DE3888859T2

DE3888859T2 - Bikomponentfaser aus Polyolefin und aus dieser Faser hergestellter Vliesstoff.

Info

Publication number: DE3888859T2
Application number: DE3888859T
Authority: DE
Inventors: Syunichi Kiriyama; Eiichi Kubo; Yasunobu Mishima; Yoshiki Miyahara; Koichi Nagaoka
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1987-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1994-08-04
Anticipated expiration: 2008-01-13
Also published as: EP0277707A3; EP0277707A2; US4874666A; DE3888859D1; EP0277707B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zweikomponenten- Faser aus Polyolefin und einen aus dieser Faser hergestellten Vliesstoff (non-woven fabric).
Vliesstoffe, die Fasern mit verschiedenen Schmelztemperaturen enthalten, sind auf dem Gebiet der Vliesstoffe bekannt. Die Fasern mit dem niedrigeren Schmelzpunkt wirken als Klebemittel, das die Fasern mit höherem Schmelzpunkt aneinander bindet. Fasern, die Polyethylen und Polypropylen enthalten, werden oft verwendet, um Vliesstoffe herzustellen, und zwar aufgrund ihrer vorteilhaften Charakteristika, wie ihrer vergleichsweise niedrigen Schmelzpunkte, einer starken Bindung zwischen den Fasern und einem guten Fasergriff ("hand"). Da jedoch Polyethylen schwierig mit hoher Geschwindigkeit zu Fäden gesponnen werden kann, ist es nicht einfach gewesen, Polyethylen/Polypropylen-haltige Vliesstoffe durch ein Spinnbindungsverfahren herzustellen, das aus kontinuierlichen spinn- und gewebebildenden Verfahrensschritten besteht. Niederdichte und hochdichte Polyethylene wurden als Polyethylen-Fasern verwendet. Vor kurzem wurde vorgeschlagen, daß ein lineares niederdichtes Polyethylen (im folgenden als LLDPE abgekürzt), das durch Copolymerisation von Ethylen und einem α-Olefin mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen hergestellt wird, wie in der japanischen Patentanmeldung (OPI) Nr. 209010/85 beschrieben ist (der Begriff "OPI" wie hierin verwendet, bedeutet eine "ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung") oder eine Mischung aus bestimmten Anteilen eines niederdichten Polyethylens und eines kristallinen Polypropylens (wie beschrieben in US-PS 4 632 861) bei der Herstellung von Polyolefin-Fasern verwendet werden. Ein wachsender Bedarf nach Spinnverfahren mit höheren Geschwindigkeit besteht heutzutage nicht nur auf dem Gebiet der Herstellung von Spinnvliesen, sondern auch zum Zweck der Herabsetzung der Herstellungskosten von Multifilamenten. Jedoch läßt sich das LLDPE, das in der japanischen Patentanmeldung (OPI) Nr. 209010/85 gezeigt ist und das so spezifiziert ist, daß es eine Dichte und einen Schmelzindex (im folgenden als "MI" bezeichnet) innerhalb bestimmter Bereiche hat, schwierig mit hoher Geschwindigkeit verspinnen, und seine Spinnbarkeit ist ebenfalls unzureichend. Fasern mit einem feinen Deniergewicht können bei hoher Geschwindigkeit versponnen werden, indem man eine Spinntemperatur einsetzt, die viel höher als der Schmelzpunkt von LLDPE ist, doch gleichzeitig tendiert die Oberfläche der Spinndüse dazu, im kaufe der Zeit zu verstopfen, wodurch Probleme, wie Knickbildung ("kneeling"> und Fadenbruch hervorgerufen werden.
Bezüglich einer Mischung aus niederdichtem Polyethylen und Polypropylen offenbart US-PS 4 632 861 ein Verfahren zur Herstellung von Mischfasern und Vliesstoffen durch die folgenden Verfahrensschritte: Schmelzspinnen der Mischung unter Bildung einer ersten Gruppe von Fäden; Abschrecken der ersten Fadengruppe; Zusammenbringen der ersten Fadengruppe mit einer zweiten Fadengruppe, die einen höheren Schmelzpunkt als die Polyethylen-Komponente der ersten Fadengruppe hat; Bildung eines Kompositvlieses der zwei Fadengruppen; und Bindung des Vlieses (web) durch Pressen des Vlieses unter Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts der Polyethylen-Komponente. Obwohl das niederdichte Polyethylen, das in diesem Patent spezifiziert ist, einen Schmelzpunkt von weniger als 107ºC hat, wird das Schmelzspinnen der Mischung bei einer Temperatur im Bereich von 205 bis 265ºC, vorzugsweise zwischen 230 und 260ºC, durchgeführt. Dies sollte die Wahrscheinlichkeit erhöhen, daß die Oberfläche der Spinndüse im Verlauf der Zeit verunreinigt wird, wodurch Probleme wie Knickbildung und Fadenbruch verursacht werden. Darüber hinaus ist die höchste Spinngeschwindigkeit, die erreicht werden konnte, nur 4600 m/min für ein gegebenes Mischungsverhältnis bei einer Spinntemperatur von 260ºC.
Bei der Herstellung von Vliesstoffen werden Faser-Faser- Bindungen durch Verflechtung von Fasern, wie im Fall des Nadelns, oder durch Einsatz einer Reihe von Klebstoffen als Bindemittel eingeführt. Bei Anwendungen, wie der inneren Abdeckung von Wegwerfwindeln und Sanitärbinden, wofür der Bedarf in letzter Zeit stark angestiegen ist, müssen die Vliesstoffe verschiedene Eigenschaften haben, wie zum Beispiel einen weichen Griff (angenehmes Anfühlen auf der Haut), Leichtgewichtigkeit (leichtes Gewicht) und hohe Zugfestigkeit. Um diesen Anforderungen soweit wie möglich zu genügen, wurde das Bindeverfahren als allgemeine Technik zur Herstellung von Vliesstoffen eingesetzt. Die Grundidee des Bindens ist, eine Lösung eines Klebemittels auf Vliesen abzulagern, doch ist dies mit Nachteilen verbunden, wie einem Extrabedarf an Energie, um das bei der Lösung des Klebemittels verwendete Lösungsmittel zu entfernen, und der Belastung des Arbeitsplatzes aufgrund des Lösungsmittelstrippens.
Im Hinblick auf eine Lösung dieser Probleme wurde vorgeschlagen, daß eine erste Fasergruppe, die ein Vlies bildet, zusammengebunden wird, indem man in das Vlies ein Bindemittel in Form einer zweiten Fasergruppe mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als dem der ersten Fasergruppe einbindet, und dann das Vlies einer Hitzebehandlung unterwirft. Beispielsweise schlägt die japanische Patentveröffentlichung 10583/86 vor, daß eine Zweikomponenten-Faser, die aus faserbildenden Polymeren mit verschiedenen Schmelzpunkten hergestellt wird, als Bindemittel für Vliese mit hoher Festigkeit und gutem Griff verwendet wird. Niederdichtes Polyethylen (LDPE) und hochdichtes Polyethylen (HDPE) werden gemeinhin als Zweikomponenten-Faser-bildende Polymere verwendete doch Vliesstoffe, die unter Verwendung dieser Polyethylene hergestellt werden, sind dahingehend unzureichend, daß sie einen festen Griff haben und sich nicht weich anfühlen. Um diesen Nachteil auszuschalten, wurde in den japanischen Patentanmeldungen (OPI) Nrn. 209010/85 und 194113/85 vorgeschlagen, daß LLDPE-Fasern, die durch Copolymerisation von Ethylen mit 1-Octen hergestellt wurden, als Bindemittel für Vliesstoffe verwendet werden sollen, da sie einen weichen Griff zur Verfügung stellen und einen niedrigen Schmelzpunkt haben. Jedoch sind Stapelfasern, die unter Verwendung von LLDPE als Binder hergestellt wurden, nicht genügend gekräuselt, um den gewünschten Grad an Volumenfülle zur Verfügung zu stellen.
