JP2017532460A

JP2017532460A - 強化された耐汚染性を有する合成繊維及びその作製方法

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Publication number: JP2017532460A
Application number: JP2017509658A
Authority: JP
Inventors: トゥン，ワエーハイ; フィーリッツ，グレン
Original assignee: インヴィスタテキスタイルズ（ユー．ケー．）リミテッド
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2015-08-19
Publication date: 2017-11-02
Anticipated expiration: 2035-08-19
Also published as: CA2958340A1; EP3183296A4; WO2016028840A1; AU2015305567A1; JP6698630B2; CN107075191A; EP3183296A1; AU2015305567B2; US20170247815A1

Abstract

強化された耐汚染性を有する合成繊維、これらの繊維から調製される糸及びカーペット、ならびにそれらの製造のための化合物及び方法が提供される。【選択図】図１

Description

本開示は、強化された耐汚染性を有する合成繊維、これらの繊維から調製される物品、及びそれらの製造方法に関する。

ポリアミドは、様々な用途で使用され、多くの場合、粘度、引張強度、耐火性、耐汚染性、流動性、色、及び質感が挙げられるがこれらに限定されない、物理的特性を改質するために使用される添加剤を含む。これらの添加剤の多くは、揮発性、吸湿性、感光性及び感熱性及び後続の分解過程、ならびに溶融粘度不適合性などの様々な理由で、扱うのが困難であり得る。したがって、商業規模でのそのような添加剤の使用は非効率的であり、物理的特性が劣ったポリアミドの生成をもたらす可能性がある。

一用途において、ポリアミドは、布、カーペット、及びラグなどの織物における繊維を形成するために使用される。これらの繊維は、多くの場合、ポリアミド中の酸性部位及び染色組成物中の相補部位の化学相互作用による、耐汚染性の不足に悩まされる。これらの化学相互作用は、典型的には、基質上で染みを固定し、染みの除去を困難にする。したがって、ポリアミド組成物に汚染防止添加剤を添加して、化学相互作用の低減によってその耐汚染性を増加させ、それにより、染みの除去をより容易かつ効率的にすることが当該技術分野において既知である。

重合中にポリアミドに添加される既知の汚染防止添加剤としては、スルホイソフタル酸、スルホ安息香酸、及びスルホン酸が挙げられる。しかしながら、これらの薬剤は、典型的には、商業規模で使用されるときに吸湿性であり、多くの場合、凝集し、工業用反応器を詰まらせ、したがって、生産非効率性、費用増加、及び劣った繊維の形成を引き起こす可能性がある。

粉末汚染防止剤の使用、汚染防止剤の噴霧溶液、及びポリアミド溶融物中のマスターバッチ化合物を介した汚染防止剤の物理的分布などの異なるアプローチが開発されてきた一方で、これらのアプローチのそれぞれは、生産非効率性に依然として悩まされ、なおも改善の余地がある繊維を形成する。

ポリエステルは、マスターバッチ化合物の担体ポリマーとして過去に一般的に使用されていた。しかしながら、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を担体ポリマーとして有するマスターバッチが、ナイロン６またはＮ６としても既知であるポリカプロラクタムなどのポリアミドと組み合わされるとき、多くの問題がある。第一に、ＰＥＴは、Ｎ６（ｍ．ｐ．２１５〜２２０℃）よりも高い融点（ｍ．ｐ．２５２〜２６０℃）を有する。ポリマー融点のこの差及び溶融相ポリマー流の関連した差は、押出、押出成形物の紡糸口金への移動、繊維形成、及び繊維延伸を複雑にするプロセスの問題を引き起こす。加えて、所与の使用率を超えて、ＰＥＴは、Ｎ６と共に使用されるときにマクロ相分離を受け、それは、繊維中のＰＥＴのフィブリル化を引き起こす。ＰＥＴはまた、ベースのマスターバッチ成分として使用されるときに比較的高価である。

あるいは、Ｎ６は、マスターバッチ組成物中の担体として使用され得る。次いで、マスターバッチがＮ６ポリマー基質と組み合わせて使用される場合、融点及びポリマー溶融物相流と関連した問題は、ベースの繊維形成ポリマー及びマスターバッチ担体ポリマーが同じであるため、効果的に緩和される。しかしながら、当業者によって理解されるように、Ｎ６は、フィラメントに溶融紡糸する前にその含水量の慎重な制御を必要とする。含水量の不十分な制御は、重要なプロセスの問題を引き起こす可能性がある。例えば、過剰な含水量を有するＮ６マスターバッチは、溶融紡糸中にポリマー溶融物の溶融粘度の低下を引き起こし、したがって、押出機から繊維を引き出すことを困難にする。この問題は、Ｎ６マスターバッチが押出機に供給される前に、さらなるポリマー乾燥もしくは調湿ステップによって、または溶融紡糸プロセス中の水分もしくは他の揮発性物質の除去によって解決され得る。水分または揮発性物質の除去は、米国特許第６５３７４７５Ｂ１号、米国特許第６７５３３８５Ｂ２号、及び米国特許第６８６１４８０Ｂ２号を含む、多くの特許において教示される。さらなる特許としては、米国特許第６１１７５５０号、米国特許第６４２００４４号、米国特許第６４３３１０７号、米国特許第７１１５２２４号、米国特許第６６８００１８号、米国特許第６６３５３４６号、米国特許第６３３４８７７号、及び米国特許第６５８９４６６号が挙げられる。

