DE69818118T2

DE69818118T2 - Hohle Polyesterfasern und diese enthaltende Textilien

Info

Publication number: DE69818118T2
Application number: DE69818118T
Authority: DE
Inventors: Reizo Chuo-ku Abe; Mikio Matsuyama-shi Tashiro; Hironori Matsuyama-shi Gouda; Yoshiyuki Matsuyama-shi Matoba; Masaaki Nagahisa-cho Sumi
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2018-02-14
Also published as: KR19980071556A; KR100313730B1; CN1090253C; DE69818118D1; EP0860523A2; JP4065592B2; EP0860523B1; EP0860523A3; ID19916A; CN1195719A; JPH10292222A; US5997980A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Polyester-Hohlfasern mit hohem Erholungsvermögen nach Kompression der Hohlbereiche der Fasern durch eine externe Kraft, und Textilartikel, welche die Polyester-Hohlfasern enthalten, wobei die Artikel Web- oder Maschenwaren mit hervorragender Formhaltigkeit, Polflächenmaterialien mit hohem Wiederaufrichtvermögen des Pols, Nonwoven-Textilien von hoher Bauschigkeit, weichem Griff, hohem Warmhaltevermögen und hohem Widerstand gegen Kompression und Ermüdung und Kunstledermaterialien mit guter Erholungsfähigkeit nach mechanischer Verformung umfassen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Polyester-Hohlfasern mit einem Hohlvolumen von 40% oder mehr, basierend auf dem Gesamtvolumen der Fasern, sind wohlbekannt.
Die Polyester-Hohlfasern können erzeugt werden, indem eine Schmelze eines Polyesterharzes durch einen bogenförmigen Spinndüsenschlitz gedrückt wird.
Um das Hohlvolumen der Hohlfasern zu erhöhen, wird üblicherweise der Krümmungsradius des bogenförmigen Schlitzes vergrößert und die Breite des Schlitzes verkleinert. In der praktischen Anwendung liegt die untere Grenze für die Breite des Schlitzes aber bei 0,05 bis 0,03 mm, denn wenn die Schlitzbreite kleiner ist als die obengenannte praktische untere Grenze, kommt es leicht zu Verstopfung des Schlitzes durch kontaminierende feste Partikel in der Polyesterharzschmelze. Wenn die Schlitzbreite zu groß ist, ergibt sich eine erhöhte Extrusionsrate der Polyesterharzschmelze pro Spinndüsenschlitz und die resultierenden Fasern haben einen erhöhten Titer (Denier). Demnach können Polyester-Hohlfasern mit einem Hohlvolumen von 40% oder mehr nur unter eingeschränkten Spinnbedingungen hergestellt werden. Anders ausgedrückt: unter gewissen Spinnbedingungen können Polyester-Hohlfasern mit einem Hohlvolumen von 40% oder mehr nicht erhalten werden.
Weiter ist bei den konventionellen Polyester-Hohlfasern, welche ein hohes Hohlvolumen von 40% oder mehr aufweisen, nachteilig, dass die Polyester-Hohlfasern in einem faserbildenden Prozess und einem Nachbehandlungsprozess leicht zusammengedrückt und flachgepresst werden, wobei die flachgepressten Polyester-Hohlfasern ihre ursprüngliche Hohlfaserform nur schwer zurückgewinnen und somit als Hohlfasern wirkungslos sind. Die konventionellen Polyester-Hohlfasern, welche nach einem Verfahren hergestellt werden, bei dem eine Polyesterharzschmelze durch eine Mehrzahl von hohlfaserbildenden Schlitzen extrudiert wird, die extrudierten hohlfilamentförmigen Polyesterharzschmelzeströme verzogen und erstarren gelassen werden und die resultierenden unverstreckten Hohlfasern unter konventionellen Faserherstellungsbedingungen verstreckt werden, wie in den Offenlegungsschriften der japanischen Patentanmeldungen Nr. 61-79 486, Nr. 61-83 307, Nr. 6-2210, Nr. 6-235 120, Nr. 7-238 418, Nr. 7-238 419, Nr. 7-268 726 und Nr. 7-268 727 offenbart, oder nach einem Verfahren, bei dem Polyester-Hohlfasern mit hohem Hohlvolumen hergestellt werden unter Verwendung einer spezifischen Spinndüsenöffnung, wobei eine Mehrzahl von Schlitzen in einem komplizierten Muster miteinander verbunden sind, wie in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 62-206 009 offenbart, sind mit dem Nachteil behaftet, dass die Polyesterkristalle in den Fasern eine kleine Kristallgröße in der (010)-Ebene aufweisen, so dass, wenn die Hohlfasern zusammengedrückt und flach gepresst werden, die flachgepressten Fasern nur schwer in die ursprüngliche Hohlfaserform zurückgehen.
Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung von Polyester-Hohlfasern, wie in der japanischen Auslegeschriften Nr. 57-54 568 und Nr. 62-33 915 offenbart, werden die Hohlfasern bei einer hohen Spinngeschwindigkeit von beispielsweise 3000 m/min oder mehr hergestellt. Dieses Verfahren trägt dazu bei, die Kristallgröße der Polyesterkristalle in geringem Umfang zu erhöhen. Immer noch nachteilig ist bei dem Verfahren allerdings, dass die Hohlfasern im Spinnprozess und Nachbehandlungsprozess leicht flachgepresst werden. Aus diesem Grund wird dieses Verfahren nicht verwendet, um Polyester-Hohlfasern mit einem hohen Hohlvolumen von 40% oder mehr herzustellen.
Bei einem anderen Verfahren, wie in der Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 6-287 809 offenbart, werden Polyester-Hohlfasern erzeugt durch Schmelzspinnen eines Polyesterharzes zu Polyester-Hohlfasern bei einem Spinnverzug von 400 bis 4000 und einer Spinngeschwindigkeit von 1500 m/min oder weniger, während ein Kühlgas in Richtung auf eine Seite der Polyester-Hohlfasern geblasen wird. Ferner werden in einem anderen Verfahren, wie in Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung Nr. 01-47 807 und Nr. 62-206 008 offenbart, Polyester-Hohlfasern bei einer Spinngeschwindigkeit von 1500 m/min oder weniger unter raschem Kühlen der extrudierten Polyesterharz-Hohlfilamentströme auf einer Seite derselben hergestellt. In den Veröffentlichungen wird versichert, dass das Verfahren Polyester-Hohlfasern mit hohem Hohlvolumen von bis zu ca. 60% erzeugen kann. In der Praxis ist es aber so, dass, wenn das Hohlvolumen auf mehr als 40% erhöht wird, die resultierenden Hohlfasern im Schmelzspinnprozess und im Nachbehandlungsprozess leicht flachgepresst werden. Ferner ist die Polyester-Kristallgröße der resultierenden Hohlfaser-Polyesterfasern größer als die, welche nach dem in den obengenannten Offenlegungsschriften der japanischen Patentanmeldungen Nr. 61-79 486, Nr. 61-83 307, Nr. 6-2 210, Nr. 6-235 120, Nr. 7-238 418, Nr. 7-238 419, Nr. 7-268 726 und Nr. 7-268 727 offenbarten Verfahren erhalten wird. Jedoch ist die Kristallgröße in der (010)-Ebene kleiner als 4,0 nm und damit immer noch unbefriedigend. Ferner ist bei den in den obengenannten Veröffentlichungen offenbarten Hohlfasern immer noch nachteilig, dass bei einem Hohlvolumen von mehr als 40% die resultierenden Polyester-Hohlfasern mit verschiedenen Problemen behaftet sind, die sich von ihrem Flachgedrückt- und Flachgepresstwerden herleiten, und das Hohlvolumen der Hohlfasern kann durch äußere Kräfte, welche im Gebrauch auf sie einwirken, leicht verändert werden. Aus diesem Grund haben die Hohlfasern, welche nach dem obenerwähnten Verfahren hergestellt werden und ein Hohlvolumen von mehr als 40% aufweisen, noch keinen Eingang in die Praxis gefunden.
Die Offenlegungsschriften der japanischen Patentanmeldungen Nr. 57 106 708, Nr. 62-289 642 und Nr. 63-21 914 offenbaren einen weiteren Prozess zum Herstellen von synthetischen Hohlfasern. Bei dem Verfahren werden hohlfilamentförmige Harzschmelzeströme durch eine hohlfilamentbildende schlitzförmige Düse extrudiert, während ein Inertgas wie Stickstoffgas vom Inneren der Düse zum Kühlen der Außenseite und Innenseite des hohlfilamentförmigen Harzschmelzestroms eingeführt wird, oder es werden hohlfilamentförmige Harzschmelzeströme durch doppelrohrförmige Spinndüsenöffnungen extrudiert, während spontan oder planmäßig ein Kühlgas, wie Luft oder Stickstoffgas, von der Düse in die Kernbereiche der extrudierten Hohlfilamentströme eingeführt wird. Das Verfahren kann Polyester-Hohlfasern mit einem hohen Hohlvolumen von 40 bis 70% erzeugen. Jedoch ist die Kristallgröße in der (010)-Ebene klein, so dass, wenn die Hohlfasern deformiert oder flachgepresst werden, die deformierten oder flachgepressten Hohlfasern nur schwer in die ursprüngliche Form zurückkehren. Ferner ist dieses Verfahren mit dem Nachteil behaftet, dass aufgrund des komplizierten Aufbaus der Spinndüsenöffnungen oder Spinndüsen die Zahl der Öffnungen oder Düsen nur schwer erhöht werden kann, so dass die Hohlfaser-Produktivität sehr niedrig und die Kosten der Hohlfasern sehr hoch ausfallen. Ferner sind die komplizierten Spinndüsenöffnungen oder Spinndüsen zwar zur Herstellung dicker Hohlfasern mit einer Dicke von 33,3 dtex (30 den) oder mehr geeignet, nicht aber zur Herstellung dünner Hohlfasern mit Dicken im Bereich von 4,4 bis 5,6 dtex (4 bis 5 den) oder weniger. Dementsprechend sind Polyester-Hohlfasern mit einer kleinen Dicke von 8,9 dtex (9,0 den) oder weniger und einem Hohlvolumen von 40% oder mehr auf praktischer Ebene noch nicht bereitgestellt worden.
Wie im Vorstehenden erwähnt, standen Polyester-Hohlfasern, welche eine kleine Dicke von 8,9 dtex (8,0 den) und ein hohes Hohlvolumen von 40% oder mehr und eine hohe Erholungsfähigkeit nach Kompression oder Flachpressen aufweisen, vor der vorliegenden Erfindung nicht zur Verfügung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung von Polyester-Hohlfasern, welche eine kleine Einzelfaserdicke von 8,9 dtex (8,0 den) oder weniger, ein Hohlfaservolumen von 40% oder mehr und ein hervorragendes Erholungsvermögen nach Deformation oder Flachpressen der Fasern aufweisen, sowie von textilen Artikeln, welche die obengenannten Polyester-Hohlfasern enthalten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung von Polyester-Hohlfasern mit hervorragenden Kardier- und Spinneigenschaften, und zwar auch dann, wenn die Einzelfaserdicken bei ca. 1,1 dtex (1 den) oder weniger angesiedelt sind, sowie von textilen Artikeln, welche die obenerwähnten Polyester-Hohlfasern enthalten. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung von Polyester-Hohlfasern, welche zur Herstellung von textilen Artikeln geeignet sind, zum Beispiel Web- und Maschenwaren mit hervorragender Formhaltigkeit und hervorragendem Griffgefühl, Polflächenmaterialien mit hohem Wiederaufrichtvermögen des Pols und gutem Griff, Nonwoven-Textilien von hoher Bauschigkeit, weichem Griff, hervorragender Warmhaltefähigkeit (Wärme) und hohem Widerstand gegen Kompression und Ermüdung sowie Kunstledermaterialien mit hoher Erholungsfähigkeit nach mechanischer Verformung und Textilartikeln, welche die obenerwähnten Polyester-Hohlfasern enthalten.
Die obengenannten Aufgaben können mit den erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern und den die Polyester-Hohlfasern enthaltenden textilen Artikeln erfüllt werden.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern umfassen jeweils (A) mindestens einen Hohlbereich, der sich entlang der Längsachse der Faser erstreckt und (B) einen Mantelteil, der ein Polyesterharz, wie in Anspruch 1 definiert, umfasst und sich entlang der Längsachse der Faser erstreckt und den Hohlbereich umrundet, und wobei die Fasern aufweisen: (1) eine Einzelfaserdicke von 0,11 bis 8,89 dtex (0,1 bis 8,0 den); (2) ein Verhältnis der gesamten Querschnittsfläche des Hohlbereichs zur gesamten Querschnittsfläche der Einzelfaser von 40 bis 85%; (3) einen Kristallisationsgrad des Polyesterharzes in dem Mantelteil von 20% oder mehr; und (4) eine Kristallgröße in einer (010)-Ebene des Polyesterharzes in dem Mantelteil von 4 nm oder mehr.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern können ferner aufweisen: (5) eine Erholung (Ra) des Querschnitts des Hohlbereichs von 75% oder mehr, welche ein Verhältnis von ((Sb)/(Sa)) ist, ausgedrückt in %, einer Querschnittsfläche (Sb) des Hohlbereichs der einzelnen Polyester-Hohlfaser, die unter einem Druck in einem solchen Ausmaß zusammengedrückt wurde, dass die Querschnittsfläche des Hohlbereichs auf 10% oder weniger, bezogen auf die ursprüngliche Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs, vermindert ist, dann von dem Druck befreit wurde und unter umgebendem Atmosphärendruck bei Raumtemperatur für eine Stunde belassen wurde, zu der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs; und (6) eine Erholung Rb des Querschnitts des Hohlbereichs von 90% oder mehr, welche ein Verhältnis von ((Sc)/(Sa)) ist, ausgedrückt in %, einer Querschnittsfläche (Sc) des Hohlbereichs der individuellen Polyester-Hohlfaser, welche komprimiert wird unter einem Druck in einem solchen Ausmaß, dass die Querschnittsfläche des Hohlbereichs auf 10% oder weniger, basierend auf der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs vermindert ist, dann von dem Druck befreit wurde, unter Umgebungsdruck und bei Raumtemperatur für eine Stunde belassen wird und dann auf eine Temperatur von 130°C während 10 Minuten aufgeheizt wird, zu der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern können ferner (7) einen Seidenfaktor von 15 bis 30 aufweisen, berechnet gemäß der folgenden Gleichung: S F = ST × UE½ worin SF den Seidenfaktor repräsentiert, worin ST eine Zugfestigkeit in g pro 1,11 dtex (1,0 den) der Hohlfasern repräsentiert und worin UE für die Bruchdehnung in % der Hohlfasern steht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern ist nur ein einziger Hohlbereich von einem rohrförmigen Mantelteil bei der Einzelfaser umrundet; und in dem Querschnittsprofil der Einzelfaser, wenn eine gerade Linie durch einen Mittelpunkt der Einzelfaser und einen Mittelpunkt des Hohlbereichs gezogen wird und zwei Dicken La und Lb des rohrförmigen Mantelbereichs entlang der gezeichneten geraden Linie gemessen werden, ist ein Verhältnis von La/Lb im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 5, vorausgesetzt, dass La gleich oder kleiner ist als Lb.