Daher ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik zu lösen und eine Zweikomponenten-Polyolefin-Faser zur Verfügung zu stellen, die zu Fäden auf zeitlich konsistente Weise gesponnen werden kann und sich für Hochgeschwindigkeitsspinnen eignet.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Vliesstoff mit weichem Griff unter Verwendung dieser verbesserten Zweikomponenten-Polyolefin-Faser zur Verfügung zu stellen.
Unter einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Zweikomponenten-Faser (biconstituent fiber) zur Verfügung, die durch Schmelzspinnen einer Mischung aus 99 bis 50 Gew.% eines linearen niederdichten Copolymers aus Ethylen und mindestens einem in einer Menge von 1 bis 15 Gew.% vorliegenden α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, das eine Dichte von 0,900 bis 0,940 g/cm³, einen Schmelzindex von 25 bis 100 g/10 min, wie durch das in ASTM D-1238(E) angegebene Verfahren gemessen wurde, und eine Schmelzwärme von mindestens 25 cal/g hat, und 1 bis 50 Gew.% eines kristallinen Polypropylens mit einem Schmelzflußindex von weniger als 20 g/10 min, wie gemessen durch das in ASTM D-1238(L) angegebene Verfahren, und wobei die Faser eine Feinheit von nicht mehr als 5 Denier hat.
Unter einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Vliesstoff, der aus der Zweikomponenten- Faser gemäß dem ersten Aspekt hergestellt wurde, zur Verfügung.
Unter einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Bindefaser mit einer so beschaffenen Querschnittsform zur Verfügung, daß ein Kern aus Polyethylenterephthalat mit einer Zweikomponenten-Faser gemäß dem obigen ersten Aspekt überzogen ist, wobei der Kern in einer Menge von 80 bis 20 Gew.% und die Zweikomponenten-Faser in einer Menge von 20 bis 80 Gew.% vorliegt, und wobei die Bindefaser eine Fadenfeinheit von nicht mehr als 5 Denier hat.
Unter einem vierten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung einen Vliesstoff zur Verfügung, der aus der Bindefaser gemäß besagtem dritten Aspekt hergestellt wurde.
Die Schmelzwärme, die das lineare niederdichte Polyethylen in der Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung charakterisiert, wird wie folgt gemessen: Etwa 5 mg einer Probe werden in einem Differential-Scancalorimeter (Modell DSC-2, hergestellt von Perkin-Elmer Co., Ltd.) von Raumtemperatur mit einer Scangeschwindigkeit von 20ºC/min erwärmt und die Schmelzwärme der Probe wird aus der resultierenden DSC-Kurve gemäß dem Betriebshandbuch des Apparats bestimmt.
Das in der Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung verwendete LLDPE ist ein Copolymer aus Ethylen und mindestens einem α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen; dieses Copolymer enthält 1 bis 15 Gew.% α-Olefin. Beispiele für α-Olefine mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen sind α-ethylenisch ungesättigte Alkene, wie 1-Buten, 4-Methylpenten-1, 1-Hexen und 1-Octen. Copolymere, die durch Copolymerisation von Ethylen mit diesen α-Olefinen hergestellt werden, haben eine gute Mischbarkeit mit Polypropylen. Wenn ein α-Olefin mit 3 Kohlenstoffatomen als die mit Ethylen copolymerisierte Komponente verwendet wird, werden daraus nur Fasern mit steifem Griff entstehen, unabhängig vom Molverhältnis, mit dem das Propylen mit Ethylen copolymerisiert wird. Wenn α-Olefine mit 9 oder mehr Kohlenstoffatomen mit Ethylen copolymerisiert werden, können Fasern, die eine gute thermische Bindungsfähigkeit und einen weichen Griff haben, erhalten werden, doch haben diese Fasern eine niedrige Kristallinität und Festigkeit (tenacity) Zusätzlich zu Ethylen und mindestens einem α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen kann das Copolymer ein weiters α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen in einer Menge von nicht mehr als 15 Gew.% des ersten α-Olefins enthalten.
Das LLDPE zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung kann auch ein beliebiges geeignetes Additiv, wie ein hygroskopisches Mittel, ein Gleitmittel, ein Pigment, einen Stabilisator oder ein flammverzögerndes Mittel enthalten.
Die erfindungsgemäß hergestellten Zweikomponenten- Fasern sind zur Verwendung als Bindefasern oder zur Herstellung von Vliesstoffen mit entweder kontinuierlichen Fäden oder Stapelfasern geeignet. Zweikomponenten-Fasern, die aus rauhen Fäden bestehen, werden keinen guten Griff ergeben, somit werden Fasern mit einer Fadenfeinheit, die 5 Denier übersteigt, aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen.
Wenn das in der vorliegenden Erfindung verwendete LLDPE mehr als 15 Gew.% eines α-Olefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält, wird es schwierig, Fasern mit einem feinen Denier durch Hochgeschwindigkeitsspinnen zu erhalten. Wenn andererseits das LLDPE weniger als 1 Gew.% eines α-Olefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen enthält, sind die resultierenden Fasern steif und können nicht zu Vliesstoffen mit gutem Griff verarbeitet werden. Wenn das in der vorliegenden Erfindung verwendete LLDPE eine Dichte von mehr als 0,940 g/cm³ hat, können Fasern, die ein leichtes Gewicht und weichen Griff haben, nicht erhalten werden. Wenn die Dichte von LLDPE weniger als 0,900 g/cm³ beträgt, ist die Festigkeit der Polyethylen-Komponente unzureichend, um Hochleistungs-Fasern durch Schmelzspinnen herzustellen.
Ein besonders wichtiger Aspekt der Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung liegt in den Schmelzviskositäten von Polyethylen und Polypropylen. Wenn der MI-Wert von LLDPE weniger als 25 g/10 min beträgt, ist seine Schmelzviskosität zu hoch, um Fasern mit feinem Denier durch Hochgeschwindigkeitsspinnen herzustellen. Wenn der MI-Wert von LLDPE 100 g/10 min übersteigt, haben die zwei Komponenten so verschiedene Viskositäten, daß eine einheitliche Mischung während des Schmelzspinnens nicht erhalten werden kann, und ein gewichtiger Nachteil wird dadurch auftreten, daß die extrudierten Fäden oft beim Austritt aus der Spinndüse brechen werden. Aus den oben festgestellten Gründen muß das LLDPE einen MI-Wert im Bereich von 25 bis 100 g/10 min haben. Ein bevorzugter Bereich ist 35 bis 80 g/10 min, wobei der Bereich von 40 bis 70 g/10 min besonders bevorzugt ist. Wenn das LLDPE eine Schmelzwärme von weniger als 25 cal/g hat, wird keine einheitliche Mischung erhalten werden (aus noch zu klärenden Gründen) und es ist schwierig, Fasern mit feinem Denier durch Hochgeschwindigkeitsspinnen zu erhalten. Das kristalline Polypropylen, das als die andere Komponente der Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein isotaktisches Polypropylen. Der Schmelzflußindex diese Polypropylens darf nicht höher als 20 g/10 min sein. Polypropylen mit einem Schmelzflußindex, der diesen Wert übersteigt, kann nicht gleichmäßig mit LLDPE durch einen der bekannten und allgemein verwendeten Spinnapparate gemischt werden, und eine große Schwierigkeit ist mit dem Hochgeschwindigkeitsspinnen verbunden.
