DE69121874T2

DE69121874T2 - Elastisches zusammengesetzes filament, seine herstellung und es enthaltende faserstruktur

Info

Publication number: DE69121874T2
Application number: DE69121874T
Authority: DE
Inventors: Masami Fujimoto; Yoshiaki Morishige; Yasuo Muramoto; Kiyoshi Yoshimoto
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1990-06-22
Filing date: 1991-06-21
Publication date: 1997-02-13
Anticipated expiration: 2011-06-22
Also published as: EP0496888A4; DE69121874D1; EP0496888B1; KR0184236B1; JP2665049B2; EP0496888A1; WO1992000408A1; KR920702445A

Description

Diese Erfindung betrifft Kern- und Mantel-Verbundfilamente in denen ein Mantelteil zusammengesetzt aus einem faserbildenden thermoplastischen Polymer und ein Kernteil, zusammengesetzt aus einen faserbildenden Elastomer entlang der Filamentachse angeordnet sind, und insbesondere Verbundfilamente mit einer rauhen Oberfläche und hervorragenden elastischen Eigenschaften sowie ein Herstellungsverfahren dafür und textile Produkte, die ein solches Filament enthalten.
Kern- und Mantelfasern für andere Anwendungen als Textilien wie etwa Seile sind im Grundsatz aus JP-A-53130310 bekannt.
Als Filament mit diskontinuierlichen Erhebungen, die unregelmäßig im rechten Winkel zur Filamentachse angeordnet sind, ist bislang ein Polyester-Filament mit zufällig angeordneten diskontinuierlichen Ringen von submikroskopischer Größe, die mit einer Häufigkeit zwischen 10 und 130 Erhebungen pro Millimeter entlang dem Filament auftreten (US-Patentbeschreibung Nr. 3 184 369) bekannt. Des weiteren ist als Herstellungsverfahren ein Verfahren bekannt, umfassend das Kontaktieren eines Filaments wie gesponnen mit einem Mittel zum Erzeugen von Brüchen unter Spannung, um Brüche zu erzeugen, Strecken des Filaments und dann Entfernen des Mittels zum Erzeugen von Brüchen (US-Patentbeschreibung Nr. 3 185 613).
Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Herstellung von Filamenten mit Erhebungen mit größeren axialen Abständen bekannt, indem ein Filament mit Erhebungen (mit etwa 0,1 1,0 Erhebungen pro 10 mm) durch Schmelzbrechen, durch Spinnen des Polymers bei einer Temperatur nahe der Schmelztemperatur des Polymers (japanische Offenlegungsschrift Nr. 38-11 851) erhalten wird, ein Verfahren in dem ein Kühlmedium sofort nach dem Spinnen aufgesprüht wird, ein Verfahren umfassend das Aufrauhen der Filamente mit einer Walze mit rauher Oberfläche, während des Aufrollens des Filaments nach dem Spinnen usw.
Bei den oben beschriebenen Filamenten mit statistisch angeordneten diskontinuierlichen Erhebungen und ihren Herstellungsverfahren ist die Verfahrensführung bis das Filament erhalten wird, sehr kompliziert und weiter ist das erhaltene Filament hauptsächlich aus nichtelastomerem Polyester oder Polyamid und besitzt daher keine elastischen Eigenschaften.
Alternativ liefert das Verfahren des Schmelzbrechens nicht nur Filamente mit Erhebungen mit größerem Abstand, sondern vermindert auch die Stabilität während des Spinnvorgangs und das Verfahren des Aufrauhens mit einer rauhen Oberfläche ist nachteilig, da nur weit auseinanderliegende Erhebungen erhältlich sind usw.
Wie oben beschrieben, waren bislang keine Filamente mit einer rauhen Oberfläche bekannt, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Erhebungen in kurzem Abstand, insbesondere mit einer blasebalgartigen Struktur mit rauher Oberfläche, sowie elastischen Eigenschaften (stretch recovery) die einfach industriell hergestellt werden können.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von neuen Filamenten mit rauher Oberfläche, insbesondere mit einer blasebalgartigen Struktur entlang des Filaments sowie elastischer Eigenschaften. Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung solch eines Filaments durch ein kostengünstiges Schmelzspinnverfahren. Eine weitere andere Aufgabe ist die Bereitstellung einer Textilstruktur, insbesondere Strümpfe, umfassend das obige Filament, die besten Tragekomfort bietet.
Die erfindungsgemäße elastische Verbundfaser ist eine Kern- und Mantelverbundfaser, bestehend aus einem Mantelteil, zusammengesetzt aus einem faserbildenden thermoplastischen Polymer und einem Kernteil, zusammengesetzt aus einem faserbildenden Elastomer entlang des Filaments, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Kern zu Mantel im Bereich von 1/1 bis 100/1, bezogen auf die Querschnittsfläche ist und dadurch daß der Kernteil eine glatte Oberfläche hat und der Mantelteil, der den Kernteil bedeckt, eine Vielzahl von Erhebungen entlang seines Umfangs aufweist, die entlang des Filaments nahe beieinanderliegen.
Die obigen Erhebungen haben vorzugsweise einen axialen Abstand im Bereich von 0,1 bis 100 µm.
Weiterhin ist bevorzugt, daß die erfindungsgemäßen Filamente blasebalgartige Oberflächen aufweisen, in denen die obigen Erhebungen eine Länge von wenigstens 1/3 des Umfangs des Filaments haben.
Das faserbildende Elastomer, das den Kernteil des erfindungsgemäßen Filaments bildet, ist vorzugsweise ein thermoplastisches Polyurethan und besonders bevorzugt ein vernetztes Polyurethan. Weiterhin können Elastomere auf Polyester-Basis verwendet werden.
Als faserbildendes thermoplastisches Polymer, das den Mantelteil des erfindungsgemäßen Filaments bildet, ist Nylon 12 am meisten bevorzugt. Polyolefine können auch verwendet werden.
Das Kern/Mantel-Verhältnis liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 5/1 und 90/1 und besonders bevorzugt zwischen 10/1 und 50/1, bezogen auf die Querschnittsflächen.
Das Verfahren zur Herstellung der elastischen Verbundfaser, gemäß der vorliegenden Erfindung, ist gekennzeichnet durch folgende Schritte: gemeinsames Spinnen des faserbildenden thermoplastischen Polymeren als Mantel-Komponente mit dem faserbildenden Elastomer als Kern-Komponente, bei einem Kern/Mantel-Verhältnis zwischen 1/1 und 100/1, bezogen auf das Volumen, um eine Kern- und Mantelverbundfaser zu erhalten, anschließendes Strecken des Filaments bei einem Streckverhältnis zwischen 1,1 und 10,0 und ferner Entspannungsbehandeln der gestreckten Faser, um im Mantelteil eine Vielzahl von Erhebungen entlang des Umfangs zu erzeugen, die entlang der Länge des Filaments nahe beieinanderliegen.
Im obigen Herstellungsverfahren wird als faserbildendes Elastomer für die Kern-Komponente bevorzugt Polyurethan verwendet. Wenn das Polyurethan ein steifes Polyurethan mit einem Stickstoff-Gehalt von wenigstens 2,8 Gew.-% ist, wird die vorgenannte Entspannungsbehandlung vorzugsweise unter erhöhter Temperatur durchgeführt.
Wenn alternativ das Polyurethan ein flexibles Polyurethan mit einem Stickstoff-Gehalt von weniger als 2,8 Gew.-% ist, erfolgt die vorgenannte Entspannungsbehandlung durch Nachlassen der Spannung nach dem Strecken.
Die vorliegende Erfindung schließt textile Produkte ein, die die oben genannte elastische Verbundfaser enthalten, wie unter anderem Strümpfe als bevorzugte Ausführungsform.