同様に参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，５０１，８９８号は、汚染防止成分を含むマスターバッチを、カプロラクタムモノマーのＮ６への重合中に、反応器に添加する方法を開示する。マスターバッチは、汚染防止成分をＮ６に組み込む目的で、重合前または重合中に反応器に添加される。

本開示の一態様は、第１の繊維形成ポリマーと、第１の繊維形成ポリマーの融点よりも低い融点を有する第２の繊維と、汚染防止添加剤とを含む、合成繊維に関する。

１つの非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、またはこれらの組み合わせである。別の非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、ナイロン６である。

１つの非限定的な実施形態では、第２の繊維は、ポリオレフィンである。別の非限定的な実施形態では、第２の繊維は、未変性ポリオレフィンである。１つの非限定的な実施形態では、第２の繊維は、ポリプロピレンである。

１つの非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、芳香族スルホン酸塩またはそのアルカリ金属塩である。別の非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩（ＮａＳＩＰＡ）である。

本開示の別の態様は、これらの合成繊維から形成される糸に関する。

本開示の別の態様は、これらの合成繊維及び糸から形成される布に関する。

本開示の別の態様は、これらの糸から形成されるカーペットに関する。

本開示の別の態様は、強化された耐汚染性を有する合成繊維を形成するための方法に関する。本方法は、第１の繊維形成ポリマー及びマスターバッチから溶融物を形成することを含む。マスターバッチ化合物は、第１の繊維形成ポリマーの融点よりも低い融点を有する第２の繊維と、汚染防止添加剤とを含む。第１の繊維形成ポリマーは、約８０〜９８重量％の範囲で存在し、マスターバッチ化合物は、約２〜２０重量％の範囲で存在する。強化された耐汚染性を有する合成繊維がその後、ポリマー溶融物から形成される。

１つの非限定的な実施形態では、強化された耐汚染性を有する合成繊維は、紡糸口金を通して溶融物を押し出して、１つまたは複数のフィラメントを形成し、フィラメント（複数可）を急冷し、フィラメント（複数可）を延伸し、フィラメント（複数可）を管に巻き付けることによって、ポリマー溶融物から形成される。

本方法の１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物は、約２００ｐｐｍ未満の含水量を有する。

本方法の１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物は、ポリマー溶融物を形成する前に乾燥または調湿されない。

本方法の別の非限定的な実施形態では、ポリマー溶融物を形成する間に揮発性物質を除去するためのさらなるステップは何ら必要とされない。

本方法の１つの非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンまたはこれらの組み合わせである。別の非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、ナイロン６である。

本方法の１つの非限定的な実施形態では、第２の繊維は、ポリオレフィンである。別の非限定的な実施形態では、第２の繊維は、未変性ポリオレフィンである。１つの非限定的な実施形態では、第２の繊維は、ポリプロピレンである。

本方法の１つの非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、芳香族スルホン酸塩またはそのアルカリ金属塩である。別の非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩である。

本開示の別の態様は、本方法によって製造される合成繊維から形成される糸に関する。

本開示の別の態様は、本方法から形成される合成繊維及び糸から編まれた布に関する。

本開示の別の態様は、本方法から形成される糸から形成されるカーペットに関する。

本開示の別の態様は、強化された耐汚染性を有するナイロン６繊維を形成するための方法に関する。本方法は、ナイロン６ポリマー及びマスターバッチ化合物からポリマー溶融物を形成することを含む。マスターバッチ化合物は、第１の繊維形成ポリマーの融点よりも低い融点を有する第２の繊維と、汚染防止添加剤とを含む。ナイロン６ポリマーは、約８０〜９８重量％の範囲で存在し、マスターバッチ化合物は、約２〜２０重量％の範囲で存在する。強化された耐汚染性を有する１つまたは複数のフィラメントを含むナイロン６繊維は、ポリマー溶融物から形成される。

本方法の１つの非限定的な実施形態では、ポリマー溶融物を形成する間に揮発性物質を除去するためのさらなるステップは何ら必要とされない。

本開示の別の態様は、本方法によって製造されるナイロン６繊維から形成される糸に関する。

本開示の別の態様は、本方法から形成されるナイロン６繊維及び糸から編まれた布に関する。

本開示の別の態様は、本方法から形成される糸から形成されるカーペット及びラグに関する。

本開示のさらに別の態様は、マスターバッチ化合物に関する。マスターバッチ化合物は、熱可塑性担体と、汚染防止添加剤とを含み、約２００ｐｐｍ未満の含水量を有する。

１つの非限定的な実施形態では、熱可塑性担体は、約２０〜８０重量％の範囲でマスターバッチ化合物中に存在する。

１つの非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、約２０〜８０重量％の範囲でマスターバッチ化合物中に存在する。

１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチ中の汚染防止添加剤は、芳香族スルホン酸塩またはそのアルカリ金属塩である。別の非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩である。

