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Dokumentenidentifikation DE69220235T2 25.09.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0607174
Titel ORIENTIERTE UND PROFILIERTE FASERN
Anmelder Minnesota Mining and Mfg. Co., Saint Paul, Minn., US
Erfinder HOGLE, Donald, H., Saint Paul, MN 55133-3427, US;
OLOFSON, Peter, M., Saint Paul, MN 55133-3427, US
Vertreter Vossius & Partner, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69220235
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 14.08.1992
EP-Aktenzeichen 929192813
WO-Anmeldetag 14.08.1992
PCT-Aktenzeichen US9206866
WO-Veröffentlichungsnummer 9307313
WO-Veröffentlichungsdatum 15.04.1993
EP-Offenlegungsdatum 27.07.1994
EP date of grant 04.06.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.09.1997
IPC-Hauptklasse D01D 5/253

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft orientierte, profilierte Fasern, deren Querschnitt die Form der für die Herstellung der Faser verwendeten Düsenöffnung genau wiedergibt. Die Erfindung betrifft auch diese orientierten, profilierten Fasern umfassendes Faservlies.

US-Patent Nr. 3,508,390 beschreibt eine Y-förmige Faser für Textilmaterialien. Es wird beschrieben, daß die Y-Form einzigartige optische und fühlbare Eigenschaften bietet. Die Faser wird anhand des Modifikationsverhältnisses M beschrieben, das die Materialmenge in der mittleren Kernfläche der Faser (R') angibt. Die Modifikationsverhältnisse für die als Beispiele aufgeführten Öffnungen sind viel höher als die für die Fasern, was darauf hinweist, daß die Faserarme beim Herstellungsverfahren beträchtlich in den mittleren Bereich fließen.

Die PCT-Anmeldung Nr. WO 91/09998 beschreibt eine trilobale oder quadrilobale Düsenöffnung für die Herstellung von Fasern, die für viele Anwendungszwecke geeignet sind. In dieser Anmeldung gibt es keinen Hinweis auf den Formerhaltungsgrad. Das Patent führt auch bevorzugte Modifikationsverhältnisse auf, die denen von US-Patent Nr. 3,508,390 ähnlich sind; für die als Beispiel aufgeführten Fasern werden jedoch keine tatsächlichen Modifikationsverhältnisse angegeben. Die Formerhaltung ist wahrscheinlich die gleiche wie bei US-Patent Nr. 3,508,390.

Fasern mit modifiziertem oder nichtkreisförmigem Querschnitt wurden durch herkömmliche Faserherstellungsverfahren unter Verwendung speziell geformter Öffnungen der Spinndüse hergestellt. Der Zusammenhang zwischen dem Querschnitt der mit diesen geformten Öffnungen hergestellten Fasern und der Form der Öffnung ist jedoch typischerweise sehr unbedeutend. Das extrudierte Polymer neigt eher dazu, zu einem im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit einer leicht gekrummten, wellenförmigen "amöbenartigen" Form zurückzukehren, statt die typische gekräuselte, winklige Form der Öffnung beizubehalten. Verschiedene auf diesem Gebiet Arbeitende haben speziell gestaltete Düsenöffnungen vorgeschlagen, die dazu dienten, bestimmten Faserquerschnitten näherzukommen, obwohl es im allgemeinen wenig Übereinstimmung zwischen der Querschnittsform der Öffnung und dem der Faser gibt. Die Öffilungen dienen primär der Bereitstellung von Fasern mit bestimmten physikalischen Gesamteigenschaften oder Charakteristika, die mit Fasern innerhalb allgemeiner Formklassen verbunden sind. Die Öffnungen dienen im allgemeinen nicht der Bereitstellung stark spezifischer Formen. Spezielle Öffnungen wurden in US-Patenten Nr. 4,707,409; 4,179,259; 3,860,679; 3,478,389 und 2,945,739 und UK- Patent Nr. 1,292,388 vorgeschlagen.

US-Patent Nr. 4,707,409 (Phillips) offenbart eine Spinndüse für die Herstellung von Fasern mit einem "vierflügligen" Querschnitt. Die hergestellte Faser wird entweder nach einem herkömmlichen Verfahren gebrochen oder bleibt für die Verwendung als Filtermaterial ungebrochen. Die "vierflüglige" Form der Faser wird durch die Verwendung eines Polymers mit hoher Schmelzviskosität und schnelles Abkühlen und auch durch die Gestaltung der Düsenöffnung erreicht. Die Öffnung wird durch zwei sich kreuzende Schlitze definiert. Jeder kreuzende Schlitz wird durch drei vierseitige Abschnitte definiert, die in einem Winkel von weniger als 180º der Reihe nach verbunden sind. Die mittleren vierseitigen Abschnitte jedes kreuzenden Schlitzes sind breiter als die anderen zwei vierseitigen Abschnitte des gleichen kreuzenden Schlitzes. Jeder Schlitz kreuzt den anderen Schlitz in dessen mittlerem vierseitigem Abschnitt, wodurch eine im allgemeinen X-förmige Öffnung entsteht. Jeder der anderen beiden vierseitigen Abschnitte jedes kreuzenden Schlitzes ist länger als der mittlere vierseitige Abschnitt und weist eine am freien Ende ausgebildete längere Spitze auf.

US-Patent Nr. 4,179,259 (Belitsin et al.) offenbart eine Düsenöffnung, die der Herstellung wollartiger Fasern aus synthetischen Polymeren dient. Die Fasern sind aufgrund der erzeugten Hohlräume, die durch die besonders gestaltete Öffnung entstehen, angeblich ein Absorptionsmittel. Die Öffnung einer der beschriebenen Spinndüsen ist ein Schlitz mit der Konfiguration eines leicht offenen Polygonsegmentes und eines L-, T-, Y- oder E-förmigen Abschnitts, der an eine Seite des Polygons angrenzt. Die mit dieser Düsenöffnung hergestellten Fasern weisen Querschnitte auf, die aus zwei Elementen bestehen, d.h. einem geschlossenen, ringförmigen Abschnitt, der durch die Schließung des Polygonsegmentes entsteht, und einem L-, T-, Y- oder E-förmigen Abschnitt, der im allgemeinen annähernd der L-, T-, Y- oder E-Form der Öffnung entspricht und einen offenen kapillarförmigen Kanal (mehrere offene kapillarförmige Kanäle) bildet, der mit der Außenoberfläche der Faser in Verbindung steht. Dieser (diese) kapillarförmige(n) Kanal (Kanäle) versieht die Fasern mit feuchtigkeitsabsorbierenden Eigenschaften, die annähernd denen von Naturwolle entsprechen sollen. Es wird behauptet, daß eine Kräuselung beobachtet wird, die etwa der von Wolle entspricht. Diese ist angeblich der ungleichmäßigen Abkühlung zuzuschreiben.

