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JPH093724A - ポリ（トリメチレン テレフタレート）ヤーンの製造方法 - Google Patents

ポリ（トリメチレン テレフタレート）ヤーンの製造方法

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JPH093724A
JPH093724A JP13570296A JP13570296A JPH093724A JP H093724 A JPH093724 A JP H093724A JP 13570296 A JP13570296 A JP 13570296A JP 13570296 A JP13570296 A JP 13570296A JP H093724 A JPH093724 A JP H093724A
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yarn
poly
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trimethylene terephthalate
roller
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JP13570296A
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Hoe Hin Chuah
ホー・ヒン・チヤー
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第２段階の延伸を第１段階よりも顕著に高い
延伸比にて行う２段階延伸処理を用いてポリ（トリメチ
レン テレフタレート）を高品質のＢＣＦヤーンまで溶
融紡糸する。 【解決手段】 ポリ（トリメチレン テレフタレート）
は、これを溶融紡糸して複数の延伸フィラメントを生成
させ；これら延伸フィラメントをヤーンに形成し；この
ヤーンを２段階延伸過程で延伸し、第２段階の延伸を第
１延伸比よりも顕著に高い延伸比にて行うことにより、
バルク連続フィラメントヤーンに形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーペットに適し
たヤーンへのポリ（トリメチレン テレフタレート）の
紡糸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ジオールとジカルボン酸との反応生成物
を縮合重合させて製造されたポリエステルは、カーペッ
ト布に適したヤーンまで紡糸することができる。米国特
許第３，９９８，０４２号はポリ（エチレン テレフタ
レート）ヤーンの製造方法を記載しており、この場合は
押出繊維を高温度（１６０℃）にて水蒸気ジェットの支
援により或いは低温度（９５℃）にて熱水の支援により
延伸させる。ポリ（トリメチレン テレフタレート）は
２段階延伸処理にてバルク連続フィラメント（ＢＣＦ）
ヤーンまで紡糸することができ、ここで第１段階の延伸
は第２段階の延伸よりも顕著に高い延伸比である。米国
特許第４，８７７，５７２号はポリ（ブチレン テレフ
タレート）ＢＣＦヤーンの製造方法を記載しており、こ
の場合は押出繊維を１段階にて延伸し、供給ローラをポ
リマーのＴｇより３０℃高い或いは低い温度まで加熱す
ると共に、引取ローラを供給ロールよりも少なくとも１
００℃高くする。しかしながら、ポリ（トリメチレン
テレフタレート）ＢＣＦヤーンを製造するための慣用の
ポリエステル紡糸法を用いれば、低品質かつ貧弱なコン
システンシーを有するヤーンが生ずる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、第２段階の
延伸を第１段階よりも顕著に高い延伸比とする２段階延
伸処理を用いて高品質のＢＣＦヤーンまでポリ（トリメ
チレン テレフタレート）を溶融紡糸することを課題と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】したがって本発明はポリ
（トリメチレン テレフタレート）からのバルク連続繊
維ヤーンの製造方法を提供し、この方法は： （ａ）ポリ（トリメチレン テレフタレート）を好適に
は２５０〜２８０℃の温度で溶融紡糸して複数の延伸フ
ィラメントを生成させ； （ｂ）延伸フィラメントを冷却し； （ｃ）延伸フィラメントをヤーンまで収束させ； （ｄ）ヤーンを少なくとも１個の供給ローラと少なくと
も１個の第１引取ローラとにより規定された第１延伸段
階で１．０５〜２の範囲内の第１延伸比にて延伸し、各
