JP2015510051A - Ｕｈｍｗｐｅ物品の着色を増強するプロセス、その着色された物品、及びその物品を含む製品 - Google Patents

Abstract

ａ）ＵＨＭＷＰＥ、着色剤、及び色増強剤を供給する工程と、ｂ）ＵＨＭＷＰＥを成形して成形品にする工程と、ｃ）成形工程の前又は間に、色増強剤をＵＨＭＷＰＥに加える工程と、ｄ）成形工程の前、間、又は後に、着色剤をＵＨＭＷＰＥに加える工程と、を含み、色増強剤は、色増強剤の不在下にて測定される成形品の硬度より高い硬度を有する材料である、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品の色強度を増強する方法。

Description

発明の詳細な説明

本発明は、着色され成形された超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）物品の色強度を増強するプロセスに関する。

着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品の色強度を増強するプロセスは、欧州特許出願公開第０８７３４４５号明細書より知られている。欧州特許出願公開第０８７３４４５号明細書では、少なくとも４００ｋｇ／モルの重量平均分子量を有するポリエチレンから実質的になる高配向した繊維を含む、着色されたＵＨＭＷＰＥ糸について記載している。欧州特許出願公開第０８７３４４５号明細書の繊維は、超臨界二酸化炭素にて溶解される分散染料によって、超臨界溶媒条件下で繊維を処理することによって調製される。超臨界条件下での前述の処理は、ヘプタンなどの非超臨界溶媒にて溶解される染料での処理と比較して、より高い色強度及び一層の均一性を有する繊維をもたらした。

しかしながら、欧州特許出願公開第０８７３４４５号明細書に記載のプロセスによって得られる糸の色強度は、更に最適化可能である。

本発明の目的は、最適化された色を有する着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品を製造するプロセスを提供することである。特に、本発明の目的は、色強度が向上した着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品を提供することである。本発明の別の目的は、洗浄の際、良好な耐変色性を有する着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品を提供することである。

この目的は、プロセスが、
ａ）ＵＨＭＷＰＥ、着色剤、及び色増強剤を供給する工程と、
ｂ）ＵＨＭＷＰＥを成形して成形品にする工程と、
ｃ）成形工程の前又は間に、色増強剤をＵＨＭＷＰＥに加える工程と、
ｄ）成形工程の前、間、又は後に、着色剤をＵＨＭＷＰＥに加える工程と、を含み、
色増強剤は、色増強剤の不在下にて測定される成形品の硬度より高い硬度を有する材料を含む、という点において本発明によって達成される。

驚くべきことに、本発明のプロセスは、色強度が増強した着色された成形品をもたらすことが認められた。更に、着色された成形品は、洗浄の際、最適化された耐変色性を有し得ることが認められた。

本発明の重要な点は、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品の色強度は、ＵＨＭＷＰＥ物品が本発明による色増強剤を更に含む場合、増加することができるという発見である。本発明との関連において、色増強剤とは、良好な耐変色性を好ましくは付与する一方、着色された物品の色強度を増強する添加剤であると理解されたい。前述の添加剤は、色増強剤の不在下にて測定される成形品の硬度より高い硬度を有する材料からなる粒子を含む。色強度を与える材料は、有機系又は無機系であることができる。好ましくは、材料は無機材料である。本発明との関連において、無機材料とは、実質的に共有結合炭素原子を有さない材料であると理解されたく、従って、炭化水素、及び特にポリマー材料などのいかなる有機材料をも除外する。特に、無機材料は、金属、金属酸化物、粘土、シリカ、ケイ酸塩、又はこれらの混合物を含む化合物を意味し、更に、カーバイド、炭酸塩、シアン化物、並びに、ダイヤモンド、黒鉛、グラフェン（ｇｒａｐｈｅｍｅ）、フラーレン、及びカーボンナノチューブなどの炭素の同素体を含む。無機系色増強剤を使用することで、成形品の機械的特性は悪影響を受けることなく、最適化された色強度を有する物品が得られる。好ましくは、無機材料は、ガラス、鉱物、若しくは金属であり、又は炭素繊維である。

好ましくは、色増強剤を生成するために用いられる材料は、少なくとも２．５、より好ましくは少なくとも４、最も好ましくは少なくとも６のモース硬度を有する。有用な材料としては、金属、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、炭化タングステンなどの金属炭化物、金属窒化物、金属硫化物、金属ケイ酸塩、金属ケイ化物、金属硫酸塩、金属リン酸塩、及び金属ホウ化物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。その他の例としては、二酸化ケイ素及び炭化ケイ素が挙げられる。その他のセラミック材料及び前述の材料の組み合せも、用いられ得る。

