JPH093724A - ポリ(トリメチレン テレフタレート)ヤーンの製造方法 - Google Patents
ポリ(トリメチレン テレフタレート)ヤーンの製造方法Info
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Abstract
延伸比にて行う2段階延伸処理を用いてポリ(トリメチ
レン テレフタレート)を高品質のBCFヤーンまで溶
融紡糸する。 【解決手段】 ポリ(トリメチレン テレフタレート)
は、これを溶融紡糸して複数の延伸フィラメントを生成
させ;これら延伸フィラメントをヤーンに形成し;この
ヤーンを2段階延伸過程で延伸し、第2段階の延伸を第
1延伸比よりも顕著に高い延伸比にて行うことにより、
バルク連続フィラメントヤーンに形成させる。
Description
たヤーンへのポリ(トリメチレン テレフタレート)の
紡糸に関するものである。
を縮合重合させて製造されたポリエステルは、カーペッ
ト布に適したヤーンまで紡糸することができる。米国特
許第3,998,042号はポリ(エチレン テレフタ
レート)ヤーンの製造方法を記載しており、この場合は
押出繊維を高温度(160℃)にて水蒸気ジェットの支
援により或いは低温度(95℃)にて熱水の支援により
延伸させる。ポリ(トリメチレン テレフタレート)は
2段階延伸処理にてバルク連続フィラメント(BCF)
ヤーンまで紡糸することができ、ここで第1段階の延伸
は第2段階の延伸よりも顕著に高い延伸比である。米国
特許第4,877,572号はポリ(ブチレン テレフ
タレート)BCFヤーンの製造方法を記載しており、こ
の場合は押出繊維を1段階にて延伸し、供給ローラをポ
リマーのTgより30℃高い或いは低い温度まで加熱す
ると共に、引取ローラを供給ロールよりも少なくとも1
00℃高くする。しかしながら、ポリ(トリメチレン
テレフタレート)BCFヤーンを製造するための慣用の
ポリエステル紡糸法を用いれば、低品質かつ貧弱なコン
システンシーを有するヤーンが生ずる。
延伸を第1段階よりも顕著に高い延伸比とする2段階延
伸処理を用いて高品質のBCFヤーンまでポリ(トリメ
チレン テレフタレート)を溶融紡糸することを課題と
する。
(トリメチレン テレフタレート)からのバルク連続繊
維ヤーンの製造方法を提供し、この方法は: (a)ポリ(トリメチレン テレフタレート)を好適に
は250〜280℃の温度で溶融紡糸して複数の延伸フ
ィラメントを生成させ; (b)延伸フィラメントを冷却し; (c)延伸フィラメントをヤーンまで収束させ; (d)ヤーンを少なくとも1個の供給ローラと少なくと
も1個の第1引取ローラとにより規定された第1延伸段
階で1.05〜2の範囲内の第1延伸比にて延伸し、各
供給ローラを100℃未満の温度まで加熱すると共に各
引取ローラを前記供給ローラの温度よりも高くかつ80
〜150℃の範囲内の温度まで加熱し; (e)次いでヤーンを前記(最後の)第1引取ローラと
少なくとも1個の第2引取ローラとにより規定された第
2延伸段階で第1延伸比の少なくとも2.2倍の第2延
伸比にて延伸し、各第2引取ローラを前記(最後の)第
1引取ローラよりも高くかつ100〜200℃の範囲の
温度まで加熱し; (f)延伸ヤーンを巻取る ことを特徴とする。
(f)の前または後に延伸ヤーンを紡織(textur
ing)することを含む。繊維紡糸法は、特にポリ(ト
リメチレン テレフタレート)、すなわちトリメチレン
ジオール(「1,3−プロパンジオール」とも呼ばれ
る)とテレフタル酸もしくはそのエステル(たとえばテ
レフタル酸およびジメチルテレフタレート)との反応生
成物の縮合重合による生成物につき設計される。さらに
ポリ(トリメチレン テレフタレート)は、たとえばエ
タンジオールおよびブタンジオールのような他のモノマ
ーの誘導体の少量およびたとえばイソフタル酸のような
他の二酸もしくはジエステルの誘導体の少量をも含むこ
とができる。0.8〜1.0dL/g、好ましくは0.