US-Patent Nr. 3,860,679 (Shemdin) offenbart ein Verfahren zum Spinnen von Filamenten mit einem asymmetrischen, T-förmigen Querschnitt. Der Patentinhaber stellt fest, däß asymmetrische Fasern beim Schmelzspinnschritt zur Ausbeulung neigen, was bei T-förmigen Fasern eingeschränkt wird, wenn eine nach diesem Patent gestaltete Öffnung verwendet wird. Eine Kontrolle des Ausbeulungsphänomens erfolgt durch die Auswahl der Abmessungen des Schaftund des Querglieds, so daß das Zähigkeitswiderstandsverhältnis von Schaft- zu Querglied in einem definierten Zahlenbereich liegt.

US-Patent Nr. 3,478,389 (Bradley et al.) offenbart einen Spinndüsenaufbau und Gestaltungen der Düsenöffnung, die zum Schmelzspinnen von Filamenten mit im allgemeinen nichtkreisförmigem Querschnitt geeignet sind. Die Spinndüse besteht aus einer festen Platte mit einer Spinnseite und einer Schmelzseite. Eine (mehrere) Öffnung(en) mit einem mittleren, offenen, die Schmelze aufnehmenden Senkbohrungsabschnitt und einer Anzahl Längsschlitze, die von diesem mittleren Abschnitt ausgehen, erstreckt (erstrecken) sich zwischen diesen Flächen. In der Senkbohrung ist ein tester Sphäroid angeordnet, der den Fluß der Schmelze zu den Enden der Längsschlitze verteilt. Dies wirkt der Neigung der extrudierten Schmelze entgegen, unabhängig von der Form der Öffnung eine kreisförmige Form anzunehmen.

US-Patent Nr. 2,945,739 (Lehmicke) beschreibt eine Spinndüse zum Schmelzspinnen von Fasern mit nichtkreisförmiger Form, die aufgrund der Tendenz der gesponnenen Schmelzen, die Oberflächenspannung zu verringern und unabhängig von der Düsenöffnung eine kreisförmige Form einzunehmen, nur schwer erhältlich sind. Die Öffnungen der Spinndüse bestehen aus Schlitzen, die mit plötzlich erweiterten Spitzen enden. Die in diesem Patent offenbarten Fasern sind im wesentlichen linear, Y-förmig oder T-förmig.

GB-Patent 1,292,388 (Champaneria et al.) offenbart synthetische Hohlfäsern (vorzugsweise aus PET), die das Faservolumen, die Deckfähigkeit, den Anschmutzungswiderstand und die Glanz-- und Farbausbeute von Stoffen verbessern. Der Querschnitt der Filamente in Längsrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens drei Hohlräume aufweist, die gemeinsam 10 bis 35 % des Filamentvolumens ausmachen und im wesentlichen kontiuierlich entlang der Länge des Filaments verlaufen. Der Umfäng der Filamente ist angeblich im wesentlichen frei von plötzlichen Anderungen der Krümmung, und ausreichend großen Ausbeulungen oder Eindrücken, durch die eine den Schmutz einfängende Vertiefung entsteht, wenn sich die Filamente nebeneinander berühren. Die Filamente werden aus einer Öffnung mit vier einzelnen Segmenten erzeugt. Die aus diesen vier Segmenten gesponnene Polymerschmelze fließt zusammen, wodurch das Filamentprodukt erzeugt wird.

Es wurde auch vorgeschlagen, daß eine bessere Wiedergabe der Öffnungsform und Abweichung vom im wesentlichen kreisförmigen Faserquerschnitt erreicht werden kann, wenn Polymere mit höherer Schmelzviskosität verwendet werden; siehe z.B. US-Patent Nr. 4,364,998 (Wei). Wei offenbart Garne, die auf Fasern basieren, deren Querschnitte in Längsrichtung teilbar sind, wenn die Fasern durch einen texturierenden Flüssigkeitsstrahl geleitet werden. Die Fasern wurden zu Querschnittsformen gesponnen, die im wesentlichen die gleiche Festigkeit haben, so daß sie beim Durchlaufen des texturierenden Flüssigkeitsstrahls unregelmäßig in Längsrichtung aufgeteilt werden, wobei sich jeder Teilabschnitt auch angemessen in Querrichtung teilen kann, wodurch freie Enden entstehen. Die nichtrunde Faserform blieb bei Polymeren mit höherem Molekulargewicht besser erhalten als bei Polymeren mit geringerem Molekulargewicht.

Das schnelle Abkühlen wurde ebenfalls als Verfahren diskutiert, um den Querschnitt einer durch eine nichtkreisförmige Öffnung gesponnenen Schmelze beizubehalten. US-Patent Nr. 3,121,040 (Shaw et al.) beschreibt nichtorientierte Polyolefinfasern mit einer Anzahl nichtkreisförmiger Profile. Die Fasern wurden direkt in Wasser gesponnen, damit die Querschnittsform erhalten bleibt, die sie von der Düsenöffnung erhalten haben. Bei diesem Verfahren erstarrt die Faser in einer amorphen oder nichtorientierten Strukur, und dies steht nicht mit dem anschließenden hohen Streckverhältnis und der starken Orientierung der Fasern im Einklang. In der Faserindustrie ist jedoch allgemein bekannt, daß die Eigenschaften der Faser durch Orientierung deutlich verbessert werden. Die hervorragenden physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen orientierten Fasern ermöglichen es, daß die Fasern ihre Form bei Bedingungen beibehalten, bei denen nichtorientierte Fasern versagen wurden.

Beim Spinnen hohler kreisförmiger Fasern wurden auch die Oberflächenspannungskräfte der Polymerschmelze vorteilhaft ausgenutzt. Für Hohlfasern gestaltete Spinndüsen umfassen zum Beispiel einige mit mehreren Öffnungen, die so angeordnet sind, daß sich die gesponnenen Ströme der Polymerschmelze beim Verlassen der Spinndüse zu einer Hohlfaser vereinigen. Für ringförmige Fasern werden auch Konfigurationen in Form einer einzelnen Öffnung mit einer mit Öffnungen versehenen kammerähnlichen Gestalt verwendet. Das auf jeder Seite der Öffnung gesponnene Polymer vereinigt sich beim Verlassen der Spinndüse zu einer Hohlfaser. Obwohl diese Gestaltungsformen der Spinndüse somit bei der zufälligen Prüfung anscheinend Fasern erzeugen können, die deutlich vom im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt abweichen, verursachen die Oberflächenspannungskrafte in der Polymerschmelze, daß sich das Extrudat zu Hohlfasern vereinigt, deren Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ist.

