JP5964437B2

JP5964437B2 - ポリ（トリメチレンアリーレート）繊維、その作製方法、およびそれから作製された布地

Info

Publication number: JP5964437B2
Application number: JP2014534525A
Authority: JP
Inventors: ダブリュダグラスベイツ
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2011-10-07
Filing date: 2011-10-07
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-10-07
Also published as: KR20140074984A; JP2014528521A; EP2764144A1; KR20180019750A; CA2850492A1; WO2013052065A1; CN104105823B; BR112014007745A2; MX2014004059A; KR101952553B1; CN104105823A

Description

本発明は、ポリ（トリメチレンアリーレート）繊維の紡糸方法、その結果として得られる繊維、およびその使用に関する。

ポリ（トリメチレンアリーレート）、特にポリ（トリメチレンテレフタレート）（３ＧＴ、ＴｒｉｅｘｔａまたはＰＴＴとも呼ばれる）は、近年、テキスタイルにおいて有用な繊維形成ポリマーとして大きく注目されている。ＰＴＴ繊維は、優れた物理特性および化学特性を有する。部分配向ポリエステル糸（ＰＯＹ）または紡糸延伸糸（ＳＤＹ）、多くはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から作製される連続テクスチャ加工ポリエステル糸は、編地および織布ならびに不織布（例えば、スパンボンドＰＥＴなど）などの多くのテキスタイル用途において幅広く商業的に使用されている。テキスタイル用語の「糸」は個々の繊維の束を指す。例えば、シャツおよびブラウスは、多くの場合、３０〜４０本のフィラメントの束で構成された糸で作られる。

ＰＥＴ糸およびＰＴＴ糸の両方を含むポリエステル糸はいわゆる溶融紡糸プロセスによって作製され、「溶融紡糸される」と言われる。溶融紡糸は、ポリマーが溶融され、いわゆる紡糸口金の孔から押出されるプロセスである。典型的なテキスタイル用途では、紡糸口金には複数（多くの場合、３０〜４０）の孔が設けられ、各孔は、直径が約０．２５ｍｍである。それにより単一の紡糸口金から多数のフィラメントが押出される。これらのフィラメントは結合されて、糸と呼ばれる束を形成する。

ポリエステル糸は、他のタイプの糸と任意で組み合わせて、あるいは組み合わせずに使用することができる。従って、ポリエステル糸は布地全体を作り上げることもできるし、あるいは織布において経糸、緯糸または横糸（ｆｉｌｌ）を構成することもできるし、あるいは例えば、綿、羊毛、レーヨン、アセテート、他のポリエステル、スパンデックスおよび／またはこれらの組み合わせとの糸ブレンド中の２本以上の糸のうちの１本として使用することもできる。

Ｆｕｊｉｍｏｔｏらの米国特許第６，２８４，３７０号明細書には、１〜２ｄｐｆのＰＴＴ繊維の作製方法が開示されており、第１のロールは３０〜８０℃に加熱され、第２のロールは１００〜１６０℃に加熱され、第１のロールと第２のロールの間に課せられる延伸比は１．３〜４の範囲であった。１３の実施例および１１の反例において、Ｆｕｊｉｍｏｔｏは、１つの反例を除いて、第１のロールを６０℃よりも高い温度に決して加熱しなかった。全ての実施例において、第１のロールの温度は５０〜６０℃の範囲であった。

Ｄｉｎｇの米国特許第７，７８５，５０７号明細書には、２〜３ｄｐｆのＰＴＴ繊維の作製方法が開示されており、第１のゴデットは８５〜１６０℃に加熱され、第２のゴデットは１２５〜１９５℃に加熱され、第１のロールと第２のロールの間に課せられる延伸比は１．１〜２の範囲であった。Ｄｉｎｇは、第１のゴデットの７５℃の温度が過度のライン破断を引き起こしたことを教示する。Ｕｓｔｅｒ結果は約０．９０〜０．９５％であった。全ての実施例において、第１のゴデットの温度は９０℃以上であった。

Ｈｏｗｅｌｌらの米国特許第６，２８７，６８８号明細書には、ＰＥＴ糸と比べて増大された伸縮性、豪華な嵩および改善された手触りを示すテクスチャ加工ＰＴＴ糸の作製が記載されている。Ｈｏｗｅｌｌらは、最大２６００ｍ／ｍの紡糸速度における部分配向ＰＴＴ糸の作製を記載している。これに対して、ＰＥＴは、日常的に、その数倍の速度で溶融紡糸される。コストの理由で、２６００ｍ／分よりも速い速度でＰＴＴ糸を紡糸可能であることが非常に望ましい。

Ｃｈａｎｇらの米国特許第６，９２３，９２５号明細書には、最大５０００ｍ／分の速度で紡糸延伸糸に溶融紡糸することができる、約２％のポリスチレン（ＰＳ）を含有するＰＴＴを含む組成物が開示されている。Ｃｈａｎｇらは、そのように製造された糸のデニール均一性（デニールＣＶ）に関して完全に沈黙しており、紡糸延伸糸の作製のために使用されるゴデットロールの温度に関しても沈黙している。

商業的に実現可能な紡糸速度で紡糸することができ、高品質の布地および衣類の作製において特定の有用性を有するのに十分なデニール均一性を有する、ＰＴＴの低デニール紡糸−延伸フィラメント糸が必要とされている。

第１の態様では、本発明は、組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを提供しており、本フィラメントは、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。

一実施形態では、ポリ（トリメチレンアリーレート）はポリ（トリメチレンテレフタレート）である。

別の態様では、本発明は、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５以下であることを特徴とする新規の紡糸延伸フィラメントの形成方法を提供しており、本方法は、連続フィラメント状の押出物が形成される断面形状を有するオリフィスから、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％（ポリマーの全重量に基づく）のポリスチレンを含むポリマー溶融物を押出すステップと、押出物を急冷して連続フィラメントに凝固させるステップと、７０〜１００℃の範囲の温度に加熱されて第１の回転速度で回転する第１の従動ロールにフィラメントを巻き付けた後、１００〜１３０℃の範囲の温度に加熱されて第２の回転速度で回転する第２の従動ロールにフィラメントを巻き付けるステップと、前記フィラメントを、少なくとも４，０００メートル／分（ｍ／分）の線速度で巻取りロールに巻き付けるステップとを含み、第１の回転速度の第２の回転速度に対する比率は１．７５〜３の範囲内であり、それにより、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下である紡糸延伸フィラメントが形成される。

別の態様では、本発明は、組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを含む布地を提供しており、本フィラメントは、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。

本発明に従う紡糸口金への溶融物供給の一実施形態の概略図である。本発明に従う紡糸方法の一実施形態の概略図である。本発明の織布を製造するのに適した織機を示す。実施例において使用される紡糸機の概略図である。実験結果のグラフであり、デニール変動係数に対する第１のゴデットの温度の効果を示すと共に、紡糸機＃２を用いて得られる結果と、紡糸機＃１を用いて得られる結果とを対比させる。

１つの態様では、本発明は、組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントに関し、本フィラメントは、フィラメント当たりのデニール（ｄｐｆ）が３以下であり、デニール変動係数（デニールＣＶ）が２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。

一実施形態では、本明細書のフィラメントは連続フィラメントである。代替の実施形態では、本明細書のフィラメントはステープルフィラメントである。一実施形態では、本明細書の複数のフィラメントは結合されてマルチフィラメント糸を形成する。このようにして形成されたマルチフィラメント糸は、テクスチャ加工のため、そしてシャツ、ブラウス、ランジェリー、靴下類などのファインデニール糸が望ましいテキスタイル用途における最終使用のために適している。

