DE69225172T2

DE69225172T2 - Zusammengesetzte Faser welche ein feines anorganisches Pulver enthält

Info

Publication number: DE69225172T2
Application number: DE69225172T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Kurashiki-City Okayama-Pref. Hirakawa; Masao Kurashiki-City Okayama-Pref. Kawamoto; Eiichirou Takatsuki-City Osaka-Pref. Nakamura; Kazuhiko Kurashiki-City Okayama-Pref. Tanaka
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1991-07-25
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2012-07-23
Also published as: KR940007691B1; ES2114896T3; US5464695A; CA2074383A1; CA2074383C; EP0525628A3; EP0525628A2; KR930002559A; EP0525628B1; DE69225172D1; TW224494B

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Fasern mit einem hohen Anteil an einem anorganischen feinen Pulver, z. B. UV- Strahlung abschirmende Fasern oder leitfähige Fasern, die trotz ihres hohen Gehalts an dem anorganischen feinen Pulver eine Feinheit von nicht mehr als 8 Denier aufweisen und durch einen stabilen Spinnvorgang erhältlich sind.

2. Beschreibung des Stands der Technik

In den letzten Jahren wurde ein Verfahren zur Bereitstellung von Fasern mit verschiedenen Eigenschaften angewandt, das das Verkneten eines je nach den zu erzielenden Eigenschaften ausgewählten anorganischen Pulvers in ein faserbildendes Polymeres und das anschließende Verspinnen der erhaltenen Zusammensetzung zu Fasern umfaßte. Beispielsweise wird eine weiße, leitfähige Faser durch Verkneten eines anorganischen Pulvers aus einem weißen, leitfähigen Metalloxid mit einem Polymeren und durch Spinnen der gebildeten Zusammensetzung erhalten. In einem weiteren Fall wird ein anorganisches Pulver aus einem UV-Strahlung abschirmenden anorganischen Material ausgewählt und in ein faserbildendes Polymeres eingeknetet. Die erhaltene Zusammensetzung wird versponnen, wodurch man eine UV-Strahlung abschirmende Faser erhält. Ferner kann ein anorganisches Pulver aus einem speziellen Pigment ausgewählt und in ein faserbildendes Polymeres eingeknetet werden, wodurch man eine Zusammensetzung erhält, die sodann zu einer spinngefärbten Faser mit einer bestimmten Farbe versponnen wird.
Bei diesen Fasern mit einem Gehalt an einem anorganischen feinen Pulver ist es jedoch erforderlich, daß der Anteil des zugesetzten feinen Pulvers einen hohen Wert erreicht, um die Wirkung der Zugabe in ausreichendem Maße sicherzustellen. Beispielsweise können bei weißen, leitfähigen Fasern durch Zugabe eines weißen, leitfähigen Metalloxids in einer Menge unterhalb eines bestimmten Werts die Metalloxidteilchen nicht linear unter Erzeugung einer leitfähigen Beschaffenheit verbunden werden. Gleichermaßen kann durch Zugabe eines UV-Strahlung abschirmenden anorganischen feinen Pulvers in einer zu geringen Menge keine zufriedenstellende UV-Strahl-Abschirmungswirkung erreicht werden. Aufgrund dieses Sachverhalts besteht ein Bedürfnis zur Entwicklung von Techniken, mit denen anorganische feine Pulver in großen Mengen zugesetzt werden können.
Im allgemeinen bewirkt die Einverleibung eines anorganischen feinen Pulvers in ein Polymeres in einer großen Menge rasch eine Verschlechterung der Verspinnbarkeit des Polymeren. Ferner wird ein großer Anteil des an der Faseroberfläche freiliegenden anorganischen Pulvers an den Oberflächen von Führungen, Rollen, Ziehplatten und Vorschubvorrichtungen, die in einer Faserherstellungseinrichtung angeordnet sind, abgeschabt, wodurch die Verwendung dieser Vorrichtungen nicht mehr möglich ist. Eine längere Verwendung von derartigen Vorrichtungen mit Oberflächenabrieb verursacht einen häufigen Faserbruch und die Erzeugung von zahlreichen flauschigen Produkten. Soll ein großer Anteil an anorganischem Pulver einer Faser einverleibt werden, so soll das anorganische Pulver daher nicht an der Faseroberfläche vorliegen. Zu diesem Zweck ist ein Verfahren vorstellbar, das die Einverleibung eines anorganischen Pulvers in ein Polymeres und die Herstellung einer Mantel-Kern-Verbundfaser umfaßt, wobei die erhaltene Polymerzusammensetzung den Kern bildet. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, dem Polymeren der Kernkomponente, d. h. nur einem Teil der gesamten Faser, einen noch höheren Anteil an anorganischem Pulver zuzusetzen, um eine ausreichende Wirkung der Zugabe für die gesamte Faser zu erzielen. Somit macht es die noch größere Zugabemenge schwieriger, die erhaltene Polymerzusammensetzung für die Kernkomponente in stabiler Weise zu verspinnen oder als Faden zu führen.
Um die Verspinnbarkeit eines Polymeren für eine Kernkomponente mit einem hohen Anteil an einem anorganischen Pulver zu verbessern, wird die Verwendung von thermoplastischen Elastomeren für derartige Polymere vorgeschlagen (JP-A- 289 118/1990). Diese Technik umfaßt die Verwendung eines leitfähigen, feinen Metalloxidpulvers als anorganisches feines Pulver und eines Polystyrol-Polyisopren-Polystyrol-Blockcopolymeren, eines Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol-Blockcopolymeren, eines Polystyrol-Polyisopren-Blockcopolymeren oder von Hydrierungsprodukten der vorstehenden Polymeren als Polymeres für die Kernkomponente, wobei das Polymere für die Kernkomponente, das einen großen Anteil des leitfähigen Metalloxidpulvers enthält, eine gute Verspinnbarkeit aufweist.
Es ist zutreffend, daß mit dieser Technik problemlos Verbundfasern hergestellt werden können, wobei jedoch eine Einschränkung insofern vorliegt, als die Feinheit mindestens 10 Denier betragen sollte. Mit dieser Technik ist es schwierig, in stabiler Weise mit hohen Ausbeuten und zufriedenstellender Qualität feinere Fasern mit 8 Denier oder darunter (eine Feinheit, die normalerweise für Fasern für Bekleidungszwecke herangezogen wird) herzustellen. Ferner entwickeln Fasern mit einem hohen Anteil an einem anorganischen feinen Pulver beim Färben weniger tiefe oder leuchtende Farben, so daß die fertigen textilen Werkstoffe keine hochwertige Färbung aufweisen.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Faser mit einer Feinheit von nicht mehr als 8 Denier, d. h. eine Feinheit, die sich für Fasern für Bekleidungszwecke eignet, bereitzustellen, wobei die Faser eine hervorragende Verspinnbarkeit und hervorragende Fasereigenschaften, einschließlich der Entwicklung einer leuchtenden Farbe beim Färben, aufweisen soll.
Beim Versuch, einer Faser einen großen Anteil an einem anorganischen feinen Pulver einzuverleiben, treten ernsthafte Schwierigkeiten auf, insbesondere eine Beeinträchtigung der Verspinnbarkeit beim Spinnvorgang, was auf die Verstopfung von Filtern, Filamentbrüche und andere Störungen zurückzuführen ist. Ferner kommt es auch nach dem Spinnen häufig zu Filamentbrüchen beim Reckvorgang. Auch bei gereckten Fasern treten Schwierigkeiten während der nachfolgenden Verarbeitung, z. B. beim Weben oder Wirken, auf, insbesondere auf grund von Abrieb an Führungen und dergl. Ferner weisen die erhaltenen Fasern eine geringe Gleichmäßigkeit auf.
Erfindungsgemäß werden die vorstehenden Schwierigkeiten gelöst, indem man als Polymeres mit einem Gehalt an anorganischen feinen Pulvern in hohen Konzentrationen ein bestimmtes Blockcopolymeres, das eine bestimmte Verbindung enthält, verwendet.
Somit wird erfindungsgemäß eine Verbundfaser mit einer Einzelfaden-Feinheit von nicht mehr als 8-9 tex (8 Denier) bereitgestellt, die eine schützende Polymerkomponente A, welche ein faserbildendes thermoplastisches Polymeres umfaßt und eine ein anorganisches feines Pulver enthaltende Polymerkomponente (B) enthält, bereitgestellt,
wobei die Komponente (A) auf mindestens 60% des Umfangs des Querschnitts der Faser aufgetragen ist und die Komponente (B):
(I) das anorganische feine Pulver in einer Menge von 5 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B) enthält,
(II) mindestens 0,1 Gew.-%, bezogen auf das die Komponente (B) bildende Polymere, einer Hydroxy-tert.- butylphenylverbindung enthält, deren Hydroxygruppe in ortho- Stellung zu der tert.-Butylgruppe vorliegt, und
(III) ein Blockcopolymeres enthält, welches ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 30 000 bis 250 000 aufweist und Einheiten eines Polymerblocks einer vinylaromatischen Verbindung mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 4000 bis 50 000 und Einheiten aus einem konjugierten Dienpolymerblock mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 10 000 bis 150 000 aufweist, wobei mindestens 30% der Doppelbindungen, bezogen auf das konjugierte Dien des konjugierten Dienpolymerblocks hydriert sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ein vollständigeres Verständnis der Erfindung und zahlreicher der damit verbundenen Vorteile ergibt sich beim Studium der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 bis 8 Querschnittansichten von Beispielen der erfindungsgemäßen Verbundfaser, wobei A eine schützende Polymerkomponente, die ein faserbildendes thermoplastisches Polymeres umfaßt, bedeutet und B eine Polymerkomponente, die ein anorganisches feines Pulver und eine Hydroxy-tert.-butylphenylverbindung umfaßt, bedeutet.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

