DE60217500T2

DE60217500T2 - Elastische, hitze- und feuchtigkeitsbeständige bikomponenten- und bikonstituentenfasern

Info

Publication number: DE60217500T2
Application number: DE60217500T
Authority: DE
Inventors: Ashish Midland SEN; John Midland KLIER; M. Rajen Lake Jackson PATEL; Hongyu Midland CHEN; H. Thoi Lake Jackson HO
Original assignee: Dow Global Technologies LLC
Current assignee: Dow Global Technologies LLC
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: CA2454176A1; US7727627B2; JP2004536237A; US7135228B2; EP1412567A1; BR0211377B1; US20070020453A1; KR100919917B1; AU2002320481B2; TW591139B; MXPA04000503A; BR0211377A; US20030055162A1; KR20040028927A; EP1412567B1; DE60217500D1; CN1555432B; WO2003008681A1; CN1555432A; ES2275891T3

Description

Diese Erfindung betrifft elastische Fasern. In einer Hinsicht betrifft die Erfindung wärme- und feuchtigkeitsbeständige elastische Fasern, während die Erfindung in einer anderen Hinsicht elastische, wärme- und feuchtigkeitsbeständige Zweikomponenten- oder Bikonstituentenfasern betrifft. In einer anderen Hinsicht betrifft die Erfindung solche Zweikomponenten- und Bikonstituentenfasern mit einem Kern/Hülle-Aufbau. In einer noch weiteren Hinsicht betrifft die Erfindung elastische, wärme- und feuchtigkeitsbeständige Zweikomponenten- oder Bikonstituentenfasern, worin das Polymer, das die Hülle bildet, zumindest teilweise quervernetzt ist und worin das Polymer, das den Kern bildet, thermohärtbar ist.
Materialien mit ausgezeichneter Streckbarkeit und Elastizität sind erforderlich zum Herstellen einer Vielzahl von langlebigen Gegenständen, wie etwa z.B. Sportbekleidung und Möbelpolsterung. Streckbarkeit und Elastizität sind Leistungsmerkmale, die dazu dienen, eine enge Passform an den Körper des Trägers oder den Rahmen des Gegenstands zu erreichen. Beibehaltung der Formanpassung während wiederholter Verwendung, wiederholter Dehnungen und Zusammenziehungen bei Körpertemperaturen ist sehr wünschenswert.
Ein Material wird typischerweise als elastisches Material charakterisiert wenn es einen hohen Prozentanteil elastische Erholung (d.h. einen geringen Prozentanteil bleibende Verformung) nach Anwendung einer Vorspannungskraft zeigt. Idealerweise sind elastische Materialien gekennzeichnet durch eine Kombination von drei wichtigen Eigenschaften: einen geringen Prozentanteil bleibender Verformung, eine geringe Spannung oder Belastung bei Beanspruchung und einen geringen Prozentanteil Spannungs- oder Belastungsrelaxation. Das heißt, elastische Materialien sind dadurch gekennzeichnet, dass sie die folgenden Eigenschaften aufweisen: (1) eine geringe Spannungs- oder Belastungsanforderung zum Strecken des Materials, (2) keine oder eine geringe Relaxation der Spannung oder Entspannung, wenn das Material einmal gestreckt ist und (3) vollständige oder hohe Rückgewinnung der ursprünglichen Maße nachdem das Strecken, Vorspannen oder Beanspruchen nicht fortgesetzt wird.