Der erfindungsgemäße textile Artikel enthält die Polyester-Hohlfasern, wie oben erwähnt.
Beispielsweise umfasst die erfindungsgemäße Web- oder Maschenware 20 bis 100 Gew.-% der Polyester-Hohlfasern, wie oben erwähnt, und 0 bis 80 Gew.-% Fasern, die von den Polyester-Hohlfasern verschieden sind.
Ferner umfasst die erfindungsgemäße textile Polware 20 bis 100 Gew.-% der Polyester-Hohlfasern, wie oben erwähnt, und 0 bis 80 Gew.-% Fasern, die von den Polyester-Hohlfasern verschieden sind.
Ferner umfasst das erfindungsgemäße Nonwoven-Textil 20 bis 100 Gew.-% der Polyester-Hohlfasern, wie oben erwähnt, und 0 bis 80 Gew.-% Fasern, die von den Polyester-Hohlfasern verschieden sind, und zeigt eine thermische Erholung im Bausch, repräsentiert durch ein Volumenverhältnis Hr/Hi, wobei das Verhältnis 1,1 oder mehr beträgt, worin Hi ein Volumen in cm³/g des Nonwoven-Textils repräsentiert, welches einer dreimal wiederholten Behandlung unterworfen wurde, wobei bei jeder das Nonwoven-Textil unter einem Druck von 5 g/cm² bei Raumtemperatur während 30 Sekunden zusammengedrückt wurde und dann von dem Druck befreit wurde, und worin Hr ein Volumen in cm³/g des Nonwoven-Textils repräsentiert, welches dieselben drei Male einer wiederholten Behandlung, wie oben erwähnt, unterworfen wurde und dann auf eine Temperatur von 60°C während 5 Minuten erwärmt wurde.
Weiter umfasst das erfindungsgemäße Kunstledermaterial ein Substratflächengebilde, umfassend die Polyester-Hohlfasern, wie oben erwähnt, und eine auf dem Substratflächengebilde gebildete Beschichtungslage.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern umfassen jeweils (A) mindestens einen Hohlbereich, der sich filamentförmig entlang der Längsachse der Faser erstreckt, und (B) einen Mantelteil, welcher ein Polyesterharz umfasst, ausgewählt aus einem Homopolyester, bestehend aus Ethylenterephthalat-Struktureinheiten, und einem Copolyester, umfassend Ethylenterephthalat-Struktureinheiten und andere copolymerisierende Struktureinheiten, welcher sich filamentförmig entlang der Längsachse der Faser erstreckt und den Hohlbereich umgibt.
Der Mantelteil der einzelnen Polyester-Hohlfaser umfasst ein Polyesterharz. Bevorzugt ist das Polyesterharz ausgewählt aus Homopolymeren und Copolymeren, welche 90 mol-% oder mehr Ethylenterephthalat-Struktureinheiten und 10 mol-% oder weniger von anderen copolymerisierenden Einheiten enthalten, noch bevorzugter ein Ethylenterephthalat-Homopolymer.
Die copolymerisierenden Einheiten für die Ethylenterephthalat-Einheiten bestehen aus einer Säure-Komponente und einer Diol-Komponente, welche miteinander verestert sind. Die Säure-Komponente der copolymerisierenden Einheiten ist bevorzugt ausgewählt aus aromatischen Dicarbonsäuren, beispielsweise Isophthalsäure, 5-Natriumsulfoisophthalsäure, Diphenyldicarbonsäure und Naphthalindicarbonsäure; aliphatischen Dicarbonsäuren, beispielsweise Oxalsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure und Dodecandisäure; und Hydroxycarbonsäuren, beispielsweise p-Hydroxybenzoesäure und p-β-Hydroxyethoxybenzoesäure.
Die Diol-Komponente der copolymerisierenden Einheiten ist bevorzugt ausgewählt aus aliphatischen Diolen, beispielsweise 1,3-Propandiol, 1,6-Hexandiol und Neopentylglycol; aromatischen Diolen, beispielsweise 1,4-bis-(β-Hydroxyethoxy)-benzol; und Alkylenglycolen, beispielsweise Polyethylenglycol und Polybutylenglycol. Die Copolymerisationskomponenten, wie oben erwähnt, können für sich allein oder als Mischung aus zwei oder mehr Komponenten copolymerisiert werden.
Hinsichtlich des Polymerisationsgrades (oder der Grenzviskosität) des Polyesterharzes gibt es keine Beschränkungen. Wenn aber der Polymerisationsgrad des Polyesterharzes zu hoch ist, ruft dies den Nachteil hervor, dass die Stabilität des Schmelzspinnprozesses gemindert wird und damit verbunden die Herstellung der Polyester-Hohlfasern mit kleiner Dicke schwierig werden kann. Wenn ferner der Polymerisationsgrad zu niedrig ist, kann sich die Herstellung der Polyester-Hohlfasern mit hohem Hohlvolumen schwierig gestalten. Bevorzugt weist das Polyesterharz für die vorliegende Erfindung eine Grenzviskosität (IV) von 0,45 bis 1,00 auf, noch bevorzugter 0,6 bis 0,7, bestimmt in Orthochlorphenol bei einer Temperatur von 35°C.
Das Polyesterharz, welches für die vorliegende Erfindung Verwendung finden kann, enthält optional ein Additiv, welches beispielsweise ausgewählt ist aus Funktionsadditiven, z. B. antibakteriellen Mitteln, Hydrophilierungsmitteln, Akariziden, Deodorants und Strahlungsagenzien im fernen Infrarotstrahlungsbereich; und anorganischen partikelförmigen Füllstoffen, beispielsweise Titandioxid, Siliciumoxiden, Zinkoxid, Bariumsulfat, Zirconiumoxiden, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid und Tormarin. Das Additiv kann mit Rücksicht auf den Verwendungszweck der Polyester-Hohlfasern ausgewählt sein. Wenn ein anorganischer partikelförmiger Füllstoff zugegeben wird, wird es bevorzugt, dass die anorganischen Füllstoffpartikel eine mittlere Teilchengröße von 1,0 μm oder weniger, noch bevorzugter 0,1 bis 0,7 μm aufweisen und in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, noch bevorzugter 2 bis 7 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Polyesterharzes, eingesetzt werden.
Bei den erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern weisen die einzelnen Fasern folgendes auf: (1) eine Dicke von 0,11 bis 8,89 dtex (0,1 bis 8,0 den), bevor zugt 0,22 bis 3,33 dtex (0,2 bis 3 den), noch bevorzugter 0,56 bis 1,66 dtex (0,5 bis 1,5 den). Wenn die Dicke kleiner ist als 0,11 dtex (0,1 den), nimmt die Stabilität bei der Herstellung der Polyester-Hohlfasern ab und das Hohlvolumen der resultierenden Polyester-Hohlfasern fällt kleiner aus. Wenn die Dicke mehr als 8,89 dtex (8,0 den) beträgt, ist zwar die Stabilität des Herstellungsprozesses der Polyester-Hohlfasern zufriedenstellend, aber die Dicke der Mantelteile der resultierenden Hohlfasern ist groß, so dass bei Kompressions- oder Druck-)Beanspruchung der Hohlfasern die resultierende Deformationsspannung der Mantelteile der Hohlfasern groß und damit die Erholung der zusammengedrückten Hohlfasern von der Deformationsbeanspruchung verringert ist.
Bei den erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern beträgt das Hohlvolumen (2), repräsentiert durch ein Verhältnis in % der Gesamtquerschnittsfläche des Hohlbereichs zur Gesamtquerschnittsfläche der Einzelfasern, 40 bis 85%, bevorzugt 50 bis 70%. Wenn das Hohlvolumen kleiner ist als 40%, fallen verschiedene Wirkungen der resultierenden Hohlfasern, welche auf dem in ihnen gebildeten Hohlbereich beruhen, nämlich angenehmer Griff (Drapiervermögen, Weichheit und Anfühleffekt), hohe Deckkraft, hohe Bauschigkeit, Warmhalteeffekt (Wärmeisolationsvermögen), unbefriedigend aus. Wenn das Hohlvolumen mehr als 85% beträgt, ist die Dicke des Mantelbereichs sehr klein, so dass die resultierenden Hohlfasern eine schlechte Reißfestigkeit, eine verminderte Beständigkeit gegen Druckspannungen und damit eine unbefriedigende Formhaltigkeit aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern können jeweils nur einen Hohlbereich oder eine Mehrzahl von Hohlbereichen aufweisen. Allgemein ist es schwierig, Polyester-Hohlfasern herzustellen, von denen jede eine Mehrzahl von Hohlbereichen aufweist und dabei sowohl ein hohes Hohlvolumen als auch eine kleine Dicke der Fasern zeigt. Aus diesem Grund weist jede der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern bevorzugt nur einen Hohlbereich auf. Hinsichtlich der Querschnittsform des Hohlfaserbereichs gibt es keine Beschränkungen. Allgemein weist der Hohlbereich bevorzugt ein rein kreisförmiges Querschnittsprofil auf, wodurch jede der resultierenden Hohlfasern ein hohes Hohlvolumen und ein hohes Erholungsvermögen nach Deformation aufweisen kann.
Bei den erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern weist das Polyesterharz, aus dem die Mantelbereiche der Hohlfasern gebildet sind, (3) einen Kristallisationsgrad von 20% oder mehr auf, bevorzugt 22 bis 33%, bestimmt durch eine diffraktometrische Weitwinkelaufnahme, und die Polyesterharzkristalle weisen (4) eine Kristallgröße von 4,0 nm oder mehr, bevorzugt 4,0 bis 9,0 nm auf, bestimmt auf Basis der Halbwertbreite des Diffraktionspeaks in der (010)-Ebene der diffraktometrischen Weitwinkelaufnahme. Der Kristallisationsgrad von 20% oder mehr und die Kristallgröße von 4,0 nm oder mehr tragen zur Verbesserung der Erholungsfähigkeit des Hohlbereichs der Hohlfaser nach Deformation (Druckbeanspruchung) bei.
Wenn der Kristallisationsgrad kleiner als 20% ist, ist die Zahl der Verbindungen zwischen den Polyestermolekülketten klein, so dass die resultierenden Polyester-Hohlfasern durch eine externe körperliche Kraft leicht bleibend verformt werden und ein vermindertes Erholungsvermögen des deformierten Hohlbereichs aufweisen. Wenn die Kristallgröße in der (010)-Ebene kleiner ist als 4,0 nm, ist das Bindevermögen zwischen den Polyestermolekülketten schwach, so dass die resultierenden Hohlfasern einen schlechten Widerstand gegen Deformation durch externe körperliche Kräfte aufweisen. Bei einem bestimmten Kristallisationsgrad bewirkt die Kristallgröße von kleiner 4,0 nm in der (010)-Ebene, dass die Zahl der Kristalle in einem bestimmten Volumen zunimmt, so dass im Hinblick auf die Fasermikrostruktur, worin mehrere Polyestermolekülketten durch Verbindungspunkte, welche aus den Kristallen bestehen, miteinander unter Bildung eines Netzwerks verbunden sind, die Maschengröße des Netzwerkes verringert ist. Aus diesem Grund bleibt die Deformation der Hohlfasern schon bei einem geringen Verformungsgrad permanent erhalten. Dementsprechend zeigen die resultierenden Polyester-Hohlfasern ein geringes Erholungsvermögen nach Deformation (Druckbeanspruchung).
Die bevorzugten Bereiche des Kristallisationsgrades und der Kristallgröße können in Abhängigkeit vom thermischen Schrumpf der Hohlfasern variieren. So haben beispielsweise Polyester-Hohlfasern mit niedrigem Thermoschrumpf, die einen Schrumpf in Trockenhitze von 1,0 bis 5,0% aufweisen, wenn bei einer Temperatur von 180°C für 20 Minuten erhitzt, wobei der Schrumpf in Trockenhitze unter den obenerwähnten Bedingungen im Folgenden durch "DHS" repräsentiert wird, bevorzugt einen Kristallisationsgrad von 25 bis 35% und eine Kristallgröße von 7,0 bis 8,5 nm, bezogen auf das Polyesterharz. Ferner haben Polyester-Hohlfasern mit hohem Thermoschrumpf, die einen DHS-Wert 40 bis 60% aufweisen, bevorzugt einen Kristallisationsgrad von 25 bis 30% und eine Kristallgröße von 4,0 bis 5,0 nm, bezogen auf das Polyesterharz. Bei erstmaliger Beanspruchung der obenerwähnten Polyester-Hohlfasern mit hohem Thermoschrumpf durch eine externe Druckkraft werden die Fasern leicht zusammengedrückt. Die zusammengedrückten Hohlfasern können aber durch Anwendung einer Wärmebehandlung auf die Fasern bei einer Temperatur von 100 bis 150°C für 5 bis 10 Minuten im Wesentlichen ihre ursprüngliche Form wieder zurückgewinnen, und danach zeigen die Hohlfasern ein hohes Erholungsvermögen. Ferner weisen Polyester-Hohlfasern mit Eigendehnungseigenschaften, welche einen DHS-Wert von 0 bis –10% aufweisen, bevorzugt einen Kristallisationsgrad von 20 bis 25% und eine Kristallgröße von 4,5 bis 5,5 nm, bezogen auf das Polyesterharz, auf.
