DE69737075T2

DE69737075T2 - Spontan abbaubare Fasern

Info

Publication number: DE69737075T2
Application number: DE69737075T
Authority: DE
Inventors: Sanjo Work Masao Shimadzu Corporation Matsui; Sanjo Work Eiichi Shimadzu Corporation Ozeki; Yoshikazu Chuo-ku Kobe-shi Kondo; Hiroshi Hofu-shi KAJIYAMA
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1997-05-12
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: US20030026986A1; EP0905292A1; WO1997043472A1; DE69731290D1; US20040258917A1; DE69737075D1; US6579617B2; HK1074653A1; US6844063B2; EP0905292B1; CN1222944A; CN1560339A; EP0905292A4; US20020009590A1; US6844062B2; EP1520918A1; US20030207110A1; HK1018633A1; DE69731290T2; US6174602B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Fasern, die spontan abbaubar sind und Textilwaren mit ausgezeichneten Eigenschaften, wie Volumen, Weichheit und Griff, und die daraus hergestellte Waren liefern können, und spezieller spontan abbaubare Fasern, die aliphatische Polyester mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften umfassen, und daraus hergestellte Waren.
Herkömmliche synthetische Fasern aus synthetischen Harzen haben eine langsame Abbaugeschwindigkeit in natürlicher Umgebung und erzeugen eine große Menge Wärme beim Verbrennen und müssen deshalb vom Standpunkt des Umweltschutzes neu betrachtet werden. Aus solch einem Grund werden spontan abbaubare Fasern aus aliphatischen Polyestern entwickelt, und ihre Beiträge zum Umweltschutz werden erwartet. Jedoch sind diese spontan abbaubaren aliphatischen Polyesterfasern hinsichtlich Volumen, Weichheit, Griff und so weiter nicht zufriedenstellend, und eine Verbesserung davon ist gewünscht worden.
Herkömmlicherweise ist bekannt, dass Waren wie Strick- und Webstoffe mit ausgezeichnetem Volumen und ausgezeichneter Weichheit erhalten werden, wenn Fasern mit unterschiedlicher Einlauffähigkeit in üblichen Inter-Faser-Verbundstoffen (Mischungen von Fasern) vereinigt werden. Jedoch ist für aliphatische Polyesterfasern mit einer spontanen Abbaubarkeit eine Art des Regulierens der Einlauffähigkeit bis jetzt kaum bekannt, und natürlich ist es überhaupt nicht bekannt, Fasern mit unterschiedlicher Einlauffähigkeit zu konjugieren und die Qualität von Strickstoffen und Webstoffen durch ihre Verwendung zu verbessern.
Um außerdem eine Faser mit hoher Weichheit und verschiedenen Funktionen basierend auf einer speziellen Querschnittsform und einer großen Oberfläche zu erhalten, ist es außerdem herkömmlicherweise so gehandhabt worden, eine teilbare konjugierte Faser zu teilen. Mit diesem Verfahren sind Strick- und Webstoffe, Vliesstoff Kunstleder, Kunstwildleder, Hochleistungswischtuch, Hochleistungsfilter und so weiter entwickelt und vielfach verwendet worden. Jedoch ist auf dem Gebiet der in natürlicher Umgebung abbaubaren Fasern keine teilbare konjugierte Faser vorgeschlagen worden. Der Grund ist, dass eine Kombination von Spinnmaterialien (Polymeren), die zur Teilung geeignet sind, und die Art der Teilung, noch nicht bekannt waren.
Eine selbsthaftende (schmelzhaftende) Faser, bei der ein Teil einer Faser durch Erwärmen schmilzt, um Fasern aneinander zu kleben, ist auf dem Gebiet der synthetischen Fasern vielfach verwendet worden. Schmelzhaftende Fasern, die einen aliphatischen Polyester verwenden, werden in den japanischen Patentschriften Kokai Nr. 6-207320 und Kokai Nr. 6-207324 vorgeschlagen. Jedoch wird in den Arbeitsbeispielen davon nur eine konjugierte Faser, zusammengesetzt aus einer Hülle (Haftbestandteil) aus einem Polyethylensuccinat mit einem Schmelzpunkt von 102°C und einem Kern (Festigkeit beibehaltender Bestandteil) aus einem Polybutylensuccinat mit einem Schmelzpunkt von 118°C offenbart, und ihre Haftkraft ist nicht so stark. Der Grund ist, dass der Schmelzpunksunterschied zwischen beiden Bestandteilen nur 16°C beträgt und der Festigkeit beibehaltende Bestandteil durch das Erhitzen für das Verkleben erweicht und verschlechtert wird. Außerdem ist die optimale Temperatur für die Verklebungsbehandlung dieser Faser innerhalb eines sehr kleinen Bereichs beschränkt, weshalb es sehr schwierig ist, die gewünschte Haftstärke und Festigkeit zu erhalten. Es ist auch sehr schwierig, die Haftkraft in einem weiten Bereich gemäß den Zwecken zu ändern, so dass die Verwendungen begrenzt sind. Im Allgemeinen ist ein niedrigschmelzender Bestandteil für den haftenden Bestandteil der schmelzhaftenden Fasern verwendet worden. Wenn jedoch ein niedrigschmelzender aliphatischer Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 120°C verwendet wird, ist die Glasübergangstemperatur niedriger als die normale Temperatur, so dass die Verfestigungsgeschwindigkeit langsam ist und deshalb ergeben sich viele Probleme bei der praktischen Verwendung, z. B. dass Fasern während des Schmelzspinnens leicht aneinander kleben, so dass nicht nur die Herstellung bei einer hohen Geschwindigkeit schwierig ist, sondern auch die Hitzebeständigkeit bei der Verwendung gering ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine spontan abbaubare Faser, die ausgezeichnetes Volumen, ausgezeichnete Weichheit, ausgezeichneten Griff und ausgezeichnete Dehnbarkeit aufweist, und daraus hergestellte Textilwaren bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine spontan abbaubare Faser mit Selbstkräuselfähigkeit bereitzustellen.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine selbstkräuselbare Faser, die spontan abbaubar ist, die durch Erwärmen oder dergleichen eine ausgezeichnete Kräuselung ergibt, bereitzustellen, um Waren mit ausgezeichneter Weichheit, ausgezeichnetem Volumen und ausgezeichneter Dehnbarkeit bereitstellen zu können, und die darüber hinaus mit hoher Effizienz leicht hergestellt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine konjugierte Faser, die spontan abbaubar ist, bereitzustellen, die eine verbesserte Teilbarkeit aufweist und die Fasern und Faserstrukturen mit ausgezeichneter Weichheit und einer großen Oberfläche liefern kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine selbsthaftende Faser, die spontan abbaubar ist, bereitzustellen, die durch Erwärmen für das Verkleben ausgezeichnete Hafteigenschaften zeigt und die außerdem ausgezeichnete Festigkeit aufgrund der geringen Verschlechterung eines Festigkeit beibehaltenden Bestandteils aufweist, die durch Schmelzspinnen mit hoher Geschwindigkeit hergestellt werden kann und die leicht haftende Faserstrukturen mit ausgezeichneter Hitzebeständigkeit erzeugen kann, und eine Faserstruktur, die diese verwendet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine selbsthaftende Faser bereitzustellen, die spontan abbaubar ist und die innerhalb eines großen Temperaturbereichs einer Verklebungsbehandlung unterzogen werden kann und die die Haftkraft in einem weiten Bereich gemäß den Zwecken ändern kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein voluminöses Fasermaterial bereitzustellen, das spontan abbaubar ist und das aus einem Gemisch einer Vielzahl von Fasern aufgebaut ist, die beim Erwärmen oder dergleichen unterschiedliche Einlauffähigkeit zeigen, wodurch beim Erwärmen ein Unterschied in der Länge zwischen den Fasern erzeugt wird, und das demgemäß Waren liefern kann, die bezüglich Volumen, Weichheit und Griff ausgezeichnet sind.
Als Ergebnis wiederholter intensiver Untersuchungen haben die Erfinder festgestellt, dass die voranstehenden Aufgaben durch Vereinigen von spontan abbaubaren aliphatischen Polyestern mit unterschiedlichen thermischen Eigenschaften, wie Wärmeaufnahmemenge beim Schmelzen (Schmelzwärme), Schmelzpunkt und dergleichen, erreicht werden können, und haben so die vorliegende Erfindung erhalten.
So stellt die vorliegende Erfindung eine Faser bereit, die (A) einen Faserbestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von mindestens 140°C und (B) einen Faserbestandteil, umfassend eine Kombination von (H) einem Bestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von mindestens 110°C, und (S) einem Bestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt, der nicht mehr als 120°C beträgt und mindestens 10°C niedriger ist als der des Polyesters (A), oder einen nichtkristallinen aliphatischen Polyester mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens 30°C umfasst. Die aliphatischen Polyesterbestandteile (H) und (S) in dem Faserbestandteil (B) dieser Faser können in der Form eines Blockpolymers der beiden Bestandteile oder eines Gemischs der beiden Bestandteile vorliegen. Diese Faser weist ausgezeichnetes Volumen, ausgezeichnete Weichheit und ausgezeichneten Griff auf, da sie den Faserbestandteil (A), der ein hochschmelzendes Polymer mit einer niedrigen Wärmeeinlauffähigkeit umfasst, und den Faserbestandteil (B), der einen niedrigschmelzenden oder nichtkristallinen Bestandteil (S) enthält, der stark zur Wärmeeinlauffähigkeit beiträgt, umfasst. Insbesondere weist eine konjugierte Faser, bei der (A) ein kristalliner aliphatischer Polyester mit einem Schmelzpunkt von mindestens 140°C und einer Schmelzwärme von mindestens 20 J/g in einem einzelnen Filament exzentrisch konjugiert ist mit (B), einem Blockcopolymer und/oder einem Gemisch aus mindestens zwei kristallinen aliphatischen Polyestern (H) und (S), deren Schmelzpunksunterschied mindestens 20°C beträgt, welches 90 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden Bestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von mindestens 130°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g und 10 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden Bestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C und eine Schmelzwärme von mindestens 3 J/g enthält, eine ausgezeichnete Selbstkräuselfähigkeit auf. Außerdem weist die konjugierte Faser, wobei der Bestandteil (B) so konjugierte ist, dass er mindestens einen Teil der Faseroberfläche bildet, eine ausgezeichnete Selbsthaftungseigenschaft auf. Ferner wird eine spontan abbaubare konjugierte Faser, die leicht abbaubar ist, durch Konjugieren (A) eines kristallinen aliphatischen Polyesters mit einem Schmelzpunkt von mindestens 140°C mit (B) einem Blockcopolymer und/oder einem Gemisch aus einem kristallinen aliphatischen Polyesterbestandteil (H) mit einem Schmelzpunkt von mindestens 140°C und einem aliphatischen Polyesterbestandteil (S) mit einem Schmelzpunkt von höchstens 120°C und einer Glasübergangstemperatur von höchstens 30°C in einem einzelnen Filament in einer teilbaren Form erhalten. Auch für den Fall, dass der Faserbestandteil (B) ein Blockcopolymer ist, kann der kristalline aliphatische Polyesterbestandteil (H) mit einem Schmelzpunkt von mindestens 110°C Urethanbindungen enthalten.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend und in den beigefügten Ansprüchen beschrieben.
1 sind Querschnittansichten, die verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen konjugierten Faser zeigen, wobei 1A eine konjugierte Faser vom Paralleltyp zeigt, 1B eine konjugierte Faser vom exzentrischen Kern-Hülle-Typ zeigt, 1C eine konjugierte Faser vom Schlüssellochtyp zeigt, 1D eine konjugierte Kern-Hülle-Faser vom exzentrischen Doppelkerntyp zeigt, 1E eine konjugierte Faser vom nicht kreisförmigen Paralleltyp zeigt, 1F eine konjugierte Faser vom hohlen Paralleltyp zeigt und 1G eine konjugierte Faser vom dreilagigen Paralleltyp zeigt;
2 sind Querschnittansichten, die verschiedene Ausführungsformen eines Verbundgarns zeigen, umfassend zwei Arten von erfindungsgemäßen Fasern, wobei 2A ein Verbundgarn zeigt, in dem zwei Arten von Fasern mit kreisförmigem Querschnitt gleichförmig gemischt sind, 2B ein Verbundgarn zeigt, in dem zwei Arten von Fasern mit kreisförmigem Querschnitt exzentrisch nicht-gleichförmig gemischt sind, 2C ein Verbundgarn zeigt, in dem zwei Arten von Fasern mit kreisförmigem Querschnitt konzentrisch nicht-gleichförmig gemischt sind, 2D ein Verbundgarn zeigt, in dem eine Faser mit einem dreieckigen Querschnitt und eine Faser mit einem kreisförmigen Querschnitt gleichförmig gemischt sind, 2E ein Verbundgarn zeigt, in dem eine Faser mit einem dreieckigen Querschnitt und eine Faser mit einem kreisförmigen Querschnitt konzentrisch nicht-gleichförmig gemischt sind, und 2F ein Verbundgarn zeigt, in dem eine Faser mit einem dreieckigen Querschnitt, eine Faser mit einem kreisförmigen Querschnitt und eine dritte Faser gemischt sind;
3 sind Querschnittansichten, die verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen teilbaren konjugierten Faser zeigen, wobei 3A eine konjugierte Faser vom dreilagigen Paralleltyp zeigt, 3B eine konjugierte Faser vom fünflagigen Radialtyp zeigt, 3C eine konjugierte Faser vom neunlagigen Radialtyp zeigt, 3D eine konjugierte Faser vom neunlagigen Paralleltyp zeigt, 3E eine konjugierte Faser vom blütenblattförmigen Radialtyp zeigt, 3F eine konjugierte Faser vom kombinierten Parallel-Radial-Typ zeigt, 3G eine konjugierte Faser vom nicht kreisförmigen Radialtyp zeigt, 3H eine konjugierte Faser vom nicht kreisförmigen Paralleltyp zeigt, 3I eine konjugierte Faser vom hohlen Radialtyp zeigt, 3J eine konjugierte Faser vom Kern-Hülle-Typ mit sieben Kernen zeigt und 3K eine konjugierte Faser vom Meer-Insel-Typ zeigt;
4 sind Querschnittansichten, die verschiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen selbsthaftenden konjugierten Faser zeigen, wobei 4A eine konjugierte Faser vom Kern-Hülle-Typ mit kreisförmigem Querschnitt zeigt, 4B eine konjugierte Faser vom Kern-Hülle-Typ mit nicht kreisförmigem Querschnitt zeigt, 4C eine konjugierte Faser vom rotationssymmetrischen Typ zeigt und 4D eine konjugierte Faser vom hohlen Kern-Hülle-Typ zeigt;
5 ist eine Schmelzkurve (DSC-Kurve), die die Wärmeabgabe und Wärmeaufnahme eines Polymers bei Temperaturerhöhung, erhalten mit einem Differential-Scanning-Kalorimeter (DSC), zeigt; und
6 ist eine Schmelzkurve (DSC-Kurve), die die Wärmeabgabe und Wärmeaufnahme eines Blockcopolymers oder eines Gemischs von zwei Arten von kristallinen aliphatischen Polyestern mit unterschiedlichen Schmelzpunkten bei Temperaturerhöhung, erhalten mit einem Differential-Scanning-Kalorimeter (DSC), zeigt.
Hierin ist der aliphatische Polyester ein solcher, der als einen Hauptbestandteil, d. h. in einer Menge von mindestens 50 Gew.-% (bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 70 Gew.-%), Bestandteile enthält, die von den Ausgangsmaterialien des aliphatischen Polyesters abgeleitet sind, z. B. (1) eine Hydroxyalkylcarbonsäure, wie Glykolsäure, Milchsäure oder Hydroxybutylcarbonsäure, (2) ein aliphatisches Lacton, wie Glykolid, Lactid, Butyrolacton oder Caprolacton, (3) ein aliphatisches Diol, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol oder Hexandiol, (4) ein Polyalkylenglykol, wie ein Oligomer eines Polyalkylenethers, wie Diethylenglykol, Triethylenglykol, Ethylen/Propylenglykol oder Dihydroxyethylbutan, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Polybutylenglykol, (5) ein Polyalkylencarbonatglykol, wie Polypropylencarbonat, Polybutylencarbonat, Polyhexancarbonat, Polyoctancarbonat oder Polydecancarbonat und Oligomere davon, und (6) eine aliphatische Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure oder Decandicarbonsäure, und er umfasst alle Homopolymere von aliphatischen Polyestern, Blockcopolymere oder statistische Copolymere von aliphatischen Polyestern und Blockcopolymere oder statistische Copolymere von aliphatischen Polyestern oder Gemische davon und höchstens 50 Gew.-% von anderen Bestandteilen, wie einem aromatischen Polyester, einem Polyether, einem Polycarbonat, einem Polyamid, einem Polyharnstoff einem Polyurethan und einem Polyorganosiloxan.
Die Modifizierung des aliphatischen Polyesters durch Copolymerisieren oder Mischen wird zum Zweck der Senkung der Kristallinität und des Schmelzpunktes (Senken der Polymerisationstemperatur oder Formtemperatur), der Verbesserung des Reibungskoeffizienten, der Weichheit oder der Elastizitätsrückstellung, Absenken oder Erhöhen der Hitzebeständigkeit, Glasübergangstemperatur oder Wärmeeinlauffähigkeit, Verbesserung der Einfärbbarkeit, Hydrophilie oder Wasserabstoßung, Verbesserung oder Regulierung der Abbaubarkeit und dergleichen durchgeführt.
Hierin ist die Menge der Wärmeaufnahme beim Schmelzen (Schmelzwärme) ein Wert, der von einem Differential-Scanning-Kalorimeter (nachstehend als DSC bezeichnet) in Stickstoff bei einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10°C/min in Bezug auf etwa 10 mg einer Probe von sorgfältig gestrecktem, wärmebehandeltem und getrocknetem Garn gemessen wird. Eine typische DSC-Kurve ist in 5 gezeigt. Die Figur zeigt ein Beispiel für die Messung einer Probe, die kaum kristallisiert ist, und die Nummer 19 zeigt eine Änderung der Grundlinie durch Glasübergang, Nummer 20 zeigt einen Peak der Wärmeabgabe, der vom Kristallisieren durch Erwärmen während der Messung herrührt, und Nummer 21 zeigt einen Peak der Wärmeaufnahme, der vom Schmelzen der Kristalle herrührt. Im Falle einer ausreichend kristallisierten Probe verschwindet der Wärmeerzeugungspeak 20 und wird nicht beobachtet. In der vorliegenden Erfindung ist die Temperatur, die dem Minimalwert (Zentralwert) des Wärmeaufnahmepeaks 21 bezogen auf das Schmelzen der Kristalle entspricht, als der Schmelzpunkt definiert, und die Wärmeaufnahmegesamtmenge (Integralwert, proportional zu der Fläche der Schrägstrichlinienfläche in 5) des Wärmeaufnahmepeaks 21 ist als die Schmelzwärme definiert. Die Einheit der Schmelzwärme ist J/g. Für den Fall, dass in Bezug auf ein Gemisch, ein Blockcopolymer und dergleichen mehrere Schmelzpunkte vorhanden sind, ist (in der vorliegenden Erfindung) die höchste Temperatur als Schmelzpunkt definiert, mit der Maßgabe, dass wenn die Schmelzwärme eines Peaks für die höchste Temperatur vernachlässigbar klein ist, z. B. etwa 2 J/g oder weniger, und ein Hauptpeak einer großen Schmelzwärme, z. B. 20 J/g oder mehr, auf der Seite niedriger Temperaturen vorhanden ist, ein Fall vorliegt, dass der wesentliche Schmelzpunkt (Temperatur, bei der ein Polymer extrem erweicht und zu fließen beginnt) als auf diesem Hauptpeak basierend angesehen wird. Auch wird die Schmelzwärme als Gesamtheit aller Wärmeaufnahmepeaks definiert.
Nur für Referenzzwecke wird eine Erklärung bezüglich einer [nicht erfindungsgemäßen] Faser (I) gegeben, umfassend (A) einen Faserbestandteil, der einen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 100°C und eine Schmelzwärme von nicht weniger als 30 J/g umfasst, und (B) einen Faserbestandteil, der einen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 100°C und eine um mindestens 5 J/g niedrigere Schmelzwärme als die des Polyesters (A) umfasst.
Die Faser (I) kann in der Form einer konjugierten Faser vorliegen, in der die Bestandteile (A) und (B) in einem einzelnen Filament konjugiert sind oder sie kann in der Form eines Verbundgarns vorliegen, in dem eine Faser des Bestandteils (A) und eine Faser des Bestandteils (B) gemischt sind.
In der konjugierten Faser (I) sind zwei konstituierende Polymere aus einem Polymer (A1) mit einer großen Schmelzwärme und einem Polymer (B1) mit einer kleinen Schmelzwärme konjugiert.
Die konjugierte Struktur der Polymere (A1) und (B1) muss exzentrisch sein. Mit exzentrisch ist eine Beziehung gemeint, bei der im Querschnitt der Schwerpunkt des Polymers (A1) nicht mit dem des Polymers (B1) zusammenfällt. Je größer der Abstand zwischen den beiden Schwerpunkten, desto größer die Exzentrizität und desto größer die Kräuselfähigkeit. Verschiedene exzentrisch konjugierte Strukturen können gemäß der gewünschten Kräuselfähigkeit ausgewählt werden.
1A bis 1G sind Querschnittansichten von konjugierten Fasern, die bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen konjugierten Struktur zeigen. In den Figuren bezeichnet die Ziffer 1 das Polymer (A1), die Ziffer 2 bezeichnet das Polymer (B1), und die Ziffer 3 bezeichnet einen Hohlteil. 1A zeigt eine konjugierte Faser vom Paralleltyp und ein Beispiel für hohe Exzentrizität. 1B zeigt eine konjugierte Faser vom exzentrischen Kern-Hülle-Typ und ein Beispiel für niedrige Exzentrizität. 1C zeigt eine konjugierte Faser vom Schlüssellochtyp. 1D zeigt eine konjugierte Faser vom exzentrischen Doppelkerntyp. 1E zeigt eine konjugierte Faser vom nicht kreisförmigen Paralleltyp. 1F zeigt eine konjugierte Faser vom hohlen Paralleltyp, und 1G zeigt eine konjugierte Faser vom dreilagigen Paralleltyp. Alle anderen konjugierten Strukturen, die sich von den 1A bis 1G unterscheiden, sind für die vorliegende Erfindung solange geeignet, solange die beiden Bestandteile exzentrisch angeordnet sind. Außerdem können die Polymere (A1) und (1B) mit einem dritten Bestandteil konjugiert sein. Zum Beispiel kann sich ein dritter Polymerbestandteil in dem in 1F gezeigten hohlen Teilbereich befinden.
Das Konjugationsverhältnis (Schnittflächenverhältnis) des Polymers (A1) und des Polymers (B1) ist nicht besonders eingeschränkt und wird gemäß den Zwecken geeignet ausgewählt. Im Allgemeinen ist die Kräuselfähigkeit am höchsten, wenn das Konjugationsverhältnis 1/1 beträgt und sie nimmt ab sobald das Konjugationsverhältnis von 1/1 abweicht. In vielen Fällen ist es bevorzugt, dass das Konjugationsverhältnis von 1/10 bis 10/1, insbesondere von 1/5 bis 5/1, spezieller von 1/3 bis 3/1 beträgt.
Der Einlaufunterschied (%) zwischen dem Polymer (A1) und dem Polymer (B1) ist, wenn sie zu einer Faser geformt werden, nicht besonders eingeschränkt, jedoch beträgt der Unterschied üblicherweise mindestens 3%, bevorzugt 5 bis 70%, stärker bevorzugt etwa 10 bis etwa 50%.
Es wird häufig gewünscht, dass die Polymere (A1) und (B1) eine hohe gegenseitige Hafteigenschaft aufweisen, selbst wenn sie jedoch in der Hafteigenschaft schlecht sind, kann deren Trennung verhindert werden, wenn sie zu einem Kern-Hülle-Typ geformt werden. Zum Beispiel ist es auch möglich, Waren aus einer feinen und weichen Faser zu erhalten, die einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist, indem man Bestandteile mit schwacher Haftung in einen Paralleltyp konjugiert und, nachdem die Strick- und Webstoffe daraus gebildet wurden, die beiden Bestandteile trennt. Auch in diesem Fall verleiht der Effekt des Kombinierens verschiedener Arten von Filamenten, basierend auf dem Einlaufunterschied zwischen beiden Bestandteilen, den Waren den gewünschten Griff. Die Form des Querschnitts der konjugierten Faser (I) kann geeignet gewählt werden, z. B. Kreis, Ellipse, Flaschenkürbisform, Polygon, Vielblattform, Buchstabenformen, verschiedene andere nicht kreisförmige Formen (modifizierte Querschnitte) und hohle Formen. Gleicherweise wird die Feinheit gemäß den Zwecken geeignet gewählt. Im Fall von Fasern für übliche Bekleidung beträgt die Feinheit eines Filaments von etwa 0,1 bis etwa 50 denier (d), bevorzugt von 0,5 bis 30 d. Die dünneren oder dickeren Fasern sind für Vliesgewebe, Leder und Materialien geeignet.