Um die Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung herzustellen, können LLDPE und kristallines Polypropylen jeweils in Chip-Form vermischt und mit einem beliebigen der bekannten und gemeinhin verwendeten Spinnapparate versponnen werden. Es sollte jedoch angemerkt werden, daß die Eignung der Mischung für hohe Geschwindigkeiten durch das Verhältnis, in dem LLDPE mit kristallinem Polypropylen gemischt wird, beeinflußt wird. Insbesondere ist eine Mischung, die mehr kristallines Polypropylen als LLDPE enthält, schwierig bei hoher Geschwindigkeit verspinnbar. Die Spinnbarkeit der Mischung hängt mit der Phasentrennung zwischen den zwei Komponenten in geschmolzenem Zustand zusammen. Die Struktur der Mischung ist so, daß LLDPE, das als eine "See" -Komponente dient, mit Polypropylen-"Insel-Komponenten", sowohl in transversaler wie axialer Faserrichtung unterbrochen ist. Wenn die Schmelzviskositäten der zwei Komponenten sehr nahe beieinander liegen, wird die Größe der Inselkomponenten klein und die Mischung weist eine zu hohe Schmelzelastizität auf, um bei hoher Geschwindigkeit glatt versponnen zu werden. Wenn andererseits die Schmelzviskositäten der zwei Komponenten stark voneinander abweichen, wird die Größe der Inselkomponente zu groß, um noch ein glattes Spinnen bei hoher Geschwindigkeit zu garantieren, da dann beide Komponenten in grober Form extrudiert werden.
Die erfindungsgemäße Zweikomponenten-Faser, die aus dem oben spezifizierten LLDPE und Polypropylen besteht, die in den oben spezifizierten Mengen vorliegen, hat den Vorteil einer signifikant verbesserten Spinnbarkeit im Vergleich zu den Produkten des Standes der Technik. In der vorliegenden Erfindung wird die Spinnbarkeit durch die maximale Spinngeschwindigkeit gemessen, die als die Geschwindigkeit definiert ist, bei der Fasern kontinuierlich 6 Stunden lang mit minimalem Auftreten von Knickbildung (Biegung des Fadens direkt unter die Düse) und mit nicht mehr als einem Faserbruch pro Stunde kontinuierlich gesponnen werden können. Die maximale Spinngeschwindigkeit, wie oben definiert, der erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Faser ist im Vergleich zur herkömmlichen Mischung aus Polyethylen und Polypropylen signifikant verbessert.
Bei der Herstellung von Stapelfasern liegt die Spinngeschwindigkeit gewöhnlich im Bereich von 1000 bis 1600 m/min und muß nicht so schnell sein, wie es bei der Herstellung von kontinuierlichen Fäden erforderlich ist. Jedoch müssen ideale Stapelfasern rigorose Anforderungen an eine hohe Voluminosität und eine gute Mischbarkeit mit anderen Fasern erfüllen. Die Anzahl von Kräuselungen (crimps) ist der Schlüssel, um diesen Leistungsanforderungen von Stapelfasern zu genügen, und um ausreichende Stapelfasern herzustellen, müssen sie mit 10 bis 40 Kräuselungen pro inch (3,9 bis 15,7 Kräuselungen pro cm) zur Verfügung gestellt werden, wie durch das in JIS L-1015 angegebene Verfahren gemessen wird. Ein weiteres wichtiges Merkmal der durch die vorliegende Erfindung hergestellten Stapelfasern ist, daß sie mit großer Leichtigkeit gekräuselt werden können. Dies kommt daher, daß sowohl das LLDPE wie auch das Polypropylen, die miteinander vermischt werden, hochkristallin sind und eine gute Hitzehärtbarkeit haben. Trotz ihrer hochkristallinen Natur sind die durch die vorliegende Erfindung hergestellten Stapelfasern LLDPE-reich und bieten einen weichen Griff.
Fasern und Vliesstoffe mit einem charakteristischen Griff können aus Zweikomponenten-Fasern hergestellt werden, die hohl oder von flachem Querschnitt sind. Hohlfasern und Vliesstoffe, die aus Hohlfasern gebildet werden, haben eine hohe Voluminosität (bulkiness) und weisen gute hitzeisolierende Effekte auf. Flache Fasern und Vliesstoffe aus flachen Fasern werden sich noch weicher anfühlen. Die gute Spinnbarkeit der Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung ist insbesondere bemerkenswert, wenn Hohlfasern schmelzgesponnen werden, im Vergleich zum Fall des Schmelzspinnens von kreisförmigen festen Fasern, und in Abhängigkeit von der Schmelzspinntemperatur (zu ihrer Diskussion siehe unten), kann der Effekt der Schmelzelastizität des Polymeren auf den Barus-Effekt (der mit der Düsengeometrie und der Abkühlrate der schmelzgesponnenen Fasern korreliert) verringert werden. Dies ist wirksam zur Verringerung der Spannungsschwankungen bei Fasern, die schmelzgesponnen werden, und daher zur Minimierung des Auftretens von Fadenbrüchen, so daß die oben definierte maximale Spinngeschwindigkeit verbessert wird.
Hohlfasern, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt werden, sind nicht auf solche beschränkt, die nur einen hohlen Teil haben; statt dessen kann es "poröse" Hohlfasern geben, die viele hohle Teile haben. Ein bevorzugter Grad der Hohlheit liegt im Bereich von 3 bis 50%. Wenn der Hohlheitsgrad 50% übersteigt, wird die Spinnbarkeit verschlechtert und Fibrillierung wird bei den hergestellten Fasern auftreten. Wenn der Hohlheitsgrad weniger als 3 Gew.% beträgt, können keine Fasern mit leichtem Gewicht hergestellt werden, und eines der Ziele der vorliegenden Erfindung wird nicht erreicht.
Wenn flache Fasern durch die vorliegende Erfindung hergestellt werden sollen, liegt ihr Flachheitsgrad vorzugsweise im Bereich von 1,5 bis 4,0. Wenn der Flachheitsgrad mehr als 4,0 beträgt, wird die Spinnbarkeit der Fasern verschlechtert und die resultierenden Fasern werden nur eine niedrige Festigkeit haben. Wenn der Flachheitsgrad weniger als 1,5 beträgt, wird es schwierig, ein charakteristisches weiches Gefühl bei Berührung zu erzielen.
Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung wird der Prozentsatz der Hohlheit einer Hohlfaser durch die Formel d²/D² · 100 (%) bestimmt, wobei D der Durchmesser der äußeren Schale und d der Durchmesser des hohlen Anteils des Fadens ist, der mit einem Mikroskop beobachtet wird. Im Fall eines Fadens, der n Hohlteile in Form von Poren enthält, wird die Hohlheit in Prozent durch die Formel n · (d²/D²) · 100 (%) bestimmt. Wenn der untersuchte Faden eine Hohlfaser mit einem modifiziert geformten Querschnitt ist, wird seine Hohlheit in Prozent bestimmt durch: (a/A) · 100 (%), wobei A der Querschnitt des Fadens und a der Querschnitt des hohlen Anteils ist, wobei beide Parameter mit einem Bildverarbeitungssystem (LUZEX-II, hergestellt von Nireco Co., Ltd.) bestimmt werden.
