DE69920993T2

DE69920993T2 - Zweikomponentenfaser

Info

Publication number: DE69920993T2
Application number: DE69920993T
Authority: DE
Inventors: Allan J. Charlotte Hastie
Original assignee: INVISTA TECHNOLOGIES Sarl; Invista Technologies SARL USA
Current assignee: Invista Technologies SARL Switzerland
Priority date: 1998-02-24
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: US5948529A; EP0937793A2; EP0937793B1; EP0937793A3; DE69920993D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zweikomponentenfaser mit einem Gewichtsanteil von einer Kernkomponente und einem Gewichtsanteil von einer Hüllkomponente, umfassend: 25–75 Gew.-% eines Kernpolymers, das ein Gemisch von PET und 0,01–10,0 Gew.-% funktionalisiertem Ethylen-Copolymer umfasst, und 25–75 Gew.-% eines Hüllpolymers, das Polyethylenpolymer umfasst, wobei das Hüllpolymer und das Kernpolymer insgesamt 100 Gew.-% ausmachen; wobei das funktionalisierte Ethylen-Copolymer 0,5 bis 50 Mol-% einer Verbindung mit mindestens einer Carboxylgruppe oder mindestens einem Derivat einer Carboxylgruppe enthält und ein pfropfmodifiziertes Ethylenpolymer oder ein polymerisiertes Ethylen-Copolymer ist, das ein copolymerisiertes carboxylgruppenhaltiges Comonomer oder ein copolymerisiertes Derivat eines carboxylgruppenhaltigen Comonomers enthält. Insbesondere kann die Hülle ein Ethylen-Homopolymer oder ein Ethylen-Copolymer sein und gegebenenfalls, basierend auf dem Gesamtgewicht des Hüllpolymers, 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% einer Verbindung enthalten, die sowohl eine ethylenische Ungesättigtheit als auch eine Carboxylgruppe enthält. Die Ethylenpolymerhülle kann aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), linearem Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) oder Polyethylen hoher Dichte (HDPE) bestehen.
Kombinationen aus pfropfmodifiziertem Polyethylen und einem anderen Polyolefin sind bekannt. Die Europäischen Patentanmeldungen 0 465 203 und 0 311 860 offenbaren Zweikomponentenfasern, die einen Polyester- oder Polyamidkern und eine Hüllkomponente, welche entweder aus einem Gemisch von pfropfmodifiziertem Polyethylen mit Homo-Polyethylen oder aus einem Copolymer aus geradkettigem Polyethylen-Copolymer niedriger Dichte besteht. Eine vorgeschlagene Verwendung ist die Herstellung von gekrempeltem, hitzegebundenem Faservlies. Das Ethylen-Copolymer aus EP'860 besteht aus Ethylen und mindestens einem Bestandteil ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer ungesättigten Carbonsäure und einem Derivat der genannten Carbonsäure und einer Carbonsäure und einem Carbonsäure-Anhydrid.
GB-A-2 125 458 offenbart ein thermisch gebundenes faseriges Gewebe, welches im Wesentlichen aus einer Zweikomponentenfaser, die einen Polyester oder eine Polyamidkomponente enthält und einer zweiten Komponente, die hauptsächlich aus einem linearen Polyethylen niedriger Dichte besteht, welches eine Dichte im Bereich von 0,910 bis 0,940 g/cm³ hat, besteht. Das Gewebe kann auch eine Matrix-Faser beinhalten. Zweikomponentenfasern, die einen Kern aus PET und eine Hülle aus einem Gemisch von einem Polyolefin-Homopolymer und pfropfmodifiziertem Polyethylen haben, sind von der Hoechst Celanese Corp. unter der Marke CELBOND, zum Beispiel CELBOND T-255, kommerziell erhältlich.
Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Kern-Hülle-Haftung bei Zweikomponentenfasern mit einem PET-Kern/Polyolefin-Hülle ein Problem darstellt. Dies ist nicht überraschend, da Polyethylen und PET miteinander unverträglich sind.
Insbesondere hat die Erfahrung mit einer Zweikomponentenstapelfaser aus LLDPE-Hülle/PET-Kern-Konfiguration ein Ablösen des äußeren Teils der Faser gezeigt, anscheinend aufgrund der Einwirkung der Kardendrähte beim Verarbeiten auf der Krempelmaschine.
