JP2007535625A - ポリ(トリメチレンテレフタレート)ヤーンの紡糸 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)溶融ポリ(トリメチレンテレフタレート)を固体フィラメントへと連続紡糸し、
(b)固定フィラメントを第1のゴデットに巻き付け、
(c)固体フィラメントを第2のゴデットに巻き付け、
(d)固体フィラメントを第3のゴデットに巻き付け、
(e)固体フィラメントをワインダのスピンドルに巻き付けてパッケージを形成し、
フィラメントは、第3のゴデットにオーバーフィードされ、第3のゴデットとスピンドルとの間の巻き付け張力は1デニール当たり0.04〜0.12グラムである。好ましくは、フィラメントは、第2のゴデットの速度より0.8〜2.0%オーバーフィードされる。
(a)1グラム当たり0.7デシリットル以上のIVを有するポリ(トリメチレンテレフタレート)を提供する工程と、
(b)約245℃〜約285℃の温度で紡糸口金からポリ(トリメチレンテレフタレート)を押し出す工程と、
(c)ポリ(トリメチレンテレフタレート)を冷却ゾーンにおいて固体状態まで冷却してフィラメントを形成する工程と、
(d)フィラメントを交錯する工程と、
(e)約2600〜約4000m/分の周速で、約85〜約160℃の温度を有する第1のゴデットにフィラメントを巻き付ける工程と、
(f)第1のゴデットより早い周速で、約125〜約195℃まで加熱した第2のゴデットにフィラメントを巻き付けて、延伸比約1.1〜約2.0でフィラメントを第1と第2のゴデットとの間で、延伸する工程と、
(g)第2のゴデットより遅い周速で第3のゴデットにフィラメントを巻き付けて、フィラメントが第2のゴデットより約0.8〜約2.0%オーバーフィードされるようにする工程と、
(h)第3のゴデットより遅い周速で、ワインダのスピンドルにフィラメントを巻き付けて、第3のゴデットの速度がワインダの本来のヤーン速度より1.5〜2.5%オーバーフィードするように、フィラメントがワインダのスピンドルに巻き付けられている工程と
を含み、第3のゴデットとワインダとの間の巻き付け張力が1デニール当たり約0.04〜約0.12グラムの間である。
(a)溶融ポリ(トリメチレンテレフタレート)を固体フィラメントへと連続紡糸し、
(b)固体フィラメントを第1のゴデットに巻き付け、
(c)フィラメントを第2のゴデットに巻き付け、
(d)フィラメントを第3のゴデットに巻き付け、
(e)フィラメントをワインダのスピンドルに巻き付けてパッケージを形成し、
フィラメントは第3のゴデットにオーバーフィードされ、第3のゴデットとスピンドルとの間の巻き付け張力が1デニール当たり0.04〜0.12グラムである。
(a)少なくとも約60℃の収縮開始温度、
(b)1.2%未満の70℃での収縮、
(c)0.2g/d未満のピーク熱張力、および
(d)5.20×10-04[g/(d℃)]より高い110℃熱張力傾斜。
靭性および伸び
以下の実施例で記録したヤーンの物理特性を、インストロンコープ(Instron Corp.)引っ張り試験機、型番1122を用いて測定した。具体的には、破断時伸び(EB)および靭性をASTM D−2256に従って測定した。
ウースターテスター(Uster Tester)3、ゼルウィーガーウースター(ZELLWEGER USTER)製タイプUT3−EC3を用いた。ASTM D−1425に従ってウースター(Uster)を測定した。不均一性、U%、規定値の標準偏差を、ストランド速度=200m/分、試験時間=2.5分で得た。
ボイルオフ収縮(「BOS」)を、ASTM D2259に従って次のようにして求めた。ある長さのヤーンから重量を吊るし、ヤーンの負荷を0.2g/d(0.18dN/tex)とし、長さL1を測定した。ウエイトを外して、ヤーンを沸騰水に30分間浸した。ヤーンを沸騰水から外し、約1分間遠心分離して、約5分間冷やした。冷却したヤーンに前述した通り同じ重量をかけた。ヤーンの新たな長さ、L2、を測定した。パーセント収縮は、次のように計算した。
ドライウォーム収縮(「DWS」)を、ASTM D2259に従ってBOSについて実質的に前述した通りにして求めた。記載した通りにL1を測定した。しかしながら、沸騰類に浸漬する代わりに、ヤーンを約45℃のオーブンに入れた。120分後、ヤーンをオーブンから取り出して、L2を測定する前に約15分間冷やした。パーセント収縮は、上記の式(III)に従って計算した。
Heating_Time≧1.561×1010×e-0.4482[Heating_temperature]
好ましい加熱時間は次の通りである。
Heating_Time≧1.993×1012×e-0.5330[Heating_temperature]