Spandex ist ein segmentiertes elastisches Polyurethanmaterial, das dafür bekannt ist, dass es nahezu ideale elastische Eigenschaften zeigt. Jedoch sind nicht nur die Kosten von Spandex für viele Anwendungen nicht tragbar sondern es zeigt auch geringe Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit bei erhöhter Temperatur. Dies beeinträchtigt wiederum die Möglichkeit zum Färben von Stoffen, die daraus hergestellt sind unter Verwendung herkömmlicher wässriger Färbeverfahren. Zum Beispiel ist das Thermosol-Färbeverfahren ein wässriges Verfahren, das Temperaturen über 200°C verwendet. Stoffe, die aus Spandex hergestellt sind, können den Bedingungen dieses Verfahrens nicht ohne eine Beeinträchtigung ihrer elastischen Eigenschaften widerstehen und als solche müssen Stoffe, die aus Spandex hergestellt sind, bei einer niedrigen Temperatur verarbeitet werden. Dies führt zu höheren Verfahrenskosten und einer geringeren Aufnahme von Farbstoff in den Stoff.
Elastische Materialien, die Polyolefine umfassen, z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polybutylen usw., sind bekannt. Diese umfassen unter anderem USP 4,425,393, 4,957,790, 5,272,236, 5,278,272, 5,324,576, 5,380,810, 5,472,775, 5,525,257, 5,858,885, 6,140,442 und 6,225,243. Trotz dieser Offenbarungen besteht jedoch ein Bedarf für kosteneffektive elastische Artikel mit guter Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit bei erhöhten Temperaturen.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist eine Faser mit einem Kern/Hülle-Aufbau, wobei die Faser einen wärmehärtbaren thermoplastischen elastomeren polymeren Kern und eine Hülle aus einem quervernetzten elastomeren homogen verzweigten Polyolefin umfasst, worin die mindestens zwei elastischen Polymere mindestens 50 Prozent ihrer Strecklänge nach dem ersten Ziehen als auch dem vierten Ziehen auf 100 Prozent Spannung bzw. Belastung zurückgewinnen werden, so dass beim Formen zu einer Faser und (a) Dehnen um 100 Prozent unter Spannung, (b) Aussetzen des wärmehärtbaren thermoplastischen elstomeren Polymers an eine Wärmehärtungstemperatur und (c) Kühlen auf Raumtemperatur das wärmehärtbare thermoplastische, elastomere Polymer einer Schrumpfung bis zu einer Temperatur von 110°C widerstehen wird, und worin das andere Polymer quervernetzt wird, um eine Hitzeresistenz bzw. Wärmeresistenz bereitzustellen und einen Gelgehalt von mehr als 30 Gewichtsprozent bereitzustellen.
Die Faser weist einen Kern/Hülle-Aufbau auf, worin der Kern das wärmehärtbare Polymer und die Hülle das wärmeresistente Polymer umfasst.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung ist eine Zweikomponenten- oder Bikonstituentenfaser mit einem Kern/Hülle-Aufbau, worin der Kern ein thermoplastisches Urethan (ebenfalls bekannt als thermoplastisches Polyurethan) umfasst und die Hülle ein homogen verzweigtes Polyolefin umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das homogen verzweigte Polyolefin ein homogen verzweigtes Polyethylen, mehr bevorzugt ein homogen verzweigtes, im Wesentlichen lineares Polyethylen.
Der Gelgehalt des Polymers ist ein Maß des Ausmaßes, zu welchem das Polymer quervernetzt ist und eine quervernetzte Polymerhülle trägt dazu bei, die Faserstrukturintegrität unter Temperaturen aufrechtzuerhalten, die über der Schmelztemperatur des Hüllpolymers liegen.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist eine Faser mit einer äußeren Oberfläche, wobei die Fasern (a) mindestens zwei elastische Polymere, wobei ein Polymer ein wärmehärtbares elastomeres Polymer, z.B. thermoplastisches Urethan, ist, und das andere Polymer ein hitzeresistentes Polyolefin, z.B. ein Polyethylen, ist, wobei das wärmeresistente Polymer mindestens einen Teil der äußeren Oberfläche umfasst, und (b) ein Kompatibilisierungsmittel umfasst. Vorzugsweise ist das Kompatibilisierungsmittel ein funktionalisiertes Ethylenpolymer, mehr bevorzugt ein Ethylenpolymer mit mindestens einer Anhydrid- oder Säuregruppe, und noch mehr bevorzugt ein Ethylenpolymer, worin mindestens ein Teil der Anhydrid- oder Säuregruppe umgesetzt ist mit einem Amin. Die Verwendung eines Kompatiblisierungsmittels fördert die Adhäsion zwischen den Kern- und Hüllpolymeren einer Zweikomponentenfaser und die Adhäsion zwischen den Bestandteilen einer Bikonstituentenfaser.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist ein Fertigungsgegenstand, hergestellt aus den Zweikomponenten- und/oder Bikonstituentenfasern, die oben beschrieben sind.