Es besteht ein Bedürfnis, eine Stapelfaser zu entwickeln, die verwendet werden kann für thermisch gebundene faserige Gewebe, welche eine verbesserte hitzeverschweißbare Zweikomponentenfaser bereitstellt, die nicht nur die Festigkeit des Gewebes vergrößert, sondern auch das Ablösungsproblem im Zusammenhang mit dem äußeren Teil der Faser in Krempelmaschinen, vermeidet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Zweikomponentenfaser zur Verfügung gestellt, die einen Gewichtsanteil von einer Kernkomponente und einen Gewichtsanteil von einer Hüllkomponente hat, umfassend: 25–75 Gew.-% eines Kernpolymers, das ein Gemisch von PET und 0,01–10,0 Gew.-% funktionalisiertem Ethylen-Copolymer umfasst, und 25–75 Gew.-% eines Hüllpolymers, das Polyethylenpolymer umfasst, wobei das Hüllpolymer und das Kernpolymer insgesamt 100 ausmachen; wobei das funktionalisierte Ethylen-Copolymer 0,5 bis 50 Mol-% einer Verbindung mit mindestens einer Carboxylgruppe oder mindestens einem Derivat der Carboxylgruppe enthält und ein pfropfmodifiziertes Ethylenpolymer oder ein polymerisiertes Ethylen-Copolymer ist, das ein copolymerisiertes carboxylgruppenhaltiges Comonomer oder ein copolymerisiertes Derivat eines carboxylgruppenhaltigen Comonomers enthält. Das funktionalisierte Ethylen-Copolymer im Kern hilft, die Hülle an den Kern der Zweikomponentenfaser zu binden. Die Hüllkomponente kann auch mit bis zu 10 Gew.-% des Ethylen-Copolymers funktionalisiert sein, oder sie kann unfunktionalisiertes Ethylen-Copolymer enthalten.
Der PET-Kern enthält immer das funktionalisierte Ethylen-Copolymer. Die Polyethylenhülle kann ein oder mehrere HDPE, LDPE oder LLDPE enthalten, und kann ebenfalls das funktionalisierte Ethylen-Copolymer enthalten. Das funktionalisierte Ethylen-Copolymer kann HDPE, LDPE oder LLDPE sein, oder eine Kombination von diesen mit einer Carboxylverbindung oder einem Derivat einer Carboxylverbindung. Folglich kann die Hülle zum Beispiel HDPE plus die Carboxyl- oder das Derivat der Carboxylverbindung enthalten, während der PET-Kern ebenfalls HDPE plus die Carboxyl- oder ein Derivat der Carboxylverbindung enthalten kann. Die folgende Tabelle veranschaulicht die verschiedenen Kombinationen.
Die Möglichkeiten sind folglich im Kern PET + 8 verschiedene funktionalisierte Ethylen-Copolymere, in Kombination mit 12 verschiedenen Hüllkomponenten, von denen nur vier nicht funktionalisiert sind (ohne Carboxylverbindung oder Derivat einer Carboxylverbindung). Die Carboxylverbindung oder das Derivat einer Carboxylverbindung wird normalerweise auf das Polyethylen gepfropft, aber andere Herstellverfahren sind ebenfalls im Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Funktionalisiertes Ethylen-Copolymer wird hierin definiert als ein pfropfmodifiziertes Ethylenpolymer oder ein polymerisiertes Ethylen-Copolymer, enthaltend eine copolymerisierte Carboxylgruppe (oder Derivat einer Carboxylgruppe), die Comonomer enthält. Funktionalisierte Ethylen-Copolymere zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind von verschiedenen kommerziellen Quellen erhältlich, so auch von Dow Chemical, Midland MI. Das am meisten bevorzugte funktionalisierte Ethylen-Copolymer wird unter der ASPUN-Marke von DOW CHEMICAL USA vertrieben. Diese pfropfmodifizierten, im Wesentlichen linearen Ethylenpolymere werden in den US-Patenten 4,394,485; 4,460,632; 4,460,745; 4,487,885; 4,950,451; und 5,346,963 gelehrt.
Funktionalisierte Ethylen-Copolymere enthalten Carboxylgruppen, welche als angehängte Gruppen an die Hauptkette oder angehängt an Comonomere, welche in die Polyethylenkette eingebaut sind, vorhanden sind. Funktionalisiertes Ethylen-Copolymer bedeutet hier, dass von 0,5 Mol-% bis 50 Mol-% einer Verbindung vorhanden sind, welche mindestens eine Carboxylgruppe oder mindestens ein Derivat einer Carboxylgruppe wie ein Ester, ein Anhydrid oder ein Salz aufweist.
