JP3271975B2

JP3271975B2 - 微細デニールのステープルファイバー

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Publication number: JP3271975B2
Application number: JP51027893A
Authority: JP
Inventors: アンダーソン，ハーベイ・ジーン; ハートゾグ，ジエイムズ・ビクター; マニング，ハロルド・ローレンス，ジユニア; トリバー，ジエイムズ・ウイリアム
Original assignee: イー・アイ・デユポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー
Priority date: 1991-12-06
Filing date: 1992-12-03
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: TW306940B; JPH07501588A; US5219582A; KR100235427B1; EP0615554A1; WO1993011285A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、微細デニールのポリエステルのステープル
ファイバーの製造方法及びそのための装置に関する。

最近まで、ファブリックおよび衣服に製作するための
繊維工業へ供給するための、天然繊維に多少合致する合
成繊維の製造が望まれてきている。それゆえ商用合成繊
維は、天然繊維のそれらに近いレベルの微細さで服飾品
のために製造されかつ使用されてきている。より最近、
いわゆる「サブデニール」のポリエステルのフィラメン
トはより微細なdpf（約１より小さいデニール／フィラ
メント）で商業的に入手可能であるが、このような微細
なdpfの切断繊維（ステープル紡糸糸について）の性能
および入手可能性は制限されてきている。なぜなら、普
通の紡糸および取り扱いの技術はこのサブデニールのス
テープルの経済的製造のために不適切であり、そしてこ
のような微細な繊維は経費のかかるルート、例えば、２
成分の紡糸、あるいは商品のステープルファイバーの製
造に経済的に魅力のない他の低い生産性の方法により商
業的に入手可能であったからである。このような微細デ
ニールの繊維を製造する、例えば、（ａ）並列の複合糸
にスプリットする、（ｂ）海−島の複合糸から海の成分
を溶解する、（ｃ）新しく押出された未延伸のフィルム
を流れ−延伸（「超延伸」）してデニールを減少し、次
いでネック延伸する、（ｄ）普通の紡糸および延伸法を
使用する、および（ｅ）高速度紡糸を使用して配向され
た微細フィラメントを得る、ルートが試みられてきてい
る。方法（ａ）および（ｂ）は特別の紡糸装置を必要と
し、そして非常に経費がかかる。方法（ｃ）および
（ｄ）を使用してサブデニールのフィラメントを製造す
ることは、紡糸および／または延伸の破断のために、困
難であり、そしてデニールの変動は実際に過度であっ
た。高速紡糸法（ｅ）を使用して微細なフィラメントを
製造することができるが、このルートは普通のスプリッ
ト低迷紡糸および延伸技術により製造された繊維より低
い強力、低いヤング率および高い伸び率の繊維を与え
る。さらに、高速紡糸は高いセルの処理量またはピドリ
ング（piddling）、高い処理量のスプリット法、すなわ
ち、別々の紡糸および延伸法と両立しない。さらに、低
い紡糸セルの押出し速度はステープル法のために経済的
ではない。

本発明は、均一な、微細な繊維を高い生産性で、普通
のスプリットのステープル法の基本的要素を使用して製
造する方法及びそのための装置に関し、その結果ステー
プルを次いでステープル糸の加工システムにおいて使用
することができる。溶融紡糸分野の当業者に知られてい
るように、デニール／フィラメント（dpf）を減少する
とき、ポリマーの均一性および方法のコントロールのた
めの必要性は極めて重要となり、そして高い品質のフィ
ラメントは、通常のdpfと同一の生産性および収率で普
通の紡糸を使用して製造することができない。普通の紡
糸技術によりサブデニールのフィラメントを製造する試
みは、紡糸法においてフィルムの破断を生じた。それゆ
え、押出されるポリマーの量を減少するか、あるいは紡
糸口金当たりのフィラメントの数を増加することが必要
であった。フィラメントの数を増加するとき、フィラメ
ントの均一性は悪化し、そして破断が起こった。フィラ
メントの数を増加しないで押出量を減少したとき、大き
い数の紡糸セルを必要とし、そしてこの方法は経済的に
魅力が少なかった。さらに、普通の紡糸方法は紡糸が困
難なポリマー、例えば、低い粘度のポリマーから満足す
べき微細なdpfの繊維を製造してきていないので、低い
粘度のポリマーの微細デニールの繊維は商業的に入手不
可能（普通の紡糸技術から）であった。

ポリマーのフィラメントの糸を溶融紡糸するとき、代
表的な急冷システムは、例えば、米国特許第4,492,557
号（レイら）、米国特許第3,672,801号（カルドウェル
ら）およびドイツ国特許（DE）第3,414,602号（フォウ
ルネ）に開示されており、このような開示は、ステープ
ルを製造するよりむしろ、連続フィラメント糸紡糸に小
さい数のフィラメントを急冷することに関することに注
意すべきである。

