JPS6242044B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6242044B2
JPS6242044B2 JP53110841A JP11084178A JPS6242044B2 JP S6242044 B2 JPS6242044 B2 JP S6242044B2 JP 53110841 A JP53110841 A JP 53110841A JP 11084178 A JP11084178 A JP 11084178A JP S6242044 B2 JPS6242044 B2 JP S6242044B2
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JP
Japan
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denier
filament
modulus
yarn
shrinkage
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Application number
JP53110841A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS5464133A (en
Inventor
Hyuuzu Notsukusu Benjamin
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EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/912,865 external-priority patent/US4156071A/en
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JPS5464133A publication Critical patent/JPS5464133A/en
Publication of JPS6242044B2 publication Critical patent/JPS6242044B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/62Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyesters

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、「フラツト(flat)」ヤーンにおいて
酢酸セルロースの代替として使用するのにとくに
適する性質を有する新規ポリエステルフイラメン
トおよびその製造に関する。 ポリエステル連続フイラメントは何年も前から
工業的に製造されており、そして現在では連続フ
イラメントヤーンとして使用するためにきわめて
大量に生産されている。連続フイラメントポリエ
ステルヤーンはしばしば「紡績糸様の」触感を与
えるために、通常仮撚りテクスチヤ化によつてテ
クスチヤ化されるが、また他方ではテクスチヤ化
せずに使用されることもあり、この場合連続フイ
ラメントヤーンはしばしば「フラツト」ヤーンと
言われる。大部分の商業的生産はポリ(エチレン
テレフタレート)についてのものである。その理
由はこの合成フイラメント状物質の物理的性質お
よび経済的有利さのためである。市販のヤーンの
大部分は衣料目的のためにフアブリツクに加工さ
れ、従つてある段階で染色される。 しかしながら、ポリ(エチレンテレフタレー
ト)は酢酸セルロースのような他のフイラメント
状物質よりも染色が困難であることはよく知られ
ており、従つて特別の染色技術が工業的に使用さ
れている。例えば「キヤリアー」と呼ばれる染色
助剤が普通高温高圧でホモポリマーを染色するた
めに使用されたり、あるいは染色速度を増加させ
るために(例えばテトラメチレン基を導入するこ
とにより)または染料受容基を導入するために、
ポリエステルの化学的性質が修正されている。こ
のことは、例えばグリフイングおよびレミントン
の米国特許第3018272号に開示されている。これ
らの特別の技術はかなりの費用がかかるので、長
い間、例えば衣料および家庭用家具に利用するた
めに、有用な物理的性質を有し、しかも煮沸して
(すなわち、大気圧以上の圧力およびそのような
圧力に適する装置を必要とすることなく)合理的
な時間内にキヤリアーなしで染色することができ
るポリ(エチレンテレフタレート)フイラメント
を提供することが望まれて来た。テキスタイルヤ
ーンのすべての物理的および化学的性質が考慮さ
れるべきではあるが、最も重要な物理的性質は一
般に引張りおよび収縮の性質である。 市販の(延伸された)フラツトポリエステルヤ
ーンの引張り性質は、多くのテキスタイルの目的
に満足なものであり、一般にほぼ次のオーダーで
ある:強度、4グラム/デニール;伸び、30%;
(初期)モジユラス、製造したままの条件(as―
produced condition)では100グラム/デニール
であるが、弛緩状態で煮沸後では50〜65グラム/
デニール。普通伸びが示されているが、特定のテ
キスタイル目的に対する適性の測定においては、
しばしばモジユラスの方がより重要である。現在
市販されているポリエステルヤーンの高モジユラ
スは多くのテクスタイルの目的に対し重要である
と考えられている。しかしながら、例えばタフタ
およびその他の目をつめて織つたフアブリツクに
おけるような、その他のフラツトヤーンの最終用
途に対しては酢酸セルロースの方がより好まし
い。それは酢酸セルロースのモジユラスが低いこ
と(40グラム/デニールのオーダー)、およびそ
れに対応して生ずる好ましい触感のためである。
現在市販されているポリエステルフラツト(延
伸)ヤーンはそのモジユラスが高すぎるために、
かかるポリエステルヤーンは上記のような最終用
途において酢酸セルロースよりも好ましくないの
である。しかしながら酢酸セルロースは強度が低
いという欠点があり、特に湿潤時の強度が低い。 多くの消費者の目的のためには、市販のフラツ
トヤーンは煮沸収縮が小であるべきである。従
来、煮沸収縮が約8〜10%の市販のポリエステル
フラツトヤーンを用いてフアブリツクを製造し、
次いでこのフアブリツクをヒートセツトすること
によつて煮沸収縮を減少させることが通常行われ
ている。現在市販されているポリエステルテクス
タイルヤーンをたとえヒートセツトしたとして
も、ヒートセツトの温度よりも高い温度での収縮
に対して、該ヤーンは安定化されてはいない。な
ぜならば温度の増加とともに収縮がいちじるしく
増加するのが、これらの(延伸)ポリエステルヤ
ーンの特性だからである。従つて、例えば酢酸セ
ルロースヤーンのように、その収縮が温度ととも
にいちじるしくは増大しないヤーンにおけると同
様な意味において、従来の市販のポリエステルヤ
ーンは、真にその熱的寸法安定性が付与されては
いないのである。フアブリツク仕上げの間の収縮
を避けるためのヒートセツテイングが不必要とな
るために、煮沸後においてもいちじるしく収縮し
ないポリエステルヤーンを提供することが望まし
い。低収縮張力はまた仕上げの時に望ましい。 上に指摘したように、従来のポリエステルヤー
ンのある種の性質(例えばモジユラスのような)
は、ヤーンが製造されたままの条件にあるかまた
はすでに収縮した後であるかに従つて異つてい
る。後者の条件は、本明細書においては「煮沸収
縮後」と言うことにする。両方の条件下での性質
が重要である。ヤーンの製造業者およびテクスタ
イルの加工業者は、ヤーンが煮沸される(一般に
フアブリツクが精練及び/または染色される場
合)までの製造されたままの条件における性質に
主として関心をもつているのに対し、最終消費者
は収縮したフアブリツク、すなわち煮沸収縮後の
性質に関心をもつている。従来、製造されたまま
のヤーンのモジユラスが煮沸収縮後のヤーンのモ
ジユラスと同じオーダーであるというような特性
を有するポリエステルヤーンは工業的には製造さ
れていない。 市販の延伸されたポリ(エチレンテレフタレー
ト)ヤーンを染色する場合、染色の欠陥は大部分
はヤーンにおける物理的均一性の欠如から生ず
る。そのような欠陥は、煮沸して(すなわち大気
圧で)染色する場合により多く認められるが、キ
ヤリアーを用いて高圧を使用するとより均一な染
色を与えることができる。染色の欠陥は、フラツ
トヤーンを使用するタフタ、および他の目をつめ
て織つたフアブリツクにおいて容易に現われる。
均一性が衣料用ヤーンに対して決定的に重要な場
合がある。顧客の意見では、おそらく最も重要な
特性である。酢酸セルロースに対するポリエステ
ル代替品が成功するためには、該ポリエステル代
替品は均一に染色されねばならない。これは、本
明細書において後に述べるように、ポリエステル
が良好な物理的均一性を示さなければならないこ
とを意味する。 従つて、適当な比較的低いモジユラスを含む望
ましい引張り性質、煮沸後といちじるしくは異な
らないモジユラス、低い煮沸収縮、熱安定性およ
びより良好な染色性を有するポリ(エチレンテレ
フタレート)フラツトヤーンを提供することは、
ある種の最終用途にとつて非常に望ましいことで
あるが、かかる望ましい諸特性を兼備したヤーン
は、従来工業的に生産されていなかつた。また、
フラツト連続フイラメントヤーンは、例えば、延
伸とかアニーリングとかの後加工を必要とせず、
フアブリツクを製造するのに直接使用することが
できるために、製造したままの条件で直接そのよ
うなヤーンのための有用な連続フイラメントを製
造することが経済的に望ましいであろう。 多年の間、ポリエステルフイラメントは溶融紡
糸され、紡糸口金から約1000m/分までの比較的
低い速度で引取られていた。ついでこれらの低速
で紡糸された未延伸フイラメントは別個の延伸操
作に付されていた。即ち、スプリツトプロセスに
おいて、低速で紡糸されたフイラメントを巻き取
つた後に延伸操作を施すか、あるいはカツプルド
連続プロセスにおいて、フイラメントを最初に比
較的低い速度(1000m/分以下)で引取り、次い
で中間で巻き取ることなく延伸操作を施してい
た。従来、延伸はすべてのフラツトポリエステル
テキスタイルヤーンの工業生産における1工程で
あつた。 ごく最近になつて、ポリエステルフイラメント
は、約4000m/分に達する速度で運転できる巻取
り機に高速紡糸によつて巻き取られ、工業的に大
規模に製造されるようになつた。この巻取り機
は、例えばバーマーグバーマーマシーネンフアブ
リーク社によつて供給されており、たとえば
「SW4S SW4R 紡糸延伸機(Spin Draw
Machines)」と題する1973年6月頃発行されたパ
ンフレツトに記載されている。 かかる速度で工業的に製造されるポリエステル
フイラメントは「部分的配向(partially
oriented)」と言われ、米国特許第3771307号にお
いてペトリル(Petrille)によつて開示されてい
るように、延伸―テクスチヤ化(draw―
texturing)のための供給糸としてとくに有用で
ある。これらのヤーンはフラツトヤーンとしては
有用でなかつた。市販のポリエステルフラツトヤ
ーンよりも、これらのヤーンの強度およびモジユ
ラスは低く、一方それらの伸びおよび収縮は高か
つた。それらの収縮は、一般に少くとも60%であ
り、すなわち正常なテキスタイルの目的に対して
は余りにも高かつた。後段の延伸―テクスチヤ化
操作が、強度およびモジユラスを増加させ、伸び
および収縮を減少させて、従来ポリエステルテキ
スタイルヤーンのために望ましいと考えられてい
た値にならしめる。 従つて、従来、延伸はポリエステルテキスタイ
ルヤーンのすべての工業生産における1工程であ
つた。 ポリエステルフイラメントの3000〜5200ヤー
ド/分の速度での高速紡糸は、25年前に、10〜50
グラム/デニール(110〜550Kg/mm2)の低モジユ
ラスの羊毛状ヤーンを提供する目的で、ヘーベラ
ー(Hebeler)によつて米国特許第2604689号に
おいて提案された。5200ヤード/分以上のさらに
高速での紡糸がヘーベラーによつて米国特許第
2604667号において提案されたが、該特許は、よ
り低い紡糸速度は全く異なる性質の高収縮ヤーン
を与える結果となると述べている。高速紡糸は一
般に、例えばH.ルーデヴイツヒ(Ludewig)によ
つて、彼の著、「ポリエステルフアイバー、化学
および技術“Polyester Fibers,Chemistry&
Technology”」、ドイツ版、1964年、アカデミー
フエルラーク(Akademie Verlag)および英訳
版、1971年、ジヨンワイリーアンドサンズ社
(John Wiley&Sons,Ltd)の第5,4,1,節
において、多大の注目を受けており、そして収縮
に対する効果は第5,4,2,節において論じら
れている。ごく最近、例えば、ヘミーフアーゼル
ン/テキステイール―インドストリー
(Chemiefasern/Textil―Industrie)、12月号、
1976年、1098〜1102頁においてF.フルネ
(Fourne′)によつて明らかにされているよう
に、4000m/分よりもはるかに大きい速度での高
速紡糸に興味が向けられており、従来の巻取り機
を用いる4000m/分のオーダーの速度ではなく、
より速い巻取り機を使用するこれらのはるかに高
速の紡糸によつて、(ステープルフアイバーのた
めの)連続フイラメントヤーンおよびトウを提供
することが強調されている。しかしながら、これ
らのはるかに大きな速度を用いるよりも、約4000
m/分で運転する現在市販されている巻取り機を
使用して、本明細書において後に記載するよう
に、有用な連続ポリエステルフイラメントを提供
することが望しいであろう。なぜなら4000m/分
よりもはるかに大きな速度の高速巻取り機を開発
し運転するコストが大きいからである。 また最近、約4000m/分の速度で紡糸し、そし
てプロセス条件を修正して生成するフイラメント
の収縮を減少させることに興味が向けられてい
る。例えば、ヘミーフアーゼルン/テキステイー
ル―インドストリー(Chemiefasern/Textil―
Industrie)、9月号、1973年、818〜821頁、10月
号、1973年964〜975頁および11月号、1963年、
1109〜1114頁において、E.リスカ(Liska)は、
(高速紡糸によりり得られる)配向およびアニー
リングによるポリエステルフアイバーにおける構
造変化を論じ、収縮を減少させるために分子量
(固有粘度)およびフイラメント当りのデニール
を上げることを推奨している。粘度を上げること
はまた、例えば特開昭49―80322(クラレ)にお
いて提案されている。これはコストが大きく、且
つ酢酸セルロースの代替としての衣料用ヤーンの
ためには望ましくない。 知られている限り、(市販の(延伸)フラツト
ポリ(エチレンテレフタレート)ヤーンの染色性
よりも優れた)染色性、および物理的性質、とく
に引張り性質および熱寸法安定性の満足な組合せ
を有するポリ(エチレンテレフタレート)フラツ
トヤーンを製造する問題が、約4000m/分の運転
が可能な巻取り機を使用して、そのような優れた
染色性および許容しうる物理的性質を有するポリ
(エチレンテレフタレート)フイラメントを直接
紡糸することによつて解決することができるとい
うことは、従来提案されていない。 本発明によれば、 (1) 1〜4デニール/フイラメント、好ましくは
1〜2デニール/フイラメントのポリ(エチレ
ンテレフタレート)の連続フイラメントからな
るフラツトヤーンであつて、該ヤーンは、 (2) 該フイラメントの固有粘度[η]が0.56〜
0.68であり、 (3) 相対的分散染料染着速度(RDDR)が少くと
も0.09、好ましくは少くとも0.11であり、 (4) 製造されたままのヤーンについて測定したモ
ジユラス(M)および大気圧下60分間水中で煮
沸した後に測定したモジユラス(M2)が、30〜
65g/デニールであつて、且つ製造されたまま
のヤーンについて測定したモジユラス(M)と
大気圧下60分間水中で煮沸した後に測定したモ
ジユラス(M2)との差(△M)が7g/デニー
ル以下、好ましくは5g/デニール以下であ
り、 (5) アモルフアスモジユラス(MA)が28〜38
g/デニール、好ましくは28〜35g/デニール
であり、ただし、アモルフアスモジユラスは、
式 MA=(0.65/[η])0.3M−X [ただし、Xは式 X=530(ρ−1.335)(0.65/[η])0.3 により与えられ、Xの値は5と25の間にあ
る]に従つてモジユラス(M)、固有粘度
[η]およびポリ(エチレンテレフタレート)
の密度(ρ)から求められる、 (6) 煮沸収縮(S)が2%〜6%、好ましくは2
%〜4%であり、 (7) 収縮値S2が1%より小であるような熱安定性
を有し、 (8) 密度が1.35〜1.38g/cm3であり、 (9) 結晶サイズ(CS)が約50〜約90Åであり、
且つ少くとも式 CS1430(ρ−1.335)Å に従つてポリ(エチレンテレフタレート)の
密度(ρ)に依存する値である ことを特徴とするフラツトヤーンが提供され
る。 好ましいヤーンはまた、2.0〜4.0グラム/デニ
ール、とくに少くとも2.5グラム/デニール、例
えば2.5〜3.5グラム/デニールの強度、40%〜
125%、とくに40%〜100%の伸び、7%の伸びに
おける0.7〜1.2グラム/デニールの強度、少くと
も0.045、とくに0.05〜0.09の複屈折、50Å〜90Å
および少くとも1430(ρ−1.335)Åの結晶サイ
ズ、および少くとも1.35、とくに1.35〜1.38の密
度(ρ)を有する。 好ましい連続フイラメントは、例えば同じヤー
ンパツケージについて測定される場合、約6%よ
り小の、好ましくは4%より小のデニールむら
(Denier Spread)(DS)、約1.2%より小の、好ま
しくは0.8%より小の延伸張力変動(draw
tension variation)(DTV)、および約12.5%より
小のフイラメント間伸び均一性(Interfilament
elongation uniformity)(IEU)により示される
ような、優れた物理的均一性を有し、そして(△/20 +0.0055)〔ただし、複屈折△は0.045〜0.09であ
る〕以下の低い示差フイラメント複屈折
(differential filament birefringence)(△95