成形品の機械的特性を維持するとともに、色増強剤の粒径、粒径分布、粒子直径、及び粒子の量は、色強度を最適化する際のすべての重要なパラメーターである。粉末形態が一般的に適切であるが、色増強剤の微粒子形態を用いることができる。実質的に球面形状の粒子の場合、平均粒径は、実質的に平均粒子直径に等しい。針又は繊維などの、実質的に長楕円形の形状の粒子の場合、粒径は、粒子の長軸に沿った、全長の寸法を意味する場合があり、一方、平均粒子直径、即ち簡単に言えば、直径は、前述の長楕円形の形状の長さ方向に対して垂直である横断面の平均直径を意味する。

適正な粒径及び直径の選択は、加工及び成形品の寸法に依存する。紡糸プロセスによって生成される成形品の場合、粒子は、紡糸口金開口部を通して容易に通過するのに十分に小さくなくてはならない。粒径及び直径は、繊維の引張り特性の著しい低下を回避するのに十分に少さく選択される場合がある。粒径及び直径は、対数正規分布を有する場合がある。

好ましい実施形態においては、色増強剤の直径は、多くとも２５ミクロン、好ましくは多くとも２０ミクロン、更により好ましくは多くとも１５ミクロンである。特に押し出し成形によって調製される場合、より小さい直径を有する色増強剤は、より均一な成形品をもたらすことができ、且つ、成形品における表面の欠陥をより少なくすることができる。

別の好ましい実施形態においては、色増強剤の直径は、少なくとも０．０１ミクロン、好ましくは少なくとも０．１ミクロン、更により好ましくは１ミクロンである。より大きい直径を有する色増強剤は、本発明のプロセスにおいて最適化された成形工程をもたらすことができる。

本発明による適切な成形品は、０．１〜２０体積％、好ましくは１〜１０体積％、更により好ましくは２〜７体積％の色増強剤を含むことができる。

本発明の好ましい実施形態においては、色増強剤の少なくとも一部は、少なくとも３のアスペクト比を有する硬質繊維であり、より好ましくは、色増強剤は、少なくとも３のアスペクト比を有する硬質繊維から実質的になる。本明細書において、硬質繊維（ｆｉｎｅｒ）とは、硬質繊維の不在下にて測定される成形品の硬度より高い硬度を有する繊維であることを理解されたい。

更なる好ましい実施形態においては、硬質繊維のアスペクト比は、少なくとも６、より好ましくは少なくとも１０である。これは、このような成形品を含む製品が、良好な色強度を示すだけでなく、増加した切断抵抗も付与することができるからである。

硬質繊維のアスペクト比は、硬質繊維の長さと直径との間の比である。硬質繊維の直径及びアスペクト比は、ＳＥＭ画像を用いて容易に求めることができる。直径の場合、そのまま硬質繊維のＳＥＭ画像を作成することが可能であり、表面に渡って広がり、無作為に選択される１００箇所の位置で直径を測定し、こうして得られた１００の値の相加平均を計算する。アスペクト比の場合、本発明による成形品において、硬質繊維のＳＥＭ画像を作成すること、及び、成形品の表面において、又は、その直ぐ下において表れる硬質繊維の長さを測定することは可能である。好ましくは、ＳＥＭ画像は反射電子によって作成され、硬質繊維と成形品の表面との間により良好なコントラストを与える。

適切な硬質繊維のよい例は、ガラス、鉱物、若しくは金属から生成されるか、又は、炭素繊維である。

好ましくは、硬質繊維は、紡糸繊維である。このような繊維の利点は、繊維の直径が、ある程度一定の値を有するか、又は少なくとも特定の範囲内にあるかである。このため、例えば、本発明による成形品の機械的特性などの、特性における広がりは存在しない、又は、非常に限られた広がりのみが存在する。比較的高い量の色増強剤が、本発明による成形品に使用される場合、これは更に当てはまる。