要約すると、この分野において開示されてきた従来の
ポリエステルフィルムの製造技術は、ステープルに不適
当な繊維に関するか、あるいは劣った均一性の繊維に関
するか、あるいは使用される方法は経費のかかり、およ
び／または低い生産性を有していた。

本発明の目的は、高いセルの処理量で紡糸することが
できそして均一なサブデニールに延伸することができ、
そして経済的に魅力的な方法により服飾品の用途に適当
であるスプールに変換することができる、微細な、均一
なフィラメントを提供することである。他の目的は、特
別の服飾品の最終用途に適当な、低い粘度のポリエステ
ルのサブデニールの繊維を提供することである。

本発明によれば、約９〜23の範囲の相対粘度（LRV）
のポリエステルポリマーを紡糸毛管を通して約0.19〜0.
35g/分、好ましくは約0.23〜約0.33gの範囲の質量流速
で、約1.8×10^-4cm²〜7.5×10^-4cm²の断面面積のフィラ
メントに溶融紡糸し、各紡糸セルが少なくとも1600のこ
のような毛管を含有し、そして出るフィラメントが急冷
チャンバーを通過するとき、それらは半径方向に急冷さ
れ、供給される空気の量の分布のプロフィルをコントロ
ールして、新しく押出されたフィラメントに紡糸口金の
直ぐ下の第１ゾーンにおいて冷却空気を供給し、次いで
第１ゾーンより下の他のゾーンにおいて増加した量の空
気を供給し、次いでフィラメントが急冷チャンバーを去
る前に、供給される空気の量を減少し、これにより４よ
り小さい紡糸デニールのフィラメントを約650〜2000m/
分の引き取り速度で集め、そして延伸しそしてステープ
ルファイバーに変換する、サブデニールのポリエステル
のステープルファイバーを製造する方法が提供される。

本発明の他の面において、約0.45〜0.9デニールの範
囲の微細デニール、約7.5％CVより小さい、好ましくは
約４％より小さいフィラメントの間の直径の均一性、お
よび約９〜16の相対粘度（LRV）（より低いLRVは既知の
利点をもつために好ましい）（ある最終用途のために）
のポリエステルポリマーの、綿または梳毛糸のシステム
による繊維加工に適当なステープルファイバーが提供さ
れる。ことに有用なサブデニールのファブリックは、本
発明に従い、約９〜約11.5のLRVのポリマーから得るこ
とができる。約14のLRVは、また、有利であることが証
明された。

本発明の他の面によれば、紡糸口金、溶融したポリマ
ーを紡糸口金に通過させる手段、紡糸口金の直ぐ下に位
置する中空のシリンダー状有孔部材、およびガスの流れ
を供給され、有孔部材を取り囲んで、出口へ行くフィラ
メントのための急冷チャンバーを形成するプレナムチャ
ンバーを含むポリマーを溶融紡糸する装置において、チ
ャンバーにおいて内方に、フィラメントに向かう半径方
向のガスの分布のパターンを垂直方向にプロフィル化し
て、紡糸口金の直ぐ下の第１ゾーンにおいて低いが十分
なガス流を供給し、第１ゾーンより下の位置における第
２ゾーンにおいてより大きいガス流に増加し、次いで急
冷チャンバーの出口の前においてより少ないガス流に減
少し、紡糸口金の直ぐ下の前記第１ゾーンにおける第１
の低い多孔度から、第１ゾーンより下のより低い位置に
おける第２ゾーンにおけるより大きい多孔度を通して、
次いで急冷チャンバーの出口における第２の低い多孔度
に減少する、多孔度の中空有孔部材を形成することによ
って、プロフィル化を実施することを改良とする、ポリ
マーを溶融紡糸する装置が提供される。これは有孔部材
を有孔プレートから形成し、有孔プレートの孔の直径お
よび／または密度を対応する第１の低い値から、より低
い位置におけるより大きい値を通して増加し、出口にお
ける第２の低い値に減少させることによって、達成され
る。

