(57)【要約】  ポリ（トリメチレンテレフタレート）から紡糸延伸ヤーンを製造する新規なプロセスが提供される。チーズ形スピンドルの形態でパッケージすると、ヤーンは破損することなく、大きなサイズで製造することができる。
2007535625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）溶融ポリ（トリメチレンテレフタレート）を固体フィラメントへと連続紡糸する工程と、
（ｂ）前記固体フィラメントを第１のゴデットに巻き付ける工程と、
（ｃ）前記フィラメントを第２のゴデットに巻き付ける工程と、
（ｄ）前記フィラメントを第３のゴデットに巻き付ける工程と、
（ｅ）前記フィラメントをワインダのスピンドルに巻き付けてパッケージを形成する工程と
を含み、前記フィラメントが、前記第３のゴデットにオーバーフィードされ、前記第３のゴデットと前記スピンドルとの間の巻き付け張力が１デニール当たり０．０４〜０．１２グラムである、方法。
【請求項２】
前記フィラメントが、前記第２のゴデットの速度より０．８〜２．０％オーバーフィードされる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィラメントが、前記第２のゴデットの速度より１．０〜２．０％オーバーフィードされる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記巻き付け張力が１デニール当たり０．０５〜０．１０グラムである請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記巻き付け張力が１デニール当たり０．０６〜０．０９グラムである請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のゴデットの周速が１分当たり少なくとも２６００メートルである請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のゴデットの周速が１分当たり少なくとも３０００メートルである請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のゴデットの周速が１分当たり約４０００メートルまでである請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のゴデットの周速が１分当たり約４７００メートルまでである請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２のゴデットの周速が前記第１のゴデットより早い請求項１または６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のゴデットの周速が１分当たり４０００メートル以上である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のゴデットの周速が１分当たり５２００メートル以上である請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のゴデットと前記第２のゴデットとの間の延伸比が１．２〜２．０である請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィラメントが前記第1のゴデット周囲を４〜６回回転している請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のゴデットの温度が約８５℃〜約１６０℃である請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のゴデットの温度が約１２５℃〜約１９５℃である請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のゴデットの温度が約１４５℃〜約１９５℃である請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第３のゴデットの周速が前記第２のゴデットの前記周速より遅い請求項１または１０に記載の方法。
【請求項１９】
前記フィラメントが前記ワインダの前記スピンドルにオーバーフィードされている請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記第３のゴデット速度が前記ワインダの本来のヤーン速度より１．５〜２．５％オーバーフィードするように、前記フィラメントが前記ワインダの前記スピンドルに巻き付いている請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
（ａ）１グラム当たり０．７デシリットル以上のＩＶを有するポリ（トリメチレンテレフタレート）ポリマーを提供する工程と、
（ｂ）約２４５℃〜約２８５℃の温度で紡糸口金から前記ポリ（トリメチレンテレフタレート）ポリマーを押し出す工程と、
（ｃ）前記ポリ（トリメチレンテレフタレート）を冷却ゾーンにおいて固体状態まで冷却してフィラメントを形成する工程と、
（ｄ）約２６００〜約４０００ｍ／分の周速で、約８５〜約１６０℃の温度を有する第１のゴデットに前記フィラメントを巻き付ける工程と、
（ｅ）前記第１のゴデットより早い周速で、約１２５〜約１９５℃まで加熱した第２のゴデットに前記フィラメントを巻き付けて、延伸比約１．１〜約２．０で前記フィラメントを前記第１と第２のゴデットとの間で、延伸する工程と、
（ｆ）前記フィラメントを交錯する工程と、
（ｇ）前記第２のゴデットより遅い周速で第３のゴデットに前記フィラメントを巻き付けて、前記フィラメントが前記第２のゴデットの速度より約０．８〜約２．０％オーバーフィードされるようにする工程と、
（ｈ）前記第３のゴデットより遅い周速で、ワインダのスピンドルに前記フィラメントを巻き付けて、前記第３のゴデットの速度が前記ワインダの本来のヤーン速度より１．５〜２．５％オーバーフィードするように、前記フィラメントが前記ワインダの前記スピンドルに巻き付いている工程と
を含み、前記第３のゴデットと前記ワインダとの間の巻き付け張力が１デニール当たり約０．０４〜約０．１２グラムの間である、ポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを製造する、方法。
【請求項２２】
前記第３のゴデットが加熱されていない請求項１または２１に記載の方法。
【請求項２３】
（ａ）６０℃より高い収縮開始温度、
（ｂ）１．２％より少ない７０℃収縮、
（ｃ）０．２ｇ／ｄより低いピーク熱張力、
（ｄ）５．２０×１０-04［ｇ／（ｄ℃）］より高い１１０℃熱張力傾斜という特性を有するポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーン。
【請求項２４】
伸びが約３０〜約６０％である請求項２３に記載のポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーン。