Die Erfindung sei im folgenden in größerer Ausführlichkeit beschrieben.
Als faserbildendes thermoplastisches Polymer, das erfindungsgemäß verwendet kann, seien als Nicht-Elastomere oder dgl. Polyester, Polyamide und Polyolefine z.B. Polyethylene, Polypropylene, Polystyrole und Polybutene oder dgl. genannt.
Weiterhin sei vorab die Mantel-Komponente erwähnt, wenn die Kern-Komponente ein thermoplastisches Polyurethan ist.
Als Polyamide, die typische Beispiele für faserbildende thermoplastische Polymere für die Mantel-Komponente sind, seien z.B. genannt Nylon 6 und modifiziertes Nylon 66. Weiterhin werden bevorzugt Nylon 8, Nylon 9, Nylon 10, Nylon 11, Nylon 12 oder dgl., Nylon 6/66, ternäre Polyamide wie Nylon 6/12/10 oder dgl., Multikomponenten-Polyamide und Mischung daraus verwendet. Unter anderem eignet Nylon 12 besonders zur Verwendung in Damenstrümpfen oder dgl.
Als Polyester, die weitere typische Beispiele für thermoplastische Polymere sind, sind Copolyester umfassend Polyethylenterephthalat als Hauptkomponente, das mit höchstens 50 Mol.-% Isophthalsäure als die Carbonsäure- Komponente copolymerisiert ist und/oder höchsten 35 Mol.-% wenigstens einer Verbindung wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, Neopentylglykol, Butandiol und dgl. bevorzugt. Der Prozentsatz an Isophthalsäure (A Mol.-%) und der Prozentsatz an copolymerisiertem Diol (B Mol.-%) kann in geeigneter Weise im Hinblick auf die Klebrigkeit der resultierenden Filamente einer geeigneten Schmelzspinntemperatur und dgl. ausgewählt werden, um die folgende Relation zu erfüllen:
15 ≤ A + B ≤ 50.
Eine Summe A und B von mehr als 50 Mol.-% ist nicht bevorzugt, da dann Schwierigkeiten auftreten können, wie etwa das Zusammenkleben der Polymerpellets unter Klumpenbildung während des Trocknens vor dem Spinnen, klebrige Filamente nach dem Spinnen und dgl. Eine Summe A + B von weniger als 15 Mol.-% ist ebenfalls nicht bevorzugt, da die richtige Schmelzspinntemperatur dann so ansteigt, daß die Schmelzviskosität nicht auf die der Kern-Komponente während des Spinnens abgestimmt werden kann. Der Prozentsatz an Isophthalsäure liegt besonders bevorzugterweise im Bereich zwischen 15 Mol.-% und 45 Mol.-%.
Die thermoplastischen Polymere, wenn sie zusammen mit einer faserbildenden elastomeren Kern-Komponente versponnen werden, sollten eine Schmelzspinntemperatur haben, die nicht oberhalb der geeigneten Schmelzspinntemperatur des Elastomeren liegt. Zur Bestimmung der richtigen Schmelzspinntemperatur seien die relative Viskosität oder die Schmelzpunkttemperatur genannt. Z.B. wenn ein Polyurethan als Kern-Komponente verwendet wird, beträgt die Obergrenze der richtigen Schmelzspinntemperatur normalerweise 238ºC. Wenn das thermoplastische Polymer, das gemeinsam mit dem Polyurethan versponnen werden soll, Nylon 6 ist, sind insbesondere solche bevorzugt, deren relative Viskosität 2,3 nicht übersteigt, bestimmt durch Lösen von 1 g Nylon in 100 ml 98%iger Schwefelsäure bei 25ºC.
Weiterhin sind Nylon 66 modifizierte Polymere, Nylon 8, Nylon 9, Nylon 10, Nylon 11, Nylon 12 und Copolymere sowie Polymer-Gemische daraus mit einer Schmelzpunkttemperatur von 80ºC 230ºC, bestimmt durch Differential-Scanning- Kalorimetrie (DSC) auch bevorzugt. Polymere mit einer Schmelzpunkttemperatur von mehr als 230ºC sind nicht bevorzugt, da diese Polymere hinsichtlich ihrer Schmelzviskosität während des gemeinsamen Verspinnens mit der Polyurethan Kern-Komponente, die geringe Schmelzstabilität und Wärmebeständigkeit hat, nicht abgestimmt werden können und da weiterhin die erhaltenen Filamentgarne geringe elastische Eigenschaften aufweisen.
Polymere mit einer Schmelzpunkttemperatur von weniger als 80ºC sind nicht bevorzugt aufgrund der geringen Faserbildungseigenschaft und ihrer Klebrigkeit. Weiterhin sind als Mantel-Komponente erfindungsgemäß Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen oder dgl. Polystyrole, Polybutene oder dgl. verwendbar.
Auf der anderen Seite, wenn die Kern-Komponente kein Polyurethanelastomer ist, sind Polyamide und Polyester als faserbildende thermoplastische Polymere bevorzugt. Diese können entweder wie oben beschrieben modifiziert oder viskositätsvermindert werden, oder weder einer solchen Modifikation noch einer Viskositätsverminderung unterworfen werden.
Die oben beschriebenen faserbildenden thermoplastischen Polymere, die erfindungsgemäß als Mantel-Komponente der Filamente verwendet werden, können mit bekannten Polymermodifizierenden Additiven, z.B. Glanzverminderern wie Titandioxid oder dgl., Antioxidantien, elektrisch leitfähigen Partikeln, Fungiziden, Farbstoffen, Pigmenten, kompatibilitätsverbessernden Mitteln oder dgl. versetzt werden.
Als faserbildende Elastomere, die erfindungsgemäß als Kern- Komponente in den Filamenten verwendet werden, seien bekannte Elastomere wie Elastomere auf Polyurethan-Basis, Elastomere auf Polyester-Basis, Elastomere auf Polyamid-Basis,
Elastomere auf Polystyrol-Basis oder dgl. genannt. Unter anderem sind die Elastomere auf Polyurethan-Basis und Polyester-Basis aufgrund ihrer hervorragenden Schmelzstabilität, Spinnbarkeit und elastischen Eigenschaften besonders bevorzugt.
Die Polyurethane, die erfindungsgemäß die Kern-Komponente bilden, sind nicht besonders beschränkt so lange sie Fasern bilden. Thermoplastische Polyurethane oder vernetzte Polyurethane sind jedoch bevorzugt. Die thermoplastischen Polyurethane sind schmelzspinnbare Polymere, die durch Umsetzen eines hochmolekularen Diols mit einem organischen Diisocyanat mit einem Kettenverlängerer erhalten werden.
Als hochmolekulare Diole seien genannt Glykole mit terminalen Hydroxyl-Gruppen an beiden Enden und Molekulargewichten von 500 bis 5 000, z.B. Etherpolyole wie Polytetramethylenglykole, Polypropylenglykole oder dgl., Esterpolyole wie Polyhexamethylenadipate, Polybutylenadipate, Polycarbonatdiole, Polycaprolactondiole oder dgl. und Mischungen daraus.
Als Kettenverlängerer seien 1,4-Butandiol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Bishydroxyethoxybenzol oder dgl. mit einem Molekulargewicht von höchstens 500 genannt. Unter anderem sind 1,4-Butandiol und Bishydroxyethoxybenzol besonders bevorzugt.
Als organische Diisocyanate seien genannt, Toluoldiisocyanat (TDI), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), nicht-gilbende Diisocyanate wie 1,6-Hexandiisocyanat oder dgl. und Mischungen daraus. Unter anderem ist MDI besonders bevorzugt.