本明細書のマルチフィラメント糸は、当該技術分野において既知の方法によって編地、織布、および不織布を形成するために有用である。

代替の実施形態では、本明細書のフィラメントは、様々な種類の不織構造において使用するためにも適している。本明細書のフィラメントはランダムまたは半ランダムなウェブに配列されて、フィラメント不織布を形成することができる。さらなる実施形態では、フィラメント不織布は、本明細書の複数の連続フィラメントストランドを含む。代替のさらなる実施形態では、フィラメント不織布は、単一の連続フィラメントストランドを含む。代替の実施形態では、フィラメント不織布は、本明細書のフィラメントから作製された複数のステープルフィラメントを含む。本発明の目的のためのフィラメント不織布は、その基本的な構造要素が、マルチフィラメント糸セグメントではなく、ランダムまたは半ランダムに配設された単一のフィラメントセグメントである不織布である。

別の態様では、本発明は、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下であることを特徴とする新規の紡糸延伸フィラメントの形成方法を提供しており、本方法は、連続フィラメント状の押出物が形成される断面形状を有するオリフィスから、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％（ポリマーの全重量に基づく）のポリスチレンを含むポリマー溶融物を押出すステップと、押出物を急冷して連続フィラメントに凝固させるステップと、７０〜１００℃の範囲の温度に加熱されて第１の回転速度で回転する第１の従動ロールにフィラメントを巻き付けた後、１００〜１３０℃の範囲の温度に加熱されて第２の回転速度で回転する第２の従動ロールにフィラメントを巻き付けるステップと、前記フィラメントを、少なくとも４，０００メートル／分（ｍ／分）の線速度で巻取りロールに巻き付けるステップとを含み、第１の回転速度の第２の回転速度に対する比率は１．７５〜３の範囲内である。

以下で提示される実施例において実証されるように、４，０００ｍ／分以上の速度で紡糸されたときに第１のゴデットが７０℃よりも高く設定された場合に３ｄｐｆ以下である糸のデニールＣＶは、第１のゴデットが商業上典型的な温度である６０℃に設定された場合に同じ速度で紡糸された同等の組成物の糸のデニールＣＶよりも著しく低い。

「デニール変動係数」（デニールＣＶ）という用語は、ＵｓｔｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能なＵｓｔｅｒＹａｒｎＥｖｅｎｎｅｓｓテスターによって決定されるデニールの変動の係数を指す。いわゆる「Ｕｓｔｅｒテスター」は、繊維または糸の単一の連続ストランドの長さに沿ってデニールの変動を測定する。デニールＣＶは標準的な統計パラメータであり、Ｕｓｔｅｒテスターから決定される平均デニールでデニールの標準偏差を除することによって得られる値を表す。

本発明において、他に記載されない限り、濃度は重量百分率の単位で記載される。特に、本明細書のポリ（トリメチレンテレフタレート）または他のポリ（トリメチレンアリーレート）とブレンドされるポリスチレンの濃度が、組成物中のポリマーの全重量に対するポリスチレンの重量パーセントで表されることは理解されるものとする。

本明細書において数値の範囲が提供される場合、他に具体的に記載されない限り、その範囲の端点を包含すると理解されるものとする。数値は、ＡＳＴＭＥ２９−０８に記載されるように、提供された有効数字の数の精度を有すると理解されるべきである。例えば、数３は２．５〜３．４の範囲を包含すると理解されるものとするが、数３．０は、２．９５〜３．０４の範囲を包含すると理解されるものとする。

本発明の目的のために、他に明確に記載されない限り説明は、ポリ（トリメチレンアリーレート）がポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）である実施形態に対するものとする。他のポリ（トリメチレンアリーレート）への本発明の拡張は、重合度が等しいと仮定して、含有される特定のアリーレートモノマー単位の分子量の差異に対して適切な重量による濃度の調整により行われるものとする。

ポリスチレンおよびＰＴＴの両方のホモポリマーおよびコポリマーはいずれも本発明における使用のために適している。本発明の目的のために、「コポリマー」という用語は、ジポリマーだけでなくターポリマー、テトラポリマーなども包含すると理解されるものとする。「コポリマー」という用語は、一緒に重合された任意の数のモノマーを包含すると理解されるものとする。実際的には、適用の大半はホモポリマー、ジポリマー、およびターポリマーに限定される。

一実施形態では、フィラメントは、９７〜９９．９ｗｔ％のＰＴＴおよび３〜０．１ｗｔ％のポリスチレン（ＰＳ）を含む組成物を含む。別の実施形態では、フィラメントは、７０〜９９．５ｗｔ％のＰＴＴ、３〜０．５ｗｔ％のＰＳ、および場合により最大２９．５ｗｔ％の他のポリエステルを含む組成物を含む。別の実施形態では、フィラメントは、９８〜９９．５ｗｔ％のＰＴＴおよび２〜０．５ｗｔ％のＰＳを含む組成物を含む。

一実施形態では、フィラメントは、９７〜９９．９ｗｔ％のＰＴＴおよび３〜０．１ｗｔ％のポリスチレン（ＰＳ）から本質的になる組成物から本質的になる。別の実施形態では、フィラメントは、７０〜９９．５ｗｔ％のＰＴＴ、３〜０．５ｗｔ％のＰＳ、および場合により最大２９．５ｗｔ％の他のポリエステルから本質的になる組成物から本質的になる。別の実施形態では、フィラメントは、９８〜９９．５ｗｔ％のＰＴＴおよび２〜０．５ｗｔ％のＰＳから本質的になる組成物から本質的になる。

適切なＰＴＴポリマーは、１，３−プロパンジオールと、テレフタル酸またはテレフタル酸ジメチルとの縮合重合によって形成される。これらとの共重合のための１つまたは複数の適切なコモノマーは、４〜１２個の炭素原子を有する線状、環状、および分枝状の脂肪族ジカルボン酸またはエステル（例えば、ブタン二酸、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、ドデカン二酸、および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、およびこれらの対応するエステル）；テレフタル酸またはエステル以外の、８〜１２個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸またはエステル（例えば、イソフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸）；２〜８個の炭素原子を有する線状、環状、および分枝状の脂肪族ジオール（１，３−プロパンジオール以外）、例えば、エタンジオール、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、および１，４−シクロヘキサンジオール；ならびに４〜１０個の炭素原子を有する脂肪族および芳香族エーテルグリコール、例えば、ヒドロキノンビス（２−ヒドロキシエチル）エーテル、または４６０未満の分子量を有するポリ（エチレンエーテル）グリコール（ジエチレンエーテルグリコールを含む）からなる群から選択される。コモノマーは通常、０．５〜１５モル％の範囲のレベルでＰＴＴコポリマー中に存在し、最大３０モル％の量で存在することができる。

ＰＴＴは、特性に有意な悪影響を与えないように選択される少量の他のコモノマーを含有することができる。このような他のコモノマーには、例えば０．２〜５モル％の範囲のレベルの５−スルホイソフタル酸ナトリウムが含まれる。非常に少量の三官能性コモノマー、例えばトリメリット酸を粘度調節のために取り込むことができる。ＰＴＴは、最大３０モルパーセントの他のポリマーとブレンドされ得る。例としては、上記で列挙されるものなどの他のジオールから調製されたポリエステルがある。

一実施形態では、ＰＴＴは、少なくとも８５モル％のトリメチレンテレフタレート繰返し単位を含有する。さらなる実施形態では、ＰＴＴは、少なくとも９０モル％のトリメチレンテレフタレート繰返し単位を含有する。またさらなる実施形態では、ＰＴＴは、少なくとも９８モル％のトリメチレンテレフタレート繰返し単位を含有する。またさらなる実施形態では、ＰＴＴは、１００モル％のトリメチレンテレフタレート繰返し単位を含有する。

一実施形態では、適切なＰＴＴは、０．７０〜２．０ｄｌ／ｇの範囲の固有粘度（ＩＶ）を特徴とする。さらなる実施形態では、適切なＰＴＴは、０．８０〜１．５ｄｌ／ｇの範囲のＩＶを特徴とする。またさらなる実施形態では、適切なＰＴＴは、０．９０〜１．２ｄｌ／ｇの範囲のＩＶを特徴とする。