【請求項２５】
靭性が少なくとも約３．０ｇ／ｄである請求項２３に記載のポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーン。
【請求項２６】
ＢＯＳが６〜１４％の請求項２３、２４または２５に記載のヤーン。
【請求項２７】
ウースターが１．５％以下の請求項２３、２４または２５に記載のヤーン。
【請求項２８】
請求項２３に記載のヤーンを含む布帛。
【請求項２９】
請求項２３に記載のヤーンを含むカーペット。
【請求項３０】
請求項２３に記載のヤーンを含む室内装飾材料。
【請求項３１】
熱張力ピーク温度（Ｔｐ）が約１４０〜約２００℃である請求項２３に記載のヤーン。
【請求項３２】
フィラメントのＩＶが約０．７〜約１．１である請求項２３に記載のポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーン。
【請求項３３】
請求項２３に記載のマルチフィラメントヤーンを含有するパッケージ。
【請求項３４】
チーズ形であり、ヤーンをパッケージに巻き付けた後９６ｘ時間にわたって自立させた際潰れない請求項３７に記載のパッケージ。
【請求項３５】
少なくとも６ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有し、約１０％未満のバルジ率を有するチーズ形パッケージ。
【請求項３６】
少なくとも７ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有し、ヤーン層の厚さが４９ミリメートル超〜約１０７ミリメートルであるときのバルジ率が１０％未満の請求項３７、３８または３９に記載のパッケージ。
【請求項３７】
パッケージの凹み率が２％未満の請求項３７に記載のパッケージ。
【請求項３８】
少なくとも７ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有し、ヤーン層の厚さが約２５ミリメートル〜約４９ミリメートルであるときのバルジ率が６％未満の請求項３７に記載のパッケージ。
【請求項３９】
７〜約２５ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有する請求項３７に記載のパッケージ。
【請求項４０】
７〜約２０ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有する請求項３７に記載のパッケージ。
【請求項４１】
バルジ率が約１０％未満の請求項３７に記載のパッケージ。
【請求項４２】
請求項１の方法に従って製造した、管破損巻き付けを示さないフィラメントのチーズ形パッケージ。
【請求項４３】
請求項１の方法により製造した請求項２７に記載のポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーン。
【請求項４４】
ＢＯＳが６〜１４％の請求項４７に記載のヤーンであって、
（ａ）伸びが３０〜６０％の請求項４７に記載のヤーン、
（ｂ）靭性が少なくとも３．０ｇ／ｄの請求項４７に記載のヤーン、
（ｃ）ウースターが１．５％以下である請求項４７に記載のヤーン、
（ｄ）請求項４７に記載のヤーンを含む布帛、
（ｅ）請求項４７に記載のヤーンを含むカーペット、
（ｆ）請求項４７に記載のヤーンを含む室内装飾材料。
【請求項４５】
約４０〜約３００デニールの請求項２３または４７に記載のヤーン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ（トリメチレンテレフタレート）を紡糸して、テキスタイルおよびその他用途に好適なファイバーを作成する方法、その製品に関し、ファイバーは紡糸および更なる処理中およびその後に許容される量の熱収縮を有している。
【背景技術】
【０００２】
通常、「ポリアルキレンテレフタレート」と呼ばれているポリ（エチレンテレフタレート）（「２ＧＴ」）およびポリ（ブチレンテレフタレート）（「４ＧＴ」）は、一般的に市販されているポリエステルである。ポリアルキレンテレフタレートは、優れた物理および化学特性、特に、化学特性、熱および光安定性、高融点および高強度を有している。その結果、樹脂、フィルムおよびファイバーに広く用いられている。
【０００３】
ポリ（トリメチレンテレフタレート）（「３ＧＴ」）は、ポリマー骨格モノマー成分の１つである１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）への低コスト経路での最近の開発により、ファイバーとして商業的な関心を集めている。３ＧＴは、大気圧での分散染色性、低曲げモジュラス、弾性回復および弾性のために、ファイバー形態であることが長く望まれてきた。
【０００４】
３ＧＴフィラメントを紡糸および延伸するのは、単一の組み合わせた操作において連続的に実施してもよい。かかるプロセスにより製造されたヤーンは、紡糸延伸ヤーン（ＳＤＹ）と呼ばれる。しかしながら、このようにして製造されたヤーンは、巻き付ける管で収縮する傾向があり、ヤーンパッケージに厚いバルジを生じさせたり、管を破損させてしまう。この問題は、紡糸速度が約３５００ｍ／分を超えるときに、約４ｋｇを超えるヤーンを含有するパッケージのような大きめのパッケージのヤーンを作成するときより厳しい。管が破損すると、ヤーンパッケージはワインダのスピンドルに固着して、容易に取り外せなくなってしまう。ある実施形態において、すなわち、あるマルチフィラメントヤーンにおいて、ヤーンのＩＶは約０．７〜約１．１である。
【０００５】
いくつかの解決策が提案されている。例えば、小さなパッケージを巻き付けるとき、管に巻き付くヤーンの層が少ないため、収縮力を減じることができる。しかしながら、小さなパッケージのパッケージングは不経済となる。厚く強い管を用いると、パッケージサイズが小さくても許容されない重いパッケージが作成され、パッケージサイズが大きいと強度が不適切である。
【０００６】
紡糸延伸プロセスにおいて遅い紡糸速度を用いるとこの問題が減じ、バルジや巻き上げ管の破損が改善されることもよく知られている。低紡糸速度を適用すると、低速度によって、２ゴデット（ｇｏｄｅｔ）プロセスにおいては延伸ロールと巻き上げとの間が高オーバーフィードとなったり、３ゴデットプロセスにおいては第２と第３のゴデットの間が高オーバーフィードとなる。大オーバーフィードに加えて、低速によって、紡糸中にフィラメントを弛緩するのに時間がかかる。しかしながら、低紡糸速度では、生産性が低くなり、プロセスが不経済となる。
【０００７】
特開平９−３３９５０２号公報には、押し出されたファイバーを３００〜３５００ｍ／分および３０〜６０℃で第１のローラに巻き付け、第２のローラにより１００〜１６０℃で１．３〜４倍その長さを伸張してから、第３のローラに巻き付け冷却する、３ＧＴの紡糸延伸プロセスが開示されている。しかしながら、この技術では、後述の特開平１１−３０２９１９号公報で指摘されているように、２ｋｇを超える重量のパッケージを作成することはできない。