実施例１、２、３、及び４に従って調製される合成繊維から編まれた布を比較する、汚染試験の結果を示す。実施例５、６、７、８、及び９に従って調製される合成繊維から編まれた布を比較する、汚染試験の結果を示す。

強化された耐汚染性を有する合成フィラメント及び繊維、これらの繊維から調製される糸、布、及びカーペット、ならびにそれらの製造のための方法及びマスターバッチ化合物が、本開示によって提供される。

本開示の合成繊維は、第１の繊維形成ポリマーを含む。使用され得る第１の繊維形成ポリマーの例としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、及びこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。

好適なポリアミドとしては、そのような用途において少なくとも適度に耐久性を有するのに十分な粘度、強度、化学安定性、及び結晶度を有する嵩高連続フィラメント繊維の形成に好適であることが当該技術分野において知られている繊維形成ポリアミドが挙げられる。ポリアミドは、ナイロン５，６、ナイロン６／６、ナイロン６、ナイロン７、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６／１０、ナイロン６／１２、ナイロンＤＴ、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉ、及びこれらのブレンドまたはコポリマーからなる群から選択されてもよい。一実施形態では、ポリアミドは、ナイロン６，６ポリマーである。

一実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、ナイロン６である。

好適なポリオレフィンとしては、ポリプロピレンが挙げられる。好適なポリエステルとしては、当該技術分野において既知の繊維形成ポリエステルが挙げられる。ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、及びこれらのブレンドまたはコポリマーからなる群から選択されてもよい。

１つの非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、約８０〜９８重量％の範囲で合成繊維中に存在する。別の非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、約８０〜９８．８重量％の範囲で合成繊維中に存在する。

本開示の合成繊維は、第１の繊維形成ポリマーの融点よりも低い融点を有する第２の繊維をさらに含む。第２の繊維存在は、合成繊維をフィブリル化させないことが好ましい。本開示で有用な第２の繊維の例としては、ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリスチレン、またはこれらのブレンドもしくはコポリマーが挙げられるがこれらに限定されない。１つの非限定的な実施形態では、ポリオレフィンは、未変性ポリオレフィンである。別の非限定的な実施形態では、第２の繊維は、ポリプロピレンである。

１つの非限定的な実施形態では、第２の繊維は、約１〜約１０重量％の範囲で合成繊維中に存在する。別の非限定的な実施形態では、第２の繊維は、約１〜約５重量％で合成繊維中に存在する。別の非限定的な実施形態では、第２の繊維は、約０．１〜約１０重量％で合成繊維中に存在する。

本開示の合成繊維は、汚染防止添加剤をさらに含む。好適な汚染防止添加剤としては、酸性染料部位を損なう汚染防止添加剤が挙げられる。例えば、ナイロン６，６またはナイロン６などのポリアミドにおいて、酸性染料部位は、酸性染料と反応または会合し、これにより汚染をもたらすアミン末端基またはアミド結合を指す。汚染防止添加剤は、これらの酸性染料部位と反応または会合して、酸性染料部位が酸性染料と反応または会合することを防止する。ポリアミドで使用するための好適な汚染防止添加剤は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，１５５，１７８号で考察される。好適な汚染防止添加剤としては、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩及び５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩などの芳香族スルホン酸塩及びそのアルカリ金属塩が挙げられるがこれらに限定されない。１つの非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩（ＮａＳＩＰＡ）である。

１つの非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、約１〜約１０重量％の範囲で合成繊維中に存在する。別の非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、約１〜約５重量％の範囲で合成繊維中に存在する。別の非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、約０．１〜約５重量％の範囲で合成繊維中に存在する。

本開示はまた、合成繊維から調製される糸、ならびに合成繊維及び／または糸から調製される布及びカーペットに関する。

また、強化された耐汚染性を有する合成繊維を形成するための方法が、本開示によって提供される。本方法は、第１の繊維形成ポリマー及びマスターバッチ化合物からポリマー溶融物を形成することを含む。ポリマー溶融物は、当該技術分野において既知の任意の方法によって形成され得る。１つの非限定的な実施形態では、ポリマー溶融物は、溶融押出機において形成される。次いで、繊維またはフィラメントが、ポリマー溶融物から形成される。

１つの非限定的な実施形態では、繊維は、既知の溶融紡糸プロセス技術を使用することによって調製されてもよい。そのような技術を用いて、ポリマー溶融物が紡糸機に提供される。ポリマー溶融物は、紡糸ポンプによって、紡糸温度で所望のフィラメント断面を得るように選択された形状の毛細管オリフィスを含む紡糸口金プレートを通して、フィルタパックに送られる。当該技術分野において既知のこれらの断面形状としては、円形、非円形、三葉形、及び中空形状が挙げられ得る。典型的な中空フィラメントは、米国特許第６，８５５，４２５号に開示されるように製造され得る。紡糸温度は、約２７０℃〜約３００℃に及び得る。紡糸口金プレートから出てくるフィラメントの束は、調湿された急冷空気によって急冷され、スピン仕上げ（油／水乳剤）で処理され、任意に、例えば、交絡エアジェットを使用して交絡されて、糸を形成する。

第１の繊維形成ポリマーとして使用するのに好適なポリマーとしては、合成繊維を形成するために使用され得るポリマーが挙げられる。本方法で有用な第１の繊維形成ポリマーの例としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、及びこれらの組み合わせが挙げられるがこれらに限定されない。