Der prozentuale Stickstoff-Gehalt (N %) als Index des MDI- Gehalts in Polyurethanen, der mit der Härte der Polyurethane zusammenhängt, liegt bevorzugt im Bereich zwischen 1,5 und 4,8. Der prozentuale Stickstoff-Gehalt kann durch mikroorganische Analyse bestimmt werden. Wenn der N % geringer als 1,5 % ist, treten Probleme auf wie etwa das die erhaltenen Verbundfasern geringere Elastizität aufweisen, die Spinnstabilität vermindert ist oder dgl. und daher sind derartige Werte nicht bevorzugt. Auf der anderen Seite, wenn N % größer als 4,8 % ist, treten Probleme auf wie etwa daß der Bereich der optimalen Spinnbedingungen des Polyurethans extrem eng wird oder dgl. und daher sind solche Werte nicht bevorzugt. Der bevorzugte Bereich liegt zwischen 2,1 und 4,5 %.
Solche Polyurethane können mit bekannten Modifizierungsmitteln, kompatibilitätsverbessernden Mitteln oder dgl. die für Polyurethan verwendet werden, wie etwa Titandioxid, Farbstoffen, Pigmenten, Farbstoffstabilisatoren, UV-Absorbern, Fungiziden oder dgl. versetzt werden.
Falls die resultierende Verbundfaser weiterhin besonders hitzebeständig, elastisch oder dgl. sein soll, kann ein vernetztes Polyurethan, erhalten durch Umsetzen der obigen Polyurethane mit einem Polyisocyanat als Kern-Komponente, verwendet werden. Für diese Vernetzungsverfahren kann man sich dem von den Erfindern vorgeschlagenen Verfahren, das in der japanischen Offenlegungsschrift 58-46 573 offenbart ist, bedienen, dabei handelt es sich um ein Verfahren, in dem ein geschmolzenes thermoplastisches Polyurethan mit einem Polyisocyanat vermischt wird und das allophanate Vernetzen während oder nach dem Spinnen erfolgt.
Als Polyisocyanate sind Verbindungen bestehend aus einer Polyol-Komponente und einer Isocyanat-Komponente mit wenigstens 2 bevorzugt 2 bis 3 Isocyanat-Gruppen (NCO- Gruppen) im Molekül bevorzugt.
Als Polyol-Komponente eignen sich die oben beschriebenen Diole mit einem Molekulargewicht von 300 bis 4 000, die bei der Herstellung der Polyurethane verwendet werden, sowie zusätzlich Diol/Triol-Mischungen mit einer durchschnittlichen Funktionalität der Hydroxy-Gruppen zwischen 2 und 3 und auch synthetische Polyole mit einer Funktionalität von 2 bis 3.
Alternativ können als Isocyanat-Komponenten die oben beschriebenen Diisocyanate, die bei der Herstellung der Polyurethane verwendet werden, organische Diisocyanattrimere, Reaktionsprodukte von Trimethylolpropan mit organischen Diisocyanaten, Isocyanate mit einer Funktionalität im Bereich von 2 bis 3 (z.B. Carbodiimid-modifizierte Isocyanate) oder dgl. sowie Mischungen daraus verwendet werden.
Die Reaktion der obigen beiden Komponenten kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden. Es ist jedoch bevorzugt die Reaktion so durchzuführen, daß ein Überschuß an Isocyanat-Gruppen vorliegt, so daß das Reaktionsprodukt Isocyanat-Gruppen (NCO-Gruppen) in einer Menge von 3 bis 22 Gew.-% enthält. Diese Menge hängt natürlich von den gewünschten physikalischen Eigenschaften wie etwa der Wärmebeständigkeit, der Elastizität und dgl. sowie von den verwendeten Polyolen ab.
Hinsichtlich der Menge an Polyisocyanaten, die eingearbeitet wird, ist es bevorzugt, zwischen 6 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Polyurethan/Polyisocyanat-Mischung für die Kern- Komponente zu verwenden. Diese Menge hängt vom NCO- Gruppengehalt und der Art der verwendeten Polyisocyanate ab. Mehr als 40 Gew.-% ist jedoch nicht bevorzugt, da dies zu ungleichmäßiger Vermischung und instabilem Spinnen oder zu Garnen mit nur unbefriedigenden mechanischen Eigenschaften führt. Wenn weniger als 6 Gew.-% verwendet werden, werden die Garne weniger wärmebeständig und dies daher nicht bevorzugt. Eine bevorzugte Menge liegt im Bereich zwischen 10 und 30 Gew.-%.
So wird eine vernetzte Struktur, die hauptsächlich allophanate Vernetzungen umfaßt, in der Polyurethan-Kern- Komponente erzeugt. Dahingegen ist eine vernetzte Struktur mit hauptsächlich Biuret-Brücken nicht bevorzugt, da sie die Spinnbarkeit stark verschlechtert. Da die Biuret-Brücken mit höherer Geschwindigkeit als die Allophanat-Brücken gebildet werden, steigt nämlich die Viskosität des Systems während des Spinnens so stark an, daß ein stabiles Spinnen kaum mehr möglich ist.
Alternative Elastomere auf Polyester-Basis, die als Kern- Komponente der erfindungsgemäßen Filamente verwendet werden können, bestehen aus kurzkettigen Ester-Teilen, als harte Segmente gebildet z.B. aus aromatischen Dicarbonsäuren und niedermolekularen Diolen mit einem Molekulargewicht von höchstens 250 und langkettigen Polyether-Teilen und/oder langkettigen Polyester-Teilen als weiche Segmente. Als aromatische Dicarbonsäuren, die harte Segmente bilden seien z.B. genannte Terephthalsäure, Isophthalsäure, Dibenzoesäure, substituierte Dicarbonsäure mit zwei Benzol-Ringen, wie etwa Bis(p-carboxyphenyl)methan, p-Oxy(p- carboxyphenyl)benzoesäure, Ethylen-bis(p-oxybenzoesäure), 1,5-Naphthalindicarbonsäure oder dgl. Unter anderem sind Phenylendicarbonsäuren, nämlich Terephthalsäure und Isophthalsäure besonders bevorzugt. Andererseits können als niedermolekulare Diole mit einem Molekulargewicht von höchstens 250 Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexamethylenglykol, Cyclohexandimethanol, Resorcinol, Hydrochinon oder dgl. genannt werden. Besonders bevorzugt sind aliphatische Diole mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen.
Alternativ können als langkettige Polyether-Teile, die die weichen Segmente ausmachen, Poly(1,2- oder 1,3- propylenoxid)glykole, Poly(tetramethylenoxid)glykole, statistische oder Block-Copolymere von Ethylenoxid und 1,2- Propylenoxid oder dgl. mit einem Molekulargewicht von 500 bis 6 000 genannt werden. Poly(tetramethylenoxid)glykole sind bevorzugt.
Als langkettige Polyester-Teile seien genannt Poly(aliphatische-lacton)diole wie Polycaprolactondiole, Polyvalerolactondiole oder dgl. Besonders bevorzugt sind Polycaprolactondiole. Neben den oben genannten Verbindungen seien als langkettige Polyester-Teile aliphatische Polyesterdiole, z.B. Reaktionsprodukte von Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, Sebacinsäure, 1,3-Cyclohexandicarbonsäure, Glutarsäure, Succinsäure, Oxalsäure, Azelainsäure oder dgl. mit niedermolekularen Diolen, wie 1,4-Butandiol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Hexamethylenglykol oder dgl. genannt. Besonders bevorzugt ist Polybutylenadipat.
Unter den Elastomeren auf Polyester-Basis sind Elastomere auf Polyester/Ether-Basis zusammengesetzt aus Polybutylenterephthalat als hartem Segmenten und Polytetramethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 600 bis 3 000 als weichem Segment besonders bevorzugt. Dies liegt daran, daß harte Segmente aus Polybutylenterephthalat, die eine sehr hohe Kristallisationsrate haben, die Formbarkeit als eine der wichtigsten Eigenschaften von thermoplastischen Elastomeren verbessern und weiterhin, daran, daß die weichen Segmente aus Polytetramethylenglykol, die gute Tieftemperatureigenschaften haben den Elastomeren gut ausgewogene Eigenschaften, wie Niedrigtemperaturflexibilität, Wasserbeständigkeit, Ermüdungsbeständigkeit oder dgl. verleihen.
