請求の範囲
１ 繊維が十字形の断面からなり、水分散性を促
進するためのコーテイングを有することを特徴と
する、水分散性合成ポリマー繊維。
２ 切断長さが約５乃至約90mmで、長さ／直径比
が約100：１乃至約2000：１である、請求の範囲
１に記載の繊維。
３ 繊維が連続フイラメント状のクリンプされて
いないトウの形である請求の範囲１に記載のポリ
マー繊維。
４ 合成ポリマー繊維がポリエステル繊維であ
る、請求の範囲１に記載の繊維。
５ デニールが約0.5乃至約20である請求の範囲
４に記載の繊維。
６ 切断長さが約５乃至約90mmである請求の範囲
４に記載の繊維。
７ 長さ／直径比が約100：１乃至約2000：１で
ある請求の範囲６に記載の繊維。
８ 切断繊維の束の形の請求の範囲７に記載の水
分散性繊維。
９ 切断繊維の束の形の請求の範囲１に記載の水
分散性繊維。
１０ ポリ（エチレンテレフタレート）からなる
請求の範囲４に記載のポリエステル繊維。
１１ 繊維がクリンプされておらず、切断長さが
約５乃至約90mmであり、長さ／直径比が約100：
１乃至約2000：１であり、デニールが約0.5乃至
約20であつて、エトキシル化された水分散性コー
テイングが、繊維の全重量の約0.04乃至1.0％の
量だけ存在する、請求の範囲４に記載の水分散性
ポリ（エチレンテレフタレート）繊維。
１２ 切断繊維の束の形の請求の範囲１１に記載
の水分散性繊維。
１３ 繊維が連続フイラメント状のクリンプされ
ていないトウの形である請求の範囲１１に記載の
ポリエステル繊維。
１４ 300乃至6000の範囲の平均分子量を有する、
ポリ（エチレンテレフタレート）くり返し単位と
ポリ（オキシアルキレン）グリコールから誘導さ
れたポリ（オキシアルキレン）基との、セグメン
ト化されたコポリエステルから成る、水分散性コ
ーテイングによつてコーテイングされた、請求の
範囲４に記載のポリエステル繊維。
１５ 繊維が連続フイラメント状のトウの形であ
る請求の範囲１４に記載のポリエステル繊維。
技術分野
本発明は、新規な水分散性合成ポリマー繊維、
殊にポリ（エチレンテレフタレート）からなる新
規な水分散性合成ポリマー繊維に関する。
発明の背景
近年、水分散性合成繊維、殊にポリエステルか
らなるものに、興味が増大しつつある。かかる水
分散性繊維は、製紙および湿式製造（wet−laid）
不織繊維布を含む種々の不織応用において、しば
しば大量の木材パルプもしくは繊維ガラスとの、
時にブレンドの一部として、しかしまたポリエス
テル繊維のみ必要とする、即ち他の繊維とブレン
ドされない応用においても、使用されている。こ
の使用、およびそのための要求は、例えば綿の系
において、例えばロージングの如き方法によつ
て、繊維をヤーン糸（yarn）に変換するかわり
に、この繊維を水に分散させる必要のため、製織
もしくは編成された繊維布の中で結局は使用する
ための、織物ヤーン糸に変換するためのトウもし
くはステープルフアイバーとしての、以前の、よ
り通常的な使用からは、全く異なつている。本発
明の分野を、以前の、より通常的なポリエステル
ステープルフアイバーから区別するのは、水分散
性に対するこの要求である。
ほとんどの、かかる水分散性ポリエステル繊維
は、ポリ（エチレンテレフタレート）からなるも
のであり、織物ヤーン糸に使用するための如何な
るポリエステルステープルフアイバーでも、一般
に、ステープルフアイバーに変換される前でトウ
の形の間にクリンプ状とされるのに、殆どの水分
散性ポリエステル繊維がクリンプ状とされないと
いう点以外は、通常の織物ポリエステルステープ
ルフアイバーと実質的に同じ一般的な方法で製造
される。即ち、水分散性ポリエステル繊維は、ポ
リエステルをフイラメントに溶融紡糸し、フイラ
メントを組み合せてトウを形成し、練条し、通常
の織物フイラメントのトウに仕上げを施すのと一
般に同じ方法で、好適なコーテイングを施して水
分散特性を賦与し、そして次に、一般にいかなる
クリンプ化も行なわないで（或いは、余分のバル
クおよび三次元マトリツクスを提供するべく、或
る場合には幾ばくかだけの、ゆるやかなウエーブ
状の起伏を賦与しつつ）トウをステープルに変換
することによつて、一般に製造されてきた。或る
種の先行技術ポリエステルステープルフアイバー
は、クリンプされない形で、例えば重ね繊維布
（pile fabric）中のフロツク（flock）として使用
するために製造されてきたが、かかる用途には、
水分散性は要求されてこなかつた。
ポリエステル繊維は、本来疎水性であり、従つ
て、米国特許第4007083号のRingら、米国特許第
4137181号、同4179543号および同4294883号の
Hawkins、およびイギリス特許第958350号の
Viscose Suisseにより開示の如く、発泡を生成す
ることなく、また繊維を綿状塊とさせることな
く、ポリエステル繊維の固有の疎水性の特性を克
服するためには、ポリエステルに好適なコーテイ
ングを施すことが必要である。水分散性のポリエ
ステル繊維を、より通常のポリエステルステープ
ルフアイバーから区別してきたものは、ポリエス
テルそれ自体または断面の如きその形状の、どの
固有特性であるというよりも、むしろこのコーテ
イングなのである。これまでのところ、知る限り
では、全ての市販の水分散性ポリエステル繊維の
断面は円形であつた。実際、殆どの市販のポリエ
ステルステープルフアイバーの断面は、それが好
ましかつたため、一般に円形であつた。
これまでは、殆どの合成ポリマーの水分散性繊
維は、安価で豊富なポリエステルから作られてき
たが、増加傾向にある量のポリオレフイン類およ
びポリアミド類が水分散性繊維用に使用され始め
ており、従つて本発明はポリエステル類のみに限
定されるものではなく、他の合成ポリマーをもカ
バーするものである。
発明の要旨
本発明に従い、繊維が十字形の断面からなるこ
とを特徴とする、新規な合成ポリマー水分散性繊
維、殊にポリエステル繊維が提供される。
十字形の断面は、本文記載の如く、これまで、
他のポリエステル繊維に使用されてきた。断面以
外では、本発明の水分散性繊維は、以後に記述す
る利点によつて付加的な変更に対する機械を提供
し得るものではあるが、先行技術の水分散性ポリ
エステルもしくは他の合成ポリマー繊維と実質的
に同様のものとすることができる。本発明につい
て、以後は、ポリアミド類およびポリオレフイン