Bei den erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern wird es bevorzugt, dass im Querschnittsprofil jeder Einzelfaser der Hohlbereich oder die Hohlbereiche symmetrisch mit Bezug zum Schwerpunkt des Querschnittsprofils der Hohlfaser angeordnet ist bzw. sind. Ferner wird es bevorzugt, dass nur ein Hohlbereich in der einzelnen Faser gebildet ist und dass das Querschnittsprofil des Hohlbereichs konzentrisch mit dem Querschnittsprofil der Hohlfaser ist. Weiter bevorzugt ist nur ein Hohlbereich von einem rohrförmigen Mantelbereich bei der einzelnen Faser umgeben, und in dem Querschnittsprofil der Einzelfaser, wenn eine gerade Linie durch einen Mittelpunkt der Einzelfaser und einen Mittelpunkt des Hohlbereichs gezogen wird und zwei Dicken La und Lb des rohrförmigen Mantelbereichs entlang der gezeichneten geraden Linie gemessen werden, ist ein Verhältnis von La/Lb im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 5, vorausgesetzt, dass La gleich oder kleiner ist als Lb.
Wenn das Verhältnis La/Lb kleiner ist als 1/5, können die resultierenden Polyester-Hohlfasern ein unbefriedigendes Erholungsvermögen nach Deformation, insbesondere nach Druckbeanspruchung, aufweisen.
Wenn nur ein Hohlbereich in der Faser gebildet ist, beträgt die Dicke des den Hohlbereich umgebenden Mantelbereichs bevorzugt 5 μm oder weniger, noch bevorzugter 1,0 bis 3,0 m. In diesem Fall zeigen die resultierenden Polyester-Hohlfasern eine ausgezeichnete Erholungsfähigkeit nach Deformationen, verbesserte Bauschigkeit und Warmhalteeigenschaft, geringes Gewicht und weichen Griff. Wenn aber die Dicke des Mantelteils zu klein ist, kann sich die Herstellung der Polyester-Hohlfasern schwierig gestalten und die resultierenden Polyester-Hohlfasern können im Gebrauch leicht reißen oder verschleißen.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern sind nicht auf ein spezifisches Querschnittsprofil begrenzt. Das Querschnittsprofil kann eine runde, dreieckige, multilobale oder kreuzförmige Gestalt aufweisen.
Wenn die Polyester-Hohlfasern zum Beispiel für ein Nonwoven-Textil vorgesehen sind, liegt ein Verhältnis von R₁/R₂, worin R₁ den Radius des kleinsten Umkreises eines Querschnittsprofils der Einzelhohlfaser repräsentiert und worin R₂ den Radius des einbeschriebenen Kreises der Einzelhohlfaser repräsentiert, bevorzugt in einem Bereich von 1,1 bis 1,5. Das Verhältnis R₁/R₂ von 1,1 bis 1,5 trägt dazu bei, die Elastizität und Deckkraft des Polyesterhohlfaser-Nonwoven-Textils zu verbessern. Ferner ist der Hohlbereich nicht auf ein spezifisches Querschnittsprofil beschränkt. Das Querschnittsprofil des Hohlbereichs kann rund, dreieckig, multilobal oder kreuzförmig sein. Das runde Querschnittsprofil des Hohlbereichs wird im Interesse leichter Herstellbarkeit der Polyester-Hohlfasern bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern weisen bevorzugt auf: (5) eine Erholung (Ra) des Querschnitts des Hohlbereichs von 75% oder mehr, welche ein Verhältnis ist von ((Sb)/(Sa)), ausgedrückt in %, einer Querschnittsfläche (Sb) des Hohlbereichs der einzelnen Polyester-Hohlfaser, die unter einem Druck in einem solchen Ausmaß zusammengedrückt wurde, dass die Querschnittsfläche des Hohlbereichs auf 10% oder weniger, bezogen auf die ur sprüngliche Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs, vermindert ist, dann von dem Druck befreit wurde und unter umgebendem Atmosphärendruck bei Raumtemperatur für eine Stunde belassen wurde, zu der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs; und (6) eine Erholung Rb des Querschnitts des Hohlbereichs von 90% oder mehr, welche ein Verhältnis von ((Sc)/(Sa)) ist, ausgedrückt in %, einer Querschnittsfläche (Sc) des Hohlbereichs der individuellen Polyester-Hohlfaser, welche komprimiert wird unter einem Druck in einem solchen Ausmaß, dass die Querschnittsfläche des Hohlbereichs auf 10% oder weniger, basierend auf der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs vermindert ist, dann von dem Druck befreit wurde, unter Umgebungsdruck und bei Raumtemperatur für eine Stunde belassen wird und dann auf eine Temperatur von 130°C während 10 Minuten aufgeheizt wird, zu der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs.
Wenn der Ra-Wert 75% oder mehr beträgt und der Rb-Wert 90% oder mehr beträgt, zeigt das resultierende textile Material, welches die Polyester-Hohlfasern umfasst, eine ausgezeichnete Erholungsfähigkeit nach Deformation. Im Einzelnen zeigen die Web- und Maschenwaren eine ausgezeichnete Knittererholung, die Polflächenmaterialien zeigen ein hohes Wiederaufrichtvermögen des Pols, die Nonwoven-Textilien zeigen eine hohes Bauscherholungsvermögen und eine verbesserte Dauerhaftigkeit der Bauschkraft und die Kunstleder zeigen eine hohe Erholungsfähigkeit nach Deformation.
Weiter bevorzugt weisen die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern (7) einen Seidenfaktor von 15 bis 30 auf, bestimmt gemäß der folgenden Gleichung: SF = ST × UE½ worin SF den Seidenfaktor repräsentiert, worin ST eine Zugfestigkeit in g pro 1,11 dtex (1,0 den) der Hohlfasern repräsentiert und worin UE die Bruchdehnung in % der Hohlfasern repräsentiert. Wenn der SF-Wert im Bereich von 15 bis 30 angesiedelt ist, können die resultierenden Hohlfasern eine befriedigende mechanische Festigkeit und Zähigkeit aufweisen und lassen sich leicht mit einem hohen Hohlvolumen von 40% oder mehr herstellen. Wenn der Seiden faktor kleiner ist als 15, können die resultierenden Hohlfasern hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit und Zähigkeit unbefriedigend ausfallen und so für bestimmte Anwendungsfälle ungeeignet sein. Wenn der Seidenfaktor über 30 liegt, kann es schwierig sein, Hohlfasern mit einem hohen Hohlvolumen von 40% oder mehr herzustellen.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern können in Form von Stapelfasern oder kontinuierlichen Filamenten vorliegen. Die Form der Polyester-Hohlfasern kann mit Rücksicht auf Einsatz und Verwendungszweck gewählt werden. Wenn zur Verwendung für Spinnfasergarne und Nonwoven-Textilien vorgesehen, liegen die Hohlfasern bevorzugt in Form von Stapelfasern mit einer Kräuselzahl von 5 bis 30 Kräusel/25 mm, bevorzugt 8 bis 25 Kräusel/25 mm, einem Kräuselgrad von 8 bis 50% und einer Faserlänge von 20 bis 100 mm vor. Diese Stapelhohlfasern zeigen eine hohe Stabilität im Kardierprozess und sind zur Herstellung eines qualitativ hochwertigen Vlieses geeignet.
Die obenerwähnten erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern können nach einem spezifischen Schmelzspinnverfahren hergestellt werden, welches im Folgenden erläutert wird. Bei dem Verfahren wird eine Schmelze eines Polyesterharzes durch eine Spinndüse extrudiert, welche hohlfaserbildende Spinndüsenöffnungen aufweist, wobei die extrudierten hohlfilamentförmigen Ströme der Polyesterschmelze zuerst schnellgekühlt werden, und zwar direkt unterhalb der Düse, und anschließend allmählich abgekühlt werden, während die extrudierten und gekühlten Filamente mit einem Verzugsverhältnis von 150 oder mehr, bevorzugt 150 bis 500, noch bevorzugter 200 bis 400 verzogen und die verzogenen Filamente mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 500 bis 2000 m/min, bevorzugt 1000 bis 1800 m/min abgezogen werden. Die obenerwähnten Schmelzspinnbedingungen sind wichtig, um sowohl ein Hohlvolumen von 40% oder mehr zu erhalten als auch eine Faserfeinstruktur, welche den obenerwähnten spezifischen Kristallisationsgrad bzw. Kristallgröße des Polyesterharzes aufweist.
Wenn die extrudierten hohlfilamentförmigen Polyesterharzschmelzeströme direkt, ohne Schnellkühlung, der allmählichen Abkühlung unterworfen werden, ist es nicht nur unmöglich, das hohe Hohlvolumen von 40% oder mehr zu er halten, sondern es verringert sich auch die Kristallgröße des Polyesterharzes in der (010)-Ebene in der Feinstruktur der Faser. Wenn das Spinnverzugsverhältnis kleiner ist als 150, geht die Stabilität des Schmelzspinnprozesses zurück und die Kristallgröße in der (010)-Ebene der Polyesterharzkristalle verringert sich. Weiter: wenn die Abzugsgeschwindigkeit 2000 m/min überschreitet, ist zwar die Kristallgröße in der (010)-Ebene der resultierenden Polyesterharzkristalle in der Feinstruktur der Faser groß und befriedigend, aber es gestaltet sich schwierig, die Polyester-Hohlfasern mit dem hohen Hohlvolumen von 40% oder mehr, dem hohen Kristallisationsgrad und der großen Kristallgröße der Polyesterharzkristalle zufriedenstellend zu erhalten. Wenn die Abzugsgeschwindigkeit kleiner als 500 m/min ist, weisen die resultierenden Polyesterharzkristalle eine unbefriedigende Kristallgröße in der (010)-Ebene auf. Wenn weiter das Spinnverzugsverhältnis zu groß ist, können die resultierenden unverstreckten Hohlfilamente eine verminderte Verstreckbarkeit zeigen. Aus diesem Grund beträgt das Verzugsverhältnis bevorzugt 500 oder weniger, wie im Vorstehenden erwähnt.
Um die extrudierten Hohlfilamentströme des Polyesterharzes schnell zu kühlen, beginnt die Schnellkühlung bevorzugt an einer Stelle, die 5 bis 50 mm, noch bevorzugter 10 bis 30 mm unter dem unteren Ende der Spinndüse liegt, wobei Kühlluft bei einer Temperatur von 20 bis 35°C mit einer Blasgeschwindigkeit von 0,2 bis 4,0 m/s in Richtung der Ströme geblasen wird. Durch das schnelle Kühlen unter den obenerwähnten Bedingungen können die Polyester-Hohlfasern stabil schmelzgesponnen werden. Wenn der Abstand zwischen dem unteren Ende der Spinndüse und der Stelle, wo die Schnellkühlung einsetzt, weniger als 5 mm beträgt, wird die Spinndüse schnell abgekühlt und diese rasche Abkühlung führt dazu, dass die extrudierten Hohlfilamentströme reißen. Wenn der Abstand mehr als 50 mm beträgt, ist die auf die extrudierten Hohlfilamentströme wirkende Kühlrate unzureichend, so dass das gewünschte hohe Hohlvolumen nur schwer erhalten werden kann.
Ferner sollten Blasgeschwindigkeit und Temperatur der Kühlluft geeignet aufeinander abgestimmt sein, um ein richtiges und gutes Ergebnis zu erhalten. Wenn die Temperatur der Kühlluft in dem Bereich von 20 bis 35°C angesiedelt ist, liegt die Blasgeschwindigkeit der Kühlluft bevorzugt in einem Bereich von 0,2 bis 4,0 m/s. Bei ungeeigneter gegenseitiger Abstimmung kann es zum Beispiel dazu kommen, dass die Kühlung zu stark wird, die Temperatur der Spinndüse zu stark abfällt und die Viskosität der Polymerschmelze übermäßig ansteigt, so dass die Extrusion der Polymerschmelze schwierig wird, die kontinuierliche Bildung der Hohlbereiche in den extrudierten Filamentströmen behindert wird und die extrudierten Filamentströme reißen. Wenn die Blasgeschwindigkeit der Kühlluft zu hoch ist, werden die extrudierten Filamentströme heftig gerüttelt und können unerwünschte Verbindungen miteinander eingehen.
Um das gewünschte hohe Hohlvolumen und die gewünschte Feinstruktur der erfindungsgemäßen Fasern zu erhalten, wird es bevorzugt, den Schnellkühlungsvorgang in einer Zone durchzuführen, die unmittelbar unterhalb der Spinndüse liegt und eine Länge von 50 bis 150 mm, noch bevorzugter 80 bis 120 mm aufweist. Wenn die Länge der Schnellkühlungszone weniger als 50 mm beträgt, ist der Schnellkühlungseffekt unzureichend, so dass sich die Herstellung der Polyester-Hohlfasern mit einem Hohlvolumen von 40% oder mehr und der Feinstruktur der Fasern schwierig gestalten kann. Wenn die Länge der Schnellkühlungszone größer ist als 150 mm, ist zwar das Hohlvolumen der resultierenden Polyester-Hohlfasern befriedigend, die Länge der unter der Schnellkühlungszone angeordneten Zone zum allmählichen Abkühlen ist jedoch verringert, so dass die resultierenden Polyester-Hohlfasern eine wesentlich verminderte Verstreckbarkeit aufweisen können und die resultierende Faserfeinstruktur möglicherweise den Forderungen der vorliegenden Erfindung nicht genügt.
Die Zone zum allmählichen Abkühlen, welche sich an das untere Ende der Schnellabkühlungszone anschließt, weist bevorzugt eine Länge von 100 bis 400 mm auf, noch bevorzugter 150 bis 350 mm. Wenn die Zone zum allmählichen Abkühlen außerhalb des obengenannten Bereichs liegt, kann die resultierende Feinstruktur der Fasern möglicherweise von der erfindungsgemäßen verschieden sein.
In der Zone zum allmählichen Abkühlen wird Kühlluft mit einer Blasgeschwindigkeit von 1/10 bis 1/2 der Blasgeschwindigkeit der Schnellkühlungsluft in Richtung der schnellgekühlten Filamente geblasen. Durch allmähliches Abkühlen der Filamente unter den obenerwähnten Bedingungen lassen sich die Polyester-Hohlfasern mit dem gewünschte hohen Hohlvolumen und der gewünschten Faserfeinstruktur erhalten.
Im Einzelnen ist es bei dem obenerwähnten Verfahren zur Herstellung der Polyester-Hohlfasern wichtig, dass die extrudierten Hohlfilamentströme der Polyesterharzschmelze zuerst schnellgekühlt und dann allmählich abgekühlt werden. Weiter sollten die Längen der Zonen zum schnellen und allmählichen Abkühlen, die Blasgeschwindigkeit und Temperatur der Kühlluftblasströme zum schnellen und allmählichen Kühlen mit geeigneter Ausgewogenheit gesteuert werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten. Wenn zum Beispiel die Kühllufttemperatur 20 bis 35°C beträgt, sollte die Blasgeschwindigkeit auf das obenerwähnte Niveau eingestellt werden. Wenn die Kühllufttemperatur zu niedrig ist, werden die extrudierten Filamente übermäßig gekühlt, wobei zwar ein hohes Hohlvolumen erhalten werden kann, die Feinstruktur der resultierenden Fasern aber von der erfindungsgemäßen verschieden sein kann. Wenn die Kühllufttemperatur zu hoch ist, können die extrudierten Filamente unzureichend gekühlt werden, wobei das gewünschte hohe Hohlvolumen möglicherweise nicht erhalten wird und die Feinstruktur der der resultierenden Fasern verschieden von der erfindungsgemäßen sein kann.