Der Flachheitsgrad der flachen Fasern wird durch die Formel L/l bestimmt, wobei L und l die Längen der Hauptbzw. Nebenachsen des elliptischen Teils des Fadens bezeichnen, der mit einem Mikroskop beobachtet wird.
Hohlfasern und flache Fasern können entweder in Form kontinuierlicher Fäden oder von Stapelfasern verwendet werden. Jeder Typ von Fasern oder Garnen kann mit einer festen kreisförmigen Zweikomponenten-Faser, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, oder mit anderen Fasern gemischt werden. Welcher Modus ausgewählt werden sollte, wird vollständig von der beabsichtigten Verwendung und den Eigenschaften des Endprodukts abhängen.
Die Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung kann mit Polyethylenterephthalat kombiniert werden, um eine zweiteilige Faser herzustellen, bei der die Zweikomponenten-Faser als Hüllkomponente und das Polyethylenterephthalat als Kernkomponente dient. Ein solches Polyethylenterephthalat als Kernkomponente hat vorzugsweise eine intrinsische Viskosität von nicht weniger als 0,50 und vorzugsweise nicht mehr als 1,20, wie gemessen bei 20ºC in einem 1 : 1-Lösungsmittelgemisch von Phenol und Tetrachlorethan. Wenn Polyethylenterephthalat eine intrinsische Viskosität von weniger als 0,50 hat, haben die resultierenden Fasern keine hinreichend hohe Festigkeit, um ausreichende Vliesstoffe herzustellen. Wenn die intrinsische Viskosität von Polyethylenterephthalat 1,20 übersteigt, wird eine gute Verspinnbarkeit nicht sichergestellt. Das mit den Zweikomponenten-Fasern der vorliegenden Erfindung kombinierte Polyethylenterephthalat kann darin geeignete Zusatzstoffe, wie ein Gleitmittel, ein Pigment oder einen Stabilisator, enthalten.
Wenn die Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung mit Polyethylenterephthalat zur Bildung einer zweiteiligen Faser kombiniert wird, wird die Zweikomponenten-Faser (Hüllkomponente) in einer Menge von 20 bis 80 Gew.% verwendet, wohingegen Polyethylenterephthalat (Kernkomponente) in einer Menge von 80 bis 20 Gew.% verwendet wird. Wenn der Anteil der Hüllkomponente weniger als 20 Gew.% beträgt, werden Fasern mit hoher Festigkeit hergestellt, doch sie haben eine niedrige Klebestarke und einen harten Griff, so daß ausreichende Bindefasern oder Vliesstoffe nicht erzielt werden können. Vliesstoffe aus Bindefasern, die mehr als 80 Gew.% an Hüllkomponente enthalten, haben einen guten Griff, doch ihre Festigkeit ist unerwünscht niedrig.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß durch Mischen der spezifizierten Anteile von Polyethylen und Polypropylen, die jeweils die spezifizierten Eigenschaften haben, Hochgeschwindigkeitsspinnen bei niedrigeren Temperaturen durchgeführt werden kann als den Optimaltemperaturen für die jeweiligen Polymere. In anderen Worten wird es durch das Mischen von LLDPE mit den spezifizierten Eigenschaften mit kristallinem Polypropylen mit der spezifizierten Schmelzviskosität möglich, Hochgeschwindigkeitsspinnen sogar bei einer niedrigeren Spinntemperatur durchzuführen. Dies ist wirksam zur Verhinderung der Verschmutzung der Spinndüse, die ein wesentliches Problem des Standes der Technik war, wo der Spinnvorgang bei hohen Temperaturen durchgeführt wird. Die Erfinder zeigten dies bereits in der japanischen Patentanmeldung Nr. 126745/86, eingereicht am 31. Mai 1986. Das Patent zeigt, daß ein Vliesstoff durch Schmelzextrusion von speziellem LLDPE und unter Selektion der Spinntemperatur hergestellt wird. Eine Spinntemperatur von etwa 250ºC wird im allgemeinen eingesetzt, um Hochgeschwindigkeitsspinnen von LLDPE zu bewerkstelligen, wohingegen 270ºC oder dergleichen bei kristallinem Polypropylen verwendet werden. Die Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung kann bei 200 bis 250ºC, vorzugsweise bei 210 bis 230ºC, versponnen werden.
Eine zweiteilige Faser, die aus Polyethylenterephthalat und der Zweikomponenten-Faser der vorliegenden Erfindung besteht, kann durch Spinnen mit einem bekannten Zweiteil- Schmelzspinnapparat hergestellt werden. In diesem Fall wird die Hüllkomponente geeigneterweise bei einer. Temperatur versponnen, die etwa zwischen den Spinntemperaturen für LLDPE und Polypropylen liegt; eine bevorzugte Spinntemperatur ist 200 bis 250ºC, besonders bevorzugt 220 bis 240ºC. Polyethylenterephthalat, das als Kernkomponente dient, wird vorzugsweise bei 275 bis 295ºC versponnen.
Wenn das Spinnen außerhalb der oben angegebenen Bereiche durchgeführt wird, sind glatte Verfahrensabläufe nicht sichergestellt und Vliesstoffe hinreichender Qualität können nicht erhalten werden. Wenn die Spinntemperatur niedriger ist als die oben angegebenen Werte, sind hohe Spinngeschwindigkeiten schwer erzielbar und zufriedenstellende Vliesstoffe können aus kontinuierlichen Fäden mit feinem Denier nicht hergestellt werden. Außerdem muß der Luftdruck der Luftdüse (air gun) erhöht werden und der resultierende Vliesstoff wird eine erhöhte Anzahl an Defekten aufgrund des häufigen Fadenbruchs während des Spinnens haben. Die Spinngeschwindigkeit zur Herstellung von Stapelfasern liegt im Bereich von 1000 bis 1600 m/min maximal, somit ist Spinnen bei niedrigen Temperaturen möglich; jedoch tritt häufig Fadenbruch auf und das erhaltene Produkt ist wiederum ein Bündel von Stapelfasern niederer Qualität.
Falls die Spinntemperatur höher ist als die oben angegebenen Werte, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit der Verschmutzung der Düsenoberfläche, und falls das Verfahren längere Zeit andauert, reduziert Fadenbruch aufgrund der verschmutzten Düsenoberfläche die Verfahrenseffizienz und führt dadurch zur Herstellung stark fehlerhafter Fasern und Vliesstoffe. Um dieses Problem zu vermeiden, muß die Düsenoberfläche periodisch und in kurzen Abständen gereinigt werden, was einfach zu erhöhtem Produktionsverlust führen wird. Diese Tendenz ist besonders im Fall der Herstellung einer zweiteiligen Faser aus Polyethylenterephthalat und einer Zweikomponenten- Faser bemerkenswert. In der vorliegenden Erfindung beträgt jedoch die typische Schmelzspinntemperatur 230ºC für die Zweikomponenten-Faser und 285ºC für Polyethylenterephthalat. Da die Unterschiede zwischen diesen Schmelzspinntemperaturen und den Schmelzpunkten der jeweiligen Komponenten nicht groß sind, können die Fäden der zweiteiligen Faser nach der Schmelzextrusion allmählich abgekühlt werden, um die Restbeanspruchung zu minimieren, die in den Fäden aufgrund von uneinheitlicher Abkühlung auftreten kann. Als Ergebnis ist die erhaltene zweiteilige Faser einheitlich und hat eine gute Verspinnbarkeit. Dies ist wirksam zur signifikanten Verringerung aller Probleme, wie einer verschmutzten Spinndüse, Knickbildung (Fadenabbiegung direkt unterhalb der Düse) und Fadenbruch, die im Stand der Technik aufgrund der Verwendung von Schmelzspinntemperaturen beobachtet wurden, die zu hoch für LLDPE sind.
