DE69431745T2

DE69431745T2 - Faser mit netzwerkstruktur, daraus gebildeter vliesstoff und verfahren zur herstellung der faser und des vliesstoffes

Info

Publication number: DE69431745T2
Application number: DE69431745T
Authority: DE
Inventors: Fumio Matsuoka; Shigemitsu Murase; Koichi Nagaoka; Hiroshi Nishimura
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1993-04-08
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 2003-09-04
Anticipated expiration: 2014-04-07
Also published as: DE69431745D1; EP0645480B1; EP0645480A1; EP0645480A4; JP3317703B2; WO1994024347A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein feintitriges Filament mit einer geflechtartigen Struktur, das aus einem Gemisch von Polymeren besteht, die nicht miteinander mischbar sind, einen Vliesstoff, der dieses Filament aufweist und eine feinfibrillierte Struktur hat, sowie deren Herstellung, die beispielsweise aus US-A-5147.586 bekannt sind.

Hintergrund der Erfindung

Zur Herstellung von feintitrigen Filamenten und Vliesstoffen, die diese Filamente verwenden, ist das Verfahren bekannt, Sea-Island-Multikomponentenfilamente zu verspinnen, anschließend einen Teil der Polymerkomponenten mit einem Lösungsmittel daraus zu entfernen und die resultierenden Filamente zu verfestigen, um einen Vliesstoff zu erhalten. Bekannt ist auch die Anwendung des so genannten Schmelzblasverfahrens, bei dem ein schmelzflüssiges Polyrrier aus Spinndüsen ersponnen und anschließend mit einer erhitzten Flüssigkeit gestreckt wird, um es zu fibrillieren. Bei einem Verfahren, bei dem ein Teil der Polymerkomponenten der Multikomponentenfilamente mit einem Lösungsmittel entfernt wird, sind jedoch verschiedene Schritte notwendig. Beim Schmelzblasverfahren werden zwar sehr feine Filamente erhalten, da die Fibrillierung in der Phase erfolgt, in der das Polymer schmelzflüssig ist, aber das Verfahren hat den Nachteil, dass Streckorientierung und Kristallisation gering sind, sodass die resultierenden Filamente nur eine geringe mechanische Festigkeit haben.
Bekannt ist auch das so genannte Flash-Spinning-Verfahren, mit dem sehr feine Filamente aus einer Polymerlösung hergestellt werden. Wie in dem US-Patent 3.081.519 beschrieben, wird beim Flash-Spinning-Verfahren eine Polymerlösung in einem tiefsiedenden Lösungsmittel aus Spinndüsen ersponnen, um das Lösungsmittel sofort zu verdampfen.
Die mit einer solchen Formulierung hergestellten Filamente bestehen jedoch nur aus einer einzigen Polymerkomponente für alle Materialien, und daher haben sie den auf das Polymer zurückzuführenden Nachteil, dass die Erschließung von Einsatzmöglichkeiten für das Produkt begrenzt ist. Bei dem Verfahren, das in der ungeprüften japanischen Patentschrift 41/006.215-B und der japanischen Offenlegungsschrift 01/097.256-A beschrieben ist, liegt das gleiche Problem vor. Um es genauer zu sagen, während Polyolefine hinsichtlich ihrer geringen Masse hervorragend sind, aber einen niedrigen Modul haben, sodass sie kein gutes Trage- und Anziehgefühl haben, und eine spezielle Glätte haben, sind Polyester Polymere, die von Natur aus zur Herstellung von Filamenten mit hoher Reißfestigkeit geeignet sind und einen hohen Modul haben, aber beim Flash-Spinning keine Filamente mit einer hohen Reißfestigkeit ergeben, sodass sie eigentlich bisher nicht zum Einsatz gekommen sind.
EP-A-0.093.021 beschreibt durch Flash-Spinning hergestellte fibrillierte Zweikomponentenfasern mit einem aus einem Olefinpolymer bestehenden inneren Kern und einer aus einer entsprechenden Menge hydrophilem Polymer bestehenden äußeren Hülle sowie Filamente, die aus Anhäufungen solcher Einzelfasern bestehen.
US-A-5.147.586 beschreibt ein durch Flash-Spinning hergestelltes Filament mit einer geflechtartigen Struktur, das eine Polyolefin-Komponente mit einer geflechtartigen Struktur aufweist.

Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung soll ein feintitriges Filament mit einer geflechtartigen Struktur, bei dem die vorgenannten Probleme gelöst sind, insbesondere die Nachteile von Polyolefinen und Polyestern gegenseitig aufgehoben sind und ihre Vorzüge voll zur Geltung kommen, sowie einen Vliesstoff mit diesem Filament und Verfahren zu ihrer Herstellung zur Verfügung stellen.
Die Erfinder haben umfangreiche Anstrengungen zur Lösung der vorgenannten Probleme unternommen und sind zu der vorliegenden Erfindung gemäß den Hauptansprüchen 1, 5, 8, 14 und 16 gelangt.
Das erfindungsgemäße Filament besteht aus einem Gemisch, dass mindestens Polyolefin und Polyester aufweist, die nicht miteinander mischbar sind, und es hat eine geflechtartige Struktur.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Filaments mit geflechtartiger Struktur umfasst das Lösen eines Gemisches aus Polyolefin und Polyester, die miteinander nicht mischbar sind, in einem Lösungsmittel bei hoher Temperatur und hohem Druck und das Erspinnen der resultierenden Einlösungsphase aus Düsen, wobei die Polymerphasen und das Lösungsmittel getrennt sind.
Das erfindungsgemäße Filament besteht aus Polyolefin und Polyester, hat eine bisher noch nicht zur Verfügung stehende geflechtartige Filamentstruktur mit sehr feintitrigen fibrillierten Filamenten und hat eine hohe Reißfestigkeit und einen hohen Modul. Daher kann es als Material für Textilien, Maschenware, mit einem Trockenverfahren hergestellte Vliesstoffe, mit einem Nassverfahren hergestellte Vliesstoffe usw. und gestauchte Stapelfasern verwendet werden und ist darüber hinaus für verschiedene Zwecke wie Bekleidungsstoffe, Dämmmaterialien, Kunstleder, Absorptionsmittel, die als Hygienematerialien verwendet werden, Schutzbekleidung, Gardinen, Bettlaken, Putztücher, Filter, Haushaltsverpackungen, synthetisches Papier usw. geeignet. Da das Filament Polyester enthält, wird es nicht nur mit Pigmenten gefärbt, sondern wird auch bei der Nachbehandlung entsprechend gefärbt.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff mit einer feinfibrillierten Struktur enthält Filamente mit geflechtartiger Struktur, die ein Gemisch aus Polyolefin und Polyester, die nicht miteinander mischbar sind, in einem Masseverhältnis in einem Bereich von 5 : 95 bis 95 : 5 enthalten, wobei die Filamente mit geflechtartiger Struktur miteinander verklebt sind. Die Filamente mit geflechtartiger Struktur werden miteinander über die gesamte Fläche im Vliesstoff verklebt oder werden so miteinander verklebt, dass zahlreiche Hitzeverklebungsbereiche entstehen, die einen bestimmten Abstand voneinander haben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Vliesstoffs mit der feinfibrillierten Struktur umfasst das Herstellen von Filamenten mit geflechtartiger Struktur, wobei Polyolefin und Polyester, die nicht miteinander mischbar sind, in einem Massebereich von 5 : 95 bis 95 : 5 gemischt werden, das Herstellen von Flor aus den Filamenten und das Verfestigen des Flors durch Anwendung von Hitze und Druck, sodass alle gemischten geflechtartigen Strukturen der Filamente verklebt werden.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Vliesstoff umfasst das Herstellen von Filamenten mit geflechtartiger Struktur, wobei Polyolefin und Polyester, die nicht miteinander mischbar sind, in einem Massebereich von 5 : 95 bis 95 : 5 gemischt werden, das Herstellen von Flor aus den Filamenten und das teilweise Verfestigen des Flors durch Anwendung von Hitze und Druck mit einer Gaufriervorrichtung, sodass die gemischten Filamente mit geflechtartiger Struktur partiell verklebt werden.
Auf diese Weise kann Vliesstoff mit einer feinfibrillierten Struktur mit hochfibrillierten feintitrigen Filamenten gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Unter diesen Vliesstoffen sind die Vliesstoffe, bei denen die Filamente mit geflechtartiger Struktur über die gesamte Fläche miteinander verklebt sind, für verschiedene Zwecke wie Umschläge, Verpackungsmaterialien, elastische Manschetten, wasserfeste Materialien, Etiketten, Wärmedämmstoffe, synthetisches Papier, Materialien für medizinische und Hygieneschutzbekleidung, Gardinen, Bettlaken, Putztücher, Filter, Haushaltsverpackungen usw. geeignet. Vliesstoff, bei dem die Filamente mit geflechtartiger Struktur partiell verklebt sind, ist für verschiedene Zwecke wie Bekleidung, Wärmedämmstoffe, Materialien für medizinische und Hygieneschutzbekleidung, Gardinen, Bettlaken, Putztücher, Filter, Haushaltsverpackungen, Zelte, Kunstleder usw. geeignet.
Das erfindungsgemäße Filament mit geflechtartiger Struktur wird nachstehend näher erläutert.
Die erfindungsgemäße geflechtartige Filamentstruktur bedeutet, dass fibrillierte Filamente mit einem Durchmesser von 0,01-10 um dreidimensional und endlos in Längsrichtung ausgebildet sind.
Die das erfindungsgemäße Filament bildenden Komponenten müssen Polymerkomponenten sein, die nicht miteinander mischbar sind. Aufgrund des Umstands, dass sie nicht miteinander mischbar sind, liegen die gemischten Polymerkomponenten einzeln vor, sodass das resultierende Filament die Faserigkeit zeigt, die jeder der Polymerkomponenten eigen ist. Bekanntlich wird eine Faser aus gemischten Polymeren, die nicht miteinander mischbar sind, leicht in seine Komponenten zerlegt, wenn eine physische Kraft aufgebracht wird. Da bei dem erfindungsgemäßen Filament die Polymere nicht miteinander mischbar sind, liegt jedes Polymer vorwiegend in Form feintitriger fibrillierter Filamente vor. Die spezielle Kombination der Polymerkomponenten ist daher eine Kombination aus Polyolefin und Polyester.
Beispiele für das Polyolefin, das eine die erfindungsgemäßen Filamente bildende Polymerkomponente darstellt, sind Polyethylen, Polypropylen, Copolymer, das hauptsächlich aus Ethylen besteht, Copolymer, das hauptsächlich aus Propylen besteht, usw.
Die Viskosität der Ethylen-Polymere unter den vorgenannten Polymeren beträgt vorzugsweise 0,3-30 g/10 min bezogen auf den nach dem Verfahren gemäß ASTM-D- 1238E gemessenen Schmelzindexwert. Wenn der Schmelzindexwert kleiner als 3 g/10 min ist, wird die Viskosität des Lösungsgemisches zu hoch, sodass kaum feintitrige fibrillierte Filamente erhalten werden. Wenn der Schmelzindexwert größer als 30 g/10 min ist, nimmt die Reißfestigkeit der Filamente an sich ab und gleichzeitig nehmen Glätte und Klebrigkeit der Filamente zu, sodass die Filamente keinen guten Griff haben.
Vorzugsweise beträgt die Viskosität der Propylenpolymere 1-40 g/10 min bezogen auf den nach dem Verfahren gemäß ASTM-D-1238L gemessenen Schmelzindexwert. Wenn der Schmelzindexwert kleiner als 1 g/10 min ist, wird die Viskosität des Lösungsgemisches zu hoch, sodass kaum feintitrige fibrillierte Filamente erhalten werden. Wenn der Schmelzindexwert größer als 40 g/10 min ist, nimmt die Reißfestigkeit der Filamente an sich ab und gleichzeitig nehmen Glätte und Klebrigkeit der Filamente zu, sodass die Filamente keinen guten Griff haben.
Beispiele für den Polyester, der die andere Polymerkomponente ist, die das erfindungsgemäße Filament bildet, sind Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat. Außerdem können Copolymere verwendet werden, bei denen die Vorgenannten die Hauptkomponenten sind, die bis zu 40 Mol-% der Copolymerisationsmonomere enthalten, wie Isophthalsäure, Phthalsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sulfoisophthalsäure, Diethylenglycol, Propylenglycol, 1,4-Butandiol, 2,2-bis(4-Hydroxyethoxyphenyl)propan, Bisphenol A, Polyalkylenglycol usw. Die verwendbare Viskosität des Polymers als relative Viskosität, gemessen mit einer 0,5-%igen Lösung in einem Gemisch aus Tetrachlorethan und Phenol im Massenverhältnis von 1 : 1 bei 20ºC, beträgt etwa 1,3-1,6 (Filament- Qualität) bis 1,7 (ein durch Festphasenpolymerisation hergestelltes hochviskoses Harz). Je höher die Viskosität des Polymers ist, umso größer ist die Reißfestigkeit des Filaments, was umso besser ist.
Die Komponenten, die das erfindungsgemäße Filament bilden, müssen ein Gemisch aus den Polymeren bilden, die zumindest aus den nicht miteinander mischbaren Komponenten bestehen und einen Schmelzpunkt von mindestens 100ºC haben. Der Grund, weshalb sie nicht miteinander mischbar sein sollten, wurde bereits erwähnt. Der Grund, weshalb die Polymerkomponenten einen Schmelzpunkt von mindestens 100ºC haben müssen, ist eine aus praktischen Erwägungen heraus festgelegte Bestimmung. Wenn nämlich der Schmelzpunkt weniger als 100ºC beträgt, wird das Polymer schon von siedendem Wasser zum Schmelzen gebracht und ist hinsichtlich der Erschließung von Einsatzmöglichkeiten äußerst begrenzt. Daher sollte der Schmelzpunkt besser mindestens 120ºC betragen. Die Wendung "Polymere, die zumindest aus den nicht miteinander mischbaren Komponenten bestehen" bedeutet, dass die vorgenannten gemischten Polymerkomponenten mindestens 50 Masse-% in den Filamenten ausmachen. Wenn der Anteil weniger als 50 Masse-% beträgt, gehen die Eigenschaften des Polyolefins und des Polyesters verloren, weshalb ein solcher Anteil nicht bevorzugt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Filament sollte das Massenverhältnis des Polyolefins zum Polyester 5 : 95 bis 95 : 5 betragen. Wenn der Anteil des Polyolefins oder des Polyesters unter dem genannten Anteil liegt, gehen die Eigenschaften des Polymers verloren, weshalb ein solcher Anteil nicht bevorzugt wird. Genauer gesagt, wenn der Anteil des Polyolefins weniger als 5 Masse-% beträgt, nehmen Helligkeit/Leichtheit und Reißfestigkeit des Filaments ab, und wenn der Anteil des Polyesters weniger als 5 Masse-% beträgt, nimmt der Modul des Filaments ab, die Steifigkeit und der Griff beim Gebrauch und Tragen werden nicht erreicht und außerdem entsteht nicht das für Polyolefin charakteristische Glättegefühl. Daher sollte der Bereich für das Mischungsverhältnis besser zwischen 15 : 85 und 85 : 15, am besten zwischen 25 : 75 und 75 : 25 liegen.
Nachstehend wird eines der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Filaments mit geflechtartiger Struktur erläutert. Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Filaments kann das bekannte Flash-Spinning-Verfahren angewendet werden. Dieses Verfahren wird nachstehend näher erläutert.
Zunächst wird ein Gemisch aus Polyolefin und Polyester bei hoher Temperatur und hohem Druck in einem Lösungsmittel gelöst, in dem beide Polymere zwar bei niedrigen Temperaturen unlöslich, bei hohen Temperaturen und hohem Druck jedoch löslich sind. Nach Herstellung einer Einbadphase wird diese aus Düsen unter Phasentrennung ersponnen, sodass die vorgenannten Filamente entstehen.
Beispiele für das hierfür verwendete Lösungsmittel sind bekannte aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzen und Toluen; aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Butan, Pentan und Isomere sowie deren Homologe; alicyclische Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan; und ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Weitere Beispiele sind Halogenkohlenwasserstoffe wie Trichlormethan, Methylenchlorid, Kohlenstofftetrachlorid, Chloroform, 1,1-Dichlor-2,2-difluorethan, 1,2-Dichlor-1,1-difluorethan, Methylchlorid, Ethylchlorid usw. Weitere Beispiele sind Alkohole, Ether, Ketone, Nitrile, Amide, Fluorkohlenwasserstöffe usw. Weitere Beispiele sind Gemische aus den vorgenannten Lösungsmitteln. Unter Berücksichtigung der neuen Situation, dass die globale Umweltverschmutzung ein großes Problem darstellt, ist besonders die Verwendung von Lösungsmitteln, die die Ozonschicht zerstören könnten, zu vermeiden. Auch unter Berücksichtigung dieses Umweltaspekts sind als Lösungsmittel, die vorzugsweise zur Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, Methylenchlorid, 1,1-Dichlor- 2,2-difluorethan, 1,2-Dichlor-1,1-difluorethan usw. zu nennen.
Der Bereich der Polymer-Konzentrationen ist nicht so definitiv begrenzt, da er vom Polymerisationsgrad des Polymers, der Art des Lösungsmittels, der Druckanwendung usw. abhängt. Sie sollten jedoch so eingestellt werden, dass die Konzentration der Polymere und des Lösungsmittels in der Spinnlösung 5-30 Masse-% bzw. 95-70 Masse-% beträgt. Wenn die Konzentration der Polymere weniger als 5 Masse-% beträgt, ist es schwierig, endlose Fäden zu erhalten, und wenn sie mehr als 30 Masse-% beträgt, findet keine Fibrillierung statt, sodass zylindrische Filamente entstehen, die Schaum enthalten, sodass es schwierig ist, feintitrige fibrillierte Filamente mit hoher Reißfestigkeit zu erhalten. Wenn die Konzentration des Lösungsmittels weniger als 70 Masse-% beträgt, wird die Viskosität der Spinnlösung zu hoch, um die Polymere homogen zu lösen, sodass die Tendenz besteht, dass keine feintitrigen fibrillierten Filamente entstehen und die Filamente Hohlräume haben, und wenn die Konzentration des Lösungsmittels mehr als 95 Masse-% beträgt, entstehen keine endlosen fibrillierten Fäden mit geflechtartiger Struktur, weshalb solche Konzentrationen nicht bevorzugt werden.
Zur Erhöhung des Spinndrucks sollte vorzugsweise vor oder nach Herstellung der Spinnlösung Inertgas, beispielsweise Stickstoffgas, eingespritzt werden. Am besten sollte das Inertgas vor der Temperaturerhöhung beigemengt werden, da so der Abbau der Polymere vermieden werden kann und die Temperaturerhöhbarkeit verbessert wird, wodurch die Löslichkeit der Polymere im Lösungsmittel beschleunigt wird, sodass sehr feintitrige Filamente mit einer fibrillierten geflechtartigen Struktur entstehen.
