JPH01298231A - ポリプロピレンの高弾性繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特にカーペットおよび椅子の詰物（ｕｐｈｏ
ｌｓｔｃｒｉｎｇ）に有用である高弾性のポリプロピレ
ン繊維に関する。

別の面では、本発明は、高弾性ポリプロピレン繊維の製
造方法に１３！ｌする。

ポリプロピレンは、カーペットおよび椅子の詰物に用い
るのに理想的な繊維であるが、その乏しいレジリエンス
によってのみ制限される。レジリエンスは、１１維を圧
縮する応力を解放Ｊるとき、ｉｌｌがその元の寸法を完
全に回復する能力の尺度である。ポリプロピレン　カー
ペットについて、この乏しいレジリエンスは、彫（１１
が施されたカーペットの、通行量の高い領域における「
歩行」（ｗａｌｋｉｎｇ　ｏｕｔ　）によって、または
、平らなパイル　カーペットの領域を歩行するときに起
こる艶消しによって最も良く示される。ポリプロピレン
繊維を含む椅子張りも、また、この艶消現象を示す。

したがって、彫刻を施されたカーペットに用いられると
きに「歩行」に耐え、または、平らなパイル　カーペッ
トおよび椅子張りに用いられるときに艶消に耐えるのに
十分に高いレジリエンスを有するポリプロピレン繊維を
製造することが望まれる。

繊維のレジリエンスは、圧縮回復試験、すなわら、けば
立てられた＄ｌ雑の特定時間の圧縮された結締の百分比
高さ回復を測定する非−ＡＳＴＭ法により測定される。

本発明によれば、ポリプロピレンの高弾性繊維が提供さ
れ、該繊維は、インチ当り約４〜約２０クリンプ範囲の
平均クリンプ数を有する非−螺旋けん縮を有し、少なく
とら２５０％の圧縮回復を有する。

本発明によれば、また、 （ａ）　　延伸されたポリプロピレン繊維に非−螺旋け
ん縮を与え、 （ｂ）　　工程（ａｌ中に与えられたクリンプを、繊維
が少なくとも２５０％の圧縮回復を有するように繊維中
に永久固定させるのに十分な温度および滞留時間、工程
（ａ）の生成物を熱固定することより成る高弾性ポリプ
ロピレン繊維を製造する方法が提供される。鋭角、また
は、いわゆる二元型クリンプが通常、繊維に与えられる
。任意に、Ｌ！紺はステーブルに切断し、それは加熱処
理の前または後に行なってよい。

本発明に用いるポリプロピレンは、高分子量を有する本
質的に線状の高結晶アインタクチックボリブロビレンで
あることができる。一般に、このような重合体は、約１
６５℃（３２９°Ｆ）の融点を有する。このような重合
体は商業上利用できる。

いずれの方法も製造に用いることができるが、本発明に
用いるポリプロピレンは、一般に、配位重合法を用いて
製造される。この重合法は、還元された遷移金属触媒を
、一般に、不活性媒体中の非常に小さな固体粒子のスラ
リーの形態で用いる。

この方法は、当該技術で周知である。

ポリアミン、ポリビニルピリジン、ポリアミドのような
染料受容体、フタロシアニンなどのような有機顔料、カ
ドミウム系、カーボンブラックなどのような無機顔料、
および安定剤、ｑ塑剤、難燃剤などを含む種々の添加剤
を、ポリプロピレン中に、その性質を改良するために混
合することができる。

塊状のポリプロピレンの繊維形状への変換は、通常のい
ずれの紡糸法によっても達成される。ポリプロピレンは
、適度な温度条件下で溶融するので、繊維の製造は、溶
液法と対照してみた場合の溶融紡糸法によって行なうの
が好ましい。繊維は、約４２０Ｔ〜約６４０°「の範囲
、好ましくは約４５０Ｔ〜約６２５下の範囲で溶融紡糸
される。