Die Figur zeigt einen Graph der Thermomechanical Analyzer (TMA (Thermomechanischer Analysator)-Sondenpenetrationsdaten, was zeigt, dass ein thermoplastisches Polyurethan eine höhere Erweichungstemperatur aufweist als ein anderes thermoplastisches Polyurethan.
Elastische Zweikomponenten- und Bikonstituentenfasern
Wie hier verwendet, bedeutet „Faser" oder „faserförmig" ein spezielles Material, worin das Verhältnis von Länge zu Durchmesser eines solchen Materials größer als 10 ist. Umgekehrt bedeutet „nicht-faserig" oder „nicht- faserförmig" ein spezielles Material, worin das Verhältnis von Länge zu Durchmesser 10 oder weniger ist.
Wie hier verwendet, beschreibt „elastisch" oder „elastomer" eine Faser- oder andere Struktur, z.B. eine Folie, die mindestens etwa 50 Prozent ihrer Strecklänge wieder zurückgewinnen wird nach sowohl dem ersten Ziehen als auch nach dem vierten Ziehen auf 100 Prozent Spannung (das doppelte der Länge). Elastizität kann ebenfalls beschrieben werden als die „bleibende Verformung" der Faser. „Bleibende Verformung" wird gemessen durch Strecken bzw. Dehnen einer Faser bis zu einem bestimmten Punkt und nachfolgendes Freilassen auf ihre ursprüngliche Position und dann erneutes Strecken. Der Prozentanteil Dehnung, bei welchen die Faser eine Last zu ziehen beginnt, wird als die bleibende prozentuale Verformung bezeichnet.
Wie hier verwendet, bedeutet „wärmehärtbares Polymer" ein Polymer, worin, wenn es zu einer Faser geformt wird und (a) 100% unter Zugspannung gedehnt wird, (b) einer Wärmehärtungstemperatur ausgesetzt wird und (c) auf Raumtemperatur gekühlt wird, die Faser Formstabilität zeigen wird, d.h. Resistenz gegenüber Schrumpfung, bis zu einer Temperatur von 110°C.
Wie hier verwendet, bedeutet „Formstabilität", dass die Faser nicht wesentlich schrumpfen wird bei Aussetzen an eine erhöhte Temperatur, z.B. dass eine Faser weniger als 30% ihrer Länge schrumpfen wird, wenn sie einer Temperatur von 110°C für 1 Minute ausgesetzt wird.
Wie hier verwendet, bedeutet „Wärmhärtungstemperatur" eine Temperatur, bei welcher eine elastische Faser eine permanente Erhöhung der Faserlänge und eine permanente Abnahme der Faserdicke erfährt nachdem die Faser unter Zugspannung gedehnt wird. Die permanente Erhöhung oder Abnahme des Deniers bedeutet, dass die Faser nicht auf ihre ursprüngliche Länge und Dicke zurückkehrt, wenngleich sie eine teilweise Rückgewinnung von einem oder beiden im Verlauf der Zeit erreichen kann. Die Wärmehärtungstemperatur ist eine Temperatur, die höher ist als jede, die wahrscheinlich verbunden ist mit einem nachfolgenden Bearbeiten oder einer nachfolgenden Anwendung.