Auf diesem Fachgebiet ist auch allgemein bekannt, daß nichtorientierte Fasern mit nichtkreisförmigen Querschnitten von der ursprünglichen Form zu im wesentlichen kreisförmigen Querschnitten übergehen, wenn sie bei standardisierten Behandlungsbedingungen zu stark gestreckt werden.

Es wurde auch die Verwendung bestimmter Polymere vorgeschlagen, um die Beibehaltung der Form der Öffnung zu verbessern. Polymere mit starker Viskosität oder andererseits hohem Molekulargewicht (möglicherweise durch abnehmende Fließviskosität) (siehe Wei, vorstehend) wurden als Maßnahme zur Verbesserung der Wiedergabe der Form der Öffnung vorgeschlagen. Oftmals werden jedoch zumindest in Zusammenhang mit der Verarbeitbarkeit Polymere mit geringem Molekulargewicht gefordert. Polymere mit geringem Molekulargewicht zeigen zum Beispiel eine geringe Volumenzunahme an der Düse und wurden für die Herstellung einer hohlen mikroporösen Faser als geeignet beschrieben, US-Patent Nr. 4,405,688 (Lowery et al.). Lowery et al. beschreiben ein bestimmtes Spinnverfahren in Aufwärtsrichtung bei starker Streckung und geringen Schmelztemperaturen, wodurch hohle Mikrofasern mit konstanter hoher Festigkeit erhalten werden.

Mit Verfahren, die für die Herstellung nichtkreisförmig profilierter Formen, insbesondere bei Fasern, beschrieben wurden, sind deutliche Probleme verbunden. Es wurden stark ausgeprägte Formen der Öffnung verwendet, die Formen ergeben, die allgemein unbefriedigend definiert und lediglich grob der tatsächlichen Form der Öffnung und möglicherweise der tatsächlich bevorzugten Endform angenähert sind. Die Oberflächenspannung und die Fließeigenschaften des gesponnenen Polymers neigen noch zur Kreisform. Deshalb gehen im allgemeinen alle scharfen Ecken oder deutlich definierten Formen verloren, bevor das Querschnittsprofil der Faser durch schnelles Abkühlen festgehalten wird. Ein weiteres Problem entsteht, weil die Orientierung der vorstehend beschriebenen Fasern im allgemeinen dadurch erreicht wird, daß die Fasern nach dem schnellen Abkuhlen gestreckt werden. Dies ist im allgemeinen auf ziemlich geringe Streckraten unterhalb der Bruchgrenze begrenzt. Wenn eine Faser mit einer bestimmten Denier- oder Decitex-Zahl erwünscht ist, muß die Düse deshalb in der Größenordnung der gestreckten Faser sem. Das erhöht die Kosten deutlich, wenn kleine oder Mikrofasern gefordert werden, da die Herstellung äußerst kleiner Öffnungen mit den definierten Formen durch Bohren oder sonstige Formgebung mit Schwierigkeiten verbunden ist. Schließlich erzeugt das schnelle Abkühlen zur Erhaltung der Form eine extrem nichtorientierte Faser (siehe Shaw et al.), wodurch die Vorteile der orientierten Faser bei der Formerhaltung verlorengehen.

Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung versucht, die oft gegensätzlichen Aufgaben und die daraus entstehenden Probleme bei der Herstellung sowohl orientierter als auch stark strukturierter oder profilierter Fasern in Einklang zu bringen.

Die vorliegende Erfindung offenbart extrudierte, nichtkreisförmige, profilierte, orientierte Formen, insbesondere Fasern. Das Verfahren zur Herstellung dieser Formen, wie Fasern, umfaßt das Extrudieren bei geringer Temperatur durch strukturierte, nichtkreisförmige, winklige Düsenöffnungen in Verbindung mit einer hohen Geschwindigkeit und einem hohen Streckverhältnis.

Die Erfindung offenbart auch Faservlies, das diese orientierten, nichtkreisförmigen, profilierten Fasern umfaßt.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Konfiguration einer erfindungsgemäßen orientierten, profilierten Faser.

Fig. 2 ist eine Draufsicht einer Öffnung einer für die Herstellung der Faser von Fig. 1 verwendeten Spinndüse.

Fig. 3 ist eine Darstellung einer für die Herstellung der erfindungsgemäßen Fasern verwendeten Faserspinnnlage.

Fig. 4 bis 8 zeigen Querschnitte von Fasern, die wie in den Beispielen 1 bis 5 beschrieben hergestellt wurden.

Die vorliegende Erfindung stellt orientierte strukturierte Formen, insbesondere Fasern, mit nichtkreisfömigem, profiliertem Querschnitt bereit. Insbesondere stellt die Erfindung ein Verfahren und ein Produkt bereit, bei dem der Querschnitt des extrudierten Gegenstands die Form der Öffnung genau wiedergibt, die für die Herstellung des Formgegenstandes verwendet wurde.

Die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Fasern sind einzigartig, da sie so orientiert sind, daß die Fasern Zugfestigkeits- und Dehnungseigenschaften erhalten, wobei das Profil erhalten bleibt, das die Faser durch die Düsenöffnung erhalten hat.

Das erfindungsgemäße Verfahren erzeugt feintitrige Fasern mit sehr genauer Wiedergabe des Profils der viel größeren ursprünglichen Öfihung, wobei orientierte Fasern (einfach und wirksam) hergestellt werden.

Das Verfahren beinhaltet zuerst das Erwärmen des thermoplastischen Polymers (z.B. Polyolefin) auf eine Temperatur etwas oberhalb der Kristallphasenübergangstemperatur des thermoplastischen Polymers. Das erwärmte Polymer wird dann durch die profilierte Außenseite der Düse extrudiert, die dem Profil des herzustellenden Formgegenstandes entspricht. Die Öffnung der Außenseite der Düse kann im Vergleich mit denen, die bisher für die Herstellung profilierter Formen oder Fasern verwendet wurden, ziemlich groß sein. Der Formgegenstand kann beim Strecken auch durch eine Konditionierkammer (z.B. Abkühlkammer) geleitet werden. Diesei Konditionier- oder Abkühlschritt hat sich bei der Herstellung von sehr genau wiedergegebenen, profilierten Fasern nicht als kritisch erwiesen, sondern dient nur der Regelung der Morphologie. Es kann jede herkömmliche Abkühlkammer mit Querströmung verwendet werden. Dies ist unerwartet, da die Formbeständigkeit in der Vergangenheit der gleichmäßigen Abkühlung zugeschrieben wurde, siehe z.B. Lowery et al., US-Patent Nr. 4,451,981. Lowery et al. schrieben die gleichmäßige Wanddicke kreisförmiger Hohlfasern einem gleichmäßigen Abkühlverfahren zu.