このような紡糸された硬質繊維のよい例は、当業者に周知である回転技術によって紡糸される薄板ガラス又は鉱物繊維である。

続いて、粉砕されて非常により短い長さの硬質繊維になる連続フィラメントとして、硬質繊維を生成することが可能である。前述の粉砕プロセスは、硬質繊維の少なくとも一部のアスペクト比を低下させる場合がある。別の方法として、不連続なフィラメントは、例えば、ジェット紡糸によって生成されることができ、任意選択で、その後、粉砕されて本発明のプロセスに使用され得る。硬質繊維は、成形品の生成プロセスの際、アスペクト比を減少させる場合がある。

一実施形態においては、炭素繊維は、硬質繊維として使用される。最も好ましくは、炭素繊維は、３〜１０ミクロン、より好ましくは４〜６ミクロンの直径を有して使用される。炭素繊維を含む成形品は、改善された電気伝導性を示し、静電気の放出を可能にする。

好ましくは、本発明による成形品における硬質繊維は、多くとも２０ミクロン、より好ましくは多くとも１５ミクロン、最も好ましくは多くとも１０ミクロンの平均直径を有する。又、成形品の寸法がより小さい場合、より小さい直径の硬質繊維が好ましいであろう。

成形品としては、特に繊維、モノフィラメント、マルチフィラメント糸、短繊維糸、テープ、細長片、及びフィルムが挙げられる。成形品は、好ましくは繊維である。

好ましい実施形態においては、成形品は、多くとも１５ｄｔｅｘ、好ましくは多くとも１２ｄｔｅｘ、最も好ましくは多くとも１０ｄｔｅｘの線密度を有する繊維である。これは、このような繊維から生成される物品が、良好な色強度を示すだけでなく、非常に可撓性でもあり、物品を着用する人に非常に高いレベルの快適さを提供するからである。力価とも呼ばれる線密度は、１０メートルの材料のｍｇでの重量を求めることによって測定され、ｄｔｅｘ（ｇ／１０ｋｍ）又はデニール（ｄｅｎ、ｇ／９ｋｍ）にて適宜表される。

超高分子量ポリエチレンは直鎖型又は分岐型であることができるが、好ましくは、直鎖型ポリエチレンが使用される。本明細書において直鎖型ポリエチレンは、１００個の炭素原子当たり１つ未満の側鎖、好ましくは３００個の炭素原子当たり１つ未満の側鎖を有するポリエチレンを意味すると理解され、側鎖、即ち、分岐は、一般的に少なくとも１０個の炭素原子を含む。ポリエチレン又はＵＨＭＷＰＥ試料における側鎖は、ＮＭＲ測定に基づく校正曲線を用いて、１３７５ｃｍ^−１での吸収を定量することによって、２ｍｍ厚の圧縮成形されたフィルムに対してＦＴＩＲにより求める（例えば欧州特許出願公開第０２６９１５１号明細書におけるように）。直鎖型ポリエチレンは、プロペン、ブテン、ペンテン、４−メチルペンテン、オクテンなどの、自身と共重合可能な１つ以上のその他のアルケンを５モル％まで更に含むことができる。直鎖型ポリエチレンは、少なくとも４ｄｌ／ｇ、より好ましくは少なくとも８ｄｌ／ｇ、最も好ましくは少なくとも１０ｄｌ／ｇの固有粘度（１３５℃でデカリン溶液において求められるＩＶ）を備え高いモル質量を有する。固有粘度は、Ｍｎ及びＭｗのような実際のモル質量パラメーターに比べて、より容易に求めることができる分子量を得るための手段である。高分子量は、少なくとも４００，０００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を意味する。

本発明の好ましい実施形態においては、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品は、ＵＨＭＷＰＥ、色増強剤、及び着色剤から基本的になる。

本発明の更なる好ましい実施形態においては、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品は、高配向したＵＨＭＷＰＥを含む。本発明との関連において、高配向したとは、成形品が延伸され、その結果、ＵＨＭＷＰＥポリマー鎖が延伸の方向と実質的に平行に走ることを意味する。配向度Ｆは、少なくとも０．９０、より好ましくは少なくとも０．９５であることが好ましい。配向度は、式Ｆ＝（９０°−Ｈ°／２）９０°によって定義され、式中、Ｈ°は、赤道における最も強い反射のデバイ環に沿う散乱強度の高さの半分の幅である。高配向したＵＨＭＷＰＥを含む成形品は、配向方向において、少なくとも１．２ＧＰａの引張り強度及び少なくとも４０ＧＰａの引張り弾性率を有することができる。好ましくは、着色された成形品は、色増強剤を含む高配向したＵＨＭＷＰＥ繊維である。色増強剤を含む高配向したＵＨＭＷＰＥ繊維は、少なくとも１．２ＧＰａの引張り強度及び少なくとも４０ＧＰａの引張り弾性率を有することができる。