5)により示されるように、何ら重大なフイラメ
ント破断を伴うことなくテキスタイル加工に使用
することができる。 これらのヤーンは、4000m/分で運転できる普
通の巻取り機を用いて紡糸することによつて直接
製造することができ、フアブリツクにおいて有用
な充分な均一性を有する連続フイラメントを与え
る。 本明細書における「フラツトヤーン」という用
語は、テクスチヤ化されていない連続フイラメン
トヤーンを意味する。「テクスチヤ化されていな
い(Untextured)」とは、フイラメントがなんら
問題となるような3次元的形態(例えば捲縮)を
示さないことを意味するものであり、もしこのよ
うな3次元的形態が存在するならば、それは光学
的な形態的染色欠陥(optical configurational
dye defects)を生ぜしめ、そしてタフタおよび
その他の目をつめて織つたフアブリツクの如きテ
キスタイル最終用途に対してフイラメントを受け
入れ難いものとするであろう。テクスチヤ化され
ていないヤーンは、煮沸後でさえも、かかる問題
となり得るような3次元的形態を示さない。 以下の測定はマルチフイラメントフラツトヤー
ンに関して記載する。 本明細書におけるモジユラス(M)およびその
他の引張り性質の測定は、1インチ×1インチ
(約2.5cm×2.5cm)の平らな表面のジヨークラン
プを使用し、アルフレツド・スーター社製のトイ
スター・ヘツドを付設したインストロンテスター
TTB(インストロン・エンジニヤリング社製)
を用いて行ない、65%の相対湿度及び70〓(21
℃)で、60%/分の伸長速度で、10インチ(約25
cm)の長さのサンプルおよび2回撚り/インチ
(8回撚り/10cm)で測定を行なつた。しばしば
「初期モジユラス」と称せられるモジユラス
(M)は、上記の速度および上記の条件でヤーン
を伸長する場合、y軸に張力をx軸に伸びをプロ
ツトして、荷重―伸び曲線の最初のほぼ直線の部
分の傾きから得られる。 30〜65グラム/デニールの範囲のモジユラス
(M)が触感上望ましい。すなわち、低い値は軟
かく柔軟なフアブリツクを与える傾向があり、一
方高い値は、同様のデニールの酢酸セルロースフ
イラメントのフアブリツクと対照的に粗く硬い触
感を与える。酢酸セルロースの代替としては、<
50グラム/デニールのモジユラスが望ましく、40
〜50グラム/デニールのモジユラスのヤーンがこ
の目的のために好ましい。本発明のヤーンは、7
%伸びでの強度(T7)によつて測定した降伏強度
が0.7〜1.2グラム/デニールであることが好まし
い。この値は、直接湿潤及び乾燥テキスタイル加
工を行なうさい、望ましくない染色欠陥に通じる
ような永久的非均一伸長(すなわち、降伏)を防
止するのに充分な、強度を与える。本発明のヤー
ンは、製造されたままのヤーンについて測定した
モジユラス(M)と大気圧下60分間水中で煮沸し
た後に測定したモジユラス(M2)との差(△M)
が7グラム/デニール以下、好ましくは5グラ
ム/デニール以下であるという意味で、沸騰水に
対して安定である。製造されたままのヤーンにつ
いて、または(煮沸後)収縮したヤーンについて
測定したモジユラスは、約30と約65グラム/デニ
ールの間にあるべきである。しかしながら、上で
述べたようにおよび第1表において後で指摘する
ように、市販の(延伸)ポリエステルフラツトヤ
ーンのモジユラスは弛緩状態で大気圧で煮沸する
ことによつて顕著に低下する。本明細書で言及す
る本発明のヤーンの「モジユラス」は一般に製造
したままのヤーンについて測定したものをいい、
一方煮沸後のモジユラスは「M2」として言及す
る。 アモルフアスモジユラス(MA)はアモルフア
ス配向に関するものであり、そして、先に指摘し
たように、M(製造したままのヤーンのモジユラ
ス)の規格化した値 Mo=〔0.65/〔η〕〕0.3M を使用し、それから、5と25の間にある規格化し
た結晶化度フアクター、すなわち「X値」 〔530(ρ−1.335)(0.65/〔η〕)0.3〕 を差引いて、計算される。アモルフアスモジユラ
ス(MA)に対する28〜38グラム/デニールの範
囲は、同様のデニールの酢酸セルロースフイラメ
ントの触感に似た適当な触感を与える。低アモル
フアスモジユラスは、改良された染色性(RDDR
により測定される)に関するフアクターの一つで
ある。好ましいヤーンは、この範囲内の、好まし
くは36.5より小さい、とくに35グラム/デニール
よりも小さい、比較的低いアモルフアスモジユラ
スを有する。しかしながら、アモルフアスモジユ
ラスが更に一層減少するにつれて、収縮および熱
安定性が目的とする最終用途のための有用なフラ
ツトヤーンを作るフイラメントを提供するような
ものであることを保証するために、フイラメント
製造の条件をますます厳しくすることが一般に必
要となる。これは、一般に、より高いアモルフア
スモジユラスのフイラメントに対する望ましい低
収縮および良好な熱安定性(しかし一般に染色性
の低下を伴う)を達成するために要求されるより
ゆるやかな条件と対照的である。アモルフアスモ
ジユラスが増加するにつれて、収縮張力もまた増
加する傾向がある。 本明細書における収縮値は、一般に煮沸収縮
(S)であり、ヤーン上に0.1グラム/デニールの
荷重を生成させるおもりをある長さのヤーンにつ
るし、その長さ(Lp)を測定することによつて
測定する。ついでおもりを取除き、ヤーンを沸騰
水に30分間浸漬する。ついでヤーンを取はずし、
同じおもりで再び荷重をかけ、そしてその新しい
長さを記録する(Lf)。パーセント収縮(S)を
式 収縮(%)=100(Lp−Lf)/Lp を使用することにより計算する。 低収縮は、多くのテキスタイルの目的に対して
大いに望ましい。必らず延伸しアニールし、こう
することによつてその収縮を減少させている従来
の市販のテキスタイルポリエステルヤーンとは対
照的に、本発明のヤーンは直接に、すなわち製造
したままの条件で、適度に低い収縮をもつものを
製造することができる。収縮が小さくなればなる
ほど、ヤーンの物理的性質、例えばモジユラスが
弛緩状態での煮沸により影響される傾向が小さく
なるが、極端に低い収縮値、例えば約2%より低
い収縮値を直接得るためには困難性が増加する。
低収縮を有する本発明の製造したままのヤーン
は、6000m/分の如き極端に高い紡糸速度を必要
とせずに製造される。 乾熱収縮(DHS)は第1表においてのみ与え
られており、煮沸収縮の測定と本質的に同じ操作
を行なうことによつて測定されるが、ヤーンを沸
騰水に浸漬する代りに、30分間180℃で乾燥加熱
に処する点が異なる。 熱安定性(S2)は、煮沸収縮試験に付した収縮
ヤーンを用い、180℃で乾熱収縮を測定するため
の方法に本質的に従がい、そのような収縮ヤーン
の乾燥熱収縮を測定することにより測定する。こ
れらの試験条件下で、いくつかのヤーンは伸びる
ことがありうる。その場合には、S2はEの記号を
付して、かつこ内に示すことにする。例えば実施
例2のヤーンに対するS2値は(0.2E)であり、
これはヤーンがわずか0.2%伸びたことを示す。
煮沸後ヤーンは著るしく収縮しないことが望まし
いのであるから、S2は1%以下であることが好ま
しい。ヤーンが余り多く伸長しないこと、例えば
3%よりも大きく伸長しないこと、好ましくは2
%よりも大きく伸長しないこともまた好ましい。 収縮張力は、ステイサムロードセル(Statham
Load Cell)(Model UL40.5)およびステイサ
ムユニバーサルトランジユーシング(Statham
Universal Tranducing)CEU Model UC3
(Gold Cell)を備えた、収縮張力―温度スペクト
ロメーター(インダストリアルエレクロニツク社
製)を使用して、約30℃でおよび炉中で毎分30℃
で温度を上げながら、0.005グラム/デニールの
初期荷重の下に一定の長さで取り付けたヤーンの
10cmのループについて、測定する。収縮張力に対
する最大値を本明細書ではSTという記号で示
す。多くのフアブリツクの仕上げに対して、低い
最大収縮張力が望ましい。本発明のヤーンは、一
般に従来の市販のテキスタイルポリエステルヤー
ンよりも低い最大収縮張力を有している。その理
由は後者は製造の間のある段階で延伸されるから
である。本発明のヤーンの最大収縮張力は典型的
には約0.15グラム/デニールよりも小さい。低い
最大収縮張力は、一般に非常に低いデニールのフ
イラメントの場合は、達成がより困難である。収
縮モジユラス(MS)は、最大収縮張力(ST)を
収縮(S)で除し100倍すること、すなわち、MS
=ST/S×100によつて得られる。1.5と3.5グラム/ デニールの間の収縮モジユラスは、収縮張力と収
縮の間の望ましいバランスを表わす。 固有粘度[η]は分子量の尺度であり、Cを0
に近付けて[η]=limitlnη/Cにより与えられ
る。 ここで、ηrは、100ppmのH2SO4を含有するヘキ
サフルオロイソプロパノール中のポリエステルの
稀薄溶液の粘度を、H2SO4を含むヘキサフルオロ
イソプロパノール溶媒それ自体の粘度で除したも
のであり、両者は毛細管粘度計中25℃において測
定され、そして同じ単位で表わされ、かつCは
100mlの溶液中のグラム単位で表わしたポリエス
テルの濃度である。ポリ(エチレンテレフタレー
ト)テキスタイルフイラメントのためには、約
0.65の固有粘度が一般に好ましい。いちじるしく
高い粘度、例えば0.68以上の粘度は、テキスタイ
ル用途および経済的理由のために好ましくない。
従つて0.66またはそれ以下のポリマー粘度が一般
に好ましい。少くとも0.56の値が好ましい。なぜ
ならば、粘度が更に減少するにつれて、前述のタ
イプの普通の巻取り機を使用して所望の低収縮を
有するフイラメントを得ることが一般により困難
になるからである。 フイラメントの密度は、ASTM D1505―63Tに
おけるように測定することができ、結晶化度の便
利な尺度である、ポリ(エチレンテレフタレー
ト)の密度(ρ)を与えるために、TiO2のよう
な添加剤についての修正を行なうべきである。本
明細書において使用する修正は、測定したフイラ
メントの密度から、(0.0087×%TiO2)を差引く
ことであり、これによつてポリ(エチレンテレフ
タレート)の密度(ρ)が得られる。この値は実
施例に報告されている。高結晶化度、すなわち、
高密度は低収縮に対応し、これは望ましいことで
ある。本発明に従がうヤーンは好ましくは、少く
とも1.35の、そして一般には約1.38g/cm3の密度
(ρ)を有する。これらの密度は、低速紡糸によ
り製造された紡糸したままのヤーンまたは高速紡
糸(3000〜4000m/分)により製造された市販の
部分的に配向したヤーンの密度よりも大きい。そ
のような従来の市販の製造したままのヤーンの結
晶化度は、延伸およびアニーリングによつてテキ
スタイルの目的に望ましい値に上げられている
が、それは染色性を低下させる可能性があるの
で、本発明においては望ましくない。 結晶サイズ(CS)は、シエラー(Scherrer)
の式 CS=Kλ/β cosθ によつて求められる。 上式において、Kを単位の大きさ(Unity)に
とり;λは1.5418Å、即ちCuK〓X―線の波長、
であり;θはブラツグ(Bragg)の回折角であ
り;βは装置ブロードニング(instrumental
broadening)に対し、β=B2−b2〔ただし、B
は観察されたブロードニングであり、bは無限に
大きい結晶子を仮定してZnOパターンについて測
定した装置ブロードニングである〕により、修正
されたラインブロードニングである(すべての角
の測定値はラジアンで表わす)。 Bは、2θ=17.5゜における回折弧(010回
折)を使用してサンプルの写真フイルムパターン
について測定し、そして半径方向に赤道に沿つ
て、すなわちその最大強度において、H.P.クル
ーグ(Klug)およびL.E.アレクサンダー
(Alexander)が「X―線回折法(X―ray
Diffraction Procedures)」、ジヨンワイリーアン
ドサンズ社(John Wiley and Sons,Inc.)、ニ
ユーヨーク(New York)(1954)、第9章に記載
している技術により測定する。 本発明のフイラメントは好ましくは、関係式
CS1430(ρ−1.335)Åによつてフアイバー密
度と関係付けられる結晶サイズを有し、そして約
50Åより大きく、とくに60Åより大きいことが好
ましい。一般に、結晶サイズが大きければ大きい
程、引張り性質はそれだけ良く、約90Åが実用上
達成できる最大値である。延伸技術を用いると、
関係式CS1430(ρ−1.335)Åにより与えられ
るよりも小さい結晶サイズとなる。何故ならば、
それらは、別のテキスタイルプロセス、例えば、
結合した紡糸/延伸および延伸―固定―テクスチ
ヤ化(draw―set―texturing)において結晶化さ
れるからである。適度の密度の値における比較的
大きい結晶サイズは、本発明のフイラメントの重
要な特徴であり、熱安定性に寄与し、そして一部
は本発明のフイラメントの改良された染色性に寄
与すると考えられ、この点は従来の市販のポリエ
ステルフイラメントと対照的である。 複屈折(△)はポリマー鎖セグメントの配向の
尺度である。複屈折は、ロウランドヒル著、「合
成ポリマーからのフアイバー(Fibers from
Synthetic Polymers)」(エルスビールパブリツ
シング社、ニユーヨーク、1953)、266〜268頁に
記載されているリターデイシヨン法によつて測定
することができる。この方法では複屈折は、測定
されたリターデーシヨンを、リターデーシヨンと
同じ単位で表わした、測定された構造体の厚さで
除することにより計算される。また複屈折は、非
円形断面フイラメントに対しておよび高いオーダ
ーのリターデーシヨンを有するフイラメントに対
して好ましい方法である干渉縞法(これについて
は後で述べる)によつて測定することができる。
報告されている値は、各々のフイラメントの中心
付近で(フイラメント軸からプラスまたはマイナ
ス5%離れた点で)測定された10本のフイラメン
トに対する平均である。本発明のフイラメントは
延伸しなくてもテキスタイル加工における使用に
適しているにもかかわらず、本発明のフイラメン
トの複屈折は適度の値である(従来技術の延伸フ
イラメントと比較して)。好ましい複屈折の値は
少くとも0.045であり、これは本発明のフイラメ
ントを低速紡糸フイラメントから区別するもので
あり、一方好ましい複屈折の値は約0.09以下であ
り、これは本発明のフイラメントを延伸によりま
たはより高速での紡糸により製造された高度に配
向したヤーンから区別するものである。とくに好
ましい複屈折の範囲は0.05から0.09である。 連続フイラメントヤーンが大してフイラメント
破断することなしにテキスタイル加工されるため
には、フイラメントが低い示差複屈折(△95
)を有することが重要である。上記の要請は、
フイラメントの表面にあるスキンを最小にするこ
とが重要であるという意味において、本明細書で
は低い「スキン―コア」と呼ぶことにする。この
ようなスキンは、表面付近の複屈折とフイラメン
トの中心付近の複屈折との間の大きな相違によつ
て検出しうるものであり、すなわちこの差を最小
にすることが重要である。実際にこれを達成する
ことは、フイラメント内部のその中心付近(±5
%)における平均の複屈折値が増加するにつれ
て、より一層困難になる。示差複屈折(△95
)は、本明細書においては、フイラメントの表
面付近の弦(chord)平均複屈折(△95)とフイラ
メント内部のその中心付近の弦平均複屈折(△
)との差として定義される。 例えば、E.ライツ、ヴエツラー社(E.Leitz,
Wetzlar,AG)により製造されているような、
ダブルビーム干渉顕微鏡を使用する。試験すべき
フイラメントを屈折率nLの不活性液体中に浸漬
する。この不活性液体の屈折率は、フイラメント
の屈折率と、隣接する変位していない干渉縞間の
距離の0.2〜0.5の干渉縞の最大変位を与える量だ
け相違している。nLの値は、ナトリウムD光に
対して補正したアツベの屈折計を用いて測定する
(本明細書における測定においては、干渉計で使
用する水銀緑色光に対して補正するのではな
い)。フイラメントを液体中に、ダブルビームの
1つだけがフイラメントを通過する様に位置せし
める。フイラメントは、その軸が変位していない
干渉縞および顕微鏡の光学軸に対して直交するよ
うに位置させる。干渉縞のパターンを、倍率1000
倍でT―410ポラロイドフイルム上に記録する。
干渉縞の変位は、屈折率およびフイラメントの厚
さと、次の式によつて関係づけられる。 d/D=(n−n)t/λ ただし、 nはフイラメントの屈折率、 λは使用する光の波長(0.546ミクロン)、 dは縞の変位、 Dは変位していない隣接する縞の間の距離、 tはdが測定される点における光の通路の長さ
(すなわち、フイラメントの厚さ)。 フイルム上で測定した各々の縞の変位、d、に
対してnおよびtの一組の値が得られる。2つの
未知数に対して解を得るために、測定を2つの液
体の中で行ない、このさい上で与えた規準に従つ
て、一つの液体はフイラメントよりも高い屈折率
をもつものを使用し、他の一つの液体はフイラメ
ントよりも低い屈折率をもつものを使用すること
が好ましい。 このようにして、フイラメントの幅を横切るす
べての点に対して、2組のデータが得られ、つい
でそれからnおよびtが計算される。 この操作を、最初に、フイラメント軸に直交す
る電気ベクトルを有する偏光を使用して、フイラ
メント像の中心からフイラメント像の端までの距
離が0.05,0.15,……0.85,0.95であるような各
点において行なう。この操作は、弦平均n⊥屈折
率分布を与える。n屈折率分布は、フイラメン
ト軸に平行な光電気ベクトルを有する偏光を使用
して行なわれた、もう一つの干渉顕微鏡測定から
得られる(好ましくはフイラメントの屈折率より
もわずかに大きい屈折率を有する適当な浸漬液体
を使用する)。n⊥測定におけるt(通路の長
さ)の分布の測定値を、nの測定に使用する。 複屈折(△)は、定義により差(n−n⊥)
である。従つて示差複屈折(△955)は、フイ
ラメント像の同じ側における0.95の点と0.05の点
の間の差である。フイラメントに対する△955
の値は、フイラメント像の両側で得られる2個の