Beispiele für Verbindungen, die den poly- (vinylaromatischen) Block, d. h. den ersten Bestandteil des erfindungsgemäß verwendeten Blockcopolymeren, bilden, sind: Styrol, 1-Vinylnaphthalin, 2-Vinylnaphthalin 3-Methylstyrol, 4-Propylstyrol, 4-Cyclohexylstyrol, 4-Dodecylstyrol, 2-Ethyl- 4-benzylstyrol und 4-(Phenylbutyl)-styrol. Diese Verbindungen können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Beispiele für die Verbindung, die die konjugierten Dienpolymerblöcke, d. h. den zweiten Bestandteil des Blockcopolymeren, bildet, sind: Isopren, Butadien und Piperin. Diese Verbindungen können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Das erfindungsgemäß verwendete Blockcopolymere, das hauptsächlich poly-(vinylaromatische) Blöcke und konjugierte Dienpolymerblöcke umfaßt, kann in der Molekülkette oder am Molekülende funktionelle Gruppen, z. B. Carboxylgruppen, Hydroxylgruppen und Anhydridgruppen, enthalten.
Konkrete Beispiele für erfindungsgemäß verwendete Blockcopolymere sind: Hydrierungsprodukte von Polystyrol-Polybutadien-Polystyrol-Blockcopolymeren (nachstehend als SBS bezeichnet), Hydrierungsprodukte von Polystyrol-Polyisopren-Polystyrol-Blockcopolymeren (nachstehend als SIS bezeichnet), Hydrierungsprodukte von Polystyrol-Polyisopren-Blockcopolymeren (nachstehend als SI bezeichnet), Hydrierungsprodukte von Poly-(α-methylstyrol)-Polyisopren-Poly-(α-methylstyrol)- Blockcopolymeren, Hydrierungsprodukte von Poly-(α-methylstyrol)-Polybutadien-Poly-(α-methylstyrol)-Blockcopolymeren und Hydrierungsprodukte von Poly-(α-methylstyrol)-Polyisopren- Blockcopolymeren. Darunter sind besonders bevorzugt Hydrie rungsprodukte von Triblockcopolymeren mit einem poly- (vinylaromatischen) Block an jedem der terminalen Blöcke, worunter insbesondere die vorstehenden Hydrierungsprodukte von SIS bevorzugt sind.
Es ist erforderlich, daß im erfindungsgemäß verwendeten Blockcopolymeren mindestens 30% der Doppelbindungen, die auf das konjugierte Dien des konjugierten Dienpolymeren zurückgehen, hydriert sind. Beträgt der Hydrierungsanteil weniger als 30%, so unterliegt das Blockcopolymere beim Schmelzspinnen einer thermischen Zersetzung. Unter dem Hydrierungsanteil ist hier der Hydrierungsanteil der ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen der im Blockcopolymeren enthaltenen konjugierten Dieneinheiten zu verstehen. Dieser Anteil wird erhalten, indem man die Iodzahl vor und nach Hydrierung bestimmt und den Prozentwert des letztgenannten Werts in bezug auf den erstgenannten Wert berechnet. Der Hydrierungsanteil beträgt insbesondere mindestens 50%.
Es ist erforderlich, daß das erfindungsgemäß verwendete Blockcopolymere ein Zahlenmittel des Molekulargewichts im Bereich von 30 000 bis 250 000 aufweist. Liegt das Zahlenmittel des Molekulargewichts unter 30 000, so weist das Polymere beim Spinnen eine zu geringe Schmelzviskosität auf, wodurch es zu häufigen Filamentbrüchen und Garnbrüchen beim Spinnvorgang unter Bildung einer Faser von geringer Gleichmäßigkeit kommt. Diese Schwierigkeiten werden noch ausgeprägter, wenn man versucht, eine Verbundfaser mit einer schützenden Polymerkomponente mit einem hohen Schmelzpunkt, z. B. einem Polyester, herzustellen. Wenn andererseits das Zahlenmittel des Molekulargewichts den Wert 250 000 übersteigt., so weist das Polymere im Gegensatz zu den vorstehenden Ausführungen eine unzureichende Schmelzfluidität und eine schlechte Verspinnbarkeit auf. Das Zahlenmittel des Molekulargewichts liegt insbesondere im Bereich von 40 000 bis 200 000. Die poly- (vinylaromatischen) Blöcke zur Bildung des Blockcopolymeren weisen jeweils ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 4000 bis SO 000 auf. Liegt das Zahlenmittel des Molekulargewichts unter 4000, so zeigt das erhaltene Blockcopolymere eine geringe Kohäsionsfestigkeit und eine geringe kautschuk artige Elastizität, wodurch die Faserbildung erschwert wird. Übersteigt andererseits das Zahlenmittel des Molekulargewichts den Wert von 50 000, so weist das Blockcopolymere eine zu hohe Schmelzviskosität, d. h. eine geringe Schmelzfluidität auf, wodurch ein Verspinnen erschwert wird. Die konjugierten Dienpolymerblöcke zur Bildung des Blockcopolymeren weisen jeweils ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 10 000 bis 150 000 auf. Liegt das Zahlenmittel des Molekulargewichts unter 10 000, so weist das erhaltene Blockcopolymere eine geringe Elastizität auf und läßt sich kaum zur gewünschten Faser verarbeiten. Wenn andererseits das Zahlenmittel des Molekulargewichts den Wert von 150 000 übersteigt, so weist das Blockcopolymere eine geringe Schmelzfluidität auf und ist kaum zu verspinnen.
Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist es erwünscht, daß der vinylaromatische Polymerblock und der konjugierte Dienpolymerblock ein Molekulargewicht von 5000 bis 40 000 bzw. von 15 000 bis 130 000 aufweisen.
Das Zahlenmittel des Molekulargewichts wird durch Gelpermeationschromatographie (GPC) gemessen.
Der Anteil der vinylaromatischen Polymerblöcke im Blockcopolymeren liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 80 Gew.- %. Beträgt der Anteil der vinylaromatischen Polymerblöcke weniger als 5 Gew.-%, so weist das Blockcopolymere eine geringe Kohäsivität und Elastizität sowie eine schlechte Handhabbarkeit auf, wodurch die Faserbildung erschwert wird. Übersteigt andererseits dieser Anteil den Wert von 80 Gew.-%, so weist das Blockcopolymere eine ausgeprägt hohe Viskosität auf und führt tendentiell zu Schwierigkeiten beim Verspinnen.
Das erfindungsgemäß verwendete Blockcopolymere weist vorzugsweise eine durch den Schmelzindex (nachstehend als MFR bezeichnet) angegebene Schmelzfließfähigkeit von mindestens 5 g/10 min auf. Wenn der MFR-Wert unter 5 g/10 min liegt, so wird die Schmelzfließfähigkeit nach Zugabe eines anorganischen feinen Pulvers in hoher Konzentration beeinträchtigt, so daß das Blockcopolymere nur unter Schwierigkeiten eine Verbundfaser mit einer Feinheit von nicht mehr als 8 Denier ergibt. Hinsichtlich der Obergrenze für den MFR-Wert gibt es keine speziellen Beschränkungen. Vorzugsweise übersteigt dieser Wert jedoch 100 g/10 min und liegt im Hinblick auf die Verspinnbarkeit und auf die Produktivität insbesondere im Bereich von 5 bis 80 g/10 min. Bei dem hier angegebenen MFR- Wert handelt es sich um den gemäß ASTM D1238 bei einer Temperatur von 200ºC und unter einer Last von 10 kg gemessenen Wert. Der erfindungsgemäß definierte MFR-Wert ist der Wert des Blockcopolymeren in der durch Verspinnen erhaltenen Faser. In diesem Sinn sind Blockcopolymere, die vor dem Spinnen einen MFR-Wert unter dem vorstehend angegebenen Wert zeigen, jedoch sich während des Spinnvorgangs als zufriedenstellend erweisen, erfindungsgemäß ebenfalls geeignet.
