JP4649089B2 - ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸 - Google Patents

Description

【０００１】
（背景）
（発明の分野）
本発明はポリ（トリメチレンテレフタラート）繊維からなるポリエステル糸に関する。より詳細には、本発明は紡糸プロセスの間に十分に配向させられるポリ（トリメチレンテレフタラート）糸に関する。
【０００２】
（発明の背景）
合成繊維、例えばポリエステル繊維はテキスタイル産業においてファブリックおよび衣類に使用されるものとしてよく知られている。このような合成糸は通常公知の工業的プロセスを用いてポリエチレンテレフタラート繊維からつくられている。最近、ポリ（トリメチレンテレフタラート）繊維の合成糸に関心が持たれている。この２種のポリマーは異なる性質を持つため、ポリエチレンテレフタラート糸を紡糸し延伸することに関する基礎知識は、ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸にそのまま適用できない。しかし、最終製品、すなわちテキスタイル糸、またはファブリックなどの望ましい性質はしばしば似ている。
【０００３】
「テキスタイル糸」は、テクスチャを出すこと、織ることおよび編むことなどのテキスタイル処理で使用するのに適するように、十分に高い弾性率と降伏点、および十分に小さい収縮などの特定の性質を持たねばならない。他方、フィーダ糸は、テキスタイルに加工するのに必要な最小限の性質を付与するためにさらなる処理を必要とする。フィーダ糸（本明細書で「フィード糸」とも呼ぶ）は通常、部分的に配向する糸フィラメントを溶融紡糸することによって調製され、それは次いで延伸され、収縮を減らし弾性率を増加させるために加熱される。
【０００４】
フィード糸は、さらなる延伸なしではテキスタイル製品を作るために必要な性質をもっていない。延伸処理は糸フィラメントに高い配向を付与し、テキスタイル用途にとって重要な性質を付与する。このような性質のひとつであるボイルオフ収縮（「ＢＯＳ」）は高温にさらされた時に糸が示す収縮量を表わす。しかし、フィード糸は追加の処理を必要とするので、生産高は小さく生産コストは大きい。現存する市販の部分配向ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸は、ファブリックに使われる前に延伸または延伸テキスチャーされている。このため、さらなる延伸なしにテキスタイル製品をつくるために使うことができる「直接使用」紡糸した糸を提供することは望ましいことである。
【０００５】
本発明は、延伸またはアニーリング、すなわち熱固定なしで織物に使うことができる完全配向紡糸した糸である直接使用ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸を提供する。
【０００６】
（発明の概要）
本発明は直接使用糸の紡糸方法を含み、その方法は、４５００ｍｐｍより小さい紡糸速度および約２５５℃および約２７５℃の間の温度で紡糸口金を通してポリエステルポリマーを押出して非円形フィラメントを成形することを含み、ここで前記ポリマーは、少なくとも８５モル％の繰り返し単位がトリメチレン単位からなる少なくとも８５モル％のポリ（トリメチレンテレフタラート）を含み、および前記ポリマーは少なくとも０．７０ｄｌ／ｇの固有粘度をもつ。好ましくは、紡糸温度は約２６０℃〜２７０℃である。
【０００７】
好ましくは、この直接使用糸は１５％より小さいボイルオフ収縮によって特徴づけられる。
【０００８】
好ましくは、複数の非円形フィラメント中の個々のフィラメントは以下の式、
【０００９】
【数３】

【００１０】
および
【００１１】
【数４】

【００１２】
によって特徴づけられ、式中Ａ₁は個々のフィラメントの横断面積であり、Ｐ₁は個々のフィラメントの前記横断面の周囲であり、さらにＡ₂は周囲Ｐ₁を有する横断面の最大面積である。１つの好ましい実施形態において、０．６≦Ａ₁／Ａ₂≦０．９５。好ましくは、糸の少なくとも６５％のフィラメントが条件を満たす。より好ましくは、糸の少なくとも７０％のフィラメントが条件を満たす。さらにいっそう好ましくは、糸の少なくとも９０％のフィラメントが条件を満たす。
【００１３】
好ましくは、糸中の個々のフィラメントは平均として条件を満たす。
【００１４】
好ましくは、糸フィラメントは、０．３５ｄｐｆ〜１０ｄｐｆのデニールを有する。好ましくは、糸は、２０〜３００のデニールを有する。好ましくは、ポリ（トリメチレンテレフタラート）は、０．８ｄｌ／ｇ〜１．５ｄｌ／ｇのＩＶを有する。
【００１５】
直接使用糸とは、別個のプロセス工程において延伸またはアニールがおこなわれない糸である。
【００１６】
本発明はまた、約２５５℃および約２７５℃の間の紡糸温度および４５００ｍｐｍより小さい紡糸速度で溶融押出されるポリエステルポリマーから製造される直接使用糸に関しており、ここで前記ポリマーは、少なくとも８５モル％の繰り返し単位がトリメチレン単位からなる少なくとも８５モル％のポリ（トリメチレンテレフタラート）を含み、また前記ポリマーは少なくとも０．７０ｄｌ／ｇの固有粘度をもち、さらに前記直接使用糸は複数の非円形フィラメントを含む。好ましくは、紡糸温度は約２６０℃〜２７０℃である。
【００１７】
好ましくは、この直接使用糸は１５％より小さいボイルオフ収縮によって特徴づけられる。
【００１８】
好ましくは、複数の非円形フィラメント中の個々のフィラメントは以下の式、
【００１９】
【数５】