加熱時間は分であり、加熱温度は摂氏度である。例えば、41℃の加熱温度で、試料加熱時間は163分(2.72時間)、好ましくは644分(10.73時間)を超える、またはこれに等しくする。45℃の試料加熱温度の場合には、試料加熱時間は27.2分(0.45時間)、好ましくは76.4分(1.27時間)を超える、またはこれに等しくする。本発明によれば、測定は、ヤーンを41℃に少なくとも24時間曝した後に行って、平衡収縮を求めなければならない。
テンションウエイト=0.1×2×(かせ中のループ)×(ヤーンデニール)。
(1)63.2℃を超える収縮開始温度、
(2)1.2%未満の70℃収縮または1.0%未満のDWS測定、
(3)0.2g/d未満のピーク熱張力、
(4)5.20×10−04[g/(d*℃)]より高い110℃熱張力傾斜。
デュポン(DuPont)製収縮−張力−温度測定装置を用いて30℃/分の加熱速度で測定を実施した。ヤーン試料は、200mmのヤーンから、100mmの長さのループとして作成する。張力−温度測定で適用した予備張力は0.005グラム/デニール、すなわち、予備張力(グラム)=ヤーンデニール×2×0.005(グラム/デニール)である。
熱収縮対温度の測定は、熱張力対温度測定について作成された同じ試料を用いて実施された。試料を張力−温度測定と同じ試料チャンバに入れた。張力−温度および収縮−温度は別個に進めなければならない。張力−温度測定とは異なり、収縮−温度測定中、一定張力、0.018g/dを維持した。収縮−温度測定で測定した変数は、温度に対する収縮である。30℃/分の加熱速度を収縮−温度測定で適用した。
図2に示した凹み形成は、2つのパッケージ端面間のヤーンがこれらの略端面よりも収縮して、パッケージ中間直径が端部直径より小さくなる、パッケージ半径に添った方向におけるパッケージ変形を指す。凹み変形は、次の通り、凹み率として定量的に記載される。
図2に概略を示すバルジは、ヤーンがパッケージの元の端面より上に垂直方向に膨張した、パッケージ長さに沿った方向における変形である。バルジ形成は、以下の式によりバルジ率として定量的に記載される。
実施例1において、I.V.が1.02の1,3GTフレークを、ポリエステル用フレーク乾燥システムで乾燥した。含水量が40ppm以下の乾燥したフレークを、再計量のために押出し機に供給してから、紡糸ブロックに移し、紡糸口金から押し出した。紡糸口金は、それぞれ直径が0.254mmの34個の穴を有していた。紡糸口金から出た溶融ポリマーストリームを、固体フィラメントへの冷却空気により冷却した。まず、長さが70mmの非加熱冷却遅延ゾーン、その後、クロスフロー冷却空気ゾーンに入った。仕上げを行った後、フィラメントは、3つのゴデットの延伸システムに入った。3つのゴデットは全て同じ190mmの直径を有していた。フィラメントを、3334m/分の速度で90℃の温度で第1のゴデットにより加熱した。フィラメントを、第1のゴデット/分離ロールの組み合わせに5回回転させた。第2のゴデットの速度は、紡糸速度と考えられ、4001m/分であった。特に断りのない限り、紡糸速度は、以下の実施例において全てこの値であった。第1と第2のゴデットとの間で1.3の延伸比で延伸した後、フィラメントを155℃の温度の第2のゴデットで熱硬化した。フィラメントを、第2のゴデット/分離ロールの組み合わせに7回回転させた。第3のゴデットオーバーフィードOvFd(G3)=1.3%で、第2と第3のゴデットの間でフィラメントを弛緩させた。第3のゴデットのオーバーフィードは、100%×[SP(G2)−SP(G3)]/SP(G2)と定義され、SP(G2)は第2のゴデット速度であり、SP(G3)は第3のゴデット速度であった。フィラメントを、第3のゴデット/分離ロールの組み合わせに4回回転させた。第3のゴデットは加熱しなかった。巻き付け張力は、巻き上げオーバーフィード2.32%により0.07g/dで制御した。用いた管コアは以下の仕様を有していた。管コア長さ:300mm、巻き付きストローク:257mm、管コア外径:110mm、管壁厚さ:7mm。
実施例2、3、4および5および比較例1、2、3および4を、表1Aに挙げた変更以外は実施例1と同じ条件で行った。
表1Bおよびそれに続く表において、以下の略称が適用される。DWS=ドライウォーム収縮、BOS=ボイルオフ収縮、Den=デニール、Mod=弾性率、Ten=張力、Elo=伸び、%U=ウースター(通常)、T(p)=収縮張力ピーク温度、Tens(p)=収縮ピーク張力、Ton=収縮開始温度。
これらの実施例は、表2Aに挙げた変更以外は、実施例1と同じ条件で実施した。表2Aの紡糸条件に対応するヤーン特性を表2Bに示す。
これらの実施例は、ゴデット−1に回転させた回数の、スレッドライン安定性に対する影響、およびU%で表される最良ヤーン均一性を試験するものである。