Die Düsenöffnungen können jede geeignete Form und Fläche aufweisen. Bei den angewendeten bevorzugten Streckverhältnissen haben die Düsenöffnungen für Fasern im allgemeinen jedoch einen Gesamtaußendurchmesser von 0,13 bis 1,3 cm (0,050 bis 0,500 in.) und eine Länge von mindestens 0,32 cm (0,125 in.). Diese Abmessungen sind im Vergleich mit herkömmlichen Öffnungen zur Herstellung orientierter Fasern mit ähnlichen Querschnittsflächen ziemlich groß, bei denen die Formerhaltung von Interesse war. Das hat eine große Bedeutung für die Fertigung, da die Herstellung komplizierter profilierter Öffnungen mit sehr kleinen Querschnittsflächen viel teurer und schwieriger ist. Die Öffnung und die zugehörige Spinnvorrichtung können außerdem in jeder geeigneten Richtung ausgerichtet sein, es wird immer noch eine deutliche Beibehaltung der Form erreicht.

Die erfindungsgemäßen orientierten, profilierten Formen werden mit einem thermoplastischen Polymer durch eine herkömmliche Schmelzspinnvorrichtung bei Temperaturen von etwa 10 bis 90ºC und stärker bevorzugt etwa 10 bis 50ºC oberhalb der Mindestfließtemperatur (im allgemeinen der Kristallschmelztemperatur) des Polymers erhalten. Das Spinnen der erfindungsgemäßen Formgegenstände bei einer Temperatur, die möglichst nahe an der Schmelztemperatur des Polymers ist, trägt zur Herstellung von Formgegenstanden bei, die eine bessere Querschnittsdefinition oder eine bessere Wiedergabe der Öffnung aufweisen.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Formgegenstände oder Fasern ist eine Vielzahl extrudierbarer oder faserbildender thermoplastischer Polymere vorteilhaft, einschließlich jedoch nicht ausschließlich Polyolefine (d.h. Polyethylen, Polypropylen usw.), Polyester (d.h. Polyethylenterephthalat usw.), Polyamide (d.h. Nylon 6, Nylon 66 usw.), Polystyrol, Polyvinylalkohol und Poly(meth)acrylate, Polyimide, Polyarylsulfide, Polyarylsulfone, Polyaramide, Polyarylether usw. Die Polymere können vorzugsweise orientiert sein, damit die Kristallinität bei kristallinen Polymeren eingeleitet wird und/oder die Fasereigenschaften verbessert werden.

Beim Spinnen der Faser wird eine relativ starke Streckung durchgeführt. Dadurch wird die Faser statt in einem nachfolgenden Verfahren an oder in der Nähe der Außenseite der Spinndüse orientiert. Das Strecken verringert die Querschnittsfläche der Fasern sogar überraschend deutlich, ohne daß das Profil verlorengeht, das die Faser durch die Düsenöffnung erhalten hat. Das Strecken beträgt im allgemeinen mindestens 10:1, vorzugsweise mindestens 50:1, und starker bevorzugt mindestens etwa 100:1, wobei ein deutlich stärkeres Strecken als dieses möglich ist. Bei diesen Streckraten wird der Querschnitt der Faser direkt proportional zum Streckverhältnis verringert.

Der Abkühlschritt ist für den Erhalt der Profilform nicht kritisch, und es kann das kostengünstige Abkühlen durch einen kreuzenden Strom angewendet werden. Das Abkühlfluid ist im allgemeinen Luft, es können jedoch auch andere geeignete Fluide verwendet werden. Die Abkühlvorrichtung ist im allgemeinen in der Nähe der Außenseite der Spinndüse angeordnet.

Die erfindungsgemäßen orientierten, profilierten Fasern können durch eine Anzahl von Verfähren direkt zu Faservliesen veraebeitet werden, einschließlich jedoch nicht ausschließlich durch Spinnvlies- oder Spunlaced-Verfahren oder Kardier- oder Blasvlies-Verfahren.

Es wird erwartet, daß die erfindungsgemäßen Fasern hei einigen Anwendungszwecken eine Komponente eines Gewebes umfassen können. Wenn die profilierten Fasern zum Beispiel als Absorptionsmittel verwendet werden, werden in den hergestellten Gewehen im allgemeinen mindestens etwa 10 Gew.-% der erfindungsgemäßen orientierten, profilierten Fasern verwendet. Außerdem können die Fasern als Fasern für den Fluidtransport in Faservlies verwendet werden, das in Kombination mit Absorptionsteilen, wie Holzmehlkissen, verwendet werden kann. Andere Komponenten, die in diesen Geweben aufgenommen werden können, umfassen natürliche und synthetische Texilfasern, Bindemittelfasern, deodorierende Fasern, Fluid absorbierende Fasern; Dochtfasern und partikelförmige Materialien, wie Aktivkohle oder stark absorbierende Teilchen.

Für die Verwendung als Absorptionsmittel- oder Dochtfasern bevorzugte Fasern sollten einen teilweise eingeschlossenen länglichen Raum mit einem gleichzeitig in Faserlänge verlaufenden länglichen Spalt aufweisen. Dieser Spalt bestimmt den teilweise eingeschlossenen Raum, der mit der Fläche außerhalb der Faser in Fluidverbindung steht. Die Breite des Spaltes sollte im Vergleich mit dem Umfang des Querschnitts des teilweise eingeschlossenen Raums (einschließlich der Breite des Spalts) vorzugsweise relativ gering sein. Für diese Anwendungszwecke geeignete Fasern werden in den Beispielen aufgeführt. Die Breite des Spalts sollte im allgemeinen weniger als 50 % des Umfangs der Querschnittsfläche des eingeschlossenen Raums, vorzugsweise weniger als 30 % betragen.

Diese Gewebe können auch in einem mehrschichtigen Faservlies enthalten sein, das mindestens zwei Faservliesschichten enthält, wobei mindestens ein Faservlies die erfindungsgemäßen orientierten, profilierten Fasern umfaßt.

Diese Fasern können als Fasern für den Fluidtransport Eigenschaften für den Transport anisotroper Fluide erhalten, indem Faservlies orientiert wird, das diese Fasern enthält. Weitere Verfahren zur Bereitstellung von Eigenschaften für den Transport anisotroper Fluide umfassen das direkte Auflegen von Fasern auf einen zugehörigen Träger (z.B. ein Gewebe oder Absorptionsmittelteil) oder die Verwendung von Faserwerg.