955値の平均である。 上記計算のすべてにおいて、すべての1次元の
デイメンシヨンは同じ単位とし、そして、必要な
場合は、写真の拡大した単位またはフイラメント
の絶対単位のいずれかに換算される。 この方法は円形断面を有するフイラメントに適
用することを目的としている。それはまた、△95
を得るための平均化方法の定義のみを変化さ
せることによつて、他の断面形状を有するフイラ
メントにもまた適用することができる。上に示し
た「スキン」はフアイバーの容積の約10%に達す
る。これを非円形フアイバーに適用するに当つて
は、スキンとして定義される部分が同様に、フア
イバーの外側の10%を含有すべきであるが、しか
しスキンの複屈折の値が真に代表的であることを
保証するために、フアイバーをその軸の回りに
種々の角度回転することによつて、フアイバース
キン中の異なる位置に関して充分な平均化が行な
われるようにしなければならない。 これらのヤーンの好ましいフイラメントは△95
△/20+0.0055よりも小さい△955値を有
する。この目的のため、△は干渉縞の方法により
測定することが好ましい。 種々のヤーンの染色性は、本明細書において
は、分散染料染着速度(DDR)の測定によつて
比較される。分散染料染着速度(DDR)は、フ
イラメント中の染料の重量パーセント対染色時間
の平方根のプロツトの初期傾斜(slope)として
定義され、そして(表面対容積の比の差に対して
補正されるならば)染料拡散係数の尺度である。
この分散染料染着速度の値は、1.335g/cm3の密
度を有する2.25デニール/フイラメントの円形フ
イラメント、すなわち煮沸後のアモルフアスな70
―34円形フイラメントヤーンに対して規格化さ
れ、下記の関係式によつて、相対的分散染料染着
速度(RDDR)が定義される。 RDDR=測定されたDDR 〔(dpf/2.25)(1.335/ρ)(10
0/100−S)〕〓 ただし、ρはポリマーの密度であり、dpfはフ
イラメントデニールであり、そしてSは煮沸収
縮である。 このRDDR値は、染色されたフイラメントの表
面対容積比とは多かれ少なかれ無関係であり、そ
して染料の拡散に影響を与えるフイラメント状構
造における差を反映している。 分散染料染着速度は、「Latyl」Yellow3G(カ
ラー・インデツクス47020)を使用し、212〓にお
いて、9分、16分および25分間、1000対1の浴対
フアイバー比および4%owf(owf=フアイバー
の重量基準)の純染料を使用して測定される。染
料は、染料溶液1当り1gの「アビトン
(Avitone)T」(炭化水素スルホン酸ナトリウ
ム)を使用して、蒸留水中に分散させる。約0.1
gのヤーンサンプルを各々の時間間隔染色し、染
色サイクルの終りにおいて冷たい蒸留水中で急冷
し、表面に保持された染料を除去するために冷ア
セトン中で洗い、空気乾燥し、ついで小数第4位
迄秤量する。染料を高温モノクロルベンゼンで繰
返し抽出する。染料抽出溶液をついで室温(〜70
〓)に冷却し、モノクロルベンゼンで100mlに希
釈する。希釈染料抽出溶液の吸光度
(absorbance)を、ベツクマンモデルDU分光器
および1cmコレツクスセルを使用して、449μで
分光的に測定する。%染料は次の関係によつて計
算する。 %染料=(吸光度/サンプル重量(g))・(染料の分子量/吸光係数)・(希釈した染料抽出溶液の体積/10
00)・100 染料の分子量と(モル)吸光係数の比は
0.00693gである。DDRは、9分、16分および25
分で測定したこれら%染料(重量)対染色時間の
平方根(min)1/2のプロツトの傾きである。 市販のポリ(エチレンテレフタレート)テキス
タイルヤーン(すなわち、延伸ヤーン)は約0.05
のRDDR値を有しており、煮沸染色に対しては、
5g/以下のキヤリアーを必要とするであろう
が、一方本発明のヤーンは0.09よりも大きい、典
型的には0.11以上のRDDR値を有する。本発明の
ヤーンを染色する場合、とくに沸点よりも低い温
度で染色する場合、実際上、均染剤および/また
は少量のキヤリアーを使用することが望ましいけ
れども、そのようなヤーンは、通常の染色サイク
ルでキヤリアーなしで分散染料により深い色相に
染色される性能を有している。 好ましい連続フイラメントヤーンはまた、長さ
方向のデニールむら(along―end denier
spread)によつて測定される長さ方向の均一性
がすぐれており、延伸張力変動係数が小さく、且
つ伸び均一性によつて測定されるフイラメント対
フイラメントの均一性がすぐれているという特徴
を有しており、これらの性質は、ヤーンの均一な
染色を与える。 デニールむらは、ツエルベーガー―ウースター
社により製造されている、モデルCウースター糸
ムラ試験機で測定する。報告される値は、パーセ
ントデニールむら(DS)で表した、ヤーンの質
量の一次元の不規則性の平均範囲である。%DS
の数学的定義を下に示す。 %DS=最大デニール−最小デニール/平均デニール×
100 ただし、報告される%DSは、次のような機械設
定で測定した100ヤードの長さのサンプルについ
ての5回の測定の平均である。 撚り:1「Z」TPI 速度:ヤーンについて毎分100ヤード 機械感度:ハーフ・イナート・テスト 評価時間:1分 運転張力:張力ブレーキ(brake)とツイステイ
ングヘツドの間で7g 好ましいフイラメントヤーンは、6%より小
の、とくに4%より小の%DSを有する。 連続フイラメントヤーンの長さに沿つての延伸
張力(DT)の変動は、長さ方向の配向均一性の
尺度であり、染色均一性に関係する。延伸張力変
動(DTV)が高いヤーンは不均一なムラのある
染色フアブリツクを与える。均一染色のためには
低いDTV値を有することが望ましい。 延伸張力は、UL―4ロードセルアダプターを
備えたステイサムUC―3変換器(Statham UC
―3 transducer)を用いて、 破断伸度(%)+60%/100% に等しい延伸比に延伸したヤーンに対して測定を
行ない、200℃に加熱した36―インチのチユーブ
中を毎分100ヤードの引出し速度で通しながら延
伸を行なう。平均延伸張力()は10個の10秒間
隔の読み取りの平均である。延伸張力変動
(DTV)は、これらの10個の読み取りの標準誤差
(σ)と平均延伸張力()の比を、100倍したも
のとして定義される。 DTV(%)=(σ/)×100 好ましいフイラメントヤーンは1.2%よりも小
さい、とくに0.8%よりも小さいDTV値を有す
る。 インターフイラメント伸び均一性(IEU)、す
なわちマルチ―フイラメント(ヤーン)の長さ方
向の破断伸びのフイラメント対フイラメント均一
性は、分子配向のフイラメント間の均一性の尺度
であり、これはまた紡糸プロセスの対称性および
均一性、とくに急冷、アテニユエーシヨンおよび
スナツピングに関する対称性および均一性を反映
している。IEUを定量化する便利な方法は、無撚
のヤーンバンドルの力対伸びの関係を、フイラメ
ントが破断する領域で微分することである。 通常のインストロン引張り試験機からのロード
セル増幅器信号を微分することにより、フイラメ
ントの破断に対応して連続的に減少する力対時間
の関係が、半ピーク高さでの高さ(H)および幅
(W)により特徴付けられるピークに変換され
る。IEUは、同じ単位でEおよびWを測定したと
きの、フイラメント破断ピークの半値幅(W)対
破断伸び(E)の比として定義される。 通常のインストロン引張り試験機からのロード
セル増幅器信号の微分は、第3図に図示した抵
抗/キヤパシター(R/C)回路を使用して行つ
た。第3図において記号「〇」はインストロン張
力テスターロードセル増幅器からの入力信号を表
わし、「→」はフイツシヤーレコーダルシリー
ズNo.5000ストリツプチヤート記録計(0.1ボルト
フルスケール)への出力信号を表わし、そして
「〓」は接地端子(ground terminal)を表わし、
かつR1=100000オームの抵抗、R2=10000オーム
の抵抗、C1=1.5μフアラツドのキヤパシター、
そしてC2=2.0μフアラツドのキヤパシターであ
る。この装置における時定数のために、クロスヘ
ツド速度(HS)および初期サンプル長(LS)を
調整して、破断点でのフイラメントの歪速度が比
較せんとするすべてのサンプルについてほぼ一定
となるようにすることが重要である。このように
調整するために、サンプルの長さ(LS)を6〜
8インチ(約15〜20cmに相当)の範囲となし、ク
ロスヘツド速度(HS)を調節して破断伸長
(E)が0.3〜0.4分後に起こるようにした。この
条件は関係式 30(L/HS)E40 により満足される。LSは初期サンプル長であ
り、HSはインストロン引張り試験機のクロスヘ
ツド速度、インチ/分(または対応するcm/
分)、であり、そしてEは破断伸び(%)であ
る。 理想的には、完全なマルチフイラメントバンド
ルまたはモノフイラメントはIEU値がゼロであろ
う。この測定において使用された微分装置および
記録装置に関連する時定数のために、モノフイラ
メントのIEUは7.5%であつた。大きなフイラメ
ントバンドルに対しては、IEU値は7.5%よりも
大きくなる傾向がある。好ましいマルチフイラメ
ントヤーンは、12.5%よりも小さいIEU値、すな
わち12.5%よりも良好なIEU値をもつ。 望ましい性質をもつフイラメントは、およそ
3400〜4600m/分の範囲内の、好ましくは約4000
m/分の巻取り速度を用いて、後に実施例におい
て示すように、紡糸することができる。これら実
施例においては望ましいdpfを与える流れ速度
で、オリフイスでのポリマー温度および溶融粘度
が制御されるように選択された寸法のキヤピラリ
ーを通じて、ポリ(エチレンテレフタレート)が
不活性な気体状雰囲気(好ましくは空気)中に押
出され、そのさい紡糸口金のすぐ下での空気の流
れのパターン、空気の流れ速度、方向および温度
を調節することにより、新しく押出されたフイラ
メントからの熱の逃散速度がアテニユエーシヨン
の間制御される。上記のフアクターのどれかをか
なり変化させると、または巻取り速度、紡糸温
度、溶融物に働く圧力、フイラメントバンドルす
なわち立体配置、またはポリマー粘度のような他
のフアクターをかなり変化させると、別のフアク
ターにおいてこれを打消すように変化させること
が必要となるであろう。したがつて、約4000m/
分の速度で運転することができる通常の市販の巻
取り機を使用し、連続フイラメントを直接に紡糸
することにより、且つ延伸またはアニーリングを
行なうことなしに、フラツト連続フイラメントヤ
ーンとして使用するのに適した、物理的特性と染
色性との有用な組合せを有する望ましいフイラメ
ントを製造することが可能である。そして延伸及
びアニーリングは、アモルフアス配向および結晶
化度を増加させるけれども、前出の関係式CS
1430(ρ−1.335)Åに従がい密度と関連して結
晶サイズをかなり増加させるものではなく、その
ため染色性を減少させるので、延伸及びアニーリ
ングは望ましいプロセス工程ではない。 紡糸速度および引取速度という用語は、本明細
書においては、フイラメントにより(少くとも部
分的に)巻かれた第1駆動ロールの速度を言うの
に使用されている。紡糸速度という用語の方が当
技術分野においてより頻繁に使用され、これは、
本質的にはスプリツトプロセスの紡糸工程におけ
るまたは高速紡糸プロセスにおける巻取り速度
(すなわち、フイラメントがパツケージ上に巻き
取られる速度)である。結合紡糸延伸(coupled
spin―draw)プロセスにおいては、巻取り速度
は紡糸速度よりも著しく速く、従つて巻取り速度
との混同を避けるために、引取速度という用語が
時によると使用される。フイラメントを巻取り速
度よりもずつと低い速度で紡糸口金から引取り、
そして引取速度および延伸比を制御するために、
フイードロールを使用しないで延伸を行なうプロ
セスが、前述の結合紡糸延伸プロセスである。こ
れらのプロセスは望ましくない。 第1図を参照すると、本発明に従うヤーンを製
造するのに使用するための典型的な高速紡糸装置
が示されており、溶融ポリエステルは加熱された
紡糸口金ブロツク2の中のオリフイスを通して溶
融紡糸され、大気中で冷却されてフイラメント1
として固化する。溶融ポリエステルがブロツク2
から出るときに、溶融ポリエステルはフイラメン
トを取り囲む金属チユーブ3(ガスケツトにより
紡糸口金およびブロツクの表面から断熱されてい
る)により雰囲気から保護されることが好まし
い。フイラメントはオリフイスと区域10の間を
通過し、そして区域10においては、冷却空気
が、好ましくはフイラメントの囲りに対称的に多
孔性の金属チユーブ11中の穴を通つて、本質的
にドウチヤート(Dauchert)の米国特許第
3067458号に記載されているように、導入され
る。フイラメントは、所望ならば、フイラメント
を制約するために配列された収束ガイド21の間
を通ることができ、次いで紡糸仕上げ剤の浴中に
回転し、それによつて所望する量の仕上げ剤を固
体フイラメントに適用するロール20と接触し、
ついでフイラメントを仕上げロール20と接触さ
せて保持し、フイラメントを次の組のガイド25
へ向ける別の組のガイド22を通り、そして第1
駆動ロール31、第2駆動ロール32、綾振りガ
イド35および駆動巻取りロール33を含む巻取
りシステムへ進み、ヤーンはインターレーシング
ジエツト34によりインターレースされる。 本発明により約3400〜4600m/分、特に4000
m/分の中程度の高速で紡糸したPETヤーンは
RDDRが0.09以上(70〜90℃の温和な染色条件で
酢酸セルロースに似た色相の染色製品を与えるこ
とができる)という優れた染色性と30〜65g/デ
ニールのモジユラス(酢酸セルロースと同程度の
良好な感触を与える)を有すること、しかも一方
ではこれらのヤーンは通常延伸テクスチヤ化のた
めの供給糸には適するが直接使用するフラツトヤ
ーンには適さない過度の収縮性を有することが見
出された。 そこで3400〜4600m/分、特に4000m/分の速
度で高速紡糸したヤーンのモジユラスを30〜65
g/デニール、染色性を0.09以上のRDDRに保持
しつつ、かつ均一性を害うことなしに収縮率を2
〜6%に減少させることが必要となる。 フイラメントのデニールを小さくし、異形断面
を使用すれば冷却性が増大し、それによつてヤー
ンの収縮率を減少させる結晶性が増大することは
知られていたけれども、フイラメント断面形状、
フイラメント数及びフイラメントデニールは、顧
客が常に最終用途に従つて選択するものであり、
従つて低収縮率を達成するためには上記以外の他
の製造条件を変化させることが必要である。 又、企業化されているヤーンの生産に使用され
る0.68程度のポリマー粘度〔η〕よりかなり大き
いポリマー粘度は、収縮率を減少させるのに有効
であるが、そのように粘度が大きいと良好な紡糸
性能を得るためには高温が要求され、とくに0.56
〜0.68の粘度のテクスタイルヤーン製造用に設計
された装置を使用する場合、重合体が劣化するこ
とがある。同時に、高粘度はヤーンのモジユラス
を増加させ、ヤーンの染色性を減少させる傾向が
ある。テクスタイルヤーン紡糸装置についての良
好な操業性のために及び30〜65グラム/デニール
のモジユラスと0.09以上のRDDR値を有する良好
な染色性を得るために、0.56〜0.68のテクスタイ
ル粘度〔η〕範囲で紡糸することが必要である。 一般に、主装置の改良の費用を避けること、す
なわち現在すでに入手できる急冷装置を使用する
ことが望ましい。ある場合には実施例3〜10及び
12に例示したように交叉フローによる急冷が使用
され、別の場合には実施例1,2及び11に例示し
たように半径方向流による急冷が使用される。し
かしながら、本発明においてはデニールの優秀な
均一性を得つつ(例えば、実施例1及び2)、収
縮率を小さくするために押出したばかりのフイラ
メントを保護するチユーブの長さを調節した。急
冷方式を選択したならば、次にヤーンの収縮性及
び均一性に対するキヤピラリーの直径と長さの効
果を考慮する。約0.5mmよりも大きいキヤピラリ
ー直径(D)を使用すると、大きな紡糸ドラフト比
(DR)が得られることが知られている。ここで、
紡糸ドラフト比(DR)は引取速度(V)の押出
し速度(V0)に対する比、すなわち DR=V/V∝(直径)/DPF として定義される。大きな紡糸ドラフト比を用い
ると糸方向(spinline)の張力及び結晶性が増大
し収縮率は小さくなる。しかしながら、そのよう
な大きなキヤピラリー直径は同時に、とくに1〜
4デニールの細いフイラメントについて、△95
によつて測定されるようなより大きなスキン―
コア構造を生じさせることがわかつた。また小さ
いデニールのフイラメントを紡糸するのに大きな
キヤピラリーを使用すると、紡糸が不安定となり
デニールの均一性と機械的性質が悪くなることが
ある。ポリマーを溶融押出ししている間、該溶融
ポリマーを安定にし、以て押出されたフイラメン
トのデニールの均一性を改善するためにはキヤピ
ラリーの直径が小さくかつ、長さと直径の比
(L/D)が大であることの組合わせが非常に重
要である。L/D比の大きい長くて細いキヤピラ
リーを用いることの重要性については本発明者の
知る限り如何なる先行技術文献にも述べられてい
ない。これは先行技術の教示する方法と本願発明
の明白な一つの相違点である。 本発明の実施例においては、1〜4デニールの
紡出フイラメントに対し、キヤピラリー直径の範
囲は0.2〜0.5mmであり、L/D比は4:1が通常
好ましく、殊にキヤピラリーの直径が0.2〜0.5mm
の範囲の比較的高い側にある場合、例えば実施例
7(0.5mm)、あるいは実施例6または11(0.38
mm)のような場合にそうである。実施例中、L/
D比が最も低いのは実施例3,10あるいは12の約
1.4であり、これらの実施例の糸の物性から明ら
かなように、この約1.4のL/D比は、本発明の
フイラメントの要件と注意深く選択された紡糸条
件の組合わせに対して満足すべきものである。こ
れよりやや低い、約1.3のようなL/D比もある
場合には使用できるが、L/D比が更にこれ以上
有意に低くなると、本発明において所望の物性の
組合わせを有するフイラメントを作ることはもは
やできない。例えばL/D比1(キヤピラリーの
長さが直径とほぼ同じ)では本発明のフイラメン
トを作ることはできない。 すなわち、本発明のデニールの小さい(1〜4