【０００８】
米国特許第６，２８４，３７０号明細書には、チーズ形パッケージを得るための３ＧＴの紡糸延伸プロセスが開示されている（後述する通り）。溶融マルチフィラメントは、３０〜２００℃で保持ゾーンへ入り、フィラメントを固化する。３０〜８０℃に加熱した第１のゴデットを３００〜３５００ｍ／分の速度で通過して、遅い巻き付き速度でパッケージへと巻き付ける前に、第２のゴデットへと１００〜１６０℃で１．３〜４の延伸比で延伸される。巻き付け張力は、０．０５〜０．４グラム／デニールであるのが好ましい。２つの例（実施例１１および１２）において、フィラメントを第３のゴデットで冷却する。いずれの実施例にも、好適な第３のゴデットオーバーフィードと組み合わせた高紡糸速度は示されていない。パッケージサイズは１〜５ｋｇであった。
【０００９】
米国特許第６，２８４，３７０号明細書と同出願人による特開平１１−３０２９１９号公報には同様のプロセスが開示されている。前述した通り、溶融３ＧＴマルチフィラメントを押し出し固化した後、４０〜７０℃に加熱した第１のゴデットを３００〜３５００ｍ／分の速度で通過して、遅い巻き付き速度でパッケージへと巻き付ける前に、第２のゴデットへと１２０〜１６０℃で１．５〜３の延伸比で延伸される。この最終冷却は、第３のゴデットでの冷却（実施例１）により、または冷水を適用する（実施例３）ことにより行われた。第２および第３のゴデットは、同じ速度で運転された。すなわち、第３のゴデットはオーバーフィードされなかった。巻き付け張力は、重要であるのに、開示されていなかった。パッケージサイズは６ｋｇまでであった。
【００１０】
上記のプロセスではパッケージサイズおよび巻き付け速度が制限されている。４０００ｍ／分以上の速度で第２のゴデットでファイバー６ｋｇ超を含有するチーズ形パッケージへと３ＧＴファイバーを紡糸可能な紡糸延伸プロセスが必要とされている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の態様によれば、プロセスは、ヤーンを紡糸延伸する工程を含み、
（ａ）溶融ポリ（トリメチレンテレフタレート）を固体フィラメントへと連続紡糸し、
（ｂ）固定フィラメントを第１のゴデットに巻き付け、
（ｃ）固体フィラメントを第２のゴデットに巻き付け、
（ｄ）固体フィラメントを第３のゴデットに巻き付け、
（ｅ）固体フィラメントをワインダのスピンドルに巻き付けてパッケージを形成し、
フィラメントは、第３のゴデットにオーバーフィードされ、第３のゴデットとスピンドルとの間の巻き付け張力は１デニール当たり０．０４〜０．１２グラムである。好ましくは、フィラメントは、第２のゴデットの速度より０．８〜２．０％オーバーフィードされる。
【００１２】
他の態様によれば、第２のゴデットの周速は第１のゴデットより早い。好ましくは、第２のゴデットの周速は１分当たり４０００メートル以上である。ある好ましい実施形態において、第２のゴデットの周速は１分当たり４８００メートル以上、例えば、約５２００以上である。
【００１３】
他の態様によれば、第１のゴデットと第２のゴデットとの間の延伸比は１．１〜２．０である。
【００１４】
他の態様によれば、第３のゴデットの周速は第２のゴデットの周速より遅い。
【００１５】
更に他の態様によれば、フィラメントはスピンドルにオーバーフィードされる。好ましくは、第３のゴデット速度が、ワインダの本来のヤーン速度より１．５〜２．５％オーバーフィードするように、フィラメントはワインダのスピンドルに巻き付いている。
【００１６】
更なる態様によれば、プロセスは、
（ａ）１グラム当たり０．７デシリットル以上のＩＶを有するポリ（トリメチレンテレフタレート）を提供する工程と、
（ｂ）約２４５℃〜約２８５℃の温度で紡糸口金からポリ（トリメチレンテレフタレート）を押し出す工程と、
（ｃ）ポリ（トリメチレンテレフタレート）を冷却ゾーンにおいて固体状態まで冷却してフィラメントを形成する工程と、
（ｄ）フィラメントを交錯する工程と、
（ｅ）約２６００〜約４０００ｍ／分の周速で、約８５〜約１６０℃の温度を有する第１のゴデットにフィラメントを巻き付ける工程と、
（ｆ）第１のゴデットより早い周速で、約１２５〜約１９５℃まで加熱した第２のゴデットにフィラメントを巻き付けて、延伸比約１．１〜約２．０でフィラメントを第１と第２のゴデットとの間で、延伸する工程と、
（ｇ）第２のゴデットより遅い周速で第３のゴデットにフィラメントを巻き付けて、フィラメントが第２のゴデットより約０．８〜約２．０％オーバーフィードされるようにする工程と、
（ｈ）第３のゴデットより遅い周速で、ワインダのスピンドルにフィラメントを巻き付けて、第３のゴデットの速度がワインダの本来のヤーン速度より１．５〜２．５％オーバーフィードするように、フィラメントがワインダのスピンドルに巻き付けられている工程と
を含み、第３のゴデットとワインダとの間の巻き付け張力が１デニール当たり約０．０４〜約０．１２グラムの間である。
【００１７】
好ましくは、第３のゴデットは加熱されない。一般に、第３のゴデットは、周囲温度、すなわち、約１５〜３０℃である。
【００１８】
更なる態様によれば、ポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンは以下の特性を有している。（ａ）６３．２℃より高い収縮開始温度（ｓｈｒｉｎｋａｇｅ  ｏｎｓｅｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）、（ｂ）１．２％より少ない７０℃収縮、（ｃ）０．２ｇ／ｄより低いピーク熱張力、および（ｄ）５．２０×１０-4［ｇ／（ｄ℃）］より高い１１０℃熱張力傾斜。
【００１９】
好ましくは、マルチフィラメントヤーンの伸びは約２５〜約６０％、より好ましくは約３０〜約６０％である。また、好ましくは、マルチフィラメントヤーンの靭性は少なくとも約３．０ｇ／ｄである。また、好ましくは、ヤーンのＢＯＳは６〜１４％および／またはウースター（Ｕｓｔｅｒ）は１．５％以下である。
【００２０】
マルチフィラメントヤーンはまた、約４０〜約３００デニールである。１本のフィラメント当たりのデニールはまた、約０．５〜約１０である。
【００２１】
他の態様によれば、マルチフィラメントヤーンはチーズ形パッケージを含む。「チーズ形」という用語は、当業者には、図２に示す通り、ややバルジのある側部を備えた、円錐に対して実質的に円柱である３次元形状のことを指していると考えられている。好ましくは、チーズ形パッケージは、ヤーンをパッケージに巻き付けた後４日間、すなわち、約９６時間にわたって自立させた際潰れない。
【００２２】
更に他の態様によれば、チーズ形パッケージは、少なくとも６キログラム（ｋｇ）のポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有し、約１０％未満のバルジ率を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