１つの非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、ナイロン６である。

１つの非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、約８０〜９８重量％の範囲で存在する。別の非限定的な実施形態では、第１の繊維形成ポリマーは、約８０〜約９８．８重量％の範囲で存在する。

本方法で使用されるマスターバッチ化合物は、第１の繊維形成ポリマーの融点よりも低い融点を有する第２の繊維を含む。非限定的な実施形態では、第１のポリマー及びマスターバッチの組み合わせは、フィブリル化する傾向がある合成繊維を製造しない。本開示で有用な第２の繊維の例としては、ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリスチレン、またはこれらのブレンドもしくはコポリマーが挙げられるがこれらに限定されない。１つの非限定的な実施形態では、ポリオレフィンは、未変性ポリオレフィンである。別の非限定的な実施形態では、第２の繊維は、ポリプロピレンである。

本方法で使用されるマスターバッチ化合物は、汚染防止添加剤をさらに含む。好適な汚染防止添加剤としては、酸性染料部位を損なう汚染防止添加剤が挙げられる。例えば、ナイロン６，６またはナイロン６などのポリアミドにおいて、酸性染料部位は、酸性染料と反応または会合して、これにより汚染をもたらすアミン末端基またはアミド結合を指す。汚染防止添加剤は、これらの酸性染料部位と反応または会合して、酸性染料部位が酸性染料と反応または会合することを防止する。ポリアミドで使用するための好適な汚染防止添加剤は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，１５５，１７８号で考察される。好適な汚染防止添加剤としては、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩及び５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩などの芳香族スルホン酸塩及びそのアルカリ金属塩が挙げられるがこれらに限定されない。１つの非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩（ＮａＳＩＰＡ）である。

１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物は、約２〜約２０重量％の範囲で繊維中に存在する。別の非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物は、約０．２〜約２０重量％の範囲で繊維中に存在する。

１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物の含水量は、約２００ｐｐｍ未満である。別の非限定的な実施形態では、マスターバッチの水分化合物含有量は、約１００ｐｐｍ未満である。さらに別の非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物の含水量は、約５０ｐｐｍ未満である。

水分または揮発性物質の非存在は、合成繊維を効果的に形成するためのポリマー溶融物の適切な溶融加工を可能にするために重要である。マスターバッチ化合物を含む原料の乾燥または調湿は、さらなる費用、処理ステップ、及び処理時間を必要とする。調湿は、当業者には既知であるように、原料またはマスターバッチ化合物をその周囲大気との吸湿平衡に到達させるプロセスである。多くの場合、調湿は、例えば、ペレット化したマスターバッチ、ポリマー、繊維、または糸などの材料中のより低い含水量を達成するために、窒素などの無水ガスを使用して実施される。過度な実験を通して、本開示のマスターバッチ化合物が、この含水量を達成するために、ポリマー溶融物を形成する前に乾燥または調湿を必要としないことがわかった。本開示の１つの非限定的な実施形態では、ポリマー溶融物を形成する前に、マスターバッチ化合物の含水量を低下させるための乾燥または調湿ステップは何ら必要とされない。

参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，５３７，４７５号、米国特許第６，７５３，３８５号、及び米国特許第６，８６１，４８０号は、繊維形成中に水分または揮発性物質を除去するためのさらなるステップを必要とする。例えば、ポリマー溶融物を形成するために押出機が使用される場合、水分または揮発性物質の除去を促進するために、１つ以上の排出口が必要とされ得る。加えて、脱揮（ｄｅｖｏｌａｔｉｚａｔｉｏｎ）または水分除去は、押出機に沿った真空の使用によって、または押出機の排出口を通した窒素などのガスの注入を用いて保持され得る。水分または揮発性物質を除去する他の方法としては、原料の乾燥もしくは調湿、水分除去剤の添加、またはこれらの方法の組み合わせが挙げられる。過度な実験を通して、本開示の第１の繊維形成ポリマー及びマスターバッチ化合物を使用すると、ポリマー溶融物を形成する間に水分または揮発性物質を除去するためのさらなるステップが必要ではないことがわかった。これは、従来技術において教示された方法と比べて大幅な費用及び時間節約を提供する。したがって、本開示の非限定的な実施形態では、ポリマー溶融物を形成する間に揮発性物質を除去するためのさらなるステップは何ら必要とされない。

１つの非限定的な実施形態では、本方法によって製造される合成繊維は、好ましくは、約１〜約１０重量％の第２の繊維を含む。別の非限定的な実施形態では、本方法によって製造される合成繊維は、好ましくは、約１〜約５重量％の第２の繊維を含む。別の非限定的な実施形態では、本方法によって製造される合成繊維は、好ましくは、約０．１〜約１０重量％の第２の繊維を含む。

１つの非限定的な実施形態では、本方法によって製造される合成繊維はまた、好ましくは、約１〜約１０重量％の汚染防止添加剤を含む。別の非限定的な実施形態では、本方法によって製造される合成繊維はまた、好ましくは、約１〜約５重量％の汚染防止添加剤を含む。別の非限定的な実施形態では、本方法によって製造される合成繊維はまた、好ましくは、約０．１〜約１０重量％の汚染防止添加剤を含む。