こうして、フィラメントが急冷チャンバーを通して進
行するとき供給される空気の量のプロフィルは、減少前
に、漸進的に増加する量を示す。

第１図は、急冷分布部材および好ましい毛管のパター
ンをもつ紡糸口金の略平面図である。

第２図は、好ましい急冷分布チャンバーを示す部分側
面図である。

第３図は、好ましい空気流のプロフィルを示す急冷チ
ャンバーの部分側面図である。

本発明の微細デニールのフィラメントを製造するため
に使用するポリマーは、適当な線状縮合ポリエステル、
好ましくはポリエチレンテレフタレートである。このポ
リマーは、例えば、15％、あるいはある場合において、
それより多いジカルボキシレートおよび／またはジオキ
シグリコールを含有して所望の性質を提供することがで
きる。ポリエステルポリマーをイオン性色素部位、例え
ば、金属スルホン化基、例えば、５−ナトリウムスルホ
−イソフタレート、あるいはナトリウムが他のアルカリ
金属カチオンで置換された他の誘導体で変性して、カチ
オン染料を使用する染色性を得ることができる。ポリエ
ステルポリマーは一般に約９〜23の範囲の相対粘度（LR
V）、240℃より大きいゼロ剪断融点;40℃〜80℃のガラ
ス転移温度（ここで融点およびガラス転移温度はDSC
（差動走査熱量計）により窒素ガス下に20℃／分の加熱
速度で測定する）を有するように選択する。示すよう
に、より低い粘度のポリマーを微細デニールのフィラメ
ントに有利に、本発明に従い紡糸することができる。こ
れは特別の最終用途のために望ましい。

生ずる延伸しそして切断したポリエステル繊維は好ま
しくは約0.9〜0.45デニール／フィラメントの範囲、こ
とに約0.54〜0.81デニール／フィラメントの範囲の繊度
を有する。

本発明による装置および方法の重要な特徴は、紡糸口
金の直ぐ下でガス流を形成しかつ新しく押出されたフィ
ラメントが加速し始めるとき、増加する量のガスを供給
することが必要であることである。こうして、低いが、
十分な量の急冷ガスを紡糸口金の直ぐ下に供給すべきで
ある。次いで、フィラメントが加速するとき、ガスの供
給量を漸進的にまず増加すべきであり、急冷ガスの最大
を経て、次いで減少し、急冷チャンバーを下降させる。
これは紡糸口金の下の急冷システムを３またはそれ以上
のゾーンに分割し、そして、これらのゾーンに供給され
るガスの量をそれに応じてコントロールすることによっ
て達成することができる。ガス流の量は１または２以上
の急冷スクリーンの中のパフォレーションまたは孔の大
きさおよび／または密度を変化させることによって便利
にコントロールすることができ、ここで急冷スクリーン
は新しく押出されたフィラメントを取り囲みそしてこれ
らを通過した後、急冷ガスはフィラメントと出会う。こ
れは米国特許第4,712,988号（ブローダスら）（その開
示をここに引用によって加える）に記載されている技術
に類似する。しかし、本発明によれば、米国特許第4,71
2,988号の装置と異なり、最大ガスの流れは紡糸口金の
直ぐ下のゾーンの中に位置すべきではない。便利には、
第１ゾーンに、紡糸口金の直ぐ下の少なくとも6.3cmの
距離にわたって、急冷ガス、一般に空気のこの低いが、
十分な量を供給すべきである。最も重要であると思われ
るのは、急冷チャンバーの上の部分である。理想的に
は、半径方向のスクリーンの中のパフォレーションの各
連続的列を変動を与えるように製作することができるで
あろう。しかしながら、実施例において以後示すよう
に、空気流のための異なる量のパフォレーションをもつ
１または２以上のゾーンを使用することによって、有意
の改良をわれわれは示した。

この方法および装置を添付図面を参照して説明する。

第１図および第２図を参照すると、例示の目的で選択
した態様は紡糸口金11を含み、この紡糸口金11を通して
複数のフィラメント32が押出され、次いで全体的に14で
表示する中空のシリンダー性急冷チャンバーを通してガ
イド（図示せず）へ前進し、ここでガイドは普通の前進
システムの一部分を構成する。中空の急冷チャンバー14
は紡糸口金の直ぐ下に取り付けられている。チャンバー
14は、冷却ガスの導入のための入口20をもつ下の環状チ
ャンバーおよび、フィラメント32の付近において、内部
のチャンバー33の中に冷却ガスを分布させるための上の
環状チャンバー17を有する。チャンバー18、17は有孔プ
レート16により分離されており、ここで有孔プレート16
はチャンバー17の中に入るガスを均一に分布する。チャ
ンバー17の内壁15はシリンダー状有孔材料、例えば、変
化する孔19を有するシリンダー状金属板、および空気流
を拡散するためのフォームのカバーから作られており、
そして前記シリンダー状金属板は、フィラメントが紡糸
口金10から有孔シリンダー状プレート15の端に向かって
進行するとき、相応して異なる多孔度の区域を提供す
る。

操作において、ガス10は入口20を通ってチャンバー18
に入り、次いで分布プレート16を通過してチャンバー17
に入る。次いでガスは有孔シリンダー15およびフォーム
のカバー30を通過して第３図に示すように異なる量のプ
ロフィルでフィラメントと接触する（第１図および第２
図）。第３図において矢印の長さ21、22、23および24
は、本発明による、異なるゾーンにおける速度に相当す
る。