Der MFR-Wert eines Blockcopolymeren wird durch dessen Molekulargewicht, sein Verhältnis von vinylaromatischen Polymerblöcken zu konjugierten Dienpolymerblöcken, die Länge der Molekülketten der einzelnen Blöcke und dergl. festgelegt. Für das erfindungsgemäß verwendete Blockcopolymere werden solche bevorzugt, die einen MFR-Wert im vorstehend angegebenen Bereich aufweisen, indem man in geeigneter Weise das Molekulargewicht, das Verhältnis zwischen den beiden Blockbestandteilen, die Molekülkette der einzelnen Blöcke und dergl. auswählt.
Das erfindungsgemäß verwendete Blockcopolymere läßt sich nach folgenden bekannten Verfahren erhalten:
(I) ein Verfahren, das die Verwendung einer Alkyllithiumverbindung als Initiator und die aufeinanderfolgende Polymerisation einer Verbindung, die einen vinylaromatischen Polymerblock bildet, und einer Verbindung, die einen konjugierten Dienpolymerblock bildet, umfaßt;
(2) ein Verfahren, das die getrennte Polymerisation einer Verbindung, die einen vinylaromatischen Polymerblock bildet, und einer Verbindung, die einen konjugierten Dienpolymerblock bildet, und die Kupplung der erhaltenen Polymeren mit einem Kupplungsmittel umfaßt;
(3) ein Verfahren, das die Verwendung einer Dilithiumverbindung als Initiator und die aufeinanderfolgende Polymerisation einer Verbindung, die einen vinylaromatischen Poly merblock bildet, und einer Verbindung, die einen konjugierten Dienpolymerblock bildet, umfaßt.
Erfindungsgemäß ist es erforderlich, daß eine Hydroxytert.-butylphenylverbindung, deren Hydroxygruppe in ortho- Stellung zu der Butylgruppe (nachstehend als "Verbindung auf Phenolbasis" bezeichnet) dem Blockcopolymeren in einem Anteil von mindestens 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Blockcopolymeren, zugesetzt wird. Die Verbindung auf Phenolbasis wird im allgemeinen als Antioxidationsmittel verwendet. Während verschiedene Typen von Antioxidationsmitteln, die sich von der Verbindung auf Phenolbasis unterscheiden, bekannt sind, liefert nur diese Verbindungsart die ausgeprägte starke Stabilisierungswirkung beim Spinnvorgang des Blockcopolymeren. Die Zugabe eines anorganischen Pulvers beschleunigt im allgemeinen die thermische Zersetzung des Blockcopolymeren, die ebenfalls durch die Verbindung auf Phenolbasis in ausgeprägter Weise unterdrückt wird. Diese Funktionen tragen dazu bei, daß die hervorragende Verspinnbarkeit trotz Einverleibung eines großen Anteils an anorganischem Pulver gewährleistet wird. Die vorgenannte hervorragende Wirkung läßt sich nicht erreichen, wenn die Verbindung auf Phenolbasis in einem Anteil von weniger als 0,1 Gew.-% zugesetzt wird. Hinsichtlich der Obergrenze gibt es keine speziellen Beschränkungen, wobei es aber bevorzugt ist, keine Zugabe von mehr als 10 Gew.-% vorzunehmen. Insbesondere liegt die Zugabemenge im Bereich von 0,2 bis 5 Gew.-%.
Die erfindungsgemäß in geeigneter Weise verwendete Verbindung auf Phenolbasis wird durch die folgende Formel (I) wiedergegeben:
in der M eine organische Gruppe bedeutet, die Reste R jeweils eine Alkylgruppe bedeuten und n eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, wobei die Reste R gleich oder verschieden sein können, wenn n den Wert 2- oder mehr hat.
Nachstehend sind konkrete Beispiele für die Verbindung auf Phenolbasis aufgeführt.
Darunter ist die Verbindung der Formel (I) erfindungsgemäß besonders erwünscht.
Die Verbindung auf Phenolbasis kann dem verwendeten Blockcopolymeren in einer beliebigen Stufe zugesetzt werden. Beispielsweise wird sie während der Herstellung des Blockcopolymeren oder gleichzeitig mit der Zugabe eines anorganischen feinen Pulvers zugesetzt und verknetet. Es ist ausreichend, daß das Blockcopolymere, die Verbindung auf Phenolbasis und das anorganische feine Pulver beim Verspinnen der erfindungsgemäßen Verbundfaser in gleichmäßig verkneteter Form vorliegen.
In der erfindungsgemäßen Verbundfaser ist dem Blockcopolymeren, wie vorstehend beschrieben, ein anorganisches feines Pulver einverleibt. Der Anteil des zuzusetzenden anorgani schen feinen Pulvers hängt von den erwünschten Eigenschaften der gebildeten Faser ab. Da jedoch die erfindungsgemäß zu lösende Aufgabe mit der Einverleibung eines großen Anteils eines anorganischen feinen Pulvers in Zusammenhang steht, muß die Blockcopolymerzusammensetzung mindestens 5 Gew.-% des anorganischen feinen Pulvers, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung und des feinen Pulvers, enthalten. Bei einer Einverleibungsmenge von weniger als 5 Gew.-% besteht das erfindungsgemäß zu lösende Problem nicht. Hinsichtlich der Obergrenze der einzuverleibenden Menge gibt es keine speziellen Beschränkungen, wobei die Menge aber vorzugsweise im Hinblick auf die Verspinnbarkeit nicht mehr als 85 Gew.-% beträgt und insbesondere im Bereich von 10 bis 70 Gew.-% liegt.
Der Typ des einzuverleibenden anorganischen feinen Pulvers hängt vom vorgesehenen Fasertyp ab. Beispielsweise werden zur Bildung einer UV-Strahlung abschirmenden Faser feine Pulver verwendet, die UV-Strahlen reflektieren oder absorbieren, d. h. die UV-Strahlen nicht in erheblichem Maße durchlassen. Repräsentative Beispiele für derartige feine Pulver sind anorganische feine Pulver, wie Titandioxid, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Talcum und Kaolin in unveränderter Form bzw. in einer Form, die nach Durchführung von verschiedenen Antiaggregationsbehandlungen vorliegt. Diese Pulver können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Darunter werden Titandioxid, Zinkoxid und Aluminiumoxid bevorzugt, wobei Titandioxid besonders bevorzugt wird. Diese Pulver werden im Hinblick auf eine UV-abschirmende Wirkung in einem Anteil gemäß den vorstehenden Angaben zugegeben. Um eine Faser mit leuchtender Färbung zu erhalten, werden als anorganische feine Pulver anorganische Pigmente verwendet. Um eine leitfähige Faser zu erhalten, werden anorganische feine Pulver von leitfähigen Metalloxiden oder teilchenförmigen Metallen verwendet. Um eine magnetische Faser zu erhalten, werden magnetische Pulver, z. B. Metalle, wie Eisen, Kobalt und Nickel und Oxide dieser Metalle sowie Ferrit, verwendet.