【００２０】
および
【００２１】
【数６】

【００２２】
によって特徴づけられ、式中Ａ₁は個々のフィラメントの横断面積であり、Ｐ₁は個々のフィラメントの前記横断面の周囲であり、さらにＡ₂は周囲Ｐ₁を有する横断面の最大面積である。１つの好ましい実施形態において、０．６≦Ａ₁／Ａ₂≦０．９５。好ましくは、糸の少なくとも６５％のフィラメントが条件を満たす。より好ましくは、糸の少なくとも７０％のフィラメントが条件を満たす。さらにいっそう好ましくは、糸の少なくとも９０％のフィラメントが条件を満たす。
【００２３】
好ましくは、糸中の個々のフィラメントは平均として条件を満たす。
【００２４】
好ましくは、糸フィラメントは、０．３５ｄｐｆ〜１０ｄｐｆのデニールを有する。好ましくは、糸は、２０〜３００のデニールを有する。好ましくは、ポリ（トリメチレンテレフタラート）は、０．８ｄｌ／ｇ〜１．５ｄｌ／ｇのＩＶを有する。
【００２５】
直接使用糸とは、別個のプロセス工程において延伸またはアニールがおこなわれない糸である。
【００２６】
好ましくは、糸の少なくとも７０％のフィラメントは前記条件を満たし、糸のフィラメントは０．５ｄｐｆから７ｄｐｆのデニールを有し、糸は３０〜２００のデニールを有し、さらに直接使用糸は１５％より小さいボイルオフ収縮によって特徴づけられる。より好ましくは、糸中の個々のフィラメントは平均として前述の条件を満たし、およびポリ（トリメチレンテレフタラート）は０．８ｄｌ／ｇ〜１．５ｄｌ／ｇのＩＶをもつ。
【００２７】
直接使用糸は延伸またはアニールされなかった、およびされない。
【００２８】
本発明はさらに、ファブリックの調製方法に関しており、その方法は、
（ａ）請求項１に記載されるようにして直接使用糸を紡糸する工程と、
（ｂ）糸をファブリックに織るまたは編む工程と、
を含む。
【００２９】
この方法において、糸は紡糸の間に完全に配向させられ、紡糸後に糸を配向させるために延伸またはアニールされない。
【００３０】
（発明の詳細な説明）
本発明は、中間段階の延伸またはテキスチャリングなしにテキスタイル作業に直接使用するのに適する完全に配向した（fully oriented）ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸の紡糸方法を提供する。本発明はさらに、このような直接使用ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸を提供する。本発明の方法は、過去に必要とされたものよりずっと小さい紡糸速度で紡糸される直接使用糸を提供する。本発明の方法を用いれば、直接使用完全配向ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸は４５００メートル／分（「ｍｐｍ」）より遅い速度で紡糸することができる。紡糸速度は、工業的処理量で３０００ｍｐｍ、またはさらに遅くすることができる。本発明の直接使用糸は１５％より小さいボイルオフ収縮を有することに特徴があり、非円形の横断面を有するフィラメントからつくられている。（ある程度のボイルオフ収縮はファブリックのプロセスにとって望ましい。約２％の低ボイルオフ収縮が有用である。）
【００３１】
直接使用完全配向ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸は、糸フィラメントの横断面形状が非円形の場合、４５００ｍｐｍより遅い紡糸速度で溶融紡糸方法を用いて製造できるということが見出された。本明細書において用いられるように、非円形横断面フィラメントは、以下の条件を満たす。
【００３２】
【数７】