こうして、押出されたフィラメントは空気流（急冷）
装置を通過し、ここでこの装置は米国特許第4,712,988
号（ブローダスら）の装置に多少類似するが、紡糸口金
後の紡糸路の第１ゾーン（例えば、約3.6cmの距離）に
おいて低い（が十分な）空気流を提供し、次いで繊維の
加速が起こるとき、紡糸路の次のゾーン（例えば、約2.
8cmの距離）においてより高い流れを提供するプロフィ
ルを有すべきである。

第２図は、紡糸口金（11）付近のゾーン（21）に低い
孔密度／単位面積をもつ空気送出装置を備え、そして引
き続くゾーン（22）の孔直径および／または密度を増加
することによって、このような空気流のプロフィルを提
供する１つの装置を示す。あるいは、第１ゾーンの孔直
径を減少するか、あるいは供給チャンバーを変更して空
気流を制限して、同様な結果を達成することができる。
次いでゾーン２（22）が存在し、それぞれゾーン３（2
3）およびゾーン４（24）が存在し、紡糸口金からの距
離が増加するとき、孔／単位面積はより小さくなる。こ
うして、フィラメントが紡糸口金の直ぐ下で加速すると
き、供給される空気の分布のプロフィルは増加し、そし
てサブデニールのステープルのための多数の微細なフィ
ラメントを紡糸するとき、これは最適な紡糸性およびフ
ィラメントの均一性のために重要であることが発見され
た。

第３図は、第２図に示す装置を使用して達成される紡
糸路に沿った空気流のプロフィルを示す。低い空気流は
紡糸口金の直ぐ下のゾーン１（21）において提供され
て、多少の冷却を与える。この技術からの重要な差は、
実施例１における結果から理解されるように、遅延され
た急冷が望ましくないことである。他方において、この
位置における空気流が高過ぎると、乱流に関連する不安
定性に導くばかりでなく、かつまた糸の張力を増加し、
紡糸の不連続性に導くことをわれわれは発見した。これ
らの効果は米国特許第4,712,988号（ブローダスら）の
教示との差である。フィラメントが加速する区域におい
て、加速する糸の要求、すなわち、ゾーン２（第３図に
また示す22）における要求を満足するために、高い空気
流を必要とする。次いで、それぞれ、第２図および第３
図において23および24として示す、ゾーン３および４に
おいて、さらに少ない追加の空気が要求されることがあ
り、このときフィラメントは急冷チャンバーを下降しそ
してそれらの加速は減少して、最後に引き取りの定常速
度を達成する。フィラメントの加速のプロフィルおよび
空気流のプロフィルを、第３図に示す程度に、冷えば、
本発明の方法を使用して臨界的紡糸範囲において合致せ
ることは有用であることが証明された。

好ましい態様において、ポリエステルをポリマーの溶
融温度より20℃〜60℃高い温度に溶融および加熱し、不
活性媒質を通して濾過し、そして紡糸毛管を通して約0.
19〜0.35g/分、好ましくは0.23〜0.33g/分の範囲の質量
流速（Ｗ）で押出す。高い紡糸密度単位面積を有する紡
糸口金（例えば、第１図に示すもの）は好ましい。第１
図を参照すると、このような紡糸口金（11）は1952の毛
管を含有することができ、このような毛管の各々は0.01
8cmの直径を有し、14の円で配置されている。円は直径1
1.7cmの外側の円（12）と直径6.4cmの内側の円（13）と
の間に含まれていて、26毛管／平方センチメートルの紡
糸密度を与える。このような密度は毛管が位置する環状
区域にわたってのみ計算し、すなわち、中央の区域また
は毛管が位置しない外側位置において計算しない。毛管
は約1.8×10^-4cm²（28平方ミル）〜7.5×10^-4cm²（115
平方ミル）、好ましくは２×10^-4cm²〜4.5×10^-4cm²の
範囲の断面面積、および長さ／直径の比が約1.17〜５、
好ましくは1.2〜２の範囲にあるような長さを有する。
毛管の形状は丸いか、あるいは裂片、多裂片、中空（多
ボイドを含む）のフィラメントを提供するようなもので
あることができる。

紡糸されたポリエステルフィラメント（延伸前）は、
典型的には約3.6より小さい、例えば、約1.13程度に小
さい、一般に約3.4までのデニール／フィラメントを有
する。延伸されたフィラメントおよびステープルファイ
バーはサブデニールであり、好ましくは約0.54〜約0.8
デニールである。低密度のポリマーのこのような繊維
は、ファブリックおよび衣服において有利な性質を有す
るので、好ましいが、従来経済的に製造することが困難
であった。