Das verwendete anorganische feine Pulver weist vorzugsweise einen Durchmesser der Teilchengröße von nicht mehr als 5 um und insbesondere von nicht mehr als 1 um auf. Ein, zu hoher Teilchendurchmesser führt während des Spinnvorgangs zu Problemen mit der Verstopfung von Filtern (Düsen) und Filamentbrüchen und beim Recken ebenfalls zu Problemen mit Filamentbrüchen. Der hier angegebene durchschnittliche Teilchendurchmesser wird mit einem Testgerät zur Messung der Teilchengrößenverteilung (CAPA-500, Produkt der Fa. Horiba, Ltd.) gemessen.
Erfindungsgemäß enthält das Blockcopolymere mit einem Gehalt an einem anorganischen feinen Pulver vorzugsweise ein Metallsalz von Stearinsäure oder ein Kupplungsmittel auf Titanbasis, insbesondere ein Magnesium-, Calcium- oder Zinksalz von Stearinsäure, um die Verzwirnbarkeit zu steigern. Wenn es sich beim anorganischen feinen Pulver um Titandioxid handelt, wird Magnesiumstearat bevorzugt. Diese Verbindungen werden in einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des anorganischen feinen Pulvers, zugesetzt.
Es stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung, um das anorganische feine Pulver dem Blockcopolymeren einzuverleiben, wozu ein Verfahren gehört, bei dem das Blockcopolymere und das anorganische feine Pulver mit einem Doppelschnecken- Knetextruder oder dergl. zu einem Stammansatz mit höherer Konzentration verknetet werden, der Stammansatz beim Spinnen mit dem Blockcopolymeren auf eine vorgeschriebene Konzentration verdünnt wird und das Verspinnen der verdünnten Zusammensetzung durchgeführt wird.
Beim Verkneten des Blockcopolymeren mit einem anorganischen feinen Pulver wird durch Zugabe von verschiedenen Dispergiermitteln die Dispergierbarkeit verbessert.
Die erfindungsgemäße Verbundfaser wird durch Verbundspinnen des vorerwähnten Blockcopolymeren, das ein anorganisches feines Pulver und eine Verbindung auf Phenolbasis enthält, als eine Komponente (nachstehend als "Komponente B" bezeichnet) und eines faserbildenden thermoplastischen Polymeren als andere Komponente (nachstehend als "Komponente A" bezeichnet) erhalten. Die Verbundfaser weist eine Verbundquer schnittgestalt auf, bei der mindestens 60% ihres Umfangs von der Komponente A besetzt sind. Besetzt die Komponente A weniger als 60% des Faserumfangs, so bewirkt der große Anteil der an der Oberfläche freiliegenden Komponente B, die das anorganische feine Pulver enthält, einen Abrieb von Führungen und Walzen während des Faserbildungsvorgangs und während der Nachbearbeitungsschritte, z. B. beim Weben, und führt zu Faserbrüchen und ähnlichen Problemen.
Eine Vielzahl von Verbundkonfigurationen der Komponente A und der Komponente B lassen sich erwähnen, wobei einige davon in den Fig. 1 bis 8 dargestellt sind.
Die Figg. 1, 2 und 3 zeigen Mantel-Kern-Verbundfasern mit einem Kern, drei Kernen bzw. vier Kernen. Fig. 4 zeigt einen 3-schichtigen konzentrischen Typ. Die Figg. 5 und 6 zeigen eine Mantel-Kern-Struktur vom teilweise freiliegenden Typ. Die Figg. 7 und 8 zeigen Spalttypen. Die Konfigurationen der Figg. 7 und 8 können je nach der Kombination aus Komponente A und Komponente B an der Grenzfläche zwischen den beiden Komponenten einer Delamination unterliegen. Die Konfigurationen der Figg. 5 und 6 lösen möglicherweise das Problem des Abriebs der verwendeten Führungen und Walzen nicht in ausreichendem Maße. Somit sind die Mantel-Kern-Strukturen gemäß der Darstellung in den Figg. 1 bis 4 erwünscht, bei denen die Kernkomponente vollständig von der Mantelkomponente bedeckt ist. In diesen Figg. zeigen die schraffierten Bereiche die Komponente B und die leeren Bereiche die Komponente A.
Vorzugsweise beträgt im Verbundstoff das Verhältnis der Komponente A zur Komponente B 20 : 80 bis 80 : 20 und insbesondere 30 : 70 bis 76 : 24. Ein zu geringer Anteil der Komponente A verringert die Faserfestigkeit, während ein zu hoher Anteil der Komponente A nicht in ausreichendem Maße die Wirkung der Einverleibung eines anorganischen feinen Pulvers, d. h. der Komponente B, ergibt.
Die Komponente A, d. h. die andere erfindungsgemäß verwendete Komponente, wird aus folgender Gruppe ausgewählt: Polyamide, wie Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610, Nylon 12, Nylon 11, Nylon 4 und Nylon 46; Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und Polyhexamethylen terephthalat; Polyolefine, z. B. Polyethylen und Polypropylen; und ähnliche thermoplastische Polymere. Im Hinblick auf die Fasereigenschaften werden Polyester, die vorwiegend Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat umfassen, und Polyamide, die vorwiegend Nylon 6 oder Nylon 66 umfassen, bevorzugt. Diese Polymeren können einen geringen Anteil einer Copolymerisationskomponente enthalten. Beispiele für bevorzugte Polyester sind faserbildende Polyester, die hergestellt sind aus: einer aromatischen, aliphatischen oder alicyclischen Dicarbonsäure, wie Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,5-dicarbosäure, α,β-(4-Carboxyphenoxy)-ethan, 4,4'-Dicarboxydiphenyl, Alkylenoxidaddukte von Bisphenol A, Adipinsäure, Azelainsäure und Sebacinsäure, in Kombination mit einem Diol, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Cyclohexan-1,4-dimethanol, Polyethylenglykol oder Polytetramethylenglykol und/oder einer Oxycarbonsäure, wie Hydroxybenzoesäure. Darunter werden Polyester bevorzugt, bei denen mindestens 80% und insbesondere mindestens 90% der Struktureinheiten aus Ethylenterephthalateinheiten oder Butylenterephthalateinheiten bestehen. Diese Polymeren können geringe Anteile eines fluoreszierenden Mittels, Stabilisators und anderer Additive enthalten.
Zur Verbesserung der Färbbarkeit und zur Bereitstellung einer leuchtenden Farbe eines textilen Werkstoffs, der eine Faser mit einem großen Anteil an einem anorganischen feinen Pulver umfaßt, ist es bevorzugt, als Komponente A einen Polyester auszuwählen, der erhalten worden ist durch Copolymerisation eines difunktionellen Monomeren, das eine aromatische Gruppe umfaßt, an die eine -SO&sub3;M-Gruppe gebunden ist (M bedeutet ein Wasserstoffatom, ein Metallatom oder eine Alkylphosphoniumgruppe). Beim difunktionellen Monomeren kann es sich um eine Dicarbonsäure oder um deren Derivate, ein Diol oder eine Oxycarbonsäure handeln.
Beispiele für die aromatische Gruppe, an die die -SO&sub3;M- Gruppe gebunden ist, sind: Benzoltriyl, Naphthalintriyl, Anthracentriyl, Diphenyltriyl, Oxydiphenyltriyl, Sulfodiphinyltriyl und Methylendiphenyltriyl. Beispiele für M im Rahmen eines Metallatoms sind Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, Kupfer und Eisen. Beispiele für M im Rahmen einer Alkylphosphoniumgruppe sind die Tetrabutylphosphoniumgruppe, Ethyltributylphosphoniumgruppe, Benzyltributylphosphoniumgruppe, Tetraphenylphosphoniumgruppe, Phenyltributylphosphoniumgruppe und Benzyltriphenylphosphoniumgruppe.