Als Elastomere mit verbesserter Alterungsbeständigkeit und Hitzealterungsbeständigkeit gegenüber Elastomeren auf Polyester/Ether-Basis sind Elastomere auf Polyester/Ester- Basis zusammengesetzt aus Polybutylenterephthalat als harten Segmenten und Caprolactondiol mit einem Molekulargewicht von 600 bis 3 000 als weichen Segmenten besonders bevorzugt.
Um einen Faden für die gleichen Anwendungen zu verwenden wie Polyurethanelastomer-Fäden muß dieser elastische Eigenschaften wie Elongation, Rückstellung oder dgl. besitzen. Entsprechend sind hinsichtlich der Härte Fäden mit einer Shore D-Härte im Bereich von 25 bis 65 bevorzugt.
Als Beispiele für die vorgenannten Elastomere auf Polyester- Basis seien handelsübliche wie HYTREL (hergestellt von Toray-du Pont), PELPRENE (hergestellt von Toyobo Co.), GLYLUX (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals), ARNITEL (hergestellt von Akzo) oder dgl. genannt. Diese werden bevorzugt eingesetzt.
Alternativ können die Elastomere auf Polyamid-Basis, ähnlich wie die Polyurethane aus harten und weichen Segmenten zusammengesetzt sein. Als harte Segmente werden Polyamid- Blöcke aus Nylon 6, 11 oder 12 oder aus Nylon 66, 610 oder 612 oder dgl. verwendet. Als weiche Segmente werden Polyether-Blöcke aus Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polytetramethylenglykol oder dgl. oder ein aliphatisches Polyesterdiol oder dgl. verwendet. Solche Elastomere auf Polyamid-Basis zeigen verschiedene Eigenschaften in Abhängigkeit der Polyamid-Ausgangsmaterialien, die die harten Segmente bilden, den Polyethern, die die weichen Segmente bilden, den Polyester-Ausgangsmaterialien und dem Verhältnis der harten Segmente zu weichen Segmenten.
Z.B. wird die mechanische Festigkeit, die Wärmebeständigkeit, die Chemikalienbeständigkeit usw. mit steigender Zahl harter Segmente erhöht, während die Gummielastizität verringert wird. Umgekehrt werden Eigenschaften wie die Kältebeständigkeit, die Weichheit und dgl. durch weniger harte Segmente verbessert.
Ob ein Elastomer auf Polyether- oder Polyester-Basis verwendet werden soll, hängt von der Verwendung der Verbundfasern ab.
Hinsichtlich der Härte sind Shore D-Härten im Bereich von 25 bis 70, mehr bevorzugt im Bereich von 35 bis 65 erwünscht für die physikalischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit der Verbundfasern.
Als Beispiele für die oben genannten Elastomere auf Polyamid- Basis seien handelsübliches DIAMID (hergestellt von Daicel Huells), PEBAX (hergestellt von Toray), GLYLUX (hergestellt von Dainippon Ink and Chemicals) oder dgl. genannt. Diese werden bevorzugt eingesetzt.
Alternativ können Elastomere auf Polystyrol-Basis zusammengesetzt aus harten und weichen Segmenten, ähnlich wie die Polyurethane verwendet werden. Die harten Segmente haben eine Polystyrol-Kristallstruktur und die weichen Segmente sind aus Polybutadien, Polyisopren und/oder Polyethylen/Butylen und werden mit dem Polystyrol blockcopolymerisiert. Daraus hergestellte Elastomere können durch SBS, SIS oder SEBS abgekürzt werden. Mit einer steigenden Zahl von Styrol-Einheiten verbessert sich die mechanische Festigkeit und auch die Härte, während die Gummielastizität sich vermindert. Umgekehrt beobachtet man bei einer geringeren Zahl an Styrol-Einheiten das entgegengesetzte Verhalten.
Als Elastomere auf Polystyrol-Basis seien die kommerziell erhältlichen KRAYTON , CARIFLEX (hergestellt von Shell Chemicals), RABALON (hergestellt von Mitsubishi Petrochemical), TUFPLENE (hergestellt von Asahi Chemical Ind.), ARON AR (hergestellt von Aron Kasei) oder dgl. genannt. Diese werden bevorzugt eingesetzt.
Als Formen für den Mantel und Kernverbund seien exzentrische Typen, nierenförmige Typen, konzentrische Typen oder dgl. genannt. Insbesondere ist jedoch der konzentrisch kreisförmige Typ bevorzugt, hauptsächlich wegen der Spinnbarkeit, der Herstellbarkeit und dgl. Eine gewisse Exzentrizität kann jedoch toleriert werden.
Die Querschnittsfläche der Verbundfaser kann entweder kreisförmig oder nicht-kreisförmig wie etwa oval sein.
Das Verhältnis von Kern/Mantel liegt im Bereich von 1/1 bis 100/1, bevorzugt 5/1 bis 90/1 und insbesondere 10/1 bis 50/1 als Verhältnis der Querschnittsflächen des Filaments. Ein Kern/Mantel-Verhältnis von weniger als 1 ist nicht bevorzugt, da die erhaltenen Filamente sehr schlechte elastische Eigenschaften zeigen würden. Andererseits, wenn dieses Verhältnis größer als 100 ist, treten Schwierigkeiten wie Brüche des Mantelteils oder dgl. während des Spinnens auf.
In den erfindungsgemäßen Filamenten hat der Kernteil, bestehend aus einem faserbildenden Elastomer, eine glatte Oberfläche entlang der Filamentachse sowohl im Zustand der Elongation als auch der Relaxation des Filaments. Der Mantelteil, bestehend aus einem faserbildenden thermoplastischen Polymer, der den Kernteil bedeckt, bildet eine Vielzahl von Erhöhungen (ridges), die sich entlang des Umfangs des Filaments und kontinuierlich über die Länge des Filaments erstrecken, wenn das Filament nach der Entspannungsbehandlung in einem spannungslosen Zustand ist. Die Form und Dimensionierung dieser Erhöhung kann willkürlich variiert werden. D.h. der axiale Abstand, die Höhe, die Breite usw. der Erhöhung kann mit der Art des verwendeten Polymeren, des Verbundverhältnisses, der Feinheit des Filaments usw. geändert werden. Z.B. erhöht sich die Dimensionierung des Abstandes mit sinkendem Kern-/Mantel- Verhältnis und umgekehrt sinkt der Abstand mit steigendem Verbundverhältnis. In vielen Fällen werden die Erhöhungen recht regelmäßig gebildet. Wenn jedoch ein Copolyester als Mantel-Komponente verwendet wird, und ein Elastomer auf Polyurethan-Basis als Kern-Komponente, können zum Teil etwas angeschrägte oder unregelmäßig geformte Erhöhungen gebildet werden. Selbst solche Fälle liegen innerhalb der vorliegenden Erfindung insoweit das Filament eine Vielzahl von Erhöhungen oder Ausbuchtungen in Richtung des Umfangs des Filaments aufweist.
Der mittlere axiale Abstand der vorgenannten Erhöhung liegt im Bereich von 0,1 bis 100 µm. Die Höhe der Erhöhung, obwohl diese vom Verbundverhältnis abhängt, beträgt höchstens 50 µm Solche vorstehenden Erhöhungen des Mantels und die glatte Oberfläche des Kerns ergeben innere Freiräume, die sich bei der Elongation verkleinern oder verschwinden und bei Entspannung des Filaments wieder gebildet werden. Diese Freiräume dienen daher als Puffer gegen Spannungen, die sich im Mantelteil beim Dehnen und Kontrahieren der elastomeren Verbundfilamente bilden und sie ermöglichen, daß der Kernteil sich elastisch zurückbilden kann.