Das Basisgewicht des Gewebes kann je nach Anwendung in einem großen Bereich liegen, liegt jedoch im allgemeinen im Bereich von etwa 25 bis etwa 500 g/m².

Das durch die obengenannten Verfahren hergestellte Faservlies ist im wesentlichen uneinheitlich und hat damit im allgemeinen eine begrenzte Verwendbarkeit, die jedoch durch Vereinheitlichung oder Konsolidierung deutlich verbessert werden kann. Für die Konsolidierung von Faservlies ist eine Anzahl von Verfahren bekannt, einschließlich jedoch nicht ausschließlich das thermomechanische Verbinden (d.h. durch Ultraschall), die Punktverbindung, auf Wasser oder Lösungsmittel basierende Bindemittel, Bindemittelfäsern, das Heften mit Nadeln, das Verschlingen mittels Wasser oder eine Kombinationen verschiedener Verfahren.

Es wird auch erwartet, daß die erfindungsgemäßen orientierten Fasern bei gewebten und gewirkten Textilerzeugnissen Anwendung finden.

Die nach den Lehren dieser Erfindung hergestellten profilierten Fasern weisen eine sehr gute Beibehaltung der Form der Öffnung auf. Die Öffnung kann eine symmetrische oder asymmetrische Konfiguration haben. Bei Öffnungsformen vom symmetrischen oder asymmetrischen Typ gibt es im allgemeinen ein Kernteil 12, wie in Fig. 1 gezeigt, von dem radial verlaufende Profilelemente nach außen abgehen. Diese Profilelemente können gleich oder verschieden und mit zusätzlichen Strukturelementen oder ohne diese sein. Asymmetrische Formen, wie C-förmige oder S-förmige Fasern, haben jedoch nicht notwendigerweise ein definiertes Kernelement. Fig. 1 zeigt den Querschnitt 10 der erfindungsgemäßen symmetrisch profilierten Faser, wobei die Faser einen Kernteil 12, Strukturprofilelemente 14, sich kreuzende Komponenten 16, Kammern 18 und Öffnungen 20 aufweist. Der Durchmesser (DFaser) ist der des kleinsten umschriebenen Kreises 24, der um den Querschnitt der Faser 10 gezogen werden kann, so daß alle Elemente der Faser in diesem Kreis enthalten sind. Der Durchmesser (dFaser) ist der größte eingeschriebene Kreis 22, der im Schnittpunkt von Kernteil oder -bereich und Strukturprofilelementen gezogen werden kann, oder fälls mehr als ein Schnittpunkt vorhanden ist, der größte eingeschriebene Kreis, der im weitestgehenden Schnittpunkt der Struktprofilelemente der Faser gezogen werden kann, so daß der eingeschriebene Kreis vollständig in der Schnittpunktstruktur enthalten ist.

Fig. 2 zeigt die für die Herstellung der Faser von Fig. 1 verwendete Düsenöffnung schematisch. Der Durchmesser (DÖffng.) ist der des kleinsten umschriebenen Kreises 26, der um die Düsenöffnung 25 gezogen werden kann, so daß alle Elemente der Öffnung in diesem Kreis enthalten sind. Der Durchmesser (dÖffng.) ist der des größten eingeschriebenen Kreises 27, der im Schnittpunkt von Kernteil oder -bereich der Öffnung und Strukturprofilelementen der Öffnung gezogen werden kann, oder wenn mehr als Schnittpunkt vorhanden ist, der größte eingeschriebene Kreis, der im weitestgehenden Schnittpunkt des Profilelements der Öffnung gezogen werden kann, so daß der eingeschriebene Kreis vollständig in der Schnittstruktur enthalten ist.

Normierungsfaktoren für symmetrische als auch asymmetrische Fasern sind das Verhältnis der Querschnittsfläche der Öffnung oder der Faser (AÖffng. und AFaser) zum Quadrat von DFaser bzw. DÖffng. Man erhält zwei Normierungsfaktoren, XFaser(AFaser/D²Faser) und XÖffng. (AÖffng./D²Öffng.), die für die Definifion eines Strukturerhaltungsfaktors (SRF) benutzt werden können. SRF wird durch das Verhältnis XFaser zu XÖffng. definiert. Diese Normierungsfaktoren werden vom relativen Grad der in der Öffnung oder der Faserstruktur enthaltenen zugänglichen Fläche beeinflußt. Wenn die Faktoren ähnlich sind (d.h. SRF fast 1 ist), ist die Wiedergabe der Form der Öffnung sehr gut. Bei Fasern mit schlechter Wiedergabe scheinen die äußeren Strukturelemente zusammenzubrechen, was zu relativ hohen Werten für XFaser und somit höheren SRF-Werten führt. Fasern mit perfekter Formerhaltung haben einen SRF-Wert von 1,0, die erfindungsgemäßen Fasern haben im allgemeinen einen SRF-Wert von etwa 1,4 oder weniger und vorzugsweise etwa 1,2 oder weniger. Da der Test von Änderungen der zugänglichen Fläche von der Öffnung bis zur Faser abhängig ist, nimmt die Empfindlichkeit dieses Tests (SRF) als Kennzeichnung der Formerhaltung jedoch ab, wenn der Querschnitt der Öffnung annähernd kreisförmig wird.

Ein zweiter Strukturerhaltungsfaktor (SRF2) hängt mit der Erhaltung des Umfangs zusammen. Bei Fasern mit schlechter Formerhaltung führt das Zusammenfließen der Faser zu einer eher kreisförmigen Form zu geringeren Verhältnissen von Umfang zu Faserfläche. Der Umfang (PÖffng. und PFaser) wird für die Düsenöffnung und die Faser normiert, indem der Umfang quadriert und dieser Wert durch die Fläche AFaser oder AÖffng. der Faser bzw. Öffnung geteilt wird. Diese Verhältnisse werden als YFaser und YÖffng. definiert.