Das Auftreten von Problemen, wie einer verschmutzten Spinndüse und Fadenbruch, sollte soweit wie möglich vermieden werden, wenn Spinnvliesstoffe hergestellt werden. Wenn Fadenbruch auftritt, wird der resultierende Spinnvliesstoff immer unter Ungleichmäßigkeit im Gewicht leiden oder große Defekte aufweisen. In Gegenwart großer Defekte wird ein Vliesstoff mit leichtem Gewicht (10 bis 30 g/m²) brechen, knittern oder Falten bilden, wenn er in einem nachfolgenden Verarbeitungsschritt entrollt wird, und dies führt zur Herstellung eines Endprodukts mit schlechtem Aussehen. Solche fehlerhaften Produkte müssen gelegentlich im Stadium der Auslieferung entfernt werden.
Die erfindungsgemäße Faser ist an Hochgeschwindigkeitsspinnen angepaßt und ist so am besten zur Herstellung von Vliesstoffen durch das Spinnbindungsverfahren geeignet, worin extrudierte Fäden mit einer Hochgeschwindigkeits-Airgun angesaugt werden, die von Seite zu Seite über ein sich bewegendes Sammelband traversiert, auf das die Fäden in einer geschichteten Anordnung zur Bildung eines Vlieses (web) abgelagert werden, das dann zu Prägerollen zum Pressen und zur Hitzebehandlung zur Herstellung eines Vliesstoffs geführt wird. Alternativ kann die Faser bei herkömmlichen niedrigen Geschwindigkeiten (1000 bis 1600 m/min) versponnen werden, und die resultierenden ungestreckten Fäden werden auf einer Spindel aufgewunden, gefolgt von thermischem Ziehen und Kräuseln. Die gekräuselten Fäden werden zu Stapelfasern geeigneter Länge geschnitten und können zu einem Vliesstoff verarbeitet werden. Falls gewünscht, kann die Faser der vorliegenden Erfindung mit anderen Stapelfasern zur Herstellung von Bindefasern gemischt werden, die zur Verwendung bei der Herstellung von Vliesstoffen geeignet sind.
Um die Zugfestigkeit des resultierenden Vliesstoffs zu erhöhen und die Bildung eines Vliesstoffs mit fuseligen Oberflächenfasern zu vermeiden, wobei gleichzeitig das weiche Anfühlen der Zweikomponenten-Faser oder von LLDPE erhalten wird, werden die sich überlappenden Fäden im Vlies anschließend durch ein geeignetes Mittel, wie geheizte Prägewalzen, zusammengebunden. Die Temperatur, die in diesem thermischen Bindungsschritt verwendet wird, wird den Griff und die Zugfestigkeit des schließlich erhaltenen Vliesstoffs beeinflussen.
In der vorliegenden Erfindung wird das thermische Binden durchgeführt, indem man das Vlies auf eine Temperatur im Bereich von 15 bis 30ºC unterhalb des Schmelzpunkts der LLDPE-Komponente der Zweikomponenten-Faser erhitzt, und dies führt wirksam zu einem Vliesstoff, der gleichzeitig den Erfordernissen eines guten Griffs und hoher Zugfestigkeit genügt. Falls die Oberflächentemperatur der Erhitzungsvorrichtung, wie der erhitzen Prägewalzen, höher ist als 15ºC unterhalb des Schmelzpunkts von LLDPE, wird ein Vliesstoff mit hoher Zugfestigkeit erhalten, doch sein Griff oder seine Textur ist unerwünscht hart. Falls die Oberflächentemperatur der Erhitzungsvorrichtung niedriger ist als 30ºC unterhalb des Schmelzpunkts von LLDPE, wird ein Vliesstoff mit gutem Griff erhalten, doch seine Zugfestigkeit ist nicht ausreichend hoch, aufgrund von unzureichender Bindung zwischen den Fäden.
Die oben beschriebene Temperatur zur thermischen Bindung oder Hitzebehandlung ist nur für Vliesstoffe mit weichem Griff gültig und im Fall der Herstellung eines Vliesstoffs, der einen anderen Griff hat, beispielsweise eine papierartige Textur, kombiniert mit einer äußerst niedrigen Luftpermeabilität, kann die Temperatur zur thermischen Bindung oder die Hitzebehandlung zur höheren Seite hin erhöht werden, um so eine hinreichende Fluidität des LLDPE sicherzustellen. Daher kann die Temperatur zur thermischen Bindung oder der Hitzebehandlung geeignet in Abhängigkeit von der Verwendung oder dem Ziel eines speziellen Produkts gewühlt werden.
Die Zweikomponenten-Faser und Bindefaser der vorliegenden Erfindung ist bei der Herstellung von Vliesstoffen verwendbar, die aus kontinuierlichen Fäden oder Stapelfasern bestehen. Der resultierende Vliesstoff hat eine hohe Zugfestigkeit und ist ausgezeichnet, sowohl in Weichheit wie auch Griff. Daher sind Vliesstoffe mit geringem Gewicht, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, besonders geeignet zur Verwendung als Auskleidungen von Wegwerfwindeln und solche mit hohem Gewicht sind in einem breiten Bereich von Applikationen, einschließlich Taschen, teppichartigen Stoffen und Filtern, verwendbar.
Die Zweikomponenten-Fasern und Bindefasern der vorliegenden Erfindung haben einen weiteren Vorteil dahingehend, daß sie mit anderen Fasermaterialien laminiert oder mit anderen Fasern gemischt werden können. Daher kann in einem erfindungsgemäßen Vliesstoff die Zweikomponenten-Faser aus kontinuierlichen Fäden bestehen und mit einem Vlies aus einer anderen Faser laminiert werden. Alternativ kann der Vliesstoff aus Stapelfasern bestehen und diese Zweikomponenten-Fasern in einer Menge von mindestens 20 Gew.% in Mischung mit einer weiteren Faser enthalten.
Die folgenden Beispiele werden zum Zweck der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung gegeben, sollen aber in keiner Weise beschränkend sein. Die speziellen Verfahren, die zur Bestimmung der verschiedenen hier beschriebenen Charakteristika verwendet wurden, waren wie folgt:
(1) Zahl der Kräuselungen (crimps): Gemessen nach JIS L-1015.
(2) Prozentsatz Kräuselung, Kräuselungselastizität und Prozentsatz Restkräuselung: Alle gemessen nach JIS L-1074.
(3) Zugfestigkeit des Vliesstoffs: Die maximale Zugfestigkeit wurde bei 3 cm breiten und 10 cm langen Teststreifen nach der in JIS L-1096 beschriebenen Streifenmethode gemessen.
(4) Gesamtgriff des Vliesstoffs: Als Maß der Weichheit wurde dieser Parameter nach dem Handleometer- Verfahren, das in JIS L-1096 beschrieben ist, gemessen, wobei die Schlitzweite auf 10 mm gesetzt wurde.
(5) Weichheit des Vliesstoffs: Ein Teststück wurde aus einer Vliesstoffprobe ausgeschnitten und zu einem 50 mm hohen Zylinder mit einem Umfang von 100 mm geformt. Das zylindrische Teststück wurde auf einer plattenartigen Beladungszelle plaziert und die maximale Beladung, die angelegt war, als das Teststück kollabierte, nachdem es mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/min komprimiert wurde, worden war gemessen.
(6) Gewicht: Gemessen nach JIS P-8142