【００３３】
および
【００３４】
【数８】

【００３５】
ここでＡ₁は個々の糸フィラメントの実際の横断面積であり、Ｐ₁は個々の糸フィラメントの横断面周囲であり、さらにＡ₂は同一の周囲Ｐ₁を有する横断面の最大面積である。この定義によれば、完全な円形横断面に対して、実際の横断面積と最大の横断面積の比はちょうど１である。以下の例は条件（Ｉ）および（ＩＩ）が満たされる場合、所望の直接使用糸を得るためにより遅い紡糸速度を用いることができる。
【００３６】
１つの好ましい実施形態は、次の条件０．６≦Ａ₁／Ａ₂≦０．９５を満たす式（Ｉ）をもつ非円形横断面を対象とする。
【００３７】
好ましくは糸のフィラメントの少なくとも６５％、より好ましくは７０％、さらにいっそう好ましくは少なくとも９０％、またはそれ以上がこれらの条件を満たす。好ましくは、糸中の個々のフィラメントは平均としてこれらの条件を満たす。
【００３８】
本発明のフィラメントは約０．３５ｄｐｆ以下という低デニールであることもでき、好ましくは約０．５ｄｐｆ以上、そして最も好ましくは約０．７ｄｐｆ以上であり、ならびに約１０ｄｐｆ以上という高デニールであることもでき、好ましくは約７ｄｐｆまでのデニールであり、そしてより好ましくは約５ｄｐｆまでである。
【００３９】
本発明の糸は約２０以下という低デニールであることもでき、好ましくは約３０以上、そして最も好ましくは約５０以上であり、ならびに約３００以上という高デニールであることもでき、好ましくは約２００までのデニールであり、より好ましくは約１５０までである。
【００４０】
前述の式を満たす横断面をもつ非円形横断面糸は、「オクタローバル」、「サンバースト」（「ソール」としても知られる）、「スカラップドオーバル」、「トリローバル」、「テトラチャネル」（「クワトロチャネル」としても知られる）「スカラップドリボン」、「リボン」、「スターバースト」、その他として当業界で記載されるこれらの横断面を含む。
【００４１】
図１に示されるように、ポリ（トリメチレンテレフタラート）ポリマーの溶融流れ２０が紡糸口金２２のオリフィスを通して下向きに、放射状または交差状に向けられる冷却空気が供給される冷却ゾーン２４に向かって押出される。溶融流れ２０の温度は紡糸ブロックの温度によって制御され、それは紡糸温度として知られている。さらに、紡糸口金２２中のオリフィスの横断面および総数は、米国特許第４，３８５，８８６号、第４，８５０，８４７号および第４，９５６，２３７号に開示されるような慣用の方法により、所望のフィラメントサイズおよびマルチフィラメント糸中のフィラメント数に応じて変えることができる。本発明においては、用いられる横断面はまた所望の紡糸速度に関連させて考慮される。すなわち、直接使用紡糸した糸を製造するために、所望の紡糸速度が４５００ｍｐｍより遅い場合、その横断面は式（Ｉ）および（ＩＩ）を満たす。さらに、本発明の直接使用紡糸した糸を製造するために、紡糸温度は約２５５℃および約２７５℃の間である。好ましくは、紡糸温度は約２６０℃および約２７０℃の間であり、最も好ましくは、紡糸温度は約２６５℃に保たれる。
【００４２】
流れ２０は冷却ゾーン内の、紡糸口金の下のある距離でフィラメント２６へと固化する。フィラメント２６は収束されてマルチフィラメント糸２８を形成する。慣用の紡糸仕上げが、計量供給塗布によってまたは仕上げロール３２などのロール塗布によって糸２８に塗布される。糸２８は次にゴデット３４および３６の回りに部分的に巻付いて通過しパッケージ３８に巻かれる。フィラメントは、望ましい場合は空気式絡めチャンバ４０によるなどしてインターレースされてもよい。
【００４３】
直接使用糸はポリエステルポリマーから紡糸され、前記ポリマーは、少なくとも８５モル％の繰返し単位がトリメチレン単位からなる少なくとも８５モル％のポリ（トリメチレンテレフタラート）を含み、および前記ポリマーは少なくとも約０．７０ｄｌ／ｇの固有粘度（「ＩＶ」）をもつ。ポリ（トリメチレンテレフタラート）のＩＶは、好ましくは少なくとも約０．８ｄｌ／ｇであり、さらに好ましくは少なくとも約０．９ｄｌ／ｇ、最も好ましくは少なくとも約１ｄｌ／ｇである。固有粘度は、好ましくは約１．５ｄｌ／ｇを超えず、さらに好ましくは約１．２ｄｌ／ｇを超えない。固有粘度は重量％で５０／５０の塩化メチレン／トリフルオロ酢酸中でＡＳＴＭＤ４６０３−９６にしたがって測定される。
【００４４】
本発明のポリトリメチレンテレフタラートは、通常約０．５〜約１５モル％の範囲で他の繰返し単位を含んでもよい。３ＧＴを調製するのに使うことができる他のモノマーの例は、４〜１２個の炭素原子をもつ線状、環状、および枝分かれ脂肪族ジカルボン酸（例えば、ブタン二酸、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、ドデカン二酸、および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸）、テレフタル酸以外で８〜１２個の炭素原子をもつ芳香族ジカルボン酸（例えば、イソフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸）、２〜８個の炭素原子をもつ線状、環状、および枝分かれ脂肪族ジオール（例えば、エタンジオール、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、および１，４−シクロヘキサンジオール）、および４〜１０個の炭素原子をもつ脂肪族および芳香族エーテルグリコール（例えば、ハイドロキノンビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、またはジエチレンエーテルグリコールを含み、約４６０より小さい分子量をもつポリ（エチレンエーテル）グリコール）である。市販されており入手が容易で安価であるため、イソフタル酸、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、および１，４−ブタンジオールが好ましい。好ましいポリ（トリメチレンテレフタラート）はこれらの他の単位を含まないか、またはそれらを少量含むものである。
