JP3346575B2 - 高フィラメントカウント細フィラメントポリエステル糸の製法 - Google Patents

高フィラメントカウント細フィラメントポリエステル糸の製法

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    • DTEXTILES; PAPER
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    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
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    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J1/00Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/22Stretching or tensioning, shrinking or relaxing, e.g. by use of overfeed and underfeed apparatus, or preventing stretch

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融紡糸細連続フィラメントポリエステル
糸に関係する改善に関するものであり、特に高フィラメ
ントカウント(high filament count)(HFC)のような
改善された均一性を有する糸を作製するための改良され
た工程に関するものであり、例えばフィラメントを破断
することなしで下流処理を要する繊維(textile)の最
終用途および染色性が問題となる(dye−critical)繊
維の用途における使用にこれらの糸を特に適したものと
することである。
デニール・パー・フィラメント(dpf)が約1未満
(すなわち、絹のdpfに近似)のポリエステルフィラメ
ント糸は、市販されているが、より慣用のdpfを有する
フィラメント糸(綿のdpfに近似)を作製するよりもコ
スト高となる。我々のいわゆる「親」出願第07/647,371
号(一部継続出願(米国特許第5,288,553号として現在
発行)、関連出願(companion case)(米国特許第5,25
0,245号として現在発行)があるために現在は放棄、そ
れらの両方の文献に開示された記載を本明細書で援用す
る)は、新規の直接溶融紡糸工程による、該細フィラメ
ント(fine filament)の作製法に関するものであっ
た。
売買における細フィラメント繊維(フラットまたは加
工)糸への反応は、細フィラメント糸の総糸・デニール
(total yarn denier)(DY)がそれが代替するより高
いdpf糸のDYとおおよそ同じでない限り、繊維布地にお
ける使用に限定する傾向があった。例えば、現在使われ
ている(incumbent)糸が、デニール1.5dpfのフィラメ
ントを有し(この現在の糸を低フィラメントカウント
(LFC)糸として言及する)、フィラメントがLFC糸の半
分のdpf、すなわち0.75dpfである細目のフィラメントで
代替される場合、現存する繊維の最終用途における直接
代替とする、すなわち同じ布地の重さ(グラム/平方メ
ートル)を提供するには、細目のフィラメント(0.75dp
f)糸におけるフィラメントの数は、現在のLFC糸のフィ
ラメントの数のおおよそ2倍である必要がある。換言す
れば、例えば100フィラメントかつ150デニール(すなわ
ち、1.5dpf)のLFC糸は、低めの0.75dpfのために、同じ
く150デニールしかし200フィラメントのHFC糸によって
取り替えられるべきである。ある繊維生産者は、それゆ
え、2回(または以上)独立した小さめの細フィラメン
ト「束」を紡糸し、それとは別の小さめの束を一緒に混
ぜ(co−mingled)(インターレースさせ(interlace
d))取り替えられる大きめのdpfのLFC糸の総糸・デニ
ール(DY)に等しい所望のDYを有する単一のHFC糸を提
供する。彼らは、この独立した紡糸にかかる紡糸生産性
の損失、すなわちたった1つの糸用のフィラメントを提
供するのに2つ(または以上)の紡糸口金が用いられる
という事実に起因する紡糸生産性の損失にかかわらず、
これを行ってきた。多くの紡糸口金を用いる理由は、高
めのdpfのフィラメントを紡糸する先行の経験に基づい
て、満足のいく品質レベルを維持するために(エンドに
沿った(アロング・エンド(along−end))デニール、
構造均一性および機械特性が、我々の用いる基準であ
る)。紡糸口金面における「有用な」押出領域(ここで
はフィラメント押出密度(FED)として、言及され、#/
cm2として得られる)あたりの紡糸されたフィラメント
の数(#)を大きめのdpfのLFC糸を紡糸するのに以前用
いられたものを著しく超えて、増加させることは望まし
くないと信じられてきたからである。顧客が繊維生産者
から、独立した低糸デニールの小さめの細フィラメント
糸を受け取ることになっていた場合、顧客は望みの総糸
デニール(DY)を得るために2つ以上のこれらの小さめ
の細フィラメント糸を一緒に混ぜることを望むであろう
から、最終繊維糸を作る際に彼にとって追加のコストが
かかることとなるであろう。また同じ糸デニール(DY
の単一のHFC束をインターレースすることにより提供さ
れるのと同様な視覚的布地の美観(または染色均一性)
を、独立して紡糸された混ぜこみフィラメント(co−mi
ngling filament)糸は提供しなかった。換言すれば、
諸撚り糸と一体のインターレース糸の間には美観および
/または性能の著しい検知しうる相違が存在した。
従って、HFC細フィラメント糸の下流工程のために要
求されるアロング・エンド均一性および機械特性を維持
しながら、単一押出紡糸口金からの細dpfフィラメント
の単一HFC束を紡糸し(すなわち2つ以上のフィラメン
ト束をよる必要のない)、そしてそれにより紡糸生産性
を犠牲にすることのない、溶融紡糸工程を提供すること
が望ましかった。
本発明によると、13から23の相対粘性率(LRV)およ
び240℃から265℃のゼロ剪断融点(Tm o)を有するポリ
エステルポリマーから、少なくとも150の細フィラメン
トの数(#)および0.5から2.2のスパン・デニール・パ
ー・フィラメント(dpf)を有するインターレース・
マルチフィラメント(HFC)糸を溶融紡糸することによ
る作製工程が提供され、 (i)ポリエステルポリマーを溶融し、得られた溶融物
をTm oを超え、25℃から55℃のポリマー温度(Tp)まで
加熱し、そして加熱した溶融物を濾過する工程と、 (ii)紡糸口金面にある少なくとも150のキャピラリー
を通して、濾過した溶融物を押し出し、少なくとも6フ
ィラメント/cm2のフィラメント押出密度(FED)および
総溶融物質量フロー速度(total melt mass flow rat
e)W(g/分で表す)において、少なくとも150のフィラ
メントストリーム(filament stream)の前述の数
(#)を形成する工程と、 ここで、これら全てのストリームの総溶融物質量フロ
ー速度はW(=wx#)で、ここでwは1つのキャピラリ
ーを通しての質量フロー速度で、かつ=(dpf)sx
(Vs)/9000であり、Vsは、紡糸引き取り速度(spinnin
g withdrawal rate)であり、少なくとも2Km/分であっ
て、 (iii)新たに押し出された(freshly−extruded)フィ
ラメントストリームを直ちに紡糸口金面の下方でディレ
イシュラウド(delay shroud)により保護し、次いでそ
れらを層流速度(Qam/分)の急冷空気(quenching ai
r)によりスピンファクター(Spin Factor)SFが、0.2
から1となるよう、冷却する工程と、 ここで、スピンファクター(SF)は、下記の式で計算
される、 SF=k{(LRV)[(Tm o+25)/(Tp)][(Vs)2/(dpf)][(Qa/W)0.2][(FED)(L
q)]−0.7]} ここで、“k"=2.4x10+5であり、‘n'=マイナス(−)
0.8である。
(iv)フィラメントストリームをTg未満の温度まで冷却
し、得られた冷却フィラメントを、紡糸口金面からの収
束距離(convergence distance)(Lccm)で、少なくと
も150フィラメントの単一のマルチフィラメント束に収
束し、そして単一マルチフィラメント束をインターレー
スして、インターレース紡糸配向糸(interlaced spin
−oriented yarn)を提供する工程と を含み、 ここでインターレース糸は、2から5Km/分の巻取り速度
で、パッケージを形成する。
示されるように、スピンファクター(SF)は、重要で
あり、下記の式により定義され、 SF=k[ησFQF であり、ここで用いるのは下記の「拡張された」式で
あり、 SF=k{(LRV)[(Tm o+25)/(Tp)][(Vs)2/(dpf)][(Qa/W)0.2][(FED)(L
q)]−0.7]} ここで、 k=2.4x105 n=マイナス(−)0.8 η(明白な溶融物粘度)=(LRV)[(Tm o+25)/(Tp)] σ(紡糸ライン応力ファクター(spinline stress factor))=(Vs2/
(dpf) QF(急冷ファクター)=[(Qa/W)+0.2][(FED)(Lq)−0.7] W(g/分/押出束)=(#フィラメント)x(w) w(g/分/キャピラリー)=[(dpf)sxVs(m/分)/9000] Qa=分あたりの空気層流のメートル FED=「有効な」押出領域あたりの#フィラメント(cm2) Lq=ディレイ急冷長(cm) ここでη、σ、およびQFの3つの全ては、本発明に
従って、均一の細フィラメント(HFC)糸を紡糸するた
めに、スピンファクター(SF)が0.2から1となるよ
う、上記の関係で示されるように、バランスがとれてい
るべきである。
フィラメントの品質レベルは、アロングエンド・デニ
ール(すなわち、低デニール分布(DS)、望ましくは2.