一実施形態では、適切なＰＴＴは、１０，０００〜４０，０００Ｄａの範囲の数平均分子量（Ｍ_n）を特徴とする。さらなる実施形態では、適切なＰＴＴは、２０，０００〜２５，０００Ｄａの範囲のＭ_nを特徴とする。

一実施形態では、適切なポリスチレンは、ポリスチレンホモポリマー、α−メチル−ポリスチレン、およびスチレン−ブタジエンコポリマー、ならびにこれらのブレンドからなる群から選択される。一実施形態では、ポリスチレンはポリスチレンホモポリマーである。さらなる実施形態では、ポリスチレンホモポリマーは、５，０００〜３００，０００Ｄａの範囲のＭ_nを特徴とする。またさらなる実施形態では、ポリスチレンホモポリマーのＭ_nは、５０，０００〜２００，０００Ｄａの範囲である。またさらなる実施形態では、ポリスチレンホモポリマーのＭ_nは、７５，０００〜２００，０００Ｄａの範囲である。またさらなる実施形態では、ポリスチレンホモポリマーのＭ_nは、１２０，０００〜１５０，０００Ｄａの範囲である。有用なポリスチレンはアイソタクチック、アタクチック、またはシンジオタクチックであり得る。高分子量のアタクチックポリスチレンホモポリマーが好ましい。

本発明において有用なポリスチレンは、ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ．（Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈ．）、ＢＡＳＦ（ＭｏｕｎｔＯｌｉｖｅ，Ｎ．Ｊ．）およびＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（ＳａｉｎｔＬｏｕｉｓ，Ｍｏ．）を含む多数の供給業者から市販されている。

ＰＴＴおよびＰＳは溶融ブレンドされてから、ストランドの形態で押出され、続いてペレットに切断される。他の形態の溶融混合と、その後のフレーク、チップ、または粉末などへの粉砕とを実施することもできる。いくつかの状況下では、１５％よりも高いＰＳ濃度を有する第１のＰＴＴ／ＰＳブレンドを含むペレットを作製した後、ペレットを再溶融し、再溶融物を付加的なＰＴＴで希釈して、３％以下のＰＳ濃度を有する第２の溶融ブレンドを形成し、第２の溶融ブレンドを本明細書のフィラメントに押出すのが便利であることもある。

本明細書のフィラメントは、ＰＴＴおよびＰＳを含む組成物を含む。いくつかの実施形態では、これらはブレンド中のただ２つの材料であり、これらは全部で１００重量％であり得る。しかしながら、多くの場合、ブレンドは、商業的な使用のポリエステルポリマー組成物中に一般に含まれるような他の材料を有し得る。このような添加剤には、他のポリマー、可塑剤、ＵＶ吸収剤、難燃剤、染料などが含まれるが、これらに限定されない。従って、ポリ（トリメチレンテレフタレート）およびポリスチレンの合計は１００重量％にならないであろう。他のポリマーは、例えば、糸ブレンドに酸可染性を付与するポリアミドを含むことができる。付加的な非ポリエステルポリマーが添加される例では、ポリエステルのＰＳに対する重量パーセント濃度の比率は、他のポリマーを含まない組成物と同じままである。

本発明によると、ＰＳは、５００ナノメートル未満の平均サイズを有する粒子の形態である。一実施形態では、ポリスチレンは２％以下の濃度のポリスチレンホモポリマーであり、ポリ（トリメチレンアリーレート）は、少なくとも９８モル％のトリメチレンテレフタレートモノマー単位を含むＰＴＴである。

本発明のフィラメントは、ｄｐｆが３以下であり、デニールＣＶが２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。本明細書のフィラメントの典型的な物理特性は、３グラム／デニールよりも高い靱性と、３０〜７０％の破断点伸びとを含む。一実施形態では、フィラメントのデニールは２．５以下である。別の実施形態では、複屈折は少なくとも０．０６０である。

別の態様では、本発明はシングルまたはマルチフィラメント糸の作製方法に関し、（ａ）ＰＴＴおよび０．１〜３重量％（ｗｔ％）のポリスチレン（ＰＳ）から本質的になる溶融ブレンドを作製するステップと、（ｂ）そのように作製されたポリマー溶融ブレンドを溶融紡糸して、分散されたＰＳを含有するＰＴＴの１本または複数のフィラメントを形成するステップとを含む。

本発明のフィラメントは都合よく、紡糸延伸フィラメント（すなわち、紡糸プロセスにおいて完全に延伸されたフィラメント）として作製される。完全に延伸とは、急冷後のフィラメントがその破断までの極限伸びの近くまで伸びていることを意味する。好ましくは、紡糸は、紡糸口金の１つまたは複数の孔から少なくとも４，０００ｍ／ｍの紡糸速度で本明細書のポリマーブレンドを押出すことを含む。「紡糸速度」という用語は、機械的な巻上げ装置などにおける紡糸繊維の集積速度を指す。

本発明のフィラメントの特徴である０．０５５以上の高い複屈折は、紡糸−延伸プロセスにおいてフィラメントに加えられた高度の延伸の直接的な結果である。高い複屈折は、紡糸−延伸フィラメントと、後で延伸−テクスチャ加工される部分配向紡糸された糸とを区別する原則方法である。

図１は、本発明における使用に適した溶融紡糸機の一実施形態の概略図である。図１を参照すると、ＰＴＴは連続溶融重合器１で製造され、そこから溶融形態で移送ライン２を通って逆回転ツインスクリュー押出機３へ搬送され、ツインスクリュー押出機には、混合ゾーンが設けられている。同時に、ＰＳを含むペレットは減量（ｗｅｉｇｈｔ−ｌｏｓｓ）フィーダ４または他のペレットフィーダ手段によってサテライト押出機５に供給され、そこでペレットは溶融され、ツインスクリュー押出機３の混合ゾーンにおいてまたはそれよりも上流で、移送ライン６を通してツインスクリュー押出機３に溶融形態で供給される。ツインスクリュー押出機において、ＰＴＴ／ＰＳ溶融ブレンドが形成される。得られた溶融ブレンドは、移送ライン７を通って紡糸口金を含む紡糸ブロック８に供給され、そこから１本または複数の連続フィラメント９が押出される。

図２は、本発明に従って溶融紡糸するための１つの適切な構成を示す。３４本のフィラメント２２（３４本全てのフィラメントが示されるわけではない）は、ホール紡糸口金２１から押出される。フィラメントは冷却ゾーン２３を通過し、糸束に形成され、仕上げアプリケータ２４を通り過ぎる。冷却ゾーンは、室温および６０％相対湿度において４０フィート／分の速度で糸束に空気が衝突される空気急冷ゾーンを含む。空気急冷ゾーンは、いわゆるクロスエアー型急冷（糸束を横切って空気が流れる）のために、あるいはいわゆる放射型急冷（空気源が収束フィラメントの中央にあり、３６０°にわたって放射状に外側に流れる）のために設計することができる。放射型急冷はより均一で効果的な急冷方法である。仕上げアプリケータ２４の後、糸は、セパレータロールと連結されて６０〜１００℃（一実施形態では、７０〜１００℃）に設定された、供給ロールとしても知られている第１の従動ゴデットロール２５に移動される。糸は、第１のゴデットロールおよびセパレータロールの周囲に６〜８回巻き付けられる。糸は、第１のゴデットロールから、第２のセパレータロールと連結されて１１０〜１３０℃に設定された、延伸ロールとしても知られている第２の従動ゴデットロールに移動される。糸は第２のゴデットロールおよびセパレータロールの周囲に６〜８回巻き付けられる。延伸ロールの速度は４０００〜６０００ｍ／分であり、延伸ロール速度の供給ロール速度に対する比率は１．７５〜３の範囲である。糸は、延伸ロールから、第３のセパレータロールに連結された、室温でそして第２のゴデットロールのロール速度よりも１〜２％速い速度で動作される第３の従動ゴデットロール２７に移動される。糸は第３のロール対の周囲に６〜１０回巻き付けられる。糸は、第３のロール対からインターレースノズル２８を通過し、次に、第３のロール対の出力と一致する速度で動作される巻上げ装置２９に移動される。