特に断りのない限り、パーセンテージ、部、比率等は全て重量基準である。本明細書で引用した全ての特許、特許出願および文献は、その全体がここに参考文献として組み込まれる。
【００２４】
量、濃度またはその他値またはパラメータが、好ましい範囲か、好ましい上限値および好ましい下限値のリストいずれかの範囲として与えられているときは、範囲が別々に開示されているかどうかに係らず、任意の対の任意の上限または好ましい範囲および任意の下限または好ましい値から形成された全ての範囲を開示するものと考えられる。数値範囲が挙げられている場合には、特に断りのない限り、範囲は端点および範囲内の整数および端数も含まれるものとする。本発明の範囲は、範囲を画定するときに挙げた特定の値に限定されるものとは考えられない。
【００２５】
第１の態様によれば、
（ａ）溶融ポリ（トリメチレンテレフタレート）を固体フィラメントへと連続紡糸し、
（ｂ）固体フィラメントを第１のゴデットに巻き付け、
（ｃ）フィラメントを第２のゴデットに巻き付け、
（ｄ）フィラメントを第３のゴデットに巻き付け、
（ｅ）フィラメントをワインダのスピンドルに巻き付けてパッケージを形成し、
フィラメントは第３のゴデットにオーバーフィードされ、第３のゴデットとスピンドルとの間の巻き付け張力が１デニール当たり０．０４〜０．１２グラムである。
【００２６】
本発明の例証の実施形態を図１に示す。しかしながら、これは例証に過ぎず、本発明の範囲を限定するものとは解釈されない。変形例は、当業者であれば容易に分かるであろう。ポリ（トリメチレンテレフタレート）ポリマーをホッパー１に供給し、ポリマーを押出し機２へ紡糸ブロック３へと供給する。紡糸ブロック３は、紡糸ポンプ４および紡糸パック５を含有する。ポリマースレッドライン（ｔｈｒｅａｄｌｉｎｅ）６は、紡糸ブロック３を出て、空気で冷却７する。仕上げアプリケータ８でスレッドライン６に仕上げを行って、交錯ジェット１１を介して通過させる。スレッドライン６は、分離ロール１０により、第１の加熱ゴデット９に通過させる。スレッドライン６は、分離ロール１３により第２の加熱ゴデット１２、次に、交錯ジェット１４および第３のゴデット１５および分離ロール１６に通過させる。スレッドライン６は、交錯ジェット１７へ、ファンニングガイド１８を通って、ワインダ１９からパッケージ２０へ通過させる。
【００２７】
本発明に有用なポリ（トリメチレンテレフタレート）は、ここに参考文献として組み込まれる米国特許第５，０１５，７８９号明細書、同第５，２７６，２０１号明細書、同第５，２８４，９７９号明細書、同第５，３３４，７７８号明細書、同第５，３６４，９８４号明細書、同第５，３６４，９８７号明細書、同第５，３９１，２６３号明細書、同第５，４３４，２３９号明細書、同第５，５１０４５４号明細書、同第５，５０４，１２２号明細書、同第５，５３２，３３３号明細書、同第５，５３２，４０４号明細書、同第５，５４０，８６８号明細書、同第５，６３３，０１８号明細書、同第５，６３３，３６２号明細書、同第５，６７７，４１５号明細書、同第５，６８６，２７６号明細書、同第５，７１０，３１５号明細書、同第５，７１４，２６２号明細書、同第５，７３０，９１３号明細書、同第５，７６３，１０４号明細書、同第５，７７４，０７４号明細書、同第５，７８６，４４３号明細書、同第５，８１１，４９６号明細書、同第５，８２１，０９２号明細書、同第５，８３０，９８２号明細書、同第５，８４０，９５７号明細書、同第５，８５６，４２３号明細書、同第５，９６２，７４５号明細書、同第５，９９０２６５号明細書、同第６，１４０，５４３号明細書、同第６，２４５，８４４号明細書、同第６，０６６，７１４号明細書、同第６，２５５，４４２号明細書、同第６，２８１，３２５号明細書および同第６，２７７，２８９号明細書、ＥＰ第９９８  ４４０号明細書、国際公開第９８／５７９１３号パンフレット、同第００／５８３９３号パンフレット、同第０１／０９０７３号パンフレット、同第０１／０９０６９号パンフレット、同第０１／３４６９３号パンフレット、同第００／１４０４１号パンフレットおよび同第０１／１４４５０号パンフレット、Ｈ．Ｌ．トラウプ（Ｔｒａｕｂ）、「ポリトリメチレンテレフタレートの合成およびテキスタイルの化学的特徴（Ｓｙｎｔｈｅｓｅ  ｕｎｄ  ｔｅｘｔｉｌｃｈｅｍｉｓｃｈｅ  Ｅｉｇｅｎｓｃｈａｆｔｅｎ  ｄｅｓ  Ｐｏｌｙ−Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｓ）」、論文、シュツットガルト大学（Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔ  Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ）（１９９４年）、Ｓ．シャウホッフ（Ｓｃｈａｕｈｏｆｆ）、「ポリ（トリメチレンテレフタレートの製造における新たな開発（Ｎｅｗ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｐｏｌｙ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）（ＰＴＴ）」、人工ファイバーイヤーブック（Ｍａｎ−Ｍａｄｅ  Ｆｉｂｅｒ  Ｙｅａｒ  Ｂｏｏｋ）（１９９６年９月）および米国特許出願第０９／５０１，７００号明細書、同第０９／５０２，３２２号明細書、同第０９／５０２，６４２号明細書および同第０９／５０３，５９９号明細書に記載されているような公知の製造技術（バッチ、連続等）により製造される。本発明のポリエステルとして有用なポリ（トリメチレンテレフタレート）は、デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ��ｗａｒｅ）のより「ソロナ（Ｓｏｒｏｎａ）」という商品名で市販されている。
【００２８】
ポリ（トリメチレンテレフタレート）（３ＧＴ）ポリマーの固有粘度（ＩＶ）は、好ましくは０．７デシリットル／グラム（ｄｌ／ｇ）以上、好ましくは０．９ｄｌ／ｇ以上、より好ましくは１．０ｄｌ／ｇ以上である。高ＩＶを有するのが望ましいが、ある用途については、ポリマーＩＶは約１．４以下、約１．２ｄｌ／ｇ以下、ある実施形態については１．１ｄｌ／ｇ以下である。本発明を実施するのに特に有用なポリ（トリメチレンテレフタレート）ホモポリマーの融点は約２２５〜約２３１℃である。
【００２９】
一般的に、３ＧＴはフレーク材料として利用可能である。フレークは、ポリエステル用の代表的なフレーク乾燥システムにおいて乾燥させるのが好ましい。乾燥後の水分含量は、約４０ｐｐｍ（百万分率）以下であるのが好ましい。
【００３０】