Bei der Herstellung des Filaments mit geflechtartiger Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung werden Dehnung und Orientierung des Filaments mittels der mit der Verdampfung des Lösungsmittels verbundenen Sprengkraft durchgeführt, und die Reißfestigkeit des Filaments wird oft davon bestimmt, ob das Filament gut gedehnt und orientiert ist. Die Sprengkraft zu diesem Zeitpunkt ist die Verdampfungskraft infolge der Geschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt. Das Lösungsmittel wird zu einem Zeitpunkt innerhalb eines Zeitraums, der nicht länger als 0,1 Sekunden ist, verdampft und dabei wird ein Anstieg der Konzentration der Polymere innerhalb kurzer Zeit erreicht und schließlich werden nur die gemischten Polymere ausgefällt. Die gemischten Polymere, die durch die Verdampfung des Lösungsmittels ausgefällt werden, werden gekühlt. Für die Reißfestigkeit ist dieser Kühlschritt äußerst wichtig, und um Filamente mit hoher Reißfestigkeit zu erhalten, sollte auf eine Kühlung mit schnellem Durchfluss und eine Dehnung und Orientierung in Abhängigkeit von der Kühlgeschwindigkeit geachtet werden. Bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren werden Polymere, die nicht miteinander mischbar sind, verwendet, sodass die Fibrillierung durch den schnellen Durchfluss gefördert wird, wodurch feintitrige fibrillierte Filamente entstehen.
Da nicht miteinander mischbare Polymere für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, lassen sich die Polymere auch dann leicht trennen, wenn sie in dem Lösungsmittel gelöst sind, weshalb vorzugsweise ein grenzflächenaktiver Stoff zugegeben wird. Die Zugabe des grenzflächenaktiven Stoffs dient dazu, die Spinnlösung stabil im emulgierten Zustand zu halten. Normalerweise wird ein nichtionischer grenzflächenaktiver Stoff verwendet. Beispiele für grenzflächenaktive Stoffe sind Addukte von Polyoxyethylen mit Laurylalkohol, Stearylalkohol, Oleylalkohol usw. und Monoester von Laurin-, Stearin- oder Oleinsäure. Je homogener das Lösungsgemisch oder die Spinnlösung ist, umso feintitriger sind die fibrillierten Filamente mit geflechtartiger Struktur.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Lösungs- und Spinntemperatur der Spinnlösung vorzugsweise im Bereich von 170 bis 240ºC. Eine Senkung der Viskosität in Gegenwart eines Lösungsmittels ist bei Polyestern besonders wichtig. Wenn die Temperatur größer als 240ºC ist, können sich die Filamente verfärben oder der Abbau kann beschleunigt werden, sodass keine Filamente mit hoher Reißfestigkeit erhalten werden können, weshalb solche Temperaturen nicht bevorzugt werden. Wenn die Temperatur niedriger als 170ºC ist, entstehen keine sehr feintitrigen fibrillierten Filamente, sondern zylindrische Filamente mit Hohlräumen, weshalb solche Temperaturen nicht bevorzugt werden.
Die Dauer des Haltens der Spinnlösung im gelösten Zustand bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird nicht definitiv festgelegt, da sie von den vorgenannten Lösungs- und Spinntemperaturen abhängt. Bei einer hohen Temperatur muss die Haltezeit für die Auflösung so kurz wie möglich gehalten werden, und wenn die Temperatur relativ niedrig ist, kann die Haltezeit für die Auflösung lang sein. Die Haltezeit beträgt vorzugsweise ungefähr 5 bis 90 Minuten. Wenn die Haltezeit für die Auflösung des Spinngemisches länger als 90 Minuten ist, sind Verfärbung oder Wärme-Abbau des Polyesters möglich, sodass die Reißfestigkeit der Filamente abnehmen kann, und wenn diese Zeit kürzer als 5 Minuten ist, ist die Auflösung der Polymere unzureichend, was zu dem Problem des Verstopfens des Filters oder zu Problemen bei der Herstellung gleichmäßiger Filamente führt, weshalb solche Zeiten nicht zu empfehlen sind.
Der Druck für die Spinnlösung, in der die Polymere gelöst werden, wird normalerweise nicht festgelegt, da er von der Menge des Lösungsmittels, der Konzentration der Polymere und der Menge des eingeleiteten Inertgases abhängt. Er sollte im Allgemeinen jedoch nicht unter 5884 kPa (60 kp/cm²) liegen. Wenn der Druck niedriger als 5884 kPa (60 kp/cm²) ist, ist die Sprengkraft beim Flash-Spinning zu niedrig, sodass die Orientierung der Filamente schlecht ist und keine Filamente mit hoher Reißfestigkeit erhalten werden können. Außerdem wird das Spinnen ungleichmäßig und es kommt zu dem Problem, dass hochfibrillierte Filamente nicht kontinuierlich hergestellt werden. Es gibt zwar keine besondere Begrenzung für den oberen Grenzwert des Drucks, er sollte aber zur Vermeidung eines Absinkens der Viskosität der Polymere vorzugsweise bei 17652 kPa (180 kp/cm²) liegen.
Bei der Durchführung des Flash-Spinning-Verfahrens wird die Spinnlösung unter einem selbsterzeugten Druck oder über eine Drucksenkungskammer ersponnen. Als Spinndüsen können herkömmliche Spinndüsen verwendet werden.
Zu den Polymeren oder zur Spinnlösung können die Mittel, die normalerweise für Filamente verwendet werden, wie Antiglasmittel, Lichtstabilisatoren, Wärmestabilisatoren, Pigmente, Fibrillenöffnungsmittel, Wetterstabilisatoren, UV-Absorptionsmittel, Wärmeblocker, Stabilisatoren usw., in dem Umfang zugegeben werden, wie sie die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen.
Nachstehend werden der Vliesstoff mit der feinfibrillierten Struktur, bei der die Filamente mit geflechtartiger Struktur über die gesamte Fläche verklebt sind, und ein Verfahren zu seiner Herstellung näher erläutert.
Der Vliesstoff wird unter Verwendung der Filamente mit der vorgenannten geflechtartigen Struktur hergestellt.
Der hier benutzte Ausdruck "Vliesstoff mit einer dichten Struktur" bezeichnet einen Vliesstoff, bei dem die scheinbare Dichte mindestens 0,2 g/cm³ beträgt und die vorgenannte sehr feintitrige geflechtartige Struktur dicht verfestigt ist.
Die Filamente, die den erfindungsgemäßen Vliesstoff bilden, sind nicht miteinander mischbar, sodass hauptsächlich fibrillierte Filamente aus sehr feintitrigen einfachen Polymeren entstehen. Je feiner die Filamente, umso dichter strukturiert ist der resultierende Vliesstoff. Dadurch zeigt das erfindungsgemäße Produkt ein größeres Vermögen als Bakteriensperre, die keine Bakterien geringerer Größe durchlässt, als herkömmliche Vliesstoffe.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff muss so beschaffen sein, dass die Filamente mit geflechtartiger Struktur über die gesamte Fläche miteinander verklebt sind. Das heißt, dass die Filamente mit der sehr feintitrigen fibrillierten Struktur in den verklebten Bereichen dicht verfestigt sind und die Verfestigung nicht nur punktuell erfolgt. Mit anderen Worten, die Verfestigung erfolgt in den verklebten Bereichen der sehr feintitrigen Filamente, sodass ein Vliesstoff mit einer hochdichten Struktur entsteht und dieser Vliesstoff hervorragende Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit, Bakteriensperrvermögen, Wasserundurchlässigkeitsdruck und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit hat.
Der erfindungsgemäße Vliesstoff hat vorzugsweise eine Festigkeit von mindestens 20 kp/5 cm bei einer Flächenmasse von 100 g/m². Wenn die Festigkeit niedriger als 20 kp/5 cm ist, können verschiedene Bereiche nicht verwendet werden und die Einsatzmöglichkeiten des Vliesstoffs sind stark eingeschränkt.
Vorzugsweise beträgt die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, also die Eigenschaft, die Feuchtigkeit zu dispergieren, mindestens 100 g/m²/h. Wenn die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit weniger als 100 g/m²/h beträgt, wird die Feuchtigkeit kaum dispergiert, sodass bei Verwendung des Vliesstoffs als Bekleidungsstück oder Haushaltsverpackung Feuchtigkeit eindringt, sodass sich Wassertröpfchen bilden, ein unangenehmer Griff entsteht oder sich Pilze bilden, sodass ein unhygienischer Zustand entsteht. Je höher also die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, umso besser.
Der Wasserundurchlässigkeitsdruck beträgt vorzugsweise mindestens 50 cm. Der Wasserundurchlässigkeitsdruck ist ein Parameter dafür, wie schlecht eine Flüssigkeit wie Wasser durchgelassen wird. Wenn er niedriger als 50 cm ist, durchdringen Flüssigkeiten wie Wasser sowie Bakterien den Vliesstoff, sodass das Bakteriensperrvermögen schlechter wird und das Produkt nicht als Material für Hygieneschutzbekleidung verwendet werden kann. Je höher also der Wert des Wasserundurchlässigkeitsdrucks ist, umso besser.
Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung des vorgenannten Vliesstoffs beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Herstellung des Vliesstoffs sollten zunächst die Filamente mit geflechtartiger Struktur, die den Vliesstoff bilden, hergestellt werden, wobei das vorgenannte Flash-Spinning-Verfahren angewendet werden sollte.
Wenn das Lösungsgemisch oder die Spinnlösung aus den Düsen ersponnen wird, treffen die Flash-Flüssigkeit und die abgeschiedenen Filamente auf die Drehplatte auf, und nachdem die Filamente in einer Netzstruktur wie Köper in Schwingung versetzt worden sind, erfolgt eine Fibrillenöffnung. Der Prozess der Bildung der Filamente mit geflechtartiger Struktur wurde bereits beschrieben. Es gibt zwei Möglichkeiten für die Fibrillenöffnung. Eine ist eine Reibungselektrisierung mit der Drehplatte und die andere ist eine anschließende Koronaentladung, und es kann eine von diesen Möglichkeiten oder beide angewendet werden.
Die so geöffneten Filamente mit geflechtartiger Struktur werden auf einem Transportband gesammelt und der entstehende Filamentflor wird durch Anwendung von Wärme und Druck mit einer Gruppe von Walzen verfestigt. Es gibt folgende Verfestigungsbedingungen. Die Temperatur muss mindestens so hoch sein wie die Differenz "Schmelzpunkt des Polymers mit dem niedrigsten Schmelzpunkt unter den die Filamente bildenden Polymeren - 40ºC" und darf nicht größer als dieser Schmelzpunkt sein, wobei der Quetschdruck in Achsrichtung der Walzen 0,5 bis 20 kp/cm beträgt. Die genauen Bedingungen werden zum Schluss entsprechend festgelegt. Stärker bevorzugt werden die Verfestigung mit Druck mittels einer Walzengruppe bei Raumtemperatur und die weitere Verfestigung mit Druck unter den vorgenannten Bedingungen, da auf diese Weise eine starke Verklebung im Bereich der Verklebung zwischen den Filamenten erzielt wird.
Wenn in der Endphase eine Temperatur verwendet wird, die niedriger als die Differenz "Schmelzpunkt des Polymers - 40ºC" ist, nimmt die Haftung oder Verklebung bei allen Filamenten ab, sodass sich die Reißfestigkeit des Vliesstoffs verringert, und wenn die Verfestigung mit Wärme und Druck bei einer Temperatur erfolgt, die höher als der Schmelzpunkt ist, schmelzen die Filamente und der Effekt der hergestellten feintitrigen fibrillierten Filamente verringert sich. Diese Temperaturen werden daher nicht bevorzugt.
Wenn der Quetschdruck in Achsrichtung der Walzen weniger als 0,5 kp/cm beträgt, verschlechtert sich die Haftung bei allen Filamenten und die Reißfestigkeit des Vliesstoffs nimmt ab, und wenn er größer als 20 kp/cm ist, besteht die Tendenz, dass die Filamentschicht hauchdünn wird. Daher werden diese Drücke nicht bevorzugt.
Für die vorgenannte Walzengruppe werden Stahl-, Gummi- und Harzwalzen gemeinsam verwendet. Bei Verwendung von Stahlwalzen sollte eine Beschichtung mit Fluorethylenharz, Kautschuk usw. erfolgen, um die Entstehung eines unnormalen Glanzes auf dem resultierenden Vliesstoff zu vermeiden. Es können zwei bis dreißig Walzen zum Einsatz kommen. Am besten wird eine als Kalanderwalzvorrichtung bezeichnete herkömmliche Vorrichtung für diese Walzengruppe verwendet.
Bei dem erfindungsgemäßen Vliesstoff kann die Einstellung der Flächenmasse durch Ändern des vorgenannten schwingungsartigen Köpers und der Geschwindigkeit des Transportbands erfolgen. Die Flächenmasse lässt sich durch Legen des ausgebildeten Flors oder des Vliesstoffs stark ändern.
Dann wird nach dem nachstehend detailliert beschriebenen Verfahren ein Vliesstoff mit einer feinfibrillierten Struktur hergestellt, bei dem die Filamente mit geflechtartiger Struktur so miteinander verklebt werden, dass zahlreiche hitzeverklebte Bereiche mit bestimmten Abständen dazwischen entstehen.
Dieser Vliesstoff kann auch unter Verwendung der vorgenannten Filamente mit geflechtartiger Struktur hergestellt werden.
Bei diesem Vliesstoff müssen die Filamente mit geflechtartiger Struktur partiell verklebt sein. Das bedeutet, dass die sehr feintitrigen Filamente mit einer fibrillierten Netzstruktur beim Mischspinnen in bestimmten Bereichen partiell miteinander und auch durch ein Polymer, das eine niedrigschmelzende Komponente ist, verklebt sein müssen. Sie sind also nicht vollständig verklebt. Mit anderen Worten, sehr feintitrige fibrillierte Filamente sind durch das Polymer, das eine niedrigschmelzende Komponente ist, partiell verklebt, sodass die Form des Vliesstoffs erhalten bleibt. Die Filamente, bei denen keine partielle Verklebung erfolgt, bestehen aus sehr feintitrigen Filamenten mit einer fibrillierten geflechtartigen Struktur. Daher ist der resultierende Vliesstoff trotz seiner dichten Struktur weich und hat eine hervorragende Reißfestigkeit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit. Außerdem ist er aufgrund dieser dichten Struktur natürlich bakteriensperrend.