Das Copolymerisationsverhältnis mit dem vorerwähnten difunktionellen Monomeren mit einer -SO&sub3;M-Gruppe beträgt für den Fall, daß es sich beim difunktionellen Monomeren um eine Dicarbonsäure oder um ein Derivat davon handelt, vorzugsweise mindestens 1,0 Mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge der den Polyester bildenden Carbonsäuren und insbesondere mindestens 1,5 Mol-% auf der gleichen Basis. Die gleichen Werte gelten auch dann, wenn es sich beim difunktionellen Monomeren um ein Diol handelt, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge der den Polyester bildenden Diole. Ebenso gelten die gleichen Werte dann, wenn es sich beim difunktionellen Monomeren um eine Oxycarbonsäure handelt, bezogen entweder auf die Gesamtmenge der Dicarbonsäuren oder auf die Gesamtmenge der Diole, die den Polyester bilden. Bei einem Verhältnis von unter 1,0 Mol-% lassen sich keine Farben von ausreichendem Glanz erhalten.
Durch Verwendung eines Polyesters, der durch Copolymerisation eines difunktionellen Monomeren mit einer -SO&sub3;M-Gruppe als Komponente A erhalten worden ist, ergeben sich dann, wenn textile Werkstoffe, die die erhaltenen Verbundfasern umfassen, mit kationischen Farbstoffen gefärbt werden, leuchtende Farben und ein hervorragendes Griffgefühl. Das Copolymerisationsverhältnis beträgt jedoch vorzugsweise nicht mehr als 5,5 Mol-%, da es ansonsten zu einer Beeinträchtigung der Fasereigenschaften und insbesondere der Festigkeit kommt. Erfindungsgemäß läßt sich der erwünschte Copolymerisationsanteil erreichen, indem man einen Polyester mit einem hohen Copolymerisationsverhältnis mit einem Polyester mit einem geringen Copolymerisationsverhältnis vermischt.
Die erfindungsgemäße Verbundfaser wird durch ein Verfahren erhalten, das die nachstehenden aufeinanderfolgenden Stufen umfaßt: getrenntes Schmelzen der Komponente A und der Komponente B unter Wärmeeinwirkung, Zuführen der beiden Schmelzen auf getrennten Wegen zu einer Spinndüse, die zur Bildung der gewünschten Verbundkonfiguration befähigt ist, Vereinigen der beiden Schmelzen unmittelbar vor der Spinndüse, Extrudieren der vereinigten Schmelze durch die Spinndüse, Aufnehmen oder Lagern der extrudierten Fasern in einer Kanne und Recken und Wärmebehandeln der soeben gesponnenen Fasern. Ferner steht ein Verfahren zur Verfügung, das das direkte Recken der soeben gesponnenen Fasern ohne Aufnehmen oder Lagern in einer Kanne umfaßt, oder ein Verfahren, das das Extrudieren durch eine Spinndüse und das Aufnehmen der extrudierten Schmelzen mit hoher Geschwindigkeit ohne weiteres Recken umfaßt. Ferner können auch Nachbearbeitungsschritte, wie Kräuseln oder Falschzwirnen, angewandt werden.
Die vorliegende Erfindung löst die Schwierigkeiten, die bei der Herstellung einer Faser mit einer Feinheit von nicht mehr als 8 Denier aus einem Polymeren, das einen hohen Anteil eines anorganischen feinen Pulvers enthält, auftreten, d. h. die Schwierigkeit einer schlechten Verspinnbarkeit. Bei der Herstellung von Fasern mit einer Feinheit von mehr als 8 Denier kommt es somit nicht zu den erfindungsgemäß zu lösenden Schwierigkeiten. Erfindungsgemäß wird eine besonders erhebliche Wirkung erzielt, wenn versucht wird, Fasern mit einer Feinheit von nicht mehr als 5 Denier zu erhalten.
Bei der erfindungsgemäßen Verbundfaser kann es sich entweder um ein kontinuierliches Garn oder um eine kurzgeschnittene Faser handeln. Die erfindungsgemäße Verbundfaser kann durch Verarbeitungsvorgänge höherer Ordnung, beispielsweise durch Falschzwirnen-Kräuseln, zu einer polygonalen Querschnittform, beispielsweise pentagonal oder hexagonal, ausgebildet werden, oder sie kann neben einem kreisförmigen Querschnitt einen irregulären Querschnitt aufweisen, z. B. einen trilobalen, T-förmigen, tetralobalen, oktalobalen Querschnitt und andere von der Kreisform abweichende Formen. Ferner kann die Komponente B in den in den Figg. 1 bis 6 dargestellten Mantel-Kern-Strukturen neben einer Kreisform auch eine von der Kreisform abweichende unregelmäßige Querschnittform aufweisen. Kurz zusammengefaßt, läßt sich die Aufgabe der vor liegenden Erfindung mit Fasern, die die bisher beschriebenen Anforderungen erfüllen, lösen. Insbesondere lassen sich erfindungsgemäß hervorragende Wirkungen erzielen, wenn ein anorganisches feines Pulver, das zur Absorption oder Reflexion von UV-Strahlung befähigt ist, verwendet wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß zur Erzielung einer Faser mit einer ausreichenden Abschirmwirkung für UV-Strahlen eine große Menge des vorstehenden feinen Pulvers verwendet werden soll. Die Faser ist bei Verwendung für Bekleidungszwecke vorzugsweise ebenso fein wie herkömmliche Fasern für Bekleidungszwecke und weist beispielsweise nicht mehr als 3 Denier auf. Die erfindungsgemäße Verbundfaser erweist sich für diesen Zweck als besonders geeignet.
Die erfindungsgemäße Verbundfaser kann allein oder in Kombination mit anderen Fasern zur Herstellung von gewebten, gewirkten und ungewebten textilen Werkstoffen eingesetzt werden, die sich auf verschiedenen Gebieten verwenden lassen. Bei Verwendung in Kombination mit anderen Fasern umfaßt das Kombinationsverfahren kombinierte Garnpräparate, die Faservermischung, die Garndopplung, das Cozwirnen, das Weben von Halbwollstoffen, das Wirken von Halbwollstoffen oder ähnliche bekannte Verfahren. Die erfindungsgemäße Verbundfaser kann in Form von Fasern, Garnen oder verschiedenen textilen Werkstoffen gefärbt werden.
Wenn die erfindungsgemäße Verbundfaser eine Abschirmwirkung für UV-Strahlen aufweist, handelt es sich bei Beispielen für Kurzschnittfasern um Stapelfasern für Bekleidungszwecke, auf trockenem Wege hergestellte Faservliese und auf nassem Wege hergestellte Faservliese, und bei kontinuierlichen Garnen um verschiedene gewebte und gewirkte textile Werkstoffe. Konkrete Beispiele für Endanwendungsgebiete sind Kleidungsstücke für Freiluftsportarten, wie Fußball und Golf, T- Shirts, Poloshirts, Sportbekleidung für andere Freiluftsportarten, wie Bekleidung für den Langstreckenlauf, Strandbekleidung, Badebekleidung, Mützen, Blusen, Schleier, Strümpfe, Handschuhe, Kapuzen, Vorhänge, Jalousettenlamellen, Sonnenschirme, Zelte und landwirtschaftliche Abschirmmaterialien.
In diesen Fällen kann die erfindungsgemäße Verbundfaser nach dem Färben verwendet werden.