類の如き他の合成ポリマーもまた使用し得ること
は認められようが、特にポリエステル繊維を引き
合いにして記載するものとする。
本発明の繊維は、適当なフイラメントあたりの
デニール数（dpf）のポリエステルフイラメント
を、溶融紡糸および練条して、そこに好適なコー
テイングを施して水分散性の特質を賦与すること
によつて、具合良く製造し得る。フイラメント
は、次に、考えられている最終用途に対して望ま
れるどんな長さのステープルにでも、一般に切断
される。
本発明の水分散性繊維に対して十字形の断面を
使用することによつて、円形の断面と比較して、
分散性が促進されることが驚くべきことに見出さ
れ、そしてこれによつて、生成する湿式製造繊維
に、より良い一様性、より多くの不透明性、良好
な透過性、および魅惑的なフランネル風の手ざわ
りが、実施例で明らかになるように賦与される。Claim 1: A water-dispersible synthetic polymer fiber, characterized in that the fiber has a cruciform cross-section and has a coating to promote water dispersibility. 2. The fiber of claim 1, having a cut length of about 5 to about 90 mm and a length/diameter ratio of about 100:1 to about 2000:1. 3. Polymer fibers according to claim 1, wherein the fibers are in the form of continuous filamentary, uncrimped tows. 4. The fiber of claim 1, wherein the synthetic polymer fiber is a polyester fiber. 5. The fiber of claim 4 having a denier of about 0.5 to about 20. 6. The fiber of claim 4, wherein the cut length is about 5 to about 90 mm. 7. The fiber of claim 6, having a length/diameter ratio of about 100:1 to about 2000:1. 8. Water-dispersible fibers according to claim 7 in the form of bundles of cut fibers. 9. Water-dispersible fibers according to claim 1 in the form of bundles of cut fibers. 10. The polyester fiber according to claim 4, comprising poly(ethylene terephthalate). 11 The fiber is not crimped, the cut length is about 5 to about 90 mm, and the length/diameter ratio is about 100:
1 to about 2000:1, and the denier is about 0.5 to about 20, and the ethoxylated water-dispersible coating is present in an amount of about 0.04 to 1.0% of the total weight of the fiber. The water-dispersible poly(ethylene terephthalate) fiber described in . 12. Water-dispersible fibers according to claim 11 in the form of bundles of cut fibers. 13. The polyester fiber of claim 11, wherein the fiber is in the form of a continuous filament, uncrimped tow. 14 having an average molecular weight in the range of 300 to 6000,
Coated with a water-dispersible coating comprising a segmented copolyester of poly(ethylene terephthalate) repeating units and poly(oxyalkylene) groups derived from poly(oxyalkylene) glycols. 4. Polyester fiber according to item 4. 15. The polyester fiber of claim 14, wherein the fiber is in the form of a continuous filament tow. TECHNICAL FIELD The present invention relates to novel water-dispersible synthetic polymer fibers,
In particular, it relates to new water-dispersible synthetic polymer fibers made of poly(ethylene terephthalate). BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, there has been increasing interest in water-dispersible synthetic fibers, especially those made of polyester. Such water-dispersible fibers are used in paper making and wet-laid manufacturing.