Die nach den obengenannten Verfahren abgezogenen unverstreckten Polyester-Hohlfasern werden, je nach dem endgültigen Verwendungszweck der Fasern, verstreckt und/oder wärmebehandelt. So wird zum Beispiel der Streckvorgang bei einer Temperatur von 50 bis 70°C und einem Streckverhältnis von 1,8 bis 5,5 durchgeführt. Wenn keine Wärmebehandlung zur Anwendung kommt, zeigen die resultierenden Polyester-Hohlfasern einen hohen Wärmeschrumpf. Wenn eine Wärmebehandlung unter Spannung mit Hilfe einer Heizwalze oder einer Heizplatte angewendet wird, zeigen die resultierenden Polyester-Hohlfasern einen niedrigen Wärmeschrumpf. Wenn die verstreckten Filamente einer Wärmebehandlung in einem Heizmedium, z. B. in heißem Wasser, unter Relaxation der Filamente; z. B. durch Zuführung der Filamente mit Überlieferung, unterworfen werden, zeigen die resultierenden Polyester-Hohlfasern Eigendehnungseigenschaften.
Die wichtigsten Punkte des obenerwähnten Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern sind folgende.
Die durch die Spinndüse extrudierte Polyesterharzschmelze bildet hohlfilamentförmige Ströme und unmittelbar nach Bildung der hohlfilamentförmigen Ströme werden die äußeren Oberflächenbereiche der hohlfilamentförmigen Ströme schnellgekühlt, um die äußeren Oberflächenbereiche in der Schnellkühlungszone im Wesentlichen zu verfestigen. In diesem Stadium weisen die schnellgekühlten Hohlfilamentströme im Wesentlichen verfestigte äußere Oberflächenbereiche und nicht-verfestigte Innenbereiche der Mantelteile auf. In der sich anschließenden Zone zum allmählichen Kühlen werden die nicht-verfestigten Innenbereiche verfestigt, um eine gewünschte Hohlfaserstruktur zu bilden.
Weil die extrudierten hohlfilamentförmigen Polyesterharzschmelzeströme durch die spezifischen schnellen und allmählichen Kühlprozesse verfestigt werden, während sie bei einem geeigneten Verzugsverhältnis verzogen und bei einer geeigneten Abzugsgeschwindigkeit abgezogen werden, entsteht die spezifische kristalline Feinstruktur des Polyesterharzes, welche von derjenigen konventioneller Polyester-Hohlfasern verschieden ist, in den Mantelbereichen der Hohlfasern. Die resultierenden unverstreckten Hohlfasern sind hervorragend verstreckbar. Es wird davon ausgegangen, dass die obengenannten spezifischen Hohlfaserbildungsbedingungen dazu führen, dass die resultierenden Polyester-Hohlfasern nicht nur ein hohes Hohlvolumen aufweisen, sondern auch die obenerwähnte spezifische kristalline Feinstruktur der Fasern zeigen.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern sind nicht auf die Fasern begrenzt, welche nach dem obenerwähnten Verfahren hergestellt werden, sondern können auch nach anderen Verfahren hergestellt werden.
Die Polyester-Hohlfasern können ohne Weiterverarbeitung oder nach Anwendung einer Behandlung zum Erteilen von Bausch, bei der es sich um eine Falschdrallbehandlung oder ein Düsenblasverfahren (Taslan-Behandlung) handeln kann, verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern können für sich allein oder in Kombination mit anderen Fasern verwendet werden, beispielsweise mit synthetischen Fasern, die von den erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern verschieden sind, oder mit Fasern aus Baumwolle oder Wolle, um verschiedene Textilmaterialien zu erzeugen, welche mit verschiedenen spezifischen Gebrauchseigenschaften ausgestattet sind, die auf einem hohen Widerstand gegen Kompression oder Druckbeanspruchung und einer hohen Erholungsfähigkeit nach Deformation beruhen.
So können beispielsweise verschiedene Arten von Web- oder Maschenwaren mit einem hohen Knittererholungsvermögen und einer hohen Knitterbeständigkeit aus 20 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 100 Gew.-% der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern und 0 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 70 Gew.-% anderer Fasern hergestellt werden, weil die Polyester-Hohlfasern dazu beitragen, die Knitterfestigkeit und Knittererholung zu verbessern. Ferner zeigen die Web- oder Maschenwaren, welche die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern enthalten, hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Deckkraft, Warmhalteeffekt, Weichheit und verbessere Elastizität selbst bei Textilien mit niedrigem Flächengewicht. Ferner zeigen die Polyester-Hohlfasern – infolge der spezifischen kristallinen Feinstruktur der Fasern – eine hohe Färbbarkeit und können trotz des Vorhandenseins der Hohlbereiche dunkel gefärbt werden. Wenn der Seidenfaktor niedrig ist, zeigen die resultierenden Polyester-Hohlfasern einen hohen Widerstand gegen Abrieb und Fibrillenbildung infolge des hohen Hohlvolumens der Fasern. Aus diesem Grund zeigen die Web- oder Maschenwaren selbst nach langem Tragen einen hohen Widerstand gegen Aufhellung und eine hohe Pillingresistenz.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern sind für Polflächenmaterialien geeignet. Wenn das Polflächenmaterial als polbildende Fasern 20 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 100 Gew.-% der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern und 0 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 70 Gew.-% Fasern, die von den Polyester-Hohlfasern verschieden sind, aufweist, zeigt die resultierende Polschicht hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Widerstand gegen Niederdrückung des Pols und Wiederaufrichtvermögen des Pols, hoch voluminösen Griff und weichen Anfühleffekt, und zwar selbst bei niedrigem Flächengewicht, weil die Hohlfasern eine relativ große Querschnittsfläche aufweisen. Weil die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern einen hohen Widerstand gegen Kompression oder Flachdrücken und ein hohes Erholungsvermögen nach Deformation aufweisen, kann der Pol sich leicht aus dem niedergedrückten Zustand erholen und den ursprünglichen aufrechten Stand zurückgewinnen. Weiter zeigen die Polflächenmaterialien eine hohe Verschleißfestigkeit.
Speziell zeigen bei Verwendung der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern mit hohem Schrumpf und der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern mit niedrigem Schrumpf in Mischfasern oder in Spinnfasermischgarnen die resultierenden Polflächenmaterialien einen verbesserten Widerstand gegen Niederdrückung des Pols.
Die Polyester-Hohlfasern sind für Nonwoven-Textilien geeignet. Nonwoven-Textilien mit 20 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 100 Gew.-% der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern und 0 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 50 Gew.-% Fasern, die von den Polyester-Hohlfasern verschieden sind, zeigen ein hohes Erholungsvermögen nach Kompression. So zeigen zum Beispiel die Nonwoven-Textilien eine thermische Erholung im Bausch, repräsentiert durch ein Volumenverhältnis Hr/Hi, wobei das Verhältnis 1,1 oder mehr beträgt, worin Hi ein Volumen in cm³/g des Nonwoven-Textils repräsentiert, welches einer dreimal wiederholten Behandlung unterworfen wurde, wobei bei jeder das Nonwoven-Textil unter einem Druck von 5 g/cm² bei Raumtemperatur während 30 Sekunden zusammengedrückt wurde und dann von dem Druck befreit wurde, und worin Hr ein Volumen in cm³/g des Nonwoven-Textils repräsentiert, welches dieselben drei Male einer wiederholten Behandlung, wie oben erwähnt, unterworfen wurde und dann auf eine Temperatur von 60°C während 5 Minuten erwärmt wurde. Wenn die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern für Zwecke verwendet werden sollen, die niedrige Reibungskoeffizienten von den Fasern verlangen, z. B. Nonwoven-Textilien, sind die Oberflächen der Polyester-Hohlfasern bevorzugt mit einer gehärteten Siliconharzschicht in einer Menge von 0,05 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Fasern, beschichtet. Die siliconharzbeschichteten Polyester-Hohlfasern in Einklang mit der vorliegenden Erfindung zeigen nicht nur verbesserte Kardier eigenschaften, wenn die Hohlfasern in Verbindung mit einem Nonwoven-Textil verwendet werden, sondern auch einen verbesserten Bausch, Widerstand gegen Kompression und Ermüdung, weichen Griff und hohes Drapiervermögen. Aus diesem Grund sind die erfindungsgemäßen Nonwoven-Textilien hinsichtlich Erscheinungsbild, Gebrauchseigenschaften und Griff mit Textilien aus Naturdaunen vergleichbar.
Als ein Verfahren zum Beschichten der Faseroberflächen mit der Siliconharzschicht lässt sich eine Verfahren nennen, bei dem unverstreckte Fasern in ein ein reaktives Silicon enthaltendes Behandlungsbad getaucht, dann verstreckt und wärmebehandelt werden. Bei einem anderen Verfahren werden verstreckte Fasern mit einer ausdrücklich großen Menge eines Silicon-Behandlungsagens beschichtet, sodann der Überschuss des Silicon-Behandlungsagens auf bestimmte Weise entfernt und dann die beschichteten Fasern wärmebehandelt. Bei einem weiteren Verfahren werden gekräuselte Fasern mit einem Silicon-Behandlungsagens beschichtet und anschließend wärmebehandelt. Bei einem weiteren Verfahren werden Stapelfasern mit einem Silicon-Behandlungsagens beschichtet und dann wärmebehandelt.
Die reaktiven Siliconverbindungen, welche für die vorliegende Erfindung Verwendung finden können, sind bevorzugt ausgewählt aus Dimethylpolysiloxan, Hydrogenmethylpolysiloxan und Epoxypolysiloxan. Diese Verbindungen können für sich allein oder als Mischung aus mindestens zwei Verbindungen verwendet werden. Um eine gleichmäßige Bindung des Silicon-Agens an die Fasern zu erzielen, werden ein Dispersionsmittel und ein Katalysator zum Beschleunigen der Vernetzungsreaktion der Verbindung bevorzugt zusammen mit dem Silicon-Agens verwendet. Die das Silicon-Agens enthaltende Beschichtungsflüssigkeit kann im Zustand einer wässrigen Emulsion oder als reine Flüssigkeit vorliegen.
Die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern können für Kunstleder-Flächengebilde verwendet werden, welche jeweils ein mit einem Harz imprägniertes Substratflächengebilde umfassen. Das harzimprägnierte Flächenmaterial ist optional mit einer Harzbeschichtungslage beschichtet. Das Substratflächengebilde für das Kunstlederflächenmaterial umfasst bevorzugt die erfindungs gemäßen Polyester-Hohlfasern in einer Menge von 30 bis 100 Gew.-%, noch bevorzugter 40 bis 100 Gew.-%, und 0 bis 70 Gew.-%, noch bevorzugter 0 bis 60 Gew.-% von anderen Fasern, basierend auf dem Gesamtgewicht der Fasern.
Bei den Kunstleder-Flächengebilden enthalten die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern bevorzugt eine Fraktion, welche aus hoch schrumpffähigen Hohlfasern mit einem Wärmeschrumpf von 45% oder mehr in heißem Wasser bei einer Temperatur von 70°C besteht, in einer Menge von 5 bis 60%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hohlfasern. Wenn die hoch schrumpffähigen Hohlfasern in dem obenerwähnten Anteil enthalten sind, weist das resultierende Substratflächenmaterial hohen Bausch und geringe Rohdichte (geringes Gewicht) auf. Die obenerwähnten hoch schrumpffähigen Hohlfasern lassen sich durch eine externe Kraft leicht zusammen- oder flachdrücken. Wenn die zusammengedrückten Hohlfasern aber bei einer Temperatur von 100°C bis 150°C für 5 bis 10 Minuten wärmebehandelt werden, können die zusammengedrückten Hohlfasern ihre ursprüngliche Form im Wesentlichen wieder zurückgewinnen, und danach zeigen die wärmebehandelten Hohlfasern eine hohe Erholungsfähigkeit nach Kompression.
Ferner enthalten die Polyester-Hohlfasern, welche für die erfindungsgemäßen Kunstleder-Flächengebilde zur Verwendung kommen, bevorzugt 40 bis 95%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Hohlfasern, einer Fraktion, welche aus Hohlfasern mit latenten Eigendehnungseigenschaften besteht, die einen Wärmeschrumpf von –15 bis +5% bei Behandlung in Trockenhitze bei einer Temperatur von 180°C aufweisen. Der Ausdruck "Hohlfasern mit latenten Eigendehnungseigenschaften", wie er im vorliegenden Text verwendet wird, bezieht sich auf Hohlfasern mit einem Wärmeschrumpf von 0 oder weniger, namentlich einer Wärmedehnung von 0 oder mehr, bei einer Temperatur in trockenem Zustand von 60°C bis 70°C, bei der ein Hohlfaservlies für das Substratflächengebilde einer Wärmeschrumpfbehandlung unterworfen wird. Die Hohlfasern mit latenten Eigendehnungseigenschaften bewirken, dass das resultierende Substratflächenmaterial für das Kunstledermaterial bauschig wird. Wenn die Hohlfasern mit latenten Eigendehnungseigenschaften in Kombination mit den hoch schrumpffähigen Hohlfasern verwendet werden, zeigt das resultie rende Substratflächengebilde eine erhöhte Bauschigkeit und trägt so zu einer Gewichtsverminderung des resultierenden Kunstlederflächenmaterials bei. Ferner zeigen die Hohlfasern mit Eigendehnungseigenschaften, welche einen DHS-Wert von 0 bis –10% aufweisen, bevorzugt einen Kristallisationsgrad von 20 bis 22% und eine Kristallgröße der Polyesterkristalle von 4,5 bis 5,5 nm in der (010)-Ebene.