本開示はまた、本方法によって製造される合成繊維から調製される糸、ならびに合成繊維及び／または糸から調製される布及びカーペットに関する。

強化された耐汚染性を有するナイロン６繊維を形成するための方法もまた、本開示によって提供される。本方法は、ナイロン６ポリマー及びマスターバッチ化合物のポリマー溶融物を形成すること、次いで、上記の溶融紡糸プロセスに従って合成繊維を紡糸して、ポリマー溶融物から、強化された耐汚染性を有するナイロン６繊維を形成することを含む。

１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチの含水量は、約２００ｐｐｍ未満である。別の非限定的な実施形態では、マスターバッチの含水量は、約１００ｐｐｍである。さらに別の非限定的な実施形態では、マスターバッチの含水量は、約５０ｐｐｍである。本方法の１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物は、ポリマー溶融物を形成する前に乾燥または調湿されない。本方法の別の非限定的な実施形態では、ポリマー溶融物を形成する間に揮発性物質を除去するためのさらなるステップは何ら必要とされない。

１つの非限定的な実施形態では、ナイロン６ポリマーは、約８０〜約９８重量％の範囲で存在し、マスターバッチ化合物は、約２〜約２０重量％の範囲で存在する。別の非限定的な実施形態では、ナイロン６ポリマーは、約８０〜約９８．８重量％の範囲で存在し、マスターバッチ化合物は、約０．２〜約２０重量％の範囲で存在する。

本開示はまた、本方法によって製造されるナイロン６繊維から調製される糸、ならびにナイロン６繊維及び／または糸から調製される布及びカーペットに関する。

マスターバッチ化合物もまた、本開示によって提供される。マスターバッチ化合物は、熱可塑性担体を含む。マスターバッチで有用な熱可塑性担体の例としては、ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリスチレン、またはこれらのブレンドもしくはコポリマーが挙げられるがこれらに限定されない。１つの非限定的な実施形態では、熱可塑性担体は、約２０〜約８０重量％の範囲でマスターバッチ化合物中に存在する。１つの非限定的な実施形態では、ポリオレフィンは、未変性ポリオレフィンである。別の非限定的な実施形態では、第２の繊維は、ポリプロピレンである。

マスターバッチ化合物は、汚染防止添加剤をさらに含む。好適な汚染防止添加剤としては、酸性染料部位を損なう汚染防止添加剤が挙げられる。例えば、ナイロン６，６またはナイロン６などのポリアミドにおいて、酸性染料部位は、酸性染料と反応または会合して、これにより汚染をもたらすアミン末端基またはアミド結合を指す。汚染防止添加剤は、これらの酸性染料部位と反応または会合して、酸性染料部位が酸性染料と反応または会合することを防止する。ポリアミドで使用するための好適な汚染防止添加剤は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，１５５，１７８号で考察される。好適な汚染防止添加剤としては、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩及び５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩などの芳香族スルホン酸塩及びそのアルカリ金属塩が挙げられるがこれらに限定されない。１つの非限定的な実施形態では、汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩（ＮａＳＩＰＡ）である。

マスターバッチ化合物は、ポリマー溶融押出及び溶融紡糸後に物品にさらなる利点を与えるために使用されるように、他の添加剤をさらに含んでもよい。そのような添加剤の例は、無機顔料及び紫外線（ＵＶ）光吸収剤または蛍光増白剤である。無機顔料の例は、二酸化チタン、硫酸バリウム、カーボンブラック、二酸化マンガン、及び酸化亜鉛である。ＵＶ光吸収剤または蛍光増白剤の例は、商標名Ｅａｓｔｏｂｒｉｔｅ（登録商標）ＯＢ−１でＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙによって市販されている、２，２’−（１，２−エテンジイルジ−４，１フェニレン）ビ
スベンゾオキサゾール、及び商標名Ｂｅｎｅｔｅｘ（登録商標）ＯＢでＭａｙｚｏ，Ｉｎｃ．によって市販されている、２，２’−（２，５−チオフェンジイル）ビス（
５−ｔｅｒｔ−ブチルベンゾオキサゾール）である。

１つの非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物の含水量は、約２００ｐｐｍ未満である。別の非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物の含水量は、約１００ｐｐｍ未満である。さらに別の非限定的な実施形態では、マスターバッチ化合物の含水量は、約５０ｐｐｍ未満である。