In various nonwoven applications, including nonwoven fiber fabrics, often with large amounts of wood pulp or fiberglass,
It is sometimes used as part of a blend, but also in applications requiring only polyester fibers, ie, not blended with other fibers. This use, and the demand for it, is due to the need to disperse the fibers in water, e.g. in cotton systems, by methods such as rosing, instead of converting the fibers into yarn. This is quite a departure from its earlier, more common use as tow or staple fiber for conversion into textile yarns for eventual use in knitted textile fabrics. It is this requirement for water dispersibility that distinguishes the field of the present invention from previous, more conventional polyester staple fibers. Most such water-dispersible polyester fibers are composed of poly(ethylene terephthalate), and any polyester staple fiber for use in textile yarns is generally in the form of tow before being converted to staple fibers. It is produced in substantially the same general manner as conventional woven polyester staple fibers, except that most water-dispersible polyester fibers are not crimped, whereas they are crimped in between. That is, water-dispersible polyester fibers can be coated with a suitable coating generally in the same manner as the polyester is melt-spun into filaments, the filaments are assembled to form a tow, drawn, and finished to conventional textile filament tows. to impart water dispersion properties, and then crimping, generally without any crimping (or in some cases only some gentle waving, to provide extra bulk and three-dimensional matrix). It has been commonly manufactured by converting tow into staples (while imparting a undulating pattern) to staples. Certain prior art polyester staple fibers have been manufactured in uncrimped form, for example, for use as flocks in pile fabrics;
Water dispersibility has not been required. Polyester fibers are hydrophobic in nature and are therefore described by Ring et al. in U.S. Pat. No. 4,007,083, U.S. Pat.
4137181, 4179543 and 4294883
Hawkins, and British Patent No. 958350.
In order to overcome the inherent hydrophobic properties of polyester fibers without producing foam or causing the fibers to floc, as disclosed by Viscose Suisse, polyesters may be provided with suitable coatings. is necessary. It is this coating, rather than any inherent property of the polyester itself or its shape, such as cross-section, that has distinguished water-dispersible polyester fibers from more conventional polyester staple fibers. So far, to the best of our knowledge, all commercially available water-dispersible polyester fibers have been circular in cross section. In fact, the cross-section of most commercially available polyester staple fibers has generally been circular, as this is preferred. Until now, most synthetic polymer water-dispersible fibers have been made from inexpensive and abundant polyesters, but increasing amounts of polyolefins and polyamides are beginning to be used for water-dispersible fibers. Therefore, the invention is not limited to polyesters, but also covers other synthetic polymers. SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, new synthetic polymeric water-dispersible fibers, in particular polyester fibers, are provided, characterized in that the fibers consist of a cruciform cross-section. As stated in the text, the cross-shaped cross section has been