図２を参照すると、本明細書のプロセスに従って、押出されたフィラメントが急冷の前に第１のゴデットロールにより延伸力をかけられて引き下ろされるように、急冷されるフィラメントは、第１のゴデットロールの周囲に少なくとも１回（しかし好ましくは複数回）巻き付けられる。第１のゴデットロールの下流で、第１のゴデットロールと第２のゴデットロールの間にあるフィラメントの部分に第２のゴデットが延伸力をかけるように、フィラメントは、第２のゴデットロールの周囲に少なくとも１回（しかし好ましくは複数回）巻き付けられる。図２に示される実施形態では、フィラメントは、第２のゴデットロールから、第２の（延伸）ゴデットロールよりも１〜２％速い速度で動作し、レットダウンロールとしての機能を果たす第３のゴデットロールへ方向付けられる。フィラメントは、第３のゴデットから巻上げ装置へ向けられる。フィラメントが巻上げ装置に巻き付けられる速度が紡糸速度として記載される。典型的な設備では、巻上げ装置は、張力制御された巻上げ装置である。

本発明によると、第１のゴデットロールは７０〜１００℃の範囲の温度に加熱され、第２のゴデットロールは１００〜１３０℃の範囲の温度に加熱される。第１のゴデットロールは第１の回転速度で駆動され、第２のゴデットロールは第２の回転速度で駆動される。本発明によると、第２の回転速度の第１の回転速度に対する比率（延伸比）は、１．７５〜３の範囲内である。

一実施形態では、本発明の複数のフィラメントのそれぞれは、マルチホール紡糸口金から個々に押出される。そのように押出されたフィラメントは結合されて糸を形成する。通常、糸は、押出フィラメント、またはスレッドラインのいくらかの攪拌、撚り、またはその両方を適用して、フィラメントの交絡を引き起こすことによって結び付けられる。そのように形成された糸は複数のフィラメントを含み、各フィラメントは、ｄｐｆが３以下であり、デニールＣＶが２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。一実施形態では、フィラメントのデニールは２．５以下である。別の実施形態では、複屈折は少なくとも０．０６０である。典型的な糸は、３４、４８、６８、および７２本のフィラメントを含むが、糸を製造するために結合されるフィラメントの数は決して限定されない。

本発明に従って形成される糸は、本発明に従う複数のフィラメントから構成されるものだけに限定されず、他のフィラメントも同様に含有することができる。例えば、本発明に従って形成される糸は、他のポリエステルおよびポリアミド、ポリアクリレートの他のフィラメント、ならびに所望され得るような他のフィラメントを含有することができる。他のフィラメントはステープル繊維であってもよい。

本発明に従って形成される糸（上記で記載される紡糸−延伸プロセスによって形成することができる）は、連続ポリエステル繊維にテキスタイル様の美しさを提供するために、一般に実施されるような仮撚り加工のための供給糸として使用するのに適している。いくつかのタイプのテクスチャ加工装置（全て当該技術分野において周知である）があるが、テクスチャ加工プロセスは、ａ）上記の紡糸プロセスに従って形成されるような糸パッケージを提供するステップと、（ｂ）パッケージから糸を解くステップと、（ｃ）摩擦撚り要素または仮撚りスピンドルに糸の端部を通すステップと、ｄ）スピンドルを回転させ、それによって、加熱を伴いながら、回転スピンドルの上流で糸に撚りをかけ、回転スピンドルの下流で上流の撚りを解くステップと、（ｅ）パッケージに糸を巻き付けるステップとを含む。

本発明は、ファインデニール（３ｄｐｆ以下）の紡糸−延伸ＰＴＴ糸の紡糸における生産性の増大を可能にする。本発明のフィラメントおよびその糸は、純粋（ｎｅａｔ）なＰＴＴで達成可能な最大紡糸速度よりも３０〜７０％高い紡糸速度で作製された。得られた糸は、ＰＳを含有しない（そして必ずしも約３０００ｍ／分で紡糸されたわけではない）点だけが本発明の糸と異なるＰＴＴマルチフィラメント糸の伸びおよび靱性の２０％以内の伸びおよび靱性を特徴とする。従って、本発明のフィラメントから本質的になる糸は、使用される繊維機械で必要とされる微調整を伴うだけで、様々な種類のテキスタイル用途において有用である。得られた糸は、ＰＳを含有せずに３０００ｍ／分で作製されたＰＴＴ糸のために使用される条件と同一または類似の条件下で、とりわけ、テクスチャ加工糸、布およびカーペットの作製において有用である。

本発明のフィラメントにおいて、ＰＴＴは連続相、すなわち「マトリックス」であり、ＰＳは、ＰＴＴマトリックス内に分散された不連続相である。一実施形態では、ＰＴＴマトリックス中に分散されるＰＳ粒子の大きさは５００ｎｍ以下である。さらなる実施形態では、ＰＴＴマトリックス中に分散されるＰＳ粒子の大きさは２００ｎｍ以下である。

本発明の有益な特徴は、ファインデニールの高強度で強靱な紡糸延伸ＰＴＴ糸を４０００ｍ／分以上の紡糸速度で紡糸できることを含む。これらの有益な特徴は、ＰＳの微粒径と、ＰＴＴ中のＰＳの分散の体積均質性との両方に依存し、これらは次に、十分に高せん断溶融混合の適用に依存する。紡糸された糸の紡糸性能および／または物理特性が突然低下するしきい値粒径は存在しない。むしろ、ＰＳ粒径が大きくなると、性能は徐々に低下する。５００ｎｍ以上の範囲の粒径では、デニールＣＶは徐々に大きくなる。同様に、ＰＴＴマトリックス中の粒子分布に関して、均質性の特定のしきい値は存在しない。分散の均一性が良好である程、得られる紡糸フィラメントはより均一になる。本発明の１つの特に価値のある利益は、２．５％未満のデニールＣＶを特徴とする紡糸−延伸糸の製造である。低デニールＣＶは、テキスタイル用途のためのファインデニール糸の作製において特に重要である。ＰＳがＰＴＴ中に分散されるプロセスが、５００ｎｍ未満の粒径と、分散の十分に高い均一性とを保証するのに十分なせん断力を特徴としない限り、デニールＣＶが２．５％以下になる可能性は極めて低い。

溶融物に適用されるせん断力の量は、混合要素の回転速度、溶融物の粘度、および混合ゾーン中の溶融物の滞留時間に依存する。せん断力が低すぎる場合、ＰＳは初めから分散しないか、あるいは５００ｎｍよりも大きいサイズの液滴に急速に凝集する傾向がある。

溶融混合プロセスは、バッチ式および連続式の両方で実施することができる。ポリマー配合の技術分野において一般的に使用されているような、いわゆる高せん断ミキサーが適切である。適切な市販の高せん断バッチ式ミキサーの例としては、バンバリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）ミキサーおよびブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）ミキサーが挙げられるが、これらに限定されない。連続式高せん断ミキサーの例としては、同時回転ツインスクリュー押出機およびファレル（Ｆａｒｒｅｌ）連続式ミキサーが挙げられるが、これらに限定されない。逆回転ツインスクリュー押出機も適切である。一般に、適切な高せん断ミキサーは、ポリマー溶融物に対して５０／ｓ（１００／ｓが好ましい）の最小せん断速度を与えることができるものである。溶融混合の後、得られたブレンドは、後で紡糸機に供給するためにペレット状にすることもできるし、あるいは溶融ブレンドを直接紡糸機に供給することもできる。別の有用な方法は、ポリマー溶融物を結合させることである。この方法の一例は、連続重合器からＰＴＴ溶融物をツインスクリュー押出機の第１の段階に提供し、サテライト押出機からのＰＳ溶融物をツインスクリュー押出機の混合ゾーンに供給し、それにより溶融ブレンドを形成することであろう。別の方法では、未溶融ポリマーは、溶融混合のためにツインスクリュー押出機に供給される前に、タンブリングなどによって乾燥混合され得る。