Das funktionalisierte Ethylen-Copolymer kann auch ein funktionalisiertes lineares Polyethylen sein, z. B. Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE), Polyethylen hoher Dichte (HDPE), mit der Carboxylverbindung oder dem Derivat einer Carboxylverbindung. Solche Polymere werden aufgrund der überwiegenden Abwesenheit von verzweigten Ketten von polymerisierten Monomereinheiten, welche an der Hauptkette hängen, als „linear" bezeichnet. Eine Ausführungsform umfasst ein lineares Ethylenpolymer, worin Ethylen zusammen mit geringen Mengen von alpha-, beta-ethylenisch ungesättigten Alkenen, welche 3 bis 12, bevorzugt 4 bis 8 Kohlenstoffatome pro Alkenmolekül aufweisen, copolymerisiert worden ist. Die Menge des Alken-Comonomers dieser einen Ausführungsform ist im Allgemeinen ausreichend, um die Dichte des Polymers im Wesentlichen im gleichen Dichtebereich wie LDPE zu halten, aufgrund der Alkylseitenkette an dem Polymermolekül, dennoch bleibt das Polymer in der Klassifikation: „linear"; sie sind hiermit eingeschlossen in die Definition von linearem Polyethylen niedriger Dichte.
Die im Wesentlichen linearen Ethylenpolymere, die als funktionalisierte Ethylenpolymere verwendet werden, die im PET verwendet werden, genauso wie Polyethylen, das in dieser Erfindung in der Hülle verwendet wird, sind bekannt und deren Methoden der Herstellung werden in den U.S.-Patenten 5,272,236 und 5,278,272 ausführlich beschrieben. Hier bedeutet „im Wesentlichen linear", dass die Polymerhauptkette ersetzt wird durch 0,01 langkettige Verzweigungen/1000 Kohlenstoffatome bis 3 langkettige Verzweigungen/1000 Kohlenstoffatome, bevorzugt von 0,01 langkettige Verzweigungen/1000 Kohlenstoffatome bis 1 langkettige Verzweigungen/1000 Kohlenstoffatome, besonders bevorzugt von 0,05 langkettige Verzweigungen/1000 Kohlenstoffatome bis 1 langkettige Verzweigungen/1000 Kohlenstoffatome. Langkettige Verzweigung wird hier definiert als eine Kettenlänge von mindestens 6 Kohlenstoffatomen, oberhalb dessen die Länge nicht unterschieden werden kann mittels C13 Kern-Magnet-Resonanzspektroskopie, dennoch kann die langkettige Verzweigung ungefähr die gleiche Länge haben wie die Länge der Polymerhauptkette. Diese einzigartigen Polymere (im Folgenden „im Wesentlichen lineare Ethylenpolymere" genannt) werden mittels "Zwangs-Geometrie-Katalysatoren" hergestellt (im Wesentlichen lineares Ethylen), und zeichnen sich durch enge Molekulargewichtsverteilung, und, im Falle eines Interpolymers, durch enge Comonomerverteilung aus. Hier bedeutet „Interpolymer" ein Polymer aus zwei oder mehr Comonomeren, z.B. ein Copolymer, ein Terpolymer, etc., oder, anderes ausgedrückt, ein Polymer, entstanden durch die Polymerisierung von Ethylen mit mindestens einem anderen Comonomer. Andere grundlegende Eigenschaften dieser im Wesentlichen linearen Ethylenpolymere beinhalten einen niedrigen Restgehalt (z.B. geringe Konzentrationen in dem im Wesentlichen linearen Ethylenpolymer des Katalysators, welcher zur Polymerherstellung verwendet wurde, unreagierte Comonomere und Oligomere mit niedrigem Molekulargewicht, welche im Verlauf der Polymerisierung entstehen) und ein kontrollierter molekularer Aufbau, welcher für gute Verarbeitbarkeit sorgt, obwohl die Molekulargewichtsverteilung eng im Vergleich zu konventionellen Olefinpolymeren ist. Während die bei der Nacharbeitung dieser Erfindung verwendeten im Wesentlichen linearen Ethylenpolymere im Wesentlichen lineare Ethylenhomopolymere umfassen, können die in der Praxis dieser Erfindung verwendeten im Wesentlichen linearen Ethylenpolymere bevorzugt Copolymere sein, welche zwischen 95 und 50 Gew.-% Ethylen und 5 und 50 Gew.-% von mindestens einem 1-Olefin-Comonomer, besonders bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% von mindestens einem 1-Comonomer umfassen. Der alpha-Olefin-Comonomer-Gehalt wird mittels Infrarot-Spektroskopie gemessen, nach der ASTM D-2238 Methode B. Gewöhnlich sind die im Wesentlichen linearen Ethylenpolymere Copolymere von Ethylen und einem 1-Olefin von 3 bis 20 Kohlenstoffatomen (z.B. Propylen, 1-Buten, 1-Hexen, 4-Methyl-1-Penten, 1-Hepten, 1-Okten, Styrol, etc.), bevorzugt von 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, und besonders bevorzugt sind diese Polymere ein Copolymer von Ethylen und 1-Okten.