Bei der perfekt kreisförmigen Düsenöffnung oder Faser ist das Verhältnis YKreis gleich 4π oder etwa 12,6. Der Wert für SRF2 (YÖffng./YFaser) ist eine Funktion der Abweichung von YÖffng. von YKreis. Allgemein gilt, daß SRF2 bei den erfindungsgemäßen Fasern bei Verhältnissen von YÖffng. zu YKreis von mehr als 20 weniger als etwa 4 und bei Verhältnissen von YÖffng. zu YKreis von weniger als etwa 20 weniger als etwa 2 beträgt. Dies ist eine ungefähre Einschätzung, da SRF2 den Wert 1 erreicht, wenn sich die Form der Öffnung beim erfindungsgemäßen oder bei herkömmlichen Verfahren, die der Formerhaltung dienten, der Kreisform nähert. Das erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt jedoch bei einer gegebenen Form der Düsenöffnung noch eine Faser, bei der SRF2 näher an 1 liegt. Die beim erfindungsgemäßen Verfähren verwendete Form der Öfihung ist nichtkreisfömig (z.B. weder kreisförmig noch ringförmig oder dergleichen), so daß es eine extern zugängliche Fläche von mindestens 10 % vorliegt. Die extern zugängliche Fläche der Düse wird als Fläche außerhalb des Außenumfangs der Öffnung (d.h. ausschließlich der zugänglichen Fläche, die vollständig von der Düsenöffnung umschrieben wird) und innerhalb DÖffng. definiert. Ähnlich ist die extern zugängliche Fläche der Fasern größer als 10 %, vorzugsweise größer als 50 %. Dies schließt wiederum die zugängliche Fläche aus, die vollständig von der Faser umschrieben wird, jedoch nicht die interne zugängliche Fläche der Faser, die mit dem Raum außerhalb der Faser in direkter Fluidverbindung steht, z.B. den Längsspalt in der Faser. Bei herkömmlichen Spinnverfahren mit Öffnungen mit kleinen Spalten wird dieser Spalt typischerweise nicht in der Faser wiedergegeben. Zum Beispiel brechen diese Spalten in der Faser zusammen und werden typischerweise nur in der Öffnung für die Herstellung von Hohlfasern vorgesehen (d.h. Fasern mit einer intern zugänglichen Fläche, bei denen die einzige Möglichkeit für die indirekte Fluidverbindung mit dem Raum außerhalb der Faser über die Enden der Faser besteht).

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer geeigneten Anordnung der Faserspinnvorrichtung, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Das Granulat des thermoplastischen Polymers wird durch einen herkömmlichen Trichtermechanismus 72 dem Extruder 74 zugeführt, der schematisch als Schneckenextruder dargestellt ist. Es ist jedoch herkömiliche Extruder ausreichend. Der Extruder wird im allgemeinen erwärmt, so daß die Schmelze den Extruder mit einer Temperatur oberhalb der Kristallschmelztemperatur oder Mindestfließviskosität verläßt. In der Polymerbeschickungsleitung 76 ist vor der Spinndüse 78 vorzugsweise eine Dosierpumpe vorgesehen. Die Fasern 80 werden in der Spinndüse hergestellt und fast sofort über Spannrollen 84 Galetten 86 zugeführt. 82 ist die Abkühlkammer, die direkt unter der Außenseite der Spinndüse angeordnet ist. Die gestreckten Fasern werden dann von einer Aufnahmerolle 88 aufgenommen, oder sie können nach einer anderen Ausführungsform auf einer rotierenden Trommel oder einem Förderband direkt zu Faservlies verarbeitet werden. Die hier gezeigten Fasern werden nach unten gesponnen, es sind jedoch andere Spinnrichtungen möglich.

Die folgenden Beispiele dienen der Erlauterung der hier in Betracht gezogenen bevorzugten Ausführunngsformen und der besten Art und Weise der Durchführung der Erfindung, sie sollen diese jedoch nicht einschränken.

Beispiele

Der zum Spinnen der Fasern verwendete Extruder war ein Einzelschneckenextruder Killon 1,9 cm (3/4 inch), der mit einer Schnecke mit einem L/D-Verhältnis von 30, einem Kompressionsverhältnis von 3,3 und der folgenden Konfiguration ausgestattet war: Länge der Beschickungszone 7 Durchmesser, Länge der Übergangszone 8 Durchmesser und Länge der Dosierzone 15 Durchmesser. Der Strom der extrudierten Polymerschmelze wurde in eine Schmelzpumpe Zenith eingeführt, damit Druckschwankungen minimiert werden, und anschließend durch einen direkten Schmelzmischer Koch geleitet (#KMB-100 von Koch Engineering Co., Wichita, KA), und in die Spinndüse mit den in den Beispielen gezeigten Konfigurationen eingeführt. Die Temperatur der Polymerschmelze in der Spinndüse wurde ats Schmelztemperatur erfaßt. Der Druck im Extruderzylinder und stromabwärts der Zenith -Pumpe wurde so eingestellt, daß sich ein Polymerdurchsatz von etwa 1,36 kg/h (3 lbs/hr) ergab. Beim Verlassen der Düsenöffnungen wurden die Fasern durch eine Kammer zum Abkühlen mit Luft, um eine Umlenkrolle für das freie Spinnen und auf eine Galette geführt, die bei der im Beispiel angegebenen Geschwindigkeit gehalten wurde. Die Fasern wurden beim Verlassen der Galette auf einer Spule aufgenommen.

Die kreuzförmige Spinndüse (Fig. 2) bestand aus einer Platte aus rostfreiem Stahl mit 10,62 cm x 3,12 cm x 1,25 cm (4,25" x 1,25" x 0,50"), die drei Reihen von Öffnungen aufwies, wobei jede Reihe 10 kreuzförmige Öffnungen enthielt. Die Gesamtbreite jeder Öffnung (27) betrug 6,0 mm (0,24") bei einer Armlänge des Kreuzes von 4,80 mm (0,192") und einer Schlitzbreite von 0,30 mm (0,012"). Die stromaufwärtige Seite (Schmelzstromseite) der Spinndüse wies konische Löcher auf, die auf jeder Öffnung zentriert waren und von 10,03 mm (0,192") auf der Außenfläche der Spinndüse bis zum Scheitelpunkt an der Stelle 3,0 mm (0,12") von der stromabwärtigen Fläche (zur Luft grenzende Seite) der Spinndüse konisch verliefen (Winkel 55º). Das L/D-Verhältnis jeder Öffnung, das vom Scheitelpunkt des konischen Lochs bis zur stromabwärtigen Seite der Spinndüse gemessen wurde, betrug 10,0.