紡糸は、従来の技術およびポリエステルファイバーに対して業界で知られた設備を用いて実施することができるのが好ましく、好ましいやり方は本明細書に記載されている。紡糸口金穴サイズ、構成および数は、所望のファイバーおよび紡糸設備に応じて異なる。紡糸温度は、好ましくは、約２４５〜約２８５℃である。より好ましくは、紡糸温度は約２５５〜約２８５℃である。最も好ましくは、紡糸は約２６０〜約２７０℃で実施される。
【００３１】
溶融フィラメントを冷却すると、冷却ゾーンにおいて固体状態フィラメントとなる。冷却は、従来のやり方で、好ましくはクロスフロー冷却ゾーンを用いて、空気または業界に知られたその他流体（例えば、窒素）を用いて実施することができる。好ましくは、用いる装置は、紡糸口金から冷却ゾーンの始まりまで、長さ５０〜１５０ｍｍ、より好ましくは長さ約６０〜９０ｍｍの冷却遅延ゾーンを有している。冷却遅延によって、フィラメントが、制御された減衰領域を備え、徐々にクールダウンされる。冷却遅延ゾーンの温度は、約５０〜約２５０℃の範囲にあるのが好ましい。冷却遅延ゾーンは加熱しても非加熱であってもよい。冷却プロセスを良好に制御するには、このゾーンをよく封止して、外部からの空気がフィラメントの束へ漏れないようにし、気流の乱れや不規則なエアフローを防ぐように設計されているのが好ましい。あるいは、放射、非対称またはその他公知の冷却技術を最終冷却に用いることができる。
【００３２】
紡糸仕上げは、従来の技術を用いて冷却した後に適切な時間適用されるのが好ましい。紡糸仕上げは、第１のゴデットの前に単一の適用により、一回で適用してもよく、第２の仕上げを第２と第３のゴデットとの間、または第３のゴデットとワインダとの間に適用してもよい。ゴデットの構成の詳細については後述してある。
【００３３】
フィラメントを、１分当たり２６００〜４０００メートル（ｍ／分）の好ましい周速および約８５〜約１６０℃の好ましい温度を有する第１のゴデットに巻き付ける。より好ましくは、第１のゴデットの速度は約３０００〜３５００ｍ／分である。第１のゴデットの速度が２６００ｍ／分より遅いと、必要な後の延伸比から制限があるため、ある用途については生産性が低く望ましくない。ある実施形態において、第１のゴデットの周速は約４７００、４８００以上と高くすることができる。
【００３４】
フィラメントは第１のゴデット／分離ロールの組み合わせ周囲を４〜６回回転しているのが好ましい。本明細書で用いる「第１のゴデット周囲を回転する」または「第２のゴデット周囲を回転する」または「第３のゴデット周囲を回転する」という表現は、特に断りのない限り、夫々のゴデット／分離ロールの組み合わせの周囲を回転していることを意味する。４回より少ない回転だと、フィラメントが滑り、フィラメントを適切に延伸できなくなる恐れがある。
【００３５】
フィラメントを第２のゴデットに巻き付ける。第２のゴデットは、第1のゴデットより周速が早いため、フィラメントは第1のゴデットと第２のゴデットとの間で１．１〜２．０の延伸比で延伸される。好ましくは、第２のゴデットの周速は４０００ｍ／分以上である。ある好ましい実施形態において、第２のゴデットの周速は４８００ｍ／分以上とすることができる。
【００３６】
延伸比の選択は、得られるヤーンの所望の伸びにより決められる。ある伸びでの延伸比の選択に影響する２つの主たる因子、ポリマーＩＶと紡糸速度がある。ある伸びで、ポリマーＩＶが高くなればなるほど、必要な延伸比は低くなる。紡糸速度が速くなればなるほど、ある伸びおよびポリマーＩＶで、必要な延伸比は低くなる。
【００３７】
第２のゴデット温度は、好ましくは約１２５〜約１９５℃、より好ましくは約１４５〜約１９５℃である。
【００３８】
次に、フィラメントを、第２のゴデットより遅い周速を有する第３のゴデットに巻き付け、フィラメントは第２のゴデットの速度より０．８〜２．０％オーバーフィードされる。０．８％未満のオーバーフィードは、管破損巻き付けまたはバルジを排除するために、十分な配向を弛緩させるのに十分なものではない。少なくとも０．８％のオーバーフィードによって、第２と第３のゴデット間のスレッドラインが、巻き付け管と接触する安定なフィラメント与えるのに十分弛緩されて、少量以上のフィラメントを巻き付けると、巻き付けによってワインダのスピンドルの管が破損する。好ましくは、フィラメントは、第２のゴデットの速度より１．０〜２．０％オーバーフィードされる。オーバーフィードの量は、第２のゴデットのスレットラインの滑りを防ぐために２．０％未満に制御し、紡糸プロセスをより安定にし、紡糸破断を防ぐ。不安定性によって、ファイバーに添ったヤーンの特性が不均一となり、紡糸破断が生じ得る。
【００３９】
第３のゴデットは、一部、フィラメントを冷却する機能を果たし、これによって、第２のゴデットとワインダとの間により多くのオーバーフィードが可能となり、フィラメントが第２のゴデットとワインダとの間で弛緩するのにより長い時間が与えられる。第３のゴデットは、このように、加熱または冷却しないのが好ましい。「加熱しない」とは、例えば、熱エネルギーをゴデットに供給することにより、周囲温度より高い温度に上げようとしないことを意味する。低温とするために第３のゴデットでは強化された冷却機構が望ましいが、外部冷却がないと、巻き付ける前にスレッドラインが適切に冷却される。任意で、交錯ジェットおよび／または仕上げアプリケータを、第２のゴデットと第３のゴデットとの間、または第３のゴデットとワインダとの間に据え付ける、または第３のゴデットに換えることができる。
【００４０】
最後に、フィラメントを、周速を有するワインダのスピンドルに巻き付けて、第３のゴデット速度が、ワインダの本来のヤーン速度より１．５〜２．５％オーバーフィードされるようにする。従来のワインダを用い、一定のヤーン表面直線速度を維持するために、ヤーンパッケージ直径が増えるにつれて回転速度を変える。ヤーンは、巻き付きながら螺旋でワインダーを移動するため、本来のヤーン速度はワインダ自身よりも速い。かかる低パーセンテージのオーバーフィードで処理するとき、速度のこの僅かな差異は非常に重要である。
【００４１】
本来のヤーン速度は、次式により与えられる。
【００４２】
【数１】
2007535625.tif 000003
【００４３】
式中、ＳＰ（ＷＵ）は巻き上げ速度であり、ｃｏｓはコサインであり、ＨＡは巻き上げ螺旋角度である。螺旋角度は、パッケージ端面を含む面と、面を離れるスレッドラインとの間の角度である。
【００４４】
第２のゴデットと第３のゴデットとの間のオーバーフィードの制御に加えて、低巻き付け張力を用いて、巻き上げ管の破損を防ぐ。過剰に高い、または低い巻き付け張力だと、適切なパッケージ巻き付きを妨げるが、適切な巻き上げ張力によって、適切に選択した第３のゴデットのオーバーフィードと第２のゴデットの温度を、紡糸中最良の弛緩に有効なものとすることができる。好ましくは、巻き付け張力は１デニール当たり０．０４〜０．１２グラム（ｇ／ｄ）である。より好ましくは、巻き付け張力は０．０５〜０．１０ｇ／ｄである。更に好ましくは、巻き付け張力は０．０６〜０．０９ｇ／ｄである。巻き付け張力は、ワインダオーバーフィードのみでなく、この段階でのフィラメント特性の関数でもある。しかしながら、プロセスのこの段階でフィラメント特性は、既に殆んど決まっているため、巻き付け張力は、前に開示した範囲内で巻き付けオーバーフィードを変えることにより制御される。ワインダの第３のゴデットの最後のガイド接触点と、第１の接触点（接触ロール）との間のスレッドラインファンニング（ｆａｎｎｉｎｇ）ゾーンで巻き付け張力を測定する。