Das Basispolyethylenpolymer, welches benutzt wird, um das bevorzugte funktionalisierte Ethylen-Copolymer herzustellen wird hierin charakterisiert als LLDPE, welches einen Schmelzindex im Bereich von 0,5 g/10 min bis 200 g/10 min gemäß ASTM D-1238(E) bei 190°C und eine Dichte im Bereich von 0,92 g/cm³ bis 0.965 g/cm³, bevorzugt ein MFV von 7 g/10 min bis 10 g/10 min und eine Dichte von 0.950 g/cm³ bis 0.960 g/cm³, hat. Die Anhydride- oder Säuregruppen umfassen normalerweise 0.0001 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 5 Gew.-% des LLDPE. Das bevorzugte funktionalisierte Ethylen-Copolymer ist ein pfropfmodifiziertes lineares Polyethylen niedriger Dichte, welches einen Schmelzindex von 6 bis 25 und eine Dichte von 0,92 bis 0.955 hat.
Jede ungesättigte organische Verbindung, die mindestens eine ethylenische Ungesättigtheit (z.B. mindestens eine Doppelbindung) und mindestens eine Carbonylgruppe (-C=O), welche sich auf ein oben beschriebenes im Wesentlichen lineares Ethylenpolymer aufpfropfen lässt, aufweist, kann erfindungsgemäß benutzt werden. Beispielhaft für Verbindungen, die mindestens eine Carbonylgruppe enthalten, sind die Carbonsäuren, Anhydride, Ester und deren metallische und nicht-metallische Salze. Bevorzugt enthält die organische Verbindung eine ethylenische Ungesättigtheit, welche konjugiert zu einer Carbonylgruppe ist. Beispielhafte Verbindungen umfassen Malein-, Fumar-, Acryl-, Methacryl-, Itacon-, Croton-, 1-Methyl-Croton- und Zimtsäure und deren Anhydride, Ester und Salzderivate, falls vorhanden. Maleinsäureanhydrid ist die bevorzugte ungesättigte organische Verbindung, welche mindestens eine ethylenische Ungesättigtheit und mindestens eine Carbonylgruppe enthält.
Der Gehalt an ungesättigter organischer Verbindung, in dem funktionalisierten Ethylenpolymer in der gepfropften Ausführungsform des Polymers beträgt mindestens 0,01 Gew.-% und bevorzugt mindestens 0,05 Gew.-%, basierend auf dem kombinierten Gewicht des Polymers und der organischen Verbindung. Die maximale Menge an enthaltener ungesättigter organischer Verbindung kann nach Belieben variieren, aber sie übersteigt 10 Gew.-%, bevorzugt 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 Gew.-%, nicht. Die ungesättigte organische Verbindung kann an das im Wesentlichen lineare Ethylenpolymer mittels aller bekannten Verfahren gepfropft werden, wie nach der Methode aus U.S. Patent 3,236,917 und 5,194,509.
Die bevorzugte Methode des Pfropfens wird in den U.S. Patenten 4,394,485 oder 4,460,632 oder 4,460,745 oder 4,487,885 oder 4,950,541 gelehrt. Insbesondere wird das Verfahren durchgeführt durch die Verwendung eines Doppelschnecken Extruders mit Entgasungsvorrichtung als Mischvorrichtung. Das im Wesentlichen lineare Ethylenpolymer und die ungesättigte organische Verbindung werden im Extruder bei Temperaturen, bei denen die Reaktanten geschmolzen werden und in Anwesenheit eines freien Radikalinitiators gemischt und miteinander reagiert. Bevorzugt wird die ungesättigte organische Verbindung in eine Zone des Extruders injiziert, die unter Druck steht.