５００ｎｍよりも大きい平均粒径は、良好な繊維紡糸性能の観点から好ましくない。さらに、単一の縦糸に沿っても、縦糸間においても均一であるフィラメントの紡糸は、ＰＳ粒子の体積分布の均質性に明確に依存する。本発明の範囲を少しも限定することはないが、その実際の溶融処理において、ＰＳ粒子は溶融して、溶融ＰＴＴマトリックス内に分散される溶融液滴を形成することが推測される。

溶融ミキサー内の温度は、ＰＴＴおよびＰＳの両方の融点よりも高く、材料のいずれかの最低分解温度よりも低くなければならない。明確な温度は、使用されるポリマーの特定の属性に依存し得る。典型的な実施では、溶融温度は２００℃〜２７０℃の範囲である。

一実施形態では、ＰＴＴ／ＰＳブレンドペレット中のＰＳの濃度は、０．５〜１．５％の範囲である。

図１に示されるように、そしてポリマー繊維の溶融紡糸に対して一般的に当てはまるように、ポリマー溶融物は、移送ラインを通って紡糸口金に供給される。押出機から移送ラインへの溶融物の流入は乱流状態にある。しかしながら、紡糸口金の供給は、紡糸口金の複数の孔を通る均一な流れを達成するために層流でなければならない。移送ライン内で、溶融物の流れは乱流から層流に移行する。

フィラメントの紡糸は、幅広く商業的に使用されている従来の装置および手順を用いて達成することができる。実際問題として、３ｄｐｆ以下のファインデニールフィラメントの紡糸について、３％よりも高いＰＳ濃度は、そのように製造された繊維の機械特性の低下をもたらすことが見出される。さらに、５％のＰＳでは、ファインデニールフィラメントは全く溶融紡糸することができないことが見出される。

溶融紡糸の前に、ポリマーブレンドぺレットは、好ましくは、溶融紡糸中の加水分解を回避するために３０ｐｐｍ未満の水分レベルまで乾燥される。当該技術分野において知られている乾燥のための手段はどれも十分である。一実施形態では、閉ループ熱風乾燥機が使用される。通常、ＰＴＴ／ＰＳブレンドは１３０℃および−４０℃未満の露点で６時間乾燥される。このように乾燥されたＰＴＴ／ＰＳポリマーブレンドは２５０〜２６５℃で繊維に溶融紡糸される。

その１つの実施形態が以下に詳細に記載される典型的な溶融紡糸プロセスにおいて、乾燥ポリマーブレンドペレットは押出機に供給され、押出機はペレットを溶融させ、得られた溶融物を計量ポンプに提供する。計量ポンプは、容量測定で制御されたポリマーの流れを移送ラインを通して加熱紡糸パックへ送達する。ポンプは、数マイクロメートルよりも大きいあらゆる粒子を除去するためのろ過媒体（例えば、砂床およびフィルタスクリーン）を含有する紡糸パックを通してその流れを推し進めるために、１０〜２０ＭＰａの圧力を提供しなければならない。紡糸口金を通る質量流量は、計量ポンプによって制御される。パックの底部で、ポリマーは、金属の厚い板（紡糸口金）の複数の小さい孔を通って空気急冷ゾーン内に出る。孔の数およびその寸法は大きく変わり得るが、通常、単一の紡糸口金孔は、０．２〜０．４ｍｍの範囲の直径を有する。紡糸は、２３５〜２９５℃、好ましくは２５０〜２９０℃の紡糸口金温度において有利に達成される。

そのサイズの孔を通る典型的な流量は、１〜５ｇ／分の範囲である傾向がある。紡糸口金孔のために多数の断面形状が用いられるが、円形断面が最も一般的である。通常、紡糸フィラメントが巻き取られる、高度に制御された回転ロールシステムによって、ライン速度は制御される。フィラメントの直径は流量および巻取り速度によって決定され、紡糸口金孔のサイズによらない。

このようにして製造されたフィラメントの特性は、特に、紡糸口金からの出口とフィラメントの凝固点との間の急冷ゾーンとして知られている領域において、スレッドラインの動力学によって決定される。急冷ゾーンの具体的な設計、出現してくるまだ運動能力のあるフィラメントを横切る空気流量は、急冷されたフィラメントの特性に非常に大きな影響を与える。クロスフロー型急冷および放射型急冷はいずれも一般に使用されている。急冷または凝固の後、フィラメントは巻取り速度で移動し、この速度は通常、紡糸口金孔からの出口速度よりも１００〜２００倍速い。従って、紡糸口金孔から出現した後に、スレッドラインのかなりの加速（および伸長）が生じる。紡糸フィラメント中に凍結される配向の量は、凝固点におけるフィラメント内の応力レベルに直接関係する。

それにより製造される溶融紡糸フィラメントは、所望の最終用途と一致するように捕集される。例えば、ステープル繊維に変えることを目的としたフィラメントの場合、複数の連続フィラメントを結合してトウにすることができ、トウは、いわゆるピドリング缶（ｐｉｄｄｌｉｎｇｃａｎ）に集積される。テクスチャ加工などのように連続的な形態での使用を目的としたフィラメントは通常、張力制御された巻上げ装置に取り付けられた糸パッケージに巻き付けられる。本発明によると、集積速度は少なくとも４，０００ｍ／分である。

テクスチャ加工は、一般に仮撚り加工として知られているプロセスにより、撚りをかけ、ヒートセットし、そして撚りを解くことによって捲縮を付与する。これらのマルチフィラメント糸（「束（ｂｕｎｄｌｅ）」としても知られている）は、これらが製造される紡糸延伸糸と同じ数のフィラメントを含む。従って、これらは、好ましくは、少なくとも１０本、そしてさらにより好ましくは少なくとも２５本のフィラメントを含み、通常、最大１５０本またはそれ以上、好ましくは最大１００本、より好ましくは最大８０本のフィラメントを含有することができる。糸は、通常、少なくとも１、より好ましくは少なくとも２０、好ましくは少なくとも５０、より好ましくは最大２５０、そして最大１，５００の全デニールを有する。フィラメントは、好ましくは少なくとも０．１ｄｐｆ、より好ましくは少なくとも０．５ｄｐｆ、より好ましくは少なくとも０．８ｄｐｆ、最も好ましくは最大３ｄｐｆである。

ＰＴＴステープル繊維は、２４５〜２８５℃の温度でＰＴＴ／ＰＳブレンドをフィラメントに溶融紡糸し、フィラメントを急冷し、急冷されたフィラメントを延伸し、延伸されたフィラメントを捲縮し、フィラメントを、好ましくは０．２〜６インチ（０．５〜１５ｃｍ）の長さを有するステープル繊維に切断することによって作製することができる。１つの好ましいプロセスは、（ａ）ＰＴＴおよび０．１〜３％のＰＳを含むポリマーブレンドを提供するステップと、（ｂ）２４５〜２８５℃の温度で溶融ブレンドを溶融紡糸してフィラメントにするステップと、（ｃ）フィラメントを急冷するステップと、（ｄ）急冷されたフィラメントを延伸するステップと、（ｅ）機械的な捲縮機を用いて、８〜３０捲縮／インチ（３〜１２捲縮／ｃｍ）の捲縮レベルで、延伸されたフィラメントを捲縮するステップと、（ｆ）捲縮されたフィラメントを５０〜１２０℃の温度で弛緩させるステップと、（ｇ）弛緩されたフィラメントを、好ましくは０．２〜６インチ（０．５〜１５ｃｍ）の長さを有するステープル繊維に切断するステップとを含む。このプロセスの１つの好ましい実施形態では、延伸フィラメントは捲縮の前に８５〜１１５℃でアニーリングされる。好ましくは、アニーリングは、加熱ローラを用いて張力をかけて実行される。別の好ましい実施形態では、延伸フィラメントは捲縮の前にアニーリングされない。ステープル繊維は、テキスタイル糸およびテキスタイルまたは不織布の作製において有用であり、ファイバーフィル用途およびカーペットの製造のために使用することもできる。