急冷ゾーンを去った後、潤滑剤を普通の手段、例え
ば、ロータリーローラーによりフィラメントに適用し、
そして多数の紡糸セルからのフィラメントを組み合わ
せ、そして好ましくは1200〜1800、あるいはなお1900m/
分であるような速度で集める。普通のポリエステル法に
より、多数の玉揚げを組み合わせ、延伸し、ヒートセッ
トしそしてステープル長さに切断して、標準デニールの
製品に類似する性質をもつ、0.54〜0.8デニールの好ま
しい繊維を製造する。得られる製品をステープル紡糸さ
れた糸およびファブリックまたは充填用製品に普通の装
置および方法を使用して加工することができる。

試験法相対粘度（LRT）相対粘度（LRT）は、米国特許第4,712,988号（ブロー
ダスら）において定義されている通りである。

クリンプの吸収クリンプ加工したローブを125mg/デニールの荷重で押
出し、クランプし、そして1mの長さに切断する。切断し
た試料を垂直に取り付け、そしてその長さを測定する。
クリンプの吸収を次の式から計算し、そして押出された
長さの百分率として表す：ここでLeは押出された長さ（100cm）であり、そしてLr
は緩和した長さ（すなわち、荷重から解放したとき）で
ある。

フィラメント間の直径の均一性断面の写真（またはビデオの画像）をフィラメント束
について35×の倍率で撮る。各フィラメントの断面の直
径を２つの方向で測定する。10本のフィラメントを合計
20回の測定で測定する。直径の測定値の平均および標準
偏差を使用して、CV％を計算する。これを実施例１につ
いて表に欄「UNIF」（均一性）の下に記載する。

フィラメントの強さ−束の方法ロープのある区画に125mg/デニールの張力を加えて、
そして約175デニールの既知の長さ（25.4cmより長い）
の束を選択し、そしてロープから除去する。各束のデニ
ールを秤量により決定する。各試験をインストロンの中
に25.4cmの長さでクランプし、そしてクロスヘッドを1
5.24cm/分の速度で押出す。破断強さおよび伸び率を加
えた荷重および破断時の長さから計算する。５回の決定
を行い、そして各試料について一緒に平均する。特記し
ない限り、この明細書におけるすべての繊維の強さのデ
ータは束の方法により得られた。

強さ−単一フィラメントの方法ロープに125mg/デニールで張力を加えそして1mの長さ
を秤量することによって、既知の数フィラメントを有す
るロープの試料のデニールを決定する。個々のフィラメ
ントのデニールを合計のデニールおよびフィラメントの
数から計算する。この平均のデニールを単一フィラメン
トのデニールとして取る。33cmの長さの単一のフィラメ
ントを選択し、そして注意してロープの試料から取り出
す。各フィラメントをインストロンの中に25.4cmの長さ
でクランプし、そしてクロスヘッドを15.2cm/分の速度
で押出す。破断強さを平均のデニールから計算する。破
断時の長さの延長％を伸び率として取る。各試料につい
て10回の決定を行い、そして一緒に平均する。

下記の実施例によって、本発明をさらに説明する。

実施例１ 20.4LRV（約0.64IV、固有粘度）の標準のポリエチレ
ンテレフタレートのポリマーから、普通の溶融ユニット
を使用して、異なる条件下、いくつかの組のフィラメン
トを紡糸し、ここでフィルターおよび紡糸口金のパック
を装備した紡糸ブロックに、溶融したポリマーをギヤー
ポンプにより供給する。紡糸条件（ことに急冷）の変動
を、下表に、紡糸操作法（すなわち、紡糸の連続性が満
足すべきものであるか、あるいは頻繁な破断、例えば、
したたりからの破断のための操作不能性）および紡糸さ
れたフィラメントの紡糸デニールおよび均一性と一緒に
要約する。ポリマーを290℃の温度で、第１図に示すよ
うに配置された、紡糸口金を通して紡糸し、ここで紡糸
口金は1952毛管を含有し、26毛管/cm²の密度をもち、各
毛管は0.018cmの直径を有しそして直径14cmの紡糸セル
において0.023cmの深さを有した。27〜36kg/時で変化す
る合計の紡糸セルの処理量（TP/CEL）について、処理量
／毛管（表においてTP/CAP）は0.232〜0.31g/毛管／分
で変化した。

表の中に述べられている種々の空気流の送出または分
布系を有する、使用した急冷装置は、次の通りである：
「一定」は、項目Ａ、ＢおよびＣに示すように、遅延し
た急冷後、同様な大きさのパフォレーションが有孔分布
シリンダーの中に形成されていることを示す。「勾配」
は、項目について、米国特許第4,712,988号（ブローダ
スら）に記載されているように、シリンダーの中の多孔
度を漸進的に減少することによって、空気流を漸進的に
減少することを示す。「プロフィル」は、第２図および
第３図に示すように、紡糸口金の直ぐ下の3.6cm（ゾー
ン１）において中程度の空気流を供給し、次いで冷却ゾ
ーンに沿って3.8〜6.4cmの位置する次のゾーン（２）に
おいて最高の空気流を供給し、次いで紡糸口金より下
の、それぞれ、6.4〜11.7cm、および11.7〜16.5cmに位
置する連続するゾーン３および４において空気流を漸進
的に減少するように、孔の大きさをプロフィル化させる
ことを示す。