デニール)フイラメントを作るのに直径の大きい
キヤピラリーを用いることは避けることが望まし
い。その一つの理由は、キヤピラリーの直径が大
であるということは紡糸ドラフト(オリフイスの
直径とフイラメントの直径の比、あるいは引取速
度とオリフイスからの押出し速度の比)が大であ
るということを意味するからである。紡糸ドラフ
トが増大するに従つて所望の均一性を有する小デ
ニールのフイラメントを得ることは一層困難にな
る。ある従来技術の方法では、4000メートル/分
のオーダーの速度で、収縮の小さい高デニールの
フイラメントを得る為に高粘度ポリマーと大きな
紡糸ドラフトを用いているが、かような方法は
0.65のオーダーの普通の粘度〔η〕のポリマーを
用いて均一な、小デニールのフイラメントを得る
のには適していない。小デニールのフイラメント
の場合紡糸ドラフトが過剰であると、フイラメン
トが不均一となり、紡糸及びテキスタイルの為の
作業性を悪くし、断糸が多く発生してテキスタイ
ル製品の美感を害し商品として受け入れられなく
なる結果となる。又このフイラメントはフラツト
ヤーン用には適さない捲縮を生じる傾向を有す
る。 直径が小さくL/D比の大きいキヤピラリーを
用いるもう一つの理由は、この組合わせにより、
直径が大きくL/D比の小さい場合に比べ、溶融
ポリマーが、紡糸の際に用いる高圧下にキヤピラ
リーを通過する際、溶融ポリマーの表面に、より
多くの剪断熱が生じるからである。すなわち、押
出されたポリマーは、キヤピラリーから外に出て
冷却が始まる際、ポリマー断面を横切る温度の縦
断面図において、その周辺部の温度が、大きい直
径と小さいL/D比の場合よりも(大きい剪断熱
が生じるので)高く、有利である。溶融ポリマー
が細化され、冷却固化されて固体のフイラメント
を形成する際、その周辺部は中心部より速く冷却
されることは自明である。4000メートル/分のオ
ーダーの高速で引取られているフイラメントにお
いて、その外周部が中心部より速く冷却される
と、何等かの廻避手段を講じない限り、フイラメ
ントの断面を横切つて、好ましからぬ分子配向の
差異を生じる可能性がある。この配向の異差はス
キン―コア効果と呼ばれ、フイラメントはその外
周部(スキン)において中心部(コア)とはかな
り異つた配向度を有する。スキン―コア値が高い
フイラメントはその不均一性により破断及び/又
は捲縮を生じ易いので望ましくない。これが、本
発明のフイラメントを得るのに適度の剪断熱が重
要である理由である。 紡糸口金キヤピラリー寸法を選択した後、紡糸
温度(ブロツク温度及びパツク圧力によつて規定
される)を選択する。紡糸温度を低くすると押出
される重合体の溶融粘度と結晶化速度を増加させ
ヤーンの収縮率を低下させる。しかしながら、紡
糸温度を過度に低下させると、スキン―コア構造
が増大する。スキン―コア構造は引張強度を低下
させ、フイラメント破壊を増大させ、長さ方向の
デニールの均一性の劣化により糸方向の張力を増
加させる。紡糸温度を過度に高くすると0.5mm以
上の大きさのキヤピラリー直径と〔η〕が0.68以
上の固有粘度〔η〕を用いることなしには、2〜
6%の所望の低い収縮率を得ることは不可能であ
る。特定の所望のヤーンを得る為の好ましい紡糸
温度は、使用する特定のポリマー及びその製法に
強く依存するが、実施例で用いるポリマーについ
ては290〜310℃の範囲の紡糸温度が好ましく、こ
の温度は、ブロツク温度を290〜310℃に調節し、
パツク圧力を1000〜7200psigに調節することによ
つて得ることができる。紡糸温度の調節はヤーン
収縮率の均一性を調節するために重要である。 収縮率はさらに冷却速度を改善することにより
低下させることができる。この冷却速度の改善
は、実施例4及び7におけるようにフイラメント
の束を開裂させてフイラメント間の間隔を増大さ
せること及び実施例2,3及び10におけるように
大きい空気流速を使用することによつて達成する
ことができる。しかしながら、高冷却速度に対す
る要求は良好な半径方向の均一性及びデニールの
均一性に対する要求とバランスさせなければなら
ない。冷却が速すぎると、糸方向の張力を過度に
増加させてフイラメントの均一性を減少させるこ
とがある。 最後に、ヤーンの均一性を得るためには引取速
度を調節する必要がある。実施例1におけるよう
なマルチガイド及び3軸巻取り糸又は同様のレベ
ルの調節を達成する系を使用することが好まし
い。 要約すると、フイラメントのデニール/フイラ
メント、断面形状及び数は、顧客が所望の織布を
得るために選択するものであるから、これらのパ
ラメーターを制御して2〜6%の所望の収縮率を
得るようにするわけにはいかない。ポリマー粘度
〔η〕の選択については、良好な操業性を得る為
にテクスタイルヤーンの製造に通常用いられる典
型的な粘度が選択される。ヤーンの収縮率は、
0.2〜0.5mmの小さなキヤピラリー直径、1.4よりも
大きいL/D、270〜310℃の中程度の紡糸温度及
び交叉フロー又は半径方向の急冷を用いる効果的
な冷却を選択しバランスさせることにより低下さ
せる。その際紡糸口金チユーブの下方の保護チユ
ーブの長さ及び約15〜50SCFM/繊維束の空気流
速を調節して2〜6%のヤーン収縮率及び約8%
より小の、好ましくは約6%より小のデニールむ
らを達成させる。 本発明を更に以下の実施例で更に説明する。性
質および製造条件は、発明の詳細な説明の末尾に
ある第2表において要約した形で提示されてい
る。二酸化チタンの重量%は全重量に基づいて計
算されている。複屈折は各々のサンプルに対して
は測定されていないが、すべての実施例に対して
0.05〜0.09の間にあると考えられる。第2図は、
実施例のヤーンに対する煮沸収縮値を紡糸速度に
対してプロツトした図である。同じ速度で紡糸さ
れた従来技術のポリエステルは収縮が大きいヤー
ンを与えた。この高収縮は通常後に延伸/アニー
リングプロセスにより低下するが、このプロセス
は本発明の染色しうる熱的に安定なヤーンを生成
するためには望ましくない。 実施例 1 固有粘度0.66のポリ(エチレンテレフタレー
ト)を、本質的に上で述べたそして第1図におい
て例示した装置で、4500ヤード/分(4115m/
分)の巻き取り速度で、298℃の紡糸口金ブロツ
クおよび直径(D)9ミル、長さ(L)50ミルの紡糸口金
キヤピラリーを通して3500psigのパツク圧力を使
用して紡糸し、1.02デニール/フイラメントの68
フイラメントフラツトヤーン(円形断面)を形成
させる。吐出するフイラメントは長さ約2インチ
の中空チユーブによつて保護し、ついで25標準立
方フイート/分の速度(SCFM)で室温で半径方
向に内向きに流れる空気の流れにさらす。固化し
たヤーンは仕上げ剤ロールと接触し、仕上げ剤は
バークスおよびクツク(Burks and Cooke)の
米国特許第3859122号の実施例1に記載されてい
るのと同じであり、そしてヤーンは延伸工程なし
にインターレースされ巻き取られる。染色性が良
好であり(RDDRが0.1)、アモルフアスモジユラ
ス(MA)が32.4グラム/デニールであり、モジ
ユラス(M)が51.4グラム/デニールであり、煮
沸収縮がわずか3.6%であることは注目に値いす
る。煮沸後の乾熱収縮(S2)がわずか0.3%である
ことによつて示されるように、熱安定性は優秀で
ある。煮沸後のモジユラス(M2)は54.5グラム/
デニールであり、従つてMとM2との差△Mはわ
ずか約3グラム/デニールである。X値(差Mo
−MA)は約19グラム/デニール、すなわち5と
25の間である。収縮モジユラス(MS)は3.22グ
ラム/デニールである。結晶サイズ(CS)は71
であり、ポリマーの密度(ρ)は1.3707であり、
従つてCS<1430(ρ−1.335)、すなわちCS>50
である。複屈折(△)は0.0883である。 実施例 2 1.52デニール/フイラメントで良好な染色性及
びその他の性質を有する68フイラメントフラツト
ヤーンを、重合体が0.65の固有粘度をもち、ブロ
ツク温度が296℃であり、パツク圧力が4900psig
であり、そして生成するフイラメントが長さ約4
インチの中空チユーブによつて保護されそして50
標準立方フイート/分の空気で冷却されるという
点を除いて、実施例1におけると同様にして紡糸
した。収縮は4.7%であり、そして熱安定性は優
れている(S2は0.2伸び)。 実施例 3 1.92デニール/フイラメントおよび良好な性質
を有する40フイラメントヤーンを、固有粘度0.65
のポリマーから本質的に実施例1におけると同様
にして紡糸したが、しかし295℃のブロツク温
度、3800psigのパツク圧力および直径12ミル、長
さ17ミルの紡糸口金キヤピラリーを用い、生成す
るフイラメントは、41標準立方フイート/分の量
の交差流の空気によつて、紡糸口金から下方へ30
インチ伸びた距離までの所で冷却した。ポリマー
は0.3重量%の二酸化チタニウム顔料を含有し
た。 本発明のポリエステルヤーン(実施例3)の性
質の多く、例えば収縮(S)、熱安定性(S2)、モ
ジユラスおよび伸び、が、普通の(すなわち、従
来の)ポリエステルよりも酢酸セルロースの性質
により近いことを示すために、実施例3のフラツ
トポリエステルヤーンの性質の幾つかを、従来技
術の延伸ポリエステルヤーン(対照)の性質およ
び従来技術の酢酸セルロースヤーンの性質と第1
表において比較する。一方、ポリエステルヤーン
は優れた強度を有しており、そして、重要なこと
には、酢酸セルロースと対照的に、それらの強度
は湿潤時でも減少しない。実施例3のヤーンは普
通のポリエステルの2〜3倍のRDDRを有してお
り、合理的な速度でキヤリアーを用いることなく
酢酸セルロースに対して普通使用される市販の常
圧染色装置を使用して煮沸染色することができ
る。これは、染色がずつと遅く、実際上高圧装置
を使用して染色する普通のポリエステルと対照的
である。酢酸セルロースは、これらのポリエステ
ルヤーンのいずれよりもはるかに染色し易く、約
70℃で染色できる。普通のポリエステルのモジユ
ラスは、ヤーンを煮沸すると殆んど50%減少する
のに対して、実施例3のヤーンのモジユラスは実
質的に煮沸の前後で同じである。通常のポリエス
テルの大きな収縮はフアブリツク加工において重
大な経済的欠点であり、熱安定性の欠如(高い
S2)は顧客の不満の原因となる可能性がある。実
施例3のヤーンの収縮張力は普通のポリエステル
の収縮張力よりもずつと低く、そしてこれはフア
ブリツク仕上げにおいて重要である。
The present invention relates to new polyester filaments and their production which have properties that make them particularly suitable for use as a replacement for cellulose acetate in "flat" yarns. Polyester continuous filaments have been produced industrially for many years and are now produced in very large quantities for use as continuous filament yarns. Continuous filament polyester yarns are often textured to give a "yarn-like" feel, usually by false-twist texturing, but may also be used without texturing, in which case continuous Filament yarns are often referred to as "flat" yarns. Most commercial production is of poly(ethylene terephthalate). The reason for this is the physical properties and economic advantages of this synthetic filamentary material. Most commercially available yarns are processed into fabrics for clothing purposes and are therefore dyed at some stage. However, it is well known that poly(ethylene terephthalate) is more difficult to dye than other filamentary materials such as cellulose acetate, and therefore special dyeing techniques are used industrially. For example, dyeing aids called "carriers" are commonly used to dye homopolymers at high temperature and pressure, or to increase dyeing speed (e.g. by introducing tetramethylene groups) or to introduce dye-accepting groups. In order to
Polyester chemistry has been modified. This is disclosed, for example, in Griffing and Remington US Pat. No. 3,018,272. These special techniques are quite expensive and have long been used, for example, in clothing and home furnishings, to provide useful physical properties and to be boiled (i.e., at superatmospheric pressure and It has been desired to provide poly(ethylene terephthalate) filaments that can be dyed without a carrier in a reasonable amount of time (without the need for equipment suitable for such pressures). Although all physical and chemical properties of a textile yarn should be considered, the most important physical properties are generally the tensile and shrinkage properties. The tensile properties of commercially available (drawn) flat polyester yarns are satisfactory for many textile purposes and are generally of approximately the following order: strength, 4 grams/denier; elongation, 30%;
(initial) modulus, as-manufactured conditions (as-
produced condition), it is 100 g/denier, but in the relaxed state and after boiling, it is 50 to 65 g/denier.
Denier. Normal elongation is indicated, but in determining suitability for specific textile purposes,
Often the modulus is more important. The high modulus of currently commercially available polyester yarns is considered important for many textile purposes. However, cellulose acetate is more preferred for other flat yarn end uses, such as in taffeta and other closely woven fabrics. This is due to the low modulus of cellulose acetate (on the order of 40 grams/denier) and the correspondingly favorable tactile sensation that results.
Currently commercially available polyester flat (drawn) yarns have too high a modulus.
Such polyester yarns are less preferred than cellulose acetate in the end uses mentioned above. However, cellulose acetate has the disadvantage of low strength, especially when wet. For most consumer purposes, commercially available flat yarns should have low boiling shrinkage. Conventionally, fabrics are manufactured using commercially available polyester flat yarns with a boiling shrinkage of about 8 to 10%.