5%未満、特に約2.0%未満、好ましくは約1.5%未満、
そして特別に約1.0%以下であり、これら均一性の基準
は、dpfが減少すると、ますます取得が困難となると考
えられている)、構造均一性(アロングエンド延伸張力
(係数)変化(DTV、%)として測定され、望ましくは
1%未満であるべきであり、スピンファクター(SF)と
の関係で、より詳細に論義され、特に、後述の図1を参
照のこと)および機械特性(標準化された破断時のデニ
ール強力(TB)によって測定され、ここで(TB=強
力(g/d)(RDR)(20.8/LRV)0.75、後に論議するよ
うにここで(RDR)は、残留(residual)スパン延伸
比であり、(RDR)=[1+(EB)/100]と定義さ
れ、ここで(EB)は破断伸びパーセントである)。
この後議論されるように、ここおよび当該技術でのキ
ャピラリー寸法(Dは直径、Lは長さ)は、非常に重要
である。L/D比が少なくとも2であり、L/D4値は、少な
くとも335mm-3であるような、該寸法が好ましい。
この新しい溶融紡糸工程により、本発明に従い、少な
くとも5000の溶融紡糸生産性を達成することが可能とな
り、ここで溶融紡糸生産性(Ps)は、引き取り速度
(Vs)(m/分)および(Ps=Vsx(RDR))の式に従
う、紡糸配向フィラメントの残留スパン延伸速度(RD
R)から得られ、そして(RDR)は、(RDR)
[1+(EB)/100]として与えられ、ここで(EB)は破
断伸びパーセントである。
得られるインターレース・マルチフィラメント糸は、
後に示されるように、新しいものと考えられている。と
いうのは、それらは、少なくとも150の細デニールフィ
ラメントを数え、2.2スパンdpf(dpf)までの、そし
て延伸された時に1dpfまでの、それでもそれらのフィラ
メントもつれは、一体のインターレースを示す。示され
るように、フィラメントには低DTV値として、そして望
ましくは低DSとして、糸には高(TB値として、表さ
れるように、それらは、望ましい均一性を示す。
ある紡糸配向糸(spin−oriented)は、すなわち紡糸
したままの(as−spun)条件において「直接使用」糸と
して用いることができ、紡糸配向糸の殆どは、組合せ
(coupled)または別途(split)の工程において、単一
エンドまたは2、3のエンドのシートの形態、またはヨ
コ糸なしのタテ繊維シート(weftless warp sheet)の
形態に、延伸され、所望するように残留伸び(residual
elongation)が、通常、約15%から約40%の間であ
り、かつ標準化(TB値が少なくとも5.5g/dd、好ま
しくは少なくとも5g/dd、および特に少なくとも6g/ddを
有する延伸フラットマルチフィラメント糸を提供するこ
とができる。そのような延伸は、組合せまたは別途延伸
工程の一部として、例えば延伸空気噴射加工(draw air
−jet texturing)または延伸仮撚り加工(draw false
−twist texturing)として、組み込むことができ、そ
の場合糸は、幾分高い伸びまで、例えば、約45%にまで
延伸されることができる。糸は、望むならば、圧縮捲縮
工程(例えば、スタッファー・ボックス捲縮)にかける
ことができる。
本発明のHFC糸(紡糸または延伸、フラットまたは加
工糸にかかわらず)は、一体のインターレースを有し、
少なくとも150フィラメント、好ましくは少なくとも175
フィラメントおよび特に少なくとも200フィラメントを
有する。示されるように、紡糸されたままのフィラメン
トのスパンデニール(dpf)は、望ましくは0.5から2.
2であり、そして好ましくは0.6、0.65または0.7であ
り、例えば約2(dpf)までである。延伸された(例
えば、フラットまたは延伸加工された)本発明のHFC糸
のデニール・パー・フィラメントは、約1以下で、通常
約0.8までの、例えば0.2から0.8dpfのフィラメントデニ
ールを有する。本発明の延伸加工HFC糸は、破断伸びが1
5%から45%、標準化破断時デニール強力が少なくとも4
g/dd、好ましくは少なくとも4.5g/dd、および1000メー
トルあたり10未満のToray Fray Count、好ましくは1000
メートルあたり5未満であることによってさらに特徴づ
けられる。
後で崇高にできる(post−bulkable)高フィラメント
カウント(HFC)糸は、デニールおよび/または断面の
異なる2つ以上のタイプのフィラメントを含むHFC混合
フィラメント糸を、フィラメントタイプ間に潜在的な異
なる収縮率(potential differential shrinkage)を提
供する(結晶性の差のため)ような選ばれた条件下にお
いて、紡糸および穏やかに熱固定することにより作製す
ることができる。すなわち、このような選ばれた条件と
は、少なくとも5%の収縮差を保存するのに十分であり
(すなわち、固定のため加熱しすぎないよう)、そして
延伸混合フィラメント糸が、緩やかな条件下加熱される
場合、HFC延伸混合フィラメント糸が十分な異なる収縮
率を保持し、差異を伴って収縮し、そして異なるフィラ
メント長を有する(エンドに沿ったループを与える)糸
を与え、それにより表面フィラメント(もとは低収縮
性)のdpfよりも大きい(dpf)coreを有するコアフィラ
メント(もとは高収縮性)を含むHFCバルキーヤーンを
提供するような条件のことである。本発明のHFC混合収
縮糸において、精錬(boil−off)収縮後(ABO)の表面
フィラメントは、望ましくは1未満の(dpf)ABO、そし
て好ましくは0.8未満を有し、総糸平均(dpf)(精錬
後)は、(例えば、実施例5に示すように)通常1未満
となるべきである。
本発明のさらなる態様および具体例は、この後表され
る。
図1は、先に定義し延伸張力変数(DTV、%) 対
スピンファクターSFの図である。本発明の未延伸糸は、
好ましくは1%未満のDTV値を有し、SFが、破線で示さ
れた0.2から1の範囲内となるように紡糸される。本発
明の好適な糸を作製するためのDTVおよびSF値の好適な
組合せは、線AおよびCの間の陰をつけた領域 により表され、ここで線AおよびCは、式DTV=a(S
F)+bを有し、ここでa=1かつ、線AおよびCそれ
ぞれにおいてb=+0.2および−0.2、(特に好適な線B
のどちらの側も、線Bでは、b=0であることを除き、
同様に表現される)そしてDTVおよびSF値は共に0.2およ
び1の間である。
図2は、精錬収縮パーセント(S) 対 破断伸びパ
ーセント(EB)の表現図であり、ここで直線1、2、
3、4、5、6、7および8は(1−S/Sm)が数値0.8
5、0.7、0.6、0.4、0.2、0.1、0.05および0を、それぞ
れ表し、曲線9は、例えば、紡糸速度を増加するが他の
全ての工程変数を変化させることなく、形成される一連
の糸での典型的収縮 対 破断伸びの関係を表す。他の
工程変数(dpf、ポリマー粘度等)を変えると、本質的
に類似の配置である類似の曲線の「ファミリー」を生産
する。垂直な破線は、本発明の好適なフィラメントのEB
値の範囲を示す。すなわち、EB値は40%から175%、経
時安定性に基づき、160%が事実上の上限であり、特に1
40%までである。
「幅広斜線部の」 領域によって表される本発明の好適なフィラメントは、
延伸フィード糸に特に適しており、約90%から160%のE
B値および少なくとも約0.05の(1−S/Sm)値によって
定義される(線7)。
特に直接用法(すなわち、さらなる延伸および/また
は加熱の必要のない)に適した本発明の好適なフィラメ
ントは、約40%から約90%のEB値および少なくとも約0.