供給される空気の合計量を空気圧（水のセンチで記載
する）で示す。

フィラメントの束（素糸）が冷却ゾーンを去った後、
ロータリーローラーで潤滑剤をフィラメントの束に適用
する。紡糸する素糸を組み合わせ、そして1463〜1737m/
分で変化する引き取り速度で集めた。結果を下表に示
す。

最初の項目（Ａ〜Ｅ）のすべては20.4LRVのポリマー
を使用したことが認められるであろう。これらのうち
で、項目Ａ〜Ｄは比較であり、そして項目Ｅのみは本発
明によるものであった。一定および勾配の系（項目Ａ〜
Ｄ）のいずれも、許容される方法または製品について、
適切な操作性または繊維の均一性を与えなかった。他方
において、本発明による方法に従うプロフィルの系は、
20.4LRVのポリマーを使用して、満足すべき操作性およ
び改良された直径の均一性（項目Ｅ）を与えた。

しかしながら、同様なプロフィルの空気系を低い粘度
のポリエステルに適用した（項目Ｆ〜Ｌ）とき、項目
Ｉ、Ｊ、およびＫにおいて、0.31g/分のより高い処理量
／毛管を使用したとき、満足すべき製品および方法がは
じめて得られた。これらの条件下に紡糸された繊維は0.
8の最終デニール／フィラメントにはじめて延伸しかつ
ヒートセットすることができたが、よりデニールはまた
望ましいであろう。項目Ｌ〜Ｎは空気の全供給量を変化
させたときの影響を示す。プロフィル化した流れを使用
している間さえ、紡糸が困難である10LRVのポリエステ
ルを使用して満足すべき紡糸性能および繊維の均一性を
得るために、ことに低い紡糸デニールを得るために、こ
れらの項目について示したように、全空気流をフィラメ
ントの加速に合致させることが必要である。

項目Ｏ〜Ｕは、ｉ）プロフィル化した空気流の系を使
用し、かつii）全空気流（供給圧）が全フィラメント束
の要求と合致しているとき、満足する紡糸操作性を得る
ところの処理量及び紡糸速度の範囲は増加することを示
す。

デニールが減少しかつ紡糸密度が増加するとき、これ
らはますます臨界的となる。

実施例２相対粘度（LRV）20.4のポリエチレンテレフタレート
を、本質的に実施例１におけるように本発明に従い、15
14m/分で、溶融紡糸しそして集めた。紡糸口金の下の第
１の3.5cmから流入する中程度の流れで冷却空気を供給
し、次いで引き続く2.8cmにおいてより高い空気流を供
給する、プロフィル化した空気流のアセンブリーを、空
気のチャンバーから2.0cmの水圧で供給する。紡糸され
た束の多数の素糸を普通のポリエステル延伸機で延伸
し、スタッファーボックスクリンパーでクリンプし、13
0℃において８分間ヒートセットし、3.8cmの長さに切断
して、綿糸の製造システムにより加工に適当な、サブデ
ニールのステープルファイバーを製造した。