It is then common practice to heat set the fabric to reduce boil shrinkage. Even if currently commercially available polyester textile yarns are heat set, the yarns are not stabilized against shrinkage at temperatures above the heat set temperature. This is because it is a characteristic of these (drawn) polyester yarns that the shrinkage increases markedly with increasing temperature. Conventional commercially available polyester yarns are therefore not truly endowed with thermal dimensional stability in the same sense as in yarns whose shrinkage does not significantly increase with temperature, such as cellulose acetate yarns. It is. It would be desirable to provide a polyester yarn that does not shrink appreciably after boiling so that heat setting to avoid shrinkage during fabric finishing is unnecessary. Low shrinkage tension is also desirable during finishing. As pointed out above, certain properties of traditional polyester yarns (such as modulus)
differs according to whether the yarn is in as-manufactured conditions or already after shrinkage. The latter condition will be referred to as "after boiling shrinkage" in this specification. Properties under both conditions are important. Whereas yarn manufacturers and textile processors are primarily concerned with properties in as-manufactured conditions up to the point where the yarn is boiled (generally when the fabric is scoured and/or dyed). , the end consumer is interested in the properties of the shrunken fabric, ie, after boiling shrinkage. Hitherto, no polyester yarn has been produced industrially with such properties that the modulus of the as-produced yarn is of the same order of magnitude as the modulus of the yarn after boiling shrinkage. When dyeing commercially drawn poly(ethylene terephthalate) yarns, dyeing defects result in large part from the lack of physical uniformity in the yarns. Such defects are more common when dyeing at boiling point (ie at atmospheric pressure), whereas the use of high pressure with a carrier can give a more uniform dyeing. Dyeing defects are readily apparent in taffeta and other closely woven fabrics using flat yarns.
Uniformity can be critical for garment yarns. In the opinion of customers, this is perhaps the most important characteristic. For a polyester replacement to cellulose acetate to be successful, it must be uniformly dyed. This means that the polyester must exhibit good physical uniformity, as discussed later herein. It is therefore desirable to provide a poly(ethylene terephthalate) flat yarn with desirable tensile properties including a suitable relatively low modulus, a modulus not significantly different after boiling, low boiling shrinkage, thermal stability and better dyeability. ,
Although highly desirable for certain end uses, yarns with such desirable properties have not heretofore been commercially produced. Also,
Flat continuous filament yarns do not require post-processing, e.g. drawing or annealing;
It would be economically desirable to produce useful continuous filaments for such yarns directly in as-produced conditions so that they can be used directly to produce fabrics. For many years, polyester filaments have been melt spun and drawn from spinnerets at relatively low speeds of up to about 1000 m/min. These slow spun undrawn filaments were then subjected to a separate drawing operation. That is, in a split process, the filament is spun at a low speed and then subjected to a drawing operation after being wound up, or in a coupled continuous process, the filament is first taken off at a relatively low speed (1000 m/min or less) and then drawn at an intermediate speed. Stretching was performed without winding. Traditionally, drawing has been a step in the industrial production of all flat polyester textile yarns. More recently, polyester filaments have been manufactured on a large scale industrially by being wound by high speed spinning on winders capable of operating at speeds up to about 4000 m/min. This winding machine is supplied, for example, by Barmaag Bammer Machinenfabrik and is, for example, the "SW4S SW4R Spin Draw Machine".
It is described in a pamphlet published around June 1973 entitled ``Machines''. Polyester filaments produced industrially at such speeds are "partially oriented".
"draw-oriented" and as disclosed by Petrille in U.S. Pat. No. 3,771,307.
It is particularly useful as a feed thread for texturing). These yarns were not useful as flat yarns. The strength and modulus of these yarns were lower than commercially available polyester flat yarns, while their elongation and shrinkage were higher. Their shrinkage was generally at least 60%, ie too high for normal textile purposes. A subsequent draw-texturing operation increases strength and modulus and reduces elongation and shrinkage to values previously considered desirable for polyester textile yarns. Traditionally, therefore, drawing has been a step in all industrial production of polyester textile yarns. High-speed spinning of polyester filament at speeds of 3000 to 5200 yards per minute was developed 25 years ago,
It was proposed by Hebeler in US Pat. No. 2,604,689 to provide a low modulus wool-like yarn of grams per denier (110-550 Kg/ mm2 ). Even higher speed spinning of over 5,200 yards/minute was patented by Hebeler in the US Patent No.
No. 2,604,667, which states that lower spinning speeds result in high shrinkage yarns with completely different properties. High-speed spinning is generally described, for example, by H. Ludewig in his book "Polyester Fibers, Chemistry &Technology".
German edition, 1964, Akademie Verlag and English translation, 1971, John Wiley & Sons, Ltd. and the effects on shrinkage are discussed in Sections 5, 4, 2. Most recently, for example, Chemiefasern/Textil-Industrie, December issue,
As revealed by F. Fourne' in 1976, pp. 1098-1102, interest has turned to high-speed spinning at speeds much greater than 4000 m/min, and traditional winding Instead of speeds on the order of 4000 m/min using a cutting machine,
The emphasis is on providing continuous filament yarns and tows (for staple fibers) with these much higher speed spinning using faster winders. However, rather than using these much larger speeds, around 4000
It would be desirable to use currently commercially available winders operating at m/min to provide useful continuous polyester filaments, as described later herein. This is because the cost of developing and operating a high speed winder with speeds much greater than 4000 m/min is high. There has also recently been interest in reducing shrinkage of the filaments produced by spinning at speeds of about 4000 m/min and modifying process conditions. For example, Chemiefasern/Textil
Industrie), September issue, 1973, pp. 818-821, October issue, 1973, pp. 964-975 and November issue, 1963,
On pages 1109-1114, E. Liska,
Structural changes in polyester fibers due to orientation and annealing (obtained by high-speed spinning) are discussed, and recommendations are made to increase molecular weight (intrinsic viscosity) and denier per filament to reduce shrinkage. Increasing the viscosity has also been proposed, for example in JP-A-49-80322 (Kuraray). This is costly and undesirable for clothing yarns as a replacement for cellulose acetate. As far as is known, poly( The problem of producing poly(ethylene terephthalate) filaments with such good dyeability and acceptable physical properties using a winding machine capable of operating at approximately 4000 m/min has been solved. It has not been previously proposed that this problem can be solved by direct spinning. According to the invention: (1) a flat yarn consisting of continuous filaments of poly(ethylene terephthalate) of 1 to 4 denier/filament, preferably 1 to 2 denier/filament, the yarn comprising: (2) of the filaments; Intrinsic viscosity [η] is 0.56~
(3) the relative disperse dye dyeing rate (RDDR) is at least 0.09, preferably at least 0.11; (4) the modulus (M) measured on the as-produced yarn and at atmospheric pressure; The modulus ( M2 ) measured after boiling in water for 60 minutes is between 30 and
65 g/denier and the difference (△M) between the modulus (M) measured on the as-produced yarn and the modulus (M 2 ) measured after boiling in water for 60 minutes at atmospheric pressure is 7 g/denier. (5) The amorphous modulus (M A ) is preferably 5 g/denier or less, and (5) the amorphous modulus (M A ) is 28 to 38.
g/denier, preferably 28 to 35 g/denier, with the exception that amorphous asmodullus is
Formula M A = (0.65/[η]) 0.3 M-X [where X is given by the formula X=530( ρ - 1.335)(0.65/[η]) 0.3 , The value of is between 5 and 25] according to the modulus (M), intrinsic viscosity [η] and poly(ethylene terephthalate).
(6) Boiling shrinkage (S) determined from the density (ρ) of 2% to 6%, preferably 2
% to 4%, (7) has thermal stability such that the shrinkage value S2 is less than 1%, (8) has a density of 1.35 to 1.38 g/ cm3 , and (9) has a crystal size. (CS) is about 50 to about 90 Å,
There is also provided a flat yarn characterized in that the value depends on the density (ρ) of poly(ethylene terephthalate) according to at least the formula CS1430(ρ−1.335)Å. Preferred yarns also have a strength of from 2.0 to 4.0 grams/denier, especially at least 2.5 grams/denier, such as from 2.5 to 3.5 grams/denier, from 40% to
125%, especially 40% to 100% elongation, strength of 0.7 to 1.2 g/denier at 7% elongation, birefringence of at least 0.045, especially 0.05 to 0.09, 50 Å to 90 Å
and a crystal size of at least 1430 (ρ−1.335) Å, and a density (ρ) of at least 1.35, especially from 1.35 to 1.38. Preferred continuous filaments have a Denier Spread (DS) of less than about 6%, preferably less than 4%, and less than about 1.2%, preferably 0.8%, for example when measured on the same yarn package. Smaller drawing tension fluctuation (draw
tension variation (DTV), and interfilament elongation uniformity (DTV) of less than about 12.5%.
elongation uniformity) (IEU), and low differential filament birefringence of less than (△/20 +0.0055) [where △ birefringence is between 0.045 and 0.09]. Refraction (differential filament birefringence) (△ 95 -
5 ), it can be used in textile processing without any significant filament breakage. These yarns can be produced directly by spinning using a conventional winder capable of operating at 4000 m/min, giving continuous filaments of sufficient uniformity to be useful in fabrics. The term "flat yarn" as used herein means a continuous filament yarn that is not textured. "Untextured" means that the filament does not exhibit any problematic three-dimensional morphology (e.g. crimping); If present, it is an optical configurational staining defect.
dye defects) and make the filament unacceptable for textile end uses such as taffeta and other closely woven fabrics. Untextured yarns do not exhibit such problematic three-dimensional morphology even after boiling. The following measurements are described for multifilament flat yarns. Modulus (M) and other tensile properties measurements herein were made using a 1 inch x 1 inch flat surface geoyoke clamp with an Alfred Suter toyster head. Instron tester attached
TTB (manufactured by Instron Engineering)
65% relative humidity and 70〓(21
10 inches (approximately 25 °C) at an elongation rate of 60%/min.
Measurements were made with samples of length (cm) and 2 twists/inch (8 twists/10 cm). The modulus (M), often referred to as the "initial modulus", is determined approximately at the beginning of the load-elongation curve when the yarn is stretched at the speeds and conditions described above, with tension on the y-axis and elongation on the x-axis. It is obtained from the slope of the straight line. A modulus (M) in the range of 30 to 65 grams/denier is desirable for tactility. That is, low values tend to give a fabric that is soft and pliable, while high values give a rough and hard feel in contrast to the fabric of cellulose acetate filaments of similar denier. As an alternative to cellulose acetate, <
A modulus of 50 grams/denier is preferred;
Yarns with a modulus of ~50 grams/denier are preferred for this purpose. The yarn of the present invention comprises 7
Preferably, the yield strength, measured by strength at % elongation ( T7 ), is between 0.7 and 1.2 grams/denier. This value provides sufficient strength during direct wet and dry textile processing to prevent permanent non-uniform elongation (i.e., yielding), which can lead to undesirable dyeing defects. The yarn of the present invention has a difference (ΔM) between the modulus (M) measured on the as-produced yarn and the modulus (M 2 ) measured after boiling in water for 60 minutes at atmospheric pressure.
It is stable to boiling water in the sense that it is less than 7 grams/denier, preferably less than 5 grams/denier. The modulus measured on the as-produced yarn or on the shrunken yarn (after boiling) should be between about 30 and about 65 grams/denier. However, as mentioned above and as pointed out later in Table 1, the modulus of commercially available (drawn) polyester flat yarns is significantly reduced by boiling at atmospheric pressure in the relaxed state. The "modulus" of the yarns of the invention as referred to herein generally refers to that measured on the as-produced yarn;
On the other hand, the modulus after boiling is referred to as "M 2 ". The amorphous modulus (M A ) refers to the amorphous orientation and, as pointed out earlier, the normalized value of M (the modulus of the as-produced yarn) M o = [0.65/[η ] 0.3 M and then a normalized crystallinity factor, or "X value", between 5 and 25 [530 (ρ - 1.335) (0.65/[η]) 0 . 3 ] is calculated. A range of 28 to 38 grams/denier for amorphous modulus (M A ) provides a suitable feel similar to that of cellulose acetate filaments of similar denier. Low amorphous asmodulus has improved dyeability (RDDR)
is one of the factors related to Preferred yarns have a relatively low amorphous modulus within this range, preferably less than 36.5, especially less than 35 grams/denier. However, as the amorphous asmodulus decreases even further, filament manufacturing is required to ensure that the shrinkage and thermal stability are such as to provide the filament with a useful flat yarn for the intended end use. It is generally necessary to make the conditions increasingly stringent. This is in contrast to the more moderate conditions generally required to achieve the desired low shrinkage and good thermal stability (but generally with reduced dyeability) for filaments of higher amorphous modulus. . As the amorphous modulus increases, the contraction tension also tends to increase. The shrinkage value herein generally refers to boiling shrinkage (S), which is obtained by suspending a weight that produces a load of 0.1 g/denier on a yarn over a certain length of yarn and measuring its length (L p ). Measured by The weight is then removed and the yarn is soaked in boiling water for 30 minutes. Then remove the yarn,
Reload with the same weight and record its new length (L f ). Percent shrinkage (S) is calculated by using the formula Shrinkage (%) = 100 (L p - L f )/L p . Low shrinkage is highly desirable for many textile purposes. In contrast to conventional commercially available textile polyester yarns, which are necessarily drawn and annealed, thereby reducing their shrinkage, the yarns of the present invention can be drawn and annealed directly, i.e. in as-produced conditions. It is possible to produce products with reasonably low shrinkage. The smaller the shrinkage, the less the tendency for the physical properties of the yarn, e.g. modulus, to be affected by boiling in the relaxed state, but in order to directly obtain extremely low shrinkage values, e.g. lower than about 2%. increases in difficulty.
The as-made yarn of the present invention with low shrinkage is produced without the need for extremely high spinning speeds such as 6000 m/min. Dry heat shrinkage (DHS) is given only in Table 1 and is measured by performing essentially the same procedure as measuring boiling shrinkage, but instead of soaking the yarn in boiling water for 30 minutes. The difference is that it is subjected to dry heating at 180℃. Thermal stability (S 2 ) essentially follows the method for measuring dry heat shrinkage at 180°C using shrinkable yarns that have been subjected to a boiling shrinkage test and measures the dry heat shrinkage of such shrinkage yarns. It is measured by Under these test conditions, some yarns may stretch. In that case, S 2 will be marked with the symbol E and shown in brackets. For example, the S 2 value for the yarn of Example 2 is (0.2E);
This indicates that the yarn has grown by only 0.2%.
Since it is desirable that the yarn does not shrink significantly after boiling, S 2 is preferably less than 1%. The yarns do not elongate too much, e.g. more than 3%, preferably 2
It is also preferred not to elongate more than %. The contraction tension was measured using a Statham load cell (Statham
Load Cell (Model UL 4-0.5 ) and Statham Universal Transitioning (Statham
Universal Tranducing)CEU Model UC 3
(Gold Cell) at approximately 30°C and 30°C per minute in a furnace using a contraction tension-temperature spectrometer (Industrial Electronics).
of yarn attached at a constant length under an initial load of 0.005 g/denier while increasing the temperature at
Measure a 10cm loop. The maximum value for contraction tension is designated herein by the symbol ST. A low maximum shrinkage tension is desirable for many fabric finishes. The yarns of the present invention generally have a lower maximum shrinkage tension than conventional commercially available textile polyester yarns. The reason is that the latter are stretched at some stage during manufacture. The maximum retraction tension of the yarns of the present invention is typically less than about 0.15 grams/denier. Low maximum retraction tensions are generally more difficult to achieve for very low denier filaments. The contraction modulus (M S ) is the maximum contraction tension (ST) divided by the contraction (S) times 100, i.e. M S
=ST/S×100. A shrinkage modulus between 1.5 and 3.5 grams/denier represents a desirable balance between shrinkage tension and shrinkage. Intrinsic viscosity [η] is a measure of molecular weight, and C is 0.
[η]=limitlnη r /C. where η r is the viscosity of a dilute solution of the polyester in hexafluoroisopropanol containing 100 ppm H 2 SO 4 divided by the viscosity of the hexafluoroisopropanol solvent itself containing H 2 SO 4 , Both are measured at 25°C in a capillary viscometer and are expressed in the same units, and C is
Concentration of polyester in grams in 100 ml of solution. For poly(ethylene terephthalate) textile filament, approx.
An intrinsic viscosity of 0.65 is generally preferred. Significantly high viscosities, such as viscosities above 0.68, are undesirable for textile applications and economic reasons.
Therefore, polymer viscosities of 0.66 or less are generally preferred. A value of at least 0.56 is preferred. This is because as the viscosity decreases further, it generally becomes more difficult to obtain filaments with the desired low shrinkage using conventional winders of the type mentioned above. The density of the filament can be measured as in ASTM D1505-63T, and additives such as TiO2 are added to give the density (ρ) of poly(ethylene terephthalate), which is a convenient measure of crystallinity. should be corrected. The correction used herein is to subtract (0.0087 x % TiO 2 ) from the measured filament density, which yields the density of poly(ethylene terephthalate) (ρ). This value is reported in the Examples. High crystallinity, i.e.