It has been used in other polyester fibers. Other than in cross-section, the water-dispersible fibers of the present invention differ from water-dispersible polyester or other synthetic polymer fibers of the prior art, although the advantages described below may provide the facility for additional modification. They can be substantially similar. The present invention will hereinafter be described with particular reference to polyester fibers, although it will be appreciated that other synthetic polymers such as polyamides and polyolefins may also be used. The fibers of the present invention are produced by melt-spinning and drawing polyester filaments of a suitable denier per filament (dpf) and applying a suitable coating to impart water-dispersible properties. It can be manufactured conveniently. The filament is then generally cut into staples of whatever length desired for the end use being considered. By using a cruciform cross-section for the water-dispersible fibers of the present invention, compared to a circular cross-section,
It has surprisingly been found that dispersibility is promoted, and this gives the resulting wet-manufactured fibers better uniformity, more opacity, better permeability, and attractive properties. A flannel-like texture is imparted as will become apparent in the examples.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は、本発明に従う様式化された繊維の十
字形断面を示す。
第２図は、本発明のフイラメントを紡糸するた
めの紡糸口金オリフイスを示す。
発明の開示
以上に示した如く、十字形断面は、フイラメン
トに紡糸および練条され、切断されて、紡糸ヤー
ン糸へ変換され、そして製織もしくは編成された
繊維布の中で使用されてきた、より通常のポリエ
ステルステープルフアイバーに対して、既に使用
されてきた。かかる繊維は、本発明に要求され
る、水分散性の特性を有するものであつた。同様
に、十字形の断面を有するポリエステルフイラメ
ントは、中でも十字形の断面のポリアミドおよび
ポリエステルフイラメントを溶融紡糸するための
方法およびステープルフアイバーから織製および
編成された繊維布を開示している、Lehmickeの
米国特許第2945739号から、そして十字形断面を
含む種々の断面のポリエステルフイラメントの多
フイラメントヤーン糸を製造するための方法を開
示している、Jamiesonの米国特許第3249669号か
ら、既に公知である。非円形断面の配向ポリエス
テルフイラメントもまたFrankfortらによつて米
国特許第4134882号および同4195051号に記載され
ており、これらのものは非常に高速（6000ypm）
で紡糸することによつて製造されたものである
が、この高速は、十字形断面の配向ポリエステル
フイラメントを、そこに好適なコーテイングを施
して水分散特性を賦与するための基体として製造
するのにもまた使用することができ、これによつ
て本発明に従う水分散性繊維を得ることもでき
る。この技術のどれも、本発明の分野にかかわつ
ていない。しかし、本発明の水分散性繊維を製造
するためのポリエステルフイラメント基体は、こ
こに記載の技術によつて、或いはこれらのものも
しくは非円形断面のポリエステルフイラメントを
作るための他の公知の技術の適当な変更によつ
て、製造し得る。
先行技術文献は十字形断面のパラメータを開示
しており、第１図は実質的にそこに示されている
ものである。
ポリエステルステープルフアイバーの製造は、
ポリマーをフイラメントに溶融紡糸し、フイラメ
ントを集めてトウとし、トウを練条し、そして好
適な水分散性コーテイングを施して特性を賦与す
るという諸段階を含めて、他の面では通常的なも
のである。もし低度の収縮が望ましい場合は、練
条されたフイラメントを一般にアニールする。
水分散性を促進するための適当なコーテイング
の選択は重要であり、十字形断面の外囲の表面積
がより大きいため、同様のdpfの円形の断面の繊
維の比較し得る重量のものに対するよりは、多く
のかかるコーテイングが一般に必要とされる。良
好な境界潤滑特性を提供することが殊に重要であ
る。この理由で、エトキシレーテツドコーテイン
グが好ましい。
好適なコーテイングは、Hawkinsの米国特許
第4137181号、同4179543号および同4294883号に
開示されており、また、van Issumおよび
Schluterの名前でこれと共に同時に提出されてい
る、共出願USSN第721344号にも開示されている
が、このものは、例えば、その中で引用されてい
るMclntyreらの米国特許第3416952号、同
3557039号および同3619269号に開示の如き、300
乃至6000の範囲内の平均分子量を有する、ポリ
（エチレンテレフタレート）単位とポリ（オキシ
アルキレン）グリコールから誘導される基のポリ
（オキシアルキレン）からなる、合成コポリエス
テルの使用を開示しており、他の有用なセグメン
ト化されたコポリエステル類がRaynoldsの米国
特許第3981807号に開示されており、これらの開
示物は全てここに参照のため添付するものであ
る。
かかるポリエステル繊維は、最初、連続的なフ
イラメント状で未クリンプのトウの形で一般に製
造され、或いは、もし余分なバルクおよびより三
次元的なマトリツクスが必要とされる場合は、穏
やかなクリンプ化型のプロセスによつてフイラメ
ントにゆるやかな波状のうねりを備えさせること
もでき、未クリンプもしくは穏やかに波状とされ
たフイラメントは望みの切断長さに切断され、即
ち水分散性の繊維を形成するが、このものは一般
に切断繊維のこり（bale）もしくは他の束の形で
販売される。好適な切断長さは、一般に約５乃至
約90mm（1/4乃至３インチ）、一般に高々60mm（２
−1/2インチ）であり、約100：１乃至約2000：
１、好ましくは約150：１乃至約2000：１の長
さ／直径（Ｌ／Ｄ）比のものであるが、先行技術
の水分散性ポリエステル繊維に満足と考えてきた
よりも高いＬ／Ｄ比をもつ、本発明の好ましい水
分散性繊維を用いて、良好な性能を得ることがで
きたことが、本発明の利点である。例えば、機械
製造者らは、Ｌ／Ｄ比が500：１を超えないこと
を一般に推奨してきたし、多くの操作者は、この
数字でさえ非現実的に高すぎると考えてきた。フ
イラメントあたりの好適なデニール数は、一般に
約0.5乃至約20である。コーテイングは、一般に、
繊維の重量の約0.04乃至約1.0％（OWF％）の量
だけ存在し、先行技術に従つて我々が満足と考え
てきたよりも少ない量が、一般に使用し得るとい
う点が、利点である。
本発明において、かかる水分散性ポリエステル
繊維を製造するための方法にして、ポリエステル
を十字形の断面のフイラメントに溶融紡糸し、か
かるフイラメントのトウを形成し、練条し、そし
て次にトウの中のフイラメントをかかる合成コポ
リエステルでコーテイングし、そして適当な時
に、かかるコーテイング済フイラメントをステー
プルフアイバーへ変換するという諸段階からなる
方法もまた提供される。
コーテイングは、耐久性を改善させるために、
コーテイング済フイラメントもしくはもし望まし
ければ生成するステープルフアイバーを、約100゜
乃至約190゜の温度にまで加熱することによつて、
フイラメント上に好ましくは硬化させる。
本発明を以下の実施例で更に詳細に例示する
が、そこでは全ての部および％は他に指示が無け
れば重量基準のものであり、OWFは「繊維の重
量の」（固体）である。引張特性（保持力
（tenacity）および破壊に至る伸び）の如きヤー
ン特性の幾つかの測定が参照されるが、これらの
ものはFrankfortらの米国特許第4134882号記載
の方法に従つて測定される。他の条件、例えば、
本分野で示される如き、オリフイスの他のデザイ