Durch geeignete Wahl der Bedingungen wie etwa Polymer- Kombination, des Kern/Mantel-Verhältnisses oder dgl. wird es möglich, Filamente mit einer blasebalgartigen äußeren Oberfläche bereitzustellen, die Erhöhungen mit einer durchschnittlichen Länge von wenigstens 1/3 des Filamentumfangs aufweisen. Solche blasebalgartigen Filamente sind eine typische Ausführungsform der Verbundfilamente nach der vorliegenden Erfindung, die eine rauhe Oberfläche und einen geringen Reibungskoeffizienten haben. Aus diesen Filamenten gebildete textile Strukturen, insbesondere Kleidungsstücke, die direkt auf der menschlichen Haut getragen werden, an der sie aufgrund der Elastizität eng anliegen, sind frei von "fettartigem Gefühl" wie elastische Polyurethan-Garne und geben dem Träger ein komfortables Gefühl wie etwa Kühle- und Frischegefühl, ein glattes Gefühl oder dgl. Die erfindungsgemäßen Filamente haben überraschenderweise hervorragende antistatische Eigenschaften und Feuchtigkeitsrückhalteeigenschaften, die der besonderen Oberfläche zugeschrieben werden.
Im folgenden wird das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filamente beschrieben.
Das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Filamente umfaßt die Schritte des gemeinsamen Schmelzspinnens, des faserbildenden thermoplastischen Polymeren als Mantel- Komponente und des faserbildenden Elastomeren als Kern- Komponente bei einem Kern/Mantel-Verhältnis von 1/1 100/1, bezogen auf das Volumen, anschließendes Strecken der gesponnenen Verbundfasern bei einem Streckverhältnis von 1,1 10,0 mit oder ohne gleichzeitiger Erwärmung und das Entspannungsbehandeln des gestreckten Filaments.
Im einzelnen wird ein thermoplastisches Polymer, z.B. ein Polyurethan mit entsprechenden Extrudern mehrfach geschmolzen und nach einem bekannten Verfahren zu einem Kern- und Mantel- Verbundfilament, bestehend aus ersterem als Mantel und letzterem als Kern gesponnen. Falls ein vernetztes Polyurethan den Kern bildet, wird in das geschmolzene Polyurethan ein Polyisocyanat nach einem bekannten Verfahren eingespritzt bevor das schmelzextrudierte Polyurethan die Verbundspinn-Spinndüse erreicht und beide Polymere werden mittels eines statischen Rührers gemischt (z.B. Kenics statischer Mischer). Das Kern/Mantelspinnen kann erfolgen indem diese Mischung als Kern und ein thermoplastisches Polymer, das in einem getrennten Extruder geschmolzen wird, als Mantel geformt wird.
Bei der Gestaltung der Kern/Mantel-Spinndüse mit einem Kern/Mantel-Verhältnis von z.B. wenigstens 15, ist es bevorzugt eine Strecke vorzusehen, auf der der Fluß der Mantel-Komponente und der der Kern-Komponente einander treffen, wie in Figur 1 gezeigt, worin 1. der Durchmesser D des Zuflusses der Mantel-Komponente B auf z.B. 2 mm oder weniger verringert wird und 2. der Spalt H zwischen den unteren Enden des Rohres zur Einführung der Kern-Komponente (ein Durchfluß 1 der inneren Düse) und das obere Ende der Düse 2 zur Extrusion des Kern- und Mantel-Verbunds auf z.B. 0,05 1,5 mm und dgl. verringert wird.
Durch ein solches System, obwohl Fälle auftreten können, in denen die erhaltenen Filamente hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften unmittelbar im Anschluß an das Spinnen schlechter sind, wird eine bedeutende Verbesserung der physikalischen Eigenschaften nach Lagerung bei Raumtemperatur über z.B. 2 bis 7 Tage beobachtet. Der Grund hierfür wird in den sogenannten Alophanat-Brücken vermutet, die in dem System durch Reaktion der Isocyanat-Gruppen mit Urethan-Bindungen im Kern entstehen. Weiterhin wird auch eine Reaktion mit dem Mantel-Polymer angenommen. Entsprechend ist es bevorzugt hinsichtlich der Verbesserung der Kompatibilität zwischen den Kern- und Mantel-Komponenten in die Kern- Komponente Polyisocyanate einzuarbeiten.
Die erfindungsgemäßen Filamente können durch Strecken der so erhaltenen Filamentfäden und Enspannungsbehandeln der gestreckten Fäden mittels einer Streck- Entspannungsvorrichtung ausgerüstet mit Zuführrollen, Streckrollen und Spulen hergestellt werden.
Obwohl das Streckverhältnis von der Kombination der Kern- und Mantel-Polymere oder den Spinnbedingungen abhängt, liegt das Streckverhältnis im Streckungsschritt im Bereich von 1,1 bis 10,0.
Die Entspannungsbehandlung kann kontinuierlich oder abwechselnd mit dem oben beschriebenen Streckungsschritt durch Überbeschicken (overfeeding) zwischen den Streckrollen und den Spulen erfolgen. Alternativ kann sie auch durch Behandeln der aufgewickelten Spule mit einem getrennten Überbeschickungs(overfeed)mechanismus erfolgen. In beiden Fällen ist es bevorzugt, das Streckungsverhältnis (das Tex- Verhältnis des ungestreckten Garns zu dem fertigen Garn nach dem Strecken und der Entspannung) in der obigen Streck- Entspannungsbehandlung auf 1,02 - 9,0 einzustellen. Natürlich kann während dieser Schritte eine Wärmebehandlung, falls nötig, durchgeführt werden.
Wenn die Kern-Komponente von relativ geringer Härte ist, z.B. wenn das Polyurethan einen Stickstoff-Gehalt von weniger als 2,8 Gew.-% hat, kann nur eine Spannungsentspannung, wie etwa eine Überbeschickung, Entspannung oder dgl. nach dem Strecken eine ausreichend wirksame Entspannung herbeiführen, um die Vielzahl der Erhebungen des Mantelteils, selbst bei Raumtemperatur zu erzeugen. Wenn die Kern-Komponente relativ hart ist, z.B. wenn das Polyurethan einen Stickstoff-Gehalt von wenigstens 2,8 Gew.-% hat, ist es bevorzugt die Entspannungsbehandlung durch Temperaturerhöhung zu bewirken, da die Kern-Komponente dann dazu neigt, durch Strecken in einem gedehnten Zustand zu verbleiben. Obwohl es von der Art und der Härte der Elastomer Kern-Komponenten der Art der damit verbundenen Mantel-Komponenten dem Kern/Mantel- Verhältnis usw. abhängt, beträgt die Temperatur bei der Wärmebehandlung im allgemeinen wenigstens etwa 40ºC, bevorzugt wenigstens 60ºC und insbesondere bevorzugt wenigstens 80ºC. Die Entspannungsbehandlung unter erhöhter Temperatur kann auch nach Herstellung der textilen Strukturen wie etwa Strickwaren, Geweben oder dgl. erfolgen, z.B. durch Nutzbarmachung der Wärme im Färbe-, Ausrüst- oder Formschritt.
Figur 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch den Hauptteil der Verbundspinn-Spinndüse zum Spinnen der erfindungsgemäßen Filamente;
Figuren 2a und 3a sind Mikrophotographien eines erfindungsgemäßen elastischen Verbundfilaments mit rauher Oberfläche und insbesondere mit blasebalgartiger Struktur;
Figuren 2b und 3b sind Vergrößerungen der Oberfläche der in Figuren 2a und 3a gezeigten Filamente;
Figur 4 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Messung der Reibungskräfte zwischen Filamenten;
Figur 5a ist eine Mikrophotographie, die die Strickart eines erfindungsgemäßen Strumpfes zeigt:
Figur 5b ist eine teilweise Vergrößerung von Figur 5a;
Figur 6 ist eine Mikrophotographie, die die Strickart eines Strumpfes aus Nylon-6 mit wollartiger Textur als Vergleichsbeispiel zeigt; und
Figuren 7 und 8 sind Mikrophotographien von erfindungsgemäßen Monofilamenten.
Die Erfindung sei im folgenden anhand von Beispielen erläutert, die jedoch die Erfindung nicht beschränken sollen.