以下の項は、本発明の合成繊維及び編まれた布、ならびに比較繊維及びそれから編まれた布のさらなる例示を提供する。これらの実施例は、単に例示的であり、いかなる方法でも本発明の範囲を限定するよう意図されない。
試験方法
酸性染料汚染試験
酸性染料の耐汚染性を、ＡｍｅｒｉｃａｎＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＴｅｘｔｉｌｅＣｈｅｍｉｓｔｓａｎｄＣｏｌｏｒｉｓｔｓ（ＡＡＴＣＣ）Ｍｅｔｈｏｄ１７５−２００３，”ＳｔａｉｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ：ＰｉｌｅＦｌｏ
ｏｒＣｏｖｅｒｉｎｇｓ”出典の手順を使用して評価する。９重量％の水性染色溶
液を、製造業者の指示に従って、チェリー味のＫＯＯＬ−ＡＩＤ（登録商標）粉末（Ｋｒａｆｔ／ＧｅｎｅｒａｌＦｏｏｄｓ，Ｎｏｒｔｈｆｉｅｌｄ，ＩＬＷｈｉｔｅＰｌａｉｎｓ，Ｎ．Ｙ．、とりわけ、ＦＤ＆ＣＲｅｄＮｏ．４０を含有する粉末飲料ミックス）を混合することによって調製する。編み靴下（４×６インチ）を、平坦な非吸収性表面上に配置する。例えば、編み靴下またはタフテッドカーペットであり得る試験試料を覆って、中空のプラスチック製の直径２インチ（５．１ｃｍ）のカップをしっかりと配置する。２０ｍＬのＫＯＯＬ−ＡＩＤ（登録商標）染色溶液をカップに注入し、溶液を試験試料中に完全に吸収させる。カップを取り外し、染色した試料を２４時間そのままにしておく。インキュベーション後、染色した試料を冷たい水道水で十分に洗浄し、過剰な水を遠心分離によって除去し、試料を空気中で乾燥させる。試料を、ＡＡＴＣＣＭｅｔｈｏｄ１７５−２００３に記載されるＦＤ＆ＣＲｅｄＮｏ．４０ＳｔａｉｎＳｃａｌｅに従って、汚染に関して視覚的に検査及び評価した。耐汚染性を１〜１０のスケールを使用して測定する。検出不可能な試験汚染には１０の値を与える。

試験規模の機械を使用して、比較例１及び２ならびに実施例３及び４を製造した。試験装置は、５つの加熱領域、フィルタスクリーンパック、所望の紡糸口金の選択のうちのいずれか、繊維急冷領域、ゴデットロール、及び巻取機を有する、１２”単軸スクリュー押出機を含んだ。
実施例１：比較例−マスターバッチなし

試験規模の機械で、９２０デニール、６４フィラメントのＮ６嵩高連続フィラメント（ＢＣＦ）を作製した。様々な色の顔料を、ＢＡＳＦによって作製されたＮ６ポリマー製品である、Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）Ｂ２７Ｅ０１と混合した。スクリュー供給装置において、顔料及びＮ６を混合した。プロセスの中断なしで、繊維を紡糸した。このＢＣＦ糸は、淡いアーストーンの色を有した。それを編んで靴下にし、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。この靴下は、１０中１と評価され、したがって、酸性染料汚染試験に不合格であった。
実施例２：比較例−ＮａＳＩＰＡ／Ｎ６マスターバッチ

本実施例は、顔料に加えて、マスターバッチをフレーク供給装置に添加したことを除いて、実施例１と同様であった。このマスターバッチは、５０／５０の重量比でのＮ６（Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）Ｂ２７Ｅ０１）とＮａＳＩＰＡの溶融ブレンドであった。使用前に、マスターバッチを乾燥または調湿しなかった。スクリュー供給装置におけるマスターバッチ添加速度は、６重量％であった。ＮａＳＩＰＡ／Ｎ６マスターバッチの添加は、ポリマー溶融物の粘度を大幅に低減し、紡糸プロセスを動作不可能にした。
実施例３：ＮａＳＩＰＡ／ポリプロピレンマスターバッチ

実施例２で使用されるマスターバッチの代わりに、本発明に従って、ＮａＳＩＰＡ／ポリプロピレンマスターバッチ（５０／５０重量％のブレンド）を本実施例で使用した。使用前に、マスターバッチを乾燥または調湿しなかった。６重量％のマスターバッチ添加速度で、ポリマー粘度のある程度の低減は観察されたが、紡糸プロセスは管理可能であった。淡いアーストーンの色の溶液で染色されたＮ６ＢＣＦをうまく製造した。ＢＣＦから靴下を編み、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。靴下は、汚染試験に合格した（１０中９の評価）。
実施例４：５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩／ポリプロピレンマスターバッチ

実施例２で使用されるマスターバッチの代わりに、本発明に従って、５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩／ポリプロピレンマスターバッチ（５０／５０重量％のブレンド）を本実施例で使用した。５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩は、ＭｙｔｅｃｈＩｎｃ．によって販売される。使用前に、マスターバッチを乾燥または調湿しなかった。Ｎ６ポリマーへのマスターバッチの添加速度は、６重量％であった。粘度低下は、実施例３よりも著しく小さかった。紡糸プロセスは良好であった。淡いアーストーンの色の溶液で染色されたＮ６ＢＣＦをうまく製造した。ＢＣＦから靴下を編み、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。汚染等級は７．５であり、それは、マスターバッチ添加を有しない実施例１よりも著しく良好であった。
実施例５：ＮａＳＩＰＡ／ポリプロピレンマスターバッチ

本実施例は、マスターバッチ添加速度を６から１０％に上げたことを除いて、実施例３と同様であった。それもまた編んで靴下にし、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。靴下は、汚染試験に合格した（１０中１０）。
実施例６：５−スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム塩／ポリプロピレンマスターバッチ

本実施例は、マスターバッチ添加速度を６から１０％に上げたことを除いて、実施例４と同様であった。それもまた編んで靴下にし、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。汚染等級は８．５であり、それは、実施例１よりも著しく良好であった。