85の(1−S/Sm)比が、境界になる「密な斜線部の」 領域によって表される(線1)。
式(1−S/Sm)は、応力誘発結晶化相対度(SIC)と
して、ここで用いられる。Smは、結晶比度の非存在下に
おける所定の分子の伸長度(EB)のフィラメントに期待
される最大収縮ポテンシャルであり、下記のように計算
することができる。
Sm(%)=([(EBmax−EB]/[(EBmax+100])100% ここで(EBmaxは、総非晶質「等方性」フィラメント
の期待される破断伸び(EB)の最大値である。典型的繊
維粘性率LRV値が約13から約23のポリマーから紡糸され
るポリエステルフィラメントでは、(EBmaxの標準値
は、6.5の最大残留延伸比を提供するには実験的に約550
%であると知られている(参考文献:高速繊維紡糸、A.
ZiabickiおよびH.Kawai編、Wiley−Interscience(198
5)409頁)そして、このように、Sm(%)は、次に示す
単純な式によって、ここでは定義される。
[(550−EB)/650]x100% 図3および4は、高フィラメント押出密度(FED)を
有する部分的紡糸口金配列の部分略図である。配列は、
押出束を通る冷却空気の流れを最適にするように、そし
て、押し出されたばかりのフィラメントの癒着および劣
った紡糸成果および急冷されたフィラメント束の劣った
アロングエンド均一性を最小にするように設計されてい
る。そのような配列は、Anejaらによって1994年3月16
日に出願された、許可された出願No.08/214,717(DP−4
555H)において記述されており、図3の5環(5−rin
g)配列は、単に便宜上これから採用した。孔(オリフ
ィス)は、HFC糸を与えるために、同様に互い違いにし
ながら、より多くの環を配列することができ、単一の紡
糸口金からの紡糸されるフィラメントの数を増加させる
ことができる。これは、図4において、単一の紡糸口金
からの200フィラメントを紡糸するものが示される。
本発明の紡糸配向フィラメント糸作製用に用いられる
ポリエステルポリマーは、「親」出願用と同様である。
すなわち、ポリエステルポリマーは、約13から約23の範
囲の相対粘性率(LRV)、約240℃から約265℃の範囲の
ゼロ剪断融点(Tm o)、そして望ましくは約40℃から約8
0℃の範囲のガラス転移温度(Tg)、を有するよう選ば
れたエチレンテレフタレートポリマーである(ここでTm
oおよびTgは、窒素ガス下、1分あたり20℃の加熱速度
で2回目のDSC加熱サイクルから測定される)。前記ポ
リエステルポリマーは、AおよびBが交互になっている
構造ユニットからなる線状縮合ポリマーであり、ここで
はAのユニットは、構造式[−O−R'−O−]のハイド
ロカルビレンジオキシユニットであり、Bのユニット
は、構造式[−C(O)−R"−C(O)−]のハイドロ
カルビレンジカルボニルユニットであって、ここでR'
は、主に[−C2H4−]であり、エチレンジオキシ(グリ
コール)ユニット[−O−C2H4−O−]として、および
R"は、主に[−C6H4−]であり、1,4−フェニレンジカ
ルボニルユニット[−C(O)−C6H4−C(O)−]と
して、十分なエチレンテレフタレート[−O−C2H4−O
−C(O)−C6H4−C(O)−]繰り返し基(repeat g
roup)を提供し、約240℃および約280℃の間のTm oを維
持する。好適なポリ(エチレンテレフタレート)を基礎
とするポリマー(ここではPETまたは2GTとして表す)
は、例えばH.Ludewigによる著書「ポリエステル繊維、
化学と技術」、John Wiley and Sons Limited社刊(197
1)に記述されているようなDMT法、または例えば、Edgi
ngの米国特許第4,110,316号に記述されているようなTPA
法によって形成することができる。例えば、15パーセン
トまで(または20パーセントまでさえも)までのハイド
ロカルビレンジオキシおよび/またはハイドロカルビレ
ンジカルボニルユニットが異なるハイドロカルビレンジ
オキシおよびハイドロカルビレンジカルボニルユニット
で置き換えられ、改良された(enhanced)低温での分散
染色性、風合い、および美的特性を提供するコポリエス
テルも含まれる。置き換えに適したユニットは、例え
ば、殆どの米国特許第4,444,710号(実施例VI)、Pacof
skyの米国特許第3,748,844号(Col.4)、およびHancock
らの米国特許第4,639,347号(Col.3)に開示されてい
る。
ここで用いられるポリエステルポリマーは、望むなら
ば、エチレン−5−M−スルホイソフタレート残留部
(residue)のような、イオン性染色部位を組み込むこ
とによって改質することができ、ここでMは、アルカリ
金属陽イオン、例えば、約1から約3モルパーセントの
範囲内である。紡糸配向フィラメントおよび延伸フィラ
メントの染色性またはそれからの他の特性を調整するに
は、若干のジエチレングリコール(DEG)を、Bosleyお
よびDuncanの米国特許第4,025,592号により開示されて
いるように、ポリエステルポリマーに加えることがで
き、およびGoodleyとTaylorの米国特許第4,945,151号に
記述されているように、分枝剤(chain−branching age
nt)と組合せることができる。分散染料との染色性を増
大させるには、殆どの米国特許第4,444,710号、Pacofsk
yの米国特許第3,748,844号、Hancockの米国特許第4,63
9,347号、およびFrankfortとKnoxの米国特許第4,134,88
2号および第4,195,051号に述べられているようにコポリ
エステルを用いることができる。コポリエステル糸の高
い収縮を克服するために(与えられたエンド使用で望ま
しくないと考えられるならば)、Knoxの米国特許第4,15
6,071号、MacLeanの米国特許第4,092,229号、およびRee
seの米国特許第4,883,032号、第4,996,740号、および第
5,034,174号に述べられたように収縮を減らすために、
代表的分枝剤を用いることができ、粘度の高いポリマー
(例えば、約+0.5から約+1.0LRVユニット)は、糸の
収縮をコントロールするのに用いることができる(例え
ば、結晶化度の程度)。
殆どの溶融紡糸工程の詳細は、米国特許第5,250,245
号および第5,288,553号において述べられているので、
繰り返す必要がない。ポリマーは、温度Tpまで加熱さ
れ、好適な寸法のキャピラリー(示されたように、L/D4
が少なくとも335mm-3)を通して押し出され、押し出さ
れたばかりのフィラメントストリームは、短いディレイ
シュラウド(好ましくは2から5cmの長さの)で直ちに
保護され、次いでDauchertによる米国特許第3,067,458
号およびKnoxの米国特許第4,156,071号の実施例1、2
および11に記述されているように、好ましくは放射状
に、急冷され、この固体フィラメント(solid filamen
t)を形成する。この固体フィラメントは、例えば、Age
rsの米国特許第4,926,661号に記述されているように計
量器付き仕上チップアプリケーターガイド(metered fi
nish tip applicator guide)によって、好ましくは単
一束へ収束される。この収束は、低い下流空気の引き
(drag)に対する要求(高い巻取り張力を与える) 対
最適急冷空気流(低DTVおよび低DSを提供するため)
に対する要求とのバランスをとるために収束長(Lc)を
選択しながら行われる。通常、引き取り(withdrawal)
速度は、供給ロール(好ましくは、S捲き(S−wrap)
配置を用いて、捲き取りの前に失速ロール(let−downr