Alternativ wird das funktionalisierte Ethylen-Copolymer gebildet durch Copolymerisierung von Ethylen mit einer ungesättigten Carbonsäure, oder einem Derivat der genannten Carbonsäure, oder einem Carbonsäureanhydrid. Beispielhafte Comonomere sind ungesättigte Carbonsäuren, wie Acrylsäure und Methacrylsäure; Acrylsäureester, wie Methylacrylat, Ethylarcylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat und 2-Hydroxyethylacrylat; Methacrylat; und ungesättigte Carbonsäureanhydride, wie Maleinsäureanhydrid und Itaconsäureanhydrid. Das hierin beschriebene funktionalisierte Ethylen-Copolymer enthält ein oder mehrere solcher Comonomere; folglich müssen diese Comonomere angemessen kombiniert werden. Des Weiteren kann das hier verwendete funktionalisierte Ethylen-Copolymer ein Copolymerisat von Ethylen und der genannten Carbonsäureverbindung sein, in einer alternierenden, zufälligen oder Blockform oder als Mischung solcher Formen. Das Molverhältnis von Comonomer zu Ethylen ist beschränkt auf 0,1–5,0 Prozent in Bezug auf Ethylen aus Sicht der physi kalischen Eigenschaften des Copolymer-Ethylens. In dem Fall, in dem das Copolymerisationsverhältnis weniger als 0,1 Molprozent ist, ist die Haftung der PET-Matrix-komponente niedrig, mit dem Ergebnis, dass in Krempelfasern, mit denen Faservlies geformt wird, das Ablösproblem wieder auftritt. Andererseits wird der Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt des PET extrem niedrig, wenn das Copolymerisierungsverhältnis größer als 5,0 Molprozent ist, was vom Festigkeitsstandpunkt und von der Hitzebeständigkeit eines daraus geformten Gewebes her nicht wünschenswert ist.
Das bevorzugte funktionalisierte Ethylen-Copolymer ist ein im Wesentlichen lineares Polyethylen niedriger Dichte, umfassend: ein im Wesentlichen lineares Ethylen-Copolymer gepfropft mit mindestens 0,01 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des gepfropften Ethylen-Copolymers, einer ungesättigten organischen. Verbindung enthaltend mindestens eine ethylenische Ungesättigtheit und mindestens eine Carboxylgruppe oder mindestens ein Derivat einer Carboxylgruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Ester, einem Anhydrid und einem Salz.
In einer Ausführungsform ist das funktionalisierte Ethylen-Copolymer ein pfropfmodifiziertes Polyethylen hoher Dichte (HDPE), worin das HDPE mit Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid gepfropft wurde, wodurch Bersteinsäuregruppen zur Verfügung gestellt werden, die aus Bersteinsäureanhydridgruppen stammen, die auf die Polymerhauptkette gepfropft wurden. Andere Verbindungen, die sowohl ethylenische Ungesättigtheit als auch eine Carboxylgruppe enthalten, können ebenfalls mit einem Polyethylen verarbeitet werden.
Das am meisten bevorzugte funktionalisierte Ethylen-Copolymer ist ein LLDPE enthaltend 1,2 % gepfropftes Maleinsäureanhydrid, hat einen Schmelzindex von 12, eine Dichte von 0,953 und ist kommerziell erhältlich bei DOW Chemical, Midland, MI unter der ASPUN-Marke.