Wie hier verwendet, bedeutet „Zweikomponentenfaser" eine Faser, die mindestens zwei Komponenten umfasst, d.h. mit mindestens zwei verschiedenen polymeren Systemen. Zur Vereinfachung wird die Struktur einer Zweikomponentenfaser typischerweise als eine Kern/Hülle-Struktur bezeichnet. Jedoch die Struktur der Faser kann eine beliebige aus einer Vielzahl von Mehrkomponentenkonfigurationen aufweisen, z.B. symmetrische Kern/Hülle-, asymmetrische Kern/Hülle-, Seite-an-Seite-, Tortenstück-, Halbmond-Konfiguration und dgl. Das wesentliche Merkmal jeder dieser Konfigurationen ist, dass zumindest ein Teil, vorzugsweise mindestens ein Hauptteil der äußeren Oberfläche der Faser den Hüllteil der Faser umfasst. Die 1A–1F von USP 6,225,243 zeigen verschiedene Kern/Hülle-Aufbauten.
Wie hier verwendet, bedeutet „Bikonstituentenfaser" eine Faser, umfassend ein inniges Gemisch aus mindestens zwei Polymerbestandteilen. Der Aufbau einer Bikonstituentenfaser wird häufig als „Inseln-im-See" bezeichnet.
Die Zweikomponentenfasern, die in der Praxis dieser Erfindung verwendet werden, sind elastisch und jede Komponente der Zweikomponentenfaser ist elastisch. Elastische Zweikomponenten- und Bikonstituentenfasern sind bekannt, z.B. USP 6,140,442.
In dieser Erfindung ist der Kern (Komponente A) ein thermoplastisches elastomeres Polymer, für welches beispielhaft elastomere Diblock-, Triblock- oder Multiblockcopolymere, wie etwa Olefincopolymere, wie etwa Styrol-Isopren-Styrol, Styrol-Butadien-Styrol, Sytrol-Ethylenbutylen-Styrol oder Styrol-Ethylenpropylen-Styrol, wie etwa diejenigen, die erhältlich sind von der Shell Chemical Company unter der Handelsbezeichnung Kraton Elastomerharz; Polyurethane, wie etwa diejenigen, die erhältlich sind von The Dow Chemical Company unter der Handelsbezeichnung PELLATHANE Polyurethane oder Spandex, erhältlich von E.I. Du Pont de Nemours Co. unter der Handelsbezeichnung Lycra; Polyamide, wie etwa Polyetherblockamide, erhältlich von Elf AtoChem Company unter der Handelsbezeichnung Pebax Polyetherblockamid; und Polyester, wie etwa diejenigen, die erhältlich sind von E. I. Du Pont de Nemours Co. unter der Handelsbezeichnung Hytrel Polyester, sind. Thermoplastische Urethane (d.h. Polyurethane) sind ein bevorzugtes Kernpolymer, im Besonderen Pellethane-Polyurethane.
Die Hülle (Komponente B) ist ebenfalls elastomer und sie umfasst ein homogen verzweigtes Polyolefin, vorzugsweise ein homogen verzweigtes Ethylenpolymer und mehr bevorzugt ein homogen verzweigtes, im Wesentlichen lineares Ethylenpolymer. Diese Materialien sind allgemein bekannt. Zum Beispiel liefert USP 6,140,442 eine ausgezeichnete Beschreibung der bevorzugten homogen verzweigten, im Wesentlichen linearen Ethylenpolymere und es umfasst viele Bezugnahmen auf andere Patente und Nicht-Patentliteratur, die andere homogen verzweigte Polyolefine beschreiben.
Das homogen verzweigte Polyolefin hat eine Dichte (gemessen durch ASTM D 792) von etwa, 0,895 g/cm³ oder weniger. Mehr bevorzugt ist die Dichte des Polyolefins zwischen 0,85 und 0,88 g/cm³. Der Schmelzindex (MI gemäß Messung durch ASTM D 1238 bei 190°C) ist für das Polyolefin typischerweise zwischen 1–50, vorzugsweise zwischen 2–30 und mehr bevorzugt zwischen 3–10. Für die homogen verzweigten Ethylenpolymere, die in der Praxis dieser Erfindung verwendet werden, ist die Kristallinität typischerweise etwa 32% für ein Polymer mit einer Dichte von 0,895 g/cm³, etwa 21% für ein Polymer mit einer Dichte von 0,880 g/cm³ und etwa 0% für ein Polymer mit einer Dichte von 0,855 g/cm³.