Es wurde eine hakenkreuzförmige Spinndüse verwendet, die aus einer Platte aus rostfreiem Stahl mit 10,62 cm x 3,12 cm x 1,25 cm (4,25" x 1,25" x 0,50") bestand, die eine einzelne Reihe mit 12 Öffnungen aufwies, wobei jede Öffnung hakenkreuzförmig war (vier Arme mit jeweils drei Segmenten A, B und C im rechten Winkel zum vorhergehenden Segment). Durch maschinelle Bearbeitung wurde in der stromaufwärtigen Seite (Schmelzstromseite) der Spinndüse eine Vertiefung mit einer Tiefe von 1,52 mm (0,06") ausgebildet, wobei um den Umfang der Außenseite der Spinndüse ein 12,7 mm (0,5") dicker Rand blieb. Der mittlere Abschnitt der Spinndüse war 11,18 mm (0,44") dick. Die Öffnungen wurden in vier Gruppen unterteilt, wobei jede Gruppe mit drei Öffnungen die gleichen Abmessungen aufwies. Alle Öffnungen hatten identische Schlitzbreiten von 0,15 mm (0,006") und Segmente mit einer identischen ersten Länge von 0,52 mm (0,021"), die sich von der Mitte der Öffnung erstreckten (Segmente A). Die Länge der Segmente B und C für die Öffnungen der Gruppe 1 betrug 1,08 mm (0,043") bzw. 1,68 mm (0,067"), die Länge der Segmente B und C für die Öffnungen der Gruppe 2 betrug 1,08 mm (0,043") bzw. 1,52 mm (0,60"), die Längen der Segmente B und C für die Öffnungen der Gruppe 3 betrugen 1,22 mm (0,049") bzw. 1,68 mm (0,067"), und die Länge der Segmente B und C für die Öffnungen der Gruppe 4 betrug 1,22 mm (0,049") bzw. 1,52 mm (0,060"). Die Tiefe der Öffnung betrug bei allen hakenkreuzförmigen Öffnungen 1,78 mm (0,070"), dies ergibt ein L/D-Verhältnis von 11,9. Die stromaufwärtige Seite der Spinnduse wies konische Löcher auf, die auf jeder Öffnung zentriert waren, eine Länge von 9,40 mm (0,037") aufwiesen und von 6,86 mm (0,027") an der Außenfläche der Spinndüse bis zu 4,32 mm (0,017") am Einlaß der Öffnung konisch verliefen. Die Formerhaltungseigenschaften von Fasern, die durch verschiedene Gruppen der hakenkreuzförmigen Öffnungen gesponnen worden waren, waren im wesentlichen identisch.

Beispiel 1

Durch Schmelzspinnen bei emer Schmelztemperatur von 138ºC von Dow ASPUN 6815A, einem linearen Hochdruck-Polyethylen von Dow Chemical, Midland MI mit einem Schmelzflußindex (MFI) von 12, durch die vorstehend beschriebene kreuzförmige Spinndüse wurden erfindungsgemäß geformte Fasern hergestellt, und die entstandenen Fasern wurden in Umgebungsluft abgekühlt (d.h. die Kammer zum Abkühlen mit Luft war ohne eingeleiteten Luftstrom). Die Fasern wurden bei einer Geschwindigkeit der Galette von 30,5 m/min (100 ft/min) verfeinert. Die Kennzeichnungswerte der Faser sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.

Beispiel 2

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Schmelztemperatur 171ºC betrug.

Beispiel 3

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Schmelztemperatur 204ºC betrug.

Beispiel 4

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach dem Verfähren von Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Schmelztemperatur 238ºC betrug.

Beispiel 5

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, außer daß die Schmelztemperatur 260ºC betrug.

TABELLE 1

Tabelle 1 führt die Querschnittsfläche, den Umfang und den Durchmesser (DFaser und DÖffng.) von Fasern der Beispiele 1 bis 5 und der Öffnung auf, aus der sie erzeugt wurden, wobei die Bildanalyse angewendet wurde. Die Fig. 2 und 4 bis 8 zeigen Querschnitte der Öffnungen und der Fasern, die dieser Bildanalyse unterzogen wurden. Wie die Figuren zeigen, geht die Auflösung des Querschnitts der Öffnung schnell verloren, wenn bei den Spinnbedingungen in Beispiel 1 die Schmelztemperatur erhöht wird.

Tabelle 2 führt die Werte für SRF und SRF2 für die Beispiele 1 bis 5 und die kreuzförmige Öffnung auf.

TABELLE 2

Die zugängliche Fläche ist bei dieser Beispielreihe der Unterschied zwischen der Querschnittsfläche der Faser und der Kreisfläche, die dÖffng. oder dFaser entspricht.

Beispiel 6

Nach den Verfahren von Beispiel 1 wurden erfindungsgemäß geformte Fasern hergestellt, außer daß ASPUN 6815A durch ein Gemisch mit 80/20 (Gew./Gew.) von Fina 3576X, ein Polypropylen (PP) mit MFI = 9 von Fina Oil and Chemical Co., Dallas, TX, und Exxon 3085, ein Polypropylen mit MFI =35 von Exxon Chemical, Houston, TX ersetzt wurde und die Schmelztemperatur 260ºC betrug.

Beispiele 7 und 8

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach den Verfahren von Beispiel 6 hergestellt, außer daß die Schmelztemperatur 271ºC betrug. Es wurden Fasern von zwei unterschiedlichen Öffnungen genommen und analysiert.

Beispiel 9

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach den Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, außer daß ASPUN 6815A durch Tennessee Eastman Tenite 10388, ein Poly(ethylenterephthalat) (PET) mit einer Grenzviskosität von 0,95 von Tennessee Eastment Chemicals, Kingsport, TN, ersetzt wurde, die Schmelztemperatur 280ºC betrug und die Fasern bei einer Geschwindigkeit der Galette von 15,3 m/min (50 ft/min) verfeinert wurden. Das PET- Harz wurde vor der Verwendung für die Herstellung der erfindungsgemäßen Fasern nach der Vorschrift des Herstellers getrocknet.

Beispiel 10

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach den Verfahren von Beispiel 9 hergestellt, außer daß die Schmelztemperatur 300ºC betrug.

Beispiel 11

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach den Verfahren von Beispiel 9 hergestellt, außer daß die Schmelztemperatur 320ºC betrug.

Beispiel 12

Erfindungsgemäß geformte Fasern wurden nach den Verfahren von Beispiel 1 hergestellt, außer daß die kreuzförmige Spinndüse durch die hakenkreuzförmige Spinndüse ersetzt wurde, die Schmelztemperatur 138ºC betrug und die Lufttemperatur in der Abkühlkammer durch einen eingeleiteten Luftstrom bei 35ºC gehalten wurde.

Tabelle 3 führt die Querschnittsabmessungen für die Beispiele 6 bis 12 auf; und Tabelle 4 gibt die Formerhaltungsfaktoren SRF und SRF2 und die zugängliche Fläche in Prozent an.

TABELLE 3
TABELLE 4

Tabellen 3 und 4 zeigen die Empfindlichkeit von PP und PET für die Schmelztemperatur und die Verwendung unterschiedlicher Öffnungsformen. PET zeigte eine recht deutliche Abhängigkeit von der Schmelztemperatur. Bei geringen Schmelztemperaturen im Verhältnis zur Schmelztemperatur des Polymers boten jedoch sowohl PP als auch PET eine hervorragende Wiedergabe der Formen der Öffnung durch die Faser.