【００４５】
コポリエステルは少量の別のコモノマーを含むことができ、このようなコモノマーは通常繊維のクリンプ量（自然にクリンプするポリエステル２成分繊維の場合において）または他の性質に重大な悪影響を与えないように選択される。このような別のコモノマーには、例えば約０．２〜５モル％の範囲のレベルでの５−スルホイソフタル酸ナトリウムが含まれる。非常に少量の三官能コモノマー、例えばトリメリト酸を粘度調節および枝分かれ効果のために組込むこともできる。
【００４６】
ポリトリメチレンテレフタラートは、望ましければ他の添加剤、例えば艶消し剤、増粘剤、増白剤、調色顔料、および抗酸化剤などを含んでもよい。艶消し剤、例えば好ましいＴｉＯ₂はポリエステルの０〜３重量％添加できる。
【００４７】
ポリ（トリメチレンテレフタラート）は、米国特許第５０１５７８９号、同第５２７６２０１号、同第５２８４９７９号、同第５３３４７７８号、同第５３６４９８４号、同第５３６４９８７号、同第５３９１２６３号、同第５４３４２３９号、同第５５１０４５４号、同第５５０４１２２号、同第５５３２３３３号、同第５５３２４０４号、同第５５４０８６８号、同第５６３３０１８号、同第５６３３３６２号、同第５６７７４１５号、同第５６８６２７６号、同第５７１０３１５号、同第５７１４２６２号、同第５７３０９１３号、同第５７６３１０４号、同第５７７４０７４号、同第５７８６４４３号、同第５８１１４９６号、同第５８２１０９２号、同第５８３０９８２号、同第５８４０９５７号、同第５８５６４２３号、同第５９６２７４５号および同第５９９０２６５号、ＥＰ９９８４４０、ＷＯ００／１４０４１および９８／５７９１３、Ｈ．Ｌ．Ｔｒａｕｂ，「Ｓｙｎｔｈｅｓｅ ｕｎｄ ｔｅｘｔｉｌｃｈｅｍｉｓｃｈｅ Ｅｉｇｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ ｄｅｓ Ｐ０ｌｙ−Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｓ」，Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ（１９９４）、Ｓ．Ｓｃｈａｕｈｏｆｆ，「Ｎｅｗ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｌｙｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ（ＰＴＴ）」，Ｍａｎ−Ｍａｄｅ Ｆｉｂｅｒ Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ（Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９９６）、および米国特許出願０９／０１６４４４号、同０９／２７３２８８号、同０９／２９１９６０号、同０９／３４６１４８号、同０９／３８２９７０号、同０９／３８２９９８号、同０９／５００３４０号、同０９／５０１７００号、同０９／５０２３２２号、同０９／５０２６４２号、同０９／５０３５９９号、同０９／５０５７８５号、同０９／６４４００５号、同０９／６４４００７号、および同０９／６４４００８号、これら全てを参照によって本明細書に組み込む、に記載される方法によって製造することができる。本発明のポリエステルとして有用なポリトリメチレンテレフタラートは、「Ｓｏｒｏｎａ」の商標でイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ、Ｄｅｌａｗａｒｅ）から市販されている。
【００４８】
本明細書において記載される測定は、デニールを含めて通常の米国テキスタイル単位を用いて報告されている。デニールに対応するｄｔｅｘ値は実測値の後の括弧内に与えられている。同じように、テナシティおよびモジュラス測定はグラム／デニール（「ｇｐｄ」）で測定され報告されており、括弧内に対応するｄＮ／ｔｅｘ値を示す。
【００４９】
（試験方法）
以下の例で報告される部分的に配向するポリ（トリメチレンテレフタラート）糸の物理的性質は、Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐ．の引張試験機、モデルｎｏ．１１２２を用いて測定された。より具体的には、破断伸び、Ｅ_B、およびテナシティがＡＳＴＭＤ−２２５６にしたがって測定された。
【００５０】
ボイルオフ収縮（「ＢＯＳ」）はＡＳＴＭＤ−２２５９にしたがって以下のようにして求められた。すなわち、０．２ｇ／ｄ（０．１８ｄＮ／ｔｅｘ）の荷重が糸にかかるようにある長さの糸に重りを吊り下げ、その長さＬ₁を測定した。次いでその重りを取りのぞき、その糸を３０分間沸騰水に浸漬した。次に糸を沸騰水から取り出し、約１分間遠心分離器にかけ、約５分間放冷した。次いで冷めた糸に前と同じ重りをかけた。糸の今回の長さ、Ｌ₂を記録した。収縮パーセントを以下の式（ＩＩＩ）により計算した。
【００５１】
【数９】