供給ローラを１００℃未満の温度まで加熱すると共に各
引取ローラを前記供給ローラの温度よりも高くかつ８０
〜１５０℃の範囲内の温度まで加熱し； （ｅ）次いでヤーンを前記（最後の）第１引取ローラと
少なくとも１個の第２引取ローラとにより規定された第
２延伸段階で第１延伸比の少なくとも２．２倍の第２延
伸比にて延伸し、各第２引取ローラを前記（最後の）第
１引取ローラよりも高くかつ１００〜２００℃の範囲の
温度まで加熱し； （ｆ）延伸ヤーンを巻取る ことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】この方法は、必要に応じ巻取工程
（ｆ）の前または後に延伸ヤーンを紡織（ｔｅｘｔｕｒ
ｉｎｇ）することを含む。繊維紡糸法は、特にポリ（ト
リメチレン テレフタレート）、すなわちトリメチレン
ジオール（「１，３−プロパンジオール」とも呼ばれ
る）とテレフタル酸もしくはそのエステル（たとえばテ
レフタル酸およびジメチルテレフタレート）との反応生
成物の縮合重合による生成物につき設計される。さらに
ポリ（トリメチレン テレフタレート）は、たとえばエ
タンジオールおよびブタンジオールのような他のモノマ
ーの誘導体の少量およびたとえばイソフタル酸のような
他の二酸もしくはジエステルの誘導体の少量をも含むこ
とができる。０．８〜１．０ｄＬ／ｇ、好ましくは０．
８６〜０．９６ｄＬ／ｇの範囲の固有粘度数（ｉ．
ｖ．）（３０℃にて塩化メチレンとトリフルオロ酢酸と
の５０／５０混合物にて測定）と２１５〜２３０℃の範
囲の融点とを有するポリ（トリメチレン テレフタレー
ト）が特に適している。ポリ（トリメチレン テレフタ
レート）の水分含有量は押出前に０．００５％未満とす
べきである。この種の水分レベルは、たとえばポリマー
ペレットを１５０〜１８０℃の乾燥器内で所望乾燥度に
達するまで乾燥して達成することができる。
【０００６】本発明による方法の一具体例を図１を参照
して説明する。紡糸口金を通して複数の連続フィラメン
ト１まで２４０〜２８０℃（好ましくは２５０〜２７０
℃）の範囲の温度にて押出され、次いで好ましくは冷風
との接触により急速に冷却された溶融ポリ（トリメチレ
ン テレフタレート）をマルチフィラメント ヤーンま
で収束させ、このヤーンをここにはキスロール２として
示したスピン仕上アプリケータと接触するまで移送す
る。ヤーン３をデニール調節ロール４および５の周囲に
移動させ、次いで供給ロール７および延伸ロール９によ
り規定された第１延伸段階まで移送する。ロール７とロ
ール９との間でヤーン８は１．０５〜２、好ましくは
１．１０〜１．３５の範囲の比較的低い延伸比にて延伸
される。ローラ７は約１００℃未満、好ましくは４０〜
８５℃の範囲の温度に維持される。ローラ９は８０〜１
５０℃、好ましくは９０〜１４０℃の範囲の温度に維持
される。
【０００７】延伸ヤーン１０を延伸ロール９および１１
により規定された第２延伸段階まで移送する。第２段階
の延伸は第１段階の延伸比の少なくとも２．２倍の延伸
比、好ましくは第１段階の延伸比の２．２〜３．４倍の
範囲の延伸比にて行われる。ローラ１１は１００〜２０
０℃の範囲の温度に維持される。一般に、これら３個の
ローラは順次に温度が高くなる。選択温度は、たとえば
ＢＣＦを別途の延伸および紡織工程で或いは連続／紡織
過程で作成するかどうかなどの他の工程変動、使用する
ロールの効果的伝熱、ロール上での滞留時間、並びに紡
織ジェットの上流に第２加熱ロールが存在するかどうか
などの因子に依存する。延伸された繊維１２を、延伸ヤ
ーンを安定化させるべく適宜の弛緩ローラ１３と接触す
るまで移送する。安定化したヤーン１４を適宜の巻取器
１５まで移送し、或いは直接に紡織過程まで移送する。
延伸ヤーンは、たとえば熱風紡織ジェットのような適す
る手段によりバルク処理される。紡織につき好適な供給
ロール温度は１５０〜２００℃の範囲である。紡織空気
ジェット温度は一般に１５０〜２１０℃の範囲であり、
また紡織ジェット圧力は一般に３４０〜８２５ｋＰａの
範囲として高バルクＢＣＦヤーンを生成させる。湿潤も
しくは過熱水蒸気をバルク処理媒体として熱風の代わり
に用いることもできる。
【０００８】図２は延伸帯域の下流に紡織工程を備えた
２段階延伸法の具体例を示す。溶融ポリ（トリメチレン
テレフタレート）を紡糸口金２１を通して複数の連続
フィラメント２２まで押出し、次いでたとえば冷風との
接触により急冷させる。これらフィラメントをヤーン２
４まで収束させ、これにスピン仕上げを箇所２３にて施
す。ヤーン２７を非加熱ロール２５および２６を介し２
段階延伸帯域まで前進させる。第１延伸段階にてヤーン