oll)と連動する)の使用によってコントロールされ
る。BuntingとNelsonによる米国特許第2,985,995号およ
びAgersによる米国特許第4,926,661号において記述され
ているように、単一フィラメント束は、インターレース
され、一体のインターレース糸を提供する。インターレ
ースは、慣用の方法によって、例えばHittの米国特許第
3,290,932号のように、またはピン・カウント(pin cou
nt)、それは数種の示度の平均であるが、を与えるRoth
schild装置によって都合良く測定される。
一般に、未加工フィラメントおよび糸は、ここで「フ
ラット」として、そして延伸される紡糸されたままの
(未延伸)フラット糸は、「供給」または「延伸供給」
糸として言及される。さらなる延伸および/または熱処
理の必要のない「繊維」糸として用いることのできる紡
糸されたままの(未延伸)糸は、ここでは「直接使用」
糸として言及される。繊維の目的には、「繊維」糸は、
十分に高いモジュラスおよび降伏点、および十分に低い
収縮率などの、ある種の最小限の特性を通常有するべき
であり、これらの特性は、繊維への加工および引き続く
使用のために最小限の特性を有する前にさらなる加工を
要する従来のフィード糸から該「繊維」糸を区別するも
のである。適切ならば、我々の技術教示は、他の形態の
ポリエステルフィラメント、例えば、次いでステープル
ファイバーに変換することができ、好ましくそして、こ
の後教示されるように達成されうる特性のバランスに従
って用いることができる、束またはトウにも適用するこ
とができることが認識されるであろう。
示すように、本発明の主な目的は、生産性の問題およ
び先行技術の欠点を解決するということである。すなわ
ち、それらの問題点および欠点としては、低フィラメン
ト数の独立したフィラメント束を溶融紡糸し、および2
つ以上のそのような独立したフィラメント束を組合せ、
延伸整経する前または延伸加工した後に、そのようなよ
り少ない束(少ないフィラメントを有する)をインター
レースまたは一緒に混ぜることにより所望の総糸デニー
ル(DY)を提供することである。そしてこれを解決する
過程で、ここではアロング・エンド延伸張力変数(DT
V、%)、アロング・エンドデニール分布(DS、%)
(これは十分な物理的均一性を示す)によって測定され
る十分なアロング・エンド構造均一性、および機械特性
(繊維加工に用いられる、20.8のLRVのポリマーに標準
化された、糸の破断時デニール強力により測定される)
のフィラメント(すなわち、ここでは「フレイ(fray)
(ほつれ)」として言及される破断したフィラメントが
本質的に存在しない均一な繊維糸を提供する)を提供す
ることである。示されるように、我々は、ポリマー(LR
VおよびTm o)および0.2から1範囲内のスピンファクタ
ー(SF)を提供するような、特にDTV(%)が1未満、
例えば0.2から1であり、かつまた[SF+0.2]および
[SF−0.2]の間であるような、工程条件を注意深く選
択することによりこれを達成してきた。言い換えれば、
前述のように、これらのファクターは、重要であり、本
発明によると、ηは、温度Tpにおける「明白な」溶融
物粘度であり、σは、紡糸ライン応力ファクターであ
り、QFは、急冷ファクターであり、本発明に従う単一紡
糸口金から均一な細dpfHFC糸を紡糸するために、これら
3つは全て示されたようにバランスがとれているべきで
ある。
本発明の細フィラメント糸は、タテ糸延伸、空気噴射
加工、仮撚り加工、ギア捲縮、およびスタッファボック
ス捲縮、等にかけることができる。
通常、「ベント・ダブル・ヒーター配置(bent doubl
e heater configration)」(例えば、Barmag FK900の
ような、そしてここでは工程Aとして表される)によっ
て特徴づけられる仮撚り加工(FTT)機械で細dpfフィー
ド糸を延伸加工する場合、1000メーターあたり500から1
000の非常に高い東レ・フレイ・カウント(Toray Fray
Count)(破断フィラメント)が得られた。しかしなが
ら、我々が第1の上流接触点と第1の摩擦加撚挿入点と
の間の破断角度を15度未満に減じることによって撚り誘
発延伸(twist−induced draw)を減じるために、およ
び上流接点の曲率半径を2.5mmを超えるまで増加させる
ために延伸加工糸ライン(draw−texturing threadlin
e)に装置を挿入した場合、慣用の「ベント配置」FTT機
械において加工した時、我々は破断フィラメント(フレ
イ)の数を著しく減少(本質的に除去)させ(実施例2
および3に示す)、この技術はここでは工程B(本発明
によると)として表される。Barmag FK900または他の
「ベント配置」FTT機械を有する者にとって、この「撚
りトラップ(twist trap)」現象を除去するためにヒー
ターおよび/またはスピンドルを動かして、「ベント配
置」を修正したり、または存在する「ベント」機械を取
り替え、そして「背の高い(tall)」線状配置FTT機械
を購入、またはムラタベルト機械を購入するというよう
なより高価な解決法よりも工程Bは、はるかに好まし
い。そのような方法は、工程B(本発明の1つの態様で
ある)よりも、もっと費用のかかる解決法であるからで
ある。
我々の新しいフィラメント(およびそれから得られる
束/トウ)は、捲縮され、望むならば、およびステープ
ルおよびフロックにカットすることができる。これらの
改良糸から作られた布地は、慣用のサンディング(sand
ing)およびブラッシング(brushing)による表面処理
によってスエード調触覚を与えることができる。我々の
新しい低収縮フィラメント糸は、直接使用フラット繊維
糸として用いることができる。新しい糸は、延伸を行う
必要のない、空気噴射加工およびスタッファ・ボックス
捲縮用のフィード糸として用いることができる。フィラ
メントの強さおよび均一性の改善した組合せは、これら
のフィラメント糸を、破断したフィラメント(またはフ
ィラメントの破断)のない細フィラメント糸を要する、
および/または重要な染料(critical dye)での均一な
染色を要する最終用途のための処理に特に適したものに
することができる。本発明の細デニールフィラメントポ
リエステル糸は、高エンド密度モイスチュアバリア布
地、例えば雨着および医療着の作製に、特に好適であ
る。編んだおよび織った布地の表面は、(ブラッシング
またはサンディングにより)毛羽立たせることができ
る。さらにデニールを減ずるためには、フィラメントは
慣用のアルカリ処理により(好ましくは布地の形態で)
処理することができる。
我々の新しいフィラメント、特に陽イオン性染色の可
能なものは、好ましくはStrachanによる米国特許第3,94
0,917号に記述されている空気によるもつれ(air entan
glment)エラストマー糸(およびストリップ)用の被膜
としても用いることができる。本発明の細フィラメント
は、紡糸中ライン上で、またはライン外で、高デニール
ポリエステル(またはナイロン)フィラメントと共に混
ぜ、クロス染色効果および/または後に崇高にできる混
合収縮ポテンシャルを提供することができ、ここでビー
ミング/スラッシング(beaming/slashing)しながら、
加熱下オーバーフィードする等のライン外で、または布
地の形態で、染料浴中等で嵩は、大きくなる。インター
レースの程度および紡糸の間に適用された仕上剤(fini
sh)のタイプ/量は、繊維加工上の必要性および最終的
に所望の糸/布地の美観に基づき、通常選択することが
できる。フィラメント表面摩擦特性は、断面、艶消し剤
の選択、およびアルカリエッチングのような処理を通し