【００４５】
巻き付け張力は、次式に従って、巻き上げオーバーフィードにより制御される。
【００４６】
【数２】
2007535625.tif 000004
【００４７】
式中、ＯｖＦｄ（ＷＵ）は、巻き上げオーバーフィード、ＳＰ（Ｇ３）は第３のゴデットの紡糸速度、ＴＹＳは上で定義した本来のヤーン速度である。
【００４８】
当業者に知られている通り、管破損巻き付けとは、パッケージに巻き付けたヤーンのことを指し、ヤーンを保持する管コアが破損する。この結果、例えば、バルジまたはその他変形によりパッケージが変形する。管破損巻き付けは、３ＧＴ  ＳＤＹ紡糸においてのみ高い巻き付け張力により生じるが、管破損巻き付けは、３ＧＴの特性に固有の因子のために、通常の巻き付け張力で生じることが多い。３ＧＴについては、管破損巻き付けは、一般的に、パッケージでのヤーンの収縮により生じる。
【００４９】
フィラメントを適正な巻き付け張力でパッケージに適正に巻き付けた後、ヤーンが安定な構造を有している場合には、パッケージの形成はそのままである。パッケージのヤーンの分子が周囲温度で配向されないと、ヤーンは収縮し始める。収縮ヤーンにより、高い収縮張力が生じ、管を破損し、かつ、またはパッケージ巻き付けの時間枠中に重い張り出しを生じる。巻き付け張力を効率的に減じるために、第３のゴデットでのスレッドライン滑りを防ぐために、第３のゴデットで何回か回転させなければならない。
【００５０】
一杯になったら、巻き付けたファイバーパッケージをワインダから取り外す。パッケージ重量は６ｋｇを超えるのが好ましい。
【００５１】
有効なヤーンの特性の測定には、好ましくは、ヤーン特性を平均化した後に、標準化測定手順が必要である。管の実際の収縮に対応する遅延時間でこれらの特性を測定するのが望ましいが、この期間は非常に短いため、数多くの実際上の困難さをもたらす。通常、周囲温度での保管後４日（９６時間）の遅延時間が好適である。遅延時間とは、管をドッフィングした後、試験前の時間のことを指す。
【００５２】
他の態様によれば、ポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンは以下の特性を有している。
（ａ）少なくとも約６０℃の収縮開始温度、
（ｂ）１．２％未満の７０℃での収縮、
（ｃ）０．２ｇ／ｄ未満のピーク熱張力、および
（ｄ）５．２０×１０-04［ｇ／（ｄ℃）］より高い１１０℃熱張力傾斜。
【００５３】
特性は、４日間、好ましくは９６時間の２０〜２５℃での保管後、「試験方法」で挙げた方法により測定される。
【００５４】
収縮開始温度は６３℃を超えるのが好ましい。収縮開始温度（Ｔｏｎ）は、ヤーン収縮の開始点を示すものである。通常、収縮開始温度はできる限り高いのが望ましく、実際の上限は、ファイバーの結晶化度の量により制限され、例えば、約７０℃である。
【００５５】
７０℃での収縮は、周囲温度での収縮に密接に関係しており、管破損巻き付けの主な原因である。収縮は、パッケージ性能のために好ましくは約１．２％未満であり、ある実施形態においては、ゼロ近く、例えば、約０．１％またそれよりも低くすることもできる。収縮は、収縮−温度曲線から得ることができる。
【００５６】
ピーク熱張力は、ファイバーの破損強度の尺度であり、十分なパッケージング性能のためには０．２ｇ／ｄ未満であるのが好ましい。
【００５７】
１１０℃での熱張力傾斜は、張力−温度曲線から得ることができる。このパラメータは、１００〜１１５℃のデータ点からの線型回帰式の傾斜である。ただし、１１０℃での傾斜と言われている。パラメータは、ＴＳ（１１０）と略記され、張力−温度曲線での１１０℃での張力傾斜を表す。５．２０×１０-04［ｇ／（ｄ℃）］より高い１１０℃熱張力傾斜は、十分な中程度の温度でパッケージされたヤーンを示す。熱張力傾斜が低いと、ヤーンが高温でパッケージされており、過剰の収縮を生じる可能性があることを示す。
【００５８】
好ましくは、マルチフィラメントヤーンの伸びは約２５〜約６０％である。好ましくは、ヤーンの靭性は少なくとも約３．０ｇ／ｄである。また好ましくは、ヤーンのＢＯＳは約６〜約１４％である。更に、好ましくは、ヤーンのウースター（Ｕｓｔｅｒ）値（均一性測定）は約１．５％以下である。また好ましくは、ヤーンの熱張力ピーク温度約１４０〜約２００℃である。
【００５９】
通常、プロセスを用いて、合計デニールが約４０〜約３００およびフィラメント１本当たりのデニール（ｄｐｆ）が約０．５〜約１０のヤーンを製造することができる。
【００６０】
他の態様によれば、チーズ形パッケージは、本発明によるマルチフィラメントヤーンを含む。好ましくは、パッケージは、少なくとも７ｋｇのマルチフィラメントヤーンを含有し、ヤーン層の厚さが約４９〜約１０７ミリメートルであるときのバルジ率が１０％未満である。より好ましくは、ヤーン層の厚さが約２５〜約４９ミリメートルであるときのヤーンのバルジ率は６％未満である。好ましくは、パッケージの凹み（ｄｉｓｈ）率は２％未満である。好ましくは、パッケージは、ヤーンをパッケージに巻き付けた後、９６時間にわたって自立させた際潰れない。
【００６１】
更なる態様によれば、チーズ形パッケージは、少なくとも６ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有し、１０％未満のバルジ率を有する。好ましくは、パッケージ重量は６ｋｇを超える。より好ましくは、パッケージ重量は少なくとも９ｋｇである。ある好ましい実施形態において、マルチフィラメントヤーンを含有するチーズ形パッケージは、６ｋｇ〜約８ｋｇ含有し、高さは１００〜２６０ｍｍ、バルジ率は約１０％未満である。
【００６２】
更なる態様によれば、チーズ形パッケージは、７〜約２５ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有する。好ましくは、パッケージは７〜２０ｋｇのポリ（トリメチレンテレフタレート）マルチフィラメントヤーンを含有する。
【００６３】
本プロセスにより製造されたマルチフィラメントヤーンは、例えば、編および織布、メリヤスおよび室内装飾材料に用いることができる。
【００６４】