Bei dem Substratflächengebilde für das Kunstleder ist das Hohlvolumen der Hohlfasern, welche im Oberflächenbereich desselben angeordnet sind, bevorzugt verschieden von dem im Innenbereich. Im Einzelnen ist es noch bevorzugter, das Hohlvolumen der im Oberflächenbereich angeordneten Hohlfasern klein und das im Innenbereich groß zu wählen.
Wenn die zwei, sich hinsichtlich ihres Hohlvolumens unterscheidenden Arten von Hohlfasern wie im Vorstehenden beschrieben in einem Nonwoven-Textil für das Substratflächengebilde für das Kunstleder angeordnet sind, werden die im Oberflächenbereich angeordneten Hohlfasern durch eine Heißpress-Walze zusammengedrückt und flachgepresst; weil aber Wärme und Druck der Heißpress-Walze nur schwer auf den inneren Bereich übertragen werden, können die im inneren Bereich angeordneten und ein hohes Hohlvolumen aufweisenden Hohlfasern ihre ursprüngliche Form bewahren oder ihre ursprüngliche Form leicht zurückgewinnen. Hierbei wird das Substratflächengebilde mit der Harzbehandlungsflüssigkeit, welche zum Beispiel ein Polyurethanharz enthält, getränkt und die Harzbehandlungsflüssigkeit darin fixiert.
Im Einzelnen werden beim Imprägnieren des Substratflächengebildes mit dem Harz unter Verwendung des Heißpress-Vorgangs zwar die im Oberflächenbereich angeordneten Hohlfasern flachgepresst, die im Innenbereich angeordneten Hohlfasern bewahren aber das hohe Hohlvolumen, und das Querschnittsprofil der Hohlbereiche bewahrt eine im Wesentlichen runde Form. Wenn das harzimprägnierte Flächengebilde gebogen wird, so dass Falten entstehen, zeigen die flachgepressten Hohlfasern hohe Spannung gegen die Biegekraft und die nicht-flachgepressten Hohlfasern erlauben ein leichtes Biegen oder Verformen des Flächengebildes. Ferner zeigt das resultierende Kunstleder geringes Gewicht, hohe Elastizität, hohe Bauschigkeit, weichen Griff und hohes Rückspringvermögen.
Bei dem Kunstleder umfasst das Harz, mit dem das Substratflächengebilde imprägniert oder beschichtet werden soll, wenigstens ein Polymer, beispielsweise ausgewählt aus Polyurethanen, Polyamiden, Polyvinylchlorid etc. Das Substratflächengebilde wird mit Harz imprägniert; optional wird das harzgetränkte Substratflächengebilde mit dem Harz beschichtet. Das Imprägnierungsharz wird bevorzugt in einer Menge von 30 bis 150% verwendet, bezogen auf das Gewicht des Substratflächengebildes, und das Beschichtungsharz wird bevorzugt in einer Menge von 10 bis 300% verwendet, bezogen auf das Gewicht des harzgetränkten Flächengebildes.
Wenn die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern für sich allein oder in Kombination mit Fasern, welche von den erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern verschieden sind, z. B. synthetischen Fasern sowie Fasern aus Baumwolle und Wolle, verwendet werden, zeigen die Polyester-Hohlfasern verschiedene hervorragende Gebrauchsverhalten, welche auf dem hohen Erholungsvermögen nach Deformation oder Kompression und einem hohen Widerstand gegen Deformation oder Kompression beruhen.
Als Beispiel für die verschiedenen hervorragenden Gebrauchseigenschaften sei angeführt, dass die Polyester-Hohlfasern, die eine geringe Dicke von 1,66 dtex (1,5 den) aufweisen, welche Dicke bewirkt, dass die Hohlfasern eine niedrige Produktivität im Kardierprozess zeigen, ein verbessertes Kardenpassageverhalten zeigen. Weil das Kardenpassageverhalten vom Außendurchmesser der Fasern abhängt und weil – als Beispiel – die erfindungsgemäßen Hohlfasern mit einer Dicke von 1,11 dtex (1,0 den) und einem Hohlvolumen von 50% einen Außendurchmesser aufweisen, der zu einer Dicke von 2,22 dtex (2,0 den) von Nicht-Hohlfasern korrespondiert, können die Hohlfasern, die eine Dicke von 1,11 dtex (1,0 den) aufweisen, ein Kardenpassageverhalten korrespondierend zu demjenigen der Nicht-Hohlfasern mit einer Dicke von 2,22 dtex (2,0 den) zeigen, wenn die Kardierbedingungen geeignet kontrolliert werden. Weiter: wenn die Dicke 0,56 dtex (0,5 den) und das Hohlvolumen 80% betragen, weisen die resultierenden Hohlfasern einen Außendurchmesser auf, der zu einer Dicke von 2,78 dtex (2,5 den) von Nicht-Hohlfasern korrespondiert. Diese Art von Hohlfaser zeigt ein Kardenpassageverhalten korrespondierend zu demjenigen der Nicht-Hohlfaser mit einer Dicke von 2,78 dtex (2,5 den). Konventionelle Hohlfasern werden jedoch während des Kardiervorgangs leicht gebrochen oder zusammengedrückt oder flachgepresst, so dass das Kardenpassageverhalten der konventionellen Hohlfasern wesentlich schlechter ist als das der korrespondierenden Nicht-Hohlfasern.
Bei der kristallinen Feinstruktur der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern beträgt der Kristallisationsgrad des Polyesterharzes 20% oder mehr, und die Polyesterkristallgröße in der (010)-Ebene beträgt 4,0 nm oder mehr. Namentlich weisen die Polyesterkristalle eine relativ große Kristallgröße in der (010)-Ebene auf, und die Polyestermolekülketten sind durch die großen Kristalle fest aneinander gebunden. Weil die Kristalle groß sind, ist die Zahl der Kristalle klein und damit der Abstand zwischen den Bindekristallen groß. Dementsprechend wird davon ausgegangen, dass die Kombination aus dem Bindeeffekt der Polyesterkristalle an die Polyestermolekülketten mit dem Bewegungseffekt der amorphen Molekülketten zwischen den Bindekristallen dazu beiträgt, den Dauerverformungs-Verhinderungseffekt der erfindungsgemäßen Hohlfasern in einem höheren Grad als bei konventionellen Polyester-Hohlfasern, worin die Polyesterkristalle klein sind, zu begünstigen, das Flachpressen der Hohlbereiche zu verhindern und den zusammengedrückten oder deformierten Hohlfasern ein leichtes Zurückgewinnen ihrer ursprünglichen Form, zum Beispiel durch Erhitzen, zu ermöglichen.
Weil die Mantelteile der Polyester-Hohlfasern eine spezifische kristalline Feinstruktur des Polyesterharzes aufweisen, zeigen die Hohlfasern trotz der in ihnen enthaltenen Hohlbereiche eine hohe Färbbarkeit und können dunkel gefärbt werden, und wenn der Seidenfaktor niedrig ist, bewirken die Hohlbereiche der Polyester-Hohlfasern, dass die Mantelbereiche eine hohe Beständigkeit gegenüber der Bildung feiner Fibrillen infolge Reibbeanspruchung zeigen, so dass die resultierenden Textilartikel, welche die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern enthalten, eine hohe Beständigkeit gegenüber Aufhellung und ein verbessertes Pillverhalten zeigen.
Weil die Hohlbereiche ein hohes Hohlvolumen von 40% oder mehr aufweisen, haben die Mantelbereiche eine relativ kleine Dicke in den Querschnitten der erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern. Eine Folge davon ist, dass selbst dann, wenn die Hohlbereiche durch eine externe mechanische Kraft verformt werden, die Hohlfasern einen hohen Widerstand gegen permanente Verformung derselben aufweisen. Im Einzelnen lassen sich Hohlfasern, welche ein niedriges Hohlvolumen aufweisen, durch eine externe mechanische Kraft schwieriger zusammendrücken als Hohlfasern mit einem hohen Hohlvolumen. Wenn die Fasern mit niedrigem Hohlvolumen aber zusammengedrückt werden, dann gewinnen die komprimierten Hohlfasern ihre ursprüngliche, nicht-komprimierte Gestalt nur schwer wieder zurück. Verglichen mit den konventionellen Hohlfasern werden die Polyester-Hohlfasern mit einem hohen Hohlvolumen durch eine externe mechanische Kraft zwar leicht zusammengedrückt oder flachgepresst; wenn die mechanische Kraft aber entfernt wird, können die komprimierten Hohlfasern ihre ursprüngliche nicht-komprimierte Form leicht wiedergewinnen und zeigen eine hohe Dauerhaftigkeit.
Wegen der Einführung der Hohlbereiche zeigen die resultierenden erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern einen größeren Faseraußendurchmesser, weisen ein hervorragendes Erholungsvermögen nach Deformation, geringes Gewicht, hervorragendes Warmhaltevermögen auf. Selbst wenn die Dicke in dtex (den) der Polyester-Hohlfasern klein ist, zum Beispiel 1,11 dtex (1 den) oder weniger, können die feintitrigen Polyester-Hohlfasern ein befriedigendes Kardenpassageverhalten aufweisen, korrespondierend zu dem von Nicht-Hohlfasern mit einem Faseraußendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Polyester-Hohlfasern. Aus diesem Grund können die Polyester-Hohlfasern mit hoher Stabilität des Kardierprozesses in ein Vlies oder Faserband umgewandelt werden.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele noch näher erläutert, wobei die Beispiele rein repräsentativ sind und den Bereich der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.
In den Beispielen wurden folgende Prüfungen angewendet:
(1) Grenzviskosität
Die Grenzviskosität eines Polyesterharzes wurde bestimmt unter Verwendung von Orthochlorphenol als Lösungsmittel bei einer Temperatur von 35°C.
(2) Faserdicke
Die Dicke der Fasern wurde gemäß Japanese Industrial Standard (JIS) L 1015, Methode 7-5-1A bestimmt.
(3) Scheinbare Faserdicke
Unter Verwendung eines Bildanalysesystems (Marke PIAS-2 der Firma PIAS K. K.) wurde das Querschnittsprofil einer Einzelfaser 500fach vergrößert und die Querschnittsfläche der Faser gemessen.
Die scheinbare Dicke der Faser wurde aus der resultierenden Querschnittsfläche der Faser und der zu 1,38 angenommenen relativen Dichte des Polyesters bestimmt.
(4) Hohlvolumen
Im Querschnittsprofil einer Einzelfaser in 500facher Vergrößerung wurden die Querschnittsfläche der Faser und die Querschnittsfläche des Hohlbereichs bestimmt und ein Querschnittsflächenverhältnis in Prozent von Hohlbereich zu Gesamtfaser berechnet.
(5) Schrumpf in Trockenhitze
Der Schrumpf in Trockenhitze einer Faser wurde bestimmt gemäß JIS L 1015 – 1981 bei einer Temperatur von 180°C für 20 Minuten.
(6) Kristallinitätsgrad
Der Kristallisationsgrad des Polyesterharzes in der Faser wurde mit Hilfe einer diffraktometrischen Weitwinkelaufnahme der Faser bestimmt.
(7) Kristallgröße in der (010)-Ebene
Die Kristallgröße von Polyesterkristallen in der (010)-Ebene wurde aus der Halbwertbreite des Diffraktionspeaks in der (010)-Ebene der diffraktometrischen Weitwinkelaufnahme bestimmt.
(8) Formerholung des Hohlbereichs
Ein Polyester-Hohlfilamentstrang wurde mit einer Zuführungsrate von 11.1111 dtex/25 mm Breite (10.000 den/25 mm) unter Druck durch ein Paar Quetschwalzen aus Metall, jeweils mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Breite von 25 mm und in einem Abstand von 0,05 mm voneinander, geleitet.
Der Quetschdruck wurde so eingestellt, dass die Querschnittsfläche des Hohlbereichs auf 10% oder weniger der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs verringert wird.
Sodann wurde der komprimierte Faserstrang unter umgebendem Atmosphärendruck bei Raumtemperatur für eine Stunde belassen. Die Querschnittsfläche (Sb) des Hohlbereichs der resultierenden Einzelfaser wurde gemessen.
Ferner wurde der Faserstrang bei einer Temperatur von 130°C für 10 Minuten weiter wärmebehandelt. Die Querschnittsfläche (Sc) des Hohlbereichs der wärmebehandelten Einzelfaser wurde gemessen.
Die obigen Messungen wurden jeweils zwanzigmal wiederholt, und aus den Messergebnissen wurde ein Mittelwert berechnet.
Aus den obenerwähnten Querschnittsflächen (Sa), (Sb) und (Sc) wurde eine Erholung Ra des Hohlbereichs bei Raumtemperatur und eine Erholung Rb des Hohlbereichs bei 130°C wie folgt berechnet. Ra (%) = (Sb)/(Sa) × 100 Rb (%) = (Sc)/(Sa) × 100
(9) Dicke des Mantelbereichs und Exzentrizität des Hohlbereichs
Das Querschnittsprofil einer Einzelfaser mit nur einem Hohlbereich wurde mittels eines Elektronenmikroskops aufgenommen. Auf der Aufnahme wurde eine gerade Linie durch einen Mittelpunkt des Querschnittsprofils der Hohlfaser und einen Mittelpunkt des Querschnittsprofils der Hohlfasern gezogen, und es wurden zwei Dicken La und Lb (La ≤ Lb) des Mantelbereichs entlang der geraden Linie gemessen. Die Exzentrizität des Hohlbereichs der einzelnen Hohlfasern ist repräsentiert durch das Verhältnis von La zu Lb.
(10) Spinnbarkeit und Verstreckbarkeit