３１を供給ロール２８と引取ロール２９との間で１．０
５〜２の範囲の延伸比にて延伸する。次いで、延伸ヤー
ン３２を第１延伸比の少なくとも２．２倍の延伸比、好
ましくは第１延伸の２．２〜３．４倍の範囲の延伸比に
て第２延伸にかける。ロール２８の温度は１００℃未満
である。引取ロール２９の温度は８０〜１５０℃の範囲
である。引取ロール３０の温度は１００〜２００℃の範
囲である。延伸ヤーン３３を加熱ロール３４および３５
まで前進させて、ヤーンを紡織すべく予備加熱する。ヤ
ーン３６を紡織空気ジェット３７に通過させてバルクを
増大させ、次いでジェットスクリーン冷却ドラム３８ま
で移送する。紡織ヤーン３９を張力調節器４０、４１お
よび４２に通過させ、次いでアイドラー４３を介し適宜
のエンタングラ４４まで移送して所望に応じ下流での一
層良好な処理につきヤーンを絡（ｅｎｔａｎｇｌｅ）ま
せる。次いで絡まったヤーン４５をアイドラー４６を介
し適宜のスピン仕上アプリケータ４７まで移送し、次い
で巻取器４８上に巻取る。次いでヤーンは所望に応じ撚
りをかけ、紡織しかつ所望に応じ熱固定させて処理する
ことができ、さらに合成カーペット製造技術にて公知で
あるようにカーペットまでタフテッドすることができ
る。
【０００９】本発明の方法により製造されるポリ（トリ
メチレン テレフタレート）ヤーンは高いバルク（一般
に２０〜４５％の範囲、好ましくは２６〜３５％の範
囲）とレジリエンスと弾力回復力とを有し、カットパイ
ル、ループパイルおよび組合せ型カーペットを含めカー
ペット、マットおよびラグなどの製造に有用である。ポ
リ（トリメチレン テレフタレート）カーペットは良好
なレジリエンシーと汚れ耐性と適宜のキャリヤでの大気
圧煮沸における分散染料による染色性とを示すことが判
明した。
【００１０】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。実施例１ ポリ（トリメチレン テレフタレート）繊維延伸に対す
る固有粘度数の作用 それぞれ０．６９、０．７６、０．８４および０．８８
ｄＬ／ｇの固有粘度数を有する４種のポリ（トリメチレ
ン テレフタレート）ポリマーを、それぞれ図１に示し
たような巻取および延伸配置を有する紡糸機を用いてト
リローブ断面を有する７０本のフィラメントまで紡糸し
た。ロール１（以下詳述）はダブルデニール調節ロール
であり、ロール２を若干高い速度で操作して張力を維持
すると共に、延伸のための供給ロールとして作用させ
た。第１段階の延伸はロール２とロール３との間で生
じ、第２段階の延伸はロール３とロール４との間で生じ
た。延伸ヤーンを巻取前に弛緩ロール５と接触させた。
スピン仕上は、キスロールを施したＧ．Ａ．グールスト
ン・カンパニー社からの１５％ルロールＰＦ４３５８−
１５溶液とした。各ポリマーにつき繊維押出および延伸
の条件は次の通りである：
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】繊維の引張特性を第１表に示す。
【００１４】
【表３】
【００１５】０．６９および０．７６の固有粘度数（試
験１および２）のポリ（トリメチレン テレフタレー
ト）は第１段階の延伸比よりも僅か１．５３倍大の第２
段階の延伸比を有し（すなわち本発明の２．２の最小比
よりも低い）、これは比較目的で示した。これら比較試
験は、試験３および４（これらは本発明を例示する）の
ヤーンと比較して劣った引張特性のヤーンを与えた。こ
れらポリマーをより低い押出器温度プロフィルにて再紡
糸した。これらは紡糸および延伸することもできたが、
繊維は高いダイ膨潤を示した。繊維断面を光学顕微鏡で
検査した際、０．６９ｉ．ｖ．の繊維はもはや形状がト
リローブでなくデルタ断面に近似する点まで膨潤した。
さらに、これらは比較的低い強力（ｔｅｎａｃｉｔｙ）
を有した。
【００１６】実施例２ ＰＴＴ繊維の２−段階延伸 ０．８８ｉ．ｖ．のポリ（トリメチレン テレフタレー
ト）を、実施例１におけると同じ巻取および延伸配置を
有する繊維紡糸機によりトリトーブ断面を有する７２本
のフィラメントまで押出した。スピン仕上を実施例１と
同様に施した。押出および延伸の条件は次の通りであ
る。
【００１７】
【表４】
【００１８】
【表５】
【００１９】紡糸および延伸に際し、第１段階の延伸比
（ロール２とロール３との間）が約１．５未満でありか
つ第２段階の延伸比が第１段階の延伸比よりも２．６３
倍大（すなわち本発明に一致する）であれば（試験５お
よび６）、より少ない破壊フィラメントしか存在せず、
しかもフィラメントの強力が一般に第１段階の延伸を
１．５よりも高くした場合よりも高いことが観察され