好ましくは、本発明のプロセスの成形工程ｂ）は、例えば、欧州特許出願公開第０２０５９６０Ａ号明細書、欧州特許出願公開第０２１３２０８Ａ１号明細書、米国特許第４４１３１１０号明細書、英国特許出願公開第２０４２４１４Ａ号明細書、欧州特許第０２００５４７Ｂ１号明細書、欧州特許第０４７２１１４Ｂ１号明細書、国際公開第０１／７３１７３Ａ１号パンフレット、及びＡｄｖａｎｃｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｅｄ．Ｔ．Ｎａｋａｊｉｍａ，Ｗｏｏｄｈｅａｄ Ｐｕｂｌ．Ｌｔｄ（１９９４），ＩＳＢＮ １−８５５−７３１８２−７、並びに、これらで引用された参考文献に記載されるようなゲル紡糸プロセスである。ゲル紡糸とは、紡糸溶媒における超高分子量ポリエチレンの溶液から少なくとも１つのフィラメントを紡糸する工程と、得られたフィラメントを冷却してゲルフィラメントを形成する工程と、ゲルフィラメントから紡糸溶媒を少なくとも部分的に除去する工程と、紡糸溶媒を除去する前、間、又は後に、少なくとも１つの延伸工程においてフィラメントを延伸する工程と、を少なくとも含むことを理解されたい。

本発明に用いる適切な着色剤は、染料又は顔料であることができるが、最良の結果は染料で得られた。染料は、従来のイオン性染料、即ち、反応性染料とも称される酸性又は塩基性染料、及び分散染料であることができる。酸性染料は、１つ以上の、例えば−ＳＯ_３Ｈなどの酸性基、又は、例えば−ＳＯ_３Ｎａなどのこれらの塩を含む。酸性染料の通常の構造様式は、モノアゾ及びアントラキノン染料である。塩基性染料は、例えば−Ｎ（ＣＨ_３）_２などの塩基性基、又は例えば−ＮＨ（ＣＨ_３）_２Ｃｌなどのこれらの塩を含む。

好ましくは、本発明において使用される着色剤は、分散染料である。分散染料は、好ましくは非イオン性であり、且つ、水に不溶解であることができる。分散染料は、溶媒において容易に溶解又は分散され、染色槽を得ることができる。このような染料は、例えば、欧州特許出願公開第０７３２４３９号明細書に更に記載されている。

本発明に適切なイオン性染料及び分散染料の更なる例は、参照により本明細書に包含される、米国繊維化学染色協会（ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｓ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒｉｓｔｓ）の出版物である、Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｃｈｅｍｉｓｔ ａｎｄ Ｃｏｌｏｒｉｓｔ，２４（７），１９９２における「Ｄｙｅｓ ａｎｄ Ｐｉｇｍｅｎｔｓ ｂｙ Ｃｏｌｏｒ Ｉｎｄｅｘ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｎａｍｅｓ」にて列挙される。

好ましくは、本発明において使用される着色剤は、多くとも２０００ｇ／モルの分子量を有する。一方、より高い分子量では、通常の溶媒における分散性は、特に水において、悪化する場合がある。一方、着色剤に対する成形品の親和性は、より低い場合がある。２００ｇ／モル未満の分子量を有する着色剤は、成形品によって容易に吸収されるが、比較的容易に成形品から取り除かれることもできる。この課題は、例えば、このような着色剤を成形品に化学的に固定することによって、解決可能である。このような固定補助は、当業者に周知である。好ましくは、本発明のプロセスに使用される着色剤の分子量は、少なくとも２００ｇ／モルである。

特に本発明によるプロセスに使用される好ましい着色剤は、アゾ染料、キノフタロン染料、及びアントラキノン染料である。

本発明のプロセスは、
ａ）ＵＨＭＷＰＥ、着色剤、及び色増強剤を供給する工程と、
ｂ）ＵＨＭＷＰＥを成形して成形品にする工程と、
ｃ）成形工程の前又は間に、色増強剤をＵＨＭＷＰＥに加える工程と、
ｄ）成形工程の前、間、又は後に、着色剤をＵＨＭＷＰＥに加える工程と、を含む。