項目１項目２紡糸セル処理量、kg/時 27.5 31.8 紡糸口金の孔密度、＃/cm² 26 26 毛管の処理量、g/分 0.24 0.27 紡糸デニール／フィラメント 1.40 1.62 紡糸の性能すぐれるすぐれる組み合わせた素糸の数 721 555 延伸比 2.25 2.35 延伸温度、℃ 95 95 延伸速度、m/分 229 229 炉温度、℃ 130 130 デニール／フィラメント 0.66 0.79 強力、g/デニール 3.4 3.4 伸び率、％ 22.7 26.2 10％伸び率におけるモジュラス 1.2 1.3 クリンプ/cm 5.6 5.8 クリンプ／吸収 29.0 29.0 実施例３ポリエチレンテレフタレートを２％のナトリウム−3,
5−ジカルボメトキシベンゼンスルホネートで変性し
て、13.2LRVの粘度をもつポリマーを製造した。生ずる
ポリマーを本質的に実施例１および２におけるようであ
るが、280℃の温度において31.8kg/時の処理量および15
54m/分の紡糸速度で紡糸した。使用した冷却システムは
前述のプロフィル化したシステムであった。紡糸素糸を
巻管上に集め、そして40本の管巻を組み合わせて普通の
ポリエステル延伸アセンブリーの中に導入した。カチオ
ン染色性、すぐれた紡糸性能およびきわめてすぐれた物
理的性質を有する、0.85デニール／フィラメントのサブ
デニールの繊維が得られる。物理的性質および加工条件
を下に記載する：紡糸デニール／フィラメント 1.57 紡糸形成の均一性、％ 9.15 延伸比 2.63 延伸速度、m/分デニール／フィラメント 0.85 ＊強力、g/デニール 2.84 ＊伸び率、％ 36.5 クリンプ/cm 6.3 クリンプ吸収 30.1 ＊10インチの単一フィラメントの方法実施例４溶融粘度を増加するように0.15重量％のテトラエチル
シリケートで変性したポリエチレンテレフタレートを、
本質的に実施例１におけるように、本発明によるプロフ
ィルの空気流を使用して紡糸した。14LRVのポリマーを2
80℃の温度において0.283g/分の処理量／毛管および33k
g/時の合計の紡糸セルの処理量で紡糸し、そして1370m/
分で集めた。紡糸された供給物を2.79×延伸比で延伸
し、一定長さを保持しながら165℃に6.8秒間加熱し、潤
滑剤を適用し、そして70℃において８分間乾燥した。生
ずるロープを3.8cmの長さのステープルに切断し、そし
て綿システムの加工装置で加工して、低いピリングの、
柔らかい、望ましいファブリックを製造した。得られた
繊維の性質は次の通りである：紡糸デニール／フィラメント 1.86 デニール／フィラメント 0.70 強力、g/デニール 3.2 伸び率、％ 10.8 クリンプ/cm 4.8 クリンプの吸収 23 実施例５普通のエステル交換および0.33重量％のテトラエチル
シリケートを添加して溶融粘度を上昇させたポリ縮合反
応により、低分子量のポリエチレンテレフタレート（1
0.0LRV）を製造し、そして、本質的に実施例４における
ようにして紡糸した。フィラメントをパッケージ上で12
60m/分の速度で普通のボビン巻取装置を使用して巻取っ
た。これらのフィラメントを一緒に集め、延伸し、クリ
ンプし、そしてヒートセットして約60,000デニールのト
ウを形成した。トウの17の素糸を、4.51の合計のドラフ
トにセットしたセイデル（Seydel）677延伸−破断コン
バーターに供給した。生ずるスライバーは9.4cmの平均
繊維長さを有し、梳毛糸システムによる加工に適当であ
った。延伸−破断のスライバーの繊維の性質を次のよう
に測定された（短い繊維長さについて変更した）：デニール／フィラメント 0.71 強力、g/デニール 3.30 伸び率、％ 11.1 実施例６ 0.33重量％のテトラエチルシリケートを含有するポリエ
チレンテレフタレートを10LRVで製造し、そして本質的
に実施例４におけるように、0.27g/毛管／分の毛管処理
量で溶融紡糸して、1.78の紡糸デニール／フィラメント
を得た。16紡糸セルからの素糸を組み合わせ、そして共
通の容器の中に1370m/分で集めた。多数のカンを含有す
るクリールを普通のポリエステル延伸装置に供給して、
900,000デニールのロープを製造した。2.88×で延伸し
た後、潤滑剤を適用し、そして生ずるロープを130℃に
おいてヒートセットして構造体を安定化した。このロー
プを綿長さ（3.8cm）に切断し、そして綿糸紡糸装置で
加工して、例外的な柔らかさ、ドレープ性、およびピリ
ング性能をもつ糸およびファブリックが得られた。加工
条件および製品の性質は次の通りであった： LRV 10.0 処理量／セル、kg/時 32 紡糸速度、m/分 1370 紡糸デニール 1.78 紡糸した糸の均一性、CV％ 4.19 延伸比 2.88 デニール／フィラメント 0.66 強力、g/デニール 3.1 伸び率、％ 21.9 10％伸び率における強力 1.8 CPI 10.4 クリンプの吸収、％ 27.0 実施例７ 20LRVのポリエチレンテレフタレートを製造しそし
て、本質的に実施例１におけるようにして、0.23g/毛管
／分の処理量／毛管で26.9kg/時の紡糸セルの処理量に
ついて紡糸した。糸を紡糸口金の下において低い空気流
を使用し、次いで引き続く冷却ゾーンにおいてより高い
空気流を使用して冷却した。1.6％の水酸化ナトリウム
を含有する潤滑剤を繊維束に適用し、そして生ずる繊維
束をボビン上で640m/分で集めて、3.24の紡糸デニール
／フィラメントを得た。60ボビンを98℃の水浴に供給
し、ここでそれらをまず配向なしに4.39×に押出し、次
いでまず40℃の温度で2.68×に延伸し、次いで98℃にお
いて1.18×の最終の延伸比で延伸した。繊維束を一定長
さに保持して175℃に5.1秒間加熱した。物理的性質は次
の通りである：デニール／フィラメント 0.25 ＊強力、g/デニール 3.20 ＊伸び率、ｇ 19.7 ＊10％伸び率における強力 2.4 25.4センチの単一フィラメントの方法同様な方法において、必要に応じて、「超延伸」を参
照して米国特許第2,578,899号（ペイス）、および米国
特許第4,444,710（モスト）に記載されているように、
本発明のフィラメントの任意のもののデニールを減少し
て、中空繊維のボイド含量を増加することができる。