Die konjugierte Faser kann durch Mehrkomponenten-Spinnen des Polymers (A1) und des Polymers (B1); wie Schmelzspinnen, Nassspinnen, Trockenspinnen, Trocken-Nass-Spinnen und andere Verfahren hergestellt werden. Schmelzspinnen ist besonders bevorzugt, da die Effizienz hoch ist. Das Schmelzspinnen kann mittels Niedriggeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 500 bis 2000 m/min, Hochgeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 2000 bis 5000 m/min und Ultrahochgeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von nicht weniger als 5000 m/min durchgeführt werden. Je nach Notwendigkeit können Strecken und Wärmebehandlung durchgeführt werden. Im Allgemeinen wird das Strecken bei einem Streckverhältnis von etwa 3 bis etwa 6 beim Niedriggeschwindigkeitsspinnen und bei einem Streckverhältnis von etwa 1,5 bis etwa 2,5 beim Hochgeschwindigkeitsspinnen durchgeführt, und das Strecken wird beim Ultrahochgeschwindigkeitsspinnen nicht durchgeführt oder wird bei einem Streckverhältnis von etwa 2 oder weniger durchgeführt. Ein sogenanntes Spinn-Streck-Verfahren, wobei das Spinnen und Strecken kontinuierlich durchgeführt werden (Einschritt-Spinn-und-Streck-Verfahren), kann ebenfalls geeignet verwendet werden.
Auch sind Verfahren anwendbar, wie ein Schmelzblasverfahren, bei dem die Bildung eines Vliesgewebes durch gleichzeitiges Spinnen der Polymere (A1) und (B1) aus einer Öffnung durchgeführt wird, ein Flash-Spinnverfahren und ein Spun-Bond-Verfahren.
Die konjugierte Faser kann gemäß den Zwecken in eine geeignete Form gebracht werden, wie ein kontinuierliches Filament, Monofilament, Multifilament, eine Stapelfaser und dergleichen. Außerdem ist es während der Herstellungsschritte der Fasern oder Garne oder nach der Bildung zu Faserstrukturen, wie Strickstoffen, Webstoffen und Vliesstoffe möglich, Selbstkräuseln infolge von Einlaufen durch Erwärmen oder Quellen durchzuführen. Natürlich ist es auch möglich, nach mechanischem Verleihen einer Kräuselfähigkeit durch ein Falschzwirnverfahren oder Staffing-Box-Verfahren, je nach Erfordernis, Selbstkräuseln durch Erwärmen durchzuführen. Zum Beispiel kann das Selbstkräuseln weitestgehend in dem Einfärbeschritt durchgeführt werden. Das Erwärmen wird durch Trockenerwärmen, Nasserwärmen, durch Infrarotstrahlen und andere geeignete Mittel durchgeführt. Im Allgemeinen wird das Selbstkräuseln unter Relaxation durchgeführt, jedoch ist es möglich, das Kräuseln durch Anwenden einer übermäßigen Spannung zu regulieren. Die benötigte Stärke der Kräuselung wird abhängig von den Zwecken variiert und ist infolgedessen nicht besonders eingeschränkt. In vielen Fällen beträgt die Kräuselungsdehnung bevorzugt mindestens 50%, stärker bevorzugt mindestens 100%, am meisten bevorzugt mindestens 150% und ein Bereich von etwa 100 bis etwa 600% wird vielfach verwendet.
Das Verbundgarn (I) ist ein Inter-Faser-Verbundstoff, in welchem eine Faser (A), die ein Polymer (A1) mit einer großen Schmelzwärme umfasst, und eine Faser (B), die ein Polymer (B1) mit einer kleinen Schmelzwärme umfasst, vermischt werden.
Repräsentative Beispiele für das erfindungsgemäße Verbundgarn sind ein gemischtes Filament (hier nachstehend als „kombiniertes Filamentgarn" bezeichnet), ein lang/kurz-Verbundgarn, wobei ein kontinuierliches Filament und eine Stapelfaser kombiniert werden, und ein vermischtes Garn, wobei mehrere Arten von Stapelfasern vermischt und gesponnen werden. Für diese Inter-Faser-Verbundstoffe (Fasermischungen) ist es bekannt, dass Waren, wie Strick- und Webstoffe mit ausgezeichnetem Volumen und ausgezeichneter Weichheit erhalten werden, wenn Fasern mit unterschiedlicher Einlauffähigkeit kombiniert werden. Allerdings ist für aliphatische Polyesterfasern eine Art der Regulierung der Einlauffähigkeit bis jetzt kaum bekannt, und natürlich ist es überhaupt nicht bekannt, Fasern mit unterschiedlicher Einlauffähigkeit zu konjugieren und die Qualität von Strickstoffen und Webstoffen durch ihre Verwendung zu verbessern.
Die Polymere (A1) und (B1) werden getrennt zu Fasern geformt und werden, wenn nötig, durch Strecken, Wärmebehandlung oder dergleichen molekularer Orientierung unterworfen, und ergeben so die Fasern (A) und (B). Die Fasern (A) und (B) werden mit verschiedenen Mitteln gemischt, um das Verbundgarn (gemischtes Faserprodukt) zu ergeben. Die Mischart ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch im Fall, dass beide Fasern (A) und (B) Filamente sind, werden vorzugsweise Spinnmischen, wobei Filamente gleichzeitig von einer einzelnen oder von benachbarten Spinndüsen gesponnen und aufgenommen werden, Luftmischen, wobei Filamente getrennt gesponnen werden und eine Luftdüse dazu angewandt wird, und einfaches Garndoppeln, Doppeln und Zwirnen, Falschzwirnen von verbundenen Filamenten (Verbundfalschzwirnen) und dergleichen eingesetzt. Im Fall, dass eine der Fasern (A) und (B) ein Filament ist und die andere eine Stapelfaser ist, ist ein sogenanntes Kernspinnverfahren anwendbar, wobei ein Filament zu einem Spinnschritt zugeführt wird. Im Fall, dass die Fasern (A) und (B) beide Stapelfasern sind, wird ein gemischtes Garn leicht durch ein gebräuchliches Verfahren, wie Fasermischen, Faserbandmischen oder Vliesmischen erhalten.
2A bis 2F sind Querschnittansichten, die Beispiele für ein kombiniertes Filamentgarn, Kern-gesponnenes Garn (lange-Faser/kurze-Faser-Verbundgarn) und ein vermischtes Garn zeigen. In den Figuren bezeichnet 4 die Faser (A), 5 bezeichnet die Faser (B), und 6 bezeichnet andere Fasern (C). 2A zeigt ein Beispiel, bei dem 12 Filamente der Faser (A) mit kreisförmigem Querschnitt und 12 Filamente der Faser (B) mit kreisförmigem Querschnitt relativ gleichförmig gemischt sind. 2B zeigt ein Beispiel, bei dem 12 Filamente der Faser (A) mit kreisförmigem Querschnitt und 12 Filamente der Faser (B) mit kreisförmigem Querschnitt exzentrisch angeordnet sind (in dem Zustand, bei dem die jeweiligen Schwerpunkte voneinander getrennt sind). 2C zeigt ein Beispiel, bei dem 10 Filamente der Faser (B) mit kreisförmigem Querschnitt innen angeordnet sind und 14 Filamente der Faser (A) mit kreisförmigem Querschnitt konzentrisch außerhalb der Faser (B) angeordnet sind. 2D zeigt ein Beispiel, bei dem 12 Filamente der Faser (B) mit kreisförmigem Querschnitt und 15 Filamente der Faser (A) mit dreieckigem Querschnitt fast gleichförmig angeordnet sind. 2E zeigt ein Beispiel, bei dem 6 Filamente der relativ dicken Faser (B) und 15 Filamente der relativ dünnen Faser (A) mit dreieckigem Querschnitt in einer Kern-Hülle-Art angeordnet sind. 2F zeigt ein Beispiel, bei dem 4 Filamente der relativ dicken Faser (B) und 12 Filamente der dünnen Faser (A) mit dreieckigem Querschnitt mit 12 Filamenten einer weiteren Faser (C) mit kreisförmigem Querschnitt vermischt sind. In der vorliegenden Erfindung kann die Querschnittsform der Faser, die Feinheit, das Mischungsverhältnis (Gew.-%) der Fasern (A) und (B) und dergleichen ohne besondere Einschränkung geeignet gewählt werden. Das Mischungsverhältnis der Fasern (A) und (B) wird entsprechend der gewünschten Waren gewählt, jedoch reicht es von 10/1 bis 1/10, bevorzugt 5/1 bis 1/5, stärker bevorzugt 3/1 bis 1/3, am meisten bevorzugt 2/1 bis 1/2. Der Zustand des Verbundes (Mischung) der Fasern (A) und (B) ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch sind die nachstehenden drei Zustände grundlegend und sind oft bevorzugt und werden vielfach verwendet, d. h. gleichförmige und zufällige Anordnung der Fasern (A) und (B), wie in 2A gezeigt, exzentrische Anordnung, wie in 2B gezeigt, und Kern-Hülle- oder konzentrische Anordnung, wie in 2C gezeigt. Außerdem kann eine weitere Faser (C) zugemischt werden, wie in 2F gezeigt. Als weitere Faser (C) sind spontan abbaubare Wolle, Baumwolle und aliphatische Polyester besonders bevorzugt. Im Fall von Kleidern, Blusen, Unterwäsche, Futterstoffen, Mänteln und anderen leichten oder mittelschweren Web- und Strickstoffen, die insbesondere Weichheit erfordern, ist herkömmlicherweise ein Verfahren zur Gewichtsreduktion durch Alkalibehandlung in einem Farb-Finishing-Schritt durch Behandeln eines Gewebes aus einer Polyesterfaser mit einer starken Alkalie (wässrige Lösung von Natriumhydroxid) durchgeführt worden, um einen Teil (z. B. 5 bis 50%, insbesondere 10 bis 30%) des Polymers abzubauen und zu entfernen. Die Verarbeitung zur Alkali-Gewichtsreduktion ist auch auf aliphatische Polyesterfasern anwendbar. Allerdings sind im Allgemeinen die aliphatischen Polyesterfasern sehr empfindlich gegenüber einer Alkalie, und die Verarbeitung zur Gewichtsreduktion wird unter milderen Bedingungen (niedrige Alkalikonzentration, niedriger pH-Wert, niedrige Temperatur und dergleichen) als bei herkömmlichen aromatischen Polyesterfasern durchgeführt. Im Fall der Verarbeitung durch Alkali-Gewichtsreduktion von erfindungsgemäßen Strick- und Webstoffen der Verbundgarne tendiert die Faser (B) zu einer höheren Geschwindigkeit der Alkali-Gewichtsreduktion als die Faser (A). Deshalb ist es wünschenswert, wenn eine Alkali-Gewichtsreduktion geplant ist, die (mittlere) Filamentfeinheit der Faser (B) größer zu machen als die der Faser (A) in Übereinstimmung mit den Gewichtsreduktionsgeschwindigkeiten, zum Beispiel um mindestens 10%, insbesondere etwa 20 bis etwa 400% (5-fach). Ein weiteres Verfahren zu diesem Zweck besteht darin, die Fasern so zu formen, dass die Faser (B) mit einem kreisförmigen oder analogen Querschnitt geformt wird, um eine kleine Oberfläche pro Gewichtseinheit aufzuweisen, während die Faser (A) zu einer polygonalen oder vielblättrigen Form mit einer um mindestens 10%, insbesondere etwa 20 bis etwa 400% (5-fach) größeren Oberfläche als Faser (B) geformt wird. So ist es wünschenswert, darauf zu achten, dass die Fasern (A) und (B) nach der Verarbeitung durch Alkali-Gewichtsreduktion hinreichende Feinheit und ein hinreichendes Mischungsverhältnis haben. Natürlich können die zwei voranstehenden Verfahren kombiniert werden. Die aliphatischen Polyesterfasern haben den großen Vorteil, dass der schlechte Einfluss der Verarbeitung zur Alkali-Gewichtsreduktion auf die Umwelt sehr klein ist, da der Verbrauch einer Alkalie klein ist und die so erhaltenen Abbauprodukte (Milchsäure etc.) durch Mikroorganismen leicht abgebaut werden können.
Der Unterschied im Einlaufprozentsatz in kochendem Wasser (bei 10-minütiger Behandlung in kochendem Wasser unter unbelasteter Bedingung, gefolgt von Lufttrocknen bei Raumtemperatur) zwischen der Faser (A) und der Faser (B) ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch beträgt der Unterschied üblicherweise mindestens 3% und bevorzugt von etwa 5 bis etwa 50%, und ein Unterschied innerhalb des Bereichs von etwa 10 bis 40% ist der am häufigsten verwendete. So beträgt der Einlaufprozentsatz der Faser (A) in kochendem Wasser bevorzugt höchstens 15%, stärker bevorzugt höchstens 10%. Andererseits beträgt der Einlaufprozentsatz der Faser (B) in kochendem Wasser bevorzugt mindestens 15%, stärker bevorzugt mindestens 20% und wird oft innerhalb des Bereichs von etwa 30 bis etwa 60% gewählt.
Die Form des Querschnitts der Fasern (A) und (B) kann geeignet gewählt werden, z. B. Kreis, Ellipse, Flaschenkürbisform, Polygon, vielblättrige Formen, Buchstabenformen, verschiedene andere nicht kreisförmige Formen (modifizierte Querschnitte) und hohle Formen. In ähnlicher Weise wird die Feinheit gemäß den Zwecken geeignet gewählt. Im Fall von Fasern für übliche Bekleidung beträgt die Feinheit eines Filaments von etwa 0,1 bis etwa 50 d, bevorzugt von 0,5 bis 30 d, und eine Feinheit innerhalb des Bereichs von 1 bis 20 d wird vielfach verwendet. Die dünneren oder dickeren Fasern sind für Vliesstoffe, Leder und Materialien verwendbar. Jede der Fasern (A) und (B) kann ein Gemisch aus zwei oder mehr Fasern mit unterschiedlichem Querschnitt, unterschiedlicher Feinheit und unterschiedlichem Einlaufprozentsatz sein.
Das Verbundgarn (I) kann unter Verwendung des Polymers (A1) und des Polymers (B1) durch Spinnen in einer Weise, wie Schmelzspinnen, Nassspinnen, Trockenspinnen, Trocken-Nass-Spinnen und auf andere Weise hergestellt werden. Schmelzspinnen ist besonders bevorzugt, da die Effizienz hoch ist. Im Fall des Schmelzspinnens sind Niedriggeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 500 bis 2000 m/min, Hochgeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 2000 bis 5000 m/min und Ultrahochgeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von nicht weniger als 5000 m/min möglich. Je nach Erfordernis können außerdem Strecken und Wärmebehandlung durchgeführt werden. Im Allgemeinen wird das Strecken bei einem Streckverhältnis von etwa 3 bis etwa 8 beim Niedriggeschwindigkeitsspinnen und bei einem Streckverhältnis von etwa 1,5 bis etwa 3 beim Hochgeschwindigkeitsspinnen durchgeführt, und das Strecken beim Ultrahochgeschwindigkeitsspinnen wird nicht durchgeführt oder wird bei einem Streckverhältnis von etwa 2 oder weniger durchgeführt. Ein sogenanntes Spinn-Streck-Verfahren, wobei Spinnen und Strecken gleichzeitig durchgeführt werden, kann ebenfalls geeignet verwendet werden. Ein einzigartiges sich selbst dehnendes Garn, das eine Faser ist, die bei einem relativ niedrigen Streckverhältnis hergestellt wurde und bei einer niedrigen Temperatur wärmebehandelt wurde und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Faser, deren Kristallisation und Orientierung fortgeschritten ist, sich ausdehnt, wenn sie später auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, kann ebenfalls vorzugsweise als die Faser (A) verwendet werden.
Das Verbundgarn kann gemäß den Zwecken in eine geeignete Form gebracht werden, wie ein kontinuierliches Filamentverbundgarn, Dopplungs- und Zwirngarn, Falschzwirnverbundgarn, vermischtes Garn und analoge Garne, und durch ihre Verwendung können Strickstoffe, Webstoffe, Vliesstoffe und andere Faserstrukturen hergestellt werden. Während der Herstellungsschritte und Verarbeitungsschritte davon oder nach der Herstellung ist es möglich, durch geeignetes Erwärmen oder Quellen der Fasern einen Unterschied im Einlaufprozentsatz zu erzeugen, und es kann dadurch den Waren gewünschtes Volumen, Weichheit und Griff verliehen werden. Das Erwärmen kann in einer geeigneten Weise, wie Trockenerwärmen, Nasserwärmen, mit Infrarotstrahlen und einer Kombination davon durchgeführt werden. Für das Quellen wird ein Lösungsmittel, Quellmittel oder Wasser verwendet. Natürlich ist es auch möglich, das Wärmeeinlaufen nach mechanischem Mitgeben einer Kräuselfähigkeit durch Falschzwirnen oder Schub in der Form von Garn durchzuführen. Das Wärmeeinlaufen wird vielfach auch zum Beispiel im Farb-Finishing-Schritt von Web- und Strickstoffen durchgeführt. Im Allgemeinen wird die Einlaufbehandlung in einem Relaxationszustand durchgeführt, jedoch es ist möglich, das Einlaufen durch Anwenden einer geeigneten Spannung zu regulieren.
Als Nächstes wird eine Erklärung bezüglich einer erfindungsgemäßen Faser (II) gegeben, die (A) einen Faserbestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von mindestens 140°C und (B) einen Faserbestandteil, umfassend eine Kombination von (H) einem Bestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von mindestens 110°C, und (S) einem Bestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt, der nicht mehr als 120°C beträgt und mindestens 10°C niedriger ist als der des Polyesters (A), oder einen nichtkristallinen aliphatischen Polyester mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens 30°C umfasst.
Die Faser (II) kann in der Form einer konjugierten Faser vorliegen, wobei die Bestandteile (A) und (B) in einem einzelnen Filament konjugiert sind, oder kann in der Form eines Verbundgarns vorliegen, wobei die molekular orientierten Fasern (A) und (B) der entsprechenden Bestandteile gemischt sind. Außerdem können die aliphatischen Polyesterbestandteile (H) und (S) in dem Faserbestandteil (B) in der Form eines Blockcopolymers der beiden verbundenen Bestandteile oder in der Form eines Gemischs der beiden Bestandteile vorliegen.
Der Faserbestandteil (A) in der Faser (II) ist ein Bestandteil mit einer niedrigen Wärmeeinlauffähigkeit, und der kristalline aliphatische Polyester (A2), der in dem Faserbestandteil (A) verwendet wird, sollte einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C aufweisen. Der Schmelzpunkt beträgt bevorzugt nicht weniger als 150°C, stärker bevorzugt nicht weniger als 160°C, am meisten bevorzugt nicht weniger als 170°C. Die Schmelzwärme des Polyesters (A2) ist wünschenswerter Weise groß und beträgt bevorzugt nicht weniger als 20 J/g, stärker bevorzugt nicht weniger als 30 J/g, am meisten bevorzugt nicht weniger als 40 J/g. Beispiele für derartige hochkristalline, hochschmelzende aliphatische Polyester sind Homopolymere wie Poly-L-Milchsäure (Schmelzpunkt etwa 175°C), Poly-D-Milchsäure (Schmp. etwa 175°C), Poly-3-Hydroxybutyrat (Schmp. 180°C) und Polyglykolsäure (Schmp. 230°C) und Copolymere oder Gemische davon mit einer geringen Menge (höchstens 50 Gew.-%, insbesondere höchstens 40 Gew.-%, spezieller höchstens 30 Gew.-%) eines anderen Bestandteils. Das mittlere Molekulargewicht des Polymers (A2) ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch ist es vom praktischen Standpunkt aus bevorzugt, dass das mittlere Molekulargewicht mindestens 50.000, insbesondere 70.000 bis 300.000, spezieller 80.000 bis 300.000, noch spezieller 80.000 bis 200.000 und am speziellsten 100.000 bis 200.000 beträgt.
Im Allgemeinen sind im Falle der Blockcopolymere die Veränderungen der Kristallinität und des Schmelzpunktes gering, und demgemäß kann der Gehalt des Comonomerbestandteils in dem Polymer (A2) von 1 bis 50 Gew.-%, insbesondere 1 bis 40 Gew.-%, spezieller 1 bis 30 Gew.-% betragen. Im Fall der statistischen Copolymere sind die Veränderungen der Kristallinität und des Schmelzpunktes deutlich, und demgemäß ist es im Allgemeinen bevorzugt, dass der Gehalt des Comonomerbestandteils von 0,5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 10 Gew.-%, spezieller 1 bis 10 Gew.-%, noch spezieller 1 bis 5 Gew.-% beträgt. Da die Veränderungen der Kristallinität und des Schmelzpunktes durch Copolymerisation abhängig von der Art des Comonomerbestandteils stark variieren, ist es natürlich notwendig, der Schmelzwärme der Kristalle und dem Schmelzpunkt basierend auf DSC Aufmerksamkeit zu widmen. Die Veränderungen der Kristallinität und des Schmelzpunktes durch Mischen mit anderen Bestandteilen variieren in hohem Maße ebenfalls, abhängig von der Art des eingebrachten Bestandteils und dem Mischungsverhältnis, sind jedoch im Allgemeinen nicht so deutlich wie bei der statistischen Copolymerisation. Beispiele für die anderen Bestandteile, die in der Copolymerisation oder beim Mischen mit den vorstehend erwähnten Homopolymeren verwendet werden, sind, wie vorstehend erwähnt, zum Beispiel aliphatische Polyester, z. B. Polycaprolactone und Polyester, die von einem aliphatischen Glykol, wie Ethylenglykol oder Octandiol, und einer aliphatischen Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure oder Decandicarbonsäure abgeleitet sind, Ausgangsmaterialien für diese Polyester, aromatische Polyester, Polyether, Polycarbonate, Polyamide, Polyharnstoffe, Polyurethane und Polyorganosiloxane.
Eine der bevorzugten Ausführungsformen der Faser (II) ist eine Faser (IIa), umfassend (A2) einen Faserbestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und einer Schmelzwärme von nicht weniger als 20 J/g und (B2) einen Faserbestandteil, umfassend ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei aliphatischen Polyestern, wobei der Unterschied in den Schmelzpunkten zwischen diesen mindestens 10°C beträgt, wobei das Blockcopolymer und/oder das Gemisch 95 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden Bestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g und 5 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden Bestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g enthält.
Diese Faser (IIa) kann in der Form einer konjugierten Faser vorliegen, wobei die Bestandteile (A2) und (B2) in einem einzelnen Filament konjugiert sind oder kann in der Form eines Verbundgarns vorliegen, wobei die Fasern (A2) und (B2) der jeweiligen Bestandteile gemischt sind. Eine Erklärung wird zunächst nachstehend in Bezug auf die Herstellung des Verbundgarns gegeben.
Das erfindungsgemäße Verbundgarn (IIa) ist ein Inter-Faser-Verbundstoff, in welchem eine niedrigeinlauffähige Faser (A2), umfassend einen hochkristallinen aliphatischen Polyester (A2) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und einer Schmelzwärme von nicht weniger als 20 J/g, und eine hocheinlauffähige Faser (B2), umfassend einen aliphatischen Polyester (B2), der einen hochschmelzenden Bestandteil (H) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C und einen niedrigschmelzenden Bestandteile (S) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C enthält, gemischt sind. Repräsentative Beispiele für das erfindungsgemäße Verbundgarn sind ein gemischtes Filament (kombiniertes Filamentgarn), ein lang/kurz-Verbundgarn, wobei ein kontinuierliches Filament und Stapelfasern kombiniert werden, und ein vermischtes Garn, wobei mehrere Arten von Stapelfasern vermischt und gesponnen werden.
In dem Verbundgarn (IIa) ist das Polymer (A2) ein Bestandteil, der einen hohen Schmelzpunkt und eine hohe Schmelzwärme aufweist, und der demgemäß eine niedrige Wärmeeinlauffähigkeit aufweist. Bevorzugte Beispiele des Polymers (A2) sind kristalline Homopolymere und Copolymere und/oder Gemische davon mit einem zweiten Bestandteil, einem dritten Bestandteil usw. in einer derart geringen Menge (zum Beispiel höchstens 40 Gew.-%, insbesondere höchstens 30 Gew.-%), dass die Kristallinität nicht so sehr beeinflusst wird. Vom Standpunkt der Festigkeit, der Hitzebeständigkeit und dem Griff der Waren aus dem erfindungsgemäßen Fasergemisch (IIa) muss das Polymer (A2) eine Schmelzwärme von mindestens 20 J/g aufweisen, und die Schmelzwärme beträgt bevorzugt mindestens 30 J/g, stärker bevorzugt mindestens 40 J/g. Im Allgemeinen beträgt die Schmelzwärme der kristallinen aliphatischen Polyester-Homopolymere etwa 50 J/g oder mehr.