86〜0.96dL/gの範囲の固有粘度数(i.
v.)(30℃にて塩化メチレンとトリフルオロ酢酸と
の50/50混合物にて測定)と215〜230℃の範
囲の融点とを有するポリ(トリメチレン テレフタレー
ト)が特に適している。ポリ(トリメチレン テレフタ
レート)の水分含有量は押出前に0.005%未満とす
べきである。この種の水分レベルは、たとえばポリマー
ペレットを150〜180℃の乾燥器内で所望乾燥度に
達するまで乾燥して達成することができる。
して説明する。紡糸口金を通して複数の連続フィラメン
ト1まで240〜280℃(好ましくは250〜270
℃)の範囲の温度にて押出され、次いで好ましくは冷風
との接触により急速に冷却された溶融ポリ(トリメチレ
ン テレフタレート)をマルチフィラメント ヤーンま
で収束させ、このヤーンをここにはキスロール2として
示したスピン仕上アプリケータと接触するまで移送す
る。ヤーン3をデニール調節ロール4および5の周囲に
移動させ、次いで供給ロール7および延伸ロール9によ
り規定された第1延伸段階まで移送する。ロール7とロ
ール9との間でヤーン8は1.05〜2、好ましくは
1.10〜1.35の範囲の比較的低い延伸比にて延伸
される。ローラ7は約100℃未満、好ましくは40〜
85℃の範囲の温度に維持される。ローラ9は80〜1
50℃、好ましくは90〜140℃の範囲の温度に維持
される。
により規定された第2延伸段階まで移送する。第2段階
の延伸は第1段階の延伸比の少なくとも2.2倍の延伸
比、好ましくは第1段階の延伸比の2.2〜3.4倍の
範囲の延伸比にて行われる。ローラ11は100〜20
0℃の範囲の温度に維持される。一般に、これら3個の
ローラは順次に温度が高くなる。選択温度は、たとえば
BCFを別途の延伸および紡織工程で或いは連続/紡織
過程で作成するかどうかなどの他の工程変動、使用する
ロールの効果的伝熱、ロール上での滞留時間、並びに紡
織ジェットの上流に第2加熱ロールが存在するかどうか
などの因子に依存する。延伸された繊維12を、延伸ヤ
ーンを安定化させるべく適宜の弛緩ローラ13と接触す
るまで移送する。安定化したヤーン14を適宜の巻取器
15まで移送し、或いは直接に紡織過程まで移送する。
延伸ヤーンは、たとえば熱風紡織ジェットのような適す
る手段によりバルク処理される。紡織につき好適な供給
ロール温度は150〜200℃の範囲である。紡織空気
ジェット温度は一般に150〜210℃の範囲であり、
また紡織ジェット圧力は一般に340〜825kPaの
範囲として高バルクBCFヤーンを生成させる。湿潤も
しくは過熱水蒸気をバルク処理媒体として熱風の代わり
に用いることもできる。
2段階延伸法の具体例を示す。溶融ポリ(トリメチレン
テレフタレート)を紡糸口金21を通して複数の連続
フィラメント22まで押出し、次いでたとえば冷風との
接触により急冷させる。これらフィラメントをヤーン2
4まで収束させ、これにスピン仕上げを箇所23にて施
す。ヤーン27を非加熱ロール25および26を介し2
段階延伸帯域まで前進させる。第1延伸段階にてヤーン
31を供給ロール28と引取ロール29との間で1.0
5〜2の範囲の延伸比にて延伸する。次いで、延伸ヤー
ン32を第1延伸比の少なくとも2.2倍の延伸比、好
ましくは第1延伸の2.2〜3.4倍の範囲の延伸比に
て第2延伸にかける。ロール28の温度は100℃未満
である。引取ロール29の温度は80〜150℃の範囲
である。引取ロール30の温度は100〜200℃の範
囲である。延伸ヤーン33を加熱ロール34および35
まで前進させて、ヤーンを紡織すべく予備加熱する。ヤ
ーン36を紡織空気ジェット37に通過させてバルクを
増大させ、次いでジェットスクリーン冷却ドラム38ま
で移送する。紡織ヤーン39を張力調節器40、41お
よび42に通過させ、次いでアイドラー43を介し適宜
のエンタングラ44まで移送して所望に応じ下流での一
層良好な処理につきヤーンを絡(entangle)ま
せる。次いで絡まったヤーン45をアイドラー46を介
し適宜のスピン仕上アプリケータ47まで移送し、次い
で巻取器48上に巻取る。次いでヤーンは所望に応じ撚
りをかけ、紡織しかつ所望に応じ熱固定させて処理する
ことができ、さらに合成カーペット製造技術にて公知で
あるようにカーペットまでタフテッドすることができ
る。
メチレン テレフタレート)ヤーンは高いバルク(一般
に20〜45%の範囲、好ましくは26〜35%の範
囲)とレジリエンスと弾力回復力とを有し、カットパイ
ル、ループパイルおよび組合せ型カーペットを含めカー
ペット、マットおよびラグなどの製造に有用である。ポ
リ(トリメチレン テレフタレート)カーペットは良好
なレジリエンシーと汚れ耐性と適宜のキャリヤでの大気
圧煮沸における分散染料による染色性とを示すことが判
明した。
る。実施例1 ポリ(トリメチレン テレフタレート)繊維延伸に対す
る固有粘度数の作用 それぞれ0.69、0.76、0.84および0.88
dL/gの固有粘度数を有する4種のポリ(トリメチレ
ン テレフタレート)ポリマーを、それぞれ図1に示し
たような巻取および延伸配置を有する紡糸機を用いてト
リローブ断面を有する70本のフィラメントまで紡糸し
た。ロール1(以下詳述)はダブルデニール調節ロール