溶融紡糸法において、手合体は、押出機中で融点に加熱
され、溶融重合体は、高圧下に一定速度で、多数の孔を
含む紡糸口金にポンプ輸送される。

液体重合体の流れは、紡糸口金の表面から、通常は、ガ
ス、一般には空気の冷ｆＪＩ流中に、下方、または他の
方向に出てくる。溶＠重合体の流れは、冷却の結果とし
て固化し、フィラメントを形成し、−緒にされてボビン
に巻き取られる。所望により、押出様中で溶融した重合
体は、スチームまたは二酸化炭素、窒素などのような不
活性ガスでガスシールすることにより酸素から保護され
てよい。

フィラメントの寸法は、約１デニール／フイラメント〜
約１３０デニール／フイラメントの範囲、好ましくは約
１．８デニール／フイラメント〜約１８デニール／フイ
ラメントの範囲である。

繊維が製造された後、Ｕ＆紺の分子構造を配向するため
に延伸工程が行なわれる。延伸工程は、熱ロール、熱循
環ガスオーブン、スチームオーブン、輻射パネル加熱器
、熱板、熱液などのような周知の技術を用いるいずれの
便利な方法で行なうことができる。その方法は、臨界的
でないが、温度は、延伸中に結晶化度を与えるのに十分
でなければならない。いずれの延伸比（Ｖなわち、延伸
長さ／非延伸長さ）も用いることができるが、約３．０
：１以上の延伸比、好ましくは３．５：１〜６；１を用
いる。

紡糸および延伸工程は、ｍ帷が熱処理工程に耐えること
ができるように十分な結晶化度を生じる方法で行なわれ
る。このために、与えられた手合体の紡糸には過度の加
熱を避け、延伸には十分な熱を与えることが必要である
。

延伸された繊維は、いずれの直線強度も有することがで
きるが、一般に、単繊維について測定して約３ｇ／デニ
ール−約４．５９／デニールの範囲の直線強度を有し、
約３．５ｚ／デニール〜約４．４ｇ／デニールの範囲の
直線強度が好ましい。

次に、ｕ＆維をけん縮する。繊維に付与するけん縮の型
は、鋭角または非−螺旋けん縮として記述することがで
きる。これらは、いわゆる二次元、または、のこ歯けん
縮である。このようなけん縮を付与する好ましい方法覧
よ、スタッファ−ボックス集成装置である。

繊維は、インチ当り約４の９９２１〜インチ当り約２０
のクリンプの範囲の平均クリンプ数を有し、インチ当り
約６の９９２１〜インチ当り約１５のクリンプの範囲の
平均クリンプ数が好ましく、６〜１０が最も好ましい。

繊維にクリンプを付与した後に、繊維をテクスチュア領
域から取り出し、繊維に付与されたクリンプを、繊維が
改良された圧縮回復を有するように永久固定させるのに
十分な温度で十分な時間、適当なｇ胃で加熱する。

一般に、繊維は、けん縮工程中に付与されたクリンプを
、！Ｉ雑が少なくとも約２５０％の圧縮回復、好ましく
は少なくとも約２７５％の圧縮回復、最も好ましくは少
なくとも２９０％の圧縮回復を有するようにｔｌ維中に
永久固定させるのに十分な温度で十分な滞留時間、加熱
される。

加熱処理工程後の繊維の圧縮回復は、勿論、繊維が処理
された温度および滞留時間の双方に依存する。

一般に、加熱処理温度は、約２８０°Ｆ〜＃Ｊ＆雑の軟
化点のすぐ下の範囲に在る。繊維の軟化点は、約３２０
°Ｆ〜約３２９下の範囲に在る。好ましい加熱処理温度
は、約２８４°Ｆ〜約３１５°「の範囲に在り、最も好
ましい温度は約２８９°Ｆ〜３１１下の範囲に在る。

繊維を加熱処理するのに必要な滞留時間は、使用する加
熱装置の型および繊維束の開放（ｏｐｅｎｎｅｓｓ　＞
に依存する。凝縮スチームまたは高速空気によるような
良好な熱移動については、５秒〜１分で十分であるが、
ｍＨがコンベアベルト上でだらだらと時を賀す低速の空
気循環については、１〜８分が必要である。一般に、約
５秒〜約８分、好ましくは５秒〜３分が用いられ、最も
好ましいのは５秒〜１分である。いったん、繊維が所望
の温度に到達すれば、所望のレジリエンスを得るのに３
０秒以下の非常に短い時間しか要しない。