た。第１段階の延伸を３より大まで増大させると共に第
２段階の延伸比を第１段階よりも低くすれば（すなわち
従来技術の紡糸法を示し、したがって比較目的で含ませ
た：試験７、８、９、１０および１１）、繊維は白色縞
模様の外観を有し、糸形成はループ状となり、引取ロー
ル上にフィラメントラップが頻発することが観察され
た。この方法は、しばしば繊維破断により中断された。
【００２０】実施例３ 高バルクでのポリ（トリメチレン テレフタレート）Ｂ
ＣＦの紡糸、延伸および紡織 この実験における押出条件は実施例２におけると同一に
した。繊維を実施例１と同様に紡糸し、延伸しかつ巻取
った。次いで繊維を供給ロール上で加熱すると共に繊維
を熱風ジェットに露出させて紡織した。紡織された繊維
をジェットスクリーン冷却ドラム上に連続プラグとして
回収した。ドラムに対し部分減圧を加えて外気を吸引す
ることにより、ヤーンを冷却すると共にドラム上に巻取
るまで保った。ヤーンをドラムと巻取機との間でエアー
エンダングルさせた。供給ロールおよび紡織機の空気ジ
ェット温度を一定に保ち、空気ジェット圧力を３５０〜
７００ｋＰａの範囲で変化させて、種々のバルクレベル
のポリ（トリメチレン テレフタレート）ＢＣＦを作成
した。延伸および紡織の条件は次の通りである。
【００２１】
【表６】
【００２２】
【表７】
【００２３】ヤーンのバルクおよび収縮を測定したが、
これには１８ラップの紡織ヤーンをデニールクリールに
取り、これをかせ（ｓｐｅｉｎ）に結んだ。かせの初期
長さＬO は英国単位クリールにて５６０ｍｍであった。
１ｇ分銅をかせに取付け、１３０℃の熱風オーブン内に
５分間にわたり吊した。かせを外して３分間冷却させ
た。次いで５０ｇの分銅を取付け、長さＬ1 を３０秒後
に測定した。５０ｇ分銅を外し、４．５ｋｇ分銅を取付
け、長さＬ2 を３０秒後に測定した。バルク％を（ＬO
−Ｌ1 ）／ＬO ×１００％として計算し、収縮を（ＬO
−Ｌ2 ）／ＬO ×１００％として計算した。これらの結
果を第２表に示す。
【００２４】
【表８】
【００２５】この実験は、ポリ（トリメチレン テレフ
タレート）ＢＣＦを熱風紡織機により高バルクまで紡織
しうることを示した。
【００２６】実施例４ カーペットのレジリエンシー比較 ポリ（トリメチレン テレフタレート）ＢＣＦヤーンを
２つの別々の工程で作成した：（１）実施例１における
と同様に紡糸および延伸の構成、並びに（２）紡織。ポ
リ（トリメチレン テレフタレート）ヤーンの押出、延
伸および紡織の条件は次の通りである。
【００２７】
【表９】
【００２８】
【表１０】
【００２９】
【表１１】
【００３０】作成されたヤーンは１１５０デニールであ
って、２．５５ｇ／デニールの強力および６３％の伸び
率を有した。紡織されたヤーンに撚りをかけ、上記した
ように熱固定させ、次いでカーペットまでタフテッドさ
せた。ポリ（トリメチレンテレフタレート）カーペット
の性能を市販の１１００デニール ナイロン６６ヤーン
と比較した。その結果を第３表に示す。
【００３１】
【表１２】
【００３２】熱固定ヤーンを３．２ｍｍゲージかつ１
４．３ｍｍパイル高さにて６８０ｇカットパイル サキ
ソニーカーペットまでタフテットさせ、大気圧煮沸にて
ディスパースブルー５６（キャリヤなし）でメジアムブ
ルー色カーペットまで染色した。仕上カーペットの肉眼
検査は、ポリ（トリメチレン テレフタレート）カーペ
ット（試験１２、１３および１４）がナイロン比較（試
験１５および１６）に等しい或いはそれより良好な高バ
ルクおよび優秀なカバレッジを有することを示した。カ
ーペットのレジリエンシーを２０，０００歩の加速床歩
行で試験した。外観保持は１（外観の著しい変化）、２
（顕著な変化）、３（中庸の変化）、４（僅かな変化）
および５（変化なし）の尺度とした。第３表に見られる
ように、ポリ（トリメチレン テレフタレート）カーペ
ットは加速歩行試験および厚さ損失％にてナイロン６６
比較と同等またはそれより良好であった。
【００３３】実施例５ 紡糸から紡織までのポリ（トリメチレン テレフタレー
ト）ＢＣＦヤーンの１−工程処理 ポリ（トリメチレン テレフタレート）（ｉ．ｖ．
０．９０）を７２本のトリローブ断面のフィラメントま
で押出した。これらフィラメントを２個の低温ロールと
３個の引取ロールとダブルヤーン供給ロールとを有する
図２に示したラインにて紡織前に処理した。これらヤー
ンを熱風で紡織し、回転ジェットスクリーンドラムで冷
却し、巻取機で取った。ルロールＮＦ ３２７８ ＣＳ
（Ｇ．Ａ．グールストン・カンパニー社）をスピン仕上
として使用した。紡織条件を変化させて、種々異なるバ
ルクレベルを有するポリ（トリメチレン テレフタレー