Das in der Erfindung verwendete Hüllpolymer kann ein Homopolymer sein, ist aber bevorzugt ein Ethylen-Copolymer mit einer geringen Menge an ungesättigten Alkencomonomeren. Das Hüllpolymer kann eine Dichte im Bereich von 0,89 g/cm³ bis 0,97 g/cm³, bevorzugt 0,93 g/cm³ bis 0,96 g/cm³, haben. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die Dichte des Hüllpolymers zu einem großen Teil von dem/den besonderen Alken(en), welche(s) in das Polymer eingeschlossen ist/sind, abhängt. Das bevorzugte Polyethylen Hüllpolymer umfasst eine geringe Menge mindestens eines ungesättigten Alkens der Form C3–C12, besonders bevorzugt von C4–C8, wobei 1-Okten ist ganz besonders bevorzugt ist. Die Menge des genannten Alkens kann 0,5 % bis 35 Gew.-%, bevorzugt 1 % bis 20 %, ganz besonders bevorzugt 1 % bis 10 %, des Hüllpolymers ausmachen. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete LLDPE ist ein normalerweise festes Polymer mit hohem Molekulargewicht, unter Verwendung eines Katalysators vom Koordinationstyp hergestellt, in einem Verfahren worin Ethylen homopolymerisiert wird. Der Schmelzindexwert des Hüllpolyolefins kann von 5 bis 50 g/10 Minuten variieren, gemessen nach ASTM D-1238(E). Im Fall des LLDPE Copolymers, dessen Schmelzindex weniger als 1 g/10 Minuten beträgt, wird die Fließfähigkeit während des Schmelzespinnens dermaßen abgebaut, dass eine Zweikomponentenfaser nicht hergestellt werden kann, es sei denn, die Spinngeschwindigkeit wird drastisch erniedrigt.
Die PET Kern/Hülle-Faser (LDPE, LLDPE, HDPE) wird auf einem kommerziell erhältlichen Zweikomponentenspinner in Kern-/Hülle-Konfiguration schmelzgesponnen. Der PET-Kern wird bei 150 °C unter Vakuum getrocknet. Die Polyethylenhülle wird in den Hüllextruder gegeben, normalerweise ohne Trocknung. Eine Schneckenzuführung (z.B. auger) führt das funktionalisierte Polyethylen Polymer in einer vorbestimmten Menge der Einfüllöffnung des Kernextruders und/oder dem Hüllextruder zu. Die Kernextruder-Schmelztemperatur wird bei ungefähr 280 °C gehalten. Auf diese Weise werden das PET und das funktionalisierte Polyethylen Polymer im Kernextruder gemischt. Wenn die Hülle ebenfalls funktionalisiertes Polyethylen Polymer enthält, wird es im Hüllextruder gemischt. Die Hüllextruder-Schmelztemperatur wird bei ungefähr 250 °C gehalten. Die erhaltenen Zweikomponentenfilamente werden mit Luft von ungefähr 35 °C abgekühlt, mit einem Spinnfinish behandelt und durch Zwickel aufgenommen und zu einer Trommel (can) oder einem Wickler weitergeleitet.
Das gesponnene Garn des Zweikomponentenspinners wird dann zur Streckvorrichtung weitergeleitet. Das Garn von den Trommeln (cans) oder Spulen wird bei ungefähr 68 °C in einer Rollenbank unter Verwendung von Hitze und konventionellem Streckfinish als Streckhilfe gestreckt. Das gestreckte Garn wird über einige Hitzefixierungsrollen bei ungefähr 105 °C geleitet, in einer Kräuselbox gekräuselt und dann in einem Ofen bei ungefähr 110 °C getrocknet. Das gekräuselte Garn wird dann gewöhnlich mit einem konventionellen Finish für nachgeordnete Verfahren versehen, auf Stapelfaserlänge (1/8''–7'') [0.32–17,8 cm] geschnitten und gebündelt.
Die Kern-Hülle-Verhältnisse (Gewichtsbasis) reichen von 25 % bis 75 % für den Kern und 25 % bis 75 % für die Hülle, zusammen 100 %. Der PET-Kern ist kommerziell erhältlich, zum Beispiel konventionelles Polyethylentherephthalat (PET), von Hoechst North America, Charlotte, NC. Das hierin verwendbare PET hat im Allgemeinen einen I.V. von 0,4 bis 1,00 (gemessen in Orthochlorphenol) bei Standardbedingungen.