これらの実施例の紡糸条件を表5Aに示す。これらの実施例で作成したヤーンの特性は表5Bに示す。これらの各実施例について適切な巻き付け張力を得るために、巻き上げオーバーフィードを調整した。表5Aに示してある。表5Aおよび5Bに示す通り、管破損巻き付けは、これら3つの実施例の中で第3のゴデットが0および0.7%でオーバーフィードされるときに生じる。表5Bに示す通り、第3のゴデットオーバーフィードの増加により、DWSまたは70℃での収縮が減じ、収縮ピーク張力が減じ、収縮開始温度が増加する。
実施例9〜12および比較例16は、第2のゴデット温度の管破損巻き付けに与える影響を示すものである。これらの実施例によれば、大きなサイズのパッケージを紡糸条件で巻き付けると、管破損巻き付けとならないことが示されている。第2のゴデット温度が変化したとき、第3のゴデットオーバーフィードは1.70%に設定した。パッケージ巻き付けの4つの例を表6Aに挙げてある。他の条件は実施例1と同様である。比較として、比較例16の紡糸条件も表6Aに示す。パッケージ巻き付けの実施例のヤーン特性を表6Bに示す。
管破損巻き付けは、他のヤーンの特性を満足していても、高すぎるパッケージング温度の結果生じる。以下の比較例は、第3のゴデット温度の影響を示している。比較例21〜25は、第2のゴデットを飛び越して作成した。比較例21〜26の紡糸条件を表7Aに示す。表7Aに示されていないその他条件は実施例1で適用されたものと同じである。これらの実施例で得られたヤーンの特性を表7Bに示す。実施例11の紡糸条件およびヤーン特性も比較として表7Aおよび7Bに示す。
Claims (45)
- (a)溶融ポリ(トリメチレンテレフタレート)を固体フィラメントへと連続紡糸する工程と、
(b)前記固体フィラメントを第1のゴデットに巻き付ける工程と、
(c)前記フィラメントを第2のゴデットに巻き付ける工程と、
(d)前記フィラメントを第3のゴデットに巻き付ける工程と、
(e)前記フィラメントをワインダのスピンドルに巻き付けてパッケージを形成する工程と
を含み、前記フィラメントが、前記第3のゴデットにオーバーフィードされ、前記第3のゴデットと前記スピンドルとの間の巻き付け張力が1デニール当たり0.04〜0.12グラムである、方法。 - 前記フィラメントが、前記第2のゴデットの速度より0.8〜2.0%オーバーフィードされる請求項1に記載の方法。
- 前記フィラメントが、前記第2のゴデットの速度より1.0〜2.0%オーバーフィードされる請求項2に記載の方法。
- 前記巻き付け張力が1デニール当たり0.05〜0.10グラムである請求項1または2に記載の方法。
- 前記巻き付け張力が1デニール当たり0.06〜0.09グラムである請求項4に記載の方法。
- 前記第1のゴデットの周速が1分当たり少なくとも2600メートルである請求項1または2に記載の方法。
- 前記第1のゴデットの周速が1分当たり少なくとも3000メートルである請求項6に記載の方法。
- 前記第1のゴデットの周速が1分当たり約4000メートルまでである請求項6に記載の方法。
- 前記第1のゴデットの周速が1分当たり約4700メートルまでである請求項6に記載の方法。
- 前記第2のゴデットの周速が前記第1のゴデットより早い請求項1または6に記載の方法。
- 前記第2のゴデットの周速が1分当たり4000メートル以上である請求項10に記載の方法。
- 前記第2のゴデットの周速が1分当たり5200メートル以上である請求項10に記載の方法。
- 前記第1のゴデットと前記第2のゴデットとの間の延伸比が1.2〜2.0である請求項1に記載の方法。
- 前記フィラメントが前記第1のゴデット周囲を4〜6回回転している請求項1に記載の方法。
- 前記第1のゴデットの温度が約85℃〜約160℃である請求項1に記載の方法。
- 前記第2のゴデットの温度が約125℃〜約195℃である請求項1に記載の方法。
- 前記第2のゴデットの温度が約145℃〜約195℃である請求項16に記載の方法。
- 前記第3のゴデットの周速が前記第2のゴデットの前記周速より遅い請求項1または10に記載の方法。
- 前記フィラメントが前記ワインダの前記スピンドルにオーバーフィードされている請求項1に記載の方法。
- 前記第3のゴデット速度が前記ワインダの本来のヤーン速度より1.5〜2.5%オーバーフィードするように、前記フィラメントが前記ワインダの前記スピンドルに巻き付いている請求項1に記載の方法。
- (a)1グラム当たり0.7デシリットル以上のIVを有するポリ(トリメチレンテレフタレート)ポリマーを提供する工程と、
(b)約245℃〜約285℃の温度で紡糸口金から前記ポリ(トリメチレンテレフタレート)ポリマーを押し出す工程と、
(c)前記ポリ(トリメチレンテレフタレート)を冷却ゾーンにおいて固体状態まで冷却してフィラメントを形成する工程と、
(d)約2600〜約4000m/分の周速で、約85〜約160℃の温度を有する第1のゴデットに前記フィラメントを巻き付ける工程と、
(e)前記第1のゴデットより早い周速で、約125〜約195℃まで加熱した第2のゴデットに前記フィラメントを巻き付けて、延伸比約1.1〜約2.0で前記フィラメントを前記第1と第2のゴデットとの間で、延伸する工程と、