市販の紡糸機と同様の回転速度及び生産性を有するプロトタイプのシングルポジション機械で、比較例７及び１１ならびに実施例８、９、及び１０を製造した。実施例７〜１１のために使用されたナイロン６ポリマーは、ＢＡＳＦによって製造される明るい色のポリマー（Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）Ｂ２７Ｅ０１）であった。樹脂は、２．７＋／−０．３の相対粘度（ＩＳＯ３０７）を有し、約５００ｐｐｍの含水量を有するように調湿した。紡糸パック前のポリマー温度を約２６５＋／−１℃で制御した。紡糸スループットは、１時間当たり８０ポンド（８０ｌｂｓ）であった。

ポリマーを、紡糸口金を通して押し出し、２つの６８フィラメント（６８）区分に分割した。次いで、約１０℃の冷却空気が急冷領域を通して、４５０立方フィート／分［４５０ｃｆｍ］で、フィラメントを過ぎて送られた煙突で溶融繊維を迅速に急冷した。次いで、延伸及び捲縮のために、フィラメントを潤滑剤でコーティングした。一対の加熱延伸ロールを使用して、コーティングされた糸を１分当たり２４２２ヤード（２．９×延伸比）で延伸した。延伸ロール温度は、１６０℃であった。次いで、フィラメントを、参照により本明細書に組み込まれるＣｏｏｎの米国特許第３，５２５，１３４号の教示に記載されるものと同様の二重衝突熱空気バルキングジェットに送って、１フィラメント当たり１３５０デニール、２０デニール（ｄｐｆ）の２本の糸を形成した。バルキングジェット中の空気の温度は、１８０℃であった。

回転、延伸、及び捲縮されたＢＣＦ糸を編んで靴下にし、１８５℃の硬化温度で、Ｓｕｅｓｓｅｎ熱硬化機上で熱硬化した。硬化領域内のホールドアップ時間は、約６０秒であった。熱硬化した靴下を、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。
実施例７：比較例−マスターバッチなし

本実施例に対して、スクリュー供給装置において、着色顔料をＮ６ポリマーと混合した。紡糸プロセスは良好であり、プロセスの中断はなかった。このＢＣＦ糸は、淡いアーストーンの色を有した。試験試料を編んで靴下にし、Ｓｕｅｓｓｅｎチャンバで熱硬化し、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。それは、１〜１０の評価スケールにおいて５の評価を有し、汚染試験に不合格であった。
実施例８：実施例−ＮａＳＩＰＡ／ポリプロピレンマスターバッチ

着色顔料、ＮａＳＩＰＡ、及びポリプロピレン担体からなるマスターバッチを使用して、本実施例を作製した。本マスターバッチ中のＮａＳＩＰＡ負荷量は、約５０重量％であった。スクリュー供給装置において、約２重量％のマスターバッチをナイロン６ポリマーと混合した。紡糸プロセスは、実施例７と同様であった。このＢＣＦ糸もまた、実施例７と同一の淡いアーストーンの色を有した。試験試料を編んで靴下にし、Ｓｕｅｓｓｅｎチャンバで熱硬化し、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。それは、７．５と評価された。耐汚染性の観点から、ＢＣＦ糸は、実施例７で作製された糸よりも良好であったが、この糸はなお低い働きをした。
実施例９：実施例−ＮａＳＩＰＡ／ポリプロピレンマスターバッチ

本実施例は、マスターバッチ負荷量を２から３重量％に増加したことを除いて、実施例８と同様であった。Ｓｕｅｓｓｅｎ熱硬化した靴下を、酸性染料汚染試験に従って、耐性に関して試験した。それは、９．０と評価され、それは、酸性染料汚染試験に合格したと見なされる。
実施例１０：実施例−ＮａＳＩＰＡ／ポリプロピレンマスターバッチ

本実施例は、マスターバッチ負荷量を３から４重量％に増加したことを除いて、実施例８と同様であった。本実施例は、中程度のアーストーンの色を有した。それを編んで靴下にし、Ｓｕｅｓｓｅｎチャンバで熱硬化し、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。それは、９．５と評価され、それは、酸性染料汚染試験に合格したと見なされる。
実施例１１：マスターバッチなしの比較例

本実施例は、顔料負荷量を、実施例１０の色と一致するように増加したことを除いて、実施例７と同様であった。完成したカーペットを、酸性染料汚染試験に従って、耐汚染性に関して試験した。それは、５．０と評価され、それは、酸性染料汚染試験に合格しなかったと見なされる。