Beispiel 1

- Faserbildendes thermoplastisches Polymer:

Copolyamid (Handelsname: 5013B, ein Nylon 6/66 Copolymer, hergestellt von Ube Industries, Ltd.).

- Faserbildendes Elastomer:

Polyurethan - ein thermoplastisches Polyurethan mit einem Stickstoff-Gehalt von 3 % (Reaktionsprodukt eines Polyhexamethylendiols mit einem Molekulargewicht von 2 000, Butandiol und p,p'-Diphenylmethandiisocyanat mit einer relativen Viskosität in Dimethylformamid bei 25ºC von 2,13).
Polyisocyanat - eine Verbindung mit 6,3 % NCO- Gruppengehalt, hergestellt durch Umsetzen von 1 mol Polycaprolactondiol mit einem Molekulargewicht von 1 250 mit 2,1 mol p,p'-Diphenylmethandiisocyanat.
Das obige thermoplastische Polyurethan wurde im Extruder geschmolzen. Die Schmelze wurde (in mid course of flow) mit 18 Gew.-% des obigen Polyisocyanats in einer bekannten Vorrichtung zur Zuführung von Additiven versetzt und in einem statischen Mischer, ausgerüstet mit 35 Mischelementen (hergestellt von Kenics) gründlich gemischt. Das obige Copolyamid wurde in einem separaten Extruder geschmolzen. Die beiden vorgenannten Schmelzen wurden getrennt abgemessen und in einer Verbundspinn-Spinndüse mit 8 Öffnungen mit 0,5 mm Durchmesser zum Spinnen eines kreisförmigen, konzentrischen Kern- und Mantel-Verbund-Filaments mit einem Kern/Mantel- Verhältnis von 12/1 eingespeist. So wurde ein 4,44 Tex (40 Denier) Monofilament bei einer Spinnrate von 500 m/min gesponnen. Als Ölungsmittel wurde ein Emulsionsölmittel für Polyamid verwendet.
Mit einer Vorrichtung, ausgerüstet mit Zuführrollen, Streckrollen und Spulen wurde dieses Filament einer Streck- Entspannungsbehandlung bei Raumtemperatur unterworfen, wobei das Streckverhältnis 3,0-fach und das Gesamtstreckverhältnis 1,5-fach war.
Das so erhaltene Filament hatte die folgende blasebalgartige Struktur:
- Axialer Abstand der Erhöhungen 4,0 µm im Durchschnitt und
- Hohe der Erhöhungen = 2,3 µm im Durchschnitt.
Eine Mikrophotographie der seitlichen Erhöhungen dieses Filaments ist in Figur 2a gezeigt.
Aus Figur 2a wird deutlich, daß dieses Filament eine sehr gleichmäßige blasebalgartige Struktur hat, in der sich die Erhöhungen kontinuierlich entlang dem Umfang erstrecken. Zusätzlich zeigt Figur 2b eine teilweise Vergrößerung der Oberfläche in Figur 2a.