工程ｄ）によれば、着色剤は、本発明のプロセスにおいて様々な段階で導入され得る。

成形工程の前又は間に着色剤をＵＨＭＷＰＥに加えることは、プロセスの成形工程の間、着色剤は存在することと理解されたい。成形工程の前又は間に着色剤を加えることは、着色剤が、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品の全体に渡って、均一に分布され得るという利点を有することができる。

好ましい実施形態においては、着色剤は、ＵＨＭＷＰＥに、又はＵＨＭＷＰＥの前に色増強剤に、又はプロセスに供給されている色増強剤に加えられる。このようなプロセスは、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品に着色剤を加える更なる取扱い工程を回避することによって、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品の全体として簡素化された生成プロセスの利点を有することができる。

別の好ましい実施形態においては、着色剤は、成形工程後、ＵＨＭＷＰＥに加えられる、即ち、ＵＨＭＷＰＥ及び色増強剤を含む成形品が着色剤に接触する。成形品を着色剤に接触させることは、プロセスの成形及び着色工程を分離させ、本発明のプロセスの柔軟性を増加させるという利点を有することができる。これは、本発明のプロセスに従って作成された様々な着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品は、前述のプロセスの障害をより受けることなく作成され得るという利点をもたらし得る。例えば、成形工程は連続プロセス工程で実施され得る一方、着色工程はバッチで実施され得る。

本発明による成形されたＵＨＭＷＰＥ物品の着色プロセスは、例えば、繊維を含む布地を染色することなどの、前述の成形品を含む製品の染色プロセスも含む。

好ましい実施形態においては、着色剤は、溶液又は分散液を含む着色剤、より好ましくは溶液を含む着色剤によって、成形工程の後に、プロセスに加えられる。このような場合、着色剤は、染色槽とも称される前述の溶液又は分散液を伴う容器の中に、物品を浸漬させることによって、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品に容易に加えることができる。或いは、限定するものではないが、着色剤の溶液又は分散液は、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品に対して噴霧され得る、又は、カスケードロール技術を用いてＵＨＭＷＰＥ物品に加えられ得る。成形されたＵＨＭＷＰＥ物品は、１つ以上の着色剤及び／又は着色技術によって、複数回、着色され得る。

成形されたＵＨＭＷＰＥ物品を着色剤に接触させる前に、成形品は洗浄され得る。成形品を洗浄することで、物品の表面から不純物を除去することができ、この結果、着色プロセスに用いる成形品を調製することができる。成形品の洗浄は、１つ以上の洗剤又はその他の添加剤を任意選択で含む、例えば水などの熱い又は冷たい適切な溶媒で実施され得る。洗浄プロセスは、１つ以上の洗浄工程を含むことができ、且つ、好ましくは、例えば水などの適切な溶媒を用いて１つ以上のすすぎ工程により終了される。

任意選択で、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品は、着色剤と接触する前に、乾燥され得る。

本発明の好ましい実施態様においては、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品は、着色剤を含む水性の染色槽に成形品を浸漬させることによって、着色剤と接触する。水性の染色槽は、約２〜１１の範囲のｐＨ値を有することができ、これより、酸性染料用の槽のｐＨは、約２．５〜６．５であることができ、塩基性染料用の槽のｐＨは、約８．５〜１０．５であることができ、且つ、分散染料用の槽のｐＨは、４．５〜６．５であることができる。ｐＨは、当技術分野にて一般に周知である有機又は無機の酸及び塩基、並びに緩衝液系などの、様々な化合物を使用して調整され得る。染色槽における着色剤の分散を支援するように、通常は非イオン性界面活性剤である界面活性剤を使用することができる。染色槽は、着色プロセスを最適化するために攪拌され得る。

任意選択で、染色槽は、その他の物質を更に含み、これらの物質としては、例えばＵｎｉｖａｄｉｎｅ ＰＢなどの染料助剤、紫外線安定剤、架橋剤、少なくとも１つの更なる着色剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

染色槽は、室温で必要な成分を水に連続して加えることによって調製され得る。好ましくは、ｐＨは、染料が染色槽に加えられる前に、適切な酸又は塩基を用いて調整される。使用前に、染色槽は加熱され得る。

