JP2001507765A - フィラメント横断面における改良 - Google Patents

フィラメント横断面における改良

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JP2001507765A JP53014698A JP53014698A JP2001507765A JP 2001507765 A JP2001507765 A JP 2001507765A JP 53014698 A JP53014698 A JP 53014698A JP 53014698 A JP53014698 A JP 53014698A JP 2001507765 A JP2001507765 A JP 2001507765A
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Abstract

(57)【要約】 織物および衣類のような下流製品における利点の驚くべき組み合わせを提供するような、改良された波形状楕円の横断面を有して新規のポリエステル繊維を提供した。

Description

【発明の詳細な説明】 フィラメント横断面における改良 発明の属する技術分野 本発明は、フィラメントの横断面における改良に関し、およびより詳細には、 改良された波形状楕円の横断面を有する新規のポリエステルフィラメントに関係 し、およびベロア織物において特に有用であるようなものであり、およびそれに 関する方法、およびそれを用いる製品に関し、および別の利点を有する。 発明の背景 ポリエステルのような合成繊維の糸は、2つの群、すなわち(1)連続フィラ メント糸、および(2)不連続である繊維の糸を意味する紡績糸に分類され、後 者はしばしばステープルファイバー(時として切断繊維(cut fiber))と呼ばれ る。ポリエステルステープルファイバーおよび別の合成ポリマーの繊維は、合成 ポリマーの押出により連続フィラメントへと成形され、それは次にステープルフ ァイバーへと転換される。術語「繊維」と「フィラメント」とは、一方の術語の 使用が他方を除外することを意図することなしに、しばしば包括的に本明細書中 で用いられる。 ベロア織物は、編成および製織を含むいくつかの方法で製造できるが、全ては 、それらは末端に立っている切断繊維を含むという特徴を有する。切断繊維は、 典型的には短く、0.06から0.25インチ(1.5から7mm)であり、お よび裏地繊維から垂直に保持されている。ベロアは、家庭用室内装飾品、自動車 用室内装飾品、およびアパレル用途において、しばしば用いられる。 自動車用室内装飾品のベロア類は、高められた性能および改良された美観を必 要とする。ベロア織物に対する性能基準は、減少した圧縮される傾向を含み、同 時に、所望される美観は、より柔らかい手触り、並びに「指跡がつかないこと」 すなわち「境界線を引けないこと」を含む。典型的には、全てのこれらの繊維の パラメータにおける改良は、同一の繊維中に含むことが困難である繊維の特性を 必要とする。言い換えると、所望される性能を改良することは、所望される美観 を減少するおそれがあり、逆もまた同様である。 織物の性能および美観の特性を変化するための1つの手段は、繊維の寸法を変 化することによる。たとえば、1デニール・パー・フィラメント(denier per fi lament)(dpf、および近似的に1dtexに対応する)の円形ポリエステル フィラメント繊維を用いて自動車用ベロア織物を作成して、非常に柔らかい手触 りを提供することができる。しかし、そのような織物の指跡がつくことに関する 美観および圧縮性能は、容認できないものであった。逆に、5dpf(約5.5 dtex)の円形のポリエステルフィラメントを用いて、非常に良好な圧縮性能 および指跡がつくことに関する美観を有する自動車用ベロアを作成することがで きるが、それは容認できない手触りを有する。結果として、当該産業の標準は、 2.2から3dpf(2.4から3.3dtex)の円形のフィラメントである が、しかしこれらは、適切な織物性能も所望される美観も提供しなかった。8ロ ーブの(octalobal)(米国特許第4,041,689号)、および3角形の(3 ローブの(trilobal)、米国特許第3,698,177号)のような別の一般的な 繊維横断面は、限定された改良を提供したにすぎなかった。 本発明、およびこれ以後記載されおよび例示されるものにより、本発明者は、 ベロア織物の性能特徴(すなわち、減少した圧縮傾向)を改良する合成ポリマー フィラメント、特にポリエステルフィラメントを提供し、同時にそのようなベロ ア織物の美観(すなわち減少した指痕がつくことおよびより柔らかい手触り)も また改良する。 発明の要旨 本発明の1つの態様によれば、約3:1から1.1:1のアスペクト比(A: B)を有する波形状楕円の周囲の横断面を有するフィラメントを提供する。