３ＧＴファイバーは、好ましくは少なくとも８５重量％、より好ましくは９０重量％、さらに好ましくは少なくとも９５重量％のポリ（トリメチレンテレフタレート）ポリマーを含有する。最も好ましいポリマーは、実質的に全てのポリ（トリメチレンテレフタレート）ポリマーおよびポリ（トリメチレンテレフタレート）ファイバーで用いる添加剤を含有する。（添加剤としては、酸化防止剤、安定剤（例えば、ＵＶ安定剤）、艶消し剤（例えば、ＴｉＯ2、硫化亜鉛または酸化亜鉛等）、顔料（例えば、ＴｉＯ2等）、難燃剤、帯電防止剤、染料、フィラー（炭酸カルシウム等）、抗微生物剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、増量剤、処理助剤、およびポリ（トリメチレンテレフタレート）の製造処理性および／または性能を向上させるその他化合物が挙げられる。
【００６５】
ファイバーは単成分ファイバーである。（このように、異なる２種類のポリマーまたは各領域において異なる特徴を有する同じポリマー２つでできたシースコアや並列ファイバーのような二成分および多成分ファイバーは特に排除されるが、ファイバーおよび存在する添加剤中に分散されたその他のポリマーは排除されない。）固体、中空または多中空であってもよい。丸い、またはその他ファイバー（例えば、８葉、サンバースト（ゾルとしても知られている）、スカロップオーバル、３葉、テトラチャネル（クアトラチャネルとしても知られている）、スカロップリボン、リボン、スターバースト等）を作成することができる。
【００６６】
試験方法
靭性および伸び
以下の実施例で記録したヤーンの物理特性を、インストロンコープ（Ｉｎｓｔｒｏｎ  Ｃｏｒｐ．）引っ張り試験機、型番１１２２を用いて測定した。具体的には、破断時伸び（ＥＢ）および靭性をＡＳＴＭ  Ｄ−２２５６に従って測定した。
【００６７】
ウースター（Ｕｓｔｅｒ）
ウースターテスター（Ｕｓｔｅｒ  Ｔｅｓｔｅｒ）３、ゼルウィーガーウースター（ＺＥＬＬＷＥＧＥＲ  ＵＳＴＥＲ）製タイプＵＴ３−ＥＣ３を用いた。ＡＳＴＭ  Ｄ−１４２５に従ってウースター（Ｕｓｔｅｒ）を測定した。不均一性、Ｕ％、規定値の標準偏差を、ストランド速度＝２００ｍ／分、試験時間＝２．５分で得た。
【００６８】
ボイルオフ（ｂｏｉｌ  ｏｆｆ）収縮
ボイルオフ収縮（「ＢＯＳ」）を、ＡＳＴＭ  Ｄ２２５９に従って次のようにして求めた。ある長さのヤーンから重量を吊るし、ヤーンの負荷を０．２ｇ／ｄ（０．１８ｄＮ／ｔｅｘ）とし、長さＬ1を測定した。ウエイトを外して、ヤーンを沸騰水に３０分間浸した。ヤーンを沸騰水から外し、約１分間遠心分離して、約５分間冷やした。冷却したヤーンに前述した通り同じ重量をかけた。ヤーンの新たな長さ、Ｌ2、を測定した。パーセント収縮は、次のように計算した。
【００６９】
【数３】
2007535625.tif 000005
【００７０】
ドライウォーム（ｄｒｙ  ｗａｒｍ）収縮
ドライウォーム収縮（「ＤＷＳ」）を、ＡＳＴＭ  Ｄ２２５９に従ってＢＯＳについて実質的に前述した通りにして求めた。記載した通りにＬ1を測定した。しかしながら、沸騰類に浸漬する代わりに、ヤーンを約４５℃のオーブンに入れた。１２０分後、ヤーンをオーブンから取り出して、Ｌ2を測定する前に約１５分間冷やした。パーセント収縮は、上記の式（ＩＩＩ）に従って計算した。
【００７１】
ＤＷＳを展開して、パッケージ巻き付き問題を生じる可能性のある、周囲温度でのヤーン収縮を評価した。ＳＤＹの収縮は極めて時間依存性であり、パッケージ除去後に固定期間でＤＷＳを測定するのが好ましい。
【００７２】
ＤＷＳの測定によって、ある長さのヤーンを、ヤーンがその平衡収縮の少なくとも８５％、好ましくは９５％に達する条件に曝し、ヤーンの収縮を測定することにより、３ＧＴスパンヤーンの耐エージング性を求めることができる。ＤＷＳ測定については、更に、ここにその全体が参考文献として組み込まれる２００３年９月１６日出願の米国特許出願第１０／６６３，２９５号明細書に記載されている。加熱温度は、約３０〜約９０℃、好ましくは約３８〜約５２℃、より好ましくは約４２〜４８℃である。ＤＷＳ測定におけるある加熱温度の加熱時間は、従って、次の通りである。
Ｈｅａｔｉｎｇ＿Ｔｉｍｅ≧１．５６１×１０10×ｅ-0.4482[Heating_temperature]
好ましい加熱時間は次の通りである。
Ｈｅａｔｉｎｇ＿Ｔｉｍｅ≧１．９９３×１０12×ｅ-0.5330[Heating_temperature]
加熱時間は分であり、加熱温度は摂氏度である。例えば、４１℃の加熱温度で、試料加熱時間は１６３分（２．７２時間）、好ましくは６４４分（１０．７３時間）を超える、またはこれに等しくする。４５℃の試料加熱温度の場合には、試料加熱時間は２７．２分（０．４５時間）、好ましくは７６．４分（１．２７時間）を超える、またはこれに等しくする。本発明によれば、測定は、ヤーンを４１℃に少なくとも２４時間曝した後に行って、平衡収縮を求めなければならない。
【００７３】
ＤＷＳ測定に用いたヤーンはかせまたはノンループヤーンであってもよい。かせはシングルループまたは多ループであってもよく、ループは単一または多フィラメントであってもよい。ノンループヤーン試料は、多ヤーンまたは単一ヤーンを含有していてもよく、ヤーンは単一または多フィラメントであってもよい。
【００７４】
試料長さ（加熱前Ｌ１および加熱後Ｌ２）は、かせの単一ループを作成するヤーン長さの半分であるかせ長さと定義される。試料長さは、加熱前後に実際測定可能な長さである。測定のための試料の長さＬ１は、一般的に、約１０〜１０００ｍｍ、好ましくは約５０〜７００ｍｍの範囲である。約１００ｍｍの長さＬ１は、単一ループかせの形態の試料に、約５００ｍｍのＬ１は多ループかせの形態の試料に用いるのが便利である。
【００７５】
この方法において、テンションウエイトをヤーン試料から吊るして、試料を真っ直ぐに保ち、長さＬ１を測定する。ヤーンは、一般的に、端部に結び目をつくることによりループにされる。テンションウエイトをループに吊るして、長さＬ１を周囲温度で測定する。テンションウエイトは、試料を真っ直ぐに保つのに少なくとも十分なものであるが、試料を伸張はさせないものであるのが好ましい。試料ヤーンの好ましいテンションウエイトは、以下に従って計算することができる。
テンションウエイト＝０．１×２×（かせ中のループ）×（ヤーンデニール）。
【００７６】
一般的に、試料はダブルループへと巻いてラックに吊るされる。ラックに吊るす場合、任意で、適用した重りをループから吊るしてもよい。重りは試料を安定させるのに有用である。適用された重りは、試料の収縮を制限したり、加熱中伸張させてはならない。重りを適用しないときは、試料は表面に単純に置いて、加熱中自由に収縮させる。
【００７７】
加熱は、例えば、ガスまたは液体流体を用いて行うことができる。液体を用いる場合には、ヤーンを容器に入れる。流体がガスの場合には、オーブンを用いるのが便利であり、好ましいガスは空気である。試料が自由に収縮できるようなやり方で、試料は加熱流体に配置されなければならない。
【００７８】
試料を熱から外し、少なくとも約１５分間冷却する。加熱した試料の長さを、試料からテンションウエイトを吊るして測定し、この値をＬ２として記録する。ＤＷＳを次のようにして、Ｌ１およびＬ２から計算する。