紡糸、延伸、けん縮および熱固定の工程は、所望により
一つの連続工程として行なうことができ、または、紡糸
を別個に他の工程を連続して行なうことができる。すな
わち、工程は間欠的に、または連続的に、またはその組
合せで行なうことができる。

下記に、ステープルファイバーの圧縮回復を測定するの
に用いる方法を説明する。

１、　試料をけば立てて、十分にブレンドし、開放する
、 ２．３個の１グ試料を最接近０．１９まで秤量する。

３、　単一の１９試料を、１インチ径のキャビティ金型
中に置き、１０．０００１）Ｓｉに圧縮し、１分間保持
する。

４、　金型から試料を取出し、２４時間回復させる（所
望により伯の時間を用いることができる）。ここでは、
特記しない限り２４時間を用いる。

５、　該試料の上部に１インチ径、５．５グラム　フー
トの変位ゲージを置く。このゲージ、Ｆｅｄｅｒａｌ　
）ｌｏｄｅｌ　Ｃ８１Ｓは、Ｃｕｓｔｏｍ　５ｃｉｅｎ
ｔｉｆｉｃａｐｐａｒａｔｕｓ　Ｍｏｄｅｌ　ＣＳ　５
５　１２８のトに載せる。

６、　３０秒以上の接の高さを測定するーこれは高さＢ
である。

７、　　１０，０ＯＯＪ）ｓｉにおける１分の圧縮ｉ後
の該試料の高さ、すなわち高さ八は、毎度、正確に測定
することは困難である。このような測定誤差をできるだ
け少なくづ“るために、標準の最初の高さをできるだけ
正確に測定し、この高さ０．１６フインチを全ての試料
について用いる。

８、　試料につき３つの測定をし、その平均を報告する
。

９、　計算 第１図は、３分の一定滞留時間における、オーブン加熱
処理温度に対する２４時間後および６０秒後に測定され
た圧縮回復の関係を示す。この図は、約２８０°「以上
の加熱処ｙ！Ｉ温度における圧縮回復によって測定され
たとき、繊維のレジリエンスの鋭い増大を明らかに示す
。

第２図は、２９５下の一定のオーブン加熱処理温度にお
ける。、Ｓｉ留時間に対する２４時間後および６０秒後
に測定された圧縮回復の関係を示す。

この図は、約３０秒以上のｆｉｌ留時開時間ける圧縮回
復により測定されたとき、繊維のレジリエンスの鋭い増
大を明らかに示す。

当業者が本発明を更に理解する助けとして、下記に実施
例を記載するが、本発明の範囲はこれに限定されない。

用いられた特定の反応体、成分、比、条件は、例示のた
めのものであり、本発明の範囲を限定しない。

実施例 ｖａＨは、メルトインデックス８の結晶性ポリプロピレ
ン　ベレット（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ
　Ｃｏにより製造されたＨａｒｌｅｘｏ９３７４　）か
ら押出され、熱および紫外線安定剤および酸化防止剤お
よび着色繊維を生成するための有機および無機顔料の組
合せを含む。この樹脂を慣用の押出機中で溶融し、５２
０″Ｆにもたらし、７０個の丸い孔を有し、多孔の直径
が０．７ｍ＋の紡糸口金の中に加圧下に押しやり、６０
下、毎分９０フイートの交差流、急冷空気で冷却し、毎
分５１０メートルでチューブ上に巻いた。潤滑油および
帯電防止剤を紡糸中に適用した。

ｕｕｔｔを一連のチューブから引き出し、１〜つを形成
し、４．８の延伸比で延伸した後トウは百方デニールで
あり、各々の延伸フイラメン１〜は１８デニールであっ
た。慣用の７本ロール延伸スタンドを用い、第１および
第２スタンドのロールは２５０下に加熱し、第３スタン
ドは加熱しなかった。

スタンド速度は、毎分３１．１２５および１５０メート
ルであった。追加の繊維仕上げを延伸後に適用した。５
インチ巾水冷ロールを有する慣用のＦｌｅｉｓｓｎｅｒ
スタフラ　ボックスけん縮機にはいる前に、トウはスチ
ームで加熱され、そこで６〜８／インチのクリンプが与
えられた。