Der aliphatische Polyester (B2) ist ein Blockcopolymer und/oder Gemisch aus mindestens zwei aliphatischen Polyestern (H) und (S) mit Schmelzpunkten, die sich mindestens um 10°C unterscheiden, und enthält 95 bis 10 Gew.-% des hochschmelzenden Bestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C und 5 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden Bestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C. Der Bestandteil (H) ist ein Bestandteil, der die Hitzebeständigkeit des aliphatischen Polyesters (B2) aufrechterhalten soll und muss einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C, bevorzugt nicht weniger als 120°C, stärker bevorzugt nicht weniger als 140°C aufweisen. Der Anteil des Bestandteils (H) beträgt von 95 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 85 bis 20 Gew.-%, stärker bevorzugt 75 bis 30 Gew.-%. Der Bestandteil (H) in dem aliphatischen Polyester (B2) muss eine Schmelzwärme von mindestens 3 J/g aufweisen, und die Schmelzwärme beträgt bevorzugt mindestens 5 J/g, stärker bevorzugt mindestens 10 J/g, am meisten bevorzugt von 10 bis 50 J/g.
Der Bestandteil (S) in dem aliphatischen Polyester (B2) trägt in hohem Maße zu der Wärmeeinlauffähigkeit der Faser (B2), die den Polyester (B2) umfasst, bei. Ihr Schmelzpunkt muss 40 bis 120°C betragen und beträgt bevorzugt 50 bis 110°C, stärker bevorzugt 60 bis 100°C. Der Anteil des Bestandteils (S) in dem Polyester (B2) beträgt 5 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 80 Gew.-%, stärker bevorzugt 25 bis 70 Gew.-%.
Der Schmelzpunkt des Bestandteils (S) muss um mindestens 10°C niedriger als der Schmelzpunkt des Bestandteils (H) sein, und der Schmelzpunksunterschied zwischen ihnen beträgt bevorzugt mindestens 20°C, stärker bevorzugt mindestens 30°C. Zum Beispiel läuft eine Faser aus einem Blockcopolymer oder einem Gemisch, umfassend eine Kombination des Bestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von 160°C und des Bestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 80°C, wenn sie in kochendem Wasser von 100°C behandelt wird, stark ein, da der Bestandteil (S) schmilzt, jedoch behält die Faser als Ganzes ihre Form ohne zu schmelzen bei, da der hochschmelzende Bestandteile (H) vorhanden ist. Infolgedessen werden die Schmelzpunkte und das Verhältnis der Bestandteile (H) und (S), aus denen der Polyester (B2) besteht, gemäß der erforderlichen Wärmebehandlungstemperatur, der Wärmeeinlauffähigkeit und der Hitzebeständigkeit ausgewählt. Im Allgemeinen kann der niedrigschmelzende Bestandteil (S) niedrigkristallin sein, wenn jedoch die Kristallinität zu gering ist, kann die Farbechtheit der Faser verringert werden oder es kann eine Hafteigenschaft durch das Erwärmen erzeugt werden. Infolgedessen ist es im Allgemeinen bevorzugt, dass der Bestandteil (S) bei der Temperatur des Wärmebehandlungsschrittes schmelzen kann, damit die Faser einläuft (z. B. 80 bis 120°C), dass er jedoch bei der Verwendungstemperatur (z. B. unter 40°C) in einem ausreichend kristallisierten Zustand vorliegt. Das heißt, in vielen Fällen ist es bevorzugt, dass der Bestandteil (S) kristallin ist und einen Schmelzpunkt von 50 bis 110°C, insbesondere von 60 bis 100°C aufweist. Der Bestandteil (S) in dem aliphatischen Polyester (B2) sollte eine Schmelzwärme von mindestens 3 J/g, bevorzugt mindestens 5 J/g, stärker bevorzugt von 10 bis 40 J/g aufweisen.
Der aliphatische Polyester (B2) ist ein Blockcopolymer oder ein Gemisch, das aus den Hauptbestandteilen (H) und (S) bestehet. Ein aliphatischer Polyester mit einer endständigen Hydroxylgruppe verursacht hieran im geschmolzenen Zustand leicht eine Additionsreaktion (Polymerisation) eines Lactons, wie Caprolacton, Lactid oder Glykolid, wobei ein Blockcopolymer gebildet wird. Es ist auch möglich, eine bifunktionelle Verbindung, z. B. ein Diisocyanat wie Hexandiisocyanat, ein Dicarbonsäureanhydrid wie Phthalsäureanhydrid und ein Dicarbonsäurehalogenid wie Terephthalsäurechlorid mit einem Gemisch aus zwei oder mehreren Arten aliphatischer Polyester mit endständigen Hydroxylgruppen umzusetzen, um ein Blockcopolymer zu bilden. Ferner ist es möglich, ein Blockcopolymer durch Umesterungsreaktion zu erhalten, indem eine Vielzahl von aliphatischen Polyestern schmelzgemischt wird. Jedoch ist eine gewisse Vorsicht notwendig, da die Umesterungsreaktion, wenn das Mischen in der Schmelze in Gegenwart eines Katalysators bei zu hoher Temperatur lange durchgeführt wird, übermäßig fortschreitet, was zur Herstellung eines statistischen Copolymers führt.
Das Mischen der Bestandteile (H) und (S) kann zum Beispiel durchgeführt werden durch Mischen der Pellets davon und ihrem darauf folgenden Schmelzmischen in einem Schneckenextruder oder durch Mischen der beiden separat geschmolzenen Bestandteile in einem Gerät oder einer Kombination von Geräten, wie einem Doppelschneckenextruder, anderen Rührgeräten und einem statischen Mischer, wobei Auftrennen und Zusammenfließen eines Stromes in mehreren Stufen wiederholt wird. Auch in diesem Fall sollte man darauf achten, dass die Umesterungsreaktion nicht übermäßig fortschreitet. Wenn das Gemisch oder das Reaktionsprodukt durch DSC analysiert wird und keine Absenkung des Schmelzpunkts oder der Schmelzwärme festgestellt wird, kann entschieden werden, dass die statistische Copolymerisation auf diese Weise nicht abläuft. Um das Mischen der Bestandteile (H) und (S) stabil durchzuführen, ist es erwünscht, dass die Affinität zwischen den beiden hoch ist. Die Affinität zwischen den beiden kann zum Beispiel verbessert werden durch teilweises Einführen des Bestandteils (S) in das Molekül des Bestandteils (H) mittels Blockcopolymerisation oder dergleichen oder durch Einführen des Bestandteils (H) in den Bestandteil (S) oder durch Einführen eines Gemischs der Bestandteile (H) und (S) mit einem Blockcopolymer der beiden Bestandteile als Affinitätsverbesserer (oberflächenaktives Mittel).
Der aliphatische Polyester (B2) besteht hauptsächlich aus den aliphatischen Polyesterbestandteilen (H) und (S), kann jedoch als sekundären Bestandteil (höchstens 50 Gew.-%, insbesondere höchstens 30 Gew.-%) auch andere Bestandteile, wie einen aromatischen Bestandteil, Polyether-Bestandteil, Polycarbonat-Bestandteil, Polyurethan-Bestandteil, Polyamid-Bestandteil, Polyorganosiloxan-Bestandteil usw. enthalten. Das Einführen dieser anderen Bestandteile kann mittels Copolymerisation oder Mischen durchgeführt werden.
Das Molekulargewicht des aliphatischen Polyesters (B2) ist nicht besonders eingeschränkt, es beträgt jedoch bevorzugt nicht weniger als 50.000, insbesondere 80.000 bis 300.000 und es wird vielfach innerhalb des Bereichs von 100.000 bis 200.000 verwendet.
Beispiele des aliphatischen Polyesters, der für den hochschmelzenden Bestandteil (H) geeignet ist, sind solche, die voranstehend für das Polymer (A2) beispielhaft aufgeführt sind, nämlich Polybutylensuccinat (Schmelzpunkt 116°C), Polyhexamethylenfumarat (Schmelzpunkt 117°C) und dergleichen.
Beispiele des Polyesters, der für den niedrigschmelzenden Bestandteil (S) geeignet ist, sind zum Beispiel zusätzlich zu einem aliphatischen Polylacton, wie Polycaprolacton (Schmelzpunkt etwa 59°C) oder Polypropiolacton (Schmp. 95°C), Polyester, die aus Kombinationen von mindestens einem aliphatischen Glykol, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Octandiol, Diethylenglykol oder Triethylenglykol, und mindestens einer aliphatischen Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Octandicarbonsäure oder Decandicarbonsäure, erhalten werden, z. B. Polyethylenadipat (Schmelzpunkt etwa 49°C), Polyethylensuberat (Schmp. 65°C), Polyethylenazelat (Schmp. 52°C), Polyethylensebacat (Schmp. 75°C), Polybuthylensuccinat (Schmp. 116°C), Polybuthylenadipat (Schmp. 72°C), Polybuthylensebacat (Schmp. 66°C), Polyhexansebacat (Schmp. 74°C) und andere Homopolymere, und Block- oder statistische Copolymere, die diese als die aufbauenden Bestandteile umfassen.
Die Faser (A2) und die Faser (B2) werden durch getrenntes Formen des Polymers (A2) und des Polymers (B2) zu Fasern hergestellt und werden gegebenenfalls einer Streck- und Wärmebehandlung zur Durchführung der molekularen Orientierung und Kristallisation unterzogen. Das Herstellungsverfahren des Verbundgarns (IIa) aus den Fasern (A2) und (B2), das Verarbeitungsverfahren, die Anforderungen der jeweiligen Fasern, die Querschnittsform des Verbundgarns und die anderen Anforderungen an das Garn (IIa) sind die gleichen wie im Fall des Referenz-Verbundgarns (I).
Eine Erklärung wird nachstehend bezüglich einer konjugierten Faser gegeben, dass in der Faser (IIa) die Bestandteile (A2) und (B2) in einem einzelnen Filament konjugiert sind.
Im Fall der Herstellung der konjugierten Faser (IIa) wird, als der Faserbestandteil (B2), der mit dem Faserbestandteil (A2) konjugiert werden soll, bevorzugt ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch verwendet, das mindestens zwei Arten von kristallinen aliphatischen Polyestern (H) und (S) enthält, wobei der Schmelzpunksunterschied der Polyester (H) und (S) mindestens 20°C beträgt, und das 90 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden Bestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 130°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g und 10 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden Bestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C und einer Schmelzewärme von mindestens 3 J/g enthält. Derartige Bestandteile (H) und (S) werden aus den vorstehend erwähnten Bestandteilen (H) und (S) ausgewählt.
Wenn die Faserbestandteile (A2) und (B2) in einem einzelnen Filament exzentrisch konjugiert sind, wird eine hinsichtlich der Selbstkräuselfähigkeit ausgezeichnete konjugierte Faser (IIa) erhalten. Wenn die Faserbestandteile (A2) und (B2) in einem einzelnen Filament konzentrisch konjugiert sind, so dass der Faserbestandteil (B2) einen Teil der Oberfläche der konjugierten Faser bildet, so wird eine hinsichtlich der Selbsthaftung ausgezeichnete konjugierte Faser (IIa) erhalten.
6 zeigt in typischer Weise eine DSC-Kurve eines aliphatischen Polyesters (B2), bei dem eine Vielzahl von aliphatischen Polyestern mit einem Schmelzpunksunterschied von mindestens 20°C gemischt und/oder copolymerisiert sind. In der Figur kennzeichnet die Ziffer 22 einen Wärmeaufnahmepeak, basierend auf dem Schmelzen des niedrigschmelzenden Bestandteils (S), und 24 kennzeichnet einen Wärmeaufnahmepeak, basierend auf dem Schmelzen des hochschmelzenden Bestandteils (H). Peak 23 (gestrichelte Linie) ist ein Wärmeabgabepeak, basierend auf Kristallisation, der beobachtet wird, wenn der hochschmelzende Bestandteil (H) nicht ausreichend kristallisiert ist. Da der Wärmeaufnahmepeak 22 des niedrigschmelzenden Bestandteils (S) nicht genau erkannt werden kann wenn der Wärmeabgabepeak 23 den Wärmeaufnahmepeak 22 überlappt, ist es notwendig, dass der hochschmelzende Bestandteil (H) ausreichend kristallisiert ist.
In der vorliegenden Erfindung ist die Temperatur, die dem Minimalwert von jedem Wärmeaufnahmepeak (22 und 24 in der Figur), basierend auf dem Schmelzen der Kristalle, als Schmelzpunkt definiert, und die Wärmeaufnahmegesamtmenge (Integralwert, proportional zur Fläche des schräg schraffierten Teils in der Figur) von jedem Wärmeaufnahmepeak ist als Schmelzwärme definiert. Die Einheit der Schmelzwärme ist J/g. Für den Fall, dass eine Vielzahl an Schmelzpunkten (Peaks) vorhanden ist, wird die höchste Temperatur als repräsentativer Wert für den Schmelzpunkt definiert. Wenn jedoch die Schmelzwärme eines Peaks für die höchste Temperatur vernachlässigbar klein ist, z. B. etwa 3 J/g oder weniger, wird der höchste Schmelzpunkt unter den Hauptpeaks mit großer Schmelzwärme als repräsentativer Wert betrachtet.
Im Allgemeinen gibt es viele Fälle in denen in DSC-Kurven von Gemischen oder Blockcopolymeren aus einer Vielzahl von kristallinen aliphatischen Polyestern, die entsprechenden Wärmeaufnahmepeaks, die den Schmelzpunkten der jeweiligen Verbindungen entsprechen, ziemlich deutlich zu erkennen sind. Jedoch gibt es im Fall von Blockcopolymeren aus einer Vielzahl von Polymeren den Fall, dass komplizierte Erscheinungen wie, z. B. dass die jeweiligen Schmelzpunkte (Temperaturen) sich ändern, die Breite des Wärmeaufnahmepeaks sich vergrößert oder dass eine Schulter oder Doppelpeaks auftreten, beobachtet werden. Wenn sie nicht deutlich als eine Vielzahl von getrennten Peaks erkennbar sind, werden sie als ein einzelner Peak betrachtet und der Schmelzpunkt entspricht dem Wert für diesen Peak.
Eine erfindungsgemäße selbstkräuselfähige konjugierte Faser (IIa) ist eine Faser, bei der (A2) ein aliphatischer Polyester, der einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und eine Schmelzwärme von mindestens 20 J/g aufweist und der hohe Kristallinität aufweist, mit (B2) einem aliphatischen Polyester konjugiert ist, der einen Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt enthält, wobei der Schmelzpunkt nicht weniger als 130°C beträgt, und einen Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt, wobei der Schmelzpunkt 40 bis 120°C beträgt. Der Faserbestandteil (A2) ist ein gering einlauffähiger Bestandteil und der Faserbestandteil (B2) ist ein hoch einlauffähiger Bestandteil. Die Bestandteile (A2) und (B2) zeigen Kräuselung, da beim Erwärmen oder Quellen ein Längenunterschied zwischen ihnen entsteht.
Eine wichtige Eigenschaft dieser selbstkräuselfähigen Faser (IIa) besteht darin, dass ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei Arten von kristallinen aliphatischen Polyestern, wobei der Schmelzpunksunterschied zwischen ihnen mindestens 20°C, bevorzugt mindestens 30°C beträgt, als der hoch einlauffähige Bestandteil (B2) verwendet wird. In dieser Faser (IIa) läuft der Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt, aus dem ein derartiger aliphatischer Polyester besteht, beim Schmelzen oder Erweichen stark ein, und der Faserbestandteil (B2) läuft als Ganzes, wenn er auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der der Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt nicht schmilzt oder erweicht, ohne zu schmelzen ein, folglich kräuselt sich die Faser. Deshalb ist es umso mehr bevorzugt, je höher der Schmelzpunkt des Bestandteils (H) mit hohem Schmelzpunkt in dem Bestandteil (B2) ist, und der Schmelzpunkt darf nicht weniger als 130°C betragen und beträgt bevorzugt nicht weniger als 140°C, stärker bevorzugt nicht weniger als 150°C, am meisten bevorzugt nicht weniger als 160°C. Der Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt befindet sich bei üblicher Temperatur in einem kristallisierten Zustand und kann durch ein entsprechendes Erwärmen (z. B. bei einer Temperatur von 50 bis 120°C) geschmolzen werden. Sein Schmelzpunkt liegt innerhalb des Bereichs von 40 bis 120°C. Im Allgemeinen besitzen Polymere mit niedrigem Schmelzpunkt eine niedrige Erstarrungsgeschwindigkeit beim Schmelzspinnen, und es besteht die Tendenz, dass aufgenommenes Garn verklebt, folglich wird das Spinnen schwierig. Jedoch wird im Falle des aliphatischen Polyesters (B2) die Klebrigkeit als Ergebnis der Einführung des hochschmelzenden Bestandteils (H) stark verbessert, somit wird die Herstellung einfach.
Die Kräuselfähigkeit der konjugierten Faser kann innerhalb eines sehr breiten Bereichs reguliert werden durch Verändern des Verhältnisses des Bestandteils (H) mit hohem Schmelzpunkt und des Bestandteils (S) mit niedrigem Schmelzpunkt, die den aliphatischen Polyester (B2) bilden, des Schmelzpunkts des Bestandteils (S) mit niedrigem Schmelzpunkt, des Konjugationsverhältnisses der Bestandteile (A2) und (B2), der Konjugationsform, der Erwärmungstemperatur und dergleichen, und eine angemessene Kräuselung kann gemäß den Zielen und der Verwendung ausgewählt werden. Das heißt die erfindungsgemäße konjugierte Faser weist die wichtige Eigenschaft auf, dass sie mit hoher Effizienz durch ein Schmelzspinnverfahren hergestellt werden kann, und die Kräuselbarkeit kann innerhalb eines sehr breiten Bereichs reguliert und eingestellt werden.
Der Einlaufprozentsatz einer Faser, die nur aus dem Polymer (A2), welches ein niedrig einlauffähiger Bestandteil ist, hergestellt ist, beträgt in kochendem Wasser bevorzugt höchstens 20%, insbesondere höchstens 15%, spezieller höchstens 10%, am speziellsten höchstens 8%. Für diesen Zweck sind Polymere, deren Veränderungsgrad durch Copolymerisation oder Mischen niedrig ist, für das Polymer (A2) besonders bevorzugt, folglich sind Homopolymere und solche, die diesen ähnlich sind, bevorzugt, z. B. diejenigen, die einen Bestandteil enthalten, der durch Copolymerisation oder Mischen in einer Menge von höchstens 10%, insbesondere höchstens 6%, spezieller höchstens 3% eingebracht wurde.
Der aliphatische Polyester (B2) ist ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei Arten von kristallinen aliphatischen Polyestern, wobei der Schmelzpunksunterschied zwischen ihnen mindestens 20°C beträgt, und enthält 90 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden aliphatischen Polyesterbestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 130°C und 10 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden aliphatischen Polyesterbestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C. Der Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt ist ein Bestandteil, der beim Erwärmen Einlauffähigkeit zeigen soll und einen Schmelzpunkt von 40 bis 120°C aufweisen muss. Bevorzugt beträgt der Schmelzpunkt 50 bis 120°C, insbesondere 60 bis 120°C. Das Gewichtsverhältnis des Bestandteils (H) mit hohem Schmelzpunkt zu dem Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt in dem aliphatischen Polyester (B2) muss von 9/1 bis 1/9 betragen und in vielen Fällen beträgt das Gewichtsverhältnis bevorzugt von 8/2 bis 2/8, insbesondere von 7/3 bis 3/7. Die Schmelzwärme des jeweiligen Bestandteils (H) mit hohem Schmelzpunkt und des jeweiligen Bestandteils (S) mit niedrigem Schmelzpunkt in dem aliphatischen Polyester (B2) muss mindestens 3 J/g betragen, und bevorzugt beträgt die Schmelzwärme mindestens 5 J/g, insbesondere mindestens 10 J/g, spezieller etwa 10 bis etwa 30 J/g. Der Grund dafür ist, dass der aliphatische Polyester (B2) vom Standpunkt des Vermeidens des Zusammenklebens beim Schmelzspinnen wünschenswerter Weise kristallin ist.
Der Schmelzpunksunterschied zwischen dem Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt und dem Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt in dem aliphatischen Polyester (B2) beträgt mindestens 20°C, bevorzugt mindestens 30°C, stärker bevorzugt mindestens 40°C. Zum Beispiel läuft ein Blockcopolymer oder ein Gemisch, das eine Kombination des Bestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von 160°C und des Bestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 80°C umfasst, stark ein, wenn es bei 100°C behandelt wird, da der Bestandteil (S) schmilzt, der Faserbestandteil (B2) behält jedoch als Ganzes seine Form ohne zu schmelzen bei, da der kristallisierte Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt vorhanden ist.
Der Einlaufprozentsatz einer Faser, die nur aus dem Polymer (B2) hergestellt ist, beträgt in kochendem Wasser bevorzugt mindestens 20%, insbesondere von 30 bis 60%. Der Unterschied im Einlaufprozentsatz zwischen einer Faser des aliphatischen Polyesters (B2) und einer Faser des vorstehend erwähnten Polymers (A2) beträgt bevorzugt mindestens 5%, stärker bevorzugt mindestens 10% und wird innerhalb des Bereichs von 20 bis 50% vielfach verwendet.
Eine erfindungsgemäße selbsthaftende konjugierte Faser (IIa) ist eine Faser, bei der ein aliphatischer Polyester (A2), der einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und eine Schmelzwärme von mindestens 20 J/g aufweist und eine hohe Kristallinität aufweist, mit einem aliphatischen Polyester (B2) konjugiert ist, der einen hochschmelzenden Bestandteil (H) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 130°C und einen niedrigschmelzenden Bestandteil (5) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C enthält. Der Faserbestandteil (A2) ist ein die Festigkeit beibehaltender Bestandteil und der Faserbestandteil (B2) ist ein haftender (schmelzhaftender) Bestandteil.
Eine wichtige Eigenschaft dieser selbsthaftenden Faser (IIa) besteht darin, dass ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei Arten von kristallinen aliphatischen Polyestern, wobei der Schmelzpunksunterschied zwischen ihnen mindestens 20°C, bevorzugt mindestens 30°C beträgt, als der haftende Bestandteil (B2) verwendet wird. In dieser Faser (IIa) werden, wenn sie auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der der Bestandteil mit dem niedrigen Schmelzpunkt, aus dem ein derartiger aliphatischer Polyester (B2) besteht, haftet, jedoch der Bestandteil mit dem hohem Schmelzpunkt nicht haftet, Waren, die eine relativ geringe Dichte ihrer Haftpunkte und relative geringe Haftfestigkeit aufweisen, und wenn sie andererseits, auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der die gesamten Bestandteile, aus denen der aliphatische Polyester (B2) besteht, schmelzen, die höchste Haftstärke und die höchste Dichte an Haftpunkten aufweisen, erhalten. Außerdem wird das Verkleben beim Schmelzspinnen, das durch einen Bestandteil mit einem niedrigen Schmelzpunkt und eine niedrigen Glasübergangstemperatur verursacht wird, durch Einführen des Bestandteils mit dem hohem Schmelzpunkt in den aliphatischen Polyester (B2) stark verbessert. Ferner können die Erstarrungseigenschaft beim Schmelzspinnen und die Haftstärke und die Dichte der Haftpunkte beim Wärmeverkleben in einem weiten Bereich durch Ändern des Verhältnisses der hochschmelzenden und der niedrigschmelzenden Bestandteile des aliphatischen Polyesters (B2) verändert werden. Als Ergebnis zeigt die erfindungsgemäße Faser (IIa) besonders wichtige Eigenschaften, dahingehend dass die Herstellung mit hoher Effizienz möglich ist und die Regulierung und Einstellung der Haftstärke in einem weiten Bereich möglich ist.
Der aliphatische Polyester (B2) ist ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei Arten von kristallinen aliphatischen Polyestern, wobei der Schmelzpunksunterschied zwischen ihnen mindestens 20°C beträgt, und enthält 90 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden aliphatischen Polyesterbestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 130°C und 10 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden aliphatischen Polyesterbestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C. Der Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt ist ein Bestandteil, der die Hitzebeständigkeit des Bestandteils (B2) aufrecht erhalten soll und ein Verkleben beim Schmelzspinnen verhindern soll und der einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 130°C, bevorzugt nicht weniger als 140°C, stärker bevorzugt nicht weniger als 150°C, am meisten bevorzugt nicht weniger als 160°C aufweisen muss. Der Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt ist ein Bestandteil, der eine Hafteigenschaft beim Erwärmen aufweisen soll und der einen Schmelzpunkt von 40 bis 120°C, bevorzugt 50 bis 120°C, stärker bevorzugt 60 bis 120°C aufweisen muss. Die Wärmehafttemperatur, die Haftdichte und die Haftfestigkeit können in einem weiten Bereich durch Ändern der Schmelzpunkte und des Misch- oder Copolymerisationsverhältnisses des Bestandteils (H) mit hohem Schmelzpunkt und des Bestandteils (S) mit niedrigem Schmelzpunkt geändert werden, und sie können gemäß der Zwecke geeignet ausgewählt werden. Das Gewichtsverhältnis des Bestandteils (H) mit hohem Schmelzpunkt zu dem Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt in dem aliphatischen Polyester (B2) muss von 9/1 bis 1/9 betragen und in vielen Fällen beträgt das Gewichtsverhältnis bevorzugt von 8/2 bis 2/8, insbesondere von 7/3 bis 3/7. Die Schmelzwärme des jeweiligen Bestandteils (H) mit hohem Schmelzpunkt und des jeweiligen Bestandteils (S) mit niedrigem Schmelzpunkt in dem aliphatischen Polyester (B2) muss mindestens 3 J/g betragen, und bevorzugt beträgt die Schmelzwärme mindestens 5 J/g, insbesondere mindestens 10 J/g, spezieller etwa 10 bis etwa 30 J/g. Der Grund dafür ist, dass der aliphatische Polyester (B2) vom Standpunkt der Vorbeugung des Zusammenklebens beim Schmelzspinnen wünschenswerter Weise kristallin ist.