Die Hüllkomponente der Zweikomponenten- oder Bikonstituentenfaser wird quervernetzt, um sie mit Wärmeresistenz bereitzustellen. Diese Komponente kann quervernetzt werden unter Verwendung jedes beliebigen herkömmlichen Verfahrens, z.B. elektromagnetische Strahlung, wie etwa UV (ultraviolett), sichtbares Licht, IR (Infrarot), e-Strahlung, Silan-Feuchtigkeitshärtung und Kombinationen aus einer oder mehreren dieser Härtungstechniken, und sie wird typischerweise quervernetzt bis zu einem Gelgehalt von mehr als 30, vorzugsweise mehr als 50 und mehr bevorzugt mehr als 60 Gewichtsprozent. Der Gelgehalt ist ein Maß des Quervernetzungsgrades des Polyolefins. Während zu viel Quervernetzung, z.B. größer als etwa 80%, zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften der Faser führen kann, wird das Hüllpolymer ausreichend quervernetzt, um strukturelle Integrität der Faser unter Feuchte- und Hitzebedingungen (z.B. während Wärmehärtungs- und Trocknungsschritten) zu verleihen.
Während die Fasern dieser Erfindung gut geeignet sind für Web- oder Strickanwendungen, z.B. Stoffe, die hergestellt werden durch Verflechten oder Verschlingen von linearen Anordnungen von Filamenten und/oder Fasern, sind diese Fasern ebenfalls geeignet zur Herstellung von nicht-gewobenen Strukturen, z.B. Stoffen, die hergestellt werden durch Binden bzw. Bonden der gewebeartigen Anordnungen von Fasern und/oder Filamenten. Typischerweise umfassen gewobene oder gestrickte Stoffe, die aus den elastomeren Fasern dieser Erfindung hergestellt werden, zwischen 1 und 30, vorzugsweise zwischen 3 und 20 Gewichtsprozent des Stoffs. Die restlichen Fasern des Stoffs umfassen eine oder mehrere aus beliebigen anderen Fasern, z.B. ein Polyolefin (Polypropylen, Polybutylen, usw.), Polyester, Nylon, Baumwolle, Wolle, Seide und dgl. Gewobene und gestrickte Stoffe, die die elastischen Fasern dieser Erfindung umfassen, zeigen verringerte Schrumpfung wenn sie den Verarbeitungs- und Pflegebedingungen der typischen Herstellung und Anwendung unterzogen werden, z.B. wässrigem Färben, Waschen und Trocknen, Bügeln usw.
Nicht-gewobene Stoffe können durch in der Technik bekannte Techniken gebildet werden, einschließlich Luftaufschichten, Spinnbinden, Stapelfasercardieren, thermisches Binden und Schmelzblas- und Spinnverbinden. Polymere, die geeignet sind zur Herstellung solcher Fasern, umfassen Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Nylon, Polyolefin, Silikas, Polyurethane, Poly(p-phenylenterephthalamid), Lycra, Kohlefasern und natürliche Polymere, wie etwa Cellulose und Polyamid (z.B. Seide und Wolle). Wie hier verwendet, bedeutet „Stoff" eine gefertigte Anordnung von Fasern und/oder Garnen, die eine wesentliche Fläche im Verhältnis zu ihrer Dicke aufweist und ausreichend mechanische Festigkeit aufweist, um der Anordnung inhärente Kohäsion zu verleihen.