Beispiel 2

Auf die gleiche Weise wurde ein Filament bei genau den gleichen Bedingungen gesponnen, mit der Ausnahme, daß das Kern/Mantel-Verhältnis 20/1, bezogen auf die Querschnittsfläche des Filaments betrug. Das erhaltene Filament wurde einer Streck-Entspannungsbehandlung bei Raumtemperatur unterzogen, wobei das Streckverhältnis 3,6- fach und das Gesamtstreckverhältnis 1,5-fach war. Die Seitenansicht des so erhaltenen Filaments ist in Figur 3a gezeigt. Figur 3b zeigt eine teilweise Vergrößerung der Oberfläche gemäß Figur 3a.
Aus einem Vergleich dieser Figuren mit den Figuren 2a und 2b wird deutlich, daß der axiale Abstand der Erhöhung des Blasebalgs mit zunehmendem Kern/Mantel-Verhältnis, d.h. mit einem abnehmenden Anteil an Mantel-Komponente, abnimmt.
Dieses Filament hatte folgende blasebalgartige Struktur:
- Axialer Abstand der Erhöhungen = 1,1 µm im Durchschnitt und
- Höhe der Erhöhungen = 1,0 µm im Durchschnitt.
Weiter wurde bei der Messung der Inter-Filamentreibungskräfte (F/F) für dieses Filament ein Wert von 2,8 g gefunden. Ein Filament, das nicht der Streck-Entspannungsbehandlung unterworfen wurde, d.h. eines ohne blasebalgartige Struktur, zeigte einen F/F von 3,3 g. Entsprechend wurde gefunden, daß die blasebalgartige Struktur die Reibung deutlich vermindert. Die Inter-Filamentreibungskräfte (F/F) wurden wie folgt bestimmt:
Monofilamente werden zu einem Garn mit insgesamt 44,4 Tex (400 Denier) verzwirnt (z.B. 10 Enden mit 4,44 Tex (40 Denier) Monofilamente werden zu einem 44,4 Tex (400 Denier)/10 Filamentgarn verzwimt). Die sekundäre Spannung (T&sub2;) dieses Garns wird durch das in Figur 4 gezeigte Kreuzverfahren bestimmt. In Figur 4 ist das anfängliche Gewicht (T&sub1;) 1 g, das durchlaufende Garn wird einfach verdreht (360º Verdrehung) und die Garngeschwindigkeit beträgt 2 m/min.
Um die Rückstellung (recoverability) dieses Filaments zu bestimmen, wurde zweifach 100 % gedehnt und die permanente Spannung (der Punkt, an dem die zweite kontraktive Spannung Null ist) gemessen.
Im Ergebnis wurde eine permanente Spannung von 8 % gefunden.
Ein Filament ohne Blasebalg vor der Streck- Entspannungsbehandlung zeigte eine permanente Spannung von 15 %. Dies zeigt den bedeutenden Effekt der Blasebalgstruktur.

Beispiel 3

- Faserbildendes Polymer:

Nylon 12 (Handelsname: L 1600, hergestellt von Daicel-Huells)

- Faserbildendes Elastomer:

Thermoplastisches Polymer - Polyurethane (gleiche Zusammensetzung wie in Beispiel ), mit einem Stickstoff- Gehalt von 2,7 %, 3,2 % bzw. 4,4 %.
Polyisocyanat - viskose Verbindung, erhalten durch Umsetzen von 24,4 mol eines bifunktionalen Polycaprolactons mit einem Molekulargewicht von 1 250 und 4,3 mol eines trifunktionellen Polycaprolactons mit einem Molekulargewicht von 1 250 mit 71,2 mol p,p'-Diphenylmethandiisocyanat.
Durch Einarbeiten von 14 Gew.-% des Polyisocyanats wurden die obigen Kern- und Mantel-Komponenten bei einem Kern/Mantel- Verhältnis von 12/1 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 versponnen. Das resultierende 4,44 Tex (40 Denier) Monofilament wurde mittels einer bekannten Apparatur ausgerüstet mit Zuführrollen, Streckrollen und Spulen auf die zweifache ursprüngliche Länge verstreckt. Tex (Denier) des erhaltenen Filaments sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Aus Tabelle 1 wird klar, daß ein Filament, umfassend eine Kern-Komponente mit einem Stickstoff-Gehalt von nur 2,7 % eine unzureichende Feinheit hat, während ein Filament umfassend eine Komponente mit einem Stickstoff-Gehalt von 3,2 oder 4,4 eine klar definierte Feinheit besitzt.
Aus einem zweifach verstreckten Garn mit einer Kern- Komponente mit einem Stickstoff-Gehalt von 3,2 % wurde eine Strumpfhose auf einer Vierfach-Strickmaschine (Automatic Hosiery Knitter, hergestellt von Nagata Seiki) gestrickt. Dann wurde der Strumpf mit einem sauren Farbstoff bei 100ºC gefärbt und anschließend bei 114ºC mit Dampf gesetzt.
Die Strickart der Strumpfhose ist in Figur 5a gezeigt. Figur 5b zeigt eine teilweise Vergrößerung. Aus diesen Photographien geht hervor, daß das Filament vor dem Färben etwa 2,22 Tex (20 Denier) war und sich nach dem Färben auf 4,44 Tex (40 Denier) erholte. Figur 6 zeigt ein mit wollartig texturiertem Nylon 6 Filament gestricktes Gewirke zum Vergleich.
Aus diesen Photographien ergibt sich, daß die mit dem erfindungsgemäßen Filament gestrickte Strumpfhose ein sehr schönes Äußeres hat und hervorragend durchscheinend ist.
Für diese Strumpfhose wurde die Rutschigkeit des oberen Beinteils gemessen. Das Ergebnis ist in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Die Rutschigkeit wurde wie folgt bestimmt:
In die Strumpfhose wurde eine Aluminium-Platte gesteckt. Dann wurde ein 22,8 g schweres Kupfergewicht darauf gestellt und die Aluminium-Platte in Schräglage versetzt. Der Winkel, bei dem das Gewicht anfing herunterzurutschen steht für die Rutschigkeit. Entsprechend bedeutet ein kleiner Winkel eine hohe Rutschigkeit.
Aus Tabelle 2 geht hervor, daß die aus den erfindungsgemäßen Filamenten gestrickte Strumpfhose hervorragende Rutschigkeit zeigte.
Als nächstes wurde diese Strumpfhose auf ihre Dehnungseigenschaften (stretch recovery characteristics) untersucht. Zum Vergleich wurde die gleiche Messung mit einer Strumpfhose aus einem single covering yarn (SCY), bestehend aus 2,22 Tex (20 Denier) Polyurethan-Kern und 1,44 Tex (13 Denier)/3 Filament false-twisted mit wollartiger Textur, Deckgarn in S- oder Z-Richtung gewickelt, durchgeführt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3
In der obigen Tabelle bedeutet "Eigenschaften bei 80%iger Dehnung" die Eigenschaften eines oberen Beinteils bei 80%iger Streckung nach 5-fach wiederholter 25-cm-Dehnung in lateraler Richtung. Z.B. das S&sub1;/ S&sub0;-Verhältnis bedeutet das Verhältnis der Kontraktionsspannung bei der fünften 80%igen Dehnung zu der Streckspannung bei der ersten 80%igen Dehnung. S&sub1;/ S&sub0; bedeutet das Verhältnis der Kontraktionsspannung bei der fünften 80%igen Dehnung zu der Spannung bei der fünften 80%igen Dehnung. S&sub1; bedeutet die Kontraktionsspannung bei der fünften 80%igen Dehnung. Je höher diese Werte sind, desto besser sind die Elastizitätseigenschaften.
Aus Tabelle 3 geht hervor, daß die erfindungsgemäße Strumpfhose mit der Strumpfhose aus SCY vergleichbar ist.

Beispiel 4

- Faserbildendes thermoplastisches Polymer:

Das gleiche Polymer wie in Beispiel 3 wurde verwendet.