好ましくは、染色槽における着色プロセスは、３０から１３０℃の温度で実施される。３０℃未満では、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品への着色剤の移動が、非常に遅くなる場合がある。１３０℃超では、過剰な収縮及び強度の損失が、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品において生じる。もしそうでなければ、成形品の強度の損失が生じる場合があることから、着色される成形品は、着色プロセスの間、引っ張られていることが好ましい。

色強度ができるだけ高いように、染色槽における着色時間は選択される。一般的に、３０分の着色時間以降に、特に６０分以降に、色強度の更なる大幅な向上は得られることはない。

任意選択で、本発明のプロセスは、着色された成形品の洗浄を更に含む。着色された成形品を洗浄することによって、物品の表面から不純物及び過剰な染料を除去することができる。着色された成形品の洗浄は、１つ以上の洗剤又はその他の添加剤を任意選択で含む、例えば水などの熱い又は冷たい適切な溶媒で実施され得る。洗浄は、２つ以上の工程を含むことができ、且つ、好ましくは、例えば水などの適切な溶媒を用いて１つ以上のすすぎ工程により終了される。

標準的な装置を使用して、前述のプロセスの工程を１つ以上実施することができる。好ましくは、２軸押し出し成形機を使用して、成形工程ｂ）の一部を少なくとも実施する。２軸押し出し成形機を使用することで、安定な成形プロセス、並びに、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品におけるＵＨＭＷＰＥ、色増強剤、及び、成形プロセスの前に加えられる場合、着色剤の、均一な組成物の利点を提供することができる。

任意選択で、着色の前に機械的操作を受ける場合、成形されたＵＨＭＷＰＥ物品、好ましくは、繊維はより高い色強度を得る。特に、機械的操作は、分力が繊維の方向に垂直に繊維に作用するような方式で、繊維を曲げ荷重に供することを意味する。本発明のプロセスの更に良好な実施形態においては、そのため、成形品は、染色される前に曲げ荷重に供される。ほぼ例外なく、曲げ荷重は、例えば、タスラニゼーション（ｔａｓｌａｎｉｚａｔｉｏｎ）、圧着、撚り、二重張り、織り、編み、又は編組などによって、成形品の加工においても生じることから、成形品が物品に組み込まれた後に、成形品が着色される場合、前述の利点も得られる。

本発明は、本発明のプロセスによって得られる色強度が増強した着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品に更に関する。

本発明は又、本発明による着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品を含む製品に関し、好ましくは、本発明は、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品を含む布地に関する。

本発明の成形品を含む製品は、釣り糸及び魚網、接地網、貨物ネット及びカーテン、凧線、デンタルフロス、テニスラケットストリング、キャンバス、テントキャンバス、不織布、帯ひも、圧力容器、ホース、へそ状のケーブル、電気的光ファイバ、及び信号ケーブル、自動車器材、建築構造材料、切り傷及び刺し傷耐性並びに切開耐性物品、保護手袋、複合材スポーツ用品、スキー、ヘルメット、カヤック、カヌー、自転車、並びにボート船体及びスパー、スピーカーコーン、高性能絶縁物、レードーム、帆、及びジオテキスタイルからなる群から選択される製品であることができるが、これらに限定されるものではない。

本発明による成形品を含む布地又は製品は、本発明による着色された成形品を加工することによって得られる。或いは、成形品を含む布地又は製品は、成形品を含む布地又は物品を染色することによって得られる。

成形されたＵＨＭＷＰＥ物品に存在する着色剤の量は、一般的に成形品の重量に対して、０．０１〜５重量％、好ましくは０．１〜３重量％、更により好ましくは０．２〜２重量％の量である。プロセスの間、好ましくは、最終品において目標とされる量より幾分多くの量の着色剤が加えられる。このようなより多くの量を使用して、ＵＨＭｗＰＥ加工の間、染料の損失、又は、染色プロセスの間、定量的ではない染料ピックアップを補償する。

本発明は、次において更に、以下の実施例及び比較実験によって説明されるが、これらに限定されるものではない。

［試験手順］
固有粘度（ＩＶ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ１６０１／２００４に従い、デカリン中１３５℃にて、溶解時間は１６時間で、２ｇ／ｌの量の溶液における抗酸化剤であるＤＢＰＣを用いて、濃度がゼロまでの異なる濃度において測定される粘度を推定することによって、求められる。ＩＶとＭｗとの間には、いくつかの経験的関係が存在するが、このような関係は、モル質量分布に大きく依存する。式Ｍ_ｗ＝５．３７×１０^４［ＩＶ］^１．３７（欧州特許出願公開第０５０４９５４Ａ１号明細書を参照されたい）に基づき、４．５ｄｌ／ｇのＩＶは、約４２２ｋｇ／モルのＭ_ｗに等しくなるであろう。