であり、ロール2を若干高い速度で操作して張力を維持
すると共に、延伸のための供給ロールとして作用させ
た。第1段階の延伸はロール2とロール3との間で生
じ、第2段階の延伸はロール3とロール4との間で生じ
た。延伸ヤーンを巻取前に弛緩ロール5と接触させた。
スピン仕上は、キスロールを施したG.A.グールスト
ン・カンパニー社からの15%ルロールPF4358−
15溶液とした。各ポリマーにつき繊維押出および延伸
の条件は次の通りである:
験1および2)のポリ(トリメチレン テレフタレー
ト)は第1段階の延伸比よりも僅か1.53倍大の第2
段階の延伸比を有し(すなわち本発明の2.2の最小比
よりも低い)、これは比較目的で示した。これら比較試
験は、試験3および4(これらは本発明を例示する)の
ヤーンと比較して劣った引張特性のヤーンを与えた。こ
れらポリマーをより低い押出器温度プロフィルにて再紡
糸した。これらは紡糸および延伸することもできたが、
繊維は高いダイ膨潤を示した。繊維断面を光学顕微鏡で
検査した際、0.69i.v.の繊維はもはや形状がト
リローブでなくデルタ断面に近似する点まで膨潤した。
さらに、これらは比較的低い強力(tenacity)
を有した。
ト)を、実施例1におけると同じ巻取および延伸配置を
有する繊維紡糸機によりトリトーブ断面を有する72本
のフィラメントまで押出した。スピン仕上を実施例1と
同様に施した。押出および延伸の条件は次の通りであ
る。
(ロール2とロール3との間)が約1.5未満でありか
つ第2段階の延伸比が第1段階の延伸比よりも2.63
倍大(すなわち本発明に一致する)であれば(試験5お
よび6)、より少ない破壊フィラメントしか存在せず、
しかもフィラメントの強力が一般に第1段階の延伸を
1.5よりも高くした場合よりも高いことが観察され
た。第1段階の延伸を3より大まで増大させると共に第
2段階の延伸比を第1段階よりも低くすれば(すなわち
従来技術の紡糸法を示し、したがって比較目的で含ませ
た:試験7、8、9、10および11)、繊維は白色縞
模様の外観を有し、糸形成はループ状となり、引取ロー
ル上にフィラメントラップが頻発することが観察され
た。この方法は、しばしば繊維破断により中断された。
CFの紡糸、延伸および紡織 この実験における押出条件は実施例2におけると同一に
した。繊維を実施例1と同様に紡糸し、延伸しかつ巻取
った。次いで繊維を供給ロール上で加熱すると共に繊維
を熱風ジェットに露出させて紡織した。紡織された繊維
をジェットスクリーン冷却ドラム上に連続プラグとして
回収した。ドラムに対し部分減圧を加えて外気を吸引す
ることにより、ヤーンを冷却すると共にドラム上に巻取
るまで保った。ヤーンをドラムと巻取機との間でエアー
エンダングルさせた。供給ロールおよび紡織機の空気ジ
ェット温度を一定に保ち、空気ジェット圧力を350〜
700kPaの範囲で変化させて、種々のバルクレベル
のポリ(トリメチレン テレフタレート)BCFを作成
した。延伸および紡織の条件は次の通りである。
これには18ラップの紡織ヤーンをデニールクリールに
取り、これをかせ(spein)に結んだ。かせの初期
長さLO は英国単位クリールにて560mmであった。
1g分銅をかせに取付け、130℃の熱風オーブン内に
5分間にわたり吊した。かせを外して3分間冷却させ
た。次いで50gの分銅を取付け、長さL1 を30秒後
に測定した。50g分銅を外し、4.5kg分銅を取付
け、長さL2 を30秒後に測定した。バルク%を(LO
−L1 )/LO ×100%として計算し、収縮を(LO
−L2 )/LO ×100%として計算した。これらの結
果を第2表に示す。
タレート)BCFを熱風紡織機により高バルクまで紡織
しうることを示した。
2つの別々の工程で作成した:(1)実施例1における
と同様に紡糸および延伸の構成、並びに(2)紡織。ポ
リ(トリメチレン テレフタレート)ヤーンの押出、延
伸および紡織の条件は次の通りである。
って、2.55g/デニールの強力および63%の伸び
率を有した。紡織されたヤーンに撚りをかけ、上記した
ように熱固定させ、次いでカーペットまでタフテッドさ
せた。ポリ(トリメチレンテレフタレート)カーペット
の性能を市販の1100デニール ナイロン66ヤーン
と比較した。その結果を第3表に示す。
4.3mmパイル高さにて680gカットパイル サキ
ソニーカーペットまでタフテットさせ、大気圧煮沸にて
ディスパースブルー56(キャリヤなし)でメジアムブ
ルー色カーペットまで染色した。仕上カーペットの肉眼
検査は、ポリ(トリメチレン テレフタレート)カーペ
ット(試験12、13および14)がナイロン比較(試
験15および16)に等しい或いはそれより良好な高バ
ルクおよび優秀なカバレッジを有することを示した。カ
ーペットのレジリエンシーを20,000歩の加速床歩
行で試験した。外観保持は1(外観の著しい変化)、2
(顕著な変化)、3(中庸の変化)、4(僅かな変化)
および5(変化なし)の尺度とした。第3表に見られる
ように、ポリ(トリメチレン テレフタレート)カーペ
ットは加速歩行試験および厚さ損失%にてナイロン66
比較と同等またはそれより良好であった。
ト)BCFヤーンの1−工程処理 ポリ(トリメチレン テレフタレート)(i.v.