Der Schmelzpunksunterschied zwischen dem Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt und dem Bestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt in dem aliphatischen Polyester (B2) beträgt mindestens 20°C, bevorzugt mindestens 30°C, stärker bevorzugt mindestens 40°C. Zum Beispiel haftet ein Blockcopolymer oder ein Gemisch, das eine Kombination des Bestandteils (H) mit einem Schmelzpunkt von 160°C und des Bestandteils (S) mit einem Schmelzpunkt von 80°C umfasst, stark, wenn es z.B. bei 100°C behandelt wird, da der Bestandteil (S) schmilzt, der Faserbestandteil (B2) behält jedoch als Ganzes seine Form bis zu einem gewissen Grad ohne zu schmelzen bei, da der Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt vorhanden ist. Infolgedessen werden die Schmelzpunkte und das Verhältnis der Bestandteile (H) und (S), aus denen der Polyester (B2) besteht, gemäß der erforderlichen Haftbehandlungstemperatur und anderem, wie dem Druck, der Haftfestigkeit, der Hitzebeständigkeit und der Verwendungstemperatur ausgewählt.
In den selbstkräuselfähigen und selbsthaftenden konjugierten Fasern (IIa) ist der aliphatische Polyester (B2) ein Gemisch der Bestandteile (H) und (S) und/oder ein Blockcopolymer der Bestandteile (H) und (S). Jedes Mischverfahren ist anwendbar, z. B. übliches Schmelzmischen und Mischung in einem Lösungsmittel. Mischvorrichtungen können eine mechanische Rührmaschine, ein statischer Mischer, wobei Auftrennen und Zusammenfließen eines Stromes in mehreren Stufen wiederholt wird, oder eine Kombination davon sein. Es ist akzeptabel, dass die beiden Bestandteile während des Schmelzmischens teilweise reagieren, wobei ein Blockcopolymer gebildet wird, mit der Maßgabe, dass die Bildung eines vollständig statistischen Copolymers (Verschwinden des Schmelzpunkts, amorph werden) durch übermäßige Umsetzung vermieden werden muss. Das heißt, es ist erwünscht, den Schmelzpunkt und die Schmelzwärme der beiden Bestandteile innerhalb gewünschter Bereiche durch Analysieren des geschmolzenen Gemischs mittels DSC beizubehalten. Andererseits wird das Blockcopolymer der beiden Bestandteile erhalten zum Beispiel durch Durchführen einer Additionsreaktion (Polymerisation) eines cyclischen Lactons im geschmolzenen Zustand, welches ein Ausgangsmaterial des hochschmelzenden Bestandteils (H) ist, wie Lactid oder Glykolid, mit einem niedrigschmelzenden aliphatischen Polyester (S) mit einer endständigen Hydroxylgruppe. Das Blockcopolymer kann auch erhalten werden durch Umsetzen eines Gemischs der Bestandteile (H) und (S) mit einer endständigen Hydroxylgruppe mit einer polyfunktionellen Verbindung (Kettenverlängerer), z. B. einem Diisocyanat wie Hexandiisocyanat, einem Dicarbonsäureanhydrid wie Phthalsäureanhydrid oder einem Dicarbonsäurehalogenid wie Terephthalsäurechlorid, um sie zu kombinieren. Um die Eigenschaften der Wärmeeinlauffähigkeit und der Elastizitäts-Rückstellung nach dem Einlaufen zu verbessern, ist es auch bevorzugt, den Polymeren, aus denen der Bestandteil (B) besteht, eine verzweigte Struktur oder eine vernetzte Struktur zu verleihen. Zum Beispiel können Verbindungen mit einer tri- oder mehrfunktionellen Gruppe, wie Trimellitsäure, Glycerin oder Triisocyanat verwendet werden.
Um das Mischen der Bestandteile (H) und (S) stabil durchzuführen, ist es erwünscht, dass die Affinität zwischen den beiden hoch ist. Die Verbesserung in der Affinität zwischen den beiden kann durch die vorstehend erwähnten Verfahren durchgeführt werden. In der konjugierten Faser (IIa) weisen die Polymere (A2) und (B2) wünschenswerter Weise eine hohe gegenseitige Hafteigenschaft auf. Für diesen Zweck, ist es bevorzugt, dass die beiden Polymere einen gemeinsamen Bestandteil aufweisen. Zum Beispiel ist es besonders bevorzugt, dass das Polymer (A2) und der Bestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt des Polymers (B2) der gleiche Bestandteil (z. B. Polymilchsäure) ist. In ähnlicher Weise ist es auch bevorzugt, dass sie analoge Bestandteile (z. B. Polymilchsäure und ein hauptsächlich aus Polymilchsäure bestehendes Copolymer) sind.
Der aliphatische Polyester (B2) besteht hauptsächlich aus den aliphatischen Polyesterbestandteilen (H) und (S), kann jedoch als Sekundärbestandteil (höchstens 50 Gew.-%, insbesondere höchstens 30 Gew.-%) andere Bestandteile, wie einen aromatischen Bestandteil, Polyether-Bestandteil, Polycarbonat-Bestandteil, Polyurethan-Bestandteil, Polyamid-Bestandteil, Polyorganosiloxan-Bestandteil und dergleichen enthalten. Das Molekulargewicht des aliphatischen Polyesters (B2) ist nicht besonders eingeschränkt, es beträgt jedoch bevorzugt nicht weniger als 50.000, besonders 80.000 bis 300.000 und es wird vielfach innerhalb des Bereichs von 100.000 bis 200.000 verwendet.
In der konjugierten Faser (IIa) sind Beispiele des Polyesters, der für den niedrigschmelzenden Bestandteil (S) geeignet ist, zusätzlich zu einem aliphatischen Polylacton, wie Polycaprolacton (Schmelzpunkt etwa 59°C) oder Polypropiolacton (Schmp. 95°C), Polyester, die aus Kombinationen von mindestens einem aliphatischen Glykol, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Hexandiol, Octandiol, Diethylenglykol oder Triethylenglykol, und mindestens einer aliphatischen Dicarbonsäure, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Octandicarbonsäure oder Decandicarbonsäure erhalten werden, z. B. Polyethylensuccinat (Schmelzpunkt etwa 102°C), Polyethylenadipat (Schmp. 49°C), Polyethylensuberat (Schmp. 65°C), Polyethylenazelat (Schmp. 52°C), Polyethylensebacat (Schmp. 75°C), Polybuthylensuccinat (Schmp. 116°C), Polybuthylenadipat (Schmp. 72°C), Polybuthylensebacat (Schmp. 66°C), Polyhexansebacat (Schmp. 74°C) und andere Homopolymere, und kristalline Block- oder statistische Copolymere, die diese als die ausbauenden Bestandteile umfassen. Für den Fall, dass eine haftende Faserstruktur, die aus der selbsthaftenden konjugierten Faser (IIa) erhalten wurde, gefärbt und zum Beispiel als Kleidungsstück verwendet wird, beträgt der Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Bestandteils (S) bevorzugt nicht weniger als 100°C, insbesondere nicht weniger als 110°C.
Beim Mehrkomponenten-Faser-Schmelzspinnen wird die erfindungsgemäße konjugierte Faser (IIa) gemäß einem üblichen Verfahren hergestellt durch separates Schmelzen und Dosieren des Polymers (A2) und des Polymers (B2), durch ihr Konjugieren in einer Spinndüse, Ausspinnen aus einer Öffnung, Kühlen und Einölen der Faser und gegebenenfalls Strecken und Wärmebehandeln zur molekularen Orientierung und Kristallisation. Die erfindungsgemäße konjugierte Faser wird auch durch separates Lösen des Polymers (A2) und des Polymers (B2) und Unterziehen der sich ergebenden Produkte einem Mehrkomponenten-Spinnvorgang durch ein Nass-, Trocken- oder Trocken-Nass-Verfahren. Das Schmelzspinn-Verfahren der Mehrkomponenten-Faser-Schmelzspinnen ist wegen seiner hohen Effizienz bevorzugt. Das Schmelzspinnen kann durch ein Niedriggeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von nicht mehr als 2000 m/min, ein Hochgeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von 2000 bis 5000 m/min oder ein Ultrahochgeschwindigkeitsspinnen bei einer Aufwickelgeschwindigkeit von nicht weniger als 5000 m/min durchgeführt werden. Im Falle des Niedriggeschwindigkeitsspinnens und des Hochgeschwindigkeitsspinnens ist ein Verfahren verwendbar, bei dem das Spinnen und das Strecken getrennt durchgeführt werden und ein Verfahren, bei dem das Spinnen und das Strecken gleichzeitig kontinuierlich durchgeführt werden. Im Allgemeinen wird das Strecken bei einem Streckverhältnis von etwa 3 bis etwa 8 beim Niedriggeschwindigkeitsspinnen und bei einem Streckverhältnis von etwa 1,5 bis etwa 3 beim Hochgeschwindigkeitsspinnen durchgeführt, und das Strecken wird nicht durchgeführt oder wird bei einem Streckverhältnis von nicht mehr als etwa 2 durchgeführt.
Die erfindungsgemäße konjugierte Faser (IIa) kann in eine beliebige Form wie ein kontinuierliches Multifilament, ein kontinuierliches Monofilament oder eine Stapelfaser gebracht werden, und nach ihrem optionalen Mischen mit anderen Fasern durch verschiedene Mittel wird sie in der Form eines Garns, Strickstoffes, Webstoffes, Vliesstoffes, Filzes, eines Verbundkörpers mit Papier oder Folie oder in der Form von anderen analogen Faserstrukturen verwendet.
Im Allgemeinen wird das Verkleben der selbsthaftenden konjugierten Faser (IIa) durch Erwärmen oder Zusammenpressen einer Faserstruktur durchgeführt. Das Erwärmen kann durch Trockenerwärmen, Nasserwärmen, durch Infrarotstrahlen, Hochfrequenzwellen und andere Verfahren durchgeführt werden. Im Allgemeinen gilt, je höher der Druck, desto eher ist das Verkleben bei einer niedrigeren Temperatur möglich.
Die selbstkräuselbare konjugierte Faser (IIa) zeigt beim Erwärmen Kräuselung. Nasserwärmen, Trockenerwärmen, Infrarotstrahlen und andere Verfahren sind für das Erwärmen anwendbar. Es ist möglich, die Kräuselung durch Ändern der Erwärmungstemperatur, der Erwärmungsdauer oder des Dehnungsgrades (wie die Dehnungskraft) zu regulieren oder einzustellen. Die Kräuselung kann in der Form eines Filaments, Spinnkabels, einer Stapelfaser, eines Garns, Strickstoffes, Webstoffes, Vliesgewebes, Gewebes und anderen geeigneten Formen durchgeführt werden. In vielen Fällen wird das Kräuseln durch Erwärmen des Garns, Spinnkabels, Gewebes, Strickstoffes, Webstoffes, Vliesgewebes oder dergleichen ungedehnt oder unter geringer Dehnung durchgeführt. Das Kräuseln wird häufig auch vor oder während eines Finishing-Schritts, wie dem Färben durchgeführt. Eine Kräuselung wird auch durch Einlaufen basierend auf Quellen erreicht. Zum Beispiel können Aceton, Methylethylketon oder ein Gemisch davon mit Wasser als ein Quellmittel verwendet werden. Andere bekannte Lösungsmittel, die mit Wasser verdünnt werden oder die eine wässrige Dispersion bilden, können auch als Quellmittel verwendet werden.
Die erfindungsgemäße selbstkräuselfähige konjugierte Faser (IIa) kann Querschnittsformen, wie zum Beispiel in den 1A bis 1G gezeigt, aufweisen. In den Figuren kennzeichnet die Ziffer 1 den geringeinlaufenden Bestandteil (A2), 2 kennzeichnet den hocheinlaufenden Bestandteil (B2) und diese können gegenseitig ersetzt werden. Die Bestandteile (A2) und (B2) müssen exzentrisch konjugiert sein. Exzentrisch sein bedeutet, dass die Orte der jeweiligen Schwerpunkte der beiden Bestandteile unterschiedlich sind. Je größer die Exzentrizität, desto größer die Kräuselfähigkeit der konjugierten Faser. 1A zeigt ein Beispiel der höchsten Exzentrizität und 1B zeigt ein Beispiel einer niedrigen Exzentrizität.
Das Konjugationsverhältnis (Schnittflächenverhältnis) des Faserbestandteils (A2) und des Faserbestandteils (B2) in der selbstkräuselfähigen konjugierten Faser (IIa) ist nicht besonders eingeschränkt. Bevorzugt beträgt das Konjugationsverhältnis 10/1 bis 1/10, insbesondere 5/1 bis 1/5, spezieller 2/1 bis 1/2. Die Kräuselfähigkeit nimmt ab, wenn das Konjugationsverhältnis von 1/1 abweicht.
Die 4A bis 4D sind Querschnittansichten einer Faser, die einige Beispiele der erfindungsgemäßen selbsthaftenden konjugierten Faser (IIa) zeigen. In den Figuren steht die Ziffer 10 für ein Polymer (A2), das die Festigkeit bewahrt und 11 steht für den haftenden Bestandteil (B2). 4A zeigt eine kreisförmige konjugierte Faser vom konzentrischen Typ, 4B zeigt eine konjugierte Faser vom konzentrischen Typ mit dreieckigem Querschnitt, 4C zeigt eine konjugierte Faser vom rotationssymmetrischen Typ, und 4D zeigt eine hohle konjugierte Faser vom konzentrischen Typ. In 4D steht die Ziffer 12 für einen hohlen Teil, jedoch kann ein drittes Polymer darin enthalten sein. Der aliphatische Polyester (B2), der ein haftender Bestandteil ist, muss mindestens einen Teil der Faseroberfläche einnehmen. Die 4A, 4B und 4D zeigen Beispiele, in denen der Bestandteil (B2) die gesamte Oberfläche einnimmt und 4C zeigt ein Beispiel, in dem der Bestandteil (B2) einen Teil der Oberfläche einnimmt. Je höher der Prozentsatz der Oberflächenbesetzung des Bestandteils (B2) ist, desto größer ist die Haftkraft. Das Konjugationsverhältnis (Schnittflächenverhältnis) des Faserbestandteils (A2) und des Faserbestandteils (B2) in der selbsthaftenden konjugierten Faser (IIa) ist nicht besonders eingeschränkt, beträgt jedoch von 20/1 bis 1/20, bevorzugt 10/1 bis 1/10, stärker bevorzugt 5/1 bis 1/5, noch stärker bevorzugt 2/1 bis 1/2. Der Konjugationszustand sollte konzentrisch bezüglich des Faserbestandteils (A2) und des Faserbestandteils (B2) sein. Das heißt, es ist notwendig, dass die jeweiligen Schwerpunkte ungefähr miteinander übereinstimmen.
Ähnlich wie bei dem Fall der konjugierten Vergleichsfaser (I) ist die Querschnittsform der konjugierten Faser (IIa) nicht besonders eingeschränkt und die Faser kann verschiedene Formen wie einen Kreis, eine nicht kreisförmige Form, ein Polygon, eine vielblättrige Form, eine Hohlform oder andere aufweisen. In ähnlicher Weise wird die Feinheit der konjugierten Faser (IIa) gemäß den Zwecken geeignet ausgewählt. Im Falle eines üblichen Kleidungsstücks beträgt die Feinheit des Filaments von etwa 0,1 bis etwa 50 d, bevorzugt 0,5 bis 30 d und die Feinheit innerhalb des Bereichs von 1 bis 20 d wird vielfach verwendet. Die dünneren oder dickeren Fasern sind für Vliesstoffe, Leder und Materialien verwendbar. Falls notwendig kann der erfindungsgemäßen konjugierten Faser eine Kräuselung durch ein Falschzwirnverfahren oder Staffing-Box-Verfahren mechanisch verliehen werden. Es ist erwünscht, dass das Verkleben der Faser nicht durch das Erwärmen, das während eines derartigen Kräuselungsschritts angewandt wird, stattfindet. Von diesem Standpunkt ist es bevorzugt, dass der Schmelzpunkt eines Bestandteils, der den niedrigsten Schmelzpunkt unter den aliphatischen Polyestern (B2) aufweist, nicht weniger als 60°C, insbesondere nicht weniger als 80°C, spezieller nicht weniger als 90°C beträgt.
Ähnlich wie bei dem Fall der konjugierten Vergleichsfaser (I) kann die konjugierte Faser (IIa) verschiedene Zusatzstoffe enthalten und sie kann auch alleine oder in Kombination mit anderen Fasern bei der Herstellung des Garns, der Litze, Kordel, des Seils, Strickstoffes, Webstoffes, Vliesstoffes, Papiers, der Verbundmaterialen und anderer Strukturen verwendet werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Faser (II) ist eine trennbare, spontan abbaubare konjugierte Faser (IIb), umfassend (A2) einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und (B2) ein Blockcopolymer oder Gemisch, das (H) einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und (S) einen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 120°C und eine Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 30°C enthält, wobei mindestens einer der Bestandteile (A2) und (B2) nicht weniger als 0,05 Gew.-% eines Polyorganosiloxan-Bestandteils enthält, und wobei im Querschnitt der Faser die Bestandteile (A2) und (B2) in einem einzelnen Filament konjugiert werden, so dass der Bestandteil (B2) dem Bestandteil (A2) in mindestens zwei Teile teilt und die beiden Bestandteile (A2) und (B2) einen Teil der Oberfläche der Faser bilden.
In der teilbaren konjugierten Faser (IIb) ist das Polymer (A2) ein Bestandteil, der hochkristallin ist und eine niedrige Wärmeeinlauffähigkeit aufweist. Polymere, die als das Polymer (A2) geeignet sind, schließen die vorstehend erwähnten Homopolymere und Copolymere und/oder Gemische davon mit einem zweiten Bestandteil, einem dritten Bestandteil und dergleichen ein, die in einer derart geringen Menge eingebracht werden, dass die Kristallinität nicht so sehr beeinträchtigt wird (zum Beispiel höchstens 30 Gew.-%, bevorzugt höchstens 20 Gew.-%, stärker bevorzugt höchstens 10 Gew.-%). Vom Standpunkt der Festigkeit und der Hitzebeständigkeit der aus der Faser (IIb) so erhaltenen Waren beträgt die Schmelzwärme des Polymers (A2) mindestens 20 J/g, insbesondere mindestens 30 J/g, spezieller mindestens 40 J/g. Vom Standpunkt der praktischen Verwendung muss das Polymer (A2) einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C aufweisen, und bevorzugt beträgt der Schmelzpunkt nicht weniger als 150°C, insbesondere nicht weniger als 160°C, spezieller nicht weniger als 170°C.
Der aliphatische Polyester (B2) kann ein Blockcopolymer aus (H) einem Segment eines kristallinen aliphatischen Polyesters mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C (nachstehend häufig als „hartes Segment" bezeichnet) und (S) einem Segment eines aliphatischen Polyesters mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 120°C und einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 30°C (nachstehend häufig als „weiches Segment" bezeichnet) oder kann ein Gemisch des vorstehend erwähnten kristallinen aliphatischen Polyesters (H) und des vorstehend erwähnten aliphatischen Polyesters (S) sein. Da der aliphatische Polyester (B2) aus den Bestandteilen (H) und (S) besteht, läuft er, wenn er erwärmt wird, stark ein und folglich werden der Polyester (A2) und der Polyester (B2) leicht in unterteilte dünne Fasern getrennt. Um eine hohe Einlauffähigkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, dass der hochschmelzende Polyesterbestandteil (H) stark ist, und es ist notwendig, dass der Schmelzpunkt davon nicht weniger als 140°C beträgt. Bevorzugt beträgt der Schmelzpunkt nicht weniger als 150°C, insbesondere nicht weniger als 160°C, spezieller nicht weniger als 170°C. Andererseits gilt bezüglich des niedrigschmelzenden Polyesterbestandteils (S), je weicher, desto größer die Wärmeeinlauffähigkeit und desto stärker bevorzugt. Im Falle von kristallinen Polymeren muss der Bestandteil (S) einen Schmelzpunkt von nicht mehr als 120°C aufweisen, und bevorzugt beträgt der Schmelzpunkt nicht mehr als 100°C, insbesondere nicht mehr als 90°C, spezieller nicht mehr als 80°C oder er ist nichtkristallin (amorph). Zum Beispiel läuft der Faserbestandteil (B2), wenn er in 100°C heißem Wasser behandelt wird, stark ein, falls der niedrigschmelzende Polyesterbestandteil (S) einen Schmelzpunkt von nicht mehr als 100°C aufweist. Da jedoch der hochschmelzende Polyesterbestandteil (H) einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C aufweist, läuft der Faserbestandteil (B2) ein, schmilzt jedoch nicht. In ähnlicher Weise ist es für das Erreichen einer hohen Einlauffähigkeit bevorzugt, dass die Glasübergangstemperatur des niedrigschmelzenden Polyesterbestandteils (S) nicht mehr als 20°C, insbesondere nicht mehr als 0°C beträgt. Für den Fall, dass der niedrigschmelzende Polyesterbestandteil (S) vollständig amorph ist, wird der Schmelzpunkt so betrachtet als wäre er gleich der Glasübergangstemperatur.
Beispiele für Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 120°C und einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 0°C, die für die Verwendung als niedrigschmelzender Polyesterbestandteil (S) des aliphatischen Polyesters (B2) in der teilbaren konjugierten Faser (IIb) geeignet sind, sind, zusätzlich zu Polycaprolacton, Polyester aus einem aliphatischen Alkylenglykol mit linearem oder verzweigtem Alkylenrest mit 2 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen und einer aliphatischen Dicarbonsäure mit 4 bis etwa 22 Kohlenstoffatomen, Polyethylensuccinat, Polyethylenadipat, Polyethylensebacat, Polyethylenazelat, Polyethylendecanat, Polypropylensuccinat, Polypropylenadipat, Polypropylensebacat, Polypropylenazelat, Polypropylendecanat, Polybutylensuccinat, Polybutylenadipat, Polybutylensebacat, Polybutylenazelat, Polybutylendecanat, Polyhexansuccinat, Polyhexanadipat, Polyhexansebacat, Polyhexanazelat oder Polyhexandecanat und (statistische und Block-) Copolymere, die diese Polyester als einen Bestandteil enthalten. Zusätzlich dazu sind Polyester-Ether, die von einer Kombination einer aliphatischen Dicarbonsäure und einem Alkylenglykol-Oligomer, wie Diethylenglykol, Triethylenglykol oder Ethylen/Propylenglykol abgeleitet sind, auch als der Polyesterbestandteil (S) mit niedrigem Schmelzpunkt geeignet.
In vielen Fällen sind Homopolymere gewöhnlich kristallin, jedoch ist es möglich, die Kristallinität des Polyesterbestandteils (S) mit niedrigem Schmelzpunkt mittels Copolymerisation (statistische oder Blockcopolymerisation) von zwei oder mehr Homopolymeren zu verringern oder ihn amorph zu machen. Außerdem weist im Falle der Verwendung eines Gemischs der Bestandteile (H) und (S) als Faserbestandteil (B2) ein Blockcopolymer eines Polyesters mit niedrigem Schmelzpunkt und ein kristalliner hochschmelzender Polyester hohe Affinität zu dem Polyester (H) mit hohem Schmelzpunkt auf und kann leicht und einheitlich damit gemischt werden, und dieser Fall ist infolgedessen für den Polyester (S) mit niedrigem Schmelzpunkt besonders bevorzugt. Das Molekulargewicht des Polyesterbestandteils (S) mit niedrigem Schmelzpunkt in dem aliphatischen Polyester (B2) ist nicht besonders eingeschränkt. Jedoch beträgt in vielen Fällen bezüglich des Blockcopolymers das Molekulargewicht des weichen Segments (S) zum Beispiel 1000 bis 150.000, bevorzugt 2000 bis 100.000, stärker bevorzugt 5000 bis 50.000 und bezüglich des Polymergemischs beträgt das Molekulargewicht des Polyesters (S) mit niedrigem Schmelzpunkt zum Beispiel von 10.000 bis 300.000, bevorzugt 20.000 bis 150.000, stärker bevorzugt 50.000 bis 200.000. Ferner kann, um die Dehnbarkeit des Faserbestandteils (B2) zu erhöhen, ein Weichmacher hinzugesetzt werden.
Beispiele für den Polyesterbestandteil (H) mit hohem Schmelzpunkt, der ein kristalliner aliphatischer Polyester in dem aliphatischen Polyester (B2) ist, sind wie vorstehend erwähnt.