Vergleichsbeispiele

Diese Beispiele (Tabelle 5) zeigen Bildanalysen, die bei Fasern vorgenommen wurden, die bei verschiedenen Patenten aus dem Stand der Technik hergestellt worden waren, die sich mit der Herstellung geformter Fasern (z.B. nichtkreisförmige Fasern und Hohlfasern) befaßten. Die Analyse wurde an den Fasern vorgenommen, die in verschiedenen Figuren dieser Dokumente dargestellt sind.

TABELLE 5

Bei bestimmten dieser Vergleichsbeispiele (d.h. GB 1,292,388, US-Patente Nr. 3,772,137 und 4,179,259) wird die zugängliche Fläche berechnet, indem die Fläche ausgeschlossen wird, die im Querschnitt von der Faser vollständig umschrieben wird.

Bei bestimmten Patenten ist unsicher, ob die Figuren vollständig exakte Darstellungen der nach diesen Patenten hergestellten Fasern sind, es ist jedoch vernünftig anzunehmen, daß sie zumindest gültige Annäherungen darstellen. Wie ersichtlich, behält keine Faser der Vergleichsbeispiele die Form der Düsenöffnung bis zu dem Ausmaß der Beispiele 1, 2, 6 - 9 oder 12 bei, was durch SRF, SRF2 und die zugängliche Fläche in Prozent dargestellt wird.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung orientierter, nichtkreisförmiger, profilierter Fasern, umfassend die Schritte:

Erwärmen von zumindest einem Teil eines eingeschlossenen Fluidströmungsweges mit mindestens einem Einlaß und Auslassen für thermoplastisches Material,

Bereitstellen einer nichtkreisförmigen, profilierten Öffnung am Auslaß für das thermoplastische Material, wobei die Öffnung mit einem zweiten Fluidbereich in Verbindung steht,

Leiten eines thermoplastischen Materials durch den erwärmten Abschnitt des eingeschlossenen Fluidströmungsweges, so daß das Material auf eine Temperatur von etwa 10 bis 90ºC oberhalb der Kristallphasenübergangstemperatur oder Mindestfließviskosität erwärmt wird, wodurch ein fluider thermoplastischer Strom erzeugt wird, gekennzeichnet durch:

Umformen des fluiden thermoplastischen Stroms zu einem profilierten Strom, der im wesentlichen der Form der Öffnung entspricht, während der Strom vom ersten in den zweiten Fluidbereich strömt,

Orientieren des profilierten Stroms im zweiten Fluidbereich durch Strecken des Stroms in einem Abziehverhältnis von mindestens 10, während der Strom im zweiten Fluidbereich mit einem Kühlfluid abgekühlt wird, wobei eine Faser mit nichtkreisförmigem Querschnitt entsteht, definiert durch;

SRF = XFaser/XÖffng. < 1,3

worin X als Verhältnis der Querschnittsfläche (A) der Faser oder Öffnung zum Quadrat des Durchmessers (D) der Faser oder Öffnung definiert ist, und

SRF2 = YÖffng./YFaser < 3,5

für mit Düsen hergestellte Fasern, bei denen YÖffng./4π > 20 ist, oder

SRF2 = YÖffng./YFaser < 2,0

für mit Düsen hergestellte Fasern, bei denen YÖffng./4π < 20 ist, wobei YFaser und YÖffng. als Verhältnis des Quadrats des Umfangs der Faser oder Öffnung zur Fläche (A) der Faser oder Öffnung definiert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das thermoplastische Material ein Polyolefin, ein Polyester oder ein Polyamid und das Abkühlmittel Luft ist.

3. Orientierte, nichtkreisförmige Faser und Faseröffnung, umfassend längliche gesponnene Fasern, gekennzeichnet durch einen nichtkreisförmigen Querschnitt, definiert durch:

SRF = XFaser/XÖffng. < 1,3

worin X als Verhältnis der Querschnittsfläche (A) der Faser oder Öffnung zum Quadrat des Durchmessers (D) der Faser oder Öffnung definiert ist, und

SRF2 = YÖffng./YFaser < 3,5

für mit Düsen hergestellte Fasern, bei denen YÖffng./4π > 20 ist, oder

SRF2 = YÖffng./YFaser < 2,0

für mit Düsen hergestellte Fasern, bei denen YÖffng./4π < 20 ist, wobei YFaser und YÖffng. als Verhältnis des Quadrats des Umfangs der Faser oder Öffnung zur Fläche (A) der Faser oder Öffnung definiert sind.

4. Nichtkreisförmige Faser nach Anspruch 3, wobei SRF weniger als etwa 1,1 beträgt.

5. Nichtkreisförmige Faser nach Anspruch 3, wobei die Faser eine extern zugängliche Fläche, d.h. Querschnittsfläche außerhalb des äußeren Faserumfangs und innerhalb des kleinsten den Faserquerschnitt umschreibenden Kreises, von mehr als etwa 10 % aufweist.

6. Nichtkreisförmige Faser nach Anspruch 3, wobei die Faser eine extern zugängliche Fläche von mehr als etwa 50 % aufweist und die Faser einen teilweise eingeschlossenen Raum für die Absorption von Fluid oder die Dochtwirkung auf ein Fluid aufweist.

7. Orientierte, nichtkreisförmige Faser nach Anspruch 3, wobei die profilierte Faser ein faserbildendes, thermoplastisches, orientierbares Material umfaßt.

8. Orientierte, nichtkreisförmige Faser nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das faserbildende, thermoplastische Material ein Polyolefin, einen Polyester oder ein Polyamid umfaßt.

9. Orientierte, nichtkreisförmige Faser nach den Ansprüchen 3 bis 8, wobei die Faser einen teilweise eingeschlossenen Raum aufweist, der längs entlang der Faserlänge verläuft und durch einen gleichzeitig längs verlaufenden Spalt mit der Außenfläche verbunden ist, wobei die Spaltbreite weniger als 50 % des Umfangs des teilweise eingeschlossenen Raums (einschließlich der Spaltbreite) beträgt.

10. Orientierte, nichtkreisförmige Faser nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Faser einen teilweise eingeschlossenen Raum aufweist, der längs entlang der Faserlänge verläuft und durch einen gleichzeitig längs verlaufenden Spalt mit der Außenfläche verbunden ist, wobei die Spaltbreite weniger als 30 % des Umfangs des teilweise eingeschlossenen Raums (einschließlich der Spaltbreite) beträgt.

11. Faservlies, umfassend orientierte, nichtkreisförmige, gesponnene Fasern nach einem der Ansprüche 3 bis 10.







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