Wie hier verwendet, bedeutet „Stapelfaser" eine natürliche Faser oder eine Länge, die z.B. abgeschnitten ist von einem gefertigten Filament. Eine Hauptanwendung dieser Fasern ist die Bildung von absorbierenden Strukturen, die als ein temporäres Reservoir für Flüssigkeit dienen und ebenfalls als ein Durchgang zur Flüssigkeitsverteilung. Stapelfasern umfassen natürliche und synthetische Materialien. Natürliche Materialien umfassen Cellulosefasern und Textilfasern, wie etwa Baumwolle und Rayon. Synthetische Materialien umfassen nicht-absorbierende synthetische Polymerfasern, z.B. Polyolefine, Polyester, Polyacryle, Polyamide und Polystyrole. Nicht-absorbierende synthetische Stapelfasern sind vorzugsweise gekräuselt, d.h. Fasern mit einer kontinuierlichen welligen, kurvenartigen oder zackigen Charakteristik entlang ihrer Länge.
Die Bildung von Bikonstituentenfasern wird verbessert mit der Verwendung eines Kompatibilisierungsmittels. Wie hier verwendet, bedeutet „Kompatibilisierungsmittel" ein Polymer, das die innige Mischung und/oder Adhäsion der Faserbestandteilspolymere fördert. Ein bevorzugtes Kompatibilisierungsmittel ist ein homogen verzweigtes Ethylenpolymer, vorzugsweise ein homogen verzweigtes, im Wesentlichen Ethylenpolymer, gepfropft mit einer Carbonyl enthaltenden Verbindung, z.B. Maleinsäureanhydrid, das umgesetzt wird mit einem Diamin. Maleinsäureanhydrid und andere Carbonyl-enthaltende Verbindungen, gepfropft auf ein Polyolein, werden in USP 5,185,199 gelehrt. Diese Kompatibilisierungsmittel vereinfachen stark die Extrusion des Kernbestandteils in den Hüllbestandteilen. Kompatibilisierungsmittel, die in der Praxis dieser Erfindung geeignet sind, sind in WO 01/36535 beschrieben.
Die folgenden Beispiele sind veranschaulichend für bestimmte der Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung. Alle Teile und Prozentanteile sind bezüglich des Gewichts, es sei denn, es ist anders angegeben.
SPEZIFISCHE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Beispiel 1:
Zweikomponentenfasern aus einem Kern/Hülle-Aufbau werden hergestellt aus (i) einer Hülle aus Affinity EG8200 (ein homogen verzweigtes, im Wesentlichen lineares Ethylen/1-Octen-Copolymer, hergestellt von The Dow Chemical Company, mit einer Dichte von 0,87 g/cm³ und einem MI von 5), und (ii) einem Kern aus entweder Pellethane 2103-70A oder Pellethane 2103-80A (thermoplastische Urethane, basierend auf MDI, PTMEG und Butandiol, die beide hergestellt werden von The Dow Chemical Company). Die Figur zeigt entsprechend den Thermomechanical Analyzer (Thermomechanischer Analysator, TMA)-Sondenpenetrationsdaten, dass TPU-2103-80A eine höhere Erweichungstemperatur aufweist als TPU-2103-70A (der Sondendurchmesser war 1 mm und die Kraft von 1 Newton wurde angewendet; die Probe wurde bei 5°C/min beginnend bei Raumtemperatur erwärmt). Die Fasern werden hergestellt unter Verwendung eines herkömmlichen Coextrusionsverfahrens, sodass die Faserhülle 30 Gewichtsprozent der Faser ist und der Faserkern 70 Gewichtsprozent der Faser ist. Die Fasern werden quervernetzt unter Verwendung von e-Strahlung bei 19,2 Megarad, unter Stickstoff.