Um diesen Teil zu stärken, ist es notwendig, dass die Kristallinität hoch ist und Homopolymere sind zum Aufrechterhalten der Kristallinität am meisten bevorzugt. Im Falle der Modifikation mit Hilfe der Copolymerisation oder auch des Mischens ist es bevorzugt, die Menge des zweiten Bestandteils zu regulieren, zum Beispiel auf höchstens 20 Gew.-%, insbesondere höchstens 10 Gew.-%, spezieller höchstens 5 Gew.-%. Im Falle der Verwendung eines Polymergemischs als Faserbestandteil (B2) ist ein hochschmelzender Polyester, der mit einem niedrigschmelzenden Polyester blockcopolymerisiert ist, als hochschmelzender Polyesterbestandteil (H) bevorzugt, da er eine hohe Kompatibilität mit einem niedrigschmelzenden Polyesterbestandteil (S) aufweist. Das Molekulargewicht des hochschmelzenden Polyesterbestandteils (H) ist nicht besonders beschränkt. Jedoch beträgt in vielen Fällen bezüglich des Blockcopolymers das Molekulargewicht des harten Segments (H) zum Beispiel von 5000 bis 200.000, bevorzugt 8000 bis 100.000, stärker bevorzugt 10.000 bis 50.000 und bezüglich des Polymergemischs beträgt das Molekulargewicht des hochschmelzenden Polyesters (H) zum Beispiel 50.000 bis 300.000, bevorzugt 80.000 bis 250.000, stärker bevorzugt 100.000 bis 200.000.
Für den Fall, dass der aliphatische Polyester (B2) ein Gemisch aus dem Polyester (H) mit hohem Schmelzpunkt und dem Polyester (S) mit niedrigem Schmelzpunkt ist, ist der Mischungszustand nicht besonders eingeschränkt, jedoch ist es bevorzugt, dass beide Bestandteile fein und einheitlich gemischt sind. Um ein feines und einheitliches Mischen zu erreichen, ist es bevorzugt, dass die gegenseitige Affinität hoch ist und dementsprechend entweder eines oder beide ein Blockcopolymer sind, das einen Bestandteil in einer Menge von zum Beispiel höchstens 50 Gew.-%, insbesondere etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%, spezieller 10 bis 20 Gew.-% erhält, der zugemischt werden soll. Es kann auch, um die Kompatibilität der beide Bestandteile zu erhöhen, ein sekundärer Bestandteil, z. B. ein Material, das die Aufgabe hat, als ein oberflächenaktives Mittel oder ein Kompatibilitätsvermittler zu dienen, zugegeben werden. Das Gewichtsverhältnis des hochschmelzenden Polyesters (H) und des niedrigschmelzenden Polyesters (S) variiert abhängig von den Eigenschaften der jeweiligen verwendeten Bestandteile, um jedoch die gewünschte Festigkeit, Elastizität, Hitzebeständigkeit und Wärmeeinlauffähigkeit der Fasern zu erreichen, beträgt das Gewichtsverhältnis von 1/9 bis 9/1, bevorzugt 2/8 bis 8/2, stärker bevorzugt 3/7 bis 7/3. Je höher die Kristallinität und der Schmelzpunkt des hochschmelzenden Polyesters (H) sind, desto stärker ist dann der Polyester (H), oder je niedriger die Kristallinität und der Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Polyesters (S) sind, desto weicher ist dann der Polyester (S), dementsprechend wird ein höherer Effekt, sogar bei der Verwendung einer geringen Menge erhalten.
Das Molekulargewicht des Polymergemischs (B2) ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch ist es beim Durchführen des Schmelzspinnens einer gemischten Faser mit dem Polymer (A2) erwünscht, dass die Schmelzviskositäten der Bestandteile (A2) und (B2) nahezu gleich sind, und es ist auch bevorzugt, dass das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polymergemischs (B2) als Ganzes dem des Polymers (A2) nahe ist. Das heißt, es ist bevorzugt, dass das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polymergemischs (B2) mindestens 50.000, insbesondere von 70.000 bis 300.000, spezieller von 80.000 bis 200.000 beträgt.
Das Polymergemisch (B2) wird durch Mischen des hochschmelzenden Polyesters (H) und des niedrigschmelzenden Polyesters (S) erhalten. Die Art des Mischens ist nicht besonders eingeschränkt. Zum Beispiel kann das Mischen durch Mischen der Pellets der beiden Polymere in einem vorbestimmten Verhältnis durchgeführt werden und dann durch Schmelzwischen des Gemischs in einem Schneckenextruder, einem Kneter in Form eines Doppelschneckenextruders oder in anderen Mischmaschinen, oder durch getrenntes Schmelzen der beiden Polymere und dann durch ihr Mischen in einer mechanischen Rührmaschine, einem statischen Mischgerät, wobei Auftrennen und Zusammenfließen eines Polymerstroms durch eine Flussleiteinrichtung wiederholt wird oder einer Kombination aus einer mechanischen Rührmaschine und einem statischen Mischgerät. Im Falle des Schmelzmischens gibt es den Fall, dass der hochschmelzende Polyester (H) und der niedrigschmelzende Polyester (S) reagieren, wobei ein Copolymer gebildet wird. Wenn es notwendig ist, das Absinken des Schmelzpunktes, eine Verschlechterung der Hitzebeständigkeit und dergleichen infolge der Copolymerisation zu verhindern, ist es bevorzugt, das Schmelzwischen in kurzer Zeit, zum Beispiel in 30 Minuten, insbesondere in 20 Minuten durchzuführen. In ähnlicher Weise ist es auch möglich, die Enden der Moleküle der Polymere mittels Veresterung oder dergleichen zu blockieren. Die beiden Bestandteile können in einem Lösungsmittel gelöst und gemischt werden.
Für den Fall, dass der aliphatische Polyester (B2) ein Blockcopolymer ist, bei dem das harte Segment (H) und das weiche Segment (S) verbunden sind, ist die Art der Bindung nicht besonders eingeschränkt und eine übliche chemische Bindung ist verwendbar, z. B. eine Esterbindung, Amidbindung, Urethanbindung, Harnstoffbindung und andere. Zum Beispiel kann ein Lactid oder Glycolid umgesetzt (polymerisiert) werden, um ein hartes Segment auf einem niedrigschmelzenden aliphatischen Polyester mit einer endständigen Hydroxylgruppe, die als das weiche Segment geeignet ist, zu bilden. Außerdem kann ein Polyester, der eine endständige Hydroxylgruppe enthält, für das weiche Segment und ein Polyester, der eine endständige Hydroxylgruppe enthält, für das harte Segment mit einem Dicarbonsäureanhydrid oder Halogenid umgesetzt werden, um sie zu verbinden. In diesen Fällen sind die Segmente über Esterbindungen gebunden. Außerdem können die Segmente über Urethanbindungen durch Umsetzen der endständigen Hydroxylgruppen mit einem Diisocyanat eine Bindung eingehen. Das Gewichtsverhältnis der harten Segmente (H) und der weichen Segmente (S) variiert abhängig von den Eigenschaften der jeweiligen verwendeten Bestandteile. Zum Erhalt einer gewünschten Festigkeit, Elastizität, Hitzebeständigkeit und Wärmeeinlauffähigkeit beträgt das Gewichtsverhältnis von 2/8 bis 8/2, bevorzugt 3/7 bis 7/3, stärker bevorzugt 4/6 bis 6/4. Je härter das harte Segment (H) oder je weicher das weiche Segment (S) ist, desto größer wird der Effekt, der jeweils erhalten wird, sogar bei der Verwendung in einer geringen Menge.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Blockcopolymers (B2) ist nicht besonders eingeschränkt, beträgt jedoch in vielen Fällen mindestens 50.000, insbesondere von 80.000 bis 300.000, spezieller von 100.000 bis 200.000.
Der erste Grund warum die erfindungsgemäße konjugierte Faser (IIb) relativ leicht teilbar (ablösbar) ist, ist der, dass der Unterschied in der Wärmeeinlaufkraft oder dem Einlaufprozentsatz zwischen dem vorstehend erwähnten Polymer (A2) und dem Polymer (B2) groß ist. Bevorzugt beträgt der Einlaufprozentsatz des Polymers (A2) in kochendem Wasser höchstens 20%, insbesondere höchstens 15%, spezieller höchstens 10%. Außerdem beträgt der Einlaufprozentsatz des Polymers (B2) in kochendem Wasser bevorzugt mindestens 20%, insbesondere mindestens 30%, spezieller mindestens 40%. Der Unterschied des Einlaufprozentsatzes zwischen dem Polymer (A2) und dem Polymer (B2) beträgt bevorzugt mindestens 10%, insbesondere mindestens 20%, spezieller mindestens 30%. Im Allgemeinen besteht die Tendenz, dass je größer der Gehalt des niedrigschmelzenden Polyesterbestandteils (S) in dem Polymer (B2) ist, desto größer die Einlauffähigkeit ist. Ein ausreichender Unterschied im Einlaufprozentsatz kann leicht durch Auswählen des Polymers (A2) und des Polymers (B2) gemäß der voranstehenden Erklärung erreicht werden.
Der zweite Grund warum die erfindungsgemäße konjugierte Faser (IIb) relativ leicht teilbar ist, ist der, dass die gegenseitige Hafteigenschaft gering ist, da eines von beiden oder beide Polymere (A2) und (B2) einen Polyorganosiloxan-Bestandteil enthalten. Das Polyorganosiloxan ist ein solches, das eine Seitenkette eines Alkyl- und/oder Arylrests aufweist und zum Beispiel Polydimethylsiloxan, Polymethylethylsiloxan, Polydiethylsiloxan, Polymethylphenylsiloxan, Polydiphenylsiloxan und dergleichen einschließt. In vielen Fällen ist Polydimethylsiloxan am meisten bevorzugt. Je höher der Gehalt an Polyorganosiloxan in den Bestandteilen (A2) oder (B2) ist, desto mehr wird die Haftung zwischen den Bestandteilen (A2) und (B2) verringert und desto leichter wird das Ablösen. Der Gehalt des Polyorganosiloxans beträgt in mindestens einem der Bestandteile (A2) und (B2) mindestens 0,05 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-%, stärker bevorzugt von 0,3 bis 8 Gew.-%, noch stärker bevorzugt von 0,5 bis 5 Gew.-%. Insbesondere ist es bevorzugt, den Polyorganosiloxan-Bestandteil in den Bestandteil (B2) in einer größeren Menge als in den Bestandteil (A2) oder nur in den Bestandteil (B2) einzubringen.
Das Einbringen des Polyorganosiloxan-Bestandteils in den Bestandteil (A2) oder (B2) wird mittels Copolymerisation oder durch Mischen durchgeführt. Das Copolymerisationsverfahren kann zum Beispiel durchgeführt werden durch Umsetzen (Polymerisieren) eines Ausgangsmaterials zur Herstellung eines aliphatischen Polyesters, z. B. Lactid oder Glycolid, mit einem Polyorganosiloxan mit endständiger Hydroxylgruppe oder durch Mischen eines Polyorganosiloxans mit endständiger Hydroxylgruppe mit einem aliphatischen Polyester mit endständiger Hydroxylgruppe und durch ihr Umsetzen mit einem Dicarbonsäureanhydrid, einem Dicarbonsäurehalogenid, einem Diisocyanat oder dergleichen, um sie zu verbinden. Zum Beispiel ist es möglich, einen aliphatischen Polyester mit Hydroxylgruppe mit einem Präpolymer (mit einer Isocyanatgruppe), das durch Umsetzung einer äquimolaren Menge eines Diisocyanats mit der Hydroxylgruppe eines Polysiloxans erhalten wurde, zu mischen und umzusetzen.
Bei dem Mischverfahren wird ein aliphatischer Polyester mit einem Polyorganosiloxan gemischt. Die beiden sind in ihrer gegenseitigen Affinität schwach und es ist ziemlich schwierig sie einheitlich zu mischen. Ein Verfahren zur Verbesserung der Affinität ist die Verwendung eines oberflächenaktiven Mittels. Ein weiteres Verfahren verwendet ein Blockcopolymer eines aliphatischen Polyesters und eines Polyorganosiloxans. Das Verfahren zur Herstellung eines Blockcopolymers aus einem aliphatischen Polyester und einem Polyorganosiloxan ist wie vorstehend beschrieben. Es ist relativ einfach und am praktischsten, ein separat hergestelltes Blockcopolymer mit einem aliphatischen Polyester einheitlich zu mischen. Da die benötigte Menge dieses Blockcopolymers gering ist, sind ein übliches Gerät und ein übliches Verfahren, wie ein kräftiges Rührgerät, ein Ultraschallgerät oder ein oberflächenaktives Mittel, ist die Herstellung auf die separate Herstellung des Blockcopolymers anwendbar und die Herstellung ist relativ einfach. Der Polyorganosiloxan-Gehalt in dem aliphatischen Polyester-Polyorganosiloxan-Blockcopolymer, das mit dem aliphatischen Polyester gemischt werden soll, beträgt 5 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 90 Gew.-%, stärker bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%. Dieses Blockcopolymer ist auch als Dispersionsmittel (oberflächenaktives Mittel) zum Dispergieren (Mischen) eines Polyorganosiloxans in aliphatischen Polyestern verwendbar. Infolgedessen sind dessen Anwendungsgebiete vielseitig, und das Blockcopolymer ist insbesondere für die vorliegende Erfindung nützlich.
In dem Querschnitt der konjugierten Faser (IIb) ist es erforderlich, dass das Polymer (B2) das Polymer (A2) in mindestens zwei Teile teilt (nachstehend ist der Teil manchmal auch als Schicht bezeichnet) und dass die beiden Bestandteile einen Teil der Faseroberfläche einnehmen. Dadurch, dass man eine derartige konjugierte Struktur besitzt, wird die konjugierte Faser (IIb) in eine Vielzahl an Filamenten teilbar, infolgedessen werden Fasern bereitgestellt, die eine extreme Feinheit und einen besonderen Querschnitt aufweisen. Je größer die Anzahl der Schichten des Polymers (A2) in einem einzelnen Filament, desto dünnere Fasern mit einer größeren spezifischen Oberfläche werden erhalten. Die Anzahl der Unterteilungen muss mindestens 2 betragen und sie wird in dem Bereich von 3 bis etwa 20 vielfach verwendet. Die Faser mit einer Anzahl von 3 bis etwa 10 Unterteilungen ist für den Gebrauch in einem Kleid, einer Bluse, Damenunterwäsche und dergleichen geeignet und die Faser mit einer Anzahl von 4 bis 20 Unterteilungen ist als ultrafeine Faser für den Gebrauch in ultrahochdichten Strick- und Webstoffen, Vliesstoffen, Kunstwildleder, Kunstleder, Filter, Wischtuch usw. geeignet.
Die Querschnittstrukturen der konjugierten Faser (IIb), die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind in den 3A bis 3I gezeigt, wobei die Ziffer 7 ein Polymer (A2) ist, 8 ein Polymer (B2) ist und 9 ein hohler Teil ist. 3A zeigt ein Beispiel eines dreilagigen Paralleltyps und demgemäß einen dreifach teilbaren Typ. Mit Paralleltyp ist eine Struktur gemeint, bei der beide Bestandteile abwechselnd angeordnet sind. 3B zeigt ein Beispiel, bei dem das Polymer (A2) durch eine radiale Schicht des Polymers (B2) in 4 Segmente geteilt ist. Der radiale Typ zeigt eine Faser, bei der einer der Bestandteile, z. B. Polymer (B2) in einer radialen Form vorliegt. 3C zeigt eine konjugierte Faser vom neunlagigen Radialtyp, 3D zeigt eine konjugierte Faser vom neunlagigen Paralleltyp, 3E zeigt eine konjugierte Faser vom blütenblattförmigen neunlagigen Radialtyp, 3F zeigt eine konjugierte Faser vom mehrschichtigen kombinierten Parallel-Radial-Typ, 3G zeigt eine konjugierte Faser vom nicht kreisförmigen Radialtyp, 3H zeigt eine konjugierte Faser vom deformierten vielschichtigen Paralleltyp, und 3I zeigt eine konjugierte Faser vom hohlen Radialtyp. Neben den 3A bis 3I sind verschiedene erfindungsgemäße konjugierte Arten verwendbar. Die Polymere (A2) und (B2) können ferner mit einem dritten Bestandteil konjugiert sein. Zum Beispiel kann ein drittes Polymer in dem in 3I gezeigten Hohlteil angeordnet sein. Eine konjugierte Struktur, bei der einer der Bestandteile die gesamte Oberfläche einer Faser einnimmt, zum Beispiel eine in den 3J und 3K gezeigte Kern-Hülle-Struktur und Meer-Insel-Struktur ist auf die konjugierte Faser (IIb) nicht anwendbar.
Das Konjugationsverhältnis (Schnittflächenverhältnis) des Polymers (A2) und des Polymers (B2) ist nicht besonders eingeschränkt und wird gemäß den Zwecken geeignet ausgewählt. In vielen Fällen beträgt das Konjugationsverhältnis 20/1 bis 1/5, stärker bevorzugt 10/1 bis 1/2. Das heißt, dass es in vielen Fällen bevorzugt ist, dass der Anteil des niedrigeinlaufenden Bestandteils (A2) größer als der des hocheinlaufenden Bestandteils (B2) ist. Ein (A2)/(B2)-Konjugationsverhältnis innerhalb des Bereichs von 10/1 bis 1/1 ist am stärksten bevorzugt.
Die Querschnittform der konjugierten Faser (IIb) kann geeignet ausgewählt werden. In ähnlicher Weise kann die Feinheit des Filaments (vor der Teilung) gemäß den Zwecken geeignet ausgewählt werden, jedoch beträgt sie üblicherweise von 0,5 bis 50 Denier, bevorzugt von 1 bis 30 Denier, stärker bevorzugt von 1,5 bis 20 Denier.
Das Verfahren zur Herstellung der konjugierten Faser (IIb) aus den Polymeren (A2) und (B2) ist das gleiche wie im Fall der konjugierten (Referenz-) Faser (I).
Die konjugierte Faser (IIb) der vorliegenden Erfindung kann in eine geeignete Form wie ein kontinuierliches Filament, ein Monofilament, ein Multifilament und eine Stapelfaser gemäß den Zwecken geformt werden. Unter den konjugierten Fasern (IIb) kann eine Faser, die so hergestellt ist, dass sie eine beiderseitige Haftung zwischen den Bestandteilen aufweist, welche durch die Verwendung einer großen Menge eines Silikonbestandteils geschwächt wird, Ablösen oder Spaltung nur durch Ziehen verursachen. Wenn Erhitzen oder Quellen angewendet werden, schreiten Ablösen und Teilung weiter fort. Wenn die Ablösbarkeit gering ist, kann ein mechanisches Mittel wie das Falschzwirnverfahren, Knittern oder Schlagen angewendet werden, ebenso wie, falls erforderlich, Erhitzen und Quellen. Ein Verfahren der Teilung durch Lösen und Entfernen des Polymers (B2) ist ebenfalls anwendbar, jedoch ist das Ablöseverfahren bevorzugt, da es keinen Gewichtsverlust bedeutet. Im Allgemeinen ist es bevorzugt, dass das Ablösen auf den Umfang des latenten Auftretens während der Herstellung der Faser und während des Verarbeitens in Strickstoffe und Webstoffe beschränkt wird und dass die vollständige Ablöseteilung nach dem Herstellen von Strickstoffen und Webstoffen durchgeführt wird, zum Beispiel in einem Farb-Finishing-Schritt. Der Grund besteht darin, dass feine Fasern und ultrafeine Fasern leicht durch Reibung oder dergleichen während der Herstellungs- und Verarbeitungsschritte geschnitten werden, was häufig Probleme verursacht.
Noch eine andere bevorzugte Ausführungsform der Faser (II) ist eine Faser (IIc), umfassend (A2) einen Faserbestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und einer Schmelzwärme von mindestens 20 J/g, und (B2) einen Faserbestandteil, umfassend ein Blockcopolymer, worin ein weiches Segment (S) mit einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 40°C, welches einen aliphatischen Polyester als einen Hauptbestandteil umfasst und im Wesentlichen nichtkristallin ist, mit einem harten Segment (H), umfassend ein kristallines Segment eines aliphatischen Polyesters mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C und/oder einem Segment, welches eine Urethanbindung enthält, gebunden ist.
Die Faser (IIc) kann in der Form einer konjugierten Faser vorliegen, wobei die Faserbestandteile (A2) und (B2) in einem einzigen Filament konjugiert sind, oder kann in der Form eines Verbundgarns vorliegen, wobei die Fasern (A2) und (B2) aus den jeweiligen Bestandteilen vermischt sind. Die Faser (IIc) weist ausgezeichnetes Volumen, Weichheit und ausgezeichneten Griff auf, basierend auf der Wärmeeinlauffähigkeit des Faserbestandteils (B2). Die konjugierte Faser, wobei die Faserbestandteile (A2) und (B2) exzentrisch konjugiert sind, zeigt ferner eine ausgezeichnete Selbstkräuselfähigkeit, und die gekräuselte Faser ist auch hinsichtilich der Dehnbarkeit ausgezeichnet.
In der Faser (IIc) ist das Polymer (A2) ein Bestandteil mit einer geringen Wärmeeinlauffähigkeit. Bevorzugte Beispiele für das Polymer (A2) sind kristalline Homopolymere und Copolymere und/oder Gemische davon mit einem zweiten Bestandteil, einem dritten Bestandteil und so weiter in einer derartigen kleinen Menge (z. B. höchstens 40 Gew.-%, insbesondere höchstens 30 Gew.-% und spezieller höchstens 20 Gew.-%), dass die Kristallinität nicht so sehr beeinträchtigt wird. Von den Standpunkten der Kräuselfähigkeit, Festigkeit, Hitzebeständigkeit und des Griffs der Faser muss das Polymer (A2) eine Schmelzwärme von mindestens 20 J/g aufweisen und bevorzugt beträgt die Schmelzwärme mindestens 30 J/g, insbesondere mindestens 40 J/g. Vom Standpunkt der praktischen Anwendung muss das Polymer (A2) einen Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C aufweisen und bevorzugt beträgt der Schmelzpunkt nicht weniger als 150°C, insbesondere nicht weniger als 160°C und spezieller nicht weniger als 165°C.
Das Polymer (B2) ist ein Blockcopolymer umfassend ein weiches Segment (S), das im Wesentlichen nichtkristallin ist (amorph) und als einen Hauptbestandteil einen aliphatischen Polyester mit einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 40°C aufweist, und ein spezifisches hartes Segment (H). Das Polymer (B2) umfasst ein derartiges Blockcopolymer, das ferner eine geringe Menge (höchstens 50 Gew.-%, bevorzugt höchstens 40 Gew.-% und stärker bevorzugt höchstens 30 Gew.-%) anderer Bestandteile umfasst, die mittels Copolymerisation oder Mischen eingeführt werden. Hier bedeutet das Segment einen Teil einer Polymermolekülkette und wird auch als ein Block bezeichnet.
Basierend auf der vorstehend erwähnten besonderen Struktur zeigt das Polymer (B2) ein sogenanntes elastomeres Verhalten, so ist es hinsichtlich der Rückstellung aus dem verlängerten Zustand ausgezeichnet, und wenn es zu einer Faser geformt wird, zeigt es eine hohe Wärmeeinlauffähigkeit. Um eine hohe Wärmeeinlauffähigkeit zu erreichen, muss das weiche Segment (S) eine Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 40°C aufweisen, und bevorzugt beträgt die Glasübergangstemperatur nicht mehr als 20°C, insbesondere nicht mehr als 0°C. Im Fall des Herstellens einer konjugierten Faser ist es bevorzugt, dass die Glasübergangstemperatur des weichen Segments nicht mehr als 20°C, insbesondere nicht mehr als 0°C beträgt. Die Glasübergangstemperatur kann durch DSC wie in 7 gezeigt gemessen werden, jedoch ist der maximale Temperaturwert für die Hauptverteilung des Verlusts tan δ durch die viskoelastische Messung (zum Beispiel Messung bei 1 bis 60 Hz) exakter. Der Begriff „im Wesentlichen nichtkristallin (amorph)" bedeutet, dass die Schmelzwärme in einer DSC-Kurve geringer als 5 J/g ist, und es ist bevorzugt, dass die Schmelzwärme geringer als 3 J/g ist.
Bevorzugte Beispiele für das weiche Segment (S) sind aliphatische Polyester, die mittels Copolymerisation oder durch Mischen bis zu dem Ausmaß modifiziert worden sind, dass die Kristallinität verschwindet oder sie im Wesentlichen amorph wird. Um diese Modifikation zu erreichen, beträgt das Copolymerisationsverhältnis von zwei Bestandteilen im Allgemeinen bevorzugt 1/1 bezogen auf das Gewicht oder darum herum, und zwar innerhalb des Bereichs von etwa 2/1 bis 1/2 bezogen auf das Gewicht.