色強度測定は、データ分光光度計を用いて実施し、布地の反射（Ｒ）を求め、且つ、反射率測定を用いてＫ／Ｓ係数として表される編地の染料濃度を評価した。様々な使用した染料に対して、測定は、特定の波長（５９０ｎｍにおけるＢｌｕｅ Ｃｉｂａｃｅｔ ＥＬ−Ｂ、６１０ｎｍにおけるＴｕｒｑｕｏｉｓｅ Ｃｉｂａｃｅｔ Ｇ、５９０ｎｍにおけるＢｌａｃｋ Ｃｉｂａｃｅｔ ＥＬ−ＦＧＬ）にて実行された。反射読取（Ｒ）は、クベルカムンク式Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒ）^２／２Ｒの変形型に代入され、Ｋ／Ｓ値として表される（Ｅ．Ｒ．Ｔｒｏｔｍａｎ，「Ｄｙｉｎｇ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｆｉｂｅｒｓ」ｐ６４３，４^ｔｈＥｄｉｔｉｏｎ，１９７０，Ｃｈａｒｌｅｓ Ｇｒｉｆｆｉｎ＆Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．，Ｌｏｎｄｏｎ，Ｅｎｇｌａｎｄ）。

耐変色性測定は、標準であるＥＮ ＩＳＯ １０５−Ｃ１０、ＥＮ ＩＳＯ １０５−Ｘ１２、及びＥＮ ＩＳＯ １０５−Ｘ０５に従って、染色した布地に対して実施した。

［比較実験Ａ、Ｂ、及びＣ］
Ｄｙｎｅｅｍａ（登録商標）４４０−ＳＫ６５を、平編みの１３ゲージのＳｈｉｍａ Ｓｅｉｋｉ編機にて、単一のジャージ構造において平方メートル当たり２６０グラムの面密度を有する布地に編んだ。引き続き、布地を、２０分間、７０℃で、１ｇ／ｌのＩｎｖａｄｉｎｅ ＤＡ（Ｈｕｎｔｓｍａｎ）及び１ｇ／ｌの炭酸ナトリウムで洗浄し、その後、７０℃で熱水にて、１５℃で冷水にて洗い流した。次いで、洗浄し洗い流した布地に対して、Ｂｌｕｅ Ｃｉｂａｃｅｔ ＥＬ−Ｂ（布地Ａ）、Ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ Ｃｉｂａｃｅｔ Ｇ（布地Ｂ）、及びＢｌａｃｋ Ｃｉｂａｃｅｔ ＥＬ−ＦＧＬ（布地Ｃ）をそれぞれ用いて、着色プロセスを実施した。２５℃で染料助剤Ｕｎｉｖａｄｉｎｅ ＰＢを水に加えることによって、染色槽を調製した。ｐＨを、酢酸を用いて５．５に設定した。５分後、それぞれの染料を溶液に加えた。乾燥した布地に基づいてそれぞれ２重量％である助剤及び染料の量。洗い流した布地を染色槽に浸漬させ（１００ｇの布地に対して約１リットル）、染色槽の温度を１１０℃の温度に上昇させ、６０分間、一定温度に維持した。液体を排水する前に、染色槽を６０℃に冷却する。引き続き、染色した布地を、熱水（７０℃）及び冷水（１５℃）で洗い流した。こうして得られた布地を、環境条件にて、２４時間、風乾した。

表１に表されるように、得られたＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）４４０−ＳＫ６５の着色された布地を、色強度を求めるために評価した。

［比較実験Ｄ］
欧州特許第０８７３４４５Ｂ１号明細書に記載の超臨界二酸化炭素下での乾燥プロセスを、布地に対して実施した違い以外は、比較実験Ａを繰り返した。ここで、オートクレーブに置く前に、洗浄し洗い流した布地を、２４時間、風乾した。オートクレーブに、乾燥布地に基づいて２重量％のＢｌｕｅ Ｃｉｂａｃｅｔ ＥＬ−Ｂを投入し、二酸化炭素にて置換洗浄し、２℃／分の速度で１２０℃に加熱した。操作温度に達した後、撹拌し操作温度を維持しながら、二酸化炭素を用いてオートクレーブを２５ＭＰａまで加圧した。圧力及び温度を、６０分の乾燥時間の間、維持した。乾燥時間の後、分当たり１ＭＰａの速度で、圧力を解放しながら、オートクレーブを室温に冷却した。引き続き、染色した布地を、熱水（７０℃）及び冷水（１５℃）にて洗い流し、室温で２４時間、風乾した。得られたＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）４４０−ＳＫ６５の着色された布地を、表１に表される色強度を求めるために評価した。