ンのものも使用し得ることは言うまでもない。
実施例
次の繊維、円形断面の比較例の繊維Ａ、および
十字形断面の本発明の繊維である繊維Ｎを、つや
消し剤として0.3％TiO2を含有する、固有粘度
0.64の、ポリ（エチレンテレフタレート）から、
両者とも紡糸した。
繊維Ａは、直径0.015インチおよびキヤピラリ
ー長さ0.030インチの900ホールの紡糸口金、270
℃のブロツク、およびポリマースループツト68.2
ポンド／時間を用い、通常のラジアル空気急冷に
よつて、1600ypmでフイラメントに紡糸した。フ
イラメントあたりのデニール数は3.67とした。繊
維Ａを、次に、29.3ypmの一組の供給ロール上を
走行させることによつて配向させ、引き続き
80.0ypmの一組の練条ロール（draw roll）とし、
80.1ypmの引張ロール（puller roll）によつてコ
ンベヤーへ送達した。供給ロール区間の間で、フ
イラメントを45℃の水浴中で処理した。供給ロー
ルおよび練条ロールの間で、ロープを水で98℃に
おいて噴霧した。練条ロールおよび引張ロールの
間で、市販の水分散性コーテイング（ラウリルア
ルコールのモノアシツドおよびジアシツドホスフ
エートエステルのカリウム塩／25モルのエチレン
オキシドでエトキシル化されたタロウアルコール
の50／50混合物）を施した。フイラメントを次に
150℃のオーブン中でも６分間自由に弛緩させた。
繊維Ｎは、3.22dpfおよび十字形断面の625本の
フイラメントを、第２図に示されるキヤピラリー
を通して、ブロツク温度273℃およびスループツ
ト42.9ポンド／時間を用いて紡糸した点以外は、
繊維Ａと同様の方法で製造した。配向のためのロ
ール速度は、供給ロール32.1ypm、練条ロール
80.2ypmおよび引張ロール79.2ypmとし、幾らか
より高い水準の水分散性コーテイングを使用し
て、十字形断面のおよそ57％だけより高い表面積
を補つた。
練条されたコーテイング済フイラメントの特性
を第１表で比較する。
FIG. 1 shows a cruciform cross-section of a stylized fiber according to the invention. FIG. 2 shows a spinneret orifice for spinning filaments of the invention. DISCLOSURE OF THE INVENTION As indicated above, cruciform cross sections have been spun and drawn into filaments, cut and converted into spun yarns, and used in textile fabrics that are woven or knitted. It has already been used for regular polyester staple fibers. Such fibers had the water-dispersible properties required for the present invention. Similarly, polyester filaments with a cruciform cross section are disclosed by Lehmicke, who discloses a method for melt spinning polyamide and polyester filaments of a cruciform cross section and textile fabrics woven and knitted from staple fibers, among others. It is already known from US Pat. No. 2,945,739 and from US Pat. No. 3,249,669 to Jamieson, which discloses a method for producing multifilament yarn yarns of polyester filaments of various cross-sections, including a cruciform cross-section. Oriented polyester filaments with non-circular cross-sections have also been described by Frankfort et al. in U.S. Pat. Nos. 4,134,882 and 4,195,051;
This high speed is suitable for producing oriented polyester filaments of cross-sectional shape as a substrate to which suitable coatings are applied to impart water dispersion properties. can also be used to obtain water-dispersible fibers according to the invention. None of this technology pertains to the field of the present invention. However, the polyester filament substrates for making the water-dispersible fibers of the present invention can be prepared by the techniques described herein or by any suitable method of these or other known techniques for making polyester filaments of non-circular cross-section. It can be manufactured by making some changes. The prior art document discloses the parameters of a cruciform cross section, and FIG. 1 is substantially as shown therein. The production of polyester staple fibers is
otherwise conventional, including the steps of melt spinning the polymer into filaments, collecting the filaments into tow, drawing the tow, and applying a suitable water-dispersible coating to impart properties. It is. If a low degree of shrinkage is desired, the drawn filament is generally annealed. Selection of a suitable coating to promote water dispersibility is important, as the outer surface area of a cruciform cross section is larger than for a comparable weight of circular cross section fibers of similar dpf. , many such coatings are generally required. It is particularly important to provide good boundary lubrication properties. For this reason, ethoxylated coatings are preferred. Suitable coatings are disclosed in Hawkins, U.S. Pat. Nos. 4,137,181, 4,179,543 and 4,294,883;
Co-application No. 721344, co-filed in the name of Schluter, for example, U.S. Pat. No. 3,416,952 to Mclntyre et al.