Bは 最大幅であり、およびAは前記波形状楕円の周囲の横断面の長軸に沿って測定さ れ、および前記フィラメントに沿って延びる8個の溝を有し、前記8個の溝の中 の4個は前記長軸のそれぞれの側に配置される。ここで前記8個の溝の中の4個 は前記長軸の両末端の近くに配置され、および本明細書中で外側溝と呼ぶ。ここ で、前記長軸の同じ末端に位置する前記外側溝の1組は、それらの間に前記長軸 の同一の側のローブ(lobe)を規定し、および前記の組の間の最小距離d1によっ て互いに離隔されており、前記ローブにおいて測定される横断面の幅はb1であ る。ここで前記8個の溝の中の外側溝ではない残余の4個は本明細書中では内側 溝と呼ばれ、前記内側溝のそれぞれは前記外側溝の1つと前記最大幅の位置との 間に配置される。ここで前記長軸により互いに離隔される前記内側溝の1組はそ れらの間の最小距離d2で離隔される。ここで、前記波形状楕円の外縁を構成す る横断面の4個の外側胴は、前記外側溝の1つと前記内側溝の1つとの間にある ことにより規定され、そのような外側胴において測定される横断面の幅はb2で ある。ここで、長軸の一方の側の前記内側溝の2つの間にある前記波形状楕円の 周囲の横断面の内側胴は、前記最大幅Bの位置を提供する。およびここで、幅B 、b1およびb2と距離d1およびd2との間の数字上の関係は、以下のようなもの である:d1/b1は約0.5から約1であり;d2/b2は約0.5から約0.9 であり;d2/Bは約0.3から約0.7であり;b1/b2は約0.25から約 0.9であり;およびb2/Bは約0.5から約0.9である。この8個の溝を 有する改良された横断面の形状は、本明細書中で、しばしば「波形状楕円の」お よび8個の溝のついたあるいは「8チャネルの」と呼ばれる。示されるように、 術語「フィラメント」は、本明細書中で包括的に用いられる。その術語は、連続 フィラメントおよび切断繊維の双方を含んで用いられる。以後記載されるように 、本発明の本質は、予期しなかった利点を提供する新規なフィラメントの横断面 にある。 すでに示したように、本発明は、ベロア織物のためのポリエステル繊維を提供 することにおいて遭遇した問題点を解決することを、主として検討する。しかし 、本発明の新規フィラメントの特異な横断面の形状の利点は、たとえば例として ポリアミドまたはポリオレフィンのような別の合成フィラメント、および別の用 途に対しても、同様に適合できるであろう。 本発明の別の態様により、織物および衣類のような下流部門の製品もまた提供 される。 本発明のさらなる態様により、その新規のフィラメントおよび他の製品を準備 するための方法が提供される。 図面の簡単な説明 図1は、本発明のフィラメントの好ましい実施の形熊の拡大(2000倍)さ れた写真であり、それらは切断されて、それらのフィラメントの長さの一部に加 えて、これ以後より詳細にわたり議論するそれらの特異な横断面を示す図である 。 図2は、そのような横断面の概略図であり、寸法の計算を示す図である。 図3は、本発明のフィラメントを紡績するのに用いられる好ましい紡糸口金の 細管オリフィスの概略図である。 発明の詳細な説明 示されるように、本発明の本質は、新規なフィラメント横断面にあり、したが ってこれを主に検討する。 本発明によるポリエステルフィラメントの横断面は、円形ではなく、波形状楕 円であるべきである。すなわち、フィラメントの長さ方向に沿って走る8個の溝 (チャネル)を与えるように、概楕円状の周囲に波形(すなわちくぼみ)を有す る概楕円状の形態である。20年前に、波形状楕円の横断面を有するポリエステ ルフィラメントは、米国特許第3,914,488号においてGorrafaにより開 示された。その開示は、参照により本明細書に明示的に組み込まれるものとし、 連続フィラメント糸およびステープルにおける使用のための同種の波形状楕円の 横断面を有するフィラメントを開示するFranklinの米国特許第4,634,62 5号およびClark等の米国特許第4,707,407号の開示も同様である。同 様に、Anejaは、同時係属中の出願番号第08/662,804号(DP-6400)を1 996年6月12日に、第08/497,495号(DP-6255)を1995年6月 30日に、およびまもなく米国特許第5,591,523号として発行されるも の、および今や許可された第08/642,650号(DP-6365-A)を1996年 5月3日に出願しており、それらの開示もまた、参照により本明細書に組み込ま れる。本発明の8個の溝を付けた波形状楕円の横断面は、Gorrafa、Franklin、C lark等およびAnejaにより開示された4個の溝を付けたおよび6個の溝を付けた 波形状楕円の横断面とは、明らかに異なる。