［実施例１、２、及び３］
布地を編むために使用される糸が、５．５ミクロンの鉱物繊維の平均直径、及び２７．０ｄｌ／ｇのＩＶを備える９５重量％のＵＨＭｗＰＥを有するＲＢ２１５−Ｒｏｘｕｌ（商標）１０００の商標名にて販売される、５重量％の鉱物繊維からなる乾燥ブレンド物からゲル紡糸技術によって調製された違い以外は、比較実験Ａ、Ｂ、及びＣと同一の実験を実施した。ここで、乾燥ブレンド物を、９重量％の濃度で、デカリンと混合させた。こうして得られたスラリーを、ギアポンプを備え２５ｍｍのスクリュー径を有する２軸押し出し成形機に送り込んだ。溶液を、こうして１８０℃の温度に加熱した。溶液を、それぞれの孔が１ミリメートルの直径を有する、６４の孔を有する紡糸口金を通してポンプ圧送した。こうして得られたフィラメントを、全体で８０の係数で延伸し、熱風オーブンにて乾燥した。乾燥後、フィラメントは、前述の布地に更に加工された。３つの染色した布地を、比較例Ａ、Ｂ、及びＣの乾燥プロセスによって調製し、布地１（Ｂｌｕｅ Ｃｉｂａｃｅｔ ＥＬ−Ｂ）、布地２（Ｔｕｒｑｕｏｉｓｅ Ｃｉｂａｃｅｔ Ｇ）、及び布地３（Ｂｌａｃｋ Ｃｉｂａｃｅｔ ＥＬ−ＦＧＬ）が得られた。布地１、布地２、及び布地３を、比較実験と同一の試験条件に供した。結果を表１に表す。ＥＮ ＩＳＯ １０５に従い、布地１に対して、耐変色性試験を更に実施した。結果を表２に表す。

［実施例４］
実施例１〜３によって調製した布地を用いて、比較実験Ｄによる超臨界二酸化炭素の乾燥プロセスを繰り返した。結果を表１に更に表す。

Claims (15)

1. ａ）ＵＨＭＷＰＥ、着色剤、及び色増強剤を供給する工程と、
   ｂ）前記ＵＨＭＷＰＥを成形して成形されたＵＨＭＷＰＥ物品にする工程と、
   ｃ）前記成形工程の前又は間に、前記色増強剤を前記ＵＨＭＷＰＥに加える工程と、
   ｄ）前記成形工程の前、間、又は後に、前記着色剤を前記ＵＨＭＷＰＥに加える工程と、
   を含み、前記色増強剤は、前記色増強剤の不在下にて測定される前記成形された物品の硬度より高い硬度を有する材料である、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品の色強度を増強する方法。
2. 前記成形工程ｂ）は、ゲル紡糸プロセスによって実施される、請求項１に記載の方法。
3. 前記着色剤は、溶液を含む着色剤によって前記成形工程の後に前記方法に加えられる、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記色増強剤の直径は、多くとも２５ミクロンであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記成形品は、０．１〜２０体積％の色増強剤を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記色増強剤の少なくとも一部は、少なくとも３のアスペクト比を有する硬質繊維であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記色増強剤は、ガラス、鉱物、若しくは金属から生成されるか、炭素繊維であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記硬質繊維は、紡糸繊維であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の方法。
9. 前記色増強剤を生成するために用いられる材料は、少なくとも２．５のモース硬度を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記成形品は繊維であり、前記繊維の力価は、多くとも１５ｄｔｅｘである、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記着色剤は、染料、好ましくは分散染料であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記着色剤は、多くとも２０００ｇ／モルの分子量を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記着色剤は、アゾ染料、キノフタロン染料、及びアントラキノン染料からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 請求項１〜１３に記載の方法によって得られる、色強度が増強した、着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品。
15. 請求項１４に記載の着色され成形されたＵＨＭＷＰＥ物品を含む製品。