BEISPIEL 1

Verschiedene Polyethylen- und Polypropylen-Typen wurden, wie in Tabelle 1 charakterisiert, hergestellt. Tabelle 1 Symbol Typ isotaktisches PP 1-Octen-Gehalt Dichte MI-Wert Schmelzflußindex Schmelzwärme Anmerkung: LLDPE, LDPE, HDPE und PP, die in Tabelle 1 angegeben sind, bedeuten lineares niederdichtes Polyethylen, niederdichtes Polyethylen, hochdichtes Polyethylen bzw. Polypropylen
Fäden wurden aus den jeweiligen Typen unter den in Tabelle 2 angegebenen Bedingungen schmelzgesponnen. Die Symbole A bis G in Tabelle 2 entsprechen in den Bezeichnungen den in Tabelle 1 verwendeten. In allen Beispielen wurde das Spinnen unter Verwendung einer Spinndüse mit 80 Löchern mit einem Durchmesser von 0,4 mm ausgeführt. Der Durchsatz pro Loch betrug 1,5 g/min. Die Auswertungsergebnisse der Verspinnbarkeit jeder Probe werden in Tabelle 3 gezeigt und die Fasereigenschaften jeder Probe in Tabelle 4. Die in den Tabellen 3 und 4 angegebenen Probenummern entsprechen denen von Tabelle 2. TABELLE 2 Probe Nr. Polyethylen/Polypropylen-Mischungsgewichtsverhältnis Spinntemperatur (ºC) Vergleich TABELLE 3 Auswertung der Verspinnbarkeit Probe Nr. Ansauggeschwindigkeit Verschmutzung der Spinndüse Häufigkeit von Fadenbrüchen (Anzahl/Stunde) Vergleich Erfindung unmöglich kein Bruch

ANMERKUNG:

*1: "Unmöglich" bedeutet, daß Verspinnen unmöglich war.
*2: Nach 1 Stunde Fadenspinnen wurde der Verschmutzungsgrad der Spinndüsenoberfläche durch die folgenden Kriterien bewertet:
gut und keine Verschmutzung der Düse
Δ ziemlich schlecht und begrenzte Düsenverschmutzung
X deutliche Düsenverschmutzung und Fadenabknicken traten auf
*3: Bei jeder Probe wurde das Spinnen 6 Stunden durchgeführt und die Beobachtungsergebnisse der Fadenbrüche für jede Stunde wurden gemittelt. TABELLE 4 Fasereigenschaften Probe Nr. Denier (d) Festigkeit Dehnung (%) Vergleich Erfindung Auswertung unmöglich
Wie aus Tabellen 1 bis 4 klar wird, konnten Fäden mit guten Eigenschaften aus Mischungen von Polyethylen und Polypropylen nicht effizient versponnen werden, wenn sie nicht den Erfordernissen der vorliegenden Erfindung bezüglich der Anteile und Charakteristika der zwei Bestandteile genügten. Beispielsweise waren sowohl Vergleichsbeispiel 1 (nur LLDPE) wie Probe Nr. 3 (eine Zweikomponenten-Faser gemäß der vorliegenden Erfindung) beide bezüglich der Ansauggeschwindigkeit und den Fasereigenschaften und Griff zufriedenstellend. Doch bei der Spinnbarkeit war Vergleichsprobe Nr. 1 der Probe Nr. 3 unterlegen und erfuhr häufigen Fadenbruch aufgrund von starker Verschmutzung der Spinndüse. Ähnliche Ergebnisse wurden beobachtet, wenn das Mischungsverhältnis von Polyethylen und Polypropylen außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs lag; als der Polypropylen-Anteil 50 Gew.% der Zweikomponenten-Faser überstieg, wie in der Vergleichsproben Nr. 5 und 6, wurde die Spinnbarkeit ebenfalls herabgesetzt. Vergleichsproben Nr. 8, 9 und 12 verwendeten Polyethylen und Polypropylen mit MI-Werten oder Schmelzflußindizes, die außerhalb des durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Bereichs lagen. Vergleichsprobe Nr. 10 wandte niederdichtes Polyethylen an und Vergleichsprobe Nr. 11 verwendete hochdichtes Polyethylen, was ebenfalls außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegt; ebenso wie bei den anderen Vergleichsproben hatten diese Vergleichsproben eine schlechte Spinnbarkeit.

BEISPIEL 2

Eine Mischung aus 75 Gew.% LLDPE und 25 Gew.% kristallinem Polypropylen wurde wie im Fall der Probe Nr. 3, hergestellt in Beispiel 1, verarbeitet, mit Ausnahme, daß die Spinntemperatur 220ºC und die Ansauggeschwindigkeit 8800 m/min betrugen. Die Airgun wanderte von einer Seite zur anderen über ein sich bewegendes Sammelband, auf dem Fäden in einer Schichtanordnung abgelagert wurden, um ein Vlies (web) zu bilden, das anschließend zu Prägewalzen geführt wurde, so daß es gepreßt und erhitzt wurde, wodurch ein Vliesstoff hergestellt wurde. Der resultierende Vliesstoff war eine Bahn mit ausgezeichneten Eigenschaften und mit weichem Griff. Mit einer Fadenfeinheit von 1,5 Denier, einem Gewicht von 10 g/m², einer Zugfestigkeit von 0,90 kg/3 cm und einem Gesamtgriff von 6 g war dieser Vliesstoff zur Verwendung als innere Abdeckung für Wegwerfwindeln geeignet.

BEISPIEL 3

Fäden wurden aus einer Mischung von 75 Gew.% LLDPE (1-Octen-Gehalt: 5 Gew.%, Dichte: 0,935 g/cm³, MI-Wert: 43 g/10 min, Schmelzwärme: 36 cal/g) und 25 Gew.% eines isotaktischen Polypropylens (Dichte: 0,905 g/m³, Schmelzflußindex: 15 g/10 min) bei einer Spinntemperatur von 230ºC durch eine Spinndüse mit 158 Löchern mit einem Durchmesser von 0,4 mm aus der Schmelze versponnen. Der Durchsatz pro Loch betrug 1,5 g/min und die gesponnenen Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von 1200 m/min aufgewickelt. Die Fäden wurden dann um das 5,6-fache bei einer Temperatur von 100ºC gereckt. Die gereckten Fäden wurden in einer Stopfbox gekräuselt, so daß kurze Stapelfasern mit einer Länge von 51 mm hergestellt wurden. Die erhaltenen Stapelfasern hatten die folgenden Eigenschaften. Faserlänge: 51 mm; Fadenfeinheit: 2 Denier; Festigkeit: 2,5 g/d; Bruchdehnung: 65%; Zahl der Kräuselungen: 20/inch (7,9/cm); prozentuale Kräuselung: 11%; Kräuselungselastizität: 67%; und prozentuale Restkräuselung: 11%.

BEISPIEL 4

Die in Beispiel 3 hergestellten Stapelfasern wurden einer Cardiermaschine zur Bildung eines Vlieses mit einem Gewicht von 30 g/m² zugeführt. Das Vlies wurde durch Prägewalzen geführt, so daß es zur Herstellung eines Vliesstoffs thermisch verbunden wurde. Der so hergestellte Vliesstoff hatte einen weichen Griff (Weichheit: 28 g) und hohe Zugfestigkeit (Zugfestigkeit: 1,7 kg/3 cm)

BEISPIEL 5

Fäden wurden aus der Schmelze aus einer Mischung von 75 Gew.% LLDPE (1-Buten-Gehalt: 4 Gew.%, Dichte: 0,935 g/cm³; MI-Wert: 30 g/10 min; Schmelzwärme: 30 cal/g) und 25 Gew.% isotaktischem Polypropylen (Dichte: 0,905 g/cm³, Schmelzflußindex: 15 g/10 min) bei einer Spinntemperatur von 230ºC durch eine Spinndüse mit 80 Löchern mit einem Durchmesser von 0,4 mm versponnen. Der Durchsatz pro Loch betrug 1,5 g/min und die Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von 8000 m/min versponnen. Die Fäden wurden auf einem sich bewegenden Sammelband wie in Beispiel 2 unter Bildung eines Vlieses abgelagert, das dann thermisch durch Prägewalzen zur Herstellung eines Vliesstoffs aus kontinuierlichen Fäden gebunden wurde. Der resultierende Vliesstoff hatte einen weichen Griff (Gesamtgriff: 6 g). Die anderen Eigenschaften des Stoffs waren wie folgt. Fadenfeinheit: 1,7 Denier; Gewicht: 10 g/cm²; Zugfestigkeit: 0,85 kg/3 cm; und Gesamtgriff: 6 g.