Beispiele

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die lediglich zur Erläuterung dienen und den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränken sollen.
In den folgenden Beispielen wurde die Abschirmeigenschaft für UV-Strahlen folgendermaßen bewertet.
Eine Probenfaser aus einem Multifilamentgarn mit einer Feinheit von 50 Denier wird hergestellt. Das Multifilamentgarn wird zu einem textilen Werkstoff mit Grundbindung, der eine Kettfadendichte von 95 Stück/Zoll und eine Schußfadendichte von 60 Stück/Zoll aufweist, gewebt. Dieser textile Werkstoff wird sodann gereinigt und bewertet. Für die Bewertung wird die UV-Strahlentransmission einer Gewebeprobe mit einem von der Fa. Toray Techno Co. hergestellten UV-Strahlungsintensitätsintegrator auf folgende Weise bestimmt. Ein Probestück wird auf die Mitte des UV-Strahlungsintensitätsintegrators gelegt. UV-Strahlen werden auf das Probestück gerichtet. Gleichzeitig und getrennt davon werden die UV-Strahlen auf einen weiteren UV-Strahlungsintensitätsintegrator gerichtet. Die UV-Strahlentransmission ergibt sich folgendermaßen:
UV-Strahlungstransmission (%) = 100 · (U/U&sub0;)
worin: U = Menge der UV-Strahlen auf der Probenseite und U&sub0; - Menge der UV-Strahlen beim Leerwert.
Eine geringere UV-Strahlentransmission bedeutet ein besseres Abschirmverhalten.
In den Beispielen wird die Stabilität des Faserbildungsvorgangs als Qualität A-Anteil bei den Spinn- und Reckvorgängen angegeben und folgendermaßen berechnet:
wobei die Anzahl der gesamten Spulen die Anzahl darstellt, die nach 1-wöchigem kontinuierlichem Betrieb erhalten wird, wobei jede Spule 2 Stunden nach Aufwickelbeginn abgenommen wird und bei einem Garnbruch die bis dahin aufgewickelte Spule durch eine neue Spule ersetzt wird.
Ein höherer Qualität A-Anteil bedeutet eine bessere Prozeßstabilität.

Referenzbeispiel

Ein trockener und mit Stickstoff gefüllter Autoklav wurde mit monomerem Styrol, monomerem Isopren oder Butadien und monomerem Styrol in der angegebenen Reihenfolge unter Verwendung von Cyclohexan als Lösungsmittel, von n-Butyllithium als Polymerisationskatalysator und von N,N,N',N'- Tetramethylethylendiamin als Vinylisierungsmittel beschickt, wobei eine Mehrfachpolymerisation durchgeführt wurde. Die auf diese Weise erhaltenen Triblockcopolymeren wurden in Cyclohexan in Gegenwart von Pd-C als Hydrierungskatalysator bei einem Wasserstoffdruck von 20 kg/cm² hydriert, wodurch man Blockcopolymere mit den in Tabelle 1 aufgeführten molekularen Eigenschaften erhielt. Tabelle 1

Beispiel 1

38 Gew.-teile eines Blockcopolymeren (a) mit einem Gehalt an 0,3 Gew.-% der Hydroxy-tert.-butylphenylverbindung der Formel (I) wurden mit 60 Gew.-teilen Titandioxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,4 um (Produkt der Fa. Titan Kogyo K. K.; UV-Abschirmfunktion: Transmission fast Null) und 2 Gew.-teilen Magnesiumstearat versetzt. Das erhaltene Gemisch wurde mit einem Doppelschneckenextruder bei einer Temperatur von 230ºC einem Extrusionsknetvorgang unter Bildung von Strängen unterzogen. Die Stränge wurden sodann zu Pellets zerschnitten.
Die auf diese Weise erhaltenen Pellets des Blockcopolymeren (a), die Titandioxid enthielten, wurden einem Schmelzknetvorgang mit Pellets des gleichen Blockcopolymeren, das kein Titandioxid enthielt, in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 1 unterzogen. Die erhaltene Zusammensetzung wurde als Komponente B einem Extruder zugeführt. Getrennt davon wurde Polyethylenterephthalat (innere Viskosität: 0,65 dl/g) mit einem Gehalt an 0,05 Gew.-% Titandioxid als Komponente A einem weiteren Extruder zugeführt. Schmelzen aus den beiden Extrudern wurden in einer Spinndüse bei einer Spinntemperatur von 295ºC so vereinigt, daß die Komponente A und die Komponente B die Mantelkomponente bzw. die Kernkomponente darstellten, wobei das Verbundgewichtsverhältnis A : B 2 : 1 betrug und die in Fig. 1 dargestellte Querschnittanordnung erreicht wurde. Nach Extrusion durch die Spinndüse erfolgte der Aufwickelvorgang bei einer Spinngeschwindigkeit von 1000 m/min.
Die auf diese Weise erhaltene Spinnfaser wurde bei einer Heizwalzentemperatur und einer Plattentemperatur von 75ºC bzw. 140ºC mit einem Reckverhältnis von 3, 4 gereckt. Man erhielt ein Multifilamentgarn von 75 Denier/24 Filamente. Die den Kern bildende Komponente der einzelnen Filamente des Multifilamentgarns wurde mit Toluol extrahiert und auf ihre Molekulargewichtsverteilung geprüft. Es wurde festgestellt, daß die Verteilung fast die gleiche wie beim Ausgangsmaterial war. Diese Tatsache bestätigte, daß der MFR-Wert sich nicht verändert hatte. Die Querschnittkonfiguration der Einzelfilamente des Multifilamentgarns wurde unter einem Mikroskop betrachtet. Das Mantel-Kern-Verhältnis war nahezu bei sämtlichen Filamentproben konstant, was auch in Längsrichtung galt, wobei die Kernkomponente vollständig mit der Mantelkomponente bedeckt war. Das Multifilamentgarn zeigte eine hervorragende gleichmäßige Beschaffenheit und wies keine Flaumanteile auf.
Das gereckte Multifilamentgarn wurde zu einem textilen Werkstoff mit Grundbindung mit einer Kettfadendichte von 95 Stück/Zoll und einer Schußfadendichte von 60 Stück/Zoll gewebt. Dieser Werkstoff wurde dann gereinigt und bewertet. Bei den vorstehenden Herstellungsverfahren betrug der Qualität A- Anteil beim Spinnen 98% und beim Recken 93%, was hervorragende Werte darstellte. Das Garn ließ sich beim Weben und danach gut verarbeiten. Der textile Werkstoff zeigte beim Test auf UV-Abschirmeigenschaften eine hervorragende Beschaffenheit.

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde ein Versuch zur Herstellung einer Verbundfaser unter Wiederholung des Beispiels 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß in der Komponente B die Hydroxy-tert.-butylphenylverbindung überhaupt nicht vorhanden war. Die Polymerkomponente B zersetzte sich am verwendeten Spinnpaket. Das Zersetzungsgas erzeugte Bläschen in den extrudierten Strömen, wobei häufig während des Spinnvorgangs ein Filamentbruch auftrat. Es konnte keine zufriedenstellende Spinnfaser in hoher Ausbeute erhalten werden.

Beispiele 2 bis 8

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen angewandt wurden. Der Betrieb verlief stabil. Die erhaltenen Fasern wiesen eine gute Beschaffenheit in bezug auf Querschnittgestalt und Gleichmäßigkeit sowie gute UV-Abschirmeigenschaften auf.

Beispiele 9 bis 13

Das Beispiel 1 wurde mehrmals wiederholt, mit der Ausnahme, daß in den Beispielen 9 und 10 Polybutylenterephthalat und Nylon 6 als Komponente A verwendet wurden und in den Beispielen 11, 12 und 13 eine Hydroxy-tert.-butylphenylverbindung der Formeln II, III bzw. IV verwendet wurden. Die Spinnfasern wurden direkt ohne vorheriges Aufwickeln gereckt. Man erhielt Multifilamentgarne von 75 Denier/24 Filamente. Die Querschnitte der einzelnen Filamente der erhaltenen Multifilamentgarne wurden unter einem Mikroskop betrachtet. Die Filamente der einzelnen Multifilamentgarne wiesen ein nahezu gleiches Mantel-Kern-Verhältnis auf, das dem der Faser von Beispiel 1 entsprach. Die Multifilamentgarne waren gleichmäßig und wiesen keinen Flaum auf.