Beispiele für aliphatische Polyester mit einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 0°C, die als das weiche Segment (S) geeignet sind, sind Polyester mit einem geradkettigen oder verzweigten Alkylenrest mit 2 bis etwa 20 Kohlenstoffatomen wie Polycaprolacton, Polyethylensuccinat, Polyethylenadipat, Polyethylensebacat, Polyethylenazelat, Polyethylendecanat, Polypropylensuccinat, Polypropylenadipat, Polypropylensebacat, Polypropylenazelat, Polypropylendecanat, Polybutylensuccinat, Polybutylenadipat, Polybutylensebacat, Polybutylenazelat, Polybutylendecanat, Polyhexansuccinat, Polyhexanadipat, Polyhexansebacat, Polyhexanazelat, Polyhexandecanat und dergleichen. Zusätzlich dazu sind Polyetherester, die aus einer Kombination einer aliphatischen Dicarbonsäure und einem Alkylenglykol-Oligomer wie Diethylenglykol, Triethylenglykol oder Ethylen-/Propylenglykol abgeleitet sind, ebenfalls als der weiches Segment-Bestandteil geeignet. Homopolymere dieser Polyester sind im Allgemeinen kristallin und deshalb ist es notwendig, diese mittels Mischen oder Copolymerisation (statistische und/oder Blockcopolymerisation) von mindestens zwei Arten davon so zu modifizieren, dass die Kristallinität im Wesentlichen verschwindet. Das Molekulargewicht des weichen Segments ist nicht besonders eingeschränkt, beträgt jedoch im Allgemeinen 1.000 bis 200.000, bevorzugt 1.500 bis 150.000, stärker bevorzugt 2.000 bis 100.000, am meisten bevorzugt 5.000 bis 50.000.
Das weiche Segment (S) des Polymers (B2) enthält als einen Hauptbestandteil einen im Wesentlichen nichtkristallinen (amorphen) aliphatischen Polyester. Amorphe aliphatische Polyester werden wie vorstehend erwähnt leicht erhalten, indem man eine Vielzahl von aliphatischen Polyestern oder ihre Ausgangsmaterialien einer statistischen oder Blockcopolymerisation unterzieht. Zum Beispiel wird, wenn die Ausgangsmaterialien für Polyethylenadipat und Polypropylenadipat in einem Molverhältnis von etwa 1/3 bis etwa 3/1, insbesondere 1/2 bis 2/1, gemischt und polymerisiert werden, ein gering kristalliner oder amorpher aliphatischer Polyester erhalten. Auch wird zum Beispiel, wenn 40 Gewichtsteile eines Gemischs aus Polyethylenadipat mit einer endständigen Hydroxylgruppe und Polypropylensebacat mit einer endständigen Hydroxylgruppe in einem Verhältnis von 1/1 bezogen auf das Gewicht und 60 Gewichtsteile Lactid schmelzpolymerisiert werden, ein Copolymerisat aus einem Polymilchsäure/Polyethylenadipat-Blockcopolymer und einem Polymilchsäure/Polypropylensebacat-Blockcopolymer erhalten. In diesem Copolymerisat bilden Polyethylenadipatsegmente und Polypropylensebacatsegmente ein amorphes weiches Segment, und Polymilchsäuresegmente bilden ein kristallines hartes Segment. Das heißt, das weiche Segment kann mittels statistischer Copolymerisation, Blockcopolymerisation oder Mischen einer Vielzahl von Bestandteilen leicht amorph gemacht werden. Im Fall eines binären Copolymers oder Gemischs ist es im Allgemeinen bevorzugt, dass das Copolymerisations- oder Mischungsverhältnis der Bestandteile 1/2 bis 2/1 bezogen auf das Gewicht beträgt. Ob der Polyester im Wesentlichen amorph ist, kann dadurch bestimmt werden, ob die durch DSC gemessene Schmelzwärme geringer als 5 J/g, insbesondere geringer als 3 J/g ist.
Das harte Segment (H) des Polymers (B2) kann zwei Typen und eine Kombination davon, das heißt insgesamt drei Typen, sein.
Das harte Segment (H) des ersten Typs ist ein kristalliner aliphatischer Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C, bevorzugt nicht weniger als 120°C, stärker bevorzugt nicht weniger als 140°C. Beispiele für einen derartigen hochschmelzenden kristallinen aliphatischen Polyester sind wie vorstehend beschrieben. Homopolymere werden bevorzugt, da sie einen derartigen hohen Schmelzpunkt beibehalten. Auch wenn die Modifikation mittels Copolymerisation oder dergleichen durchgeführt wird, sollte die Menge des sekundären Bestandteils auf zum Beispiel höchstens 20 Gew.-%, bevorzugt höchstens 10 Gew.-%, stärker bevorzugt höchstens 5 Gew.-% beschränkt bleiben. Das Molekulargewicht des kristallinen harten Segments ist nicht besonders eingeschränkt, im Allgemeinen ist es jedoch zum Kristallisieren bei einem ausreichend hohen Schmelzpunkt bevorzugt, dass das Molekulargewicht 5.000 bis 200.000, insbesondere 10.000 bis 100.000, spezieller 10.000 bis 50.000 beträgt.
Das harte Segment (H) des zweiten Typs ist ein aliphatischer Polyester, der eine Urethanbindung enthält, die zum Beispiel durch Umsetzen des vorstehend erwähnten aliphatischen Polyesters mit einer endständigen Hydroxylgruppe für das weiche Segment mit einem Isocyanat, bevorzugt einem Diisocyanat, gebildet wird. Beispiele für das Diisocyanat sind aliphatische und aromatische Diisocyanate, wie Butylendiisocyanat, Hexandiisocyanat, Octandiisocyanat, Phenylendiisocyanat, Tolylendiisocyanat, Xylendiisocyanat und Diphenylmethandiisocyanat. Ferner kann das harte Segment stärker gemacht werden, indem als Kettenverlängerer ein Diol, wie Ethylenglykol, Propandiol, Butandiol, Neopentylglykol oder Hexandiol, zugegeben wird und indem, falls erforderlich, ein Diisocyanat im leichten Überschuss zugegeben wird, wodurch das Molekulargewicht des harten Segments oder die Anzahl der Urethanbindungen erhöht wird. Wenn jedoch Harnstoffbindungen eingeführt werden (in einer hohen Dichte) unter Verwendung einer großen Menge an Diamin als Kettenverlängerer, wird der Schmelzpunkt zu hoch (z. B. nicht weniger als 230°C), so dass das Schmelzspinnen schwierig wird, was unerwünscht ist. Wenn ein aromatisches Diisocyanat verwendet wird, neigen die Produkte dazu, verfärbt und hinsichtlich der biologischen Abbaubarkeit schlechter zu sein, obwohl sie in den elastischen Eigenschaften überlegen sind, und andererseits weist ein aliphatisches Diisocyanat eine umgekehrte Tendenz auf. Deshalb werden sie gemäß ihren Verwendungszwecken ausgewählt. Es ist auch möglich, eine verzweigte Struktur oder eine vernetzte Struktur unter Verwendung einer kleinen Menge (z. B. höchstens 5 Mol-%) einer trifunktionellen Verbindung als den Kettenverlängerer oder die Isocyanatverbindung einzuführen.
Das harte Segment (H) dieses dritten Typs ist eine Kombination der beiden voranstehenden Typen und es kann zum Beispiel durch Umsetzen der endständigen Hydroxylgruppen des Polyesters für das kristalline harte Segment und der endständigen Hydroxylgruppen des Polyesters für das amorphe harte Segment mit einem Diisocyanat erhalten werden, wodurch die beiden Polyester gebunden werden. In diesem Fall werden Urethanbindungsanteile, die zur Bildung einer Wasserstoffbrückenbindung fähig sind, um die Kristalle des Polymers herum erzeugt, so dass die harten Segmente verstärkt werden.
Das Verhältnis des harten Segments (H) und des weichen Segments (S) im Polymer (B2) und die elastischen Eigenschaften davon sind nicht besonders eingeschränkt und werden geeigneterweise gemäß den Eigenschaften der verwendeten harten und weichen Segmente und den Aufgaben und Verwendungen der Waren ausgewählt. Im Fall des Verbundgarns gibt es im Allgemeinen eine Tendenz: je mehr hartes Segment, desto härter die Faser und desto überlegener die Hitzebeständigkeit, und je mehr weiches Segment, desto überlegener die Weichheit der Faser. Im Hinblick auf die elastischen Eigenschaften der Faser (B2) ist es möglich, einen breiten Bereich von Fasern herzustellen, von Fasern mit einem sehr hohen prozentualen Anteil Elastizitäts-Rückstellung wie das sogenannte Spandex (elastisches Garn) bis hin zu Fasern, in denen die molekulare Orientierung in einem gewissen Umfang durch Spinnen, Strecken und Wärmebehandlung eingestellt ist und die Fasern durch eine spätere Wärmebehandlung mit verschiedenen prozentualen Anteilen an Schrumpfung und Schrumpfungskräften einlauffähig sind. Jedoch werden, um die Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu erreichen, im Allgemeinen die Fasern verwendet, deren molekulare Orientierung in gewissem Umfang durch Spinnen, Strecken und Wärmebehandlung eingestellt ist und deren prozentualer Schrumpfungsanteil in 100°C kochendem Wasser 15 bis 80%, bevorzugt 20 bis 70%, stärker bevorzugt 30 bis 60% beträgt. Zu diesem Zweck ist es im Fall des Verbundgarns bevorzugt, dass der Gehalt des harten Segments (H) im Polymer (B2) 10 bis 90 Gew.-%, insbesondere 20 bis 80 Gew.-%, spezieller 30 bis 70 Gew.-% beträgt.
Im Fall der konjugierten Faser ist es bevorzugt, dass das Gewichtsverhältnis des harten Segments (H) und des weichen Segments (S) im Polymer (B2) 20/80 bis 80/20, insbesondere 25/75 bis 75/25 und spezieller 30/70 bis 70/30 beträgt. Im Allgemeinen gilt, je stärker und je härter die Struktur des harten Segments und je niedriger die Glasübergangstemperatur des weichen Segments ist, und deshalb ist es amorph und ist im Freiheitsgrad der Wärmebeweglichkeit hoch und weist einer weichere Struktur auf, desto stärker ausgezeichnet die elastischen Eigenschaften des Faserbestandteils (B2), und die konjugierte Faser weist eine höhere Kräuselfähigkeit auf. Außerdem ist ein stärkeres hartes Segment wirksam, sogar wenn es in einer kleinen Menge verwendet wird, und gleichermaßen ist ein weiches Segment mit einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 0°C wirksam, sogar wenn es in einer kleinen Menge verwendet wird.
Das Molekulargewicht des Blockcopolymers (B2) ist nicht besonders eingeschränkt, beträgt jedoch bevorzugt 50.000 bis 300.000, insbesondere 80.000 bis 200.000.
Das Herstellungsverfahren und Verarbeitungsverfahren des Verbundgarns (IIc), der prozentuale Anteil der Schrumpfung durch kochendes Wasser, die Form des Querschnitts, die Feinheit, das Mischungsverhältnis und anderes der Fasern (A2) und (B2) und das Herstellungsverfahren und Verarbeitungsverfahren der konjugierten Faser (IIc), die Form des Querschnitts, die Feinheit, die Kräuselungsverarbeitung, der Unterschied im prozentualen Anteil der Wärmeschrumpfung der Fasern (A2) und (B2), das Konjugationsverhältnis und anderes sind gleich wie in den Fällen des (Referenz-) Verbundgarns (I) und der konjugierten (Referenz-) Faser (I) und Erläuterungen dazu sind vorstehend bereitgestellt.
Die jeweiligen Fasern und konjugierten Fasern, die das Verbundgarn der vorliegenden Erfindung bilden, können verschiedene Arten von Pigmenten, Farbstoffen, farbgebenden Stoffen, Hydrophobiermitteln, Wasserabsorbtionsmitteln, Flammverzögerungsmitteln, Stabilisatoren, Antioxidationsmitteln, Ultraviolettabsorbern, Metallteilchen, Teilchen aus anorganischen Verbindungen, Keimbildnern, Gleitmitteln, Weichmachern, Fungiziden, Parfüms und anderen Zusatzstoffen enthalten.
Die Verbundgarne und konjugierten Fasern der vorliegenden Erfindung können allein oder in Kombination mit anderen Fasern zur Herstellung von Garn, Litze, Seil, Strickstoff, Webstoff, Vliesstoff, Papier, Kompositmaterialien und anderen Strukturen verwendet werden. Im Fall der Verwendung mit anderen Fasern sind natürliche organische Fasern wie Baumwolle, Wolle oder Seide und spontan abbaubare Fasern wie die aliphatische Polyesterfaser als andere Fasern besonders bevorzugt, da vollständig spontan abbaubare Waren erhalten werden.
Die Fasern der vorliegenden Erfindung sind spontan abbaubar und verschmutzen die Umwelt kaum und sie können darüber hinaus Waren mit ausgezeichneter Weichheit, Volumen, Elastizität, Hitzebeständigkeit und Dehnbarkeit wie Strickstoffe, Webstoffe und Vliesstoffe bereitstellen und können in verschiedenen Bekleidungsstücken, Industriematerialien, Haushaltswaren und dergleichen passend verwendet werden. Die Fasern der vorliegenden Erfindung sind hinsichtlich der Produktivität überlegen und sind kostengünstig, da das Schmelzspinnen einfach ist. Ferner weisen die selbstkräuselfähigen Fasern die Vorteile auf, dass sie einfach zu verwenden sind und dass der Anwendungsbereich sehr breit ist, da das Kräuseln in verschiedenen Stärken erreicht werden kann. Auch weisen die selbsthaftenden Fasern die Vorteile auf, dass die Haftung mit einer gewünschten Stärke in einem breiten Temperaturbereich möglich ist und dass die Fasern deshalb einfach zu verwenden sind und dass der Anwendungsbereich sehr breit ist und dass darüber hinaus die Waren, die dem Verkleben unterzogen wurden, eine hohe Hitzebeständigkeit aufweisen. Ferner können die teilbaren Fasern der vorliegenden Erfindung leicht geteilt werden und können spontan abbaubare, sehr weiche Hochleistungs-Textilwaren bereitstellen. Im Allgemeinen sind aliphatische Polyesterfasern nicht nur unter natürlichen Bedingungen abbaubar, sondern sie erzeugen beim Verbrennen nur eine kleine Wärmemenge verglichen mit den herkömmlicherweise verwendeten synthetischen Fasern und deshalb ist die Verbrennung einfach. Insbesondere verursacht Polymilchsäure keinen Anstieg des Kohlendioxidgases in der Luft, da das Ausgangsmaterial Milchsäure aus landwirtschaftlichen Produkten durch ein Fermentationsverfahren oder dergleichen gewonnen wird und Polymilchsäure in den Stoffkreislauf der Natur eingebracht wird. Deshalb sind aliphatische Polyester, welche Polymilchsäure als einen Hauptbestandteil enthalten, vom Standpunkt des Umweltschutzes am meisten bevorzugt.
Die vorliegende Erfindung wird dann auf der Grundlage von Beispielen erklärt, es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist. In den Beispielen beziehen sich Prozent- und Teilangaben auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.
In der vorliegenden Erfindung zeigt das Molekulargewicht der aliphatischen Polyester ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts eines Polymerbestandteils an, ausgenommen einen Bestandteil mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 1.000, gemessen durch GPC-Analyse einer 0,1%igen Lösung einer Probe in Chloroform.
Die Kräuselungsdehnung der konjugierten Fasern wird erhalten durch Formen von Probenfilamenten zu einem Spinnkabel mit einer Dicke von etwa 1.000 (950 bis 1.050) Denier und einer Länge von 50 cm, dessen Behandeln in kochendem Wasser für 10 Minuten unter unbelasteter Bedingung, Dehydratisieren durch Zentrifugation, Lufttrocknen in einem Raum mit 23°C und einer Feuchte von 65% für mindestens 24 Stunden unter unbelasteter Bedingung, Messen einer Länge L1 der Probe 1 Minute nach Anlegen einer Last von 0,5 g, dann Messen einer Länge L2 der Probe 1 Minute nach Anlegen einer Last von 500 g und Berechnen nach der Gleichung: [(L2 – L1)/L1] × 100 (%).
Der prozentuale Anteil der Wärmeeinlauffähigkeit der Fasern wird erhalten durch Formen von Probenfilamenten zu einem Spinnkabel mit einer Dicke von etwa 1.000 Denier und einer Länge von 50 cm, Behandeln dessen in kochendem Wasser für 10 Minuten unter unbelasteter Bedingung, Lufttrocknen in einem Raum mit 22°C und einer Feuchte von 65% für 24 Stunden und Berechnen aus der Länge L3 der Probe vor der Behandlung und der Länge L4 der behandelten und getrockneten Probe nach der Gleichung [(L3 – L4)/L3] × 100 (%). Die Länge einer Faser wird 1 Minute nach dem Anlegen einer Last von 10 mg pro Denier gemessen.
BEISPIEL 1
Drei Teile eines Polyethylenglykols (PEG), das ein Molekulargewicht von 8.000 aufweist und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthält, 98 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,1 Teile Irganox 1010, d. h. ein Antioxidationsmittel, hergestellt von Ciba Geigy Corp., wurden gemischt und dann durch Schmelzen und Rühren in einer Stickstoffatmosphäre bei 188°C für 12 Minuten in einem Doppelschneckenextruder polymerisiert. Dann wurden, nach dem Kühlen und Formen in Chips, die Chips in einer Stickstoffatmosphäre bei 140°C für vier Stunden behandelt (Festphasenpolymerisation), um ein Blockcopolymer P1 aus Polymilchsäure und PEG zu ergeben. Das Polymer P1 wies ein Molekulargewicht von 155.000, einen Gehalt eines PEG-Bestandteils von etwa 3% und einen Schmelzpunkt von 175°C auf und eine Schmelzwärme einer Faser betrug, wenn sie ausreichend orientiert und kristallisiert worden war, 55 J/g. Das Polymer P1 war durch einen Schneckenextruder von 230°C geschmolzen worden und wurde durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen. Unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung wurde das versponnene Filament mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt, bei 80°C in einem Streckverhältnis von 4,5 verstreckt und bei 110°C unter einer Spannung wärmebehandelt, um ein verstrecktes Garn A1 von 40 Denier/12 Filamenten zu ergeben. Das verstreckte Garn A1 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,5 g/d, eine Dehnung von 29% und eine Schrumpfung von 12% in kochendem Wasser auf.
Es wurden dreißig Teile eines statistischen Copolymers umfassend ein Polybutylensuccinat (PBS) und Polybutylenadipat (PBA) in einem Verhältnis von 4/1 (Molverhältnis) und mit einem Molekulargewicht von 125.000, einem Schmelzpunkt von 92°C und einer Schmelzwärme von 57 J/g, 71 Teile L-Lactid, 0,1 Teile des vorstehend erwähnten Irganox und 100 ppm Zinnoctylat gemischt, und dann wurde ein Blockcopolymer BP1 auf die gleiche Weise wie bei dem Polymer P1 hergestellt. Ein Molekulargewicht des BP1 betrug 147.000. Bei dem BP1 gab es zwei Hauptschmelzpunkte von 166°C und 85°C und die Schmelzwärme davon betrug 32 J/g beziehungsweise 12 J/g. Man nimmt an, dass sich jeder Schmelzpunkt auf Kristalle eines Poly-L-Milchsäuresegments (Block) beziehungsweise Kristalle eines PBS/PBA-Copolymersegments bezieht.
Das Copolymer BP1 wurde durch einen Schneckenextruder von 220°C geschmolzen und durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen. Unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung wurde das versponnene Filament mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt, bei 80°C in einem Streckverhältnis von 4,5 verstreckt, um ein verstrecktes Garn B5 von 40 Denier/12 Filamenten ohne Wärmebehandlung zu ergeben. Das verstreckte Garn B5 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,3 g/d, eine Dehnung von 35% und eine Schrumpfung von 36% in kochendem Wasser auf.
Jeweils eines der verstreckten Garne A1 und B5 wurde mittels einer Luftdüse vermischt, um ein vereinigtes Filamentgarn MY3 zu ergeben, das beide Garne in seinem Querschnitt gleichförmig vermischt aufweist. Es wurde ein Twillstoff unter Verwendung eines Garns, das durch Zwirnen des vereinigten Filamentgarns MY3 bei 600 T/m erhalten worden war, als Kette und eines Zwirns von 30 T/m als Schuss in einem Verhältnis von 2/1 hergestellt. Der so erhaltene Twillstoff wurde unter Entspannung für 15 Minuten in Wasser von 98°C, das ein Reinigungsmittel enthielt, behandelt und wurde ferner einer Behandlung (Verfahren zur Gewichtsreduktion) bei 60°C für 10 Minuten in einer 2,5%igen wässrigen Lösung von Natriumcarbonat unterzogen, gefolgt von Waschen, Zugeben von 0,2% eines Weichspülers und dann Wärmebehandeln bei 120°C unter Spannung, um einen Webstoff MF5 zu ergeben.
Zum Vergleich wurde ein Webstoff MF6 auf die gleiche Weise wie bei MF5 hergestellt unter Verwendung eines Garns, das durch Vermischen und Zwirnen zweier verstreckter Garne A1 erhalten worden war. Die Eigenschaften der Webstoffe MF5 und MF6 sind in Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2
BEISPIEL 2
Dreißig Teile Pellets des PBS/PBA-Copolymers aus Beispiel 1, 10 Teile Pellets des Copolymers PB1 (zur Verbesserung der Affinität) und 70 Teile Pellets des Polymers P1 wurden gemischt, bei 225°C durch einen Doppelschneckenextruder schmelzgemischt und durch eine Spinndüse von 225°C ausgesponnen. Dann wurde ein verstrecktes Garn B6 auf die gleiche Weise wie beim verstreckten Garn B5 aus Beispiel 1 hergestellt. Das verstreckte Garn B6 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,3 g/d, eine Dehnung von 33% und eine Schrumpfung von 33% in kochendem Wasser auf, und sein Schmelzpunkt und seine Schmelzwärme betrugen 172°C, 31 J/g, 88°C und 17 J/g. Ein vereinigtes Filamentgarn MY4 wurde auf die gleiche Weise wie bei dem vereinigten Filamentgarn MY3 aus Beispiel 1 unter Verwendung jeweils des verstreckten Garns A1 aus Beispiel 1 und des verstreckten Garns B6 hergestellt. Dann wurde der Webstoff MF7 auf die gleiche Weise wie beim Webstoff MF5 aus Beispiel 1 unter Verwendung des vereinigten Filamentgarns MY4 hergestellt. Weichheit, Volumen, Griff und dergleichen des Webstoffs MF7 waren annähernd die gleichen wie die von MF5 aus Beispiel 1 und weitaus ausgezeichneter verglichen mit MF6 aus dem Vergleichsbeispiel. So konnte eine Effekt des Mischens der Fasern ausreichend erkannt werden.
BEISPIEL 3
Es wurden drei Teile eines Polyethylenglykols (PEG), das ein Molekulargewicht von 8.000 aufwies und Hydroxylgruppen an beiden Molekülenden enthielt, 98 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,1 Teile Irganox 1010, d. h. ein Antioxidationsmittel, hergestellt von Ciba Geigy Corp., gemischt und dann durch Schmelzen und Rühren in einer Stickstoffatmosphäre bei 188°C für 12 Minuten in einem Doppelschneckenextruder polymerisiert. Dann wurden, nach dem Abkühlen und Formen in Chips, die Chips in einer Stickstoffatmosphäre bei 140°C für vier Stunden behandelt (Festphasenpolymerisation), um ein Blockcopolymer P1 aus Polymilchsäure und PEG zu ergeben. Das Polymer P1 wies ein Molekulargewicht von 155.000, einen Gehalt eines PEG-Bestandteils von etwa 3% und einen Schmelzpunkt von 175°C auf, und eine Schmelzwärme einer ausreichend orientierten und kristallisierten Faser betrug 55 J/g.
Dreißig Teile eines Polybutylensuccinats (PBS) mit einem Molekulargewicht von 125.000, einem Schmelzpunkt von 114°C und einer Schmelzwärme von 68 J/g, 71 Teile L-Lactid, 0,1 Teile des vorstehend erwähnten Irganox und 100 ppm Zinnoctylat wurden gemischt und dann auf die gleiche Weise wie das Polymer P1 polymerisiert, um ein Blockcopolymer BP2 zu ergeben. Ein Molekulargewicht von BP2 betrug 137.000 und es gab zwei Hauptschmelzpunkte von 165°C und 103°C und die jeweilige Schmelzwärme davon betrugt 28 J/g und 27 J/g. Man nimmt an, dass diese zwei Schmelzpunkte sich auf Kristalle eines Poly-L-Milchsäuresegments (Block) und auf Kristalle eines PBS-Segments beziehen.
Das Polymer P1 und Copolymer BP2 wurden getrennt in einem Schneckenextruder von 220°C geschmolzen, gewogen und über eine Zahnradpumpe einer Spinndüse zur Herstellung eines konjugierten Garns zugeführt, um die beiden Polymere in einem Verhältnis von 1/1 (Volumenverhältnis) auf eine parallele Art wie in 1A gezeigt, gefolgt von Ausspinnen durch eine Öffnung mit einem Durchmesser von 0,2 mm bei 225°C, zu konjugieren. Dann wurde das ausgesponnene Filament unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt und bei 70°C in einem Streckverhältnis von 4,1 verstreckt, um ein verstrecktes Garn Y1 von 150 Denier/48 Filamenten zu ergeben. Das verstreckte Garn Y1 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,1 g/Denier, eine Dehnung von 27% und eine ausgezeichnete Kräuselungsdehnung von 231% auf, wenn die Kräuselung in Wasser von 100°C auftrat.