【００５２】
乾燥加熱収縮（「ＤＨＳ」）はＡＳＴＭＤ２２５９にしたがって、本質的にＢＯＳに対する上記と同様にして求められた。しかし、Ｌ₁は前述のようにして測定されたが、沸騰水に浸漬する替りに糸を約１６０℃のオーブン中に置いた。約３０分後、糸をオーブンから取り出し約１５分間放冷し、その後Ｌ₂を測定した。そして、収縮パーセントを前述の式（ＩＩＩ）にしたがって計算した。
【００５３】
（実施例）
ポリマーの調製
本発明はポリマー調製に用いられる特定の方法に依存しないが、比較例Ａで使われるポリマー調製に用いられた方法を徹底のために以下に記載する。
【００５４】
ポリマー調製１
ポリ（トリメチレンテレフタラート）ポリマーを、テレフタル酸ジメチルおよび１，３−プロパンジオールからバッチ方法を用いて調製した。攪拌機、真空ジェットおよびオートクレーブのクレーブ部の上に位置するモノマー蒸留器を備える４０ポンド（１８ｋｇ）の水平オートクレーブを使用した。モノマー蒸留器に４０ポンド（１８ｋｇ）のテレフタル酸ジメチルおよび３３ポンド（１５ｋｇ）の１，３−プロパンジオールを充填した。ランタンがポリマー中２５０部／百万部（「ｐｐｍ」）となるように、十分な量の酢酸ランタン触媒を加えた。ｐｐｍはマイクログラム／グラムに等しい。さらに、チタンがポリマー中３０ｐｐｍとなるように、チタン酸テトライソプロピル重合触媒をモノマーに加えた。蒸留器の温度を徐々に２４５℃に上げ、約１３．５ポンド（６．２ｋｇ）のメタノール留出物を回収した。
【００５５】
リンがポリマー中約１６０ｐｐｍとなる量のリン酸の１，３−プロパンジオール溶液をクレーブに加えた。成分を攪拌しよく混合し、温度を２４５℃に上げ圧力を水銀柱３ミリメートルより小さくし（４００Ｐａより小さい）４から８時間にわたって攪拌することによって重合した。所望のレベルのポリマー分子量で、ポリマーをリボンまたはストランドダイを通して押出し、冷却し、さらに再溶融押出しまたは固相重合に適するフレークまたはペレットサイズにカットした。この方法で０．８８ｄｌ／ｇの領域のポリマー固有粘度（「ＩＶ」）が得られた。
【００５６】
この方法で得られたポリマー（ＴｉＯ₂無し、０．８８ｄｌ／ｇ）を比較例Ａ−１〜Ａ−６で使用した。
【００５７】
ポリマー調製２
実施例Ｉ〜ＩＩで使用されるポリ（トリメチレンテレフタラート）ポリマーを、いずれもジャケット付き攪拌機付きで深いプールデザインのエステル化容器（「反応器」）および縮重合容器（「クレーブ」）を利用する２容器方法を用いて、テレフタル酸および１，３−プロパンジオールから調製した。４２８ポンド（１９４ｋｇ）の１，３−プロパンジオールおよび５５０ポンド（２５０ｋｇ）のテレフタル酸を反応器に充填した。望ましい場合にはエステル化を速めるためにエステル化触媒（９０ｐｐｍのＳｎ（スズ）のレベルでのモノブチルスズオキサイド）を反応器に加えた。反応スラリを攪拌し大気圧下で２１０℃に加熱し、反応水が除去されエステル化が完了する間維持した。この時点で温度を２３５℃に上げ、少量の１，３−プロパンジオールを除去し反応器の内容物をクレーブに移した。
【００５８】
反応器内容物を移して、クレーブの攪拌機をスタートさせ９１グラムのチタン酸テトライソプロピルを縮重合触媒として加えた。１，３−プロパンジオール中２０重量％（「ｗｔ％」）の二酸化チタン（ＴｉＯ₂）スラリ溶液をポリマー中０．３ｗｔ％となる量だけクレーブに加えることによって艶消しポリマーとするために、ＴｉＯ₂を加えた。プロセス温度を２５５℃に上げ圧力を１ｍｍＨｇ（１３３Ｐａ）に下げた。過剰のグリコールをプロセスが許容する程度の速さで除去した。攪拌機の回転数および消費電力を分子量の増加を追跡するために用いた。所望の溶融粘度および分子量が得られた時に、クレーブの圧力を１５０ｐｓｉｇ（１０３４ｋＰａゲージ）に上げ、クレーブの内容物をペレット化のためのカッタへと押出した。
【００５９】
比較例Ａ