て変化させることができる。さらに、二酸化チタン艶消
し剤に対してシリコンジオキサイドの使用によって、摩
擦特性は、より絹様に高めることができる。他の不活性
金属酸化物も艶消し剤として用いることができる。ここ
で用いられる紡糸配向ポリエステルフィラメントは、Gr
indstaffおよびReeseによる米国特許第5,069,844号、第
5,069,845号および第5,069,846号に記述されているよう
に、押し出されたばかりのフィラメントに苛性アルカリ
を適用し、好都合に処理することができ、よりナイロン
フィラメントにより類似した、改良された湿気吐き出し
(moisture−wicking)特性を伴うポリエステルフィラ
メントを提供することができる。
実に、特にこれらおよび他の技術の進歩としてさらな
る変更が明らかとなるだろう。例えば、いかなるタイプ
の延伸捲き取り機も使用することができ、フィードおよ
び/または延伸糸の後熱処理(post heat treatment)
は、所望ならば、いかなるタイプの加熱装置(例えば、
熱したゴデット、熱空気および/または蒸気の噴射、熱
管を通過、マイクロ波加熱等)によっても適用すること
ができ、仕上適用は、慣用ロールの適用(conventional
roll application)によって実施することができ、こ
こで計量器付き仕上げチップアプリケーターが好適であ
り、仕上は、例えば、延伸に先立つ紡糸の間および捲き
取りに先立つ延伸後に、数ステップで適用することがで
き、インターレースは、加熱または非加熱もつれ空気噴
射を用いて発達させることができ、そして例えば、紡糸
の間および延伸の間に数ステップで発達させることがで
き、そして糸のヨコ糸のないシート(weftless sheet o
f yarn)にもつれリード(tangle−reed)を使用するよ
うな他の装置を用いることができる。
本発明は、この後述べられる種々の延伸および/また
は熱処理工程における本発明の糸の利点を利用するため
の、さらなるバリエーションおよび方法に役立つ。理解
されるように、フィードフィラメントは、本発明に従
い、糸の形態でまたはフィラメント束(必ずしも真の
「糸」の一貫性を有する必要はないが、便宜上、ここで
は複数のフィラメントは、糸または束として、そのよう
な用語によって特別な制限を意図することなく、しばし
ば言及される)として供給され、および/または加工さ
れる。
試験方法 試験法の多くは、「親」出願および米国特許第4,123,
882号、第4,156,071号、第5,066,4475号、および第5,28
8,553号において詳細が述べられ、これらの記載を本明
細書で援用するので、ここでのさらなる詳細な議論は、
余分であろう。
破断したフィラメント、特に加工糸は、商業的Toray
Fray Counter(DT104型、東レ株式会社、日本)で、700
mpmの直線速度で5分間、すなわち3500メートルあたり
のフレイ(ほつれ)数で測定された。次いでフレイ数
は、ここでは1000メートルあたりのフレイ数として表わ
される。
延伸張力変数(DTV)は、デュポン社の「延伸張力計
(Draw Tension Instrument)」で1.707Xの延伸比で少
なくとも90%の伸びを有する紡糸されたままの糸に対
し、1メートルの長さのヒーター上を185ypm(169.2mp
m)で185℃で測定され、ここでは張力をコントロールす
るのにカサブランカタイプロール(casablanca type ro
lls)(ニップロールnip rollsに対し)が用いられる。
デュポン社の機械およびその有効性に関する情報の問い
合わせは、E.I.DuPont de Nemours and Company社のEng
ineering R&D部(Wilmington,Delaware 19898)に宛
てることができる。同様な原理を用いる別の器械ブラン
ド(しかし、デュポン社の機械と対応すべき)は、TEXT
ECHNO社製のDYNAFILであり、これは、非接触ヒーターを
用いる固定歪み装置(fixed−strain device)(長さ約
30インチ)であり、そして、標準セットアップは、1.6X
の延伸比である。
下記の実施例は、単一の紡糸口金から単一の束にフィ
ラメントを紡糸して150を超えるフィラメントのマルチ
フィラメントHFC糸の調整法を示すことにより、さらに
本発明を説明するものであるが、制限を意図するもので
はない。
実施例1 我々は、公称21.2LRVおよび255℃のゼロ剪断融点Tm o
を有する2G−Tポリエステルポリマーからフィラメント
押出密度(FED)を変化させて、多数のマルチフィラメ
ントHFC糸を紡糸した。これらの一部の工程および生成
物の詳細は、表Iに要約される。記録された最も低いdp
fは、0.6まで下った(150デニール、250フィラメント
糸)。そのような低めのdpfの紡糸されたままの糸は、
この後、実施例4に記述される。比較アイテムは、アイ
テム6Cのように文字Cによって表示される。0.75%未満
のDTVを有する糸は、好適を示す文字「P」によって表
示される。2から2.5%の範囲内のデニール分布(DS)
値を有する糸は、文字「N」によって表示される(好適
でないが本発明によるものを示している)。少なくとも
6g/ddの好適な標準化破断時デニール強力(TBを有
する糸は、文字「T」によって表示される。160から175
%の範囲内のは破断伸び(EB)値を有する糸は、文字
「E」によって表示され、そのような糸は、低い破断伸
び、例えば90から160%(好ましくは90〜140%)の延伸
フィード糸よりも低い経時安定性を有する。1から46、
84から150、および159から185の糸は、長さ(L)36ミ
ル(0.914mm)および直径(D)9ミル(0.229mm)の紡
糸口金キャピラリーを用いて、溶融紡糸された。47から
83の糸は、LxD 21ミルx7ミル(0.533mmx0.178mm)の紡
糸口金キャピラリーを用いて、溶融紡糸された。151か
ら158の糸は、LxD 18ミルx6ミル(0.457mmx0.152mm)
の紡糸口金キャピラリーを用いて、溶融紡糸された。1
から46の糸は、6.54#/cm2のFEDを有する紡糸口金から
紡糸された168フィラメント糸であった。47から150の糸
は、7.7#/cm2のFEDを有する紡糸口金から紡糸された20
0フィラメント糸であった。151から158の糸は、7.94#/
cm2のFEDを有する紡糸口金から紡糸された204フィラメ
ント糸であった。そして159から185の糸は、9.74#/cm2
のFEDを有する紡糸口金から紡糸された250フィラメント
糸であった。
(比較「C」アイテムによって)示されるように、FE
Dが増加すると、これらHFC糸の紡糸実績が低下すること
を、我々は発見した。この劣化に打ち勝つため、我々の
最初のステップは、標準的工程変数および装置をチェッ
クし、最適化することであった、例えば均一な空気フロ
ーを確実にすること、および適切な収束長(すなわち、
粘着性のフィラメントなしに収束を可能にする程度に長
いが、空気引き(drag)からの紡糸ライン張力の増加を
減ずる程度に短い)を最適化すること、および良いポリ
マー品質を提供するポリマー温度にセットする(熱的変
性なしに)ことである。我々は、この最初のステップが
紡糸実績を幾分か改善することを発見したが、それでも
まだ満足のいかない場合もあった。我々の次のステップ
は、押出/急冷工程を再考することである。我々にとっ
て、(単一パックの代わりに2つのパックから紡糸す
る)ダブル・エンディング(double−ending)により、
FEDを減じるのは、生産性を50%に削減することになる
ので、許容できなかった。我々の目的は、糸の器械特性
(TB、アロング・エンドデニール(DS)、およびア