Zum Vergleich wurde das Polymer P1 geschmolzen und allein durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen und dann wurde ein verstrecktes Garn R1 auf die gleiche Weise wie beim verstreckten Garn Y1 hergestellt. Gleichermaßen wurde ein verstrecktes Garn R2 aus dem Copolymer BP2 erhalten. Die Wärmeschrumpfungen von R1 und R2 betrugen 11,4% beziehungsweise 37,4%.
BEISPIEL 4
Es wurden Pellets des PBS aus Beispiel 3 und Pellets des Polymers P1 in einem Verhältnis von 2/3 (Gewichtsverhältnis) gemischt, durch einen Schneckenextruder von 220°C geschmolzen, durch einen Kenix Statikmischer mit 30 Elementen durchgeleitet und einer Spinndüse zugeführt zur Herstellung von konjugiertem Garn, das mit dem getrennt geschmolzenen Polymer P1 auf eine parallele Art wie in 1A gezeigt konjugiert werden soll. Dann wurde ein verstrecktes Garn Y2 auf die gleiche Weise wie beim verstreckten Garn Y1 aus Beispiel 3 erhalten. Das verstreckte Garn Y2 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,1 g/d, eine Dehnung von 27% und eine ausgezeichnete Kräuselungsdehnung von 202% auf, wenn die Kräuselung in Wasser von 100°C auftrat.
Zum Vergleich wurde ein verstrecktes Garn R3 aus einem Polymergemisch der vorstehend erwähnten PBS und P1 hergestellt. Eine Schrumpfung des verstreckten Garns R3 betrug 29,6% und die Schmelzpunkte davon betrugen gemäß einer DSC-Analyse 174°C und 110°C. Die Schmelzwärme für die jeweiligen Schmelzpunkte betrug 26,3 J/g und 25,5 J/g.
BEISPIEL 5
Ein Blockcopolymer P1 aus einer Poly-L-Milchsäure und PEG und ein Blockcopolymer BP2 aus einer Poly-L-Milchsäure und Polybutylensuccinat (PBS) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 hergestellt.
Das Polymer P1 und Copolymer BP2 wurden getrennt durch einen Schneckenextruder von 220°C geschmolzen, gewogen und durch eine Zahnradpumpe einer Spinndüse zur Herstellung eines konjugierten Garns zugeführt, um das Polymer BP2 als eine Hülle mit dem Polymer P1 als Kern in einem Verhältnis von 2/1 (Volumenverhältnis) auf eine konzentrische Art wie in 4A gezeigt zu konjugieren. Dann wurde das konjugierte Polymer durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen und unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt. Dann wurden die erhaltenen Filamente zusammengefasst, um ein Spinnkabel zu ergeben, das dann bei 70°C in einem Streckverhältnis von 3,9 verstreckt wurde, und so wurde ein Spinnkabel T1 erhalten. Eine Feinheit eines einzelnen Filaments betrug 3 Denier.
Das Polymer P1 wurde bei 220°C geschmolzen und allein durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen. Dann wurde ein Spinnkabel T2 auf die gleiche Weise wie beim Spinnkabel T1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine Strecktemperatur auf 80°C eingestellt wurde. Die Spinnkabel T1 und T2 wurden in einem Verhältnis von 1/3 (Gewichtsverhältnis) vermischt und eine Kräuselung wurde bei 65°C durch ein Schubverfahren (thrusting) gebildet, gefolgt von Zerschneiden in eine Länge von 50 mm, um eine gemischte Stapelfaser BS1 zu ergeben. Unter Verwendung der gemischten Stapelfaser BS1 wurde ein Vliesstoff W1 mit einem Einheitsgewicht von 200 g/m² durch ein Kardierverfahren hergestellt. Die fünf Vliesstoffe wurden aufeinander gelegt und gepresst, gefolgt von Behandeln bei 130°C für 15 Minuten in einer Trocknungsmaschine, um einen wärmegebundenen Vliesstoff SW1 zu ergeben. Der Vliesstoff SW1 wies eine Faserstruktur auf, wobei diese stark aneinander hafteten und er deshalb als Material für ein Polster geeignet war. Der Vliesstoff W1 ist selbsthaftend bei einem breiten Wärmebehandlungs-Temperaturbereich von 90°C bis 160°C und haftet bei einer höheren Temperatur selbstverständlich stärker.
Zum Zweck des Vergleichs wurde ein Versuch gemacht, eine Hülle des PBS und einen Kern des Polymers P1 zu konjugieren und ein konjugiertes Polymer auf die gleiche Weise wie bei dem Spinnkabel T1 zu spinnen, jedoch konnte eine aufgewickelte Faser aufgrund des Klebens des PBS nicht abgewickelt werden.
BEISPIEL 6
Es wurden Pellets des PBS aus Beispiel 5 und Pellets des Polymers P1 in einem Verhältnis von 2/3 (Gewichtsverhältnis) gemischt, in einem Schneckenextruder von 220°C geschmolzen, durch einen Kenix Statikmischer mit 30 Elementen durchgeleitet und einer Spinndüse zur Herstellung eines konjugierten Garns zugeführt. Dann wurden das getrennt geschmolzene Polymer P1 als ein Kern und das vorstehend erwähnte Polymergemisch als eine Hülle in einem Verhältnis von 1/2 (Volumenverhältnis) in einer konzentrischen Hülle-Kern-Art konjugiert. Dann wurde ein haftender Vliesstoff SW2 auf die gleiche Weise wie beim Vliesstoff SW1 aus Beispiel 5 hergestellt. Der SW2 wies Fasern auf die stark aneinander hafteten und war für ein Polster etc. geeignet. Das vorstehend erwähnte Polymergemisch wies Schmelzpunkte von 173°C und 111°C auf, und die Schmelzwärme betrug 33 J/g beziehungsweise 21 J/g. Man nimmt an, dass das Formen zu einem Blockpolymer aufgrund einer gegenseitigen Reaktion kaum erfolgt. In dem Fall, wo eine Schmelzmischzeit lang ist (zum Beispiel nicht weniger als 15 Minuten, insbesondere nicht weniger als 20 Minuten), wird ein Teil oder ein beträchtlicher Teil des Polymers copolymerisiert, wenn jedoch die Kristallinität eines jeden Polymers aufrechterhalten wird und durch eine DSC-Analyse getrennte Schmelzpunkte erkannt werden, ist es für die vorliegende Erfindung nützlich.
BEISPIEL 7
Drei Teile eines Polyethylenglykols (PEG), das ein Molekulargewicht von 8.000 aufwies und Hydroxylgruppen an beiden Molekülenden enthielt, 98 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,05 Teile Irganox 1010, d. h. ein Antioxidationsmittel, hergestellt von Ciba Geigy Corp., wurden gemischt und dann durch Schmelzen und Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre bei 188°C für 15 Minuten in einem Doppelschneckenextruder polymerisiert. Dann, nach dem Extrudieren durch eine Spinndüse, Kühlen und Formen in Chips, wurden die Chips bei 140°C in einer Stickstoffatmosphäre für vier Stunden behandelt (Festphasenpolymerisation) und mit Aceton, das Salzsäure in einer Menge von 0,1% enthielt, gewaschen. Dann wurde, nach dem fünfmaligen Waschen mit Aceton und Trocknen ein Blockcopolymer P1 aus Polymilchsäure und PEG erhalten. Das Polymer P1 wies ein Molekulargewicht von 148.000, einen Gehalt eines PEG-Bestandteils von etwa 3% und einen Schmelzpunkt von 174°C auf und wies eine Schmelzwärme von 5 J/g auf, wenn es ausreichend orientiert und kristallisiert war. Der Schmelzpunkt, die Kristallinität und dergleichen waren annähernd die gleichen wie in dem Polymilchsäure-Homopolymer, jedoch waren die Fließfähigkeit beim Schmelzen und die Dehnbarkeit ausgezeichnet und die Konjugation beim Schmelzen und Spinnen waren leicht. In vielen Fällen betrugt eine Schrumpfung des verstreckten Garns in kochendem Wasser etwa 10% bis etwa 15%.
Fünfundzwanzig Teile eines statistischen Copolymers aus Polybutylensuccinat und Polybutylenadipat in einem Molverhältnis von 4/1, das Hydroxylgruppen an beiden Molekülenden enthielt und ein Molekulargewicht von 125.000 und einen Schmelzpunkt von 93°C aufwies, 76 Teile L-Lactid und 80 ppm Zinnoctylat wurden gemischt und dann wurde die Polymerisation auf die gleiche Weise wie in dem Polymer P1 durchgeführt, um ein Blockcopolymer BP3 zu ergeben, das Polymilchsäure und Polybutylensuccinat/-adipat in einem Verhältnis von etwa 3/1 umfasste. Das Polymer BP3 wies ein Molekulargewicht von 117.000 auf und gemäß einer DSC-Analyse gab es zwei Schmelzwärme-Peaks. Der Schmelzpunkt und die Schmelzwärme an den beiden Peaks betrugen 168°C (36 J/g) und 86°C (6,5 J/g). Man nimmt an, dass sich die beiden Schmelzpunkte auf ein Polymilchsäuresegment beziehungsweise ein Polybutylensuccinatl-adipat-Copolymersegment beziehen. Man nimmt an, dass ein Schmelzpunkt (dargestellter Wert) von diesem Polymer bei 168°C liegt. In vielen Fällen beträgt eine Schrumpfung eines aus dem Polymer BP3 erhaltenen verstreckten Garns in kochendem Wasser etwa 30% bis etwa 70%.
Ein Octylalkohol von 1/50 mol bezogen auf 1 mol L-Lactid und 100 ppm Zinnoctylat wurden gemischt und dann auf die gleiche Weise wie bei dem Polymer P1 polymerisiert, um eine Polymilchsäure, die ein Molekulargewicht von 6.700 aufwies und eine Hydroxylgruppe an einem Molekülende enthielt, zu ergeben. Zu der bei 180°C geschmolzenen Polymilchsäure wurde ein äquimolares Hexandiisocyanat beigemischt, gefolgt von Umsetzung. Dann wurde zu dem so erhaltenen Präpolymer mit einer Isocyanatgruppe an seinem Molekülende ein äquimolares Polydimethylsiloxan, das ein Molekulargewicht von 5.500 aufwies und eine Hydroxylgruppe an seinem Molekülende enthielt, beigemischt, gefolgt von Schmelzwischen in einem Doppelschneckenextruder von 180°C. Während das Gemisch durch einen statischen Mischer mit 120 Elementen durchgeführt wurde, wurde es für 30 Minuten umgesetzt, um ein Blockcopolymer BP4 aus Polymilchsäure/Polydimethylsiloxan in einem Verhältnis von etwa 55/45 (Gewichtsverhältnis) zu ergeben.
Das Polymer BP3 wurde bei 220°C geschmolzen, während des Zuführens mit 3% des bei 220°C geschmolzenen Polymers BP4 gemischt und weiter in einem Kenix Statikmischer mit 60 Elementen gemischt. Ein Gemisch wurde dann einer Spinndüse zur Herstellung eines konjugierten Garns mittels einer Wägepumpe zugeführt. Andererseits wurde das Polymer P1 bei 220°C in einem Schneckenextruder geschmolzen und der Spinndüse mittels einer Wägepumpe zugeführt. Das Polymer P1 als ein Bestandteil 7 in 3B und das Gemisch des Polymers BP3 und BP4 als ein Bestandteil 8 in 3B wurden in einem Verhältnis von 4/1 (Volumenverhältnis) konjugiert und in eine Struktur von radialer Art, die in 3B gezeigt ist, geformt. Die konjugierten Polymere wurden durch eine Öffnung mit einem Durchmesser von 0,20 mm ausgesponnen und unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt und dann bei 80°C in einem Streckverhältnis von 3,9 verstreckt und bei 100°C unter einer Spannung wärmebehandelt, um ein verstrecktes Garn D1 von 75 Denier/25 Filamenten zu ergeben.
Zum Vergleich wurde ein verstrecktes Garn D2 (Vergleichsbeispiel), das konjugierte Fasern umfasste, auf die gleiche Weise wie bei dem verstreckten Garn D1 unter Verwendung der Polymere P1 und BP3 (ohne das Blockcopolymer BP4 zu verwenden, das ein Polydimethylsiloxan enthielt), hergestellt.
Es wurde ein rundgestrickter Stoff unter Verwendung des verstreckten Garns D1 hergestellt und in kochendes Wasser gegeben. Nachdem er für 15 Minuten gekocht worden war, wurde der Stoff herausgenommen, getrocknet und in Kontakt mit einer Drehwalze, die mit Schleifpapier umwickelt war, gebracht, um einen angerauten Strickstoff K1 zu ergeben. Die meisten der angerauten Fasern in dem Strickstoff K1, der aus den erfindungsgemäßen Fasern erhalten worden war, wurden geteilt und deshalb wies der Strickstoff einen sehr weichen Griff auf. Gleichermaßen wurde ein Strickstoff, der aus dem verstreckten Garn D2 vom Vergleichsbeispiel erhalten worden war, gekocht, getrocknet und angeraut, jedoch waren die meisten der angerauten Fasern in dem so erhaltenen Strickstoff K2 nicht geteilt und der Griff des Strickstoffs K2 war hart.
BEISPIEL 8
Ein Blockcopolymer BP5 aus Polymilchsäure und Polycaprolacton in einem Verhältnis von etwa 3/1 (Gewichtsverhältnis) wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Polymers BP3 aus Beispiel 7 hergestellt mit der Ausnahme, dass 76 Teile L-Lactid mit 25 Teilen eines Polycaprolactons, das ein Molekulargewicht von 128.000 und einen Schmelzpunkt von 60°C aufwies und eine Hydroxylgruppe an seinem Molekülende enthielt, umgesetzt wurden. Das Polymer BP5 wies ein Molekulargewicht von 103.000 und einen Schmelzpunkt und eine Schmelzwärme von 166°C (35 J/g) und 52°C (6,6 J/g) auf. Ein Schmelzpunkt (dargestellter Wert) betrug 166°C. Eine Schrumpfung eines verstreckten Garns, das aus dem Polymer BP5 erhalten worden war, in kochendem Wasser beträgt in vielen Fällen etwa 30% bis etwa 70%.
Eine konjugierte Faser D3 wurde auf die gleiche Weise wie bei der konjugierten Faser D1 aus Beispiel 7 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polymer BP5 anstelle des Polymers BP3 verwendet wurde. Unter Verwendung der konjugierten Faser D3 wurde ein angerauter Strickstoff K3 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 hergestellt. Der angeraute Strickstoff K3 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst Fasern mit angerauten feinen Fasern, die geteilt sind, und weist einen sehr weichen Griff auf.
BEISPIEL 9
Drei Teile eines Polyethylenglykols (PEG), das ein Molekulargewicht von 8.000 aufweist und Hydroxylgruppen an beiden Molekülenden enthält, 98 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,05 Teile Irganox 1010, d. h. ein Antioxidationsmittel, hergestellt von Ciba Geigy Corp., wurden gemischt und dann durch Schmelzen und Rühren in einer Stickstoffatmosphäre bei 188°C für 15 Minuten in einem Doppelschneckenextruder polymerisiert. Dann wurden, nach dem Extrudieren durch eine Spinndüse, Kühlen und Formen in Chips, die Chips bei 140°C in einer Stickstoffatmosphäre für vier Stunden behandelt (Festphasenpolymerisation) und mit Aceton, das Salzsäure in einer Menge von 0,1% enthielt, gewaschen. Dann wurde nach dem fünfmaligen Waschen mit Aceton und Trocknen ein Blockcopolymer P1 aus Polymilchsäure und PEG erhalten.
Ein Blockcopolymer BP6 aus einer Polymilchsäure und PBS/PBA-Copolymer in einem Verhältnis von etwa 9/1 (Gewichtsverhältnis) wurde auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Polymers P1 erhalten unter Verwendung von 10 Teilen eines statistischen Copolymers aus Polybutylensuccinat (PBS) und Polybutylenadipat (PBA) in einem Molverhältnis von 4/1, das Hydroxylgruppen an beiden Molekülenden enthielt und ein Molekulargewicht von 125.000 und einen Schmelzpunkt von 93°C aufwies, 91 Teilen L-Lactid und 90 ppm Zinnoctylat. Das Polymer BP6 wies ein Molekulargewicht von 135.000 und einen Schmelzpunkt von 174°C und eine Schmelzwärme von 45 J/g gemäß DSC-Analyse auf. Eine Polymilchsäure wurde leicht modifiziert, jedoch wurde ihre Affinität zu dem PBS/PBA-Copolymer beträchtlich verbessert. Eine Schrumpfung des verstreckten Garns, das aus einem Gemisch des Polymers BP6 und dem Polymer PBS/PBA-Copolymer in einem Verhältnis von 2/1 (Gewichtsverhältnis) erhalten worden war, in kochendem Wasser beträgt herkömmlicherweise etwa 30% bis etwa 70%.
Ein Blockcopolymer BP4 aus einem Polymilchsäure/Polydimethylsiloxan in einem Verhältnis von etwa 55/45 (Gewichtsverhältnis) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 hergestellt.
Es wurden Pellets des Polymers BP2 und Pellets des PBS/PBA-Copolymers in einem Verhältnis von 2/1 (Gewichtsverhältnis) gemischt und durch einen Schneckenextruder von 220°C geschmolzen. Das geschmolzene Gemisch wurde mit 3% des Polymers BP4 während des Zuführens bei 220°C geschmolzen und in einem Kenix Statikmischer mit 60 Elementen weiter gemischt. Das Gemisch wurde dann zu einer Spinndüse zur Herstellung von konjugiertem Garn mittels einer Wägepumpe zugeführt. Andererseits wurde das Polymer P1 bei 220°C in einem Schneckenextruder geschmolzen und der Spinndüse mittels einer Wägepumpe zugeführt. Das Polymer P1 als ein Bestandteil 7 in 3B und ein Gemisch des Polymers BP6, des PBS/PBA-Copolymers und des Polymers BP4 als ein Bestandteil 8 in 3B wurden in einem Verhältnis von 4/1 (Volumenverhältnis) konjugiert und auf die Struktur der kreisförmigen Art, die in 3B gezeigt wird, geformt. Die konjugierten Polymere wurden durch eine Öffnung mit einem Durchmesser von 0,20 mm ausgesponnen und unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt und dann bei 80°C in einem Streckverhältnis von 3,9 verstreckt und bei 100°C unter einer Spannung wärmebehandelt, um ein verstrecktes Garn D4 von 75 Denier/25 Filamenten zu ergeben. Zum Zweck des Vergleichs wurde ein, verstrecktes Garn D5 (Vergleichsbeispiel) gleichermaßen hergestellt, mit der Ausnahme, dass das silikonenthaltende Polymer BP4 nicht verwendet wurde.
Ein rundgestrickter Stoff wurde unter Verwendung des verstreckten Garns D4 hergestellt und in kochendes Wasser gegeben. Nachdem der Stoff für 15 Minuten gekocht worden war, wurde er herausgenommen, getrocknet und in Kontakt mit einer Drehwalze, die mit einem Schleifpapier umwickelt war, gebracht, um einen angerauten Strickstoff K4 zu ergeben. Die meisten der angerauten Fasern in dem Strickstoff K4, der aus den Fasern der vorliegenden Erfindung erhalten worden war, waren geteilt und deshalb wies der Strickstoff einen sehr weichen Griff auf. Gleichermaßen wurde ein Strickstoff, der aus dem verstreckten Garn D5 des Vergleichsbeispiels erhalten worden war, gekocht, getrocknet und angeraut, um einen angerauten Strickstoff K5 zu ergeben, jedoch waren die meisten der angerauten Fasern in dem so erhaltenen angerauten Strickstoff K5 nicht geteilt und der Griff des Stoffs K5 war hart.
BEISPIEL 10
Ein Blockcopolymer BP7 aus Polymilchsäure und Polycaprolacton (PCL) in einem Verhältnis von etwa 9/1 (Gewichtsverhältnis) wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durch Umsetzen von 10 Teilen PCL, das ein Molekulargewicht von 128.000 und einen Schmelzpunkt von 60°C aufwies und das eine Hydroxylgruppe an seinem Molekülende enthielt, mit 91 Teilen L-Lactid hergestellt. Das Polymer BP7 wies ein Molekulargewicht von 112.000 und einen Schmelzpunkt von 169°C und eine Schmelzwärme von 45 J/g gemäß einem DSC-Verfahren auf. Eine Schrumpfung eines verstreckten Garns in kochendem Wasser, das aus einem Gemisch des Polymers BP7 und dem vorstehend erwähnten PCL in einem Verhältnis von 3/1 (Gewichtsverhältnis) erhalten worden war, beträgt in vielen Fällen etwa 30% bis etwa 50%.
Eine konjugierte Faser D6 wurde auf die gleiche Weise wie bei der konjugierten Faser D4 aus Beispiel 9 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das Polymer BP7 anstelle des Polymers BP6 verwendet wurde. Unter Verwendung der konjugierten Faser D6 wurde ein angerauter Strickstoff K6 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 hergestellt. Der angeraute Strickstoff K6 gemäß der vorliegenden Erfindung umfasste Fasern mit angerauten feinen Fasern, die geteilt waren, und wies einen sehr weichen Griff auf.
BEISPIEL 11
Drei Teile eines Polyethylenglykols (PEG), das ein Molekulargewicht von 8.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, 98 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,1 Teile Irganox 1010, d.h. ein Antioxidationsmittel, hergestellt von Ciba Geigy Corp., wurden gemischt und dann durch Schmelzen und Rühren unter einer Stickstoffatmosphäre bei 188°C für 15 Minuten in einem Doppelschneckenextruder polymerisiert. Dann, nach dem Extrudieren durch eine Spinndüse, Kühlen und Formen in Chips, wurden die Chips bei 140°C in einer Stickstoffatmosphäre für vier Stunden behandelt (Festphasenpolymerisation) und mit Aceton, das Salzsäure in einer Menge von 0,1% enthielt, gewaschen. Dann wurde nach dem fünfmaligen Waschen mit Aceton und Trocknen ein Blockcopolymer P1 aus Polymilchsäure und PEG erhalten. Das Polymer P1 wies ein Molekulargewicht von 151.000, einen Gehalt eines PEG-Bestandteils von etwa 3% und einen Schmelzpunkt von 174°C auf und es wies eine Schmelzwärme von 55 J/g auf, wenn es ausreichend orientiert und kristallisiert war.
Es wurden fünfzehn Teile eines kondensierten Polyesters aus 2,2-Dimethylpropandiol und Sebacinsäure, der ein Molekulargewicht von 127.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, 15 Teile eines kondensierten Polyesters aus Butandiol und Adipinsäure, der ein Molekulargewicht von 122.000 und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden aufwies, 71 Teile L-Lactid und 80 ppm Zinnoctylat gemischt, und dann wurde ein Polymer BP8 auf die gleiche Weise wie bei dem Polymer P1 hergestellt. Das Polymer BP8 ist ein Blockcopolymer, das eine kristalline Polymilchsäure als ein hartes Segment und ein Gemisch aus einem Polydimethylpropansebacat (PDMPS) und Polybutylenadipat (PBA) als ein weiches Segment umfasst. Das Copolymer weist einen Schmelzpunkt von 164°C, eine Schmelzwärme von 25,5 J/g und ein Molekulargewicht von 119.000 auf. Ein Anteil des Bestandteils des harten Segments (Polymilchsäure) des Polymers BP8 betrug etwa 70%. Im Hinblick auf seinen Schmelzpunkt und die Schmelzwärme wird angenommen, dass ein Anteil des kristallinen Teils etwa 50% beträgt. Obwohl das Molekulargewicht des Polymers BP8 niedriger ist als das des PDMPS und PBA, welche die Materialien für das weiche Segment sind, hat es den Anschein, dass dies so ist, weil Veresterungsreaktion und Zersetzung teilweise geschehen. Jedoch zeigte eine Verteilung des Hauptmolekulargewichts nach einer GPC-Analyse einen einzigen Peak und es wurde bestätigt, dass ein einheitliches Blockcopolymer aus Polymilchsäure/PDMPS/PBA hergestellt worden war. In der DSC-Analyse wurden bei 35°C und 80°C zwei Peaks der Schmelzwärme von nicht mehr als 2 J/g gesehen, welche auf dem weichen Segment basierten. Diese zwei Peaks waren vernachlässigbar und man nimmt an, dass das weiche Segment im Wesentlichen nichtkristallin ist. Ein Glasübergangspunkt des Copolymers betrug etwa –12°C.