理解されるように、本発明に従い得られた微細デニー
ルのステープルファイバーに加えて、前駆体フィラメン
トのトウ、スライバーおよび他の前駆体フィラメント製
品を、また、本発明に従い、末端製品と同様に、例え
ば、衣服またはファブリック、あるいは充填材および充
填した製品の形態で、必要に応じて、含めることができ
る。

フロントページの続き (72)発明者マニング，ハロルド・ローレンス，ジユニアアメリカ合衆国ノースカロライナ州 27812ベセル・ホワイトハーストストリート409 (72)発明者トリバー，ジエイムズ・ウイリアムアメリカ合衆国ノースカロライナ州 28501キンストン・オークランドドライブ2816 (56)参考文献特開平３−213564（ＪＰ，Ａ) 特公昭43−19610（ＪＰ，Ｂ１) 特公昭43−13342（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 6/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】９〜23の範囲の相対粘度（LRV）のポリエ
ステルポリマーを紡糸毛管を通して0.19〜0.35g/分の範
囲の質量流速で、1.8×10^-4cm²〜7.5×10^-4cm²の断面面
積のフィラメントに溶融紡糸し、各紡糸セルが少なくと
も1600のこのような毛管を含有し、そして出るフィラメ
ントが急冷チャンバーを通過するとき、それらは半径方
向に急冷される、サブデニールのポリエステルのステー
プルファイバーを製造する方法において、供給される空
気の量の分布のプロフィルをコントロールして、新しく
押出されたフィラメントに紡糸口金の直ぐ下の第１ゾー
ンにおいて冷却空気を供給し、次いで第１ゾーンより下
の他のゾーンにおいて増加した量の空気を供給し、次い
でフィラメントが急冷チャンバーを去る前に、供給され
る空気の量を減少し、これにより４より小さい紡糸デニ
ールのフィラメントを650〜2000m/分の引き取り速度で
集め、そして延伸しそしてステープルファイバーに変換
する、ことを特徴とする方法。
【請求項２】相対粘度（LRV）が９〜16である、請求の
範囲１の方法。
【請求項３】相対粘度（LRV）が９〜11.5である、請求
の範囲１の方法。
【請求項４】質量流速／紡糸毛管が0.23〜0.33g/分であ
る、請求の範囲１の方法。
【請求項５】フィラメントを少なくとも21紡糸毛管/cm²
で紡糸する、請求の範囲１の方法。
【請求項６】紡糸口金11、溶融したポリマーを前記紡糸
口金に通過させる手段、前記紡糸口金の直ぐ下に位置す
る中空のシリンダー状有孔部材15、およびガス10の流れ
を供給され、前記有孔部材を取り囲んで、出口へ行くフ
ィラメント32のための急冷チャンバー33を形成するプレ
ナムチャンバー17を含むポリマーを溶融紡糸する装置に
おいて、前記チャンバーにおいて内方に、フィラメント
に向かう半径方向のガスの分布のパターンを垂直方向に
プロフィル化して、前記紡糸口金の直ぐ下の第１ゾーン
21において低いが十分なガス流を供給し、第１ゾーン21
より下の位置における第２ゾーン22においてより大きい
ガス流に増加し、次いで急冷チャンバーの出口の前にお
いてより少ないガス流に減少し、前記紡糸口金の直ぐ下
の前記第１ゾーン21における第１の低い多孔度から、前
記第１ゾーンより下のより低い位置における前記第２ゾ
ーンにおけるより大きい多孔度を通して、次いで前記急
冷チャンバーの出口における第２の低い多孔度に減少す
る、多孔度の前記中空有孔部材を形成することによっ
て、前記プロフィル化を実施することを特徴とする、ポ
リマーを溶融紡糸する装置。
【請求項７】前記有孔部材を有孔プレートから形成し、
前記有孔プレートの孔の直径は対応する第１の低い値か
ら、前記より低い位置におけるより大きい値を通して増
加し、前記出口における第２の低い値に減少することを
特徴とする、請求の範囲６の装置。
【請求項８】前記有孔部材を有孔プレートから形成し、
前記有孔プレートの孔の密度は対応する第１の低い値か
ら、前記より低い位置におけるより大きい値を通して増
加し、前記出口における第２の低い値に減少することを
特徴とする、請求の範囲６の装置。