ロング・エンド構造(DTV)をダブル・エンディングな
しに改善させることであった。スピンファクター(SF)
の式は、紡糸工程へのアプローチを統合システムとして
定義するもので、我々の発明による工程変数の選択を可
能にし、所望の糸の特性目標を達成する。次のステップ
は、高い紡糸生産性Ps(紡糸速度(Vs)および(RDR)
による生成物によって定義される)における紡糸実績
および糸の均一性/品質を維持するよう注意深く工程変
数を選択することによる「良い協調(fine−tune)」で
あろう。表I中のアイテム14は、6g/ddを超える(TB)
、1%以下のデニール分布(DS)、および0.75%以下
の延伸張力変化(DTV、%)を得るためのSFの利用法の
例証である。
LxD 21x7ミル(0.533x0.178mm)のキャピラリーが、
同じ質量フロー速度においてLxD 36x9ミル(0.914x0.2
29mm)のキャピラリーよりも包括的により良い紡糸工程
を与えることを我々は観測した。キャピラリーは、以前
はそれらの[L/D4]比によって特徴づけられていた(例
えば、米国特許第4,134,882号)。メートル法では、6x1
8ミル、7x21ミル、および9x36ミルのキャピラリーは、8
48、534、および335の[L/D4、mm-3]値を各々有する。
本発明の工程によると、[L/D4]のメートル法での値は
少なくとも335が好適であり、少なくとも500が特に好適
である。
フィラメント配列は、均一な急冷に(図3に関して、
および認可された出願第08/214,717(DP−4555−H)
号、上記で言及、により詳細に記述されているように)
最適であるようにされた。スピンファクター(SF)を計
算するには、表Iに含まれていないそれらの工程パラメ
ーターは、これより前に記述されたように計算すること
ができる。紡糸仕上げおよびインターレースのタイプお
よびレベルは、意図する最終用途に基づいて選ばれた。
例えば、仮撚り加工用のフィード糸が、延伸整経用のフ
ィード糸として用いられるものよりもインターレースの
度合いが低い。
これら全ての糸は、「ランダム」一体インターレー
ス、すなわちアロング・エンドフィラメントもつれ、に
よって特徴づけられる。なぜなら、各糸中の全てのフィ
ラメントは、単一の紡糸口金から紡糸されたからであ
る。諸撚りされた糸(plied yarn)は、元のフィラメン
ト束が包括的な束内(intra−bundle)もつれが少ない
部分を通常含む、すなわち、独立して紡糸された束は、
それらの独立した「束の全体性(bundle integrity)」
の一部を維持している。この現象は、認識されていた。
例えば、異なるポリマー(ホモポリマーおよび陽イオン
性可染改質ポリマー)、dpf、および断面の独立したフ
ィラメントの束が紡糸され、次いで独立した束は、単一
のインターレース糸に一緒に混ぜられた場合、混合され
たフィラメントは、単一の押出口金から紡糸されたかの
ようであるほどアロング・エンド混合は、「ランダム」
または一体でなかった。これは諸撚り糸の欠点であり、
均質でない染布地および劣った下流繊維加工の原因とな
っている。それぞれに独立して紡糸されたフィラメント
束は、そのような独立して紡糸されたフィラメントの束
が一緒にインターレースされ、単一の糸に混ぜられた後
でさえも、通常、完全にその「束の全体性」を失うわけ
ではない。対照的に、本発明のHFC糸は、より一体なイ
ンターレースを示した。なぜなら、HFC糸の全てのフィ
ラメントは、単一の紡糸口金から紡糸されたからであ
る。それらは、異なる紡糸口金から紡糸されたことから
の残りの「束の全体性」を有しない。諸撚り糸と一体イ
ンターレース糸(単一の紡糸口金から紡糸され、それか
ら単一フィラメント束のみにインターレースされた、全
てのフィラメント)とのこの違いは、この後、実施例6
に示される。
実施例2 21.2LRVポリエステルを288℃で、cm2あたり7.8フィラ
メントのFEDを有する紡糸口金から、LxD寸法 7x21ミル
(0.2756mm x 0.8268mm)のキャピラリーを通して、
溶融紡糸により調製された255デニール200フィラメント
の延伸フィード糸(ここで押し出されたばかりのフィラ
メントは、短い3cmのシュラウドによって保護され、22.
8m/分の空気層流速度を有する放射状ユニットを用い次
いで急冷され、急冷されたフィラメントは、計量器付き
仕上げチップアプリケーターガイドの使用により、一体
な束に収束され、そして2195m/分の紡糸速度で引き取ら
れる)は、Barmag FK900上でポリウレタンディスク(D
リング)を用いて、他に指示されぬ限り、分あたり450
〜500メートルで工程A(慣用の)および工程B(本発
明の1つの態様に従う修正された糸ラインパス(modifi
ed threadline path)により、延伸仮撚り加工された。
表IIは、工程条件を要約しており、すなわち、延伸比、
ディスク対糸(DY)の表面速度比は1.707、ヒーター温
度(温度、℃)、ディスクスタック配置(disc stack c
onfigration)(Cはウレタンディスクのかわりにセラ
ミックのディスクが用いられたことを表す)、前/後デ
ィスク張力のグラム(T1/T2)(数例においては値は測
定されなかった)および破断フィラメントの数(1000メ
ートルあたりのフレイ)である。1/7/1ディスクスタッ
ク(工程B)を用いて、180℃で、1.575Xの延伸比にお
いて延伸された本発明の延伸フィード糸は、164糸デニ
ール(0.82dpf)、3.69g/ddの強力、および43.5%の破
断伸びを有し、本発明による標準化(TBn5.3g/ddを与
える加工糸を与えた。
実施例3 220デニール/325フィラメント糸および220デニール/2
50フィラメント糸が調製され(325フィラメントは、cm2
あたり10.3フィラメントのFED、そして250フィラメント
は、cm2あたり9.74フィラメントのFEDで紡糸されたこと
を除いて、本質的に実施例2に同じ)、Barmag FK900
(「ベント」ダブルヒーター配置を有する)上で、分あ
たり450〜500メートルで、160℃で、1.707のディスク/
糸比(D/Y)のポリウレタンディスク(Dリング)を用
いて、他の詳細は表IIIに示されている、延伸仮撚り加
工された。加工糸の品質は、標準化破断デニール強力
(TBおよび1000メートルあたりの「フレイ」数で表
される。糸は、商業的糸ラインパス(工程A)を用い
て、および工程Bを用いる修正された糸ラインパス(上
記で議論された)によって加工された。工程Bでの著し
く改善した値(高い(TB値および10未満の非常に低
いフレイ数)と比較して、工程Aにより加工された糸
は、(TB値が4g/dd未満、および100を著しく超える
フレイ値を有した。
実施例4 1未満のフィラメントデニールの紡糸されたばかりの
HFC糸は、公称21.2LRVおよび255℃のゼロ剪断融点Tm o
有する2G−Tポリエステルポリマーから紡糸された。方
法および生成物の詳細は、表IVに要約されている。0.75
%未満のDTVを有する糸は、好適を示す文字「P」によ
って表示される。好適な標準化破断時デニール強力
(TB値が少なくとも6g/ddを有する糸は、文字
「T」によって表示される。糸1〜5は、168フィラメ
ントからなりFEDが6.54/cm2の紡糸口金から紡糸され、
糸6〜27は、200フィラメントからなりFEDが7.8/cm2
紡糸口金から紡糸され、糸28〜74は、250フィラメント
からなりFEDが9.73/cm2の紡糸口金から紡糸された。糸
1、6〜17、および28〜50は、7x21ミル(0.178x0.533m
m)の紡糸口金キャピラリーを用いて紡糸され、そして
糸2〜5、18〜27および50〜74は、9x36ミル(0.229x0.