本発明のフィラメントは、異なる波 形状楕円の横断面を有するそれらのフィラメントを越える利点を 提供し、それは驚くべきものである。 本発明の本質は、本発明の新規のフィラメントの横断面の形態すなわち形状で あり、それは、ポリマーの粘度および紡績条件のような他の要因もまたフィラメ ントの形状に影響を与えるとはいえ、当該技術において議論されているように、 適切に形作られたポリマー押出オリフィスの選択に主として起因する。今や、添 付する図面に対する参照と共に、これを議論する。本発明によるフィラメントの 横断面の形状は、実施例において調製された実際のフィラメントの横断面を示す 写真(2000倍)である図1中に見ることができる。 図2は、重要である寸法を議論することの容易さのための典型的な8チャネルの 横断面の概略図である。繊維の横断面の周囲の最大寸法Aは、長軸に沿って延び ることが示される。繊維の横断面の最大幅(B)は、長軸と直角に延びる。Bに 対するAの比率は、アスペクト比(A/B)として呼ばれる。このアスペクト比 は、一般的に最大約3:1および少なくとも1.1:1(約0.35から約0. 9のB/A比率に相当する)でなければならず;好ましいアスペクト比は、約2 :1であることが見いだされている。理解できるように、横断面は、くぼみを付 けられている概楕円状の周縁を有し、およびこの範囲に関しては、Gorrafaおよ び他者により開示された先行の波形状楕円の横断面にいくらか類似している。し かし、Gorrafaの4個の溝の波形状楕円とは異なり、この周縁は、8個のくぼみ (フィラメント長さに沿って延びる8個のチャネル、すなわち溝に相当する)を 有する。4個の溝(くぼみ)は、その横断面のいずれか一方の側、すなわち、そ の長軸のそれぞれの側に配置される。8個の溝のうちの4個は、それらが長軸の 両末端の近くに配置されるので、「外側」溝(くぼみ)として呼ばれる。したが って、これらの外側溝の1組は、それぞれの末端近くに、それぞれの側に1つが 配置され、およびこの組がそれぞれの末端のローブを規定する。このローブは、 一般的に長軸と直角に測定される幅b1のものである。長軸の同一の末端の外側 溝のそのような組は、距離d1により互いに離隔される。溝が対称的に配置され て示されているので、その距離d1は同様に長軸に直角な方向にあるように示さ れる。もしくぼみが互いに相対していないならば、離隔距離d1は長軸と正確に 垂直にはならないことは理解されるだろう。長軸のいずれの側の上の残余の溝は 、 これらの外側溝の間に配置され、およびしたがって「内側」溝(くぼみ)と呼ば れる。(横断面の側部に沿って近接する概楕円の(すなわち概して凸状に湾曲し た)周縁における)溝の間は、本明細書において「胴」として呼ばれるものであ る。これらは、Gorrafaが、その短軸の末端のそれぞれに配置したそのローブと 呼んだものにいくらか類似しているとみなされるが、それはおそらくより正確に はローブよりは胴と呼ばれる。本発明の好ましいフィラメントは8チャネルのフ ィラメントであるので、Gorrafaの4個と対照的に、その横断面は8個の溝を有 し、本発明の横断面は、両方の側の4個の溝と両方の側の3つの胴とを有し;便 宜上、両方の側のこれら3個の胴を、「外側胴」および「内側胴」と呼び、その 後者は両方の側の3つの胴の組の中央にあり、および同じ側の内側溝の両者の間 にある。それに対して、「外側胴」のそれぞれは、1つの外側溝と同じ側にある 最も近い内側溝との間にある。外側胴におけるフィラメント横断面の幅は、(ロ ーブの幅、すなわちb1に対応する)b2として示され、および内側溝の組は、( 外側溝の組の間の距離d1による離隔に対応する)d2により、互いに(長軸を横 切って)離隔されている。理解されるであろうように、胴における最大幅はB( すなわち、フィラメント横断面の最大幅)であり、一般的に内側胴の幅である。 前述のパラメータの数字的な関係は、概して以下のようであるべきである: A/B − 3から1.1 − 好ましくは2; d1/b1 − 0.5から1.0 − 好ましくは0.8; d2/b2 − 0.5から0.9 − 好ましくは0.7; d2/B − 0.3から0.7 − 好ましくは0.5; b1/b2 − 0.25から0.9 − 好ましくは0.5; d2/B − 0.5から0.9 − 好ましくは0.75。 本発明のフィラメントに関して、種々の異なる8チャネルの横断面を予想する ことができる。図2に概略的に示された横断面がおおよそ対称的であり、および これがいくつかの実施の形態において好ましいとしても、それは本質的ではない 。たとえば、くぼみはフィラメントの両方の側に互いに対向して対称的に配置さ れる必要はない。同様に、距離および幅は同一である必要はなく、平均値として こ こで一般的に示される限界内で変化してもよい。 