Vergleichsbeispiel 2

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Komponente B kein Titandioxid einverleibt wurde. Man erhielt ein Multifilamentgarn von 75 Denier/24 Filamente, das auf die gleiche Weise zu einem textilen Werkstoff mit Grundbindung gewebt wurde. Der textile Werkstoff wurde auf seine UV-Strahlendurchlässigkeit getestet. Der Werkstoff wies eine beträchtlich geringere Abschirmungseigenschaft gegen UV- Strahlung auf als der in Beispiel 1 erhaltene Werkstoff. Langärmlige Hemden wurden hergestellt, wobei die textilen Werkstoffe von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 für die linke Seite bzw. für die rechte Seite verwendet wurden. Fünf Versuchspersonen trugen am Oberkörper nur diese Hemden und wurden für insgesamt 50 Stunden dem Sonnenlicht ausgesetzt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Die textilen Werkstoffe von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 wurden ferner jeweils zur Herstellung eines Sonnenschirms verwendet. Die Sonnenschirme wurden auf ihre Durchlässigkeit für UV-Strahlen getestet. Es ergaben sich nahezu die gleichen Werte wie in Tabelle 1.
Ferner wurden die textilen Werkstoffe von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 jeweils zur Herstellung einer Kappe mit den gleichen Abmessungen verwendet. Die Kappe aus dem textilen Werkstoff von Beispiel 1 erwies sich bei langem Tragen unter direktem Sonnenlicht auf dem Kopf weniger stickig und bequemer als die Kappe von Vergleichsbeispiel 2.

Beispiele 14 bis 18

Beispiel 1 wurde mehrmals wiederholt, mit der Ausnahme, daß die in Tabelle II aufgeführten anorganischen feinen Pulver verwendet wurden. In Beispiel 14 wurden 15 Gew.-% Titandioxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,4 um (läßt absolut keine UV-Strahlen durch) und 15 Gew.-% Zinkoxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 um (läßt absolut keine UV-Strahlen durch) verwendet. In Beispiel 15 wurden 20 Gew.-% des vorgenannten Zinkoxids verwendet. In Beispiel 16 wurden 15 Gew.-% des vorgenannten Titandioxids und 15 Gew.-% Bariumsulfat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 um (läßt kaum UV-Strahlen durch) verwendet. In Beispiel 17 wurden 15 Gew.-% des vorstehenden Titandioxids und 15 Gew.-% Siliciumdioxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 um (läßt kaum UV-Strahlen durch) verwendet. In Beispiel 18 wurden 15 Gew.-% des vorstehenden Titandioxids und 15 Gew.-% Aluminiumoxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 um (läßt kaum UV-Strahlen durch) verwendet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Die in den Tabellen verwendeten Symbole haben die folgenden Bedeutungen:
(1) in Tabelle 2
Nachverarbeitbarkeit o: hervorragende Gleichmäßigkeit und kein Flaum Gesamtbewertung
o: hochwertige Produkte
x: wertlose Produkte
(2) in Tabelle 4
Nachverarbeitbarkeit
o: hervorragende Gleichmäßigkeit und kein Flaum Gesamtbewertung
o: hochwertige Produkte
x: wertlose Produkte
(3) in Tabelle 5
Betriebsstabilität
o: gut
x: während des Spinnvorgangs kam es häufig zu Filamentbrüchen
Nachverarbeitbarkeit
o: hervorragende Gleichmäßigkeit und kein Flaum Gesamtbewertung
o: hochwertige Produkte
x: wertlose Produkte Tabelle 2 Tabelle 2 (Forts.) Tabelle 3

Beispiele 19 und 20

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Blockcopolymere (b) (Beispiel 19) oder das Blockcopolymere (c) (Beispiel 20) als Polymerkomponente B verwendet wurden. Man erhielt Multifilamentgarne mit 75 Denier/24 Filamente. Die Querschnitte der Filamente der einzelnen Multifilamentgarne wurden unter einem Mikroskop betrachtet. Es wurde festgestellt, daß die Querschnitte in gleichen Multifilamentgarnen nahezu gleich waren und eine ausgeprägte Gleichmäßigkeit aufwiesen. Es wurde keine Flaumbildung beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengestellt.

Vergleichsbeispiele 3 und 4

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Blockcopolymere (d) (Vergleichsbeispiel 3) oder das Blockcopolymere (e) (Vergleichsbeispiel 4) als Polymerkomponente B in einem Versuch zur Herstellung von Multifilamentgarnen von 75 Denier/24 Filamente verwendet wurden. In beiden Fällen kam es zu einer starken Zersetzung der Polymerkomponenten B. Eine Fasererzeugung war unmöglich. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 mit "x" gekennzeichnet. Tabelle 4

Beispiel 21

Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß als Komponente A ein Polyethylenterephthalat, das mit 1,7 Mol-% 5-Sulfoisophthalsäuredimethylester-natriumsalz copolymerisiert worden war und 0,05 Gew.-% Titandioxid enthielt, verwendet wurde. Man erhielt ein Multifilamentgarn mit 75 Denier/24 Filamente. Die den Kern bildende Komponente der einzelnen Filamente des Multifilamentgarns wurde mit Toluol extrahiert und auf ihre Molekulargewichtsverteilung untersucht. Es wurde festgestellt, daß die Verteilung nahezu die gleiche wie im Ausgangsmaterial war. Durch diese Tatsache wurde bestätigt, daß sich der MFR-Wert nicht verändert hatte. Die Querschnittkonfiguration der einzelnen Filamente des Multifilamentgarns wurden unter einem Mikroskop betrachtet. Das Mantel-Kern-Verhältnis war in sämtlichen Filamentproben nahezu konstant, was auch in Längsrichtung galt. Die Kernkomponente war vollständig von der Mantelkomponente bedeckt. Das Multifilamentgarn zeigte eine hervorragende Gleichmäßigkeit und wies keinen Flaum auf.
Das gereckte Multifilamentgarn wurde zu einem textilen Werkstoff mit Grundbindung mit einer Kettfadendichte von 95 Stück/Zoll und einer Schußfadendichte von 60 Stück/Zoll gewebt: Der textile Werkstoff wurde sodann gesäubert und einer Bewertung unterzogen. Bei den vorstehenden Herstellungsverfahren ergab sich eine gute Beschaffenheit in bezug auf Spinnbarkeit, Reckbarkeit und Verarbeitbarkeit. Beim Testen des textilen Werkstoffs auf seine UV-Abschirmeigenschaften ergab sich eine hervorragende Beschaffenheit.
Der erhaltene einfache Werkstoff wurde mit einem kationischen Farbstoff unter folgenden Bedingungen gefärbt:
Cathilon Brill Red 4GH 2% (owf)
Na&sub2;SO&sub4; 2 g/Liter
Essigsäure (Eisessig) 1% (owf)
Natriumacetat 0,5% (owf)
Badverhältnis 50 : 1 120ºC · 1 Stunde
Der auf diese Weise gefärbte textile Werkstoff entwickelte eine ausgeprägt glänzende Farbe im Vergleich mit einem Dispersionsfarbstoff gemäß dem nachstehenden Beispiel 5.

Vergleichsbeispiel 5

Das Beispiel 21 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß Polyethylenterephthalat mit einem Gehalt an 0,05% Titandioxid verwendet wurde. Das erhaltene Multifilamentgarn wurde auf die gleiche Weise zu einem textilen Werkstoff mit Grundbindung gewebt. Der erhaltene textile Werkstoff wurde mit einem Dispersionsfarbstoff unter den folgenden Bedingungen gefärbt.
Sumikaron Red SE-RPD 2% (owf)
Dispersionsfarbstoff (Nikka Sansolt #7000) 0,5 g/Liter
Mittel zur Einstellung des pH-Werts: Ammoniumsulfat 1 g/Liter
Essigsäure (48%) 1 cm³/Liter
Badverhältnis 50 : 1 130ºC · 1 Stunde
Die durch den Glanz ausgedrückte Farbentwicklung war im Vergleich zu Beispiel 21 gering.