300 as disclosed in No. 3557039 and No. 3619269.
discloses the use of synthetic copolyesters consisting of poly(oxyalkylenes) of poly(ethylene terephthalate) units and groups derived from poly(oxyalkylene) glycols, having an average molecular weight in the range of 6,000 to 6,000; Useful segmented copolyesters are disclosed in Raynolds, US Pat. No. 3,981,807, the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference. Such polyester fibers are generally manufactured initially in the form of continuous filamentary, uncrimped tows or, if extra bulk and a more three-dimensional matrix are required, in a mildly crimped form. The filament can also be provided with gentle wavy undulations by the process, the uncrimped or gently wavy filament being cut to the desired cutting length, i.e. forming water-dispersible fibers. This is commonly sold in the form of cut fiber bales or other bundles. Suitable cutting lengths are generally from about 5 to about 90 mm (1/4 to 3 inches), typically no more than 60 mm (2 inches).
-1/2 inch), from about 100:1 to about 2000:
1, preferably of a length/diameter (L/D) ratio of about 150:1 to about 2000:1, but higher L/D ratios than have been considered satisfactory for prior art water-dispersible polyester fibers. It is an advantage of the present invention that good performance could be obtained using the preferred water-dispersible fibers of the present invention having . For example, machine manufacturers have generally recommended that the L/D ratio not exceed 500:1, and many operators have considered even this number to be unrealistically high. Suitable denier numbers per filament are generally from about 0.5 to about 20. The coating is generally
It is an advantage that present in amounts of about 0.04 to about 1.0% of the weight of the fiber (OWF%), lower amounts than we have considered satisfactory according to the prior art, can generally be used. In the present invention, a method for producing such water-dispersible polyester fibers includes melt spinning polyester into filaments of cruciform cross-section, forming a tow of such filaments, drawing, and then drawing the polyester into filaments of cross-section. A method is also provided comprising the steps of coating a filament of with such a synthetic copolyester and, at an appropriate time, converting such coated filament into a staple fiber. Coating to improve durability
by heating the coated filament or, if desired, the resulting staple fiber to a temperature of about 100° to about 190°;
Preferably cured onto the filament. The invention is illustrated in more detail in the following examples, in which all parts and percentages are by weight unless otherwise indicated and OWF is "by weight of fiber" (solids). Reference is made to several measurements of yarn properties such as tensile properties (tenacity and elongation to break), which are measured according to the method described in Frankfort et al., US Pat. No. 4,134,882. . Other conditions, e.g.
It will be appreciated that other designs of orifices may be used as shown in the art. EXAMPLE The following fibers, Fiber A of the comparative example with a circular cross section and Fiber N which is a fiber of the invention with a cruciform cross section, containing 0.3% TiO 2 as a matting agent, with an intrinsic viscosity of
0.64, from poly(ethylene terephthalate),
Both were spun. Fiber A was spun into a 900-hole spinneret with a diameter of 0.015 inches and a capillary length of 0.030 inches, 270
°C block, and polymer throughput 68.2
The filaments were spun at 1600 ypm using lb/hr with conventional radial air quenching. The denier per filament was 3.67. Fiber A is then oriented by running over a set of feed rolls at 29.3 ypm and continues to
A set of draw rolls of 80.0ypm,
Delivered to the conveyor by a puller roll at 80.1 ypm. Between the feed roll sections, the filament was treated in a 45°C water bath. Between the feed roll and the drawing roll, the rope was sprayed with water at 98°C. A commercially available water-dispersible coating (a 50/50 mixture of potassium salts of mono- and di-acid phosphate esters of lauryl alcohol/tallow alcohol ethoxylated with 25 moles of ethylene oxide) was applied between the drawing rolls and the tension rolls. did. Next filament
It was also allowed to relax freely in an oven at 150°C for 6 minutes. Fiber N was spun from 625 filaments of 3.22 dpf and cruciform cross section through the capillary shown in FIG. 2 using a block temperature of 273° C. and a throughput of 42.9 lb/hr.