本発明は、主としてマルチフィラメント糸に関連して記載されるが、本明細書において記載される優先度は、モノフィラメントにも適用可能であることは理解されるべきである。

フィラメントは円形であることもできるし、あるいは八葉形、デルタ、サンバースト（太陽としても知られている）、スカラップオーバル、三葉形、テトラ−チャネル（４チャネルとしても知られている）、スカラップリボン、リボン、星形などの他の形状を有することもできる。これらは、中実、中空またはマルチ中空であり得る。

別の態様では、本発明は、組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを含む布地を提供しており、本フィラメントは、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。一実施形態では、ポリ（トリメチレンアリーレート）はポリ（トリメチレンテレフタレート）である。

一実施形態では、フィラメントは束ねて糸にされ、布地は織布である。代替の実施形態では、フィラメントは束ねて少なくとも１本の糸にされ、布地は編地である。さらに別の実施形態では、布地は不織布であり、さらなる実施形態では、布地はスパンボンド布である。

１つの定義では、不織布は、織ったり編んだりされていない布地である。織物構造および編物構造は、インターレーシング（織物）またはルーピング（編物）のいずれかによって作られた、かみ合った糸の規則的なパターンを特徴とする。いずれの場合も、糸は、布地の一方の面から他方の面へ、そして逆方向に何度も繰り返される規則的なパターンに従う。織布または編地の完全性は、布地自体の構造によって形成される。

不織布では、最も一般的には、フィラメントはランダムパターンでレイダウンされ、機械的な手段ではなく化学的または熱的な手段によって互いに結合される。このような手段によって製造される不織布の１つの市販の例は、ＤｕＰｏｎｔＣｏｍｐａｎｙから入手可能なＳｏｎｔａｒａ（登録商標）スパンボンドポリエステルである。いくつかの場合には、不織布は、Ｐｏｐｐｅｒらの米国特許第６，５７９，８１５号明細書に記載されるように、インターレーシングまたはルーピングを含まず、繊維が一方の面から他方の面へ互い違いにならない複雑な３次元の位相幾何学的な配列で繊維の層をレイダウンすることによって製造することができる。

織布は、互いに直交してインターレースされる複数の糸で作られる。布地の長さに平行な糸は「経糸」と呼ばれ、その方向に直交する糸は「横糸（ｆｉｌｌｉｎｇ）」または「緯糸」と呼ばれる。各経糸は「縦糸（ｅｎｄ）」とよばれる。あらゆる布地または衣料品店において見られるように、糸がインターレースされる特定の方法、糸のデニール、糸自体の触覚的および視覚的の両方の美しさ、糸の密度、および経糸の横糸に対する比率を変化させることによって、美しさの膨大なバリエーションを達成することができる。概して、織布の構造は布地にある程度の強剛性を付与し、織布は一般に編地ほど伸縮しない。

本発明の織布において、少なくとも経糸の一部は、組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを含む糸を含んでおり、フィラメントは、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。一実施形態では、ポリ（トリメチレンアリーレート）はポリ（トリメチレンテレフタレート）である。

一実施形態では、経糸および横糸の両方が、本明細書のフィラメントを含む糸を含む。一実施形態では、経糸は、少なくとも４０％（本数による）の本明細書のフィラメントを含む糸と、少なくとも４０％（本数による）の綿糸とを含む。一実施形態では、経糸は少なくとも８０％（本数による）の本明細書のフィラメントを含む糸を含み、横糸は少なくとも８０％の綿糸を含む。概して、横糸よりも経糸のほうに、より大きい物理的要求が課せられる。

織布は、何千年にもわたって製造されてきたように織機において製造される。織機は大きな変化を受けてきたが、動作の基本原理は同じままである。図３ａは、織機の実施形態の概略図であり、側面図で示される。複数の（多くの場合、何百もの）平行な縦糸３２で構成される経糸ビーム３１は、織機の供給装置として配置される。経糸ビーム３１は、図３ｂにおいて正面図で示される。図３ａには、ハーネスが２つの織機が示されている。各ハーネス３４ａおよび３４ｂは、複数の（多くの場合、何百もの）いわゆる「綜絖」を保持するフレームである。ハーネス３４の正面拡大図を示す図３ｃを参照すると、各綜絖３１１は、孔３１２が中にある鉛直ワイヤである。ハーネスは上下に動くように配設され、一方が上に移動すると、他方は下に移動する。縦糸の一部分３３ａは上部ハーネス３４ａの綜絖３１１内の孔３１２に通され、縦糸の別の部分３３ｂは下部ハーネス３４ｂの綜絖内の孔に通され、それにより、縦糸３３ａと３３ｂとの間に間隙が開けられる。図示されるタイプの織機において、シャトルコック３６は図示されない手段（通常は、木製パドル）によって推進されて、ハーネスが上下に移動すると左右に移動または往復する。シャトルコックは横糸３７のボビンを有しており、シャトルコックが縦糸の間隙を通って移動すると横糸３７が巻き出される。いわゆる「リード」または「筬」３５は一連の鉛直ワイヤを保持するフレームであり、その間を縦糸が自由に通過する。図３ｄはリード３５の正面図を示しており、鉛直ワイヤ３１３と、経糸がその間を通過する空間３１４とが描かれる。鉛直ワイヤ３１４の厚さは、布地の横断方向において、経糸の間隔と、それにより経糸の密度とを決定する。リードは、新しく挿入される横糸を図の右方向へ押して、形成中の布地３８の所定位置に押し込む役割を果たす。布地は布地ビーム３１０に巻き付けられる。ロール３９はガイドロールである。

経糸ビームの巻取りは、通常、所望の縦糸の数と同数の糸パッケージまたはスプールがいわゆるクリールに取り付けられ、各縦糸が、一連の正確なガイドおよびテンショナーを通して経糸ビームに供給され、次に経糸ビーム全体が一度に巻き取られる正確な動作である。

インターレーシングの特定のパターン、経糸対横糸比によって、作製される織布のタイプが決定される。基本的なパターとしては、平織、斜文織、および朱子織が挙げられる。その他のより装飾的な織物パターンも多数知られている。

編成は、１本または複数の糸を互いにルーピングすることによって布地が作製されるプロセスである。編物は、織物よりも伸縮性および弾力性である傾向にある。編物は、織物よりも耐久性が低い傾向にある。織物の場合のように、多数の編物パターンおよび編成スタイルがある。本発明によると、一実施形態では、本明細書の布地は、組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを含む糸を含む編地であり、フィラメントは、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。一実施形態では、ポリ（トリメチレンアリーレート）はポリ（トリメチレンテレフタレート）である。

さらに本発明において企図されるのは、本発明の布地から縫われた衣類である。本明細書の衣類は、組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを含む糸を含む布地を含んでおり、フィラメントは、フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする。一実施形態では、ポリ（トリメチレンアリーレート）はポリ（トリメチレンテレフタレート）である。