Vergleichsbeispiel 6

Das Beispiel 21 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß in der Komponente B keine Hydroxy-tert.-butylphenylverbindung enthalten war. Beim Versuch einer Faserherstellung zersetzte sich die Polymerkomponente B am verwendeten Spinnpaket. Das Zersetzungsgas erzeugte in den extrudierten Strömen Bläschen, wodurch es häufig beim Spinnvorgang zu einem Filamentbruch kam. Es konnte keine zufriedenstellende Spinnfaser in hoher Ausbeute erhalten werden.

Beispiele 22 bis 28

Das Beispiel 21 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die in Tabelle 5 angegebenen Bedingungen verwendet wurden. Der Betrieb war stabil. Die erhaltenen Fasern erwiesen sich in bezug auf Querschnittgestalt und Gleichmäßigkeit als günstig und zeigten gute UV-Abschirmeigenschaften. Der gefärbte textile Werkstoff wies einen hervorragenden Farbglanz auf.

Beispiele 29 bis 33

Das Beispiel 21 wurde mit den nachstehend angegebenen Abänderungen mehrmals wiederholt. In den Beispielen 29 und 30 wurden als Komponente A Polyethylenterephthalate mit einem Gehalt an 2,5 Mol-% bzw. 4,5 Mol-% einer Copolymerisationskomponente aus 5-Sulfoisophthalsäuredimethylester-natriumsalz verwendet. In den Beispielen 31, 32 und 33 wurden die Hydroxy-tert.-butylphenylverbindungen II, III und IV verwendet. Die Spinnfasern wurden direkt ohne vorheriges Aufwickeln gereckt. Man erhielt Multifilamentgarne von 75 Denier/24 Filamente. Diese Garne wurden auf die gleiche Weise zu textilen Werkstoffen gewebt und anschließend gefärbt. Die Querschnitte der einzelnen Filamente der Multifilamentgarne wurden unter einem Mikroskop betrachtet. Die Einzelfilamente jedes Multifilamentgarns wiesen nahezu das gleiche Mantel-Kern-Verhältnis wie bei der Faser von Beispiel 21 auf. Die Multifilamentgarne zeigten eine ausgeprägte Gleichmäßigkeit und keine Flaumbildung. Die gefärbten textilen Werkstoffe wiesen eine hervorragende glänzende Färbung auf.

Vergleichsbeispiel 7

Das Beispiel 21 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Komponente B kein Titandioxid einverleibt wurde. Man erhielt ein Multifilamentgarn mit 75 Denier/24 Filamente, das sodann auf die gleiche Weise zu einem textilen Werkstoff mit Grundbindung gewebt wurde. Der textile Werkstoff wurde auf seine UV-Strahlendurchlässigkeit getestet. Die UV-Abschirmeigenschaften waren erheblich geringer als beim textilen Werkstoff von Beispiel 21. Der textile Werkstoff zeigte beim Färben gemäß Beispiel 21 einen hervorragenden Farbglanz.

Beispiele 34 bis 38

Das Beispiel 21 wurde mehrmals wiederholt, mit der Ausnahme, daß die in Tabelle 5 angegebenen anorganischen feinen Pulver verwendet wurden. In Beispiel-34 wurden 15 Gew.-% Titandioxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,4 um (läßt absolut keine UV-Strahlen durch) und 15 Gew.-% Zinkoxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 um (läßt absolut keine UV-Strahlen durch) verwendet. In Beispiel 35 wurden 20 Gew.-% des vorstehenden Zinkoxids verwendet. In Beispiel 36 wurden 15 Gew.-% des vorstehenden Titandioxids und 15 Gew.-% Bariumsulfat mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 um (läßt kaum UV-Strahlen durch) verwendet. In Beispiel 37 wurden 15 Gew.-% des vorstehenden Titandioxids und 15 Gew.-% Siliciumdioxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,1 um (läßt kaum UV-Strahlen durch) verwendet. In Beispiel 38 wurden 15 Gew.-% des vorstehenden Titandioxids und 15 Gew.-% Aluminiumoxid mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 0,5 um (läßt kaum UV-Strahlen durch) verwendet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Vergleichsbeispiel 8

Es wurde versucht, das Beispiel 21 unter Verwendung des Blockcopolymeren (e) zu wiederholen. Die Polymerkomponente B zersetzte sich jedoch stark. Eine Faserbildung war unmöglich.
Offensichtlich sind im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre zahlreiche Modifikationen und Variationen möglich. Daher kann innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche die Erfindung auch auf andere Weise, als sie hier speziell beschrieben wurde, ausgeführt werden. Tabelle 5 Tabelle 5 (Forts.)

Claims

1. . Verbundfaser mit einer Einzelfaden-Feinheit von nicht mehr als 8/9 tex (8 Denier), die eine schützende Polymerkomponente, welche ein faserbildendes thermoplastisches Polymeres umfaßt und eine ein anorganisches feines Pulver enthaltende Polymerkomponente (B) enthält,

wobei die Komponente (A) auf mindestens 60% des Umfangs des Querschnitts der Faser aufgetragen ist und die Komponente (B):

(I) das anorganische feine Pulver in einer Menge von 5 bis 85 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente (B) enthält,

(II) mindestens 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Komponente (B) bildende Polymere, einer Hydroxy-tert-butylphenylverbindung enthält, deren Hydroxygruppe in ortho-Stellung zu der tert- Butylgruppe vorliegt, und

(III) ein Blockcopolymeres enthält, welches ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 30000 bis 250000 aufweist und Einheiten eines Polymerblocks einer vinylaromatischen Verbindung mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 4000 bis 50000 und Einheiten aus einem konjugierten Dienpolymerblock mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts von 10000 bis 150000 aufweist, wobei mindestens 30% der Doppelbindungen, bezogen auf das konjugierte Dien des konjugierten Dienpolymerblocks hydriert sind,

wobei das Zahlenmittel des Molekulargewichts durch Gelpermeationschromatographie gemessen wird.

2. Verbundfaser nach Anspruch 1, wobei der Polymerblock aus aromatischer Vinylverbindung in dem Blockcopolymeren in einem Anteil von 5 bis 80 Gew.-% vorhanden ist.

3. Verbundfaser nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Blockcopolymere eine Schmelzflußrate von mindestens 5 g/10 min. und nicht mehr als 100 g/10 min. hat, wobei die Schmelzflußrate gemäß ASTM D 1238 gemessen wird und als Schmelzflußrate des Blockcopolymeren in der durch Verspinnen erhaltenen Faser definiert ist.

4. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Blockcopolymere ein Polystyrol-Polyisopren-Polystyrol-Triblockcopolymeres ist.

5. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Zusammensetzungs-Verhältnis zwischen der schützenden Polymerkomponente (A) und der ein anorganisches feines Pulver enthaltenden Polymerkomponente (B) im Bereich von 20 : 80 bis 80 : 20 liegt.

6. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die schützende Polymerkomponente (A) Polyester umfaßt.

7. Verbundfaser nach Anspruch 6, wobei die schützende Polymerkomponente (A) einen Polyester umfaßt, der ein copolymerisiertes bifunktionelles Monomeres aufweist, welches eine aromatische Gruppe mit einer daran gebundenen -SO&sub3;M-Gruppe enthält, worin M ein Wasserstoffatom, ein Metallatom oder eine Alkylphosphoniumgruppe ist.

8. Verbundfaser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Mantel-Kern-Verbundfaser ist, welche einen die schützende Polymerkomponente (A) umfassenden Mantel und einen Kern, der die ein anorganisches feines Pulver enthaltende Polymerkomponente (B) umfaßt, aufweist.