BEISPIEL 6

Hohlfasern mit einem kreisförmigen Querschnitt wurden aus der Schmelze aus einer Mischung von 75 Gew.-% LLDPE (1-Octen-Gehalt 5 Gew.%, Dichte: 0,935 g/cm³; MI-Wert, gemessen nach dem Verfahren von ASTM D-1238 (E):
43 g/10 min; Schmelzwärme, gemessen durch DSC: 36 cal/g) und 25 Gew.% isotaktischem Polypropylen (Dichte: 0,905 g/cm³, Schmelzflußindex: 15 g/10 min) bei einer Spinntemperatur von 230ºC durch eine Spinndüse mit 18 ()-geformten Düsen (vgl. JP-PS Nr. 1 271 094) gesponnen. Der Durchsatz pro Loch betrug 1,5 g/min und die Fäden wurden mit einer Geschwindigkeit von 8800 m/min versponnen.
Eine Airgun (Luftdüse) lief von Seite zu Seite über ein sich bewegendes Sammelband, auf dem die Fäden in einer Schichtanordnung abgelagert wurden, so daß ein Vlies mit einem Gewicht von 10 g/m² gebildet wurde. Das Vlies wurde dann durch Prägewalzen geführt, um so einen Vliesstoff herzustellen.
Die Eigenschaften der Hohlfasern und des daraus hergestellten Vliesstoffs werden in Tabelle 5 gezeigt.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

(Beispiel, das Hohlfasern und massive (solid) Fasern vergleicht)

Ein Vliesstoff aus kontinuierlichen Fäden wurde wie in Beispiel 6 hergestellt, mit Ausnahme, daß die Spinndüse mit ()-geformten Öffnungen durch eine Spinndüse mit kreisförmigen Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,4 mm ersetzt wurde und daß die Spinngeschwindigkeit zu 8500 m/min geändert wurde. Die Eigenschaften der massiven Fasern und des daraus hergestellten Vliesstoffs werden in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 Spinnbarkeit Garn Vliesstoff Häufigkeit des Fadenbruchs Verschmutzung der Spinndüse Hohlheitsgrad Faserdurchmesser Faserfeinheit Festigkeit Dehnung Gewicht Zugfestigkeit Gesamtgriff Voluminosität Beisp. 6 keine hoch Vergl.-Beisp. 1 niedrig
Die gute Verspinnbarkeit der zwei Proben wurde durch Ausführung einer Bewertung der Fadenbruchhäufigkeit und Verschmutzung der Spinndüse wie in Beispiel 1 festgestellt. Der in Beispiel 6 hergestellte Vliesstoff hatte die höhere Zugfestigkeit, da er aus Hohlfasern, die mit breiter Fläche am Kreuzungspunkt der jeweiligen Fäden verbunden waren, hergestellt war. Die Weichheit, die von den olefinischen Fasern herrührt, reflektierte sich vollständig im Vliesstoff des Beispiels 6, der auch einen hohen Voluminositätsgrad aufgrund der Verwendung von Hohlfasern hatte. Die Auswertung der Voluminosität wurde durch visuelle Überprüfung der Höhe eines Stapels einer gegebenen Anzahl von Testvliesstoffen durchgeführt. Der im Vergleichsbeispiel 1 hergestellte Vliesstoff hatte nur einen niedrigen Voluminositätsgrad, da er aus massiven, anstelle von hohlen Fasern hergestellt wurde. Darüber hinaus war die Zugfestigkeit dieses Vliesstoffs niedrig, da nur geringe Bindungsflächen zwischen den Fasern während der thermischen Bindung mit Prägewalzen erzeugt wurden.

BEISPIEL 7

Flache Fäden wurden aus der Schmelze aus einer Mischung von 75 Gew.% LLDPE (1-Octen-Gehalt: 5 Gew.%; Dichte: 0,935 g/cm³, MI-Wert: 43 g/10 min; Schmelzwärme: 36 cal/g) und 25 Gew.% isotaktischem Polypropylen (Dichte: 0,905 g/cm³; Schmelzflußindex: 15 g/10 min) durch eine Reihe von Düsen mit jeweils 64 Löchern mit einer Schlitzlänge von 0,6 mm und einer Schlitzbreite von 0,1 mm gesponnen. Der Durchsatz pro Loch betrug 1,5 g/min und die Polymertemperatur wurde auf 230ºC gesetzt. Unter Verwendung einer Airgun wurden die flachen Fäden zu einem Bündel bei einer Spinngeschwindigkeit von 7000 m/min gesammelt und auf einem sich bewegenden Sammelband in schichtförmiger Anordnung abgelagert, so daß ein Vlies gebildet wurde, das, wie in Beispiel 6, zur Herstellung eines gebundenen Vliesstoffs verarbeitet wurde. Die flachen Fäden, aus denen der Vliesstoff bestand, hatten einen Flachheitsgrad von 2,5 und eine Fadenfeinheit von 1,9 Denier. Der Vliesstoff hatte einen sehr weichen Griff (Gesamtgriff: 4 g), ein Gewicht von 10 g/m² und eine Zugfestigkeit von 0,8 kg/3 cm.

BEISPIEL 8

Fäden wurden aus einer zweiteiligen Struktur, bestehend aus einem Kern (50 Gew.%) aus Polyethylenterephthalat (intrinsische Viskosität: 0,70) und einer Hülle (50 Gew.%) aus einer Mischung aus 75 Gew.% LLDPE und 25 Gew.% Polypropylen gesponnen. Das LLDPE enthielt 5 Gew.% 1-Octen und hatte eine Dichte von 0,935 g/cm³, einen Schmelzindex von 43 g/10 min und eine Schmelzwärme von 36 cal/g. Das Polypropylen war isotaktisch und hatte eine Dichte von 0,905 g/cm³ und einen Schmelzflußindex von 15 g/10 min. Die Kernkomponente (Polyethylenterephthalat) wurde bei 285ºC gesponnen und die Hüllkomponente (Mischung aus LLDPE und isotaktischem Polypropylen) bei 220ºC. Die Spinndüse hatte 36 Löcher mit jeweils einem Durchmesser von 0,4 mm. Der Durchsatz pro Loch betrug 1,5 g/min und die Sauggeschwindigkeit 8800 m/min. Kontinuierliche Fäden konnten leicht ohne Verursachung einer wesentlichen Verschmutzung der Spinndüse hergestellt werden. Die produzierten Fäden hatten zufriedenstellende Fasereigenschaften. Faserfeinheit: 1,52 Denier; Festigkeit: 2,61 g/d; und Bruchdehnung: 99%.