この比較例において、円形横断面をもついくつかのポリ（トリメチレンテレフタラート）糸を、前述のポリマー調製１に記載されたように調製され０．８８のＩＶをもつポリマーから紡糸した。各糸を、紡糸速度を表Ｉに示されるように変えた以外は同一の条件で紡糸した。この比較例で用いられた紡糸条件は、紡糸速度の増加する順に項目Ａ−１からＡ−６として表Ｉに示されている。部分的から完全に配向する糸まで、再溶融一軸スクリュー押出方法およびポリエステル繊維溶融紡糸（Ｓ−ラップ）技術を用いて、紡糸口金の（直径約０．３８ｍｍの）オリフィスを通して押出すことによって、円形横断面の部分的または完全配向フィラメントに紡糸した。紡糸ブロックを、約２６７℃の温度をポリマーがもつのに必要とされる温度に保った。紡糸口金を出るフィラメントの流れを２１℃の空気で冷却し、３４フィラメントの束に集め、約０．３５ｗｔ％の紡糸仕上げを塗布し、そしてフィラメントをインターレースし３４フィラメントの糸に収束した。表１は用いられた紡糸条件をまとめる。
【００６０】
表ＩＩはこの比較例で製造された部分配向糸（「ＰＯＹ」）（Ａ−１からＡ−４）および完全配向糸（Ａ−５およびＡ−６）の物理的性質を示す。表ＩＩに示されるように、紡糸速度が増加するにつれて部分配向糸のボイルオフ収縮は減少する。このように、円形横断面をもつ部分配向フィラメントを使用する場合、得られる部分配向糸は、紡糸速度が５０００ｍｐｍを超え、そして糸が完全配向と言いうるまでは直接使用用途に適さない。この例で使用されたフィラメントは円形であるため、実際の横断面積と最大横断面積の比は１．０である。
【００６１】
実施例Ｉ
この例は、ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸フィラメントが非円形横断面をもつ場合、４５００ｍｐｍより低い紡糸速度で直接使用糸が製造できるということを示す。サンバースト横断面をもつフィラメントを、前述のポリマー調製２のようにして調製され０．８８のＩＶをもつポリマーから紡糸した。再溶融一軸スクリュー押出方法およびポリエステル繊維溶融紡糸（Ｓ−ラップ）技術を用いた。ポリマーを紡糸口金のオリフィスを通して押出し、紡糸ブロックを約２７０℃の温度をポリマーがもつのに必要とされる温度に保った。紡糸口金を出るフィラメントの流れを２１℃の空気で冷却し、５０フィラメントの束に集め、約０．５０ｗｔ％の紡糸仕上げを塗布し、そしてフィラメントをインターレースし約４０２０ｍｐｍで５０フィラメントの糸に収束した。得られた紡糸した糸はさらなる延伸をすることなく柔軟な手触りで日光によるギラツキの少ないアパレルファブリックを得るために使用することができる。紡糸条件は表Ｉに与えられており、糸の性質は表ＩＩに与えられている。表ＩＩに示されるように、この例の完全配向糸は、ボイルオフ収縮が１５％より小さいので、直接使用糸に適している。完全配向糸フィラメントは前述の式Ｉを満たす非円形横断面をもつので、直接使用糸は４０００ｍｐｍを僅かに超える紡糸速度を用いて製造された。
【００６２】
図６は、Ｚｅｉｓｓ Ａｘｉｏｐｌａｎ ２光学顕微鏡を用いて７５０倍でとった顕微鏡写真である。それはこの例の方法により製造されたフィラメントのサンバースト横断面を示す。
【００６３】
実施例ＩＩ
この例は、様々な横断面のフィラメントをもつ直接使用糸が４５００ｍｐｍより小さい紡糸速度で紡糸できるということを示す。この実施例においてポリ（トリメチレンテレフタラート）糸は、ポリマー調製２に記載されたように調製され０．８８のＩＶをもつポリマーから再溶融一軸スクリュー押出方法およびポリエステル繊維溶融紡糸（Ｓ−ラップ）技術を用いて紡糸された。得られたフィラメントの半分はオクタローバル横断面をもち、半分はサンバースト横断面をもっていた。ポリマーを、約２６５℃の温度をポリマーがもつのに必要とされる温度に保たれた紡糸口金のオリフィスを通して押出した。紡糸口金を出るフィラメントの流れを２１℃の空気で冷却し、５０フィラメントの束に集め、約０．３５ｗｔ％の紡糸仕上げを塗布し、フィラメントをインターレースし、そして約４０２０ｍｐｍで５０フィラメントの糸に収束した。得られた糸はさらなる延伸をすることなく柔軟な手触りで日光によるギラツキの少ないアパレルファブリックを得るために使用することができる。実施例Ｉのように、糸フィラメントは式Ｉを満たす非円形横断面をもつので、直接使用糸は４０００ｍｐｍを僅かに超える紡糸速度を用いて製造された。
【００６４】
実施例ＩおよびＩＩで調製された本発明の直接使用糸の性質は表ＩＩに与えられる。
【００６５】
実施例ＩＩＩ
この実施例は、オクタローバル横断面フィラメントが式（Ｉ）の条件を満たすということを示すために与えられる。図５はＺｅｉｓｓ Ａｘｉｏｐｌａｎ ２光学顕微鏡を用いて７５０倍でとった顕微鏡写真であり、Ａ₁およびＡ₂を測定するために用いられた。
【００６６】
【表１】