(f)前記フィラメントを交錯する工程と、
(g)前記第2のゴデットより遅い周速で第3のゴデットに前記フィラメントを巻き付けて、前記フィラメントが前記第2のゴデットの速度より約0.8〜約2.0%オーバーフィードされるようにする工程と、
(h)前記第3のゴデットより遅い周速で、ワインダのスピンドルに前記フィラメントを巻き付けて、前記第3のゴデットの速度が前記ワインダの本来のヤーン速度より1.5〜2.5%オーバーフィードするように、前記フィラメントが前記ワインダの前記スピンドルに巻き付いている工程と
を含み、前記第3のゴデットと前記ワインダとの間の巻き付け張力が1デニール当たり約0.04〜約0.12グラムの間である、ポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーンを製造する、方法。 - 前記第3のゴデットが加熱されていない請求項1または21に記載の方法。
- (a)60℃より高い収縮開始温度、
(b)1.2%より少ない70℃収縮、
(c)0.2g/dより低いピーク熱張力、
(d)5.20×10-04[g/(d℃)]より高い110℃熱張力傾斜という特性を有するポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーン。 - 伸びが約30〜約60%である請求項23に記載のポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーン。
- 靭性が少なくとも約3.0g/dである請求項23に記載のポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーン。
- BOSが6〜14%の請求項23、24または25に記載のヤーン。
- ウースターが1.5%以下の請求項23、24または25に記載のヤーン。
- 請求項23に記載のヤーンを含む布帛。
- 請求項23に記載のヤーンを含むカーペット。
- 請求項23に記載のヤーンを含む室内装飾材料。
- 熱張力ピーク温度(Tp)が約140〜約200℃である請求項23に記載のヤーン。
- フィラメントのIVが約0.7〜約1.1である請求項23に記載のポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーン。
- 請求項23に記載のマルチフィラメントヤーンを含有するパッケージ。
- チーズ形であり、ヤーンをパッケージに巻き付けた後96x時間にわたって自立させた際潰れない請求項37に記載のパッケージ。
- 少なくとも6kgのポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーンを含有し、約10%未満のバルジ率を有するチーズ形パッケージ。
- 少なくとも7kgのポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーンを含有し、ヤーン層の厚さが49ミリメートル超〜約107ミリメートルであるときのバルジ率が10%未満の請求項37、38または39に記載のパッケージ。
- パッケージの凹み率が2%未満の請求項37に記載のパッケージ。
- 少なくとも7kgのポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーンを含有し、ヤーン層の厚さが約25ミリメートル〜約49ミリメートルであるときのバルジ率が6%未満の請求項37に記載のパッケージ。
- 7〜約25kgのポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーンを含有する請求項37に記載のパッケージ。
- 7〜約20kgのポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーンを含有する請求項37に記載のパッケージ。
- バルジ率が約10%未満の請求項37に記載のパッケージ。
- 請求項1の方法に従って製造した、管破損巻き付けを示さないフィラメントのチーズ形パッケージ。
- 請求項1の方法により製造した請求項27に記載のポリ(トリメチレンテレフタレート)マルチフィラメントヤーン。
- BOSが6〜14%の請求項47に記載のヤーンであって、
(a)伸びが30〜60%の請求項47に記載のヤーン、
(b)靭性が少なくとも3.0g/dの請求項47に記載のヤーン、
(c)ウースターが1.5%以下である請求項47に記載のヤーン、
(d)請求項47に記載のヤーンを含む布帛、
(e)請求項47に記載のヤーンを含むカーペット、
(f)請求項47に記載のヤーンを含む室内装飾材料。 - 約40〜約300デニールの請求項23または47に記載のヤーン。
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