High density corresponds to low shrinkage, which is desirable. Yarns according to the invention preferably have a density (ρ) of at least 1.35 and generally about 1.38 g/cm 3 . These densities are greater than the densities of as-spun yarns produced by low speed spinning or commercially available partially oriented yarns produced by high speed spinning (3000-4000 m/min). The crystallinity of such conventional commercial as-made yarns has been raised to desirable values for textile purposes by drawing and annealing, which can reduce dyeability and therefore Undesirable in inventions. Crystal size (CS) is Scherrer
It is determined by the equation CS=Kλ/β cosθ. In the above equation, K is taken as unit size (Unity); λ is 1.5418 Å, that is, CuK = X-ray wavelength,
θ is the Bragg diffraction angle; β is the instrumental broadening
β 2 =B 2 −b 2 [where B
is the observed broadening and b is the instrumental broadening measured for the ZnO pattern assuming infinitely large crystallites] is the corrected line broadening (all angle measurements are in radians) ). B was measured on the photographic film pattern of the sample using the diffraction arc at 2θ = 17.5° (010 diffraction) and radially along the equator, i.e. at its maximum intensity, HP Klug and LE Alexander. (Alexander) has introduced “X-ray diffraction method (X-ray
Diffraction Procedures, John Wiley and Sons, Inc., New York (1954), Chapter 9. The filament of the invention preferably has the relation:
CS1430 has a crystal size related to fiber density by (ρ−1.335) Å and approximately
It is preferably larger than 50 Å, particularly larger than 60 Å. Generally, the larger the crystal size, the better the tensile properties, with about 90 Å being the maximum that can be achieved in practice. Using stretching technology,
This results in a crystal size smaller than that given by the relation CS1430(ρ−1.335)Å. because,
They can be used in different textile processes, e.g.
This is because it is crystallized in combined spinning/drawing and draw-set-texturing. The relatively large crystal size at moderate density values is an important feature of the filaments of the present invention and is believed to contribute to the thermal stability and, in part, to the improved dyeability of the filaments of the present invention. , which is in contrast to conventional commercially available polyester filaments. Birefringence (Δ) is a measure of the orientation of polymer chain segments. Birefringence is described by Rowland Hill in ``Fibers from Synthetic Polymers''.
It can be measured by the retardation method described in "Synthetic Polymers" (Elsbeer Publishing Co., New York, 1953), pages 266-268. In this method, birefringence is calculated by dividing the measured retardation by the measured thickness of the structure, expressed in the same units as the retardation. Birefringence can also be measured by the fringe method (described below), which is the preferred method for non-circular cross-section filaments and for filaments with high order retardation.
The values reported are averages for 10 filaments measured near the center of each filament (at a point plus or minus 5% from the filament axis). Although the filaments of the invention are suitable for use in textile processing even without drawing, the birefringence of the filaments of the invention is of moderate value (compared to drawn filaments of the prior art). Preferred birefringence values are at least 0.045, which distinguishes the filaments of the present invention from slow spun filaments, while preferred birefringence values are about 0.09 or less, which allows the filaments of the present invention to be drawn This distinguishes it from highly oriented yarns produced by spinning or spinning at higher speeds. A particularly preferred range of birefringence is 0.05 to 0.09. In order for continuous filament yarns to be processed into textiles without significant filament breakage, the filaments must have a low differential birefringence (△ 95 -
5 ) It is important to have the following. The above request is
In the sense that it is important to minimize the skin on the surface of the filament, we will refer to it as low "skin-core" herein. Such a skin can be detected by the large difference between the birefringence near the surface and the birefringence near the center of the filament; it is therefore important to minimize this difference. Achieving this in practice requires a
%) becomes more and more difficult as the average birefringence value increases. Differential birefringence (△ 95 -
5 ) is herein defined as the chord-average birefringence (△ 95 ) near the surface of the filament and the chord-average birefringence (△95) inside the filament near its center.
5 ) is defined as the difference between For example, E. Leitz,
Wetzlar, AG)
Using a double beam interference microscope. The filament to be tested is immersed in an inert liquid of refractive index n L. The refractive index of this inert liquid differs from the refractive index of the filament by an amount that provides a maximum displacement of the interference fringes of 0.2 to 0.5 of the distance between adjacent undisplaced interference fringes. The value of n L is measured using an Atsube refractometer corrected for sodium D light (rather than corrected for the mercury green light used in the interferometer in the measurements herein). The filament is positioned in the liquid such that only one of the double beams passes through the filament. The filament is positioned so that its axis is perpendicular to the undisplaced interference pattern and the optical axis of the microscope. Interference fringe pattern, magnification 1000
Record on T-410 Polaroid film at double magnification.
The displacement of the interference fringe is related to the refractive index and the filament thickness by the following equation. d/D=(n- nL )t/λ where n is the refractive index of the filament, λ is the wavelength of the light used (0.546 microns), d is the displacement of the fringe, and D is the distance of the adjacent undisplaced fringe. the distance between, t and the length of the light path at the point where d is measured (i.e., the thickness of the filament). For each fringe displacement, d, measured on the film, a set of values of n and t is obtained. In order to obtain solutions for the two unknowns, measurements are carried out in two liquids, one of which has a higher refractive index than the filament, according to the criteria given above, Preferably, the other liquid has a lower refractive index than the filament. In this way, for every point across the width of the filament, two sets of data are obtained from which n and t are then calculated. This operation is first performed at each point whose distance from the center of the filament image to the edge of the filament image is 0.05, 0.15, ...0.85, 0.95 using polarized light with an electric vector orthogonal to the filament axis. It will be carried out at This operation gives a chordal average n⊥ refractive index profile. The n refractive index profile is obtained from another interference microscopy measurement performed using polarized light with a photoelectric vector parallel to the filament axis (preferably with a refractive index slightly larger than that of the filament). (use a suitable immersion liquid). The measured value of the distribution of t (path length) in the n⊥ measurement is used to measure n. Birefringence (△) is, by definition, the difference (n-n⊥)
It is. The differential birefringence (Δ 955 ) is therefore the difference between the 0.95 and 0.05 points on the same side of the filament image. △ against filament 955
The value is the average of the two Δ95-5 values obtained on both sides of the filament image. In all of the above calculations, all one-dimensional dimensions are taken into the same units and, if necessary, are converted to either the magnified units of the photograph or the absolute units of the filament. This method is intended to be applied to filaments with a circular cross section. It is also △ 95
- It can also be applied to filaments with other cross-sectional shapes by changing only the definition of the averaging method to obtain 5 . The "skin" shown above amounts to about 10% of the fiber's volume. In applying this to non-circular fibers, the portion defined as the skin should similarly contain the outer 10% of the fiber, but the birefringence value of the skin is not truly representative. To ensure this, the fiber must be rotated around its axis through various angles so that sufficient averaging is achieved for the different positions in the fiber skin. The preferred filament for these yarns is △ 95
- Has a △ 95 - 5 value smaller than 5 △/20 + 0.0055. For this purpose, Δ is preferably measured by the method of interference fringes. The dyeability of various yarns is compared herein by measuring disperse dye dyeing rate (DDR). Disperse dye dyeing rate (DDR) is defined as the initial slope of the plot of the weight percent of dye in the filament versus the square root of dyeing time, and (if corrected for differences in surface-to-volume ratio) b) It is a measure of dye diffusion coefficient.
This value of disperse dye dyeing rate is based on a circular filament of 2.25 denier/filament with a density of 1.335 g/ cm3 , i.e. amorphous 70 mm after boiling.
-34 normalized to circular filament yarn, the relative disperse dye rate (RDDR) is defined by the following relationship: RDDR=Measured DDR [(dpf/2.25)(1.335/ρ)(10
0/100-S)] where ρ is the density of the polymer, dpf is the filament denier, and S is the boiling shrinkage. This RDDR value is more or less independent of the surface-to-volume ratio of the dyed filament and reflects differences in the filamentary structure that affect dye diffusion. Disperse dye dyeing rates were determined using "Latyl" Yellow 3G (Color Index 47020) at 212㎓ for 9 minutes, 16 minutes and 25 minutes with a bath to fiber ratio of 1000:1 and 4% owf (owf = fiber). (by weight) of pure dye. The dye is dispersed in distilled water using 1 g of "Avitone T" (sodium hydrocarbon sulfonate) per dye solution. Approximately 0.1
g of yarn samples were dyed for each time interval, quenched in cold distilled water at the end of the dyeing cycle, washed in cold acetone to remove the dye retained on the surface, air dried, and then washed to the fourth decimal place. Weigh up to. The dye is extracted repeatedly with hot monochlorobenzene. The dye extraction solution was then cooled to room temperature (~70
〓) and dilute to 100ml with monochlorobenzene. The absorbance of the dilute dye extraction solution is measured spectroscopically at 449μ using a Beckman model DU spectrometer and a 1 cm Corex cell. % dye is calculated by the following relationship: % dye = (absorbance/sample weight (g))・(molecular weight of dye/extinction coefficient)・(volume of diluted dye extraction solution/10
00)・100 The ratio of the molecular weight and (molar) extinction coefficient of the dye is
It is 0.00693g. DDR is 9 minutes, 16 minutes and 25 minutes
The slope of the plot of these % dye (weight) measured in minutes versus the square root of staining time (min) 1/2 . Commercially available poly(ethylene terephthalate) textile yarns (i.e., drawn yarns) are approximately 0.05
It has an RDDR value of , and for boiling dyeing,
Less than 5 g/carrier may be required, whereas the yarns of the present invention have RDDR values greater than 0.09, typically greater than 0.11. Although it is in practice desirable to use leveling agents and/or small amounts of carrier when dyeing the yarns of the present invention, especially at temperatures below the boiling point, such yarns are suitable for normal dyeing cycles. It has the ability to be dyed in deep hues with disperse dyes without a carrier. Preferred continuous filament yarns also have along-end denier
It has excellent uniformity in the length direction as measured by (spread), a small coefficient of variation in drawing tension, and excellent filament-to-filament uniformity as measured by elongation uniformity. These properties give uniform dyeing of the yarn. Denier unevenness is measured with a Model C Worcester yarn unevenness tester manufactured by Zellweger-Worcester. The reported value is the average range of one-dimensional irregularity in yarn mass expressed in percent denier unevenness (DS). %DS
The mathematical definition of is shown below. %DS = maximum denier - minimum denier / average denier x
100 However, the %DS reported is the average of five measurements on a 100 yard long sample measured with the following machine settings: Twist: 1 "Z" TPI Speed: 100 yards per minute on yarn Machine Sensitivity: Half-inert test Evaluation time: 1 minute run Tension: 7 g between tension brake and twisting head Preferred filament yarn is 6 %, especially less than 4%. The variation in drawing tension (DT) along the length of a continuous filament yarn is a measure of longitudinal orientation uniformity and is related to dyeing uniformity. Yarns with high draw tension variation (DTV) give non-uniform and unevenly dyed fabrics. It is desirable to have a low DTV value for uniform staining. Stretch tension was measured using a Statham UC-3 transducer equipped with a UL-4 load cell adapter.
Measurements were made on yarn drawn to a draw ratio equal to elongation at break (%) + 60%/100% using a 36-inch tube heated to 200°C at 100 yards per minute. Stretching is performed while passing at a drawing speed of . Average stretch tension () is the average of 10 10 second interval readings. Draw tension variation (DTV) is defined as the ratio of the standard error (σ) of these 10 readings to the average draw tension ( ) multiplied by 100. DTV (%) = (σ/) x 100 Preferred filament yarns have a DTV value of less than 1.2%, in particular less than 0.8%. Interfilament elongation uniformity (IEU), the filament-to-filament uniformity of longitudinal break elongation of a multifilament (yarn), is a measure of the filament-to-filament uniformity of molecular orientation, which is also a measure of the filament-to-filament uniformity of molecular orientation. Reflects symmetry and uniformity, particularly with respect to quenching, attenuation and snapping. A convenient way to quantify IEU is to differentiate the force versus elongation relationship of an untwisted yarn bundle over the region where the filament breaks. By differentiating the load cell amplifier signal from a typical Instron tensile testing machine, the continuously decreasing force versus time relationship corresponding to filament rupture is determined by the height (H) at half-peak height and the width (W) is converted into a peak characterized by (W). IEU is defined as the ratio of the filament break peak width at half maximum (W) to the elongation at break (E) when E and W are measured in the same units. Differentiation of the load cell amplifier signal from a conventional Instron tensile tester was performed using a resistor/capacitor (R/C) circuit as illustrated in FIG. In Figure 3, the symbol "○" represents the input signal from the Instron tension tester load cell amplifier, and "→" represents the output signal to the Fisher Recorder Series No. 5000 strip chart recorder (0.1 volt full scale). and "〓" represents a ground terminal,
and R 1 = 100,000 ohm resistor, R 2 = 10,000 ohm resistor, C 1 = 1.5 μF capacitor,
And C 2 = 2.0μ Farad capacitor. Due to the time constants in this device, the crosshead speed (HS) and initial sample length ( LS ) are adjusted so that the strain rate of the filament at break is approximately constant for all samples being compared. It is important to. To adjust in this way, the length of the sample (L S ) is adjusted from 6 to
The crosshead speed (HS) was adjusted so that elongation at break (E) occurred after 0.3 to 0.4 minutes. This condition is satisfied by the relation 30(L S /HS)E40. L S is the initial sample length and H S is the crosshead speed of the Instron tensile tester, in/min (or corresponding cm/min).
min), and E is the elongation at break (%). Ideally, a complete multifilament bundle or monofilament would have an IEU value of zero. Due to the time constants associated with the differentiator and recording equipment used in this measurement, the IEU of the monofilament was 7.5%. For large filament bundles, IEU values tend to be greater than 7.5%. Preferred multifilament yarns have IEU values less than 12.5%, ie, better than 12.5%. Filaments with desirable properties are approximately
Within the range of 3400-4600m/min, preferably about 4000m/min
A winding speed of m/min can be used for spinning as shown later in the examples. In these examples, the poly(ethylene terephthalate) is passed through an inert gaseous atmosphere (preferably By adjusting the air flow pattern, air flow rate, direction and temperature just below the spinneret, the rate of heat dissipation from the newly extruded filament is controlled by the attenuator. controlled during the session. A significant change in any of the above factors, or a significant change in other factors such as winding speed, spinning temperature, pressure acting on the melt, filament bundle or configuration, or polymer viscosity, will result in a different factor. It will be necessary to make changes to counteract this. Therefore, approximately 4000m/
Suitable for use as flat continuous filament yarn by spinning the continuous filament directly and without drawing or annealing using a normal commercially available winding machine that can be operated at speeds of 1 to 30 minutes. It is also possible to produce desirable filaments with useful combinations of physical properties and dyeability. And although stretching and annealing increase the amorphous orientation and crystallinity, the above relation CS
Stretching and annealing are not desirable process steps because they do not appreciably increase crystal size in relation to conformation density to 1430 (ρ-1.335) Å and therefore reduce dyeability. The terms spinning speed and take-off speed are used herein to refer to the speed of the first drive roll that is (at least partially) wound by the filament. The term spinning speed is more frequently used in the art, which is
Essentially it is the winding speed (ie the speed at which the filament is wound onto the package) in the spinning step of a split process or in a high speed spinning process. coupled spinning drawing
In spin-draw processes, the winding speed is significantly faster than the spinning speed, so to avoid confusion with winding speed, the term take-up speed is sometimes used. The filament is taken off from the spinneret at a speed that is lower than the winding speed.
and to control the take-off speed and draw ratio.
A process in which drawing is performed without using a feed roll is the above-mentioned bonded spinning drawing process. These processes are undesirable. Referring to FIG. 1, a typical high speed spinning apparatus for use in making yarn according to the present invention is shown in which molten polyester is melt spun through an orifice in a heated spinneret block 2. , the filament 1 is cooled in the atmosphere.
It solidifies as. Molten polyester blocks 2
On exit from the filament, the molten polyester is preferably protected from the atmosphere by a metal tube 3 surrounding the filament (insulated from the spinneret and block surfaces by a gasket). The filament passes between the orifice and zone 10, and in zone 10 cooling air is passed through holes in a metal tube 11, preferably symmetrically porous around the filament, to essentially form a douche. Dauchert) U.S. Patent No.
No. 3067458. The filament can, if desired, pass between converging guides 21 arranged to constrain the filament and then rotate into a bath of spin finish, thereby applying the desired amount of finish to the solid filament. contact with a roll 20 applied to the
The filament is then held in contact with finishing rolls 20, and the filament is passed through the next set of guides 25.
through another set of guides 22 directed toward the first
Proceeding to a winding system comprising a drive roll 31, a second drive roll 32, a traverse guide 35 and a drive take-up roll 33, the yarn is interlaced by an interlacing jet 34. According to the invention, about 3400 to 4600 m/min, especially 4000 m/min.
PET yarn spun at a medium speed of m/min is
It has excellent dyeability with an RDDR of 0.09 or more (can give dyed products with a hue similar to cellulose acetate under mild dyeing conditions of 70 to 90°C) and a modulus of 30 to 65 g/denier (same level as cellulose acetate). On the one hand, these yarns were usually found to have excessive shrinkage, which makes them suitable as feed yarns for draw texturing, but not as flat yarns for direct use. . Therefore, the modulus of the yarn spun at a high speed of 3400 to 4600 m/min, especially 4000 m/min, is 30 to 65.
g/denier, while maintaining dyeability at RDDR of 0.09 or higher, and reducing shrinkage by 2 without impairing uniformity.