0.90)を72本のトリローブ断面のフィラメントま
で押出した。これらフィラメントを2個の低温ロールと
3個の引取ロールとダブルヤーン供給ロールとを有する
図2に示したラインにて紡織前に処理した。これらヤー
ンを熱風で紡織し、回転ジェットスクリーンドラムで冷
却し、巻取機で取った。ルロールNF 3278 CS
(G.A.グールストン・カンパニー社)をスピン仕上
として使用した。紡織条件を変化させて、種々異なるバ
ルクレベルを有するポリ(トリメチレン テレフタレー
ト)BCFヤーンを作成した。押出、延伸、紡織および
巻取の条件は次の通りである。
いで性能評価のためカーペットまでタフテッドさせた。
その結果を第4表に示す。
i.v.)を、実施例5に記載した機械を用いてトリロ
ーブ断面を有する72本のフィラメントまで紡糸した。
押出条件は次の通りである。
CFヤーンおよび市販のナイロン6および66ヤーンを
16mmパイル高さを有する900gの5/32ゲージ
カットパイル サキソニーカーペットまでタフテッドさ
せた。これらを20,000歩の加速床歩行によりレジ
リエンシーおよび外観保持の比較につき歩行試験した。
ロール条件および結果を第5表に示す。
の略図。
Claims (9)
- 【請求項1】 ポリ(トリメチレン テレフタレート)
からバルク連続繊維ヤーンを製造するに際し: (a)ポリ(トリメチレン テレフタレート)を溶融紡
糸して複数の延伸フィラメントを生成させ; (b)延伸フィラメントを冷却し; (c)延伸フィラメントをヤーンまで収束させ; (d)ヤーンを少なくとも1個の供給ローラと少なくと
も1個の第1引取ローラとにより規定された第1延伸段
階で1.05〜2の範囲内の第1延伸比にて延伸し、各
供給ローラを100℃未満の温度まで加熱すると共に各
引取ローラを前記供給ローラの温度よりも高くかつ80
〜150℃の範囲内の温度まで加熱し; (e)次いでヤーンを前記(最後の)第1引取ローラと
少なくとも1個の第2引取ローラとにより規定された第
2延伸段階で第1延伸比の少なくとも2.2倍の第2延
伸比にて延伸し、各第2引取ローラを前記(最後の)第
1引取ローラよりも高くかつ100〜200℃の範囲の
温度まで加熱し; (f)延伸ヤーンを巻取る ことを特徴とするバルク連続繊維ヤーンの製造方法。 - 【請求項2】 各供給ローラを40〜85℃の範囲の温
度まで加熱する請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 第1延伸比が1.10〜1.35の範囲
である請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 第2延伸比が第1延伸比の2.2〜3.
4倍の範囲である請求項1〜3のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項5】 ポリ(トリメチレン テレフタレート)
が約0.80〜約1.0dL/gの範囲の固有粘度数を
有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 延伸ヤーンを紡織処理にかける請求項1
〜5のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】 紡織を340〜825kPaの範囲の圧
力にて空気ジェットで行う請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 紡織工程を150〜210℃の温度にて
行う請求項6または7に記載の方法。 - 【請求項9】 20%より大のバルクを有するポリ(ト
リメチレン テレフタレート)ヤーンより実質的にな
り、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法により作
成された繊維のカーペット。
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US435065 | 1995-05-08 |
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