Nach Quervernetzung werden die Fasern wärmegehärtet. Die Fasern werden zuerst gezogen (d.h. gedehnt) unter Umgebungsbedingungen und auf ein Teflonsubstrat geklebt, während sie unter Belastung sind. Die Fasern werden dann in einem Ofen bei einer voreingestellten Temperatur für eine vorbestimmte Zeit (während sie noch unter Belastung sind) angeordnet, entnommen und man lässt sie auf Raumtemperatur kühlen, die Belastung wird entfernt und dann wird gemessen. Das Ausmaß der Schrumpfung aus dem gedehnten Zustand ist ein Maß der Wärmehärtungseffizienz. Fasern, die nach dem Entfernen der Belastung nicht schrumpfen zeigen eine 100% Wärmehärtungseffizienz. Fasern, die auf ihre Dehnungslänge vor der Belastung nach dem Entfernen der Belastung zurückkehren, zeigen 0 Wärmehärtungseffizienz.
Nachdem die Faser wärmegehärtet ist, wird sie für dreißig Sekunden in einem Ölbad angeordnet, das bei einer voreingestellten Temperatur gehalten wird, und erneut gemessen. Die Länge der Faser nach der Behandlung in dem Ölbad gegenüber der Länge der Faser vor der Behandlung in dem Ölbad ist ein Maß der Schrumpfung der wärmegehärteten Faser. Tabelle 1 Wirkung der Wärmehärtungstemperatur EG8200/TPU-80A (30/70)
Wie durch die Daten von Tabelle 1 gezeigt, werden die Wärmehärtungseffizienz und die Schrumpfung bei einer gegebenen Temperatur nicht wesentlich beeinflusst durch die Wärmehärtungstemperatur. Die Schrumpftemperatur hat jedoch einen wesentlichen Einfluss auf die prozentuale Schrumpfung, wobei die höhere Schrumpfung verbunden ist mit der höheren Schrumpftemperatur. Tabelle 2 Wirkung der Wärmehärtungszeit EG8200/TPU-80A (30/70)
Die Daten von Tabelle 2 zeigen, dass die Wärmehärtungseffizienz und die Schrumpfung bei einer gegebenen Temperatur nicht wesentlich beeinflusst werden durch die Wärmehärtungszeit. Tabelle 3 Wirkung der Zusammensetzung

*Affinity-Faser mit 40 Denier und quervernetzt unter Verwendung von e-Strahlung bei 22,4 Megarad unter Stickstoff.

Die Daten von Tabelle 3 zeigen, dass eine Faser mit einer Affinity-Hülle und einem TPU-Kern weniger schrumpft als eine Affinity-Faser. Tabelle 4 Einfluss der Zusammensetzung (0,75 mm Düse)

*Affinity Faser mit 40 Denier und Quervernetzung unter Verwendung von e-Strahlung bei 22,4 Megarad unter Stickstoff.

Die Daten von Tabelle 4 zeigen, dass eine Faser mit einer Affinity-Hülle und einem verschiedenen TPU-Kern ebenfalls weniger schrumpft als eine Affinity-Faser. Tabelle 5 Einfluss von TPU
Die Daten von Tabelle 5 zeigen, dass TPU-80A eine geringere Schrumpfung aufweist als TPU-70A und TPU-70A einen geringeren Erweichungspunkt aufweist als TPU-80A. Typischerweise sind Kerne, die einen höheren Erweichungspunkt aufweisen wünschenswert, da sie weniger Schrumpfung erfahren und diese Eigenschaft wird den Stoffen verliehen, aus welchen sie hergestellt werden. Tabelle 6 Einfluss der Zusammensetzung
Die Daten von Tabelle 6 zeigen, dass umso höher das Gewichtsprozent des TPU in dem Kern umso geringer die Schrumpfung ist.