A reduction to ~6% is required. Although it was known that reducing the filament denier and using a profiled cross section increases cooling properties and thereby increases crystallinity which reduces yarn shrinkage, the filament cross-sectional shape,
The number of filaments and filament denier are always selected by the customer according to the end use.
Therefore, in order to achieve a low shrinkage rate, it is necessary to change manufacturing conditions other than those mentioned above. Also, a polymer viscosity considerably larger than the polymer viscosity [η] of about 0.68 used in commercialized yarn production is effective in reducing shrinkage; High temperatures are required to obtain spinning performance, especially 0.56
When using equipment designed for textile yarn production with a viscosity of ~0.68, polymer degradation may occur. At the same time, high viscosity tends to increase the modulus of the yarn and decrease the dyeability of the yarn. Textile viscosity [η] of 0.56 to 0.68 for good runnability on textile yarn spinning equipment and to obtain good dyeability with modulus of 30 to 65 g/denier and RDDR value of 0.09 or higher. It is necessary to spin within a range. In general, it is desirable to avoid the expense of retrofitting the main equipment, ie, to use quenching equipment that is already available today. Examples 3 to 10 and
Cross flow quenching is used as illustrated in Example 12, and in other cases radial flow quenching is used as illustrated in Examples 1, 2 and 11. However, in the present invention, while obtaining excellent denier uniformity (eg, Examples 1 and 2), the length of the tube protecting the freshly extruded filament was adjusted to reduce shrinkage. Once a quenching method is selected, the effect of capillary diameter and length on yarn shrinkage and uniformity is next considered. It is known that using a capillary diameter (D) greater than about 0.5 mm results in a large spinning draft ratio (D R ). here,
The spinning draft ratio (D R ) is defined as the ratio of the take-up speed (V) to the extrusion speed (V 0 ), ie, DR = V/V 0 ∝(diameter) 2 /DPF. Using a large spinning draft ratio increases spinline tension and crystallinity and reduces shrinkage. However, such large capillary diameters are at the same time particularly
For 4 denier thin filament, △ 95 -
Larger skin as measured by 5-
It was found that a core structure was formed. Also, if a large capillary is used to spin filaments of small denier, the spinning may become unstable and the denier uniformity and mechanical properties may deteriorate. During melt extrusion of the polymer, the capillary diameter should be small and the length to diameter ratio (L/D) The combination of having a large value is very important. The importance of using a long, thin capillary with a large L/D ratio is not mentioned in any prior art document to the inventor's knowledge. This is one obvious difference between the methods taught in the prior art and the present invention. In embodiments of the present invention, for spun filaments of 1 to 4 denier, the capillary diameter ranges from 0.2 to 0.5 mm, with an L/D ratio of 4:1 being generally preferred, especially when the capillary diameter is 0.2 mm. ~0.5mm
on the relatively high side of the range, for example Example 7 (0.5 mm) or Example 6 or 11 (0.38 mm).
This is the case in cases such as mm). In the examples, L/
The lowest D ratio was in Examples 3, 10, or 12.
1.4, and as evidenced by the physical properties of the yarns of these examples, this L/D ratio of approximately 1.4 is satisfactory for the combination of filament requirements of the present invention and carefully selected spinning conditions. It is. Although slightly lower L/D ratios, such as about 1.3, can be used in some cases, significantly lower L/D ratios yield filaments with the desired combination of physical properties in the present invention. That is no longer possible. For example, the filament of the present invention cannot be produced with an L/D ratio of 1 (the length of the capillary is approximately the same as the diameter). That is, the present invention has a small denier (1 to 4
It is desirable to avoid using large diameter capillaries to make filaments. One reason is that a large capillary diameter means a large spinning draft (the ratio of the orifice diameter to the filament diameter, or the ratio of the take-up speed to the extrusion speed from the orifice). It is from. As the spinning draft increases, it becomes more difficult to obtain small denier filaments with the desired uniformity. Some prior art methods use high viscosity polymers and large spinning drafts to obtain high denier filaments with low shrinkage at speeds on the order of 4000 m/min;
It is not suitable to obtain homogeneous, small denier filaments using polymers with normal viscosities [η] of the order of 0.65. In the case of small denier filaments, if the spinning draft is excessive, the filaments will become uneven, which will impair the workability for spinning and textiles, and will cause many yarn breakages, which will impair the aesthetic appearance of textile products and make them unacceptable as products. result. The filament also has a tendency to crimp, making it unsuitable for use in flat yarns. Another reason for using a capillary with a small diameter and high L/D ratio is that this combination
This is because, when the molten polymer passes through the capillary under high pressure used during spinning, more shear heat is generated on the surface of the molten polymer than when the diameter is large and the L/D ratio is small. That is, when the extruded polymer exits the capillary and begins to cool, the temperature at its periphery is lower ( high shear heat), which is advantageous. It is obvious that when a molten polymer is attenuated, cooled and solidified to form a solid filament, its periphery cools faster than its center. If the outer periphery of a filament being drawn at high speeds on the order of 4000 m/min is cooled faster than the center, undesired molecules will cross the filament's cross-section unless some measure is taken to avoid this. Differences in orientation may occur. This difference in orientation is called the skin-core effect, and the filament has a significantly different degree of orientation at its outer periphery (skin) than at its center (core). Filaments with high skin-core values are undesirable because their non-uniformity makes them susceptible to breakage and/or crimp. This is why a moderate shear heat is important to obtain the filaments of the present invention. After selecting the spinneret capillary dimensions, the spinning temperature (defined by block temperature and pack pressure) is selected. Lowering the spinning temperature increases the melt viscosity and crystallization rate of the extruded polymer and reduces yarn shrinkage. However, lowering the spinning temperature too much increases the skin-core structure. The skin-core structure reduces tensile strength, increases filament breakage, and increases yarn direction tension due to deterioration of longitudinal denier uniformity. If the spinning temperature is excessively high, the spinning temperature will be 2 to
It is not possible to obtain the desired low shrinkage of 6%. The preferred spinning temperature to obtain a particular desired yarn is highly dependent on the particular polymer used and its method of preparation, but for the polymers used in the examples a spinning temperature in the range of 290-310°C is preferred; , adjust the block temperature to 290-310℃,
This can be achieved by adjusting the pack pressure between 1000 and 7200 psig. Control of spinning temperature is important to control the uniformity of yarn shrinkage. The shrinkage rate can be further reduced by improving the cooling rate. This cooling rate improvement is achieved by splitting the filament bundles and increasing the spacing between the filaments as in Examples 4 and 7 and by using higher air flow rates as in Examples 2, 3 and 10. can be achieved. However, the requirement for high cooling rates must be balanced with the requirement for good radial uniformity and denier uniformity. Cooling too quickly can increase yarn direction tension too much and reduce filament uniformity. Finally, the take-up speed needs to be adjusted to obtain yarn uniformity. It is preferred to use a multi-guide and triaxial winding as in Example 1 or a system that achieves a similar level of adjustment. In summary, the denier/filament, cross-sectional shape and number of filaments are what the customer chooses to obtain the desired woven fabric, so these parameters can be controlled to obtain the desired shrinkage of 2-6%. I can't do it like that. Regarding the selection of the polymer viscosity [η], typical viscosities commonly used in the production of textile yarns are selected in order to obtain good runnability. The shrinkage rate of yarn is
Reduced by selecting and balancing small capillary diameter of 0.2-0.5 mm, L/D greater than 1.4, moderate spinning temperature of 270-310 °C and effective cooling using cross-flow or radial quenching. . At this time, the length of the protective tube below the spinneret tube and the air flow rate of about 15 to 50 SCFM/fiber bundle are adjusted to give a yarn shrinkage of 2 to 6% and about 8%.
Achieve a denier variation of less than about 6%, preferably less than about 6%. The invention is further illustrated in the following examples. Properties and manufacturing conditions are presented in summary form in Table 2 at the end of the detailed description of the invention. Weight percentages of titanium dioxide are calculated based on total weight. Birefringence was not measured for each sample, but for all examples
It is thought to be between 0.05 and 0.09. Figure 2 shows
FIG. 3 is a diagram plotting the boiling shrinkage values for the yarns of the examples against the spinning speed. Prior art polyester spun at the same speed gave yarns with greater shrinkage. This high shrinkage is usually later reduced by a drawing/annealing process, which is undesirable for producing the dyeable, thermally stable yarns of the present invention. EXAMPLE 1 Poly(ethylene terephthalate) having an intrinsic viscosity of 0.66 was measured at 4500 yd/min (4115 m/min) in equipment essentially as described above and illustrated in FIG.
The fibers were spun using a pack pressure of 3500 psig through a spinneret block at 298°C and a spinneret capillary with a diameter (D) of 9 mils and a length (L) of 50 mils at a winding speed of 1.02 denier/filament. 68
A filament flat yarn (circular cross section) is formed. The discharging filament is protected by a hollow tube approximately 2 inches long and then exposed to a radially inwardly flowing air stream at room temperature at a rate of 25 standard cubic feet per minute (SCFM). The set yarn is contacted with a finish roll, the finish is the same as described in Example 1 of Burks and Cooke, U.S. Pat. interlaced and wound. It has good dyeability (RDDR 0.1), amorphous modulus (M A ) of 32.4 g/denier, modulus (M) of 51.4 g/denier, and boiling shrinkage of only 3.6%. It's worth attention. Thermal stability is excellent as shown by the dry heat shrinkage (S 2 ) after boiling of only 0.3%. The modulus (M 2 ) after boiling is 54.5 grams/
denier, so the difference ΔM between M and M 2 is only about 3 grams/denier. X value (difference M o
- M A ) is about 19 grams/denier, or 5
Between 25 and 25. The shrinkage modulus (M S ) is 3.22 grams/denier. Crystal size (CS) is 71
and the density of the polymer (ρ) is 1.3707,
Therefore CS<1430(ρ−1.335), i.e. CS>50
It is. Birefringence (△) is 0.0883. Example 2 A 68 filament flat yarn of 1.52 denier/filament with good dyeability and other properties was prepared with a polymer having an intrinsic viscosity of 0.65, a block temperature of 296°C, and a pack pressure of 4900 psig.
, and the filament produced has a length of about 4
protected by a hollow tube of 50 inches
It was spun as in Example 1, except that it was cooled with air at standard cubic feet per minute. The shrinkage is 4.7%, and the thermal stability is excellent ( S2 elongation 0.2). Example 3 40 filament yarn with 1.92 denier/filament and good properties, with intrinsic viscosity 0.65
was spun essentially as in Example 1, but using a block temperature of 295°C, a pack pressure of 3800 psig, and a spinneret capillary of 12 mils in diameter and 17 mils in length, and the resulting filaments were: 30 downwards from the spinneret by a cross-flow of air at a rate of 41 standard cubic feet per minute.
Cooled down to an inch long distance. The polymer contained 0.3% by weight titanium dioxide pigment. Many of the properties of the polyester yarn of the present invention (Example 3), such as shrinkage (S), thermal stability ( S2 ), modulus and elongation, are better than those of cellulose acetate than ordinary (i.e. conventional) polyesters. To show a closer approximation, some of the properties of the flat polyester yarn of Example 3 were compared with those of the prior art drawn polyester yarn (control) and the prior art cellulose acetate yarn.
Compare in table. On the other hand, polyester yarns have excellent strength and, importantly, in contrast to cellulose acetate, their strength does not decrease even when wet. The yarn of Example 3 has an RDDR of 2-3 times that of regular polyester and can be dyed using commercial pressure dyeing equipment commonly used for cellulose acetate without a carrier at reasonable speeds. It can be dyed by boiling. This is in contrast to ordinary polyester, which dyes slowly and in practice using high pressure equipment. Cellulose acetate is much easier to dye than either of these polyester yarns and is approximately
Can be dyed at 70℃. The modulus of regular polyester decreases by almost 50% when the yarn is boiled, whereas the modulus of the yarn of Example 3 is essentially the same before and after boiling. The high shrinkage of regular polyester is a serious economic disadvantage in fabric processing, and the lack of thermal stability (high
S2 ) may cause customer dissatisfaction. The shrink tension of the yarn of Example 3 is significantly lower than that of regular polyester, which is important in fabric finishing.

【表】 うになる。
実施例 4 二酸化チタニウムを含有せず、3.20デニール/
フイラメントの、そして同様の良好な性質を有す
る34フイラメントフラツトヤーンを多かれ少なか
れ実施例3におけると同様に紡糸したが、しかし
それぞれ17フイラメントを与える2個の紡糸口金
を使用し、それぞれのバンドルに対して31標準立
方フイート/分の量の交差流の空気によつて冷却
し、ブロツク温度は292℃、パツク圧力4500psig
であり、ポリマーは直径10ミルおよび長さ40ミル
の紡糸口金キヤピラリーを通して紡糸した。 実施例 5 0.2%の二酸化チタンを含有する1.49デニー
ル/フイラメントの34フイラメントフラツトヤー
ンを、ホランド(Holland)の米国特許第2939201
号に記載されているように、フイラメントがトラ
イローバルの断面をしていて修正比
(modification ratio)が1.75であり、ホーキンス
(Hawkins)の米国特許第3859031号に記載されて
いるように、軸方向に穴をあけたプラグを紡糸口
金のカウンターボアの中に挿し込み、プラグ挿入
部の穴における制限は実施例1において使用され
たキヤピラリーの大きさであり、ブロツク温度は
302℃であり、パツク圧力は2200psigであり、空
気流量は44標準立方フイート/分であり、そして
異なる仕上げ剤を使用した点を除き、実施例3に
おけると本質的に同様に紡糸した。ヤーンの性質
は、第2表に示されているように、良好であつ
た。 実施例 6 3.88デニール/フイラメントの34フイラメント
フラツトヤーンを、マツケイ(McKay)の米国
特許第3846969号に記載されているようにフイラ
メントがオクタローバルの断面であり修正比が
1.2であり、コブ(Cobb)の米国特許第3095607
号に記載されているように計量プレートを使用
し、直径15ミルおよび長さ72ミルのキヤピラリー
を用いて、オクタローバルのフイラメントに対す
る適当なデザインのオリフイスを含有するボトム
プレート上方で、そしてブロツク温度が296℃で
あり、パツク圧力が3700psigであり、空気流量が
31標準立方フイート/分であり、そしてポリマー
が二酸化チタニウムを含有しないという点を除い
て、本質的に実施例3におけると同様の方法で紡
糸した。 実施例7においては、低粘度のポリマーを使用
しているので、規格化モジユラス(Mo)はモジ
ユラス(M)よりも大きいが、ヤーンのアモルフ
アスモジユラスおよび染色性は他の実施例におけ
るそれと同じであることが注目されるであろう。 実施例 7 34フイラメントフラツトヤーンを本質的に実施
例4におけると同様に紡糸したが、しかし低い固
有粘度(0.59)のポリマーおよび0.9%の二酸化
チタン顔料を用い、290℃のブロツク温度、
1100psigのパツク圧力、直径20ミルおよび長さ80
ミルの紡糸口金キヤピラリー、19標準立方フイー
ト/分/バンドルの交差流空気および異なる仕上
げ剤を使用して、2.16デニールのフイラメントを
与えた。 実施例 8 1.84デニール/フイラメントの良好な性質の40
フイラメントフラツトヤーンを、ポリマーの固有
粘度が高く(0.67)、ブロツク温度が298℃であ
り、パツク圧力が3200psigであり、紡糸口金キヤ
ピラリーが実施例4におけると同様であり、そし
て31標準立方フイート/分の空気を使用した点を
除き、実施例3におけると同様に紡糸した。 実施例 9 40フイラメントフラツトヤーンを、302℃のブ
ロツク温度を使用して、しかしその他の点は本質
的には実施例8におけると同様にして、固有粘度
0.65のポリマーから4750ヤード/分(4343m/
分)で紡糸して、1.86デニールの、第2表に示さ
れた有用な性質を有するフイラメントを得た。そ
の染色性は、より低速で紡糸したデニールが同じ
でアモルフアスモジユラスが低い円形ヤーンの染
色性ほど良くはない。 実施例 10 1.88デニール/フイラメントの80フイラメント
フラツトヤーンを、5000ヤード/分(4572m/
分)で、しかし、パツク圧力が4200psigである点
を除いて、その他の点は実施例3におけると本質
的に同様に、紡糸した。その性質を第2表に示
す。 実施例 11 1.86デニール/フイラメントの80フイラメント
フラツトヤーンを、4500ヤード/分(4115m/
分)で0.3%の二酸化チタニウムを有する固有粘
度0.65のポリマーから290℃の紡糸口金ブロツク
および3400psigのパツク圧を使用して直径(D)15ミ
ルおよび長さ(L)60ミルの紡糸口金キヤピラリーを
通して、しかし空気流量が17.5標準立方フイー
ト/分/バンドルであり異つた仕上げ剤を使用し
た点を除いて、その他は本質的に実施例1におけ
ると同様にして、紡糸した。その性質を第2表に
示す。強度は3.71g/デニールで非常に良好であ
る。 実施例 12 ポリ(エチレンテレフタレート)をエチレング
リコール、テレフタル酸およびテレフタル酸1モ
ル当り0.001146モルの量の2―エチル―2―(ヒ
ドロキシメチル)―1,3―プロパンジオールか
ら作り、ブロツク温度が293℃であり、パツク圧
力が7200psigであり、そして生成するフイラメン
トを37.5標準立方フイート/分の量の交差流空気
によつて紡糸口金から下方に54インチまでの距離
にわたつて冷却した点を除き、実施例3における
と同様に、1.83デニール/フイラメントの40フイ
ラメントフラツトヤーンを紡糸した。 実施例3のヤーンと比較して、強度および複屈
折は低いが、伸びは高く、ヤーンは良好な染色性
を示す。しかし、2.14g/デニールという強度は
アセテートの強度よりも大きい。 これらのフラツトフイラメントヤーンの長さ方
向の均一性およびフイラメント間の均一性を第3
表に示す。実施例1〜4および11のヤーンは、と
くに良好な染色均一性を要求するフアブリツク構
造、例えばタフタおよびその他の目をつめて織つ
たフアブリツク、の製造に好ましい。実施例6は
受け入れることができる均一性を有するが、しか
し良好なテキスタイル加工性のために要求される
よりも少し高い微分複屈折△955を有する。そ
の他のフイラメントヤーンは、例えばタフタにお
けるほど染色均一性要求が臨界的でないテキスタ
イルおよび家庭用家具最終用途に対しては受け入
れることができるであろう。 これらのフラツトヤーンは直接使用のヤーンで
あり、すなわち、それらは、フアブリツクに使用
する前にすでに延伸テクスチヤ化された現在市販
されている部分的に配向したヤーンと対照的に、
延伸、アニーリングまたはヒートセツトすること
なく、テキスタイルフアブリツクに使用すること
ができる。これらのフラツトヤーンは、現在市販
されている、製造されたままのポリエステルフラ
ツトヤーンとはかなり異つた、染色性および熱安
定性、収縮、収縮張力および収縮前後でのモジユ
ラスを含む物理的性質の有用な組合せを有する。 フラツトヤーンの改質は、所望する最終用途に
依存して行うことができる。本発明のヤーンはエ
アジエツト・テクスチヤ化に有利に応答し、良好
な染色性を保持しつつループ状ヤーンを与える。
一方、延伸をテクスチヤ化操作の一部として行う
場合、染色性は減少する。ヤーンは、所望の場
合、機械的に、例えば編―解編、ギア捲縮、スタ
フアーボツクス法およびその他の方法により、捲
縮することができる。
[Table] It becomes sea urchin.