Produced in the same manner as Fiber A. Roll speed for orientation is 32.1ypm for supply roll, drawing roll
80.2 ypm and tension roll 79.2 ypm, and a somewhat higher level of water-dispersible coating was used to compensate for the approximately 57% higher surface area of the cruciform cross section. The properties of the drawn and coated filaments are compared in Table 1.
【表】
両方の種類のものを切断して、１／４、３／
８、１／２および３／４インチの切断長さの水分
散性繊維とし、傾斜ワイヤ型の長網式抄紙機
（inclined wire Fourdrinier machine）上で試験
した。繊維を、0.75％の稠度（スラリーもしくは
フアーニツシユ（furnish）100lbs.あたりの繊維
のlbs.）で、小さいパルパーの中で３分間分散さ
せた。円柱状のパルパーは約３フイートの直径で
深さ６フイートであつた。繊維を次に未精製サル
フアイトパルプと混合して50％ポリエステルブレ
ンドを生成させ、そして10立方メートルの紙料タ
ンク中で0.1％の稠度に希釈した。この紙料をこ
の機械のヘツドボツクスの中で0.0143％の稠度ま
で更に希釈し、20m／分で、幅0.5mの湿式製造
不織繊維布を生成させた。アクリル製バインダー
Acronyl 240Dのスプレーを、長網式抄紙機のワ
イヤの末端で噴霧施用した。この繊維布を次に通
気乾燥機中150℃で硬化させた。仕上げられた繊
維布重量は、平均40ｇ／m2であつた。
分散の特性は、所与の試料から製造される繊維
布の一様性によつて判定し得る。切断長さが増す
とともに、繊維布の一様性は、一般に、顕著に悪
くなると予測することができる。しかし、より長
い繊維を使用すると、繊維布裂開強度が例えば増
大するので、これによつて大きな利点が得られ
る。実用の際は、従つて、繊維布製造者は、一般
に、その一様性の標準に合致する、最長の繊維を
使用することを望むことになる。即ち、改善さ
れ、或いは等価な一様性を有する、より長い繊維
が好ましい。
繊維ＡおよびＮからの繊維布の分散特質を、こ
れらのものが機械上で製造されつつある時に、水
が抄紙機ワイヤ上のこれらのものから排出した時
に繊維布を観察することによつて、評価した。こ
の比較の結果は第２表にあり、それが57％だけよ
り大きい表面積であるにも拘らず、十字形の良好
な分散性を示している。[Table] Cut both types and cut them into 1/4, 3/
Water-dispersible fibers were made into cut lengths of 8, 1/2 and 3/4 inches and tested on an inclined wire Fourdrinier machine. The fibers were dispersed in a small pulper for 3 minutes at a consistency of 0.75% (lbs. of fiber per 100 lbs. of slurry or furnish). The cylindrical pulper was approximately 3 feet in diameter and 6 feet deep. The fibers were then mixed with unrefined sulfite pulp to produce a 50% polyester blend and diluted to a consistency of 0.1% in a 10 cubic meter stock tank. This stock was further diluted in the headbox of the machine to a consistency of 0.0143% to produce a 0.5 m wide wet-manufactured nonwoven fabric at 20 m/min. acrylic binder
A spray of Acronyl 240D was applied at the end of the fourdrinier wire. The fabric was then cured at 150°C in an air dryer. The finished fabric weight was on average 40 g/m 2 . The properties of dispersion can be determined by the uniformity of the fabric produced from a given sample. As the cut length increases, the uniformity of the fabric can generally be expected to deteriorate significantly. However, the use of longer fibers provides significant advantages, as the fiber fabric tear strength is increased, for example. In practice, therefore, textile manufacturers will generally desire to use the longest fibers that meet their uniformity standards. That is, longer fibers with improved or equivalent uniformity are preferred. The dispersion characteristics of the fabrics from fibers A and N were determined by observing the fabrics as they were being produced on the machine and as water drained from them on the paper machine wire. evaluated. The results of this comparison are in Table 2 and show good dispersion of the cross, even though it has a 57% larger surface area.