【００６７】
【表２】

【００６８】
実施例ＩＶ
この実施例は「理想化された」非円形横断面をもつ複数のフィラメントを与える。この横断面は、フィラメントの形状が、図２〜図４に示されるようにその周囲および面積が基礎的な幾何学および三角法を用いて容易に計算できる幾何学的形状に一致していたために、理想化されたと言われる。この実施例で示されるものと同じ一般的な非円形横断面をもつフィラメントは、実施例ＩＩに記載される紡糸プロセスを用い、対応する形状のオリフィスを通して押出して、ポリ（トリメチレンテレフタラート）から作られる。
【００６９】
滑らかなオクタローバル横断面
図２に示されるフィラメント横断面は理想化された滑らかなオクタローバル横断面を表す。図２に示されるように、理想化された滑らかなオクタローバル横断面は、本質的に８角形状であり、各辺は凸半円形張出しをもつ。フィラメントの周囲、Ｐ₁は以下の式で与えられる。
【００７０】
Ｐ₁＝４πＤ
【００７１】
フィラメントの横断面積、Ａ₁は以下の式で与えられる。
【００７２】
Ａ₁＝Ｄ²（π＋２ｃｏｔ（２２．５））＝７．９７Ｄ²
【００７３】
周囲、Ｐ₁が与えられたとして、その最大の横断面積、Ａ₂は以下の式で与えられる。
【００７４】
Ａ₂＝４πＤ²＝１２．５Ｄ²
【００７５】
実際のフィラメントの面積と最大面積の比は以下の式で与えられる。
【００７６】
Ａ₁／Ａ₂＝０．６４
【００７７】
このように、条件（Ｉ）によれば、このような理想化されたオクタローバル横断面をもつフィラメントは非円形であり、そして本発明により直接使用糸に紡糸される。
【００７８】
尖ったオクタローバル横断面
図３に示されるフィラメント横断面は理想化された尖ったオクタローバル横断面を表す。図３に示されるように、理想化された尖ったオクタローバル横断面は、本質的に８角形状であり、各辺は三角形の尖端を含む。フィラメントの周囲、Ｐ₁は以下の式で与えられる。
【００７９】
【数１０】

【００８０】
フィラメントの横断面積、Ａ₁は以下の式で与えられる。
【００８１】
【数１１】

【００８２】
周囲、Ｐ₁が与えられたとして、その最大の横断面積、Ａ₂は以下の式で与えられる。
【００８３】
【数１２】

【００８４】
実際のフィラメントの面積と最大面積の比は以下の式で与えられる。
【００８５】
【数１３】

【００８６】
比Ｒ₂／Ｒ₁は変形率（「ｍｏｄ率」）として知られる。ｍｏｄ率は本発明による直接使用糸を製造するために調節することができる。例えば、図２に示される理想化されたフィラメントに対して、１．１６のｍｏｄ率、すなわちＲ₂＝１．１６Ｒ₁では前述の条件（Ｉ）を満たす直接使用糸を生成する。
【００８７】
Ａ₁／Ａ₂＝０．８６
【００８８】
しかし、１．０５のｍｏｄ率は「非円形」横断面にならない。
【００８９】
Ａ₁／Ａ₂＝０．９７
【００９０】
サンバースト横断面
図４に示されるフィラメント横断面は理想化されたサンバースト横断面を表す。図４に示されるように、理想化されたサンバースト横断面は本質的に、３ローブが取り除かれた尖ったオクタローバル横断面である。フィラメントの周囲、Ｐ₁は以下の式で与えられる。
【００９１】
Ｐ₁＝５/８×１６（Ｒ₁ ²＋Ｒ₂ ²−２Ｒ₁Ｒ₂ｃｏｓ（２２．５°））^1/2＋２Ｒ₁
＝１０（Ｒ₁ ²＋Ｒ₂ ²−２Ｒ₁Ｒ₂ｃｏｓ（２２．５°））^1/2＋２Ｒ₁
【００９２】
フィラメントの横断面積、Ａ₁は「尖ったオクタローバル」横断面積の５／８の面積であるため、以下の式で与えられる。
【００９３】
Ａ₁＝５／８×８Ｒ₁Ｒ₂ｓｉｎ（２２．５°）
＝５／８（８）（０．３８）Ｒ₁Ｒ₂＝１．９Ｒ₁Ｒ₂
【００９４】
周囲、Ｐ₁が与えられたとして、その最大の横断面積、Ａ₂は以下の式で与えられる。
【００９５】
【数１４】