ト）ＢＣＦヤーンを作成した。押出、延伸、紡織および
巻取の条件は次の通りである。
【００３４】
【表１３】
【００３５】
【表１４】
【００３６】これらヤーンに撚りをかけ、熱固定し、次
いで性能評価のためカーペットまでタフテッドさせた。
その結果を第４表に示す。
【００３７】
【表１５】
【００３８】実施例６ ヤーンの性質に対する延伸比およびロール温度の作用 ポリ（トリメチレン テレフタレート）（０．９０
ｉ．ｖ．）を、実施例５に記載した機械を用いてトリロ
ーブ断面を有する７２本のフィラメントまで紡糸した。
押出条件は次の通りである。
【００３９】
【表１６】
【００４０】ポリ（トリメチレン テレフタレート）Ｂ
ＣＦヤーンおよび市販のナイロン６および６６ヤーンを
１６ｍｍパイル高さを有する９００ｇの５／３２ゲージ
カットパイル サキソニーカーペットまでタフテッドさ
せた。これらを２０，０００歩の加速床歩行によりレジ
リエンシーおよび外観保持の比較につき歩行試験した。
ロール条件および結果を第５表に示す。
【００４１】
【表１７】
【図面の簡単な説明】
【図１】 巻取および延伸配置を有する紡糸機の略図、
【図２】 紡織工程を備えた２−段階延伸による紡糸機
の略図。
【符号の説明】
１ 連続フィラメント１ ２ キスロール ３ ヤーン ４、５ デニール調節ロール ７ 供給ロール ８ ヤーン ９ 引取ロール １０ 延伸ヤーン １１ 引取ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０３Ｄ 27/00 Ｄ０３Ｄ 27/00 Ａ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリ（トリメチレン テレフタレート）
    からバルク連続繊維ヤーンを製造するに際し： （ａ）ポリ（トリメチレン テレフタレート）を溶融紡
    糸して複数の延伸フィラメントを生成させ； （ｂ）延伸フィラメントを冷却し； （ｃ）延伸フィラメントをヤーンまで収束させ； （ｄ）ヤーンを少なくとも１個の供給ローラと少なくと
    も１個の第１引取ローラとにより規定された第１延伸段
    階で１．０５〜２の範囲内の第１延伸比にて延伸し、各
    供給ローラを１００℃未満の温度まで加熱すると共に各
    引取ローラを前記供給ローラの温度よりも高くかつ８０
    〜１５０℃の範囲内の温度まで加熱し； （ｅ）次いでヤーンを前記（最後の）第１引取ローラと
    少なくとも１個の第２引取ローラとにより規定された第
    ２延伸段階で第１延伸比の少なくとも２．２倍の第２延
    伸比にて延伸し、各第２引取ローラを前記（最後の）第
    １引取ローラよりも高くかつ１００〜２００℃の範囲の
    温度まで加熱し； （ｆ）延伸ヤーンを巻取る ことを特徴とするバルク連続繊維ヤーンの製造方法。
  2. 【請求項２】 各供給ローラを４０〜８５℃の範囲の温
    度まで加熱する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 第１延伸比が１．１０〜１．３５の範囲
    である請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 第２延伸比が第１延伸比の２．２〜３．
    ４倍の範囲である請求項１〜３のいずれか一項に記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 ポリ（トリメチレン テレフタレート）
    が約０．８０〜約１．０ｄＬ／ｇの範囲の固有粘度数を
    有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 延伸ヤーンを紡織処理にかける請求項１
    〜５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 紡織を３４０〜８２５ｋＰａの範囲の圧
    力にて空気ジェットで行う請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 紡織工程を１５０〜２１０℃の温度にて
    行う請求項６または７に記載の方法。
  9. 【請求項９】 ２０％より大のバルクを有するポリ（ト
    リメチレン テレフタレート）ヤーンより実質的にな
    り、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法により作
    成された繊維のカーペット。
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