Dieser Zustand der partiellen Verklebung kann durch den Anteil der Verklebungsbereiche an der Gesamtfläche des erhaltenen Vliesstoffs ausgedrückt werden. Dieser Anteil wird wie folgt ermittelt. Und zwar wird mit einem Rasterelektronenmikroskop eine Aufnahme von einem kleinen Stück des Vliesstoffs gemacht, und aus zehn Messungen des Anteils der Summe der Verklebungsbereiche an der Fläche der Mindestwiederholungseinheit wird der Mittelwert gebildet. Vorzugsweise beträgt der Anteil der Verklebungsbereiche an der Gesamtfläche nicht mehr als 50%. Wenn der Anteil mehr als 50% beträgt, wird die verklebte Fläche zu groß, wodurch die Freiheit der nichtfixierten Filamente im Vliesstoff eingeschränkt wird und die Tendenz besteht, dass der Vliesstoff hart wird, also keine Weichheit mehr hat. Wenn hingegen der Anteil zu niedrig ist, verschlechtert sich die Form des Vliesstoffs. Der Anteil sollte daher aus praktischer Sicht mindestens 4% betragen. Unter Berücksichtigung des Vorstehenden beträgt der Bereich vorzugsweise 5 bis 30%.
Der Zustand dieser partiellen Verklebung kann auch durch die Dichte der Verklebungsbereiche ausgedrückt werden. Die Dichte der Verklebungsbereiche wird wie folgt berechnet. Und zwar wird mit einem Rasterelektronenmikroskop eine Aufnahme von einem kleinen Stück des Vliesstoffs gemacht, und der Anteil der Summe der einzelnen Verklebungsbereiche an der Fläche der Mindestwiederholungseinheit wird in cm² ermittelt; diese Messung wird zehnmal durchgeführt und daraus wird der Mittelwert gebildet. Die Dichte der Verklebungsbereiche beträgt vorzugsweise 15 bis 120/cm². Wenn sie kleiner als 15/cm² ist, ist die Form des Vliesstoffs ungünstig und außerdem nimmt die Reibechtheit des Vliesstoffs ab, was zu dem Problem der Pelzigkeit führt. Je höher also die Dichte der Verklebungsbereiche ist, umso geringer sind die praktischen Probleme und umso besser ist es. Wenn die Dichte jedoch zu hoch ist, kann der Vliesstoff einen harten Griff und keine Weichheit haben. Die bevorzugte Dichte beträgt daher nicht mehr als 120/cm². In Anbetracht des Vorstehenden beträgt der Bereich besser 20 bis 100/cm² und am besten 30 bis 90/cm².
Sowohl der Anteil der Verklebungsbereiche an der Gesamtfläche als auch die Dichte der Verklebungsbereiche sollte am besten in den vorgenannten Bereichen liegen.
Die Verklebungsbereiche können kreisförmig, ellipsenähnlich, diamantförmig, dreieckig, T-förmig, I-förmig, parallel-gekreuzt oder gitterförmig sein.
Die bevorzugte Eigenschaft des Vliesstoffs ist, dass die für 100 g/m² berechnete Festigkeit mindestens 5 kp/5 cm beträgt. Wenn die Festigkeit kleiner als 5 kp/5 cm ist, kann es Probleme beim praktischen Einsatz geben, und die Einsatzmöglichkeiten des Vliesstoffs sind recht beschränkt.
Die Weichheit beim Zusammendrücken beträgt vorzugsweise nicht mehr als 200 g. Die Weichheit beim Zusammendrücken steht für die Weichheit des Vliesstoffs, und je niedriger ihr Wert ist, umso weicher ist das Produkt. Diese Weichheit beim Zusammendrücken wird wie folgt bestimmt. Und zwar werden fünf Prüflinge des Vliesstoffs mit einer Breite von 50 mm in Richtung der Vorrichtung (Längsrichtung) und einer Länge von 100 mm senkrecht zu dieser Richtung hergestellt, jeder Prüfling wird seitlich gebogen, sodass ein Hohlzylinder entsteht, dessen beide Enden werden verklebt, der resultierende Prüfling wird mit einem Tensilon UTM-4-1-100 (Toyo Baldwin) in Achsrichtung mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/Minute zusammengedrückt, die Spannung bei maximaler Belastung wird gemessen, der Mittelwert davon wird durch die Masse des Vliesstoffs dividiert, und der für 100 g/m² berechnete Wert ist die Weichheit beim Zusammendrücken. Die Weichheit beim Zusammendrücken des Vliesstoffs sollte nicht mehr als 200 g betragen, da andernfalls die Weichheit abnimmt und der Vliesstoff hart wird. Sie sollte besser nicht mehr als 160 g oder am besten nicht mehr als 120 g betragen.
Die bevorzugte Feuchtigkeitsdurchlässigkeit beträgt mindestens 100 g/m²/h. Die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit zeigt die Fähigkeit, Feuchtigkeit zu dispergieren, und je höher der Wert ist, umso besser ist die Eigenschaft. Wenn die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit kleiner als 100 g/m²/h ist, wird die Feuchtigkeit kaum dispergiert, sodass bei Verwendung des Vliesstoffs als Bekleidung oder Haushaltsverpackung Feuchtigkeit eindringt, sodass Wassertröpfchen kondensieren, wodurch ein unangenehmer Griff entsteht oder sich Pilze bilden, sodass ein unhygienischer Zustand entsteht. Je höher also die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit, umso besser.
Die Flächenmasse des Vliesstoffs kann bis zu 500 g/m² betragen und liegt normalerweise zwischen 20 und 200 g/m².
Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung des Vliesstoffs beschrieben.
Bei der Herstellung des Vliesstoffs sind zunächst die Filamente mit geflechtartiger Struktur, die den Vliesstoff bilden, herzustellen. Bei der Herstellung der Filamente mit Netzstruktur wird das vorgenannte Flash-Spinning-Verfahren angewendet.
Wenn die Spinnlösung aus den Düsen ersponnen wird, treffen die Flash-Flüssigkeit und die abgeschiedenen Filamente auf die Drehplatte auf, die Filamente mit geflechtartiger Struktur werden wie Köper in Schwingung versetzt und es findet eine Fibrillenöffnung statt. Der Prozess der Bildung der Filamente mit geflechtartiger Struktur wurde bereits beschrieben. Es gibt zwei Möglichkeiten für die Fibrillenöffnung. Eine ist eine Reibungselektrisierung mit der Drehplatte und die andere ist eine anschließende Koronaentladung, und es kann eine von diesen Möglichkeiten oder beide angewendet werden.
Die so geöffneten Filamente mit geflechtartiger Struktur werden auf einem Transportband gesammelt und der entstehende Filamentflor wird mit einer Gaufrierwalzvorrichtung durch Anwendung von Wärme und Druck partiell verfestigt. Beispiele für Gaufrierwalzvorrichtungen sind die Wärmegaufriervorrichtung und - die auf Ultraschallwellenbasis arbeitende Stiftschall-Verarbeitungsvorrichtung.
Es gibt folgende Bedingungen für die Verfestigung mit Wärme und Druck mit einer Wärmegaufriervorrichtung. Die Temperatur muss mindestens so hoch sein wie die Differenz "Schmelzpunkt - 40ºC" und darf nicht höher als der Schmelzpunkt des Polymers mit dem niedrigsten Schmelzpunkt unter den die Filamente bildenden Polymeren sein. Der Quetschdruck in Achsrichtung der Walzen liegt im Bereich von 0,5 bis 50 kp/cm. Die Verarbeitung kann bei dem Quetschdruck in dem vorgenannten Bereich mit einem Abstand von 0,02-0,2 mm erfolgen. Der Abstand wird zur Vermeidung des Hauchdünnwerdens durch vollständiges Verschmelzen des Verklebungsbereichs mit der Walze entsprechend dem Verwendungszweck festgelegt. Außerdem sollte das Gaufrieren unter den vorgenannten Bedingungen nach einer Vorverfestigung mit Wärme und Druck unter Verwendung von Walzen bei Raumtemperatur durchgeführt werden, um eine Regellosigkeit im fibrillierten Filamentflor zu vermeiden. Wenn beim Gaufrieren die Verfestigung mit Wärme und Druck bei einer höheren Temperatur als dem Schmelzpunkt des Polymers durchgeführt wird, werden die Filamente manchmal geschmolzen, wodurch sich der Flor um die Walze wickelt, sodass keine Bahn entsteht. Außerdem besteht die unerwünschte Tendenz, dass die sehr feintitrigen Filamente mit geflechtartiger Struktur verschmelzen, sodass der Effekt der sehr feintitrigen fibrillierten Filamente gemindert wird. Andererseits wird in der Endphase die Anwendung einer Temperatur, die niedriger als die Differenz "Schmelzpunkt des Polymers - 40ºC" ist, nicht bevorzugt, da hierbei die Verklebung unter den Filamenten abnimmt, wodurch die Festigkeit des Vliesstoffs sinkt.
Für den Quetschdruck in Achsrichtung der Walzen wird ein niedrigerer Wert als 0,5 kp/cm nicht bevorzugt, da hierbei die Verklebung unter den Filamenten in den Verklebungsbereichen abnimmt, wodurch die Festigkeit des Vliesstoffs sinkt. Ein Druck von mehr als 50 kp/cm wird ebenfalls nicht bevorzugt, weil der Verklebungsbereich hauchdünn wird und schlimmstenfalls der Vliesstoff löchrig wird.
Die Bedingungen für die Verfestigung mit Wärme und Druck bei Verwendung einer Stiftschall-Verarbeitungsvorrichtung sind beispielsweise, dass die Filamente partiell verklebt werden, indem sie mit Ultraschallwellen von etwa 20 kHz in Schwingung versetzt werden, sodass der Zustand des Vliesstoffs erhalten bleibt. Der Grad der Hitzeverklebung kann durch Ändern der Amplitude der Ultraschallwellen entsprechend geändert werden. Bei Anwendung des Verfahrens der Hitzeverklebung mit Ultraschallwellen werden beim Verfestigen des Flors mit hohem Hitzeverklebungsvermögen andere Bereiche als die Verklebungsbereiche kaum betroffen, und daher kann der Vliesstoff insgesamt in einem solchen Zustand gehalten werden, dass die Wärmeschrumpfeigenschaften immer noch aufrechterhalten werden können. Bei der Herstellung eines Vliesstoffs mit einer hohen Wärmeschrumpfung kann also der Effekt noch effektiver erzielt werden.
Die Gaufrierform dieser Gaufriervorrichtungen wird normalerweise von einer Gaufrierwalze mit einem vorspringenden Muster und einer Glattwalze gebildet. Das vorspringende Muster kann durch Regeln des vorgenannten Anteils des Verklebungsbereichs und der Dichte des Verklebungsbereichs gebildet werden. Die endgültige Form des vorspringenden Bereiches der gravierten Walze kann kreisförmig, ellipsenähnlich, diamantförmig, dreieckig, T-förmig, I-förmig, parallel-gekreuzt oder gitterförmig sein.
Andere Gaufrierungen können unter den vorgenannten oder anderen Bedingungen vor oder nach der vorgenannten Gaufrierung durchgeführt werden oder es kann gleichzeitig ein Kalandern erfolgen, wenn diese Prozesse nicht außerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend an den folgenden Beispielen näher erläutert. Messungen und Bewertungen verschiedener Eigenschaften bei den nachstehenden Beispielen wurden nach folgenden Verfahren durchgeführt. Schmelzpunkt des Polymers:
Es wurde ein Diffentialkalorimeter (DSC-2, Parkin Elmer) verwendet und die Temperatur, die den bei einer Anstiegsgeschwindigkeit von 20ºC/min gemessenen Polarwert der Schmelzabsorptionskurve ergibt, wurde als Schmelzpunkt festgelegt.
Feinheitsgrad des Filaments:
Der auf der korrigierten Flächenmasse beruhende Feinheitsgrad wurde nach JIS L- 1090 gemessen.
Reißfestigkeit und Dehnung des Filaments:
Es wurde ein Tensilon (UTM-4-1-100 von Toyo Baldwin) verwendet. Ein Prüfling mit einer Länge von 10 cm wurde auf 20 Mal/5 cm für eine Einspannlänge von 5 cm gedreht und Festigkeit und Dehnung wurden bei einer Zuggeschwindigkeit von 5 cm/min gemessen. Die gemessene Festigkeit wurde durch den vorgenannten Feinheitsgrad dividiert, um die Festigkeit des Filaments zu erhalten. Die Messungen wurden zwanzigmal durchgeführt und daraus wurde der Mittelwert bestimmt.
Modul des Filaments:
Beim Messen der vorgenannten Festigkeit und Dehnung des Filaments wurde die Anfangszugfestigkeit (g/dtex) nach JIS L-1013 7.10 (Messung der Anfangszugfestigkeit) bestimmt und als Modulwert festgelegt.
Spezifische Oberfläche:
Die spezifische Oberfläche (m²/g) des Filaments wurde durch BET- Stickstoffabsorption mit einem Belsorp 28 von Nippon Bel KK gemessen.
Färbbarkeit des Filaments:
Das Filament wurde mit dem nachstehend beschriebenen Dispersionsfärb- oder kationischen Färbverfahren gefärbt, dann reduziert gefärbt, mit Wasser gewaschen und getrocknet und die Färbbarkeit des Filaments wurde wie folgt bewertet: : sehr gut, O: gut, Δ: relativ gut, x: schlecht.
Dispersionsfärben: Blue E-FBL (ein Dispersionsfarbstoff von Sumitomo Chemical) (1 Masse-%), 1 g Dispergiermittel (Disper-TL, von Meisei Kagaku) je Liter und 0,1 g Ameisensäure (als Komplementäragens) je Liter wurden gemischt und das Filament wurde 60 Minuten mit einem Volumenverhältnis von 1 : 50 durch Kochen gefärbt.
Kationisches Färben: Astrazon Blue FFR (ein kationischer Farbstoff von Bayer) (1 Masse-%), 0,5 g Mischfarbstoff (Migregal WA-10, von Senka) je Liter und 10 Masse-% Natriumsulfat (als Komplementäragens) wurden gemischt und das Filament wurde 60 Minuten mit einem Volumenverhältnis von 1 : 50 durch Kochen gefärbt.
Reduziertes Färben: Sanmole RL-100 (ein Läuterungsmittel von Nikka Kagaku KK) (1 g/l), 2 g Hydrosulfit je Liter und 1 g Natriumhydroxid je Liter wurden gemischt und das Filament wurde 20 Minuten bei 80ºC in einem Volumenverhältnis von 1 : 50 mit dem Gemisch behandelt.
KS-Festigkeit und Zugdehnung des Vliesstoffs:
Es wurde ein Tensilon (UTM-4-1-100, von Toyo Baldwin) verwendet. Nach einem in JIS L-1096 genannten Ablöseverfahren wurden zehn Prüflinge jeweils mit einer Breite von 5 cm und einer Länge von 20 cm hergestellt und die Messung wurde mit einer Einspannlänge von 10 cm und einer Zuggeschwindigkeit von 10 cm/min durchgeführt. Die maximale Zugfestigkeit für jeden Prüfling wurde gemittelt und für 100 g/m² berechnet, um die KS- Festigkeit zu erhalten. Dann wurde der Mittelwert der maximalen Dehnung bestimmt. Dieser Mittelwert war die Zugdehnung des Vliesstoffs.
Scheinbare Dichte des Vliesstoffs:
Es wurden fünf Prüflinge jeweils mit einer Breite von 10 cm und einer Länge von 10 cm hergestellt, die Masse jedes Prüflings wurde bestimmt, dann wurde eine Last von 4,5 g/cm² aufgebracht, mit einem Dickenmessgerät (von Daiei Kagaku Seiki Seisakusho) wurde nach zehnminütigem Stehenlassen die Dicke gemessen, die scheinbare Dichte wurde nach folgender Formel berechnet und der Mittelwert war die scheinbare Dichte des Vliesstoffs:
Scheinbare Dichte (g/cm³) = Flächenmasse (g/m²)/Dicke (mm)/1000
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit des Vliesstoffs:
Nach den Bestimmungen von JIS L-1099-A-1 wurde die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit (g/m²/h) bei einer Temperatur von 40ºC und einer Feuchte von 90% gemessen. Färbbarkeit des Vliesstoffs:
Die Verfahren für das Färben und die Bewertung des Vliesstoffs waren die Gleichen wie beim Filament.
Nachstehend werden Beispiele für Filamente gegeben.