914mm)の紡糸口金キャピラリーを用いて溶融紡糸され
た。
本実施例4における高フィラメントカウント糸は、1
未満のフィラメントデニールを有する。多くは、フィラ
メントデニールが0.5未満に、そして0.3dpf未満にまで
さえ、延伸することができる。糸#の3および5は、各
々11.4および4.2の精錬収縮を有し、所望ならば、延伸
および熱セットなしに直接使用糸として用いることがで
き、またはその糸は、米国特許第5,067,447号、第5,24
4,616号、第5,145,616号、第5,223,197号および第5,25
0,245号に記述されるように延伸フィード糸として用い
ることができる。
実施例5 柔らかいバルキーヤーン(およびそれから得られる布
地)は、通常デニールの差および/または表面対体積の
比(すなわち、断面の形)の違いによる異なる収縮度を
有するフィラメントを含む混合フィラメント糸の使用に
より提供され、すなわち低収縮細フィラメント(A)
は、バルキーヤーンの所望の柔らかい表面を提供し、高
めのデニールフィラメント(B)は、布地に改善された
「本体、ボディ(body)」および「ドレープ(drap
e)」(すなわち、「柔らかすぎ(mushy)」ない)を提
供する。本発明の混合収縮度高フィラメントカウント糸
は、簡潔には異なる(dpf)を有する2つのフィラメ
ントタイプからなるものとして説明される。紡糸された
糸を25%の破断伸び(EB)まで延伸する際、例えば、延
伸フィラメントデニール(dpf)は、(dpf)
{(dpf)sx[(1.25/(RDR)]}という式によって
与えられ、ここで両方のフィラメントタイプの(dpf)
値は、好ましくは1未満である。丸い(round)フィ
ラメント用に異なる収縮を提供するには、2つのフィラ
メントタイプは、紡糸された(dpf)が異なっている
べきで、高収縮フィラメント(B)は、低収縮フィラメ
ント(A)よりも高いdpfであるべきである。異なる(d
pf)の単一エンド高フィラメントカウントフィラメン
ト束を紡糸するには、紡糸口金キャピラリー寸法が所望
の差異を提供するよう選ばれ、(dpf)の比は、下記
の式に従って、紡糸口金の寸法の比に関係し、 (dpf)B/(dpf)=[(L/D4A/(L/D4 ここで指数「n」は1に等しく、ニュートン流体様の行
動をとる。これは、実験的に同一紡糸口金における異な
る寸法の2つのキャピラリーを通して紡糸することによ
って決定することができ、下記の式で表わされる。
n=log10{(dpf)A/(dpf)}/log10{(L/D4B
/(L/D4} 丸くない(non−round)断面用には、短い(形状形成)
オリフィスキャピラリーから最初にメータリング(mete
ring)キャピラリーを通過した後、紡糸され、(L/D4
の決定値は、形状形成キャピラリーのものよりもむし
ろ、メータリングキャピラリーによるものであった。技
術の進歩に伴い、しかし、おそらくメータリングキャピ
ラリーが必要でなくなるくらいまで形状形成プレートの
厚みが増加すると予想される。実験より、「円形に相当
する(round equivalent)」(L/D4)値は、既に記述し
たのと類似の技術を用いて、形状形成する非円形断面
(odd−cross−section)オリフィスキャピラリーおよ
びメータリングキャピラリー組立品のどのような特定の
組合せでも決定することができる。
フィラメントの破断を裂けるために、15%と40%の間
の破断伸び値にまで延伸するのが望ましく、それは2つ
のフィラメントタイプの(RDR)に適切なPDRを選択す
ることにより達成することができ、ここでPDR=総工程
の延伸比=機械延伸比xオーバーフィード(またはリラ
クセーション)である。
上記混合フィラメントミクロデニールHFC糸は、延伸
なしに空気噴射加工することができ、または延伸ステッ
プを、延伸・空気・噴射(+必要に応じて熱リラクセー
ション)加工工程の一部とすることができる。
実施例6 本発明による225デニール、200フィラメント延伸フィ
ードHFC「一体」糸は、21.5LRVのポリエステルを、288
℃で、FED7.8フィラメント/cm2を有する単一200キャピ
ラリー紡糸口金から、DxL寸法9x36ミル(0.229mmx0.914
mm)のキャピラリーを通して、溶融紡糸によって調製さ
れ、押し出されたばかりのフィラメントは、短い4.3cm
のシュラウドによって保護され、次いで22.8m/分の空気
層流速度を有する放射状ユニットを用いて急冷され、急
冷されたフィラメントは、計量器付き仕上アプリケータ
ーガイドの使用によって一体な束に収束され、2446m/分
の速度で引き取られ、そしてフィラメントは、空気もつ
れ噴射を用いて36psigで、インターレースされる。フィ
ラメントをインターレースするのに用いられる空気噴射
は、標準的「積み重ね(stacked)」噴射で、Christini
らの米国特許第3,936,577号の図XIおよびXIIにおおよそ
記述されたとおりで、これがここ数年来の商業的用法で
ある。
比較のために、255デニール、200フィラメント延伸フ
ィード「諸撚り」糸は、21.7LRVのポリエステルを、287
度で、各々FED4.4フィラメント/cm2を有する2つの独立
した紡糸口金から、DxL寸法12x50ミル(0.305mmx1.27m
m)のキャピラリーを通して、溶融紡糸によって調製さ
れ、押し出されたばかりのフィラメントは、空気急冷さ
れ、別々に計量器付き仕上アプリケーターガイドの使用
によって2つの100フィラメント束に収束され、どちら
も2624m/分の速度で引き取られ、そして別々の100フィ
ラメント束は、HFC糸に用いられたのと同じタイプの空
気もつれ噴射を用いて、200フィラメント束に諸撚りさ
れ、HFC糸で類似の平均インターレースのノード(節)
/メートルを達成するのに、前記噴射は42psigで行われ
る。この糸は、「諸撚り」糸として下記では言及され
る。
記述されたように生産された6つのHFC糸パッケージ
および6つの諸撚り糸パッケージは、インターレース特
性を比較するためにFibre Vision,Inc社のファイバース
キャンFS 100を用いて分析された。各糸パッケージの6
6.7メートルが、1650m/分の糸速度で測定され、結果は
下記の表に記録されている。
明らかなように、これらの結果は、6パッケージ全て
にわたって測定された平均のみを考慮した場合、かなり
匹敵しうるようにみえる。しかしながら、糸の均一性を
考慮すると、ニップ間の最大距離およびこれらの最大距
離のパッケージ間の%CVに注目することにより、本発明
のHFC糸は、有意に優れた均一性を有することが示され
た。アロング・エンド均一性におけるこの著しい改善
は、より良い加工性においても現れる。
フロントページの続き (72)発明者 コリンズ,ロバート,ジェイムズ アメリカ合衆国 28405−9366 ノース カロライナ州 ウィルミントン エヴェ レット クリーク ドライブ 838 (72)発明者 フランクフォルト,ハンス,ルドルフ, エドワード アメリカ合衆国 28501−2780 ノース カロライナ州 キンストン コロニー プレイス 747 (72)発明者 ジョンソン,スティーブン,バックナー アメリカ合衆国 28409 ノースカロラ イナ州 ウィルミントン ウイリアムズ ロード 218 (72)発明者 ノックス,ベンジャミン,ヒューズ アメリカ合衆国 19808−5420 デラウ ェア州 ウィルミントン オレゴン ロ ード 40 (72)発明者 ロンドン,ジョー,フォレスト,ジュニ ア アメリカ合衆国 27858−5621 ノース カロライナ州 グリーンヴィル エリス コート 210 (72)発明者 モスト,エルマー,エドウィン,ジュニ ア アメリカ合衆国 27707−5276 ノース カロライナ州 ダーハム ファイブ オ ークス ドライブ 4205 (72)発明者 パイ,ギリシュ,アナント アメリカ合衆国 28105−8843 ノース カロライナ州 マシューズ キルケニー ヒル 2322 (56)参考文献 特開 昭55−128007(JP,A) 特開 昭61−231227(JP,A) 特開 昭56−140114(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) D01F 6/62

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】13から23の相対粘性率(LRV)および240℃
    から265℃のゼロ剪断融点(Tm o)を有するポリエステル
    ポリマーから、少なくとも150の細フィラメントの数お
    よび0.5から2.2のスパン・デニール・パー・フィラメン
    ト(dpf)を有するインターレース・マルチフィラメ
    ント糸を作製する方法であって、 (i)ポリエステルポリマーを溶融し、得られた溶融物