Das Polymer P1 und das Polymer BP8 wurden in getrennten Schneckenextrudern von 220°C geschmolzen und zwei Polymerbeschickungsteilen einer Spinndüse zur Herstellung eines konjugierten Garns zugeführt. Die beiden Polymere wurden in der Art einer parallelen Struktur (Konjugationsverhältnis 1/1) wie in 1A gezeigt konjugiert und durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,22 mm ausgesponnen. Unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung wurde das versponnene Filament mit einer Geschwindigkeit von 4.000 m/min aufgewickelt und bei 80°C in einem Streckverhältnis von 1,5 verstreckt, um ein verstrecktes Garn FS1 von 70 Denier/24 Filamenten zu ergeben. Das verstreckte Garn FS1 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,7 g/d und eine Dehnung von 29% auf und wies eine ausgezeichnete Kräuselungsdehnung von 330% nach dem Auftreten der Kräuselung auf.
Für Referenzzwecke wurde ein Polymilchsäure/PBS-Blockcopolymer BP9 mit einem Molekulargewicht von 118.000 auf die gleiche Weise wie bei der Herstellung des Polymers BP8 durch Umsetzen von 30 Teilen eines Polybutylensuccinats (Schmelzpunkt 114°C) mit einem Molekulargewicht von 125.000 als das weiche Segment und 70 Teilen L-Lactid als das harte Segment hergestellt. Gemäß der DSC-Analyse zeigte das Polymer BP9 zwei kristalline Schmelzpunkte. Die jeweiligen Schmelzpunkte und die Schmelzwärme betrugen 103°C, 27 J/g, 166°C und 29 J/g. Ein verstrecktes Garn FS2 wurde auf die gleiche Weise wie bei dem verstreckten Garn FS1 hergestellt unter Verwendung der Polymere P1 und BP9. Das verstreckte Garn FS2 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,7 g/d und eine Dehnung von 28% auf, und es wies eine Kräuselungsdehnung von 121% nach dem Auftreten der Kräuselung auf. Die gezeigte Kräuselfähigkeit war sehr gut, war jedoch geringer als die des verstreckten Garns FS1.
BEISPIEL 12
Dreißig Teile eines statistischen Copolymers aus einem Polybutylensebacat und Polydimethylpropansebacat in einem Verhältnis von 1/1 (Molverhältnis), 71 Teile L-Lactid und 80 ppm Zinnoctylat wurden gemischt und dann wurde ein Blockcopolymer BP10 auf die gleiche Weise wie bei dem Polymer BP8 aus Beispiel 11 hergestellt. Das Polymer BP10 wies einen einzigen kristallinen Schmelzpunkt von 164°C und eine Schmelzwärme von 25 J/g auf. Das weiche Segment davon war nichtkristallin.
Andererseits wurden, während 1 mol eines Polyethylenadipats, das ein Molekulargewicht von 12.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, und 1 mol eines Polydimethylpropanadipats, das ein Molekulargewicht von 8.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, geschmolzen und bei 100°C in einem Stickstoffgasstrom gerührt wurden, 4,5 mol eines Diphenylmethandiisocyanats langsam tropfenweise zugegeben, gefolgt von Umsetzen für drei Stunden, um ein Präpolymer zu ergeben. Unter Zugabe von 1,4-Butandiol in einer Menge von 2,5 mol, bezogen auf die gesamte Menge des Vorpolymers, wurde das Gemisch kontinuierlich zu einem Doppelschneckenextruder von 200°C zugeführt. Nach Umsetzung für sieben Minuten wurde das Gemisch in Wasser durch eine Spinndüse ausgesponnen, in Pellets geformt und getrocknet, um ein Polymer BP11 zu ergeben. Das Polymer BP11 umfasst ein hartes Segment mit Urethanbindungen und ein nichtkristallines weiches Segment. Das Polymer BP11 wies einen Schmelzpunkt von 193°C und ein Molekulargewicht von 49.000 auf.
Ein verstrecktes Garn FS3 wurde auf die gleiche Weise wie bei dem verstreckten Garn FS1 aus Beispiel 11 unter Verwendung des Polymers P1 aus Beispiel 11 und des Polymers BP10 hergestellt. Das verstreckte Garn FS3 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,7 g/d, eine Dehnung von 31% und eine Kräuselungsdehnung von 323% auf und seine Kräuselfähigkeit war ausgezeichnet.
Gleichermaßen wurde ein verstrecktes Garn FS4 auf die gleiche Weise wie bei dem verstreckten Garn FS1 aus Beispiel 11 unter Verwendung des Polymers P1 aus Beispiel 11 und des Polymers BP11 hergestellt. Das verstreckte Garn FS4 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,4 g/d, eine Dehnung von 40% und eine Kräuselungsdehnung von 453% auf und seine Kräuselfähigkeit war ausgezeichnet.
BEISPIEL 13
Es wurden drei Teile eines Polyethylenglykols (PEG), das ein Molekulargewicht von 8.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, 98 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,1 Teile Irganox 1010, d. h. ein Antioxidationsmittel, hergestellt von Ciba Geigy Corp., gemischt und dann durch Schmelzen und Rühren in einer Stickstoffatmosphäre bei 188°C für 12 Minuten in einem Doppelschneckenextruder polymerisiert. Dann, nach dem Kühlen und Formen in Chips, wurden die Chips bei 140°C in einer Stickstoffatmosphäre für vier Stunden behandelt (Festphasenpolymerisation), um ein Polymilchsäure- und PEG-Blockcopolymer P1 zu ergeben. Das Polymer P1 wies ein Molekulargewicht von 155.000, einen Gehalt eines PEG-Bestandteils von etwa 3% und einen Schmelzpunkt von 175°C auf und eine Schmelzwärme einer Faser betrug, wenn sie ausreichend orientiert und kristallisiert war, 55 J/g. Das Polymer P1 wurde in einem Doppelschneckenextruder von 230°C geschmolzen und durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen. Unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung wurde das ausgesponnene Filament mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt, bei 80°C in einem Streckverhältnis von 4,5 verstreckt und bei 110°C unter einer Spannung wärmebehandelt, um ein verstrecktes Garn A1 von 40 Denier/12 Filamenten zu ergeben. Das verstreckte Garn A1 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,9 g/d, eine Dehnung von 29% und eine Schrumpfung von 12% in kochendem Wasser auf.
Es wurden dreißig Teile eines äquimolaren nichtkristallinen statistischen Copolymers aus Butandiol, Propylenglykol, Bernsteinsäure und Adipinsäure mit einem Molekulargewicht von 85.000, 71 Teile L-Lactid, 0,1 Teile des vorstehend erwähnten Irganox und 100 ppm Zinnoctylat gemischt und ein Blockcopolymer BP12 wurde auf die gleiche Weise wie bei dem Polymer P1 hergestellt. Molekulargewicht, Schmelzpunkt und Schmelzwärme des Polymers BP12 betrugen 147.000, 166°C beziehungsweise 30 J/g. Dies ist ein Schmelzpunkt von Kristallen eines Poly-L-Milchsäuresegments (Block).
Das Copolymer BP12 wurde durch einen Schneckenextruder von 220°C geschmolzen, durch eine Öffnung von 225°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen und unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt und bei 80°C in einem Streckverhältnis von 4,5 verstreckt, und so wurde ein verstrecktes Garn BS1 von 40 Denier/12 Filamenten ohne Wärmebehandlung erhalten. Das verstreckte Garn BS1 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,5 g/d, eine Dehnung von 35% und eine Schrumpfung von 35% in kochendem Wasser auf.
Jeweils eines der verstreckten Garne A1 und BS1 wurde mittels einer Luftdüse vermischt, um ein vereinigtes Filamentgarn MYS1 zu ergeben, das die verstreckten Garne in seinem Querschnitt einheitlich vermischt aufwies. Ein Twillstoff wurde unter Verwendung eines Garns, das durch Zwirnen des vereinigten Filamentgarns MYS1 bei 600 T/m erhalten worden war, als Kette und eines Garns, das durch Zwirnen bei 30 T/m erhalten worden war, als Schuss in einem Verhältnis von 2/1 hergestellt. Der so erhaltene Twillstoff wurde, nach dem Waschen, bei 120°C für 14 Minuten durch trockenes Erhitzen unter Entspannung wärmebehandelt und wurde ferner einer Behandlung (Gewichtsreduktion) bei 80°C für 10 Minuten mit einer 2,5%igen wässrigen Lösung aus Natriumcarbonat unterzogen, gefolgt von Waschen, Zugeben von 0,2% eines Weichspülers und dann Wärmebehandeln bei 135°C unter einer Spannung, um einen Webstoff MFS1 zu ergeben.
Zum Zweck des Vergleichs wurde ein Webstoff MF6 auf die gleiche Weise wie bei MFS1 unter Verwendung eines Garns hergestellt, das durch Zwirnen von zwei verstreckten Garnen A1 erhalten worden war. Die Eigenschaften der Webstoffe MFS1 und MF6 sind in Tabelle 3 gezeigt. TABELLE 3
BEISPIEL 14
Vierzehn Teile eines statistischen Polybutylensuccinat/Polybutylenadipat-Copolymers in einem Mischungsverhältnis von 4/1 (Molverhältnis), das ein Molekulargewicht von 125.000 und einen Schmelzpunkt von 92°C aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, 14 Teile eines Poly(2,2-dimethylpropanadipat)-Homopolymers, das ein Molekulargewicht von 81.000 und einen Schmelzpunkt von 37°C aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, 73 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,1 Teile Irganox wurden gemischt und eine Umsetzung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 durchgeführt, um ein Blockcopolymer BP13 zu ergeben. Ein Molekulargewicht des Polymers BP13 betrug 147.000 und ein Schmelzpunkt davon betrug 168°C, welches der Schmelzpunkt des Polymilchsäuresegments war.
Das Polymer BP13 wurde bei 220°C geschmolzen und durch eine Spinndüse von 225°C zur Herstellung von konjugiertem Garn ausgesponnen und dann wurde ein verstrecktes Garn BS2 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 17 hergestellt. Das verstreckte Garn BS2 wies eine relative Reißfestigkeit von 4,6 g/d, eine Dehnung von 33% und eine Schrumpfung von 36% in kochendem Wasser auf. Ein vereinigtes Filamentgarn MYS2 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 unter Verwendung jeweils des verstreckten Garns A1 aus Beispiel 13 und des verstreckten Garns BS2 hergestellt. Dann wurde ein Webstoff MFS2 aus vereinigtem Filamentgarn auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 unter Verwendung des vereinigten Filamentgarns MYS2 hergestellt. Weichheit, Volumen und Griff des Stoffs MFS2 waren annähernd die gleichen wie von MFS1 aus Beispiel 13, und weitaus ausgezeichneter verglichen mit MF6 des Vergleichbeispiels. So wurde eine Wirkung des Vermischens der Fasern vollständig erkannt.
BEISPIEL 15
L-Lactid wurde mit 0,05% Ethylenglykol, 0,1% Irganox und 100 ppm Zinnoctylat gemischt, und dann wurde eine Umsetzung auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 durchgeführt, um eine Polymilchsäure PL1, die ein Molekulargewicht von 52.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, zu ergeben. Ein Mol eines Polyethylenadipats, das ein Molekulargewicht von 12.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, und 1 mol eines Polydimethylpropanadipats, das ein Molekulargewicht von 8.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, wurden gemischt und dann wurden unter Schmelzen und Rühren bei 100°C in einem Stickstoffgasstrom 4,02 mol eines Phenylmethandiisocyanats langsam tropfenweise zugegeben, gefolgt von Umsetzen für drei Stunden, um ein Präpolymer PP1 zu ergeben. Unter Schmelzen und Rühren eines Teils der vorstehend erwähnten Polymilchsäure bei 185°C durch einen Doppelschneckenextruder wurden 0,4 Teile des Vorpolymers PP1 und 2% Laurylalkohol dazu gemischt. Nach dem Umsetzen für fünf Minuten wurde das Gemisch durch eine Spinndüse ausgesponnen, gekühlt und in Wasser geschnitten, um ein Blockcopolymer BP14 zu ergeben. Das Blockcopolymer BP14 umfasst ein hartes Segment mit Kristallen der Polymilchsäure und Urethanbindungen und ein nichtkristallines aliphatisches Polyestersegment. Das harte Segment des Copolymers BP14 wies einen Schmelzpunkt von 172°C und ein Molekulargewicht von 188.000 auf. Das Copolymer BP14 wurde durch einen Schneckenextruder von 220°C geschmolzen und durch 12 Öffnungen von 230°C mit einem Durchmesser von 0,2 mm ausgesponnen. Während das ausgesponnene Filament durch Luftmischen mit einer Faser des Polymers P1 aus Beispiel 13, die gleichzeitig geschmolzen und ausgesponnen wurde, gemischt wurde, wurde die vermischte Faser mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt und bei 80°C in einem Streckverhältnis von 3,9 verstreckt, um ein vereinigtes Filamentgarn MYS3 von 80 d/24 F. zu ergeben. Ein Webstoff wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 13 unter Verwendung von MYS3 hergestellt. Der so erhaltene Webstoff MFS3 wies ein ausgezeichnetes Volumen und Weichheit wie MFS1 auf.
BEISPIEL 16
Drei Teile eines Polyethylenglykols (PEG), das ein Molekulargewicht von 8.000 aufwies und Hydroxylgruppen an den beiden Molekülenden enthielt, 98 Teile L-Lactid, 100 ppm Zinnoctylat und 0,1 Teile Irganox 1010, d. h. ein Antioxidationsmittel, hergestellt von Ciba Geigy Corp., wurden gemischt und durch Schmelzen und Rühren bei 188°C für 12 Minuten durch einen Doppelschneckenextruder polymerisiert und zuletzt wurden 0,1% Siliconöl (Dimethylsiloxan) dazu gemischt. Dann, nach dem Extrudieren durch eine Spinndüse, Kühlen und Formen in Chips, wurden die Chips bei 140°C für vier Stunden in einer Stickstoffatmosphäre behandelt (Festphasenpolymerisation) und mit Aceton, das Salzsäure in einer Menge von 0,1% enthielt, gewaschen, gefolgt von fünfmaligem Waschen mit Aceton und dann Kühlen, um ein Polymilchsäure/PEG-Blockcopolymer P1 zu ergeben. Das Polymer P1 wies ein Molekulargewicht von 122.000, einen Gehalt eines PEG-Bestandteils von etwa 3% und einen Schmelzpunkt von 174°C auf und wies eine Schmelzwärme von 55 J/g auf, wenn es ausreichend orientiert und kristallisiert war.
Achtzig Teile eines statistischen Copolymers aus einem Polybutylensuccinat (PBS) und Polybutylenadipat (PBA) in einem Molverhältnis von 4/1, das Hydroxylgruppen an den beiden Molekülende enthielt und ein Molekulargewicht von 125.000 und einen Schmelzpunkt von 93°C aufwies, 5 Teile eines PEG mit einem Molekulargewicht von 20.000, 20 Teile L-Lactid, 30 ppm Zinnoctylat und 0,1 Teile des vorstehend erwähnten Irganox wurden gemischt. Dann wurde durch Polymerisieren auf die gleiche Weise wie beim Polymer P1 das MP1 mit einem Schmelzpunkt von 90°C erhalten, das ein Gemisch aus einem Blockcopolymer aus einem PBS/PBA-Copolymer und Polymilchsäure (PBS/PBA/PLA) mit einem Blockcopolymer aus einer Polymilchsäure und Polyethylenglykol (PLA/PEG) war. Vorausgesetzt, dass die Reaktivität der Hydroxylgruppen an jedem Ende die gleiche ist und alle Lactide umgesetzt wurden, wird angenommen, dass ein Gehalt eines PLA-Bestandteils in dem PBS/PBA/PLA- Blockcopolymer etwa 18% betrug und sein Molekulargewicht davon etwa 150.000 betrug und dass ein Gehalt eines PLA-Bestandteils in dem PLA/PEG-Blockcopolymer etwa 52% betrug und sein Molekulargewicht davon etwa 4.000 betrug. Deshalb wiesen die beiden Polymere, da sie einen gemeinsamen Bestandteil, d. h. PLA, aufwiesen, eine sehr hohe Affinität zueinander auf und waren einheitlich vermischt.
Zu 80 Teilen PEG mit einem Molekulargewicht von 20.000 wurden 20 Teile L-Lactid, 0,2 Teile des vorstehend erwähnten Irganox und 20 ppm Zinnoctylat gemischt, gefolgt von Umsetzen bei 180°C für 30 Minuten, um ein PEG/PLA-Blockcopolymer mit einem Molekulargewicht von 40.000 zu ergeben. Fünfzig Teile PEG mit einem Molekulargewicht von 20.000, 50 Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat und 0,3 Teile des vorstehend erwähnten Irganox wurden gemischt und dann bei 180°C bei einem Druck von 1 Torr für eine Stunde gerührt und vollständig dehydratisiert. Ein Teil des so erhaltenen dehydratisierten Gemischs und 4 Teile des PEG/PLA-Blockcopolymers wurden geschmolzen und gemischt, um ein Gemisch MP2 zu ergeben. Ferner wurden MP2 und MP1 geschmolzen und bei 220°C in einem Gewichtsverhältnis von 7/93 gemischt, um ein Gemisch MP3 zu ergeben.
Das PLA/PEG Blockcopolymer P1 und das Gemisch MP3 wurden separat bei 220°C geschmolzen und, während sie gewogen wurden, einer Spinndüse zur Herstellung eines konjugierten Garns über eine Zahnradpumpe zugeführt. Dann wurde P1, als ein in 3B gezeigter Bestandteil 7, und MP3, als ein in 3B gezeigter Bestandteil 8, in der in 3B gezeigten kreisförmigen Struktur in einem Verhältnis von 4/1 (Volumenverhältnis) konjugiert und durch eine Öffnung von 220°C mit einem Durchmesser von 0,25 mm ausgesponnen. Unter Kühlen an der Luft und Ölschmierung wurde ein versponnenes Filament mit einer Geschwindigkeit von 1.500 m/min aufgewickelt, bei 80°C in einem Streckverhältnis von 3,9 verstreckt und dann bei 100°C unter einer Spannung wärmebehandelt, um das verstreckte Garn DF1 von 75 Denier/25 Filamente zu ergeben. Zum Vergleich wurde ähnlich wie vorstehend ein verstrecktes Garn DF2 (Vergleichsbeispiel) unter Verwendung von P1, als in 3B gezeigter Bestandteil 7, und eines Polybutylensuccinats mit einem Schmelzpunkt von 116°C und einem Molekulargewicht von 125.000, als ein in 3B gezeigter Bestandteil 8, erhalten.
Ein rundgestrickter Stoff wurde unter Verwendung des verstreckten Garns DF1 hergestellt und in eine 3%ige wässrige Lösung aus Natriumcarbonat von 98°C gegeben. Nachdem der Stoff für 10 Minuten behandelt worden war, wurde er herausgenommen, getrocknet und in Kontakt mit einer Drehwalze gebracht, die mit Schleifpapier umwickelt war, um einen angerauten Strickstoff DK1 zu ergeben. Die meisten der angerauten Fasern in dem Strickstoff DK1, der aus den erfindungsgemäßen Fasern erhalten worden war, waren geteilt und deshalb wies der Strickstoff einen sehr weichen Griff auf. Gleichermaßen wurde ein Strickstoff, der aus dem verstreckten Garn DF2 des Vergleichsbeispiels erhalten worden war, gekocht, getrocknet und angeraut, jedoch waren die meisten der angerauten Fasern in dem so erhaltenen angerauten Strickstoff DK2 nicht geteilt und der Griff des Strickstoffs DK2 war hart.
BEISPIEL 17
Ein verstrecktes Garn DF3 wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 16 erhalten, mit der Ausnahme, dass anstelle des statistischen PBS/PBA-Copolymers (Schmelzpunkt 93°C) ein Polybutylensuccinat (Homopolymer) mit einem Schmelzpunkt von 116°C und einem Molekulargewicht von 125.000 verwendet wurde. Dann wurde gleichermaßen ein angerauter Strickstoff DK3 aus dem verstreckten Garn DF3 erhalten. Die angerauten Fasern des angerauten Strickstoffs DK3 waren wie bei dem angerauten Strickstoff DK1 vollständig geteilt und der Stoff DK3 war hinsichtlich der Weichheit ausgezeichnet.

Claims

Faser, umfassend (A) einen Faserbestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und (B) einen Faserbestandteil, umfassend eine Kombination von (H) einen Bestandteil umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C, und (S) einem Bestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt, der nicht mehr als 120°C beträgt und mindestens 10°C niedriger ist als der des Polyesters (A) oder einen nicht kristallinen aliphatischen Polyester mit einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 30°C.
Faser gemäß Anspruch 1, wobei der Faserbestandteil (B) ein Blockcopolymer von (H) einem Segment eines kristallinen aliphatischen Polyesters mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und (S) einem Segment eines aliphatischen Polyesters mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 120°C und einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 30°C umfasst, mindestens eines der Polymere (A) und (B) mindestens 0,05 Gew.-% eines Polyorganosiloxanbestandteils enthält und die Faserbestandteile (A) und (B) in einem einzelnen Filament konjugiert sind, so dass im Querschnitt der Faserbestandteil (B) den Faserbestandteil (A) in mindestens zwei Anteile teilt und die beiden Bestandteile (A) und (B) einen Teil der Faseroberfläche einnehmen.
Faser gemäß Anspruch 1, wobei der Faserbestandteil (B) eine Polymerzusammensetzung (B) umfasst, wobei (H) ein kristalliner aliphatischer Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C mit (S) einem aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht mehr als 120°C und einer Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 30°C gemischt wird, mindestens eines des Polymers (A) und der Polymerzusammensetzung (B) mindestens 0,05 Gew.-% eines Polyorganosiloxanbestandteils enthält und die Faserbestandteile (A) und (B) in einem einzelnen Filament konjugiert sind, so dass im Querschnitt der Faserbestandteil (B) den Faserbestandteil (A) in mindestens zwei Anteile teilt und die beiden Bestandteile (A) und (B) einen Teil der Faseroberfläche einnehmen.
Faser gemäß Anspruch 1, umfassend (A) einen Faserbestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und einer Schmelzwärme von mindestens 20 J/g, und (B) einen Faserbestandteil, umfassend ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei aliphatischen Polyestern, deren Schmelzpunktsunterschied mindestens 10°C beträgt, wobei das Blockcopolymer und/oder Gemisch (H) 95 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden Bestandteils mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g und (S) 5 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden Bestandteils mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g enthalten.
Faser gemäß Anspruch 4, welche ein Verbundgarn ist, wobei eine molekular orientierte Faser aus dem Faserbestandteil (A) und eine molekular orientierte Faser aus dem Faserbestandteil (B) gemischt werden.
Faser gemäß Anspruch 4, wobei der Faserbestandteil (B) ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei kristallinen aliphatischen Polyestern umfasst, deren Schmelzpunktsunterschied mindestens 20°C beträgt, wobei das Blockcopolymer und/oder Gemisch (H) 90 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden Bestandteils mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 130°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g und (S) 10 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden Bestandteils mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g enthalten, und die Faserbestandteile (A) und (B) konzentrisch in einem einzelnen Filament konjugiert sind, um eine konjugierte Faser zu bilden, wobei der Faserbestandteil (B) mindestens teilweise die Faseroberfläche einnimmt.
Faser gemäß Anspruch 4, wobei der Faserbestandteil (B) ein Blockcopolymer und/oder ein Gemisch aus mindestens zwei kristallinen aliphatischen Polyestern umfasst, deren Schmelzpunktsunterschied mindestens 20°C beträgt, wobei das Blockcopolymer und/oder Gemisch (H) 90 bis 10 Gew.-% eines hochschmelzenden Bestandteils mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 130°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g und (S) 10 bis 90 Gew.-% eines niedrigschmelzenden Bestandteils mit einem Schmelzpunkt von 40 bis 120°C und einer Schmelzwärme von mindestens 3 J/g enthalten, und die Faserbestandteile (A) und (B) exzentrisch in einem einzelnen Filament konjugiert sind, um eine konjugierte Faser zu bilden.
Faser gemäß Anspruch 1, umfassend (A) einen Faserbestandteil, umfassend einen kristallinen aliphatischen Polyester mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 140°C und einer Schmelzwärme von mindestens 20 J/g, und (B) einen Faserbestandteil, umfassend ein Blockcopolymer, welches (S) ein weiches Segment, umfassend einen aliphatischen Polyester als einen Hauptbestandteil, wobei das weiche Segment im wesentlichen nicht kristallin ist und eine Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 40°C aufweist, und (H) ein hartes Segment, umfassend ein kristallines aliphatisches Polyestersegment mit einem Schmelzpunkt von nicht weniger als 110°C, ein aliphatisches Polyestersegment mit Urethanbindungen oder ein gemischtes Segment davon umfasst.
Faser gemäß Anspruch 8, welche ein Verbundgarn ist, wobei eine molekular orientierte Faser aus dem Faserbestandteil (A) und eine molekular orientierte Faser aus dem Faserbestandteil (B) gemischt werden.
Faser gemäß Anspruch 8, wobei der Faserbestandteil (B) ein Block-Copolymer umfasst, dessen weiches Segment eine Glasübergangstemperatur von nicht mehr als 20°C aufweist, und exzentrisch mit dem Faserbestandteil (A) in einem einzelnen Filament konjugiert ist.