Claims

ａ）約８０〜９８重量％の範囲で存在する第１の繊維形成ポリマーと、
ｂ）約１〜１０重量％の範囲で存在する第２の繊維であって、前記第１の繊維形成ポリマーの融点よりも低い融点を有する、第２の繊維と、
ｃ）約１〜１０重量％の範囲で存在する汚染防止添加剤と、を含む、合成繊維。
前記第２の繊維の存在は、前記合成繊維をフィブリル化させない、請求項１に記載の合成繊維。
前記第１の繊維形成ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の合成繊維。
前記第１の繊維形成ポリマーは、ナイロン６である、請求項１に記載の合成繊維。
前記第２の繊維は、約１〜５重量％の範囲で存在する、請求項１に記載の合成繊維。
前記第２の繊維は、ポリオレフィン、ポリ乳酸、ポリスチレン、またはこれらのブレンドもしくはコポリマーである、請求項１に記載の合成繊維。
前記第２の繊維は、未変性ポリオレフィンである、請求項１に記載の合成繊維。
前記第２の繊維は、ポリプロピレンである、請求項１に記載の合成繊維。
前記汚染防止添加剤は、約１〜５重量％の範囲で存在する、請求項１に記載の合成繊維。
前記汚染防止添加剤は、芳香族スルホン酸塩またはそのアルカリ金属塩である、請求項１に記載の合成繊維。
前記汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩である、請求項１０に記載の合成繊維。
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の合成繊維から形成される糸。
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の合成繊維または請求項１２に記載の糸から編まれた布。
請求項１２に記載の糸から形成されるカーペット。
強化された耐汚染性を有する合成繊維を形成するための方法であって、
ａ）第１の繊維形成ポリマー及びマスターバッチ化合物のポリマー溶融物を形成するステップであって、前記マスターバッチ化合物は、前記第１の繊維形成ポリマーの融点よりも低い融点を有する第２の繊維と、汚染防止添加剤と、を含み、前記第１の繊維形成ポリマーは、約８０〜９８重量％の範囲で存在し、前記マスターバッチ化合物は、約２〜２０重量％の範囲で存在する、ステップと、
ｂ）前記ポリマー溶融物から、強化された耐汚染性を有する合成繊維を形成するステップと、を含む、方法。
前記マスターバッチ化合物は、約２００ｐｐｍ未満の含水量を有する、請求項１５に記載の方法。
前記マスターバッチ化合物は、約５０ｐｐｍ未満の含水量を有する、請求項１５に記載の方法。
前記マスターバッチ化合物は、前記ポリマー溶融物を形成する前に乾燥または調湿されない、請求項１５に記載の方法。
前記ポリマー溶融物を形成する間に揮発性物質を除去するためのさらなるステップは何ら必要とされない、請求項１５に記載の方法。
前記第２の繊維の存在は、前記合成繊維をフィブリル化させない、請求項１５に記載の方法。
前記第１の繊維形成ポリマーは、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１５に記載の方法。
前記第１の繊維形成ポリマーは、ナイロン６である、請求項１５に記載の方法。
前記第２の繊維は、約２０〜８０重量％の範囲で前記マスターバッチ化合物中に存在する、請求項１５に記載の方法。
前記汚染防止添加剤は、約２０〜８０重量％の範囲で前記マスターバッチ化合物中に存在する、請求項１５に記載の方法。
前記第２の繊維は、約１〜１０重量％の範囲で前記合成繊維中に存在する、請求項１５に記載の方法。
前記第２の繊維は、約１〜５重量％の範囲で前記合成繊維中に存在する、請求項１５に記載の方法。
前記第２の繊維は、ポリオレフィンである、請求項１５に記載の方法。
前記第２の繊維は、未変性ポリオレフィンである、請求項１５に記載の方法。
前記第２の繊維は、ポリプロピレンである、請求項１５に記載の方法。
前記汚染防止添加剤は、約１〜１０重量％の範囲で前記合成繊維中に存在する、請求項１５に記載の方法。
前記汚染防止添加剤は、約１〜５重量％の範囲で前記合成繊維中に存在する、請求項１５に記載の方法。
前記汚染防止添加剤は、芳香族スルホン酸塩またはそのアルカリ金属塩である、請求項１５に記載の方法。
前記汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩である、請求項３２に記載の方法。
合成繊維を形成することは、
ａ）紡糸口金を通して前記ポリマー溶融物を押し出して、１つまたは複数のフィラメントを形成することと、
ｂ）前記繊維を延伸することと、をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
請求項１５〜３４のいずれか１項に記載の方法から形成される糸。
請求項１５〜３４のいずれか１項に記載の方法から製造される合成繊維または請求項３５に記載の糸から編まれた布。
請求項３５に記載の糸から形成されるカーペット。
請求項３５に記載の糸から形成されるラグ。
熱可塑性担体と、
汚染防止添加剤と、を含む、マスターバッチ化合物であって、
前記マスターバッチ化合物の含水量は、約２００ｐｐｍ未満である、マスターバッチ化合物。
前記マスターバッチ化合物は、約５０ｐｐｍ未満の含水量を有する、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
前記熱可塑性担体は、約２０〜８０重量％の範囲で前記マスターバッチ化合物中に存在する、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
前記汚染防止添加剤は、約２０〜８０重量％の範囲で前記マスターバッチ化合物中に存在する、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
前記熱可塑性担体は、ポリオレフィンである、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
前記熱可塑性担体は、未変性ポリオレフィンである、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
前記熱可塑性担体は、ポリプロピレンである、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
前記汚染防止添加剤は、芳香族スルホン酸塩またはそのアルカリ金属塩である、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
前記汚染防止添加剤は、５−スルホイソフタル酸ナトリウム塩である、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。
無機顔料、蛍光増白剤、紫外線光安定剤、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される成分をさらに含む、請求項３９に記載のマスターバッチ化合物。