本発明のフィラメントを調製するための好ましい紡糸口金の細管オリフィスは 図3に示され、および本明細書とともにAnejaと本発明者とにより同時に出願さ れた同時係属中の出願番号第08/778,458号(DP-6555)において、およ びこれ以後の実施例において調製のプロセスの別の細部とともに、より詳細に記 載されている。菱形開口部の幅(H)と流動面積(A)とをどのように測定する かの指示に関して、同時係属中の出願番号第08/778,458号(DP-6555) に対する参照をするべきである。その指示は、前記開口部の溝孔内でそれらが出 会うまでその菱形の辺を外挿するものであり、および比率a/Aおよびh/Hに 関しても同様である。しかし、実施例において本明細書中で与えられるように列 に沿って測定される長さは、開口部の間のそれぞれの溝孔の中点に対して測定さ れた。溝孔の長さは、それらが菱形と交差する場所に対して測定された。 ポリマーおよびフィラメント、並びにそれらの調製および加工における変化は 、織物および衣類のような下流製品において所望されるものに、しばしば依存す る。アパレルおよび別の織物用途において、美観に関する配慮が非常に重要であ る。 本発明を、以下の実施例においてさらに例示する。その実施例においては、本 発明のフィラメントの糸から作成されたベロア織物を、別の横断面を有するフィ ラメントの糸から作成された比較に値する織物と比較する。特に言及しない限り 、全ての部およびパーセントは重量による。部分的に延伸された連続フィラメン ト糸(POY)を製造し、そのような糸がベロア織物に対する糸を作成するのに 好ましいので、延伸−型押(draw-textured)する(本発明はそれに限定されず、 および、本発明は、たとえば完全に延伸された糸、およびステープルを作成する ための糸を紡糸することおよび得られるステープルに適用できる)。同様に、標 準の織物形成技術により、織物のサンプルをベロア織物として作成した(しかし ベロア編物もまた、本発明に許容されるであろう)。延伸−型押された糸のデニ ールは同一である(150デニール、167dtexと等価)ので、織物の重量 は同等であった。しかし、個々のデニール・パー・フィラメント(dpf)は異 なっていた。なぜならそれらを調整して、それぞれのフィラメントの横断面に関 して、競争する織物の特性の最適のバランスを得たためである。 その織物は、手触り(柔らかさ)、指跡がつくこと、および圧縮抵抗性につい て、主観的に評価された。手触りに関する評価は、1から5の等級であった。5 は最良であり、および1は最悪であって;参考の構造としては、円形の横断面を 有する1デニール・パー・フィラメント(1.1dtexに対応するdpf)の 繊維で作成された織物は、5と評価され、および5dpf(5.5dtex)円 形繊維で作成された織物は1と評価された。指跡がつくことに関する評価は、1 から5の等級であって、5はほとんどまたは全く指跡がつかないことを有し、3 は許容可能な指跡を有し、および1は激しい指跡を有した。圧縮抵抗性評価は、 Rolling Sphereとして知られている標準の促進された圧縮試験に基づいた。この 試験は、織物を、鉄の玉を用いて反復的に機械的に打つことにさらす。次に、そ の織物は、1から5の等級において評価され、5はほとんどまたは全く圧縮跡を 示さないことを有し、3は許容可能な圧縮の外観を有し、および1は激しい圧縮 跡を示すことを有する。サンプルは、典型的には5人の人間により評価され、評 価は、5つの点数の平均として報告される。 実施例 ポリ(エチレンテレフタレート)のフィラメントを、21の相対粘度(LRV )を有し、および艶消し剤として1.5%含有量の二酸化チタン(TiO2)を 有するポリマーから、295℃において溶融紡糸した。ポリマーは、表1に示す 細管の数および横断面を有する紡糸口金を通して、1時間当たり11.1ポンド (5.0kg)の速度で押出された。 図3は、本発明の8チャネルの波形状楕円のフィラメントを製造するのに用い られる細管オリフィスを示す。図3に示すように、8チャネル繊維のための細管 は、溝孔によって結合される5個の菱形で構成されて、明確に規定されたフィラ メント形態、良好な紡糸性能および繊維のフィブリル化が少ない傾向を与える。 小、中、大の菱形の形態を与えられた開口部の幅は、それぞれ、13.6mil (345μm)、24mil(610μm)、および35.8mil(909μm )である。小、中、および大の菱形の挟角は、それぞれ、60°、40°、およ び26°である。5つの菱形全ては、直線の列に配置された。その列に沿った オリフィスの全長は52.6mil(1336μm)である。(上記のように) 列に沿って測定された長さは、順に、それぞれ、9.1mil(231μm)、 11.2mil(284μm)、12mil(305μm)、11.2mil(2 84μm)、および9.1mil(231μm)であった。