    をTm oを超える25℃から55℃のポリマー温度(Tp)まで
    加熱し、そして加熱した溶融物を濾過する工程と、 (ii)紡糸口金面にある少なくとも150のキャピラリー
    を通して、濾過した溶融物を押し出し、少なくとも6フ
    ィラメント/cm2のフィラメント押出密度(FED)および
    総溶融物質量フロー速度W(g/分)において、少なくと
    も150のフィラメントストリームを形成する工程と、 ここでW=(dpf)(Vs)/9000x(フィラメント数)
    であり、Vsは、紡糸引き取り速度で、少なくとも2Km/分
    である、 (iii)新たに押し出されたフィラメントストリームを
    直ちに紡糸口金面の下方でディレイシュラウド(該の面
    の下方でLqcm)により保護し、次いでそれらを層流速度
    (Qam/分)の急冷空気によりスピンファクター(SF)
    が、0.2から1となるよう冷却する工程と、 ここで、スピンファクター(SF)は、下記の式で計算さ
    れ、 SF=k{(LRV)[(Tm o+25)/(Tp)][(Vs)2/(dpf)][(Qa/W)0.2][(FED)(L
    q)]−0.7]} ここで、“k"=2.4x10+5であり、‘n'=マイナス(−)
    0.8であり、 (iv)フィラメントストリームをガラス転移温度(Tg
    未満の温度まで冷却し、得られた冷却フィラメントを、
    紡糸口金面からの収束距離(Lccm)で、少なくとも150
    フィラメントの単一のマルチフィラメント束に収束し、
    そして単一マルチフィラメント束をインターレースし
    て、インターレース紡糸配向糸を提供する工程と を含み、インターレース糸は、2から5Km/分の巻取り速
    度で巻取られてパッケージを形成することを特徴とする
    方法。
  2. 【請求項2】1%未満のアロングエンド延伸張力変数
    (DTV、%)、少なくとも5グラム/延伸デニール(g/d
    d)の標準化破断時デニール強力(TB(ここで、(T
    B=強力(g/d)(RDR)(20.8/LRV)0.75、(RD
    R)は、残留スパン延伸比であり、(RDR)=[1+
    (EB)/100]で定義され、および(EB)は破断伸びパー
    セントである)および2.5%未満のアロングエンド・デ
    ニール分布(DS)を有する紡糸配向糸を提供するよう、
    ポリマーおよび工程条件が選ばれることを特徴とする請
    求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】1%未満および[SF+0.2]および[SF−
    0.2]間のアロングエンド延伸張力変数(DTV、%)、こ
    こでSFは、定義されたスピンファクター、1.9から2.6の
    間の残留延伸比(RDR)、ここで(RDR)=[1+
    (EB)/100]と定義され、(EB)は破断伸びパーセント
    であり、および0.05を超える(1−S/Sm)値(ここでS
    は、精練収縮であり、Smは最大収縮ポテンシャルであ
    る)を有する紡糸配向糸を提供するよう、ポリマーおよ
    び工程条件が選ばれることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  4. 【請求項4】フィラメント押出密度(FED)は、少なく
    ともcm2あたり6.5フィラメントであることを特徴とする
    請求項1から3のいづれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】紡糸配向糸は、15から40%の延伸糸の破断
    伸びおよび約1以下の延伸フィラメントデニールを提供
    するような延伸比によって、延伸されることを特徴とす
    る請求項1から4のいづれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】複数の該紡糸配向糸は、ヨウ糸なしのタテ
    繊維シートの形態で延伸されることを特徴とする請求項
    5に記載の方法。
  7. 【請求項7】紡糸配向糸の延伸は、溶融紡糸と組合せら
    れ、それにより得られる延伸糸は、3から5Km/分の巻取
    り速度で巻取られパッケージを形成することを特徴とす
    る請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】(1−S/Sm)が0.85を超える数値、(ここ
    でSは、精練収縮であり、Smは、最大収縮ポテンシャル
    である)を有する糸を提供するよう、ポリマーおよび工
    程条件が選ばれることを特徴とする先の請求項のいづれ
    かに記載の方法。
  9. 【請求項9】紡糸配向糸は、少なくとも4g/ddの破断時
    のデニール強力(TB(ここで(TB=強力(g/
    d)(RDR)(20.8/LRV)0.75、(RDR)は、残留ス
    パン延伸比であり、 (RDR)=[1+(EB)/100]と定義され、(EB)は
    破断伸びパーセントである)、20から45%の破断伸び
    (EB)および1000メートルあたり10フレイ未満のフレイ
    カウントであるバルキーヤーンを提供するような延伸比
    によって、延伸加工されることを特徴とする先の請求項
    のいづれかに記載の方法。
  10. 【請求項10】15度未満の「破断角度」を提供するよう
    に第1の上流接触点と第1の摩擦加撚挿入点との間の延
    伸加工糸ラインにおける撚り誘発延伸を減じるために、
    および上流接点の曲率半径を2.5mmを超えるまで増加さ
    せるために低摩擦装置が提供されることを特徴とする請
    求項9に記載の方法。
  11. 【請求項11】異なるデニールまたは断面のフィラメン
    トは、同じ押出紡糸口金から共に紡糸されることを特徴
    とする先の請求項のいづれかに記載の方法。
  12. 【請求項12】ポリエステルポリマーが、13から23の相
    対粘性率(LRV)および240℃から265℃のゼロ剪断融点
    (Tm o)を有し、0.5から2.2のデニールの少なくとも150
    のフラットフィラメント(そのフィラメントのもつれが
    一体のインターレースを示す)を含み、40から160%の
    破断伸び(EB)、少なくとも5g/ddの破断時のデニール
    強力(TB(ここで(TB=強力 (g/d)(RDR)(20.8/LRV)0.75、(RDR)は、残
    留スパン延伸比であり、(RDR)=[1+(EB)/10
    0]と定義される)および1%未満のアロングエンド延
    伸張力係数変化(DTV、%)を有することを特徴とする
    一体のインターレースマルチフィラメントポリエステル
    糸。
  13. 【請求項13】40から90%の破断伸び(EB)、および少
    なくとも0.85の(1−S/Sm)値を有する(ここでSは、
    精練収縮、Smは、最大収縮ポテンシャルである)ことを
    特徴とする請求項12に記載の糸。
  14. 【請求項14】ポリエステルポリマーが、13から23の相
    対粘性率(LRV)および240℃から265℃のゼロ剪断融点
    (Tm o)を有し、0.2から1のデニールの少なくとも150
    のフラットフィラメント(そのフィラメントのもつれが
    一体のインターレースを示す)を含み、15から40%の破
    断伸び(EB)、少なくとも5g/ddの破断時のデニール強
    力(TB(ここで(TB= 強力(g/d)(RDR)(20.8/LRV)0.75、(RDR)
    は、残留スパン延伸比であり、(RDR)=[1+(E
    B)/100]と定義される)および1%未満のアロングエ
    ンド延伸張力係数変化(DTV、%)を有することを特徴
    とする一体のインターレースマルチフィラメントポリエ
    ステル糸。
  15. 【請求項15】ポリエステルが、13から23の相対粘性率
    (LRV)および240℃から265℃のゼロ剪断融点(Tm o)を
    有し、0.2から1のデニールおよび一体のフィラメント
    もつれを持つ少なくとも150の加工フィラメントを含
    み、15から45%の破断伸び(EB)、少なくとも4g/ddの
    破断時のデニール強力(TB(ここで(TB=強力
    (g/d)(RDR)(20.8/LRV)0.75、(RDR)は、残
    留スパン延伸比であり、(RDS)=[1+(EB)/10
    0]と定義される)および1000メートルあたり10フレイ
    未満のフレイカウントを有することを特徴とするマルチ
    フィラメントポリエステル糸。
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