Beispiel 1

In einen 500-cm³-Autoklaven wurden 20 g Polyethylen hoher Dichte mit einem Schmelzpunkt von 132ºC, einer Dichte von 0,96 glcm³ und einem Schmelzindex von 0,8 g/10 min. 30 g Polyethylenterephthalat mit einem Schmelzpunkt von 256ºC und einer relativen Viskosität von 1,6 und Methylenchlorid (ein Lösungsmittel) gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das vorstehende Polymergemisch) Polyoxyethylen(POE, 3 Mol)laurylether und Isotridecylstearat als grenzflächenaktive Stoffe zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 3923 kPa (40 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt. Die Konzentration in der Lösung betrug für die Polymere 20 Masse-% und für das Lösungsmittel 80 Masse-%.
Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 220ºC erforderliche Zeit betrug 25 Minuten. Als die Temperatur 220ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 10787 kPa (110 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurde dann sofort das Ventil geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 10787 kPa (110 kp/cm²) zu halten. Dann wurde die Lösung aus den mit einer Drucksenkungskammer versehenen Düsen (Lochdurchmesser: 0,75 mm, L (Länge)/D (Durchmesser): 1) in die Luft ersponnen. Der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9022 kPa (92 kp/cm²).
Die resultierenden Filamente waren sehr gut fibrilliert. Es wurde keine Verfärbung der Filamente festgestellt und Festigkeit und Modul waren hoch. Die Filamente wurden mit einem Dispersionsfarbstoff gefärbt, und es zeigte sich, dass sie gut gefärbt waren. Die Filamente hatten folgende Eigenschaften:
Zugfestigkeit: 4,36 g/dtex (4,85 g/d)
Dehnung: 64%
Modul: 15 g/dtex (16,7 g/d)
Spezifische Oberfläche: 31 m²/g