BEISPIEL 9

Eine Airgun traversierte von Seite zu Seite über ein sich bewegendes Sammelband, auf dem die Fäden mit 1,2 Denier, die in Beispiel 8 gesponnen wurden, in einer schichtförmigen Anordnung unter Bildung eines Vlieses mit einem Gewicht von 10 g/m² abgelagert wurden. Das Vlies wurde durch Prägewalzen geführt, so daß es zusammengedrückt und hitzebehandelt wurde, um so einen Vliesstoff herzustellen. Dieser Vliesstoff hatte einen weichen Griff (Gesamtgriff: 10,0 g) und eine hohe Zugfestigkeit (maximale Zugfestigkeit: 1,1 kg/3 cm)

BEISPIEL 10

Fäden wurden aus einer zweiteiligen Struktur, bestehend aus einem Kern (50 Gew.%) von Polyethylenterephthalat (intrinsische Viskosität: 0,70) und einer Hülle (50 Gew.%) aus einer Mischung aus 75 Gew.% LLDPE und 25 Gew.% Polypropylen versponnen. Das LLDPE enthielt 5 Gew.% 1-Octen und hatte eine Dichte von 0,935 g/cm³, einen Schmelzindex von 43 g/10 min und eine Schmelzwärme von 36 cal/g. Das Polypropylen war isotaktisch und hatte eine Dichte von 0,905 g/cm³ und eine Schmelzflußrate von 15 g/10 min. Die Kernkomponente (Polyethylenterephthalat) wurde bei 285ºC versponnen und die Hüllkomponente (Mischung aus LLDPE und isotaktischem Polypropylen) bei 220ºC. Die Spinndüse hatte 200 Löcher mit einem Durchmesser von 0,4 mm. Der Durchsatz pro Loch betrug 2,0 g/min und die Spinngeschwindigkeit 1600 m/min. Das Spinnverfahren verlief glatt. Die versponnenen Fäden wurden um das 3,1-fache bei einer Temperatur von 100ºC gereckt. Das Reckverfahren verlief ebenfalls glatt. Die gereckten Fäden wurden in einer Stopfbox gekräuselt, so daß Stapelfasern mit einer Länge von 51 mm hergestellt wurden, ohne daß bei der Kräuselungsoperation irgendein Problem entstand.
Die ungestreckten Fäden hatten eine Feinheit von 11 Denier, eine Festigkeit von 1,32 g/d und eine Dehnung von 305%. Die durch Recken und Kräuseln dieser Fäden hergestellten Stapelfasern hatten die folgenden Eigenschaften. Faserlänge: 51 mm; Faserfeinheit: 3,5 Denier; Festigkeit: 4 g/d; Bruchdehnung: 41%; Anzahl Kräuselungen: 20/inch (7,9 Kräuselungen/cm); prozentuale Kräuselung: 10,5%; Kräuselungselastizität: 68%; und prozentuale Restkräuselung: 12%.

BEISPIEL 11

Die in Beispiel 10 hergestellten Stapelfasern wurden einer Cardiermaschine zugeführt, um ein Vlies mit einem Gewicht von 10 g/m² herzustellen. Das Vlies wurde durch Prägewalzen geführt, so daß es komprimiert und hitzebehandelt wurde und so ein Vliesstoff hergestellt wurde. Man fand, daß dieser Vliesstoff eine maximale Zugfestigkeit von 1,5 kg/3 cm entwickelte und eine Weichheit von 12,5 g zeigte.

BEISPIEL 12

40 Gew.% der in Beispiel 10 hergestellten Stapelfasern wurden mit 60 Gew.% der Polyethylenterephthalat- Stapelfasern mit einer Feinheit von 3,0 Denier und einer Faserlänge von 51 mm vermischt. Die Mischung wurde einer Cardiermaschine zugeführt, so daß ein Vlies mit einem Gewicht von 10,0 g/m² hergestellt wurde, das dann zur Herstellung eines Vliesstoffs hitzebehandelt wurde. Die Polyethylenterephthalat-Stapelfasern hatten die folgenden Eigenschaften. Festigkeit: 4,5 g/d; Dehnung: 40%; Zahl der Kräuselungen 20/inch (7,9 Kräuselungen/cm); prozentuale Kräuselung: 12%; Kräuselungselastizität: 70%; prozentuale Restkräuselung: 14%. Der resultierende Vliesstoff war fest (Zugfestigkeit: 0,7 g/3 cm) und hatte einen guten Griff (Weichheit: 6,0 g).

Claims

1. Zweikomponenten-Faser, hergestellt durch Schmelzspinnen einer Mischung aus 99 bis 50 Gew.% eines linearen niederdichten Copolymers aus Ethylen und mindestens einem α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, das in einer Menge von 1 bis 15 Gew.% vorliegt, und wobei das Copolymer eine Dichte von 0,900 bis 0,940 g/cm³, einen Schmelzindex von 25 bis 100 g/10 min, wie gemessen nach dem in ASTM D-1238(E) spezifizierten Verfahren, und eine Schmelzwärme von mindestens 25 cal/g hat; und 1 bis 50 Gew.% eines kristallinen Polypropylens mit einer Schmelzflußrate von weniger als 20 g/10 min, wie gemessen nach dem in ASTM D-1238(L) spezifizierten Verfahren, und wobei die Faser eine Feinheit von nicht mehr als 5 Denier hat.

2. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen 1-Octen ist.

3. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

4. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser aus Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

5. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser eine Hohlfaser mit einer Hohlheit von 3 bis 50% in ihrem Querschnitt darstellt.

6. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

7. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaser auf Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

8. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser eine flache Faser mit einem Flachheitsgrad von 1,5 bis 4,0 ist.

9. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Faser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

10. Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Faser aus Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

11. Bindefaser mit einer solchen Querschnittsform, bei der ein Kern aus Polyethylenterephthalat mit einer Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 1 beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern in einer Menge von 80 bis 20 Gew.% und die Zweikomponenten-Faser in einer Menge von 20 bis 80 Gew.% vorliegt, und daß die Bindefaser eine Faserfeinheit von nicht mehr als 5 Denier hat.

12. Bindefaser gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen 1-Octen ist.

13. Bindefaser gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindefaser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

14. Bindefaser gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindefaser aus Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

15. Vliesstoff, bestehend aus einer Zweikomponenten-Faser gemäß Anspruch 1.

16. Vliesstoff gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das α-Olefin mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen 1-Octen ist.

17. Vliesstoff gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponenten-Faser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

18. Vliesstoff gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponenten-Faser aus Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

19. Vliesstoff gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponenten-Faser eine Hohlfaser ist.

20. Vliesstoff gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

21. Vliesstoff gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfaser aus Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

22. Vliesstoff gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponenten-Faser eine flache Faser ist.

23. Vliesstoff gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Faser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

24. Vliesstoff gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die flache Faser aus Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

25. Vliesstoff gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponenten-Faser aus kontinuierlichen Fäden besteht und mit einem Vlies aus einer anderen Faser laminiert ist.

26. Vliesstoff gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweikomponenten-Faser aus Stapelfasern besteht, wobei der Vliesstoff die Zweikomponenten-Faser in einer Menge von mindestens 20 Gew.% in Mischung mit einer weiteren Faser enthält.

27. Vliesstoff, zusammengesetzt aus einer Bindefaser gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyethylenterephthalat eine intrinsische Viskosität von nicht weniger als 0,50 hat, gemessen bei 20ºC und einem 1 : 1-Lösungsmittelgemisch aus Phenol und Tetrachlorethan.

28. Vliesstoff gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindefaser aus kontinuierlichen Fäden besteht.

29. Vliesstoff gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindefaser aus Stapelfasern besteht, die mit 3,9 bis 15,7 Kräuselungen/cm (10 bis 40 Kräuselungen/inch) versehen sind.

30. Vliesstoff gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindefaser aus kontinuierlichen Fäden besteht und mit einem Vlies einer anderen Faser laminiert ist.

31. Vliesstoff gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Bindefaser aus Stapelfasern besteht, wobei der Vliesstoff die Zweikomponenten-Faser in einer Menge von mindestens 20 Gew.% in Mischung mit einer weiteren Faser enthält.