Example 4 Does not contain titanium dioxide, 3.20 denier/
A 34 filament flat yarn of filaments and having similar good properties was spun more or less as in Example 3, but using two spinnerets giving 17 filaments each and cooled by cross-flow air at a rate of 31 standard cubic feet per minute, with a block temperature of 292°C and a pack pressure of 4500 psig.
The polymer was spun through a spinneret capillary with a diameter of 10 mils and a length of 40 mils. Example 5 A 34 filament flat yarn of 1.49 denier/filament containing 0.2% titanium dioxide was prepared using the method of Holland, US Pat. No. 2,939,201.
The filament has a trilobal cross-section with a modification ratio of 1.75, as described in U.S. Pat. No. 3,859,031 to Hawkins, and A plug with a hole drilled in it is inserted into the counterbore of the spinneret, and the restriction on the hole in the plug insertion part is the size of the capillary used in Example 1, and the block temperature is
The yarn was spun essentially as in Example 3, except that the temperature was 302°C, the pack pressure was 2200 psig, the air flow rate was 44 standard cubic feet per minute, and a different finish was used. The yarn properties were good as shown in Table 2. EXAMPLE 6 A 34 filament flat yarn of 3.88 denier/filament was prepared with the filaments having an octalobal cross section and a modification ratio as described in McKay U.S. Pat. No. 3,846,969.
1.2, Cobb U.S. Patent No. 3095607
Using a metering plate as described in the issue, using a 15 mil diameter and 72 mil length capillary, above the bottom plate containing an orifice of appropriate design for the filament of the octalobal, and at the block temperature. 296℃, pack pressure is 3700psig, and air flow rate is
It was spun in essentially the same manner as in Example 3, except that the polymer was 31 standard cubic feet per minute and contained no titanium dioxide. In Example 7, the normalized modulus (M o ) is larger than the modulus (M) because a low viscosity polymer is used, but the amorphous modulus and dyeability of the yarn are similar to those in the other examples. It will be noted that they are the same. Example 7 A 34 filament flat yarn was spun essentially as in Example 4, but using a lower intrinsic viscosity (0.59) polymer and 0.9% titanium dioxide pigment, a block temperature of 290°C,
1100 psig pack pressure, 20 mil diameter and 80 length
A 2.16 denier filament was produced using a mill spinneret capillary, 19 standard cubic feet/min/bundle of crossflow air, and different finishes. Example 8 1.84 denier/40 with good properties of filament
The filament flat yarn was prepared with a high polymer intrinsic viscosity (0.67), a block temperature of 298°C, a pack pressure of 3200 psig, a spinneret capillary as in Example 4, and a 31 standard cubic feet/ The yarn was spun as in Example 3, except that 100% of air was used. Example 9 A 40 filament flat yarn was prepared with an intrinsic viscosity of
4750 yd/min (4343m/min) from 0.65 polymer
A filament of 1.86 denier was obtained having the useful properties shown in Table 2. Its dyeability is not as good as that of circular yarns of the same denier and lower amorphous modulus spun at slower speeds. Example 10 80 filament flat yarn of 1.88 denier/filament was spun at 5000 yards/min (4572 m/min).
The fibers were otherwise spun essentially as in Example 3, except that the pack pressure was 4200 psig. Its properties are shown in Table 2. Example 11 80 filament flat yarn of 1.86 denier/filament was spun at 4500 yards/min (4115 m/min).
from a 0.65 intrinsic viscosity polymer with 0.3% titanium dioxide (min) through a spinneret capillary of 15 mils in diameter (D) and 60 mils in length (L) using a spinneret block at 290°C and a pack pressure of 3400 psig. , but otherwise spun essentially as in Example 1, except that the air flow rate was 17.5 standard cubic feet/min/bundle and a different finish was used. Its properties are shown in Table 2. The strength is 3.71 g/denier, which is very good. Example 12 Poly(ethylene terephthalate) was prepared from ethylene glycol, terephthalic acid and 2-ethyl-2-(hydroxymethyl)-1,3-propanediol in an amount of 0.001146 moles per mole of terephthalic acid, and the block temperature was 293°C. and the pack pressure was 7200 psig, and the resulting filament was cooled by crossflow air at a rate of 37.5 standard cubic feet per minute over a distance of up to 54 inches below the spinneret. A 40 filament flat yarn of 1.83 denier/filament was spun as in Example 3. Compared to the yarn of Example 3, the strength and birefringence are lower, but the elongation is higher and the yarn shows good dyeability. However, the strength of 2.14 g/denier is greater than that of acetate. The longitudinal uniformity and filament-to-filament uniformity of these flat filament yarns are
Shown in the table. The yarns of Examples 1-4 and 11 are particularly preferred for the production of fabric structures requiring good dyeing uniformity, such as taffeta and other closely woven fabrics. Example 6 has acceptable uniformity, but a slightly higher differential birefringence Δ95-5 than required for good textile processability. Other filament yarns may be acceptable for textile and home furnishing end uses where dye uniformity requirements are not as critical as in, for example, taffeta. These flat yarns are direct-use yarns, i.e., they are in contrast to currently commercially available partially oriented yarns that are already draw-textured before being used in the fabric.
It can be used in textile fabrics without stretching, annealing or heat setting. These flat yarns exhibit useful physical properties, including dyeability and thermal stability, shrinkage, shrinkage tension, and modulus before and after shrinkage, that are significantly different from currently commercially available, as-manufactured polyester flat yarns. It has a combination of Modification of the flat yarn can be carried out depending on the desired end use. The yarns of the present invention respond favorably to air jet texturing and provide looped yarns while retaining good dyeability.
On the other hand, dyeability is reduced if stretching is done as part of the texturing operation. The yarns can be crimped, if desired, mechanically, such as by knitting-unknitting, gear crimping, stuffer boxing, and other methods.

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明に従うヤーンを製造するのに
使用するための高速紡糸のための典型的なプロセ
スを図示する。第2図は、実施例のポリ(エチレ
ンテレフタレート)ヤーンの煮沸収縮(S)をy
軸に、そのようなヤーンを製造するために使用す
る紡糸速度m/分をx軸にプロツトしたグラフで
ある。第3図は、連続フイラメントヤーンに対す
る均一試験(IEU)と関連して使用する回路図で
ある。
FIG. 1 illustrates a typical process for high speed spinning for use in making yarns according to the present invention. Figure 2 shows the boiling shrinkage (S) of the poly(ethylene terephthalate) yarn of the example in y
1 is a graph plotting on the x-axis the spinning speed in m/min used to produce such a yarn. FIG. 3 is a circuit diagram for use in conjunction with uniformity testing (IEU) on continuous filament yarns.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (1) 1〜4デニール/フイラメントのポリ
(エチレンテレフタレート)の連続フイラメン
トからなるフラツトヤーンであつて、該ヤーン
は、 (2) 該フイラメントの固有粘度[η]が0.56〜
0.68であり、 (3) 相対的分散染料染着速度(RDDR)が少くと
も0.09であり、 (4) 製造されたままのヤーンについて測定したモ
ジユラス(M)および大気圧下60分間水中で煮
沸した後に測定したモジユラス(M2)が、30〜
65g/デニールであつて、且つ製造されたまま
のヤーンについて測定したモジユラス(M)と
大気圧下60分間水中で煮沸した後に測定したモ
ジユラス(M2)との差(△M)が7g/デニー
ル以下であり、 (5) アモルフアスモジユラス(MA)が28〜38
g/デニールであり、ただし、アモルフアスモ
ジユラスは、式 MA=(0.65/[η])0.3M−X [ただし、Xは式 X=530(ρ−1.335)(0.65/[η])0.3 により与えられ、Xの値は5と25の間にあ
る] に従つてモジユラス(M)、固有粘度[η]お
よびポリ(エチレンテレフタレート)の密度
(ρ)から求められる、 (6) 煮沸収縮(S)が2%〜6%であり、 (7) 収縮値S2が1%より小であるような熱安定性
を有し、 (8) 密度が1.35〜1.38g/cm3であり、 (9) 結晶サイズ(CS)が約50〜約90Åであり、
且つ少くとも式 CS1430(ρ−1.335)Å に従つてポリ(エチレンテレフタレート)の密
度(ρ)に依存する値である ことを特徴とするフラツトヤーン。 2 収縮モジユラス(MS)が1.5〜3.5g/デニ
ールである特許請求の範囲第1項記載のフラツト
ヤーン。 3 煮沸収縮(S)が約2%〜約4%である特許
請求の範囲第1または2項記載のフラツトヤー
ン。 4 複屈折が約0.045〜約0.09である特許請求の
範囲第1〜3項のいずれかに記載のフラツトヤー
ン。 5 製造されたままのヤーンについて測定したモ
ジユラス(M)と大気圧下60分間水中で煮沸した
後に測定したモジユラス(M2)との差(△M)が
5g/デニール以下である特許請求の範囲第1〜
4項のいずれかに記載のフラツトヤーン。 6 相対的分散染料染着速度(RDDR)が少くと
も0.11である特許請求の範囲第1〜5項記載のい
ずれかに記載のフラツトヤーン。 7 フイラメント当りのデニールが1〜2である
特許請求の範囲第1〜6項のいずれかに記載の、
フラツトヤーン。 8 アモルフアスモジユラス(MA)が28〜36.5
g/デニールである特許請求の範囲第1〜7項の
いずれかに記載の、フラツトヤーン。 9 強度が2.0〜4.0g/デニールである特許請求
の範囲第1〜8項のいずれかに記載のフラツトヤ
ーン。 10 伸びが40〜125%である特許請求の範囲第
1〜9項のいずれかに記載のフラツトヤーン。 11 アモルフアスモジユラス(MA)が28〜35
g/デニールである特許請求の範囲第1〜第10
項のいずれかに記載のフラツトヤーン。 12 デニールむら(DS)が約8.1%以下である
特許請求の範囲第1〜11項のいずれかに記載の
フラツトヤーン。 13 延伸張力変動(DTV)が約1.2%より小で
ある特許請求の範囲第1〜12項のいずれかに記
載のフラツトヤーン。 14 フイラメント間伸び均一性(IEU)が12.5
%よりも良い特許請求の範囲第1〜13項のいず
れかに記載のフラツトヤーン。 15 示差複屈折(△95-5)が、式△95-5△/
20+0.0055[ただし、△は約0.045〜約0.09であ
る]に従つて、フイラメント中心からプラスまた
はマイナス5%離れて測定された平均複屈折
(△)に依存する値よりも小さい特許請求の範囲
第1〜14項のいずれかに記載のフラツトヤー
ン。 16 7%伸びでの強度(T7)によつて測定した
降伏強度が0.7〜1.2g/デニールである特許請求
の範囲第1〜15項のいずれかに記載のフラツト
ヤーン。
[Scope of Claims] 1. (1) A flat yarn consisting of continuous filaments of poly(ethylene terephthalate) of 1 to 4 denier/filament, the yarn comprising: (2) an intrinsic viscosity [η] of the filament of 0.56 to 4;
0.68; (3) the relative disperse dye rate (RDDR) is at least 0.09; and (4) the modulus (M) measured on the as-produced yarn and boiled in water for 60 minutes at atmospheric pressure. The modulus (M 2 ) measured later was 30~
65 g/denier and the difference (△M) between the modulus (M) measured on the as-produced yarn and the modulus (M 2 ) measured after boiling in water for 60 minutes at atmospheric pressure is 7 g/denier. (5) Amorphous modulus (M A ) is 28 to 38.
g/denier, where the amorphous modulus is expressed by the formula M A = (0.65/[η]) 0.3 M-X [where X is the formula X = 530 (ρ-1.335) (0. 65/[η]) 0.3 , and the value of (6) has a boiling shrinkage (S) of 2% to 6%, (7) has thermal stability such that the shrinkage value S 2 is less than 1%, and (8) has a density of 1.35 to 6%. 1.38 g/cm 3 , (9) crystal size (CS) is about 50 to about 90 Å,
and a value dependent on the density (ρ) of poly(ethylene terephthalate) according to at least the formula CS1430(ρ−1.335) Å. 2. The flat yarn according to claim 1, having a shrinkage modulus (M S ) of 1.5 to 3.5 g/denier. 3. The flat yarn according to claim 1 or 2, having a boiling shrinkage (S) of about 2% to about 4%. 4. The flat yarn according to any one of claims 1 to 3, having a birefringence of about 0.045 to about 0.09. 5 Claims in which the difference (ΔM) between the modulus (M) measured on the as-produced yarn and the modulus (M 2 ) measured after boiling in water for 60 minutes at atmospheric pressure is 5 g/denier or less 1st~
4. The flat yarn according to any one of Item 4. 6. A flat yarn according to any one of claims 1 to 5, having a relative disperse dye dyeing rate (RDDR) of at least 0.11. 7. According to any one of claims 1 to 6, the denier per filament is 1 to 2.
Flat yarn. 8 Amorphous modulus (M A ) is 28-36.5
Flat yarn according to any one of claims 1 to 7, which is g/denier. 9. The flat yarn according to any one of claims 1 to 8, having a strength of 2.0 to 4.0 g/denier. 10. The flat yarn according to any one of claims 1 to 9, having an elongation of 40 to 125%. 11 Amorphous modulus (M A ) is 28-35
g/denier Claims 1 to 10
A flat yarn according to any of paragraphs. 12. The flat yarn of any of claims 1 to 11, having a denier variation (DS) of about 8.1% or less. 13. The flat yarn of any of claims 1-12 having a draw tension variation (DTV) of less than about 1.2%. 14 Interfilament elongation uniformity (IEU) is 12.5
%. Flat yarn according to any one of claims 1 to 13. 15 Differential birefringence (△ 95-5 ) is expressed by the formula △ 95-5 △/
20 + 0.0055, where Δ is from about 0.045 to about 0.09. Flat yarn according to any one of items 1 to 14. 16. Flat yarn according to any one of claims 1 to 15, having a yield strength of 0.7 to 1.2 g/denier, measured by strength at 167% elongation ( T7 ).
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