菱形の形態を与えられ た開口部の間の4つの溝孔は、それぞれ、長さ3.5mil(89μm)および 幅(h)2.6mil(66μm)のものである。細管は、それぞれ0.11, 0.05,0.08および0.06であるa1/A1、a1/A2、a2/A2、およ びa2/A3の流動面積比をもたらした。h/H1、h/H2およびh/H3の比は 、それぞれ0.19、0.11および0.07であった。本発明の図3における 50個の孔の紡糸口金から製造されるフィラメントは、標準のPOY横流急冷(c ross flow quench)を用いて急冷された後に、1分当たり3131m(mpm) で巻き取られた。巻き上げられた本発明のフィラメントの束は、255デニール (283dtex)であり、および約93gpd(デニール当たりグラム、約8 4g/dtex)の延伸張力を有した。そのフィラメントは、(図1に示すよう な)以下のパラメータを有する8チャネルの横断面を有した: A/B=2 d1/b1=0.9 d2/b2=0.67 d2/B=0.47 b1/b2=0.53 b2/B=0.65。 全ての横断面に関して、巻取り速度(mpm)および延伸張力を表1に与えた 。それぞれの末端は、引き続いて、延伸一仮撚り(draw-false-twist)型押され( 同様に、表1に与えられるdpfに延伸され)、パッケージ染色され、エアジェ ットでからみ合わされ、ベロア織物に織られ、および標準的仕上げ技術によって 仕上げられた。織物サンプルは、(上述のように)手触り、指跡がつくこと、お よび圧縮抵抗性に関して、評価された。評価の結果を、表2に示す。 本発明の8チャネル横断面は、別の横断面に対して、手触り、指跡がつくこと 、および圧縮抵抗性の最も良好な組み合わせを提供し、本発明のフィラメントが 、そのようなベロア織物に所望される特性の優れた組み合わせを提供することを 例示した。その新規の8チャネルの横断面は、たとえば先に参照されたAnejaに よるその出願において開示されたような、梳毛糸および紡毛糸の加工のためのト ウおよびスライバーのような、別の用途においても利点を示すだろうことを信じ る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,LS,M W,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY ,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CN,CU,CZ,EE,GE,GW,HU,ID,I L,IS,JP,KG,KP,KR,KZ,LC,LK ,LR,LT,LV,MD,MG,MK,MN,MX, NO,NZ,PL,RO,RU,SG,SI,SK,S L,TJ,TM,TR,TT,UA,UZ,VN,YU

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.アスペクト比(A:B)が約3:1から1.1:1である波形状楕円の外縁 を構成する横断面を有するフィラメントであって、 Bは最大幅であり、およびAは前記波形状楕円の周囲の横断面の長軸に沿って 測定され、および、前記フィラメントに沿って延びる8個の溝を有し、前記8個 の溝の中の4個は前記長軸のそれぞれの側に配置され、 前記8個の溝の中の4個は前記長軸の末端の近くに配置され、およびここにお いて外側溝と呼び、ここで、前記長軸の同じ末端に配置される前記外側溝の1組 は、それらの間に前記長軸の同一の側のローブ(lobe)を規定し、および前記の組 の間の最小距離d1によって、互いに離隔されており、前記ローブにおいて測定 される横断面の幅はb1であり、 前記8個の溝の中の外側溝ではない残余の4個はここでは内側溝と呼ばれ、前 記内側溝のそれぞれは前記外側溝の1つと前記最大幅の位置との間に配置され、 ここで前記長軸により互いに分離される前記内側溝の1組はそれらの間の最小距 離d2で離隔され、ここで、前記波形状楕円の周囲の横断面の4個の外側胴は、 前記外側溝の1つと前記内側溝の1つとの間にあることにより規定され、そのよ うな外側胴において測定される横断面の幅はb2であり、 長軸の1つの面状の前記内側溝の2つの間の前記波形状楕円の周囲の横断面の 内側胴は、前記最大幅Bの位置を提供し、および 幅B,b1およびb2と距離d1およびd2との間の数字上の関係は、以下のよう なものである:d1/b1は約0.5から約1であり;d2/b2は約0.5から約 0.9であり;d2/Bは約0.3から約0.7であり;b1/b2は約0.25 から約0.9であり;およびb2/Bは約0.5から約0.9であることを特徴 とするフィラメント。
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