Beispiel 2

In den gleichen Autoklaven wie im Beispiel 1 wurden 20 g Polypropylen mit einem Schmelzpunkt von 162ºC, einer Dichte von 0,910 g/cm³ und einem Schmelzindex von 4 g/10 min. 30 g Polyethylenterephthalat mit einem Schmelzpunkt von 256ºC und einer relativen Viskosität von 1,7 und Methylenchlorid (ein Lösungsmittel) gegeben.
Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das Polymergemisch) POE(3 Mol)laurylether und Isooctyllaurat als grenzflächenaktive Stoffe zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 4903 kPa (50 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt. Die Konzentration in der Lösung betrug für das gemischte Polymer 20 Masse-% und für das Lösungsmittel 80 Masse-%.
Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 200ºC erforderliche Zeit betrug 30 Minuten. Als die Temperatur 200ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 10297 kPa (105 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurde dann sofort das Ventil geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 10297 kPa (105 kp/cm²) zu halten, und die Lösung wurde aus den mit einer Drucksenkungskammer versehenen Düsen mit einem Durchmesser von 0,75 mm und einem UD-Verhältnis von 1 in die Luft ersponnen. Der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 8336 kPa (85 kp/cm²).
Die resultierenden Filamente waren gut fibrilliert und nicht verfärbt und hatten eine hohe Festigkeit und einen hohen Modul. Die Filamente wurden mit einem Dispersionsfarbstoff gefärbt, und es zeigte sich, dass sie gut gefärbt waren. Die Filamente hatten folgende Eigenschaften:
Zugfestigkeit: 3,12 g/dtex (3,47 g/d)
Dehnung: 50%
Modul: 16,74 g/dtex (18,6 g/d)
Spezifische Oberfläche: 29 m²/g
Mit der Ausnahme, dass Polyethylenterephthalat, das mit 5 Mol-% Sulfoisophthalsäure (Schmelzpunkt: 247ºC, relative Viskosität: 1,3) copolymerisiert war, verwendet wurde und dass die Lösungs- und Spinntemperatur zur Herstellung der Filamente 200ºC betrug, wurden die gleichen Schritte wie im Beispiel 2 ausgeführt. Der Druck beim Auflösen betrug 10297 kPa (105 kp/cm²) und der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 8434 kPa (86 kp/cm²).
Die resultierenden Filamente waren gut fibrilliert und nicht verfärbt und hatten eine hohe Festigkeit und einen hohen Modul. Die Filamente wurden mit einem kationischen Farbstoff gefärbt, und es zeigte sich, dass nur die Polyester-Komponente gut gefärbt war. Die Filamente hatten folgende Eigenschaften:
Zugfestigkeit: 4,01 g/dtex (4,53 g/d)
Dehnung: 69%
Modul: 12,7 g/dtex (14,1 g/d)
Spezifische Oberfläche: 38 m²/g

Beispiele 4-8 und Vergleichsbeispiele 1-2

In den gleichen Autoklaven wie im Beispiel 1 wurden Polyethylen hoher Dichte (Schmelzpunkt: 132ºC, Dichte: 0,96 g/cm³, Schmelzindex: 0,6 g/10 min) und Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt: 256ºC, relative Viskosität: 1,4) in verschiedenen Mischungsverhältnissen und 200 g Methylenchlorid (ein Lösungsmittel) gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das vorstehende Polymergemisch) POE(3 Mol)laurylether und Isooctyllaurat als grenzflächenaktive Stoffe zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 4903 kpA (50 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt.
Die Konzentrationen der einzelnen Komponenten sind in Tabelle 1 angegeben. Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 200ºC erforderliche Zeit betrug 35 Minuten. Als die Temperatur 200ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 10787 kPa (110 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurde dann sofort das Ventil geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 10787 kPa (110 kp/cm²) zu halten, und die Lösung wurde aus den mit einer Drucksenkungskammer versehenen Düsen (Durchmesser: 0,75 mm, L/D = 1) in die Luft ersponnen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
PET: Polyethylenterephthalat
PE: Polyethylen hoher Dichte
Aus Tabelle 1 geht hervor, dass in den Beispielen der vorliegenden Erfindung die Tendenz bestand, dass je höher der Anteil von Polyester war, umso besser die Färbbarkeit mit einem Dispersionsfarbstoff war, und dass die resultierenden Filamente sehr gut fibrilliert und nicht verfärbt waren und eine hohe Festigkeit und einen hohen Modul hatten.
Im Vergleichsbeispiel 1 waren die resultierenden Filamente zwar gut fibrilliert und ihre Festigkeit und ihr Modul waren relativ hoch, aber da er überhaupt kein Polyester enthielt, ließen sie sich nicht gut mit einem Dispersionsfarbstoff färben. Im Vergleichsbeispiel 2 hingegen ließen sich die Filamente zwar gut färben, da es überhaupt kein Polyethylen enthielt, aber sie waren nicht so gut fibrilliert und ihre Festigkeit und ihr Modul waren niedrig.

Beispiel 9

Es wurden Filamente unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 6 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Polybutylenterephthalat (Schmelzpunkt: 228ºC, relative Viskosität: 1,7) verwendet wurde und die Lösungs- und Spinntemperatur 200ºC betrug. Der Druck beim Auflösen betrug 10983 kPa (112 kp/cm²) und der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9120 kPa (93 kp/cm²).
Die resultierenden Filamente waren sehr gut fibrilliert und nicht verfärbt und hatten eine hohe Festigkeit und einen hohen Modul. Die Filamente wurden mit einem Dispersionsfarbstoff gefärbt, und es zeigte sich, dass sie gut gefärbt waren. Die Filamente hatten folgende Eigenschaften:
Zugfestigkeit: 4,16 g/dtex (4,62 g/d)
Dehnung: 63%
Modul: 12,2 g/dtex (13,6 g/d)
Spezifische Oberfläche: 38 m²/g

Beispiel 10

In einen 10-l-Autoklaven wurden 600 g Polyethylen hoher Dichte (Schmelzpunkt: 132ºC, Dichte: 0,96 g/cm³, Schmelzindex: 0,8 g/10 min), 900 g Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt: 256ºC, relative Viskosität: 1,7) und Methylenchlorid (ein Lösungsmittel) gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das vorstehende Polymergemisch) POE(3 Mol)laurylether und Isotridecylstearat zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 1961 kPa (20 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt. Die Konzentration in der Lösung betrug für die Polymere 20 Masse-% und für das Lösungsmittel 80 Masse-%.
Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 220ºC erforderliche Zeit betrug 40 Minuten. Als die Temperatur 220ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 10689 kPa (109 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurden dann drei Ventile geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 10787 kPa (110 kp/cm²) zu halten. Dann wurde die Lösung aus drei mit einer Drucksenkungskammer versehenen Düsen (Durchmesser: 0,75 mm, L/D = 1) ersponnen. Die Filamente wurden auf eine Drehplatte aufprallen gelassen, geöffnet und auf einem laufenden Transportbandnetz gesammelt, um Flor zu erhalten. Der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9022 kPa (92 kp/cm²).
Dann wurde der Flor gelegt und durch eine mit Öldruck arbeitende Abstands- Kalandermaschine mit drei Walzenpaaren geleitet, um einen Vliesstoff mit einer Flächenmasse von 50 g/m² zu erhalten. Alle Oberflächen der oberen Walzen dieses Kalanders bestanden aus Polyurethankautschuk, während die unteren Walzen Heizwalzen waren, deren Stahloberfläche mit Fluorharz beschichtet war. Für die erste, zweite und dritte Walze betrug die Temperatur 60, 120 bzw. 125ºC und der Quetschdruck in Achsrichtung der Walze 0,3, 0,8 bzw. 1,5 kp/cm.
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem waren die Filamente über die gesamte Fläche verfestigt, weshalb die Festigkeit des Vliesstoffs hoch war, und auch die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und der Wasserundurchlässigkeitsdruck waren hoch. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem Dispersionsfarbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 31 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 38,4/39,8 kp/5 cm (MR: Maschinenrichtung, QR: Querrichtung)
Dehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 18/26%
Scheinbare Dichte: 0,40 g/cm³
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 280 g/m²/h
Wasserundurchlässigkeitsdruck: 180 cm H&sub2;O
Färbbarkeit:

Beispiel 11

In den gleichen Autoklaven wie in Beispiel 10 wurden 400 g Polypropylen (Schmelzpunkt: 162ºC, Dichte: 0,910 g/cm³, Schmelzindex: 4 g/10 min), 1100 g Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt: 256ºC, relative Viskosität: 1,6) und Methylenchlorid (ein Lösungsmittel) gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das Polymergemisch) POE(3 Mol)laurylether und Isooctyllaurat als grenzflächenaktive Stoffe zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 3923 kPa (40 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt. Die Konzentration in der Lösung betrug für das Polymergemisch 20 Masse-% und für das Lösungsmittel 80 Masse-%.
Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 200ºC erforderliche Zeit betrug 30 Minuten. Als die Temperatur 200ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 11572 kPa (118 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurden dann sofort drei Ventile geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 11768 kPa (120 kp/cm²) zu halten. Dann wurde die Lösung aus drei mit einer Drucksenkungskammer versehenen Düsen (Lochdurchmesser: 0,75 mm, L/D = 1) ersponnen. Die Filamente wurden auf eine Drehplatte aufprallen gelassen, geöffnet und auf einem laufenden Transportbandnetz gesammelt, um Flor zu erhalten. Der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9709 kPa (99 kp/cm²). Dann wurde der Flor gelegt und die gleichen Schritte wie in Beispiel 10 wurden ausgeführt, mit der Ausnahme, dass für die erste, zweite und dritte Walze die Temperatur 60, 150 bzw. 155ºC betrug, um Vliesstoff mit einer Flächenmasse von 100 g/m² herzustellen.
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem waren die Filamente über die gesamte Fläche verklebt, weshalb die Festigkeit des Vliesstoffs hoch war, und auch die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und der Wasserundurchlässigkeitsdruck waren hoch. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem Dispersionsfarbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 29 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 32,3/33,6 kp/5 cm
Dehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 22/29%
Scheinbare Dichte: 0,47 g/cm³
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 263 g/m²/h
Wasserundurchlässigkeitsdruck: 159 cm H&sub2;O
Färbbarkeit:

Beispiel 12

Mit der Ausnahme, dass Polyethylenterephthalat, das mit 5 Mol-% Sulfoisophthalsäure (Schmelzpunkt: 247ºC, relative Viskosität: 1,3) copolymerisiert war, verwendet wurde und dass die Lösungs- und Spinntemperatur 200ºC betrug, wurde Vliesstoff unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 11 hergestellt. Der Druck beim Auflösen betrug 11670 kPa (119 kp/cm²) und der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9807 kPa (100 kp/cm²).
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem waren die Filamente über die gesamte Fläche verklebt, weshalb die Festigkeit des Vliesstoffs hoch war, und auch die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und der Wasserundurchlässigkeitsdruck waren hoch. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem kationischen Farbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 28 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 29,2/30,1 kp/5 cm
Dehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 17/25%
Scheinbare Dichte: 0,39 g/cm³
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 278 g/m²/h
Wasserundurchlässigkeitsdruck: 172 cm H&sub2;O
Färbbarkeit:

Beispiele 13-17 und Vergleichsbeispiele 3-4

In den gleichen Autoklaven wie im Beispiel 10 wurden Polyethylen hoher Dichte (Schmelzpunkt: 132ºC, Dichte: 0,96 g/cm³, Schmelzindex: 0,6 g/10 min) und Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt: 256ºC, relative Viskosität: 1,4) in verschiedenen Mischungsverhältnissen und jeweils 6200 g Methylenchlorid als Lösungsmittel gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das vorstehende Polymergemisch) POE(3 Mol)laurylether und Isooctyllaurat zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 3923 kpA (40 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt.
Die Konzentrationen der einzelnen Komponenten in der Lösung sind in Tabelle 2 angegeben. Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 200ºC erforderliche Zeit betrug 35 Minuten. Als die Temperatur 200ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 10787 kPa (110 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurden dann sofort drei Ventile geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 10787 kPa (110 kp/cm²) zu halten. Dann wurde die Lösung ersponnen, und in der gleichen Weise wie im Beispiel 10 wurde Flor hergestellt und Vliesstoff erhalten.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
PET: Polyethylenterephthalat
PE: Polyethylen hoher Dichte
Aus Tabelle 2 geht hervor, dass in den Beispielen 13-17 die Tendenz bestand, dass je höher der Anteil von Polyester war, umso besser die Färbbarkeit mit einem Dispersionsfarbstoff war, und dass die resultierenden Vliesstoffe eine sehr gute Filament- Fibrillierung hatten und nicht verfärbt waren. Außerdem waren die Filamente über die gesamte Fläche verklebt, weshalb die Festigkeit des Vliesstoffs hoch war, und auch die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und der Wasserundurchlässigkeitsdruck waren hoch.
Im Vergleichsbeispiel 3 hatte der resultierende Vliesstoff eine gute Filament- Fibrillierung und seine Festigkeit war relativ hoch, aber da er überhaupt kein Polyester enthielt, ließ er sich nicht gut färben.
Im Vergleichsbeispiel 4 hingegen ließ sich der resultierende Vliesstoff zwar gut mit einem Dispersionsfarbstoff färben, da er überhaupt kein Polyethylen enthielt, aber er war nicht so gut fibrilliert und seine Festigkeit, Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und Wasserundurchlässigkeitsdruck waren gering.

Beispiel 18

Mit der Ausnahme, dass Polybutylenterephthalat (Schmelzpunkt: 228ºC, relative Viskosität: 1,7) verwendet wurde und die Lösungs- und Spinntemperatur 200ºC betrug, wurde Vliesstoff unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 15 hergestellt. Der Druck beim Auflösen betrug 10983 kPa (112 kp/cm²) und der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9120 kPa (93 kp/cm²).
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem waren die Filamente über die gesamte Fläche verklebt, weshalb die Festigkeit des Vliesstoffs hoch war, und auch die Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und der Wasserundurchlässigkeitsdruck waren hoch. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem Dispersionsfarbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 31 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 36,3/37,4 kp/5 cm
Dehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 21/29%
Scheinbare Dichte: 0,37 g/cm³
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 292 g/m²/h
Wasserundurchlässigkeitsdruck: 191 cm H&sub2;O
Färbbarkeit:

Beispiel 19

In einen 10-l-Autoklaven wurden 600 g Polyethylen hoher Dichte (Schmelzpunkt: 132ºC, Dichte: 0,96 g/cm³, Schmelzindex: 0,8 g/10 min), 900 g Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt: 256ºC, relative Viskosität: 1,7) und Methylenchlorid (ein Lösungsmitte() gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das vorstehende Polymergemisch) Isooctylstearat und Isostearylester als grenzflächenaktive Stoffe zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 1961 kPa (20 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt. Die Konzentration in der Lösung betrug für die Polymere 20 Masse-% und für das Lösungsmittel 80 Masse-%.
Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 220ºC erforderliche Zeit betrug 40 Minuten. Als die Temperatur 220ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 10689 kPa (109 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurden dann drei Ventile geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 10787 kPa (110 kp/cm²) zu halten. Dann wurde die Lösung aus drei mit einer Drucksenkungskammer versehenen Düsen (Lochdurchmesser: 0,75 mm, L/D = 1) ersponnen. Die Filamente wurden auf eine Drehplatte aufprallen gelassen, geöffnet und auf einem laufenden Transportbandnetz gesammelt, um Flor zu erhalten. Der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9022 kPa (92 kp/cm²).
Dann wurde der Flor gelegt und durch eine mit Öldruck arbeitende Abstands- Gaufriermaschine geleitet, um einen Vliesstoff mit einer Flächenmasse von 50 g/m² zu erhalten. Die obere Walze der Gaufriermaschine war eine gravierte Walze, während die untere eine Glattwalze war, und beide waren Heizwalzen. Mit einem Quetschdruck in Achsrichtung der Walze von 20 kp/cm, einer Temperatur von 125ºC und einer Geschwindigkeit von 10 m/min wurde der Flor ohne Abstand zwischen der oberen und unteren Walze gaufriert. Der Anteil der von der gravierten Walze verklebten Fläche betrug 25% und die Dichte der verklebten Fläche betrug 60/cm².
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem lagen die Filamente in einer Struktur mit zahlreichen kleinen druckverklebten Bereichen vor, sodass der Vliesstoff eine hervorragende Weichheit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit bei einer praktisch ausreichenden Festigkeit hatte. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem Dispersionsfarbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 31 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 17,3/18,6 kp/5 cm
Zugdehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 28/31%
Scheinbare Dichte: 0,28 g/cm³
Weichheit beim Zusammendrücken: 125 g
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 250 g/m²/h
Färbbarkeit:

Beispiel 20

In den gleichen Autoklaven wie im Beispiel 19 wurden 400 g Polypropylen (Schmelzpunkt: 162ºC, Dichte: 0,910 g/cm³, Schmelzindex: 4 g/10 min), 1100 g Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt: 256ºC, relative Viskosität: 1,6) und Methylenchlorid (ein Lösungsmittel) gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das vorstehende Polymergemisch) Isooctylstearat und Isostearylester als grenzflächenaktive Stoffe zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 3923 kpA (40 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt. Die Konzentration in der Lösung betrug für das Polymergemisch 20 Masse-% und für das Lösungsmittel 80 Masse-%.
Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 200ºC erforderliche Zeit betrug 30 Minuten. Als die Temperatur 200ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 11572 kPa (118 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurden dann drei Ventile geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 11768 kPa (120 kp/cm²) zu halten. Dann wurde die Lösung aus drei mit einer Drucksenkungskammer versehenen Düsen (Lochdurchmesser: 0,75 mm, L/D = 1) ersponnen. Die Filamente wurden auf eine Drehplatte aufprallen gelassen, geöffnet und auf einem laufenden Transportbandnetz gesammelt, um Flor zu erhalten. Der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9709 kPa (99 kp/cm²). Dann wurde der Flor gelegt und mit der Ausnahme, dass die Temperatur beim Gaufrieren 150ºC betrug, auf die gleiche Weise wie im Beispiel 19 behandelt, um Vliesstoff mit einer Flächenmasse von 100 g/m² zu erhalten.
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem lagen die Filamente in einer Struktur mit zahlreichen kleinen druckverklebten Bereichen vor, sodass der Vliesstoff eine hervorragende Weichheit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit bei einer praktisch ausreichenden Festigkeit hatte. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem Dispersionsfarbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 29 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 16,2/17,7 kp/5 cm
Zugdehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 30/33%
Scheinbare Dichte: 0,29 g/cm³
Weichheit beim Zusammendrücken: 120 g
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 231 g/m²/h
Färbbarkeit:

Beispiel 21

Mit der Ausnahme, dass Polyethylenterephthalat, das mit 5 Mol-% Sulfoisophthalsäure (Schmelzpunkt: 247ºC, relative Viskosität: 1,3) copolymerisiert war, verwendet wurde und dass die Lösungs- und Spinntemperatur 200ºC betrug, wurde Vliesstoff unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 20 hergestellt. Der Druck beim Auflösen betrug 11670 kPa (119 kp/cm²) und der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9807 kPa (100 kp/cm²).
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem lagen die Filamente in einer Struktur mit zahlreichen kleinen druckverklebten Bereichen vor, sodass der Vliesstoff eine hervorragende Weichheit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit bei einer praktisch ausreichenden Festigkeit hatte. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem kationischen Farbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 28 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 14,5/15,7 kp/5 cm
Zugdehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 37/39%
Scheinbare Dichte: 0,30 g/cm³
Weichheit beim Zusammendrücken: 118 g
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 247 g/m²/h
Färbbarkeit:

Beispiele 22-26 und Vergleichsbeispiele 5-6

In den gleichen Autoklaven wie im Beispiel 19 wurden Polyethylen hoher Dichte (Schmelzpunkt: 132ºC, Dichte: 0,96 g/cm³, Schmelzindex: 0,6 g/10 min) und Polyethylenterephthalat (Schmelzpunkt: 256ºC, relative Viskosität: 1,4) in verschiedenen Mischungsverhältnissen und jeweils 6200 g Methylenchlorid als Lösungsmittel gegeben. Außerdem wurden jeweils 0,2 Masse-% (bezogen auf das vorstehende Polymergemisch) Isooctylstearat und Isostearylester als grenzflächenaktive Stoffe zugegeben. Dann wurde der Autoklav geschlossen, in den Autoklaven wurde so lange Stickstoff eingeleitet, bis der Druck 3923 kpA (40 kp/cm²) betrug, und das Gemisch wurde mit einer entsprechenden Geschwindigkeit gerührt und dabei erwärmt.
Die Konzentrationen der einzelnen Komponenten sind in Tabelle 3 angegeben. Die für den Temperaturanstieg von 100 auf 200ºC erforderliche Zeit betrug 35 Minuten. Als die Temperatur 200ºC erreicht hatte, wurde das Gemisch 10 Minuten weitergerührt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Der Manometerdruck betrug zu diesem Zeitpunkt 10787 kPa (110 kp/cm²). An einer kontinuierlich arbeitenden Einleitvorrichtung wurden dann sofort drei Ventile geöffnet, um komprimiertes Stickstoffgas zuzuführen, um den Druck im Autoklaven bei 10787 kPa (110 kp/cm²) zu halten. Dann wurde die Lösung ersponnen, und in der gleichen Weise wie im Beispiel 19 wurde Flor ausgebildet und daraus Vliesstoff hergestellt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
PET: Polyethylenterephthalat
PE; Polyethylen hoher dichte
Aus Tabelle 3 geht hervor, dass in den Beispielen 22-26 die Tendenz bestand, dass je höher der Anteil von Polyester war, umso besser die Färbbarkeit mit einem Dispersionsfarbstoff war, und dass die resultierenden Vliesstoffe eine sehr gute Filament- Fibrillierung hatten und nicht verfärbt waren. Außerdem lagen die Filamente in einer Struktur mit zahlreichen kleinen druckverklebten Bereichen vor, sodass die Vliesstoffe eine hervorragende Weichheit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit bei einer praktisch ausreichenden Festigkeit hatten. Es zeigte sich auch, dass die Vliesstoffe beim Färben mit einem Dispersionsfarbstoff gut färbbar waren.
Im Vergleichsbeispiel 5 hatte der resultierende Vliesstoff eine gute Filament- Fibrillierung und seine Festigkeit war relativ hoch, aber da er überhaupt kein Polyester enthielt, ließ er sich nicht gut färben.
Im Vergleichsbeispiel 6 hingegen ließ sich der resultierende Vliesstoff zwar gut mit einem Dispersionsfarbstoff färben, da er überhaupt kein Polyethylen enthielt, aber er war nicht so gut fibrilliert und seine Festigkeit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit waren gering.

Beispiel 27

Mit der Ausnahme, dass Polybutylenterephthalat (Schmelzpunkt: 228ºC, relative Viskosität: 1,7) verwendet wurde und die Lösungs- und Spinntemperatur 200ºC betrug, wurde Vliesstoff unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 24 hergestellt. Der Druck beim Auflösen betrug 10983 kPa (112 kp/cm²) und der Druck in der Drucksenkungskammer betrug 9120 kPa (93 kp/cm²).
Der resultierende Vliesstoff hatte eine sehr gute Filament-Fibrillierung ohne Verfärbung. Außerdem lagen die Filamente in einer Struktur mit zahlreichen kleinen druckverklebten Bereichen vor, sodass der Vliesstoff eine hervorragende Weichheit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit bei einer praktisch ausreichenden Festigkeit hatte. Es zeigte sich auch, dass der Vliesstoff beim Färben mit einem Dispersionsfarbstoff gut färbbar war. Der Vliesstoff hatte folgende Eigenschaften:
Spezifische Oberfläche: 31 m²/g
KS-Festigkeit des Vliesstoffs (MR/QR): 15,3/16,5 kp/5 cm
Zugdehnung des Vliesstoffs (MR/QR): 37/39%
Scheinbare Dichte: 0,27 g/cm³
Weichheit beim Zusammendrücken: 109 g
Feuchtigkeitsdurchlässigkeit: 262 g/m²/h
Färbbarkeit:

Beispiele 28-34

Bei der Herstellung des Vliesstoffs im Beispiel 25 wurde der Gaufrierwalzentyp geändert, sodass sich der Anteil und die Dichte der Verklebungsbereiche änderten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Aus Tabelle 4 geht hervor, dass die Vliesstoffe der Beispiele 28-33 eine hervorragende Weichheit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit bei praktisch ausreichender Festigkeit hatten, wobei die Tendenz bestand, dass je größer der Anteil und die Dichte des Verklebungsbereiches waren, umso größer war die Festigkeit und umso geringer die Weichheit.
Im Beispiel 34 betrug der Anteil des Verklebungsbereiches 100%, da die Druckverfestigung nur mit einer Glattwalze erfolgte. Dadurch hatte der resultierende Vliesstoff zwar eine etwas geringere Weichheit, zeigte aber immer noch eine praktisch ausreichende Festigkeit und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit. Tabelle 4
PET: Polyethylenterephthalat
PE: Polymer hoher Dichte

Claims

1. Filament mit einer feinfibrillierten Struktur, das ein durch Flash-Spinning hergestelltes Filament mit einer geflechtartigen Struktur ist und eine Polyolefinkomponente mit einer geflechtartigen Filamentstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem eine Polyesterkomponente mit einer geflechtartigen Filamentstruktur, die mit der Polyolefinkomponente mit der geflechtartigen Filamentstruktur nicht mischbar ist, aufweist, wobei das Polyolefin und der Polyester in einem Massenverhältnis im Bereich von 5 : 95 bis 95 : 5 vorliegen.

2. Filament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein Polyethylen, Polypropylen, ein hauptsächlich aus Ethylen bestehendes Copolymer oder ein hauptsächlich aus Propylen bestehendes Copolymer ist.

3. Filament nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat ist.

4. Filament nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenmischungsverhältnis des Polyolefins zum Polyester in dem Polymergemisch in dem Bereich von 15 : 85 bis 85 : 15 liegt.

5. Verfahren zur Herstellung eines Filaments mit einer feinfibrillierten Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gemisch aus Polyolefin und Polyester in einem Lösungsmittel bei hoher Temperatur und hohem Druck in einem Massenverhältnis im Bereich von 5 : 95 bis 95 : 5 gelöst wird, um eine Lösungsphase zu erhalten, und dann durch Flash-Spinning so versponnen wird, dass das Filament eine Polyolefinkomponente mit einer geflechtartigen Filamentstruktur und eine Polyesterkomponente mit einer geflechtartigen Filamentstruktur, die nicht miteinander mischbar sind, aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in die Spinnlösung ein Inertgas eingeleitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein grenzflächenaktiver Stoff zur Spinnlösung gegeben wird.

8. Vliesstoff mit einer feinfibrillierten Struktur, der Filamente nach Anspruch 1 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente miteinander verklebt sind.

9. Vliesstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin ein Polyethylen, Polypropylen, ein hauptsächlich aus Ethylen bestehendes Copolymer. oder ein hauptsächlich aus Propylen bestehendes Copolymer ist.

10. Vliesstoff nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyester Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat ist.

11. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenmischungsverhältnis des Polyolefins zum Polyester in dem Polymergemisch in dem Bereich von 15 : 85 bis 85 : 15 liegt.

12 Vliesstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente mit einer feinfibrillierten Struktur über die gesamte Fläche des erhaltenen Vliesstoffs miteinander verklebt sind und dass der Vliesstoff als Eigenschaften eine Festigkeit von mindestens 20 kp/5 cm, einen Wasserundurchlässigkeitsdruck von mindestens 50 cm und eine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von mindestens 100 g/m²/h hat.

13. Vliesstoff nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filamente mit einer feinfibrillierten Struktur so miteinander hitzeverklebt werden, dass räumlich voneinander getrennte Hitzeverklebungsbereiche entstehen und dass der Vliesstoff als Eigenschaften eine Festigkeit von mindestens 5 kp/5 cm, eine Weichheit beim Zusammendrücken von höchstens 200 g und eine Feuchtigkeitsdurchlässigkeit von mindestens 100 g/m²/h hat.

14. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs mit einer feinfibrillierten Struktur, mit dem Filamente nach Anspruch 1 hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus den resultierenden Filamenten Flor hergestellt wird und der Flor dann mit Wärme und Druck unter Verwendung einer Walzengruppe so verfestigt wird, dass die Filamente über die gesamte Fläche des Vliesstoffs miteinander verklebt werden.

15. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur beim Verfestigen des Flors mit Wärme und Druck unter Verwendung einer Walzengruppe höher als die Differenz "Schmelzpunkt des Polymers mit dem niedrigsten Schmelzpunkt von den die Filamente bildenden Polymeren minus 40ºC" und nicht höher als dieser Schmelzpunkt ist und dass der Quetschdruck in Achsrichtung der Walzen beim Verfestigen mit Wärme und Druck im Bereich von 0,5 bis 20 kg/cm liegt.

16. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs mit einer feinfibrillierten Struktur, mit dem Filamente nach Anspruch 1 hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass aus den resultierenden Filamenten Flor hergestellt wird und der Flor dann mit Wärme und Druck unter Verwendung einer Walzengruppe so verfestigt wird, dass Filamente so miteinander verklebt werden, dass räumlich voneinander getrennte Hitzeverklebungsbereiche entstehen.

17. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur beim Verfestigen des Flors mit Wärme und Druck unter Verwendung einer Gaufriervorrichtung höher als die Differenz "Schmelzpunkt des Polymers mit dem niedrigsten Schmelzpunkt von den die Filamente bildenden Polymeren minus 40ºC" und nicht höher als dieser Schmelzpunkt ist und dass der Quetschdruck in Achsrichtung der Walzen im Bereich von 0,5 bis 50 kg/cm liegt.

18. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Verklebungsbereiche an der Gesamtfläche des Vliesstoffs 4 bis 50% beträgt.

19. Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffs nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Verklebungsbereiche 15 bis 120/cm² beträgt.