Die Spinnbarkeit eines Polyesterharzes zu Hohlfasern wurde wie folgt bewertet.

Klasse	Spinnergebnis
3	Die Zahl der Filamentbrüche betrug 0,1 oder weniger pro Spinndüsenöffnung und Tag. Die Zahl aneinander haftender Filamente betrug 0,1 oder weniger pro Spinndüsenöffnung und Tag. Der Schnittvariabilitätsgrad V betrug 8% oder weniger.
2	Die Zahl der Filamentbrüche betrug mehr als 0,1, aber nicht mehr als 0,2 pro Spinndüsenöffnung und Tag. Die Zahl aneinander haftender Filamente betrug 0,1, aber nicht mehr als 0,2 pro Spinndüsenöffnung und Tag. Der Schnittvariabilitätsgrad V betrug mehr als 8%, aber nicht mehr als 9%.
1	Die Zahl der Filamentbrüche betrug mehr als 0,2 pro Spinndüsenöffnung und Tag. Die Zahl aneinander haftender Filamente betrug mehr als 0,2 pro Spinndüsenöffnung und Tag. Der Schnittvariabilitätsgrad V betrug mehr als 9%.

Der Ausdruck "aneinander haftende Filamente", wie er im vorliegenden Text verwendet wird, bezieht sich auf zwei oder mehr Filamente, welche zu einem Einzelfilament "schmelzverklebt" oder "verschweißt" sind.
Der Ausdruck "Schnittvariabilitätsgrad", wie er im vorliegenden Text verwendet wird, bezieht sich auf ein Streuungsmaß aus den Durchmessern von einzelnen Hohlfasern, willkürlich gemessen auf einer Aufnahme der Querschnittsprofile der einzelnen Fasern.

Ferner wurde die Verstreckbarkeit unverstreckter Hohlfilamente auf der folgenden Grundlage bewertet.

Klasse	Ergebnis der Verstreckung
3	Die Zahl der Brüche und Walzenwicklungen der Filamente betrug 1 oder weniger pro Streckwalze und Tag. Die Zahl der unverstreckten Filamente beträgt 5 oder weniger pro 100 000 Filamente.
2	Die Zahl der Brüche und Walzenwicklungen der Filamente betrug mehr als 1, aber nicht mehr als 3 pro Streckwalze und Tag. Die Zahl der unverstreckten Filamente betrug mehr als 5, aber nicht mehr als 10 pro 100 000 Filamente.
1	Die Zahl der Brüche und Walzenwicklungen der Filamente betrug mehr als 3 pro Streckwalze und Tag. Die Zahl der unverstreckten Filamente betrug mehr als 10 pro 100 000 Filamente.

(11) Formerhaltung des Textils
(Knitterbeständigkeit)
Gemäß JIS L 1059, Methode C (Knitterverfahren), einem Verfahren zur Prüfung der Knitterbeständigkeit von Webwaren, beurteilten drei erfahrene Beurteilungspersonen unabhängig voneinander die Knitterbeständigkeit von drei gewebten Textilien, jeweils mit den Abmessungen 150 mm × 280 mm, und aus den Beurteilungsergebnissen von neun gewebten Textilien wurde ein Mittelwert berechnet.
Die Knitterbeständigkeiten wurden in Klassen von 5 bis 1 eingestuft, wobei die Klasse 5 (WR-5) die höchste Knitterbeständigkeit und die Klasse 1 (WR-1) die niedrigste Knitterbeständigkeit bedeutet.
(12) Warmhaltevermögen (Wärme) des Textils
Ein rundes Textilstück mit einem Durchmesser von 5 cm wurde auf eine Wärmeaufnahmeplatte in einem Wärmeleitfähigkeitsmessgerät platziert, eine Wärmeversorgungsquelle (ein Kupferstück) mit einer Temperatur von 70°C nach und nach auf das Textilstück platziert und das Textilstück unter einer Belastung von 4 kg zusammengepresst; die Änderung (der Anstieg) der Tem peratur der Wärmeaufnahmeplatte wurde auf Registrierpapier aufgezeichnet. Dreißig Sekunden nach Beginn der Erhitzung wurde die Temperatur der Wärmeaufnahmeplatte gemessen. Das Warmhaltevermögen des Textilstücks wurde nach der folgenden Gleichung berechnet. Warmhaltevermögen (%) = [1 – (t – to)/(T – to)] × 100worin to die Anfangstemperatur (28°C) der Wärmeaufnahmeplatte repräsentiert, worin t für die Temperatur der Wärmeaufnahmeplatte 30 Sekunden nach Beginn der Beheizung steht und worin T die Temperatur der Wärmeversorgungsquelle bedeutet, nämlich 70°C. Der Test wurde dreimal wiederholt und aus den Testergebnissen ein Mittelwert berechnet.
Die Mittelwerte wurden in vier Klassen eingestuft, und zwar:

Klasse Warmhaltevermögen

A Hervorragend

B Gut

C Befriedigend

D Schlecht
(13) Rohdichte des Textils
Es wurden fünf Textilstücke, jeweils mit einer Fläche von 5 cm², übereinandergelegt, die Gesamtdicke der übereinanderliegenden Stücke gemessen und so das Gesamtvolumen und Gesamtgewicht der übereinanderliegenden Stücke bestimmt.
Sodann wurde das Gewicht des Textils pro Volumeneinheit berechnet.
Die bestimmten Gewichte pro Gewichtseinheit des Textils wurden in Klassen von A bis D eingestuft, und zwar:

Klasse Leichtgewichtiakeit

A Hervorragend

B Gut

C Befriedigend

D Schlecht
(14) Deckkraft des Textils
(Opazität)
Die Opazität des Textils wurde gemäß JIS P 8138 bestimmt.
(15) Griff des Textils
Der Griff des Textils wurde mittels einer organoleptischen Prüfung beurteilt und in Klassen von A bis D wie folgt eingestuft:

Klasse Griff

A Hervorragend

B Gut

C Befriedigend

D Schlecht
(16) Organoleptische Prüfungen von Bauschigkeit, Weichheit und Kühle-Effekt des Polflächengebildes
Bauschigkeit, Weichheit und Kühle-Griff des Polflächengebildes wurden mittels organoleptischer Prüfungen getestet und auf gleiche Weise beurteilt wie der Griff des Textils.
(17) Widerstand des Polflächengebildes gegen Niederdrückung des Pols
Eine Kugel mit einem Durchmesser von 8 cm und einem Gewicht von 2000 g wird auf die Vorderseite eines Polflächengebildes platziert und das Polflächengebilde mit der Kugel in einem Heißlufttrockner bei einer Temperatur von 80°C zwei Stunden lang erhitzt. Sodann wurde das Polflächengebilde aus dem Trockner entnommen und die Kugel von dem Polflächengebilde entfernt.
Unter Verwendung eines winkelveränderlichen Spektralfarbenmesssystems (Modell CCMS-3 von K. K. Murakami Shikisaigijutsu Kenkyusho) wurden die L-Werte des Bereichs des Polflächengebildes mit niedergedrücktem Pol und des Bereichs mit nicht-niedergedrücktem Pol gemessen.
Bei dem L-Wert handelte es sich um einen L*-Wert gemäß dem CIE-Farbspezifikationssystem. Bei der Messung des L-Wertes wurde ein Lichtempfänger in einem Winkel von 80 Grad zu einer senkrechten Linie für die Vorderseite des Polflächengebildes befestigt, ein einfallendes Licht wird in den Lichtempfänger eingestrahlt, während der Einfallslichtwinkel um jeweils 10 Grad längs der Richtung von dem Lichtempfänger zum oberen Ende des Pols des Polflächengebildes in einem Bereich von +60 Grad bis –60 Grad zu der Richtung, in der der Pol niedergedrückt ist, variiert wird. Es wurde der größte Wert der Farbdifferenz ΔL* (LA* – Lg*) zwischen dem L*-Wert des Bereichs mit niedergedrücktem Pol (namentlich dem LA*-Wert) und dem L*-Wert des Bereichs mit nicht niedergedrücktem Pol (namentlich dem Lg*-Wert) bestimmt. Die größte Farbdifferenz ΔL* repräsentierte einen Widerstand (K-Wert) des Pols gegenüber Niederdrückung. Je höher der K-Wert, desto auffallender der niedergedrückte Pol.
(18) Anfangsbauschigkeit des Nonwoven-Textils
Es wurde eine Anfangsbauschigkeit des Nonwoven-Textils, ausgedrückt im spezifischen Volumen, gemäß JIS L 1097 bestimmt.
Es wurde ein Vlies mit den Abmessungen 20 cm × 20 cm und mit einem Gewicht (W) von 40 g aus einer Fasermasse unter Verwendung einer Karde hergestellt. Das Vlies wurde in Umgebungsatmosphäre eine Stunde oder länger belassen, sodann wurde eine dicke Platte mit den Abmessungen 20 cm × 20 cm und einem Gewicht von 0,5 g/cm² auf das Vlies gelegt, eine Kugel (A) mit einem Gewicht von 2 kg für 30 Sekunden auf die dicke Platte gelegt, die Kugel (A) dann von der dicken Platte entfernt und das verbleibende Vlies und die dicke Platte 30 Sekunden belassen.
Die Vorgänge des Aufsetzens und des Entfernens der Kugel wurden dreimal wiederholt. Nachdem Vlies und dicke Platte, von der Kugel befreit, 30 Sekunden belassen worden waren, wurden die Höhen der Unterseiten der vier Ecken der dicken Platte gemessen und ein Höhen-Mittelwert (h) aus den gemessenen Höhen berechnet. Das spezifische Volumen (Anfangsbauschigkeit) des Vlieses wird nach folgender Gleichung berechnet: Anfangsbauschigkeit (Hi, cm3/g) = (20 × 20 × h/10)/W
(19) Anfangsbauschigkeit bei Komprimierung des Nonwoven-Textils
Die Anfangsbauschigkeit bei Komprimierung eines Nonwoven-Textils, ausgedrückt im spezifischen Volumen, wurde nach JIS L 1097 bestimmt.
Auf ein Vlies gleich dem unter Punkt (18) angegeben wurde eine dicke Platte mit den Abmessungen 20 cm × 20 cm und einem Gewicht von 0,5 g/cm² platziert, sodann mit einem Gewicht (B) von 4 kg 30 Sekunden zusammengepresst. Anschließend wurden die Höhen der Unterseiten der vier Ecken der dicken Platte gemessen und ein Mittelwert (h₁) der gemessenen Höhen berechnet.
Das spezifische Volumen (Anfangsbauschigkeit bei Komprimierung) des Vlieses wurde nach folgender Gleichung berechnet: Anfangsbauschigkeit bei Komprimierung (cm3/g) = (20 × 20 × h1/10)/W
(20) Thermische Erholung im Bausch
Es wurde ein Vlies mit den Abmessungen 20 cm × 20 cm und mit einem Gewicht (W) von 40 g aus einer Fasermasse unter Verwendung einer Karde hergestellt und in der Umgebungsatmosphäre eine Stunde oder länger belassen.
Auf das Vlies wurde eine dicke Platte mit den Abmessungen 20 cm × 20 cm und einem Gewicht von 0,5 g/cm² platziert und sodann auf die Platte ein Gewicht (A) von 2 kg gelegt, um das Vlies für 30 Sekunden zusammenzudrücken; danach wurde das Gewicht entfernt. Das verbleibende Vlies und die dicke Platte wurden für 30 Sekunden in der Umgebungsatmosphäre belassen. Nachdem der Vorgang des Auflegens und Entfernens der Kugel dreimal wiederholt worden war, wurden die dicke Platte und das Vlies bei einer Temperatur von 60°C für 5 Minuten wärmebehandelt und dann 30 Sekunden lang in der Umgebungsatmosphäre belassen.
Die Höhen der Unterseiten der vier Ecken der dicken Platte wurden gemessen und aus den gemessenen Höhen ein Mittelwert (h₂) berechnet.
Die Bauschigkeit (Hr) in cm³/g des Vlieses wurde nach folgender Gleichung berechnet: Hr (cm3/g) = (20 × 20 × h2/10)/W
Die thermische Erholung im Bausch des Vlieses wurde durch das Verhältnis Hr/Hi repräsentiert.
(21) Ungleichmäßigkeit des Querschnittsprofils der Hohlfaser
Die Ungleichmäßigkeit des Querschnittsprofils der Hohlfaser wurde durch das Verhältnis R₁/R₂ repräsentiert, worin R₁ einen Radius eines Umkreises eines querschnittlichen Außenprofils der Faser repräsentiert und worin R₂ einen Radius eines einbeschriebenen Kreises des querschnittlichen Außenprofils der Faser darstellt.
(22) Kardenpassage-Höchstgeschwindigkeit der Fasern
Eine Fasermasse wird einer Deckelkarde zugeführt, und es wurde die höchste Kardenpassagegeschwindigkeit ermittelt, bei der die Fasermasse die Karde durchlaufen kann, ohne Noppen und Flugstaub zu bilden und ohne Ungleichmäßigkeit in dem resultierenden Vlies zu erzeugen.
Beispiel 1
Ein Polyethylenterephthalat-Harz mit einer Grenzviskosität von 0,64, welches 0,07 Gew.-% Titandioxid-Pigment enthielt, wurde durch eine Spinndüse mit 2000 hohlfilamentbildenden Spinndüsenöffnungen bei einer Polymerschmelzetemperatur von 268°C und einer Extrusionsrate von 1260 g/min schmelzextrudiert und bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 1800 m/min abgezogen, um unverstreckte Polyester-Hohlfilamente mit einer Einzelfaserdicke von 3,56 dtex (3,2 den) und einem Hohlvolumen von 50% zu erzeugen. Bei dem Schmelzspinnvorgang war ein Schnellkühlungszone unmittelbar unter dem unteren Ende der Spinndüse in einer Länge von 100 mm gebildet. Schnellkühlungsluft mit einer Temperatur von 25°C wurde 15 mm unter dem unteren Ende der Spinndüse mit einer Blasgeschwindigkeit von 3,0 m/s eingeblasen. Das Verzugsverhältnis betrug 400.
Eine unter der Schnellkühlungszone gebildete Zone zum allmählichen Kühlen wies eine Länge von 250 mm auf. Die Luft zum allmählichen Kühlen wurde mit einer Temperatur von 25°C und einer Blasgeschwindigkeit von 0,5 m/s eingeblasen.
Die resultierenden unverstreckten Hohlfilamente wurden in einem einzigen Schritt in heißem Wasser bei einer Temperatur von 65°C mit einem Streckverhältnis von 3,5 verstreckt; die verstreckten Hohlfilamente wurden unter Spannung mit Hilfe einer Heizwalze bei einer Temperatur von 180°C wärmebehandelt. Die resultierenden Polyester-Hohlfilamente hatten eine Einzelfilamentdicke von 1,0 dtex (0,9 den) und ein Hohlvolumen von 50%.
Die Polyester-Hohlfilamente wurden mit einer Kräuselzahl von 12 bis 13 Kräusel/25 mm gekräuselt, dann mit Heißluft bei einer Temperatur von 120°C thermofixiert und zu Stapelfasern mit einer Länge von 3 bis 100 mm geschnitten.
Die Produktionsbedingungen für die Polyester-Hohlfasern sind in Tabelle 1 dargestellt; die Testergebnisse hierfür zeigt Tabelle 2.
Beispiele 2 bis 7 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
In jedem der Beispiele 2 bis 7 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wurden Polyester-Hohlfasern hergestellt, wobei wie in Beispiel 1 vorgegangen wurde, ausgenommen, dass bei den Verfahren zur Bildung der unverstreckten Filamente die Art der hohlfilamentbildenden Öffnungen und die Abzugsgeschwindigkeit der unverstreckten Filamente, die Position des Schnellkühlungslufteintritts, die Längen der Zonen zum schnellen und allmählichen Kühlen, die Kühllufttemperaturen und die Blasgeschwindigkeiten der Kühlluft gemäß Tabelle 1 verändert wurden. Die resultierenden unverstreckten Polyester-Hohlfilamente wurden verstreckt und wärmebehandelt, gekräuselt, thermofixiert und geschnitten, wobei wie in Beispiel 1 vorgegangen wurde. Die Testergebnisse für die resultierenden Polyester-Stapelhohlfasern sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiele 8 bis 12 und Veraleichsbeispiele 5 bis 10
In jedem der Beispiele 8 bis 10 und der Vergleichsbeispiele 5 bis 10 wurden Polyester-Stapelhohlfasern mit einer Länge von 38 bis 100 mm und den in Tabelle 3 gezeigten Eigenschaften nach einem Ringspinnverfahren mit einer Drehungszahl von 17,1 Drehungen/25 mm gesponnen, um ein Einfachspinnfasergarn mit einer Garnnummer von 20 tex (englische Baumwollgarnnummer 309) zu erzeugen.
Das Spinnfasergarn wurde zu einem leinwandbindigen Gewebe mit einer Kettfadendichte von 87 Fäden/25 mm, einer Schussfadendichte von 68 Fäden/25 mm und einer Breite von 127 mm verarbeitet. Das Gewebe wurde nach einem konventionellen Verfahren gewaschen und mit einem Dispersionsfarbstoff gefärbt.
In Beispiel 12 wurden die Hohlfasern in einer Menge von 50 Gew.-% mit 50 Gew.-% Baumwollfasern gemischt. In Vergleichsbeispiel 9 wurden die Hohlfasern in einer Menge von 15 Gew.-% mit 85 Gew.-% Baumwollfasern gemischt. Sowohl in Beispiel 12 als auch in Vergleichsbeispiel 9 wurde das gewaschene Gewebe einem Baumwollfaserbleichvorgang unterworfen, und der Färbevorgang wurde weggelassen. Die Testergebnisse für die Fasern zeigt Tabelle 3.
Beispiele 13 bis 17 und Veraleichsbeispiele 11 bis 16
In jedem der Beispiele 13 bis 17 und der Vergleichsbeispiele 11 bis 16 wurden Polyester-Stapelhohlfasern mit einer Länge von 38 bis 100 mm und den in Tabelle 4 gezeigten Eigenschaften nach einem Ringspinnverfahren mit einer Drehungszahl von 17,1 Drehungen/25 mm gesponnen, um ein Einfachspinnfasergarn mit einer Garnnummer von 20 tex (englische Baumwollgarnnummer 309) zu erzeugen. Das Spinnfasergarn wurde in ein Poltextil umgewandelt.
In den Beispielen 16 und 17 sowie in den Vergleichsbeispielen 13 und 15 wurden zwei Arten von Hohlfasern mit unterschiedlicher Dicke, wie in Tabelle 4 gezeigt, miteinander gemischt.
Die Testergebnisse für das Poltextil zeigt Tabelle 4.
Beispiele 18 bis 25 und Vergleichsbeispiele 17 bis 20
In jedem der Beispiele 18 bis 25 und der Vergleichsbeispiele 17 bis 20 wurden Polyester-Stapelhohlfasern mit einer Faserlänge von 51 mm und den in Tabelle 5 gezeigten Eigenschaften einem Kardierprozess unterworfen, um ein Nonwoven-Textil (Vlies) mit einem Flächengewicht von 60 g/m² herzustellen.
Die Testergebnisse für das Nonwoven-Textil sind in Tabelle 5 dargestellt.
Beispiel 26
Nach der gleichen Vorgehensweise wie in Beispiel 1 wurden unverstreckte Polyester-Hohlfilamente mit einem Hohlvolumen von 50% und einer Einzelfilamentdicke von 1,11 dtex (1,0 den) hergestellt.
Die resultierenden verstreckten Polyester-Hohlfilamente waren nicht-wärmebehandelte, hoch schrumpffähige Fasern mit einem hohen Wärmeschrumpf von 45% oder mehr bei Erhitzung in heißem Wasser bei einer Temperatur von 70°C für 20 Minuten.
Die verstrecken Polyester-Hohlfilamente wurden trockenhitzebehandelt, um sie in Hohlfilamente mit niedrigem Schrumpf umzuwandeln, welche einen Wärmeschrumpf von 10% oder weniger bei Erhitzung bei einer Temperatur von 180°C für 20 Minuten aufweisen.
Ferner wurden die unverstreckten Polyester-Hohlfilamente unter Zuführung mit einem Überlieferungsverhältnis von 0,8 in heißes Wasser bei einer Temperatur von 90°C getaucht und dann in einem Heißlufttrockner bei einer Temperatur von 100°C für 20 Minuten wärmebehandelt. Die resultierenden Filamente zeigten weder Schrumpf noch Dehnung bei Behandlung in heißem Wasser bei einer Temperatur von 70°C für 20 Minuten und zeigten einen Schrumpf in Trockenhitze von –10% bei Trockenhitzebehandlung bei einer Temperatur von 180°C für 20 Minuten. Im Einzelnen sind die Polyester-Hohlfilamente latent spontan dehnfähige Filamente. Die obenerwähnten Polyester-Hohlfilamente wurden den obenerwähnten Prüfungen unterzogen.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Jede der obengenannten Arten von Polyester-Hohlfilamenten wurde geölt, gekräuselt und auf eine Faserlänge von 51 mm abgelängt.
Die hoch schrumpffähigen Polyester-Hohlfasern und die latent spontan dehnfähigen Fasern wurden in einem Gewichtsverhältnis von 60 : 40 gemischt, die gemischten Fasern wurden kandiert, um ein Mischfaservlies herzustellen. Das Vlies wurde einem Vernadelungsprozess auf einer Nadelmaschine unterworfen, unter Verwendung von Vernadelungs-Nadeln mit einem regulären Widerhaken Nr. 40, bei einer Vernadelungsdichte von 800 Nadeln/cm², um ein vernadeltes Vlies mit einem Flächengewicht von 157 g/m² herzustellen.
Das Vlies wurde für zwei Minuten in heißes Wasser bei einer Temperatur von 68°C getaucht, um das Vlies um einen Flächenschrumpf von 35% zu schrumpfen. Nach Vakuumentwässerung wurde das Vlies bei einer Temperatur von 50°C für 5 Minuten getrocknet, um ein Vlies mit einem Flächengewicht von 242 g/m² bereitzustellen. Das Vlies wurde heißgepresst, wobei das Vlies zwischen einer beheizten Metalltrommel und einem 60-mesh-Edelstahlnetzgürtel bei einer Temperatur von 180°C für 60 Sekunden gehalten wurde, so dass die Oberfläche des Vlieses sich im Wesentlichen nicht veränderte. Es wurde ein Nonwoven-Textil mit einer Dicke von 1,2 mm und einer Rohdichte von 0,202 g/cm³ erhalten. In dem resultierenden Nonwoven-Vlies sind die im Oberflächenbereich angeordneten Hohlfasern flachgepresst, und das Nonwoven-Textil zeigte einen weichen Griff und erzeugte keine Biegelinien beim Biegen, und es wurden im Wesentlichen keine Knickfalten in dem Textil gefunden.
Das Nonwoven-Textil wurde mit einer Beschichtungsflüssigkeit (erhältlich unter der Marke Crysbon MP-185 von Dainiphon Ink Chemical Co. Ltd.), einer 12%igen Polyurethanharzlösung in Dimethylformamid und Carbon Black in einer Menge von 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Polyurethanharzes, gleichmäßig imprägniert, zwischen Quetschwalzen abgequetscht und dann in heißes Wasser bei einer Temperatur von 40°C getaucht, um das Harz zu koagulieren. Sodann wurde das mit dem Polyurethanharz imprägnierte Nonwoven-Textil mit Wasser gewaschen, bis im Wesentlichen kein Lösungsmittel mehr darin gefunden wurde, und anschließend getrocknet.
Das resultierende Kunstledermaterial wurde den folgenden Tests (23) bis (31) unterworfen.
(23) Flächenschrumpf (S) des Vlieses
Es wurde eine Oberfläche (S₀) eines vernadelten Vlieses gemessen, bevor dieses einer Schrumpfbehandlung unterworfen wurde. Ferner wurde eine Oberfläche (S₁) des vernadelten Vlieses nach der Schrumpfbehandlung gemessen.
Der Flächenschrumpf (S) in % wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet: S(%) = (S0 – S1)/S0 × 100
(24) Dicke (mm)
Die Dicke in mm des vernadelten Vlies vor Imprägnierung mit einem Harz wurde unter einer Belastung von 150 g/cm² gemessen.
Ferner wurde die Dicke in mm des resultierenden, mit dem Harz getränkten Kunstledermaterials unter einer Belastung von 500 g/cm² gemessen.
(25) Rohdichte (g/cm³)
Die Rohdichte in g/cm³ des Vlieses wurde aus dem Gewicht in g pro Flächeneinheit des Vlieses und der Dicke des Vlieses berechnet.
(26) Weichheit
Die Weichheit einer Vliesprobe mit den Abmessungen 20 cm × 20 cm wurde organoleptisch durch 10 Beurteilungspersonen, von Experten durch Zufallswahl bestimmt, wie folgt bewertet:

Klasse Weichheit

4 Von 8 Personen als weich beurteilt

3 Von 6 bis 7 Personen als weich beurteilt

2 Von 4 bis 5 Personen als weich beurteilt

1 Von 7 oder mehr Personen als steif beurteilt.
(27) Knickbeständigkeit
Eine Probe eines Vlieses oder Kunstledermaterials mit den Abmessungen 20 cm × 20 cm wurde so gebogen, dass die beiden einander zugewandten Oberseiten der gebogenen Probe einen Abstand von ca. 5 mm hatten; der Biegebereich wurde leicht zwischen zwei Finger zusammengepresst, wobei die einen leichten Druck ausübenden Finger von einem Ende zum gegenüberlie genden Ende der Biegebereichs bewegt wurden. Die Form des gebogenen und leicht zusammengepressten Bereichs der Probe wurde wie folgt bewertet.

Klasse Form des Biegebereichs

4 Rundlich gekrümmte Form

3 Sehr leicht geknickte Form

2 Leicht geknickte Form

1 Vollständig geknickte Form
(28) Biegesteifigkeit (g/cm)
Es wurde eine Kunstledermaterialprobe mit einer Breite von 2,5 cm und einer Länge von 9 cm verwendet.
Ein Endbereich der Probe mit einer Länge von 2 cm wurde horizontal fixiert. Der verbleibende Teil wurde an einem Haltepunkt 2 cm entfernt vom gegenüberliegenden Ende der Probe gehalten und um den fixierten Endpunkt der Probe gebogen, bis der Haltepunkt eine durch den fixierten Endpunkt laufende vertikale Linie erreichte.
Eine an dem gebogenen Probekörper erzeugte Reaktionskraft wurde mit einem Dehnungsmesser bestimmt. Die Biegesteifigkeit wurde aus dem gemessenen Reaktionskraftwert berechnet.
(29) Biegungsstarre (kg/cm²)
Die Biegungsstarre in kg/cm² der in der Biegesteifigkeitsprüfung (28) verwendeten Probe wurde gemäß der folgenden Gleichung berechnet. Biegungsstarre (kg/cm2) = 60 × Biegesteifigkeit (g/cm/[Probendicke (mm)]3
(30) Lederähnlichkeit
Eine Kunstledermaterialprobe mit einer Breite von 2,5 cm und einer Länge von 9 cm wurde biegekomprimiert, und zwar in einem solchen Ausmaß, dass die Dicke zwischen der Oberseite und der Unterseite der gebogenen Probe, die parallel zueinander waren, das Dreifache der ursprünglichen Dicke der Probe körpers erreichte. Eine in der biegekomprimierten Probe erzeugte Reaktionskraft wurde mit einem Dehnungsmesser bestimmt.
Das Verhältnis des gemessenen Reaktionskraftwertes zu dem Biegesteifigkeitswert (g/cm) der Probe repräsentiert die Lederähnlichkeit der Probe.
Je höher das Verhältnis, umso höher die Lederähnlichkeit der Probe.
(31) Dauerbiegefestigkeit
Die Dauerbiegefestigkeit eines Kunstledermaterials wurde gemäß JIS K 6505, Methode 525 bestimmt.
Die Testergebnisse zeigt Tabelle 6.
Das resultierende Kunstledermaterial zeigte geringes Gewicht, hohe Weichheit, hohe Elastizität in Dickenrichtung und erzeugte keine Biegelinien beim Biegen und war somit für den praktischen Einsatz geeignet.
Beispiel 27
Es wurde ein Kunstledermaterial hergestellt und geprüft, wobei wie in Beispiel 26 vorgegangen wurde, ausgenommen, dass das Mischungsgewichtsverhältnis der hoch schrumpffähigen Polyester-Hohlfasern zu den latent spontan dehnfähigen Polyester-Hohlfasern in 90 : 10 geändert wurde. Die Testergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Beispiel 28
Es wurde ein Kunstledermaterial hergestellt und geprüft, wobei wie in Beispiel 26 vorgegangen wurde, ausgenommen, dass als hoch schrumpffähige Fasern Polyester-Hohlfasern mit einer Einzelfaserdicke von 0,56 dtex (0,5 den), einem Hohlvolumen von 75% und einer scheinbaren Faserdicke von 2,22 dtex (2,0 den) verwendet wurden.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Beispiel 29
Es wurde ein Kunstledermaterial hergestellt und geprüft, wobei wie in Beispiel 26 vorgegangen wurde, ausgenommen, dass als hoch schrumpffähige Fasern Polyester-Hohlfasern mit einer Einzelfaserdicke von 3,33 dtex (3,0 den), einem Hohlvolumen von 70% und einer scheinbaren Dicke von 11,11 dtex (9,99 den) verwendet wurden.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Wie im Vorstehenden im Detail erläutert, weisen die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern einen hohen Widerstand gegen Kompression und Flachdrücken auf, wobei sie, wenn flachgedrückt, ihre ursprüngliche Form leicht zurückgewinnen können, und weisen zugleich ein sehr hohes Hohlvolumen auf. Aus diesem Grunde sind die erfindungsgemäßen Polyester-Hohlfasern zur Herstellung von verschiedenen Arten von textilen Materialien geeignet, zum Beispiel Web- und Maschenwaren mit geringem Gewicht, hohem Warmhaltevermögen, hoher Bauschigkeit, hoher Elastizität, Deckkraft, hoher Formhaltigkeit, hoher Knitterbeständigkeit, befriedigender Färbbarkeit, hohem Widerstand gegen Fibrillenbildung und hoher Pillresistenz; Polflächengebilden mit aus den Hohlfasern gebildetem Pol, welche einen hohen Widerstand des Pols gegen Niederdrückung, Leichtgewichtigkeit, hohe Bauschigkeit, hohe Weichheit und hohe Dauerhaftigkeit im Gebrauch zeigen; Nonwoven-Textilien mit geringem Gewicht, hohem Bausch, hoher Weichheit und hohem Widerstand gegen Kompression und Ermüdung sowie hoher Drapierfähigkeit; Kunstledermaterialien, gesteppter oder wattierter Winterbekleidung und Füllfasern für Inletts und Kissen.

Claims

Polyesterhohlfasern, von denen jede umfasst (A) mindestens einen Hohlbereich, der sich entlang der Längsachse der Faser erstreckt, und (B) einen Fasermantelteil, umfassend ein Polyesterharz, ausgewählt aus einem Homopolyester, welcher besteht aus Ethylenterephthalat-Struktureinheiten, und einem Copolyester, umfassend Ethylenterephthalat-Struktureinheiten und andere copolymerisierende Struktureinheiten, und welcher sich entlang der Längsachse der Faser erstreckt und den Hohlbereich umrundet, und wobei die Fasern (1) eine Einzelfaserdicke von 0,11 bis 8,89 dtex (0,1 bis 8,0 denier) aufweisen; (2) ein Verhältnis der gesamten Querschnittsfläche des Hohlbereichs zur gesamten Querschnittsfläche der einzelnen Fasern von 40 bis 85%; (3) einen Kristallisationsgrad des Polyesterharzes in dem Fasermantelteil von 20% oder mehr; und (4) eine Kristallgröße in einer (0 1 0)-Ebene des Polyesterharzes in dem Mantelteil von 4 nm oder mehr.
Polyesterhohlfasern nach Anspruch 1, welche ferner (5) eine Erholung (Ra) des Querschnitts des Hohlbereichs aufweist von 75% oder mehr, welche ein Verhältnis von ((Sb)/(Sa)) ist, ausgedrückt in %, einer Querschnittsfläche (Sb) des Hohlbereichs der einzelnen Polyesterhohlfaser, die unter einem Druck in einem solchen Ausmaß zusammengedrückt wurde, dass die Querschnittsfläche des Hohlbereichs auf 10% oder weniger, bezogen auf die ursprüngliche Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs, vermindert ist, und dann vom Druck befreit wurde und unter umgebendem Atmosphärendruck bei Raumtemperatur für eine Stunde belassen wurde, zu der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs; und (6) eine Erholung Rb des Querschnitts des Hohlbereichs von 90% oder mehr, welche ein Verhältnis von ((Sc)/(Sa)) ist, ausgedrückt in %, einer Querschnittsfläche (Sc) des Hohlbereichs der individuellen Polyesterhohlfaser, welche komprimiert wird unter einem Druck in einem solchen Ausmaß, dass die Querschnittsfläche des Hohlbereichs auf 10% oder weniger, basierend auf der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs, vermindert ist, und dann vom Druck befreit wurde und unter Umgebungsdruck und bei Raumtemperatur für 1 Stunde belassen wird und dann auf eine Temperatur von 130 °C während 10 Minuten aufgeheizt wird, zu der ursprünglichen Querschnittsfläche (Sa) des Hohlbereichs.
Polyesterhohlfasern nach Anspruch 1, welche ferner (7) einen Seidenfaktor von 15 bis 30 aufweisen, berechnet entsprechend der folgenden Gleichung: SF = ST × UE^½, worin SF den Seidenfaktor repräsentiert, worin ST eine Zugfestigkeit in g pro 1,11 dtex (1 denier) der Hohlfasern repräsentiert und worin UE die Bruchdehnung in % der Hohlfasern repräsentiert.
Polyesterhohlfasern nach Anspruch 1, worin nur ein einziger Hohlbereich von einem rohrförmigen Fasermantelteil bei der Einzelfaser umrundet wird; und worin in dem Querschnittsprofil der einzelnen Faser, wenn eine gerade Linie durch die Mitte der einzelnen Fasern und einen Mittelpunkt des Hohlbereichs gezogen wird und zwei Dicken La und Lb des rohrförmigen Fasermantelbereichs entlang der gezeichneten geraden Linien gemessen werden, ein Verhältnis von La/Lb im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 5 besteht, vorausgesetzt, dass La gleich oder kleiner ist als Lb.
Polyesterhohlfasern nach Anspruch 4, worin die Dicke Lb 5 μm oder weniger beträgt.
Textilartikel, umfassend die Polyesterhohlfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Web- oder Maschenware, umfassend 20 bis 100 Gew.-% der Polyesterhohlfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 0 bis 80 Gew.-% Fasern, die von den Polyesterhohlfasern verschieden sind.
Polflächenmaterial, umfassend 20 bis 100 Gew.-% der Polyesterhohlfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 0 bis 80 Gew.-% an Fasern, welche von den Polyesterhohlfasern verschieden sind.
Non-Woven-Textil, umfassend 20 bis 100 Gew.-% der Polyesterhohlfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 0 bis 80 Gew.-% an Fasern, welche von den Polyesterhohlfasern verschieden sind, wobei das Textil eine thermische Erholung im Bausch, repräsentiert durch ein Volumenverhältnis Hr/Hi aufweist, wobei das Verhältnis 1,1 oder mehr beträgt, worin Hi ein Volumen in cm³/g des Non-Woven-Textils repräsentiert, welches einer dreimal wiederholten Behandlung unterworfen wurde, wobei bei jeder das Non-Woven-Textil unter einem Druck von 5 g/cm² bei Raumtemperatur während 30 Sekunden zusammengedrückt wurde und dann von dem Druck befreit wurde, und worin Hr ein Volumen in cm³/g des Non-Woven-Textils repräsentiert, welches dieselben drei Male einer wiederholten Behandlung, wie oben erwähnt, unterworfen wurde und dann auf eine Temperatur von 60°C während 5 Minuten erwärmt wurde.
Non-Woven-Textil, umfassend 20 bis 80 Gew.-% der Polyesterhohlfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 0 bis 80 Gew.-% an Fasern, welche von den Polyesterhohlfasern verschieden sind, worin die Polyesterhohlfasern mit einer ausgehärteten Silikonharzschicht beschichtet sind, deren Menge 0,05 bis 5,0 Gew.-%, basierend auf den Polyesterhohlfasern beträgt.
Kunstledermaterial, umfassend ein Substratflächengebilde, umfassend die Polyesterhohlfasern nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und imprägniert mit einem Harz.