布地からの衣類の製造は極めて周知の技術である。布地からの衣類の作製は、通常は紙から、あるいは自動プロセスのためにコンピュータ化された形でパターンを作製するステップと、必要とされる布片を測定するステップと、布地を切断して必要な布片を作製するステップと、次にパターンに従って布片を縫い合わせるステップとを含む。衣類は、１つまたは複数のスタイルの本発明の布地だけから作られてもよい。あるいは、衣類は、１つまたは複数のスタイルの本発明の布地と、その他の布地とを組み合わせて作製されてもよい。

本発明は以下の特定の実施形態においてさらに記載されるが、これらに限定されない。

試験方法
固有粘度
ＰＴＴの固有粘度（ＩＶ）は、ＶｉｓｃｏｔｅｋＦｏｒｃｅｄＦｌｏｗＶｉｓｃｏｍｅｔｅｒＹ９００（ＶｉｓｃｏｔｅｋＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘ．）を用いて決定した。ＡＳＴＭＤ−５２２５−９２の手順に従って、１９℃において５０／５０重量％のトリフルオロ酢酸および塩化メチレンの溶媒混合物中０．４ｇ／ｄｌのＰＴＴ溶液を形成し、粘度を決定した。これらのＩＶ測定値を、ＡＳＴＭＤ４６０３−９６に従って６０／４０重量％のフェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタン中で手動により測定したＩＶ値と相関させた。

数平均分子量
ポリスチレンの数平均分子量は、ＡＳＴＭＤ５２９６−９７に従って決定した。較正標準が４４，０００のＭ_wを有するポリ（エチレンテレフタレート）であり、ヘキサフルオロイソプロパノール溶媒であったことを除いて、ポリ（トリメチレンテレフタレート）についても同じ方法を使用した。

靱性および破断点伸び
フィラメントおよび糸の物理特性は、ＩｎｓｔｒｏｎＣｏｒｐ．の引張試験機モデルＮｏ．１１２２を用いて測定した。より具体的には、ＡＳＴＭＤ−２２５６に従って、破断点伸びＥ_bおよび靱性を測定した。

紡糸キャンペーンおよび結果に対する紡糸機の影響
繊維の紡糸を４つの別々のキャンペーンで実施した。以下により詳細に記載されるように、キャンペーン＃１、３、および４は紡糸機＃２で実行し、キャンペーン＃２は紡糸機＃１で実行した。

紡糸機＃１から得られた結果は、表４および図５に示されるように散在しており、決定的であるとは考えられない。特に、デニール変動係数は本発明において明記される限界よりも高く、第１のゴデットの温度と共に系統的に変化するとは思われなかった。

図５は、第１のゴデット温度に対するデニールＣＶを示すグラフであり、キャンペーン１，３、および４から得られたデータは全てまとめてひし形でプロットされており、キャンペーン＃２からのデータは三角形を用いてグラフに示されている。以下の表３〜６に示されるように、紡糸機＃２を使用した３つのキャンペーンで得られたデータ点は、全てが同じ紡糸条件セットを用いて得られたわけではなかった。それにもかかわらず、図５において分かるように、ひし形で示される紡糸機＃２からのデータは、約７５〜８５℃の範囲の第１のゴデット温度がデニールＣＶの最小値に対応するという明白な傾向を示した。同様の傾向は、キャンペーン＃２のデータでは観察されなかった。

デニール変動係数は、短距離のデニール変動性の尺度であり、これは次に、溶融紡糸プロセスの安定性の指標となる。溶融紡糸プロセスは、紡糸組成物は不安定性を引き起こすので不安定であり得る。また、機械が不安定であるために不安定であり得る。この場合、キャンペーン＃２において生じた高デニールＣＶが機械の性能および設計のアーチファクトであったことは、図５から明らかである。

紡糸機＃１は、溶融紡糸をもたらすための最も基本的な装置だけが備えられた、実験室で造られた紡糸機であった。紡糸機＃１は、普段は、実験組成物を繊維に溶融紡糸することができるかどうかについて最も基本的な情報を得るためだけに使用した。本明細書のキャンペーン＃２では、スケジューリングの混乱のためにキャンペーン＃２が予定された日に紡糸機＃２を利用できなかったので使紡糸機＃１を使用した。紡糸機＃２は、パイロットプラントの紡糸ラインであった。そこでの条件は、フルサイズの商業規模の紡糸ラインに完全に拡張可能であった。これは、本発明の特徴である結果の違いを実証するために選択された紡糸ラインであった。

図４には、紡糸機＃２が概略的に描かれている。サイロ乾燥器４１により、シングルスクリュー押出機４２に乾燥樹脂ブレンドペレットを重量供給した。シングルスクリュー押出機４２の出力は、圧力下で、オーバーフローポート４４が設けられたギアポンプ４３の入力へ直接供給した。ギアポンプの出力は、短い（長いものも含む）移送ライン４５を介して、６つの端部（そのうち４つの端部を使用した）のスピンパック４６に供給した。４つのスレッドライン４７のそれぞれ（１つ示す）を、その３６ホール紡糸口金（図示せず）から押出した。紡糸口金の各孔は、０．２７ｍｍ直径の円形断面および０．５０ｍｍの長さを特徴とした。各スレッドライン４７は、キャンペーン１では、周囲の空気がスレッドラインを横切って一方の側から他方の側に流れる長さ約１．７５ｍのクロスフロー型急冷空気ゾーン４８を通過し、キャンペーン３および４では、周囲の空気がスレッドラインの周りに放射状に流れてさらにより均一なフィラメントを生じる長さ約１．７５ｍの放射型急冷空気ゾーン４８を通過した。このように急冷されたスレッドラインのそれぞれを仕上げロール４９と接触させてから、第１の加熱ゴデット（供給ロール）４１０および対応する第１のセパレータロール４１１の周囲に６〜８回巻き付けて、スレッドラインを離して保持した。次に、スレッドラインを、インターレースノズル（図示せず）を通して第２の加熱ゴデット（延伸ロール）４１２および第２の対応する第２のセパレータロール４１３へ、そして巻上げ装置４１４へ向けた。これも図示されていないが、温度を保持するために、各ゴデットをホットチェストによって部分的に包囲した。押出機には３つの加熱ゾーンと出力部分のヘッドゾーンとが設けられた。

紡糸機＃１および紡糸機＃２は、図４に記載されるレイアウトに関して実質的に同一であった。１つの違いは、紡糸機＃１の急冷空気用煙突が紡糸機＃２におけるその同等の物よりもはるかに狭いことであった。

全ての実施例および比較例において、それぞれの条件セットの下で同時に紡糸された４本のスレッドラインの平均の結果が報告される。セットポイント条件の変化の後、試験サンプルの作製の前に約４５分間運転することによって紡糸機を定常状態に到達させた。ポリマーの組成物を変更する際には、ＰＳを含有しないＰＴＴにより紡糸機をパージした。紡糸口金を変更する際には、紡糸実験の間で機械をパージした。

ポリマーブレンドの作製
乾燥ＰＴＴおよびＰＳを３０ｍｍＴ／Ｓ押出機に同時供給することによって、ＰＴＴ中のＰＳ（０．８および０．５５ｗｔ％）のサンプルを作った。Ｓｏｒｏｎａ（登録商標）Ｓｅｍｉ−ＤｕｌｌＰＴＴ樹脂ペレット（１．０２ＩＶ、ＤｕＰｏｎｔＣｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥから入手可能）ポリトリメチレンテレフタレートを、表１に示される量でポリスチレン（１６８ＭＫＧ２、ＢＡＳＦから入手可能）ペレットと混ぜ合わせた。ＰＴＴは、使用する前に、窒素パージを備えた１２０℃の真空オーブン内で１４時間乾燥させた。２つのポリマーを個々に、Ｗｅｒｎｅｒ＆ＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒＺＳＫ−３０逆回転ツインスクリュー押出機の第４のバレルセクションへ減量供給した。使用した供給速度は、ポンド／時（ｐｐｈ）で表１に示される。押出機は、２つの混練ゾーンおよび３つの搬送セクションが交互の配列で設けられた、１３のバレルセクションで構築された３０ｍｍ直径のバレルを有し、押出機は３２のＬ／Ｄ比を有した。各バレルセクションは独立して加熱した。セクション１〜４を２５℃に設定し、セクション５〜１３を２１０℃に設定し、３／１６インチのストランドダイも２１０℃に設定した。バレルセグメント８に真空を適用した。表１は、供給物の組成、出力速度、および溶融温度も示す。押出物をダイから出た直後に水中で急冷し、次に標準的なペレット化装置を用いて１／８インチのペレットにペレット化した。