Beispiele
Es wurden zwei Proben von 3 dpf (Denier pro Filament) Zweikomponentenstapelfasern hergestellt. Die erste Probe, die Kontrolle, hatte eine Hülle/Kern-Konfiguration, unter Verwendung von PET als Kern und LLDPE als Hülle, jeweils 50 Gew.-%. Die zweite Probe, die verbesserte Faser, hatte eine Hülle/Kern-Konfiguration, unter Verwendung von PET als Kern und LLDPE als die Hülle, jeweils 50 Gew.-%. Allerdings, enthielten sowohl der Kern als auch die Hülle der zweiten Probe 2 Gew.-% des funktionalisierten Haftmittels, nämlich eine Mischung von 1 Gew.-% Maleinsäureanhydrid gepfropft auf ein Polyethylen (im Allgemeinen ein Polyethylen hoher Dichte -99 Gew.-%). Beide Proben wurden dann nach dem selben Verfahren getestet. Jede Probe wurde gemischt mit einer 6 dpf Standard-PET Stapelfaser in einem 75/25-Verhältnis (bico zu PET) und 4 oz.(113,4 g) der Mischung wurden zweimal auf einer Laborkräuselvorrichtung (lab card) gekräuselt. Abfallprodukte und Krümel wurden unter dem Kräuseler auf schwarzer Hartfaserplatte nur während des zweiten Durchgangs gesammelt. Abfallprodukt, das lose Fasern enthielt, wurde von den Krümeln auf der Hartfaserplatte getrennt. Die auf den zwei Hartfaserplatten übriggebliebenen Krümel wurden dann visuell beurteilt. Die verbesserte Faser, welche das funktionalisierte Haftmittel enthält, erzeugte merklich weniger Krümel als die Kontrollfaser. Es wurde festgestellt, dass die Krümel hauptsächlich aus Stücken aus Hüllmaterial, welches vom Kern getrennt wurde, bestanden.
Damit ist offensichtlich, dass, in Übereinstimmung mit der Erfindung, eine Zweikomponentenfaser, welche die oben gestellte Aufgabe, genannten Ziele und Vorteile voll erfüllt, bereitgestellt wurde.

Claims

Zweikomponentenfaser mit einem Gewichtsanteil von einer Kernkomponente und einem Gewichtsanteil von einer Hüllkomponente, umfassend: 25–75 Gew.% eines Kernpolymers, das ein Gemisch von PET und 0,01–10,0 Gew.% funktionalisiertem Ethylen-Copolymer umfasst, und 25–75 Gew.% eines Hüllpolymers, das Polyethylenpolymer umfasst, wobei das Hüllpolymer und das Kernpolymer insgesamt 100 Gew.% ausmachen; wobei das funktionalisierte Ethylen-Copolymer 0,5 bis 50 Mol-% einer Verbindung mit mindestens einer Carboxylgruppe oder mindestens einem Derivat der Carboxylgruppe enthält und ein pfropfmodifiziertes Ethylenpolymer oder ein polymerisiertes Ethylen-Copolymer ist, das ein copolymerisiertes carboxylgruppenhaltiges Comonomer oder ein copolymerisiertes Derivat eines carboxylgruppenhaltigen Comonomers enthält.
Zweikomponentenfaser nach Anspruch 1, wobei das funktionalisierte Ethylen-Copolymer ein pfropfmodifiziertes Polyethylen ist, einschließlich LDPE, LLDPE und HDPE mit einem Schmelzindex von 6 bis 25 und einer Dichte von 0,89 bis 0,97 g/cm³.
Zweikomponentenfaser nach Anspruch 1, wobei das funktionalisierte Ethylen-Copolymer ein Ethylen-Copolymer mit einem eine ungesättigte Carboxylgruppe enthaltenden Comonomer ist.
Zweikomponentenfaser nach Anspruch 1, wobei das pfropfmodifizierte Polyethylen Folgendes umfasst: Polyethylenpolymer, das mit mindestens etwa 0,01 Gew.%, bezogen auf das Gewicht des gepfropften Ethylenpolymers, einer ungesättigten organischen Verbindung gepfropft ist, die mindestens eine ethylenische Ungesättigtheit und mindestens eine Carboxylgruppe oder mindestens ein Derivat der Carboxylgruppe enthält, das aus der aus einem Ester, einem Anhydrid oder einem Salz bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Zweikomponentenfaser nach Anspruch 1, wobei das Hüllpolymer Ethylen-Homopolymer ist.
Zweikomponenten-Faser nach Anspruch 1, wobei das Hüllpolymer ein Ethylen-Copolymer mit einem kleineren Anteil an ungesättigtem Alken-Comonomer ist.
Zweikomponentenfaser nach Anspruch 6, wobei das Ethylen-Copolymer 0,5 bis 35 Gew.% ungesättigtes Alken, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hüllpolymers, enthält.