- Faserbildendes Elastomer:

Ein thermoplastisches Elastomer auf Polyester-Basis (Handelsname: HYTREL 4767, hergestellt von Toray-du Pont, Shore D Härte 40).
Obiges Nylon 12 und das Elastomer auf Polyester-Basis wurden mehrfach in getrennten Extrudern geschmolzen und in eine Verbundspinn-Spinndüse mit vier Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm zum Spinnen eines konzentrisch kreisförmigen Kern- und Mantel-Verbundfilaments mit einem Kern/Mantel-Verhältnis von 20:1, bezogen auf die Querschnittsflächen, gegeben. So wurde ein 7,77 Tex (70 Denier) Monofilament bei einer Spinnrate von 500 m/min gesponnen. Als Ölungsmittel wurde ein Ölungsmittel für Polyamid verwendet.
Dieses Filament wurde bei Raumtemperatur auf die 6-fache ursprüngliche Länge verstreckt. Dann wurde eine Entspannungsbehandlung bis auf ein Gesamtstreckverhältnis von 4 durchgeführt. Eine Mikrophotographie des resultierenden Filaments ist in Figur 7 gezeigt.

Beispiel 5

- Faserbildendes thermoplastisches Polymer:

Polyethylen (Handelsname: PE356, hergestellt von Tosoh Corp.)

-Faserbildendes Elastomer:

Das gleiche Polymer wie in Beispiel 1 wurde verwendet.
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurde ein 5,55 Tex (50 Denier) Filament, enthaltend 15 % Polyisocyanat und mit einem Kern/Mantel-Verhältnis von 11/1 erhalten. Dieses Filament wurde auf das 6-fache seiner ursprünglichen Länge bei Raumtemperatur verstreckt. Dann wurde das verstreckte Filament einer Entspannungsbehandlung bis zu einem Gesamtstreckverhältnis von 3 unterworfen und 1 min in 100ºC heißes Wasser gelegt.
Eine Mikrophotographie des resultierenden Filaments ist in Figur 8 gezeigt.
Wie oben beschrieben, kann das erfindungsgemäße Filament leicht durch ein Schmelzspinnverfahren erhalten werden. Zusätzlich, da das erhaltene Filament eine rauhe Oberfläche besitzt und insbesondere eine blasebalgartige Struktur, ist die Interfilamentreibung gering und die taktilen Eigenschaften sind hervorragend.
Aufgrund der eigenwilligen Oberflächenstruktur besitzt das Filament Mattierungseigenschaften. D.h. es besitzt einen diffusen Glanz aufgrund der diffusen Lichtreflektion, durch den unterschiedlichen Oberflächenwinkel.
Weiterhin, da dieses Filament in sich elastisch ist, eignet es sich für verschiedene Anwendungen. Z.B. wenn es für Strümpfe verwendet wird, können solche mit guter Durchsichtigkeit, guten taktilen Eigenschaften oder dgl. erhalten werden.
Weiterhin wurde überraschend gefunden, daß dieses Filament hervorragende antistatische Eigenschaften und feuchtigkeitsbindende Eigenschaften aufweist, so daß eine umfangreiche Verwendung erwartet wird.
Die in dieser Erfindung angesprochenen Strümpfe schließen alle Arten von Überkniestrümpfen, trägerlose Strümpfe und Strumpfhosen, in denen ein Strumpfteil mit einem Höschenteil verbunden ist, ein, die nur aus dem erfindungsgemäßen Verbundfilament oder aus einer Kombination mit einem herkömmlichen Nylongarn, einem false-twisted Garn einem Deckgarn, umfassend ein Polyurethan-Filamentkerngarn oder dgl. mittels Mischstricken oder Mischspinnen gestrickt wurden.

Claims

1. Elastisches Kern- und Mantelverbundfilament, bestehend aus einem Mantelteil aus einem faserbildenden thermoplastischen Polymer und einem Kernteil aus einem faserbildenden Elastomer entlang der Filamentachse, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Kern/Mantel-Verhältnis im Bereich zwischen 1/1 und 100/1, bezogen auf die Querschnittsflächen liegt, der Kernteil eine glatte Oberfläche und der den Kernteil bedeckende Mantelteil eine Vielzahl von Erhöhungen entlang des Umfangs des Filaments hat, die entlang der Länge des Filaments in geringen Abständen angeordnet sind.

2. Filament gemäß Anspruch 1, in dem die Erhöhungen einen axialen Abstand im Bereich von etwa 0,1 bis 100 µm haben.

3. Filament gemäß Anspruch 1, das eine blasebalgartige Oberfläche hat, wobei die Erhöhungen eine durchschnittliche Länge von wenigstens einem Drittel des Umfangs des Filaments haben.

4. Filament gemäß Anspruch 1, in dem das Elastomer ein thermoplastisches Polyurethan ist.

5. Filament gemäß Anspruch 1, in dem das Elastomer ein vernetztes Polyurethan ist.

6. Filament gemäß Anspruch 1, in dem das Elastomer ein Elastomer auf Polyester-Basis ist.

7. Filament gemäß Anspruch 1, in dem das faserbildende thermoplastische Elastomer Nylon 12 ist.

8. Filament gemäß Anspruch 1, in dem das faserbildende thermoplastische Polymer ein Polyolefin ist.

9. Filament gemäß Anspruch 1, in dem das Kern/Mantel- Verhältnis im Bereich zwischen 5/1 bis 90/1, bezogen auf die Querschnittsflächen ist.

10. Filament gemäß Anspruch 1, in dem das Kern/Mantel- Verhältnis im Bereich zwischen 10/1 bis 50/1, bezogen auf die Querschnittsflächen ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines elastischen Verbundfilaments, umfassend die Schritte des Verbundspinnens eines faserbildenden thermoplastischen Elastomeres als Kern-Komponente, gekennzeichnet folgende Schritte: Verbundspinnen eines faserbildenden thermoplastischen Polymeren als Mantel-Komponente mit einem faserbildenden Elastomeren als Kern-Komponente bei einem Kern/Mantel- Verhältnis zwischen 1/1 und 100/1, bezogen auf das Volumen zur Bildung eines Kern- und Mantel- Verbundfilaments, anschließendes Strecken des resultierenden Filaments bei einem Streckverhältnis zwischen 1,1 und 10,0 und ferner das Entspannungsbehandeln des verstreckten Filaments, um im Mantelteil eine Vielzahl von Erhöhungen entlang des Umfangs des Filaments zu erzeugen, die entlang der Länge des Filaments in kurzen Abständen angeordnet sind.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, in dem das Elastomer ein Polyurethan ist.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, in dem das Polyurethan einen Stickstoff-Gehalt von wenigstens 2,8 Gew.-% hat und die Entspannungsbehandlung bei einer Temperatur von wenigstens 40ºC durchgeführt wird.

14. Verfahren gemäß Anspruch 12, in dem das Polyurethan einen Stickstoff-Gehalt von weniger als 2,8 Gew.-% hat und die Entspannungsbehandlung durch Entspannung (tension relaxation) nach dem Strecken erfolgt.

15. Verfahren gemäß Anspruch 11, in dem das thermoplastische Polymer Nylon 12 ist.

16. Verfahren gemäß Anspruch 11, in dem das thermoplastische Polymer ein Polyolefin ist.

17. Verfahren gemäß Anspruch 11, in dem das Kern/Mantel- Verhältnis zwischen 5/1 und 90/1, bezogen auf das Volumen, liegt.

18. Verfahren gemäß Anspruch 17, in dem das Kern/Mantel- Verhältnis zwischen 1/1 und 50/1, bezogen auf das Volumen, liegt.

19. Textilprodukt enthaltend ein Filament gemäß Anspruch 1.

20. Textilprodukt gemäß Anspruch 19, das ein Strumpf ist.