溶融紡糸
以下に記載される４つの別々の紡糸キャンペーンにおいて繊維の溶融紡糸を実行した。表２は、各キャンペーンの間、一定に保持した紡糸パラメータを示す。

キャンペーン＃１−紡糸機＃２
そのように作製されたＰＴＴ／ＰＳブレンドの溶融配合ペレットを乾燥サイロにおいて１４０℃で一晩乾燥させ、水分含量を５０ｐｐｍ未満まで低下させた。乾燥させた溶融ブレンドを、紡糸機＃２の上記の図４のシングルスクリュー押出機へ重量供給した。押出機の設定点（℃）は、ゾーン１〜３において、それぞれ２３０／２５５／２６３であった。押出機の出力を、ギアポンプを通してスピンパックに溶融供給した。スピンパックには６つの紡糸位置が設けられ、そのうち４つに紡糸口金を設け、各紡糸口金は３６個の孔を有し、各孔は直径０．２７ｍｍおよび長さ０．５ｍｍであり、円形断面を有した。そのように製造された各糸は７５デニールの３６フィラメント糸であった。第１のゴデットロールの設定は表３に示される。第２のゴデットロールを１１０℃および４５００ｒｐｍに保持したことに注意されたい。急冷空気は、０．３５ｃｍ／ｓの空気速度によるクロスフロー型急冷であった。

追従したプロトコルは以下の通りであった：第２のゴデットロール（延伸ロール）を４５００ｍ／分および１１０℃に設定し、実験の過程で変更しなかった。次に、第１のゴデットロール（供給ロール）を６０℃に設定して実験を行い、破断点伸びを５５〜６５％の範囲であるように調整したときに最高靱性をもたらす延伸比を同定するために、速度を変更した。ポリマーブレンド＃２（０．０５５％のＰＳ）では、２．０９の延伸比は、破断点伸びが所望の範囲内にある（すなわち、供給ロールを２１５０ｍ／分に設定した）ときに最高靱性をもたらすことが見出された。次に、８５および１１０℃のさらなる供給ロール温度で紡糸を継続した。ポリマーブレンド＃１（０．８％のＰＳ）について同じ手順を追従し、破断点伸びが所望の範囲内にある（すなわち、供給ロール速度＝１９００ｍ／分）ときに２．３７の延伸比が最高靱性をもたらすことを見出した。

結果は表３に示される。

キャンペーン＃２−紡糸機＃１
上記のブレンド＃１と同一のＰＴＴ中０．８０重量％の新しい溶融ブレンド。そのように作製されたＰＴＴ／ＰＳブレンドの溶融配合ペレットを乾燥サイロにおいて１４０℃で一晩乾燥させ、水分含量を５０ｐｐｍ未満まで低下させた。乾燥させた溶融ブレンドペレットを、紡糸機＃１の上記の図４のシングルスクリュー押出機へ重量供給した。押出機の設定点（℃）は、ゾーン１〜３において、それぞれ２３０／２５５／２６３であった。押出機の出力を、ギアポンプを通してスピンパックに溶融供給した。スピンパックには６つの紡糸位置が設けられ、そのうち４つに紡糸口金を設け、各紡糸口金は３６個の孔を有し、各孔は直径０．２７ｍｍおよび長さ０．５ｍｍであり、円形断面を有した。そのように製造された各糸は７５デニールの３６フィラメント糸であった。第１のゴデットロールの設定は表４に示される。第２のゴデットロールを１１０℃および４５００ｒｐｍに保持したことに注意されたい。急冷空気は、０．３５ｃｍ／ｓの空気速度によるクロスフロー型急冷であった。

追従したプロトコルは以下の通りであった：第２のゴデットロール（延伸ロール）を４５００ｍ／分および１１０℃に設定し、実験の過程で変更しなかった。次に、第１のゴデットロール（供給ロール）を６０℃に設定して実験を行い、破断点伸びを５５〜６５％の範囲であるように調整したときに最高靱性をもたらす延伸比を同定するために、速度を変更した。ポリマーブレンド＃１（０．８％のＰＳ）について追従し、破断点伸びが所望の範囲内にある（すなわち、第１のゴデットロール速度＝１９００ｍ／分）ときに２．３７の延伸比が最高靱性をもたらすことを見出した。

実施例５および６は、直径０．２７ｍｍの紡糸口金オリフィスを用いて実施した。実施例７および８は、直径０．３２ｍｍの紡糸口金オリフィスを用いて実施した。その他の紡糸条件は表２および表４に示される。結果は表４に示される。

キャンペーン＃３−紡糸機＃２
キャンペーン＃２で使用したものと同じバッチの０．８０重量％のＰＳを含有するＰＳ／ＰＴＴを使用した。

これらの実施例では、７５デニール／３６フィラメント糸を紡糸し、急冷が放射型急冷であったことを除いて、上記のキャンペーン＃１について記載したものと同じ紡糸機手順および設定を用いて、溶融紡糸を行った。紡糸条件は表３および表５に示される。この場合もやはり、押出機の加熱ゾーンはそれぞれ２３０／２５５／２６３℃に設定した。紡糸口金の直径は０．２７ｍｍであった。流量は３７．５ｇ／分に制御した。結果は表５に示される。

キャンペーン＃４−紡糸機＃２
上記のブレンド＃２と同一の方法でＰＴＴ中０．８％のＰＳの第３のブレンドを作った。

これらの実施例では、７５デニール／７２フィラメント糸を紡糸したことを除いて、キャンペーン＃３について記載したものと同じ紡糸機手順および設定を用いて、溶融紡糸を行った。紡糸条件は表３および表６に示される。この場合もやはり、押出機の加熱ゾーンはそれぞれ２３０／２５５／２６３℃に設定した。紡糸口金の直径は０．２７ｍｍであった。実施例１２および実施例１３において記される場合を除いて、流量は３７．５ｇ／分に制御した。結果は表６に示される。

次に、本発明の態様を示す。
１．組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを含む布地であって、前記フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が３％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする布地。
２．前記ポリ（トリメチレンアリーレート）がポリ（トリメチレンテレフタレート）である、態様１に記載の布地。
３．前記組成物が、前記組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．５〜２重量％のポリスチレンを含む、態様１に記載の布地。
４．前記組成物が、前記組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．５〜２重量％のポリスチレンから本質的になる、態様３に記載の布地。
５．前記組成物が、前記組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンテレフタレート）中に分散された０．５〜２重量％のポリスチレンを含む、態様２に記載の布地。
６．前記組成物が、前記組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンテレフタレート）中に分散された０．５〜２重量％のポリスチレンから本質的になる、態様２に記載の布地。
７．前記布地が織物である、態様１に記載の布地。
８．態様１に記載の布地を含む衣類。

Claims

組成物中のポリマーの全重量に基づいて、ポリ（トリメチレンアリーレート）中に分散された０．１〜３重量％のポリスチレンを含む組成物を含むフィラメントを含む布地であって、前記フィラメント当たりのデニールが３以下であり、デニール変動係数が２．１５％以下であり、複屈折が少なくとも０．０５５であることを特徴とする布地。
請求項１に記載の布地を含む衣類。