【表】
乏しい、カバー
もより低い
標準物理特性は、一組の繊維布に関して、
Herty Foundation，Savannah，GAで測定し
た。各々の時に繊維Ａを100％として比較し、繊
維Ｎは以下の平均特性を有した：
空気透過性、Gurley 112％
不透明性、ISO 2471 111％
かさ、TAPPI T410 om−83およびT411 om−
83 118％
引張強度、TAPPI T494 om−81 100％
引張伸縮、TAPPI T494 om−81 85％
引裂強度、TAPPI T414 om−82 104％
結局のところ、品目Ｎは、より高い透過性、不
透明性、かさおよび引裂強度という重要な領域
で、照査標準と比較して、等価な引張強度におい
て、曲げに少しの低下をみせるだけで、諸々の優
越性を示した。カバーの優越性は、同様の性能特
性を有する不織繊維布に対して、より少しの繊維
を使用することができ、それによつて材料コスト
が節約されるので、重要である。品目Ｎの繊維布
は、また、魅力的なフランネル風手ざわりを有す
る。
適当な量の適当な水分散性コーテイングととも
に使用された時は、本発明の十字形断面繊維は、
驚異的に良好な分散の一様性、および示された特
性をもつ繊維布を与えた。
理論的な考察からは、通常の円形断面の水分散
性繊維でも、より一様な分散を与え、従つてより
一様な湿式製造繊維布を与えるものと期待された
ものであつた。これは、繊維（または他の物）を
分散させるのに必要とされる表面エネルギーが、
下記式
エネルギー＝（表面張力）×（分散された表面積−分
散されていない表面積）
によつて表わされるためである。
分散されていない繊維は、何百もの繊維のログ
（log）もしくはクランプ（clump）中に存在し、
その殆どのものはログの内側にある。従つて、分
散されていない表面積は分散された表面積と比較
して無視し得るほどであり、エネルギー項は下記
式
エネルギー＝（表面張力）×（繊維の数）
×（繊維の表面積）
のように近似的に表現することができる。
このエネルギー項は、繊維を分散させるのに必
要とされるエネルギー、および再集塊にむかう自
由エネルギー駆動力の両方を記述するものであ
る。従つて、所与のどんなコーテイング、および
繊維dpfに対しても、より低い面積の繊維がより
一様な分散を提供し、従つてより一様な繊維布を
提供すると期待されよう。与えられた繊維に対し
て、単位重量あたりの最小表面積は、断面が円形
の時に出現し、従つてこれが好ましいものと期待
されることになる。
しかしながら、驚くべきことに、これらの十字
形繊維は、約60％大きい表面積にも拘らず、より
一様な繊維布を生成した。本発明を如何なる理論
にも限定することなく、このことは繊維の水力学
的形状から起り得るものであり、これは、混合機
の剪断場の中で得ることのできるエネルギーをよ
り有効に使用し得るものである。[Table] Poor cover
The standard physical properties are also lower for a set of textile fabrics.
Measured at Herty Foundation, Savannah, GA. Comparing Fiber A as 100% each time, Fiber N had the following average properties: Air permeability, Gurley 112% Opacity, ISO 2471 111% Bulk, TAPPI T410 om-83 and T411 om-
83 118% Tensile Strength, TAPPI T494 om−81 100% Tensile Stretching, TAPPI T494 om−81 85% Tear Strength, TAPPI T414 om−82 104% As it turns out, Item N has higher transparency, opacity, bulk In the important areas of strength and tear strength, they showed superiority compared to reference standards with only a slight decrease in bending at equivalent tensile strength. The superiority of the cover is important because fewer fibers can be used versus nonwoven fibrous fabrics with similar performance characteristics, thereby saving material costs. The textile fabric of Item N also has an attractive flannel-like texture. When used with an appropriate amount of a suitable water-dispersible coating, the cruciform cross-section fibers of the present invention
It gave a fiber fabric with surprisingly good dispersion uniformity and the properties shown. From theoretical considerations, it would be expected that even conventional circular cross-section water-dispersible fibers would provide a more uniform dispersion and therefore a more uniform wet-produced fabric. This means that the surface energy required to disperse fibers (or other objects) is
This is because it is expressed by the following formula: energy = (surface tension) x (dispersed surface area - non-dispersed surface area). Undispersed fibers exist in logs or clumps of hundreds of fibers,
Most of it is inside the log. Therefore, the undispersed surface area is negligible compared to the dispersed surface area, and the energy term is: Energy = (Surface tension) x (Number of fibers)
It can be approximately expressed as × (surface area of fiber). This energy term describes both the energy required to disperse the fibers and the free energy driving force toward reagglomeration. Therefore, for any given coating and fiber dpf, one would expect lower area fibers to provide a more even distribution and thus a more uniform fiber fabric. For a given fiber, the minimum surface area per unit weight occurs when the cross section is circular, and this would therefore be expected to be preferred. However, surprisingly, these cruciform fibers produced a more uniform fiber fabric despite having about 60% more surface area. Without limiting the invention to any theory, it is believed that this may result from the hydraulic configuration of the fibers, which makes more efficient use of the energy available in the shear field of the mixer. It's something you get.