Beispiel 2:
Bikonstituentenfasern werden hergestellt aus dem Gemisch von (i) einer Hülle aus Affinity EG8200 (ein homogen verzweigtes, im Wesentlichen lineares Ethylen/1-Octencopolymer, hergestellt von The Dow Chemical Company), (ii) einem Kern aus entweder Pellethane 2103-70A oder Pellethane 2103-80A und (iii) MAH-g-Affinity-Ethylencopolymer, umgesetzt mit einem Diamin. Die Gemische werden zuerst hergestellt unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders und dann werden die Fasern hergestellt unter Verwendung eines herkömmlichen Spinnverfahrens. Die Fasern werden quervernetzt unter Verwendung von e-Strahlung bei 19,2 Megarad unter Stickstoff. Tabelle 7 Status des Faserspinnens aus Gemischen
Tabelle 8 Einfluss von TPU auf die Wärmeschrumpfung (30% TPU + 70% Affinity + 10% Fusabond)

Die Daten von Tabelle 8 zeigen, dass umso höher die Erweichungstemperatur des TPU-Kerns ist, umso geringer die Schrumpfung der Faser ist. Tabelle 9 Vergleich der elastischen Erholung von Zweikomponentenfasern mit Bikonstituentenfasern

Die Daten von Tabelle 9 zeigen, dass die Bikonstituenten- und Zweikomponentenfasern eine ähnliche elastische Erholung zeigten wie die Affinity-Faser.
Wenngleich die Erfindung im Einzelnen beschrieben wurde durch die vorhergehenden Beispiele dienen die Details nur zum Zweck der Veranschaulichung und sollen nicht als begrenzend für die Erfindung ausgelegt werden.

Claims

Faser mit einem Kern/Hülle-Aufbau, wobei die Faser einen wärmehärtbaren thermoplastischen elastomeren polymeren Kern und eine Hülle aus einem quervernetzten elastomeren homogen verzweigten Polyolefin umfasst, worin die mindestens zwei elastischen Polymere mindestens 50 Prozent ihrer Strecklänge nach dem ersten Ziehen als auch dem vierten Ziehen auf 100 Prozent Spannung zurückgewinnen werden, so dass beim Formen zu einer Faser und (a) Dehnen um 100 Prozent unter Spannung, (b) Aussetzen an eine Wärmehärtungstemperatur und (c) Kühlen auf Raumtemperatur das wärmehärtbare thermoplastische, elastomere Polymer einer Schrumpfung bis zu einer Temperatur von 110°C widerstehen wird, und worin das andere Polymer quervernetzt wird, um eine Hitzeresistenz bereitzustellen und einen Gelgehalt von mehr als 30 Gewichtsprozent bereitzustellen.
Faser nach Anspruch 1, worin das quervernetzte Polyolefin Polyethylen ist.
Faser nach Anspruch 1, worin das quervernetzte Polyolefin ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus homogenem Polyethylen, Ethylen-Styrol-Interpolymeren, Propylen/C₄-C₂₀-Interpolymeren, hydrierten Blockcopolymeren, Polyvinylcyclohexan und Kombinationen davon.
Faser nach Anspruch 2, weiterhin umfassend ein Kompatibilisierungsmittel.
Faser nach Anspruch 4, worin das Kompatibilisierungsmittel ein funktionalisiertes Ethylenpolymer ist.
Faser nach Anspruch 5, worin das Kompatibilisierungsmittel ein Ethylenpolymer ist, enthaltend mindestens eine Anhydrid- oder Säuregruppe.
Faser nach Anspruch 6, worin das Kompatibilisierungsmittel mit einem Amin umgesetzt worden ist.
Faser nach Anspruch 2, worin das Polyolefin ein homogen verzweigtes, im Wesentlichen lineares Ethylenpolymer ist.
Gewobener oder gestrickter Stoff, umfassend die Faser nach Anspruch 1.
Gewobener oder gestrickter Stoff nach Anspruch 9, umfassend zwischen 1 und 30 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht des Stoffs, der Faser nach Anspruch 1.
Gewobener oder gestrickter Stoff nach Anspruch 10, worin der Stoff im Vergleich mit einem Stoff, der mit Ausnahme, dass Fasern nach Anspruch 1 umfasst sind, ähnlich ist, verringertes Schrumpfen zeigt bei Aussetzen an Feuchtigkeit bei einer erhöhten Temperatur.
Nichtgewobener Stoff, umfassend die Faser nach Anspruch 1.