【００９６】
ここで最大の円の直径はＰ₁／πであるから以下のようになる。
【００９７】
【数１５】

【００９８】
もしＲ₂＝１．１６Ｒ₁であれば、そのときＡ₁／Ａ₂＝０．６６。
もしＲ₂＝１．３Ｒ₁であれば、そのときＡ₁／Ａ₂＝０．５７。
【００９９】
本発明の実施形態の以上の開示は例示および説明のために与えられた。網羅的であることまたは開示されたそのままの形に本発明を限定しようとするものではない。本明細書に記載された実施形態の多くの変形形態および変更形態は前述の開示に照らして当業者には明かであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の直接使用ポリ（トリメチレンテレフタラート）糸を製造するための例示的紡糸位置の概略図である。
【図２】 オクタローバル横断面を有する仮想的なフィラメントの概略図である。
【図３】 オクタローバル横断面を有する別の仮想的なフィラメントの概略図である。
【図４】 サンバーストの横断面を有する仮定的なフィラメントの概略図である。
【図５】 実施例ＩＩＩに記載されるようにして調製されたオクタローバル横断面を有するフィラメントの顕微鏡写真（７５０倍）を示す図である。
【図６】 実施例Ｉに記載されるようにして調製されたサンバーストの横断面を有するフィラメントの顕微鏡写真（７５０倍）を示す図である。

Claims (16)

1. 直接使用糸を紡糸する方法であって、４５００ｍ／分より小さい紡糸速度および２５５℃と２７５℃の間の温度でポリエステルポリマーを紡糸口金を通して押出して非円形フィラメントに成形する工程を具え、前記ポリマーが、繰返し単位の少なくとも８５モル％がトリメチレン単位からなる少なくとも８５モル％のポリ（トリメチレンテレフタラート）を含み、および前記ポリマーが少なくとも０．７０ｄｌ／ｇの固有粘度をもつことを特徴とする方法。
2. ２５５℃と２７５℃の間の紡糸温度および４５００ｍｐｍより小さい紡糸速度で溶融押出しされるポリエステルポリマーから製造される直接使用糸であって、前記ポリマーが、繰返し単位の少なくとも８５モル％がトリメチレン単位からなる少なくとも８５モル％のポリ（トリメチレンテレフタラート）を含み、および前記ポリマーが少なくとも０．７０ｄｌ／ｇの固有粘度をもち、ならびに前記直接使用糸が複数の非円形フィラメントを含むことを特徴とする糸。
3. （ａ）請求項１に記載されるようにして直接使用糸を紡糸する工程と、（ｂ）糸をファブリックに織るまたは編む工程と、を備えることを特徴とするファブリックを調製する方法。
4. 紡糸温度が２６０℃〜２７０℃であることを特徴とする請求項１又は３に記載の方法。
5. 直接使用糸が１５％より小さいボイルオフ収縮をもつことを特徴とする請求項２に記載の糸。
6. 複数の非円形フィラメント中の個々のフィラメントが、
   

   

   および
   

   

   であり、式中Ａ₁を個々のフィラメントの横断面積、式中Ｐ₁を個々のフィラメントの前記横断面の周囲、および式中Ａ₂を周囲Ｐ₁を有する横断面の最大面積であることを特徴とする請求項２又は５に記載の糸。
7. ０．６≦Ａ₁／Ａ₂≦０．９５であることを特徴とする請求項２、５又は６に記載の糸。
8. 糸の少なくとも６５％のフィラメントが前記条件を満たすことを特徴とする請求項２、５、６又は７に記載の糸。
9. 糸の少なくとも７０％のフィラメントが前記条件を満たすことを特徴とする請求項２、５、６、７又は８に記載の糸。
10. 糸の少なくとも９０％のフィラメントが前記条件を満たすことを特徴とする請求項２、５、６、７、８又は９に記載の糸。
11. 糸中の個々のフィラメントが平均として前記条件を満たすことを特徴とする請求項２、５、６、７、８、９又は１０に記載の糸。
12. 糸フィラメントが０．３５ｄｐｆ〜１０ｄｐｆのデニールを有することを特徴とする請求項２、５、６、７、８、９、１０又は１１に記載の糸。
13. 糸が２０〜３００のデニールを有することを特徴とする請求項２、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２に記載の糸。
14. ポリ（トリメチレンテレフタラート）が０．８ｄｌ／ｇ〜１．５ｄｌ／ｇのＩＶを有することを特徴とする請求項１、３叉は４に記載の方法。
15. 糸が紡糸の間に完全に配向させられ、および紡糸後に糸を配向させるために延伸またはアニールされないことを特徴とする請求項１、３、４叉は１４に記載の方法。
16. 非円形横断面がオクタローバル、スカラップドオーバルおよびテトラチャネルからなる群から選択されることを特徴とする請求項２、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３に記載の糸。

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