けん縮されたトウは、別の工程で、移動孔あき金属コン
ベアベルト上で時間を空費しく分配し）、それを通して
加熱された空気をＰｒｏｃｔｏｒおよび５ＣｈＷａｒｔ
Ｚオーブン中に循環させた。空気温度および滞留時間は
第１図および第２図に示されたものであった。熱処理さ
れたトウは、慣用のＬＬＩＩｌｌＩｌｔｌＳカッターで
約３．２５インチのステーブルに切断され　１こ　。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の高弾性ポリプロピレン繊維の、３分
の一定滞留時間における種々の加熱温度に対する圧縮回
復データーを示す。 第２図は、本発明の高弾性ポリプロピレン繊維の、２９
５°Ｆの一定熱処理温度に対する種々の滞留時間につい
ての圧縮回復データーを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）インチ当り約４〜約２０クリンプの範囲の平均ク
   リンプ数を有する非−螺旋けん縮を有し、少なくとも２
   ５０％の圧縮回復を有する、ポリプロピレンの高弾性繊
   維。 （２）平均クリンプ数がインチ当り約６〜約１０クリン
   プの範囲である、請求項（１）による繊維。 （３）繊維が約３．５ｇ／デニール〜約４．４ｇ／デニ
   ールの範囲の直線強度を有する、請求項（１）または（
   ２）による繊維。 （４）圧縮回復が少なくとも２７５％である請求項（１
   ）〜（３）のいずれか１項による繊維。 （５）圧縮回復が少なくとも２９０％である請求項（４
   ）による繊維。 （６）トウの形態で複数個の繊維が存在する請求項（１
   ）〜（５）のいずれか１項による繊維。 （７）（１）延伸されたポリプロピレン繊維に非−螺旋
   けん縮を与え、 （２）工程（ａ）中に与えられたクリンプを、繊維が少
   なくとも２５０％の圧縮回復を有するように繊維中に永
   久固定させるのに十分な温度および滞留時間、工程（ａ
   ）の生成物を熱固定することより成る、高弾性ポリプロ
   ピレン繊維の製造方法。 （８）工程（ａ）の非−螺旋けん縮が非−螺旋のこ歯け
   ん縮である請求項（７）による方法。 （９）工程（ａ）の生成物が、工程（ａ）で与えられた
   クリンプを、繊維が少なくとも２７５％の圧縮回復を有
   するように繊維中に永久固定させるのに十分な温度で十
   分な時間、熱固定される請求項（７）または（８）によ
   る方法。 （１０）繊維が少なくとも２９０％の圧縮回復を有する
   請求項（９）による方法。 （１１）工程（ａ）からの生成物が、約２８０°Ｆ〜繊
   維の軟化点のすぐ下の範囲で、かつ、滞留時間が５秒〜
   ８分で熱固定される請求項（７）〜（１０）のいずれか
   １項による方法。 （１２）工程（ａ）からの生成物が、約２８４°Ｆ〜約
   ３１５°Ｆの範囲、および滞留時間が約５秒〜３分で熱
   固定される請求項（１１）による方法。 （１３）行程（ａ）からの生成物が熱固定される温度が
   、約２８９°Ｆ〜約３１１°Ｆの範囲であり、滞留時間
   が約５秒〜３分である請求項（１２）による方法。 （１４）熱固定がスチームとの接触により行なわれ、温
   度が約２８９°Ｆ〜約３１１°Ｆの範囲にあり、滞留時
   間が５秒〜１分以内である、請求項（７）〜（１３）の
   いずれか１項による方法。 （１５）熱固定が、繊維を通して熱空気の高速度循環に
   より行なわれ、滞留時間が５秒〜１分であり、得られる
   温度が約２８９°Ｆ〜３１１°Ｆの範囲にある、請求項
   （７）〜（１４）のいずれか１項による方法。 （１６）工程（ｂ）の前または後に繊維をステープルに
   切断する請求項（７）〜（１５）のいずれか１項による
   方法。 （１７）繊維のトウをけん縮し、熱固定する請求項（７
   ）〜（１６）のいずれか１項による方法。 （１８）請求項（１）〜（１７）による繊維を用いて造
   られたカーペット。