【００７９】
【数４】
2007535625.tif 000006
【００８０】
ＤＷＳは、例えば、凹み形成により現れるヤーンの耐エージングに対応する。ＤＷＳは、凹み率が増大するにつれて増大し、このように、凹み形成と関連している。フィラメント紡糸の商業的な基準で、２．５ｋｇ、直径１６０ｍｍのヤーンパッケージで、２ｍｍのＥＤ−ＭＤ直径差が可能である。従って、エージングしたヤーンの直径差が約２ｍｍ以下の場合には、商業的な基準でヤーンは許容される耐エージング性を有している。
【００８１】
ある実施形態において、以下の４つの条件の全てに適合すれば、管破損巻き付けを排除することができる。すなわち、満足いく特徴を備えたパッケージヤーンは、以下の特性を有しているのが好ましい。
（１）６３．２℃を超える収縮開始温度、
（２）１．２％未満の７０℃収縮または１．０％未満のＤＷＳ測定、
（３）０．２ｇ／ｄ未満のピーク熱張力、
（４）５．２０×１０−０４［ｇ／（ｄ*℃）］より高い１１０℃熱張力傾斜。
【００８２】
上記特性は、通常、２０〜２５℃で４日間保管した後に測定される。
【００８３】
熱張力対温度の測定
デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）製収縮−張力−温度測定装置を用いて３０℃／分の加熱速度で測定を実施した。ヤーン試料は、２００ｍｍのヤーンから、１００ｍｍの長さのループとして作成する。張力−温度測定で適用した予備張力は０．００５グラム／デニール、すなわち、予備張力（グラム）＝ヤーンデニール×２×０．００５（グラム／デニール）である。
【００８４】
ＳＤＹ張力−温度曲線は、ある温度でのピーク張力を示す。収縮ピーク張力、ピーク温度および収縮開始温度の３つのパラメータを求める。収縮ピーク張力は、張力−温度曲線のピークの高さである。ピーク温度は、張力ピークの位置である。収縮開始温度は、収縮の開始点を示すものである。収縮開始温度は、収縮張力を即時に増加することにより直線を引き、温度軸に平衡な直線を引き、張力を即時に増加する前に最低張力を通過させることにより得られる。２本の直線の交点の温度を、収縮開始温度と定義する。この収縮開始温度、およびピーク張力温度および収縮ピーク張力は全て、試験で適用された加熱速度に影響される。これらのパラメータを異なる試料について比較すると、加熱速度は同じでなければならない。
【００８５】
熱収縮対温度の測定
熱収縮対温度の測定は、熱張力対温度測定について作成された同じ試料を用いて実施された。試料を張力−温度測定と同じ試料チャンバに入れた。張力−温度および収縮−温度は別個に進めなければならない。張力−温度測定とは異なり、収縮−温度測定中、一定張力、０．０１８ｇ／ｄを維持した。収縮−温度測定で測定した変数は、温度に対する収縮である。３０℃／分の加熱速度を収縮−温度測定で適用した。
【００８６】
凹み形成
図２に示した凹み形成は、２つのパッケージ端面間のヤーンがこれらの略端面よりも収縮して、パッケージ中間直径が端部直径より小さくなる、パッケージ半径に添った方向におけるパッケージ変形を指す。凹み変形は、次の通り、凹み率として定量的に記載される。
【００８７】
【数５】
2007535625.tif 000007
【００８８】
式中、ＥＤは、パッケージ端部の直径「パッケージ端部直径」であり、ＭＤはパッケージ中間のパッケージの直径「パッケージ中間直径」であり、Ａは管コア表面に沿ったパッケージの長さである。
【００８９】
バルジ形成
図２に概略を示すバルジは、ヤーンがパッケージの元の端面より上に垂直方向に膨張した、パッケージ長さに沿った方向における変形である。バルジ形成は、以下の式によりバルジ率として定量的に記載される。
【００９０】
【数６】
2007535625.tif 000008
【００９１】
式中、ｈはバルジ高さであり、Ｌはパッケージのヤーンの厚さであり、Ｂはヤーンパッケージの最大長さであり、Ａは管コア表面に沿ったパッケージの長さであり、ＥＤはパッケージの端部の直径「パッケージ端部直径」であり、ＴＯＤは管外径である。バルジ高さ、ｈ、は下式の関係を有している。Ａ＋２ｈ＝Ｂ。パッケージのヤーン層の厚さ「Ｌ」は下式の関係を有している。ＴＯＤ＋２Ｌ＝ＥＤ。バルジ率の計算には、ヤーン層の厚さを通したパッケージ直径の影響が含まれる。従って、小さな直径のパッケージにより、主なバルジは小さくなる。バルジ形成は、パッケージ巻き付け中またはヤーン保管中に現れる。
【実施例】
【００９２】
以下の実施例は、本発明を説明するためのものであって、これに限定されるものではない。
【００９３】
実施例１
実施例１において、Ｉ．Ｖ．が１．０２の１，３ＧＴフレークを、ポリエステル用フレーク乾燥システムで乾燥した。含水量が４０ｐｐｍ以下の乾燥したフレークを、再計量のために押出し機に供給してから、紡糸ブロックに移し、紡糸口金から押し出した。紡糸口金は、それぞれ直径が０．２５４ｍｍの３４個の穴を有していた。紡糸口金から出た溶融ポリマーストリームを、固体フィラメントへの冷却空気により冷却した。まず、長さが７０ｍｍの非加熱冷却遅延ゾーン、その後、クロスフロー冷却空気ゾーンに入った。仕上げを行った後、フィラメントは、３つのゴデットの延伸システムに入った。３つのゴデットは全て同じ１９０ｍｍの直径を有していた。フィラメントを、３３３４ｍ／分の速度で９０℃の温度で第１のゴデットにより加熱した。フィラメントを、第１のゴデット／分離ロールの組み合わせに５回回転させた。第２のゴデットの速度は、紡糸速度と考えられ、４００１ｍ／分であった。特に断りのない限り、紡糸速度は、以下の実施例において全てこの値であった。第１と第２のゴデットとの間で１．３の延伸比で延伸した後、フィラメントを１５５℃の温度の第２のゴデットで熱硬化した。フィラメントを、第２のゴデット／分離ロールの組み合わせに7回回転させた。第３のゴデットオーバーフィードＯｖＦｄ（Ｇ３）＝１．３％で、第２と第３のゴデットの間でフィラメントを弛緩させた。第３のゴデットのオーバーフィードは、１００％×［ＳＰ（Ｇ２）−ＳＰ（Ｇ３）］／ＳＰ（Ｇ２）と定義され、ＳＰ（Ｇ２）は第２のゴデット速度であり、ＳＰ（Ｇ３）は第３のゴデット速度であった。フィラメントを、第３のゴデット／分離ロールの組み合わせに４回回転させた。第３のゴデットは加熱しなかった。巻き付け張力は、巻き上げオーバーフィード２．３２％により０．０７ｇ／ｄで制御した。用いた管コアは以下の仕様を有していた。管コア長さ：３００ｍｍ、巻き付きストローク：２５７ｍｍ、管コア外径：１１０ｍｍ、管壁厚さ：７ｍｍ。
【００９４】
実施例１のプロセス条件は、表１Ａの他の実施例（Ｅｘ）または比較例（Ｃ．Ｅｘ）に匹敵する。実施例１で得られたヤーン特性を表１Ｂに示す。
【００９５】
実施例２〜５および比較例１〜４
実施例２、３、４および５および比較例１、２、３および４を、表１Ａに挙げた変更以外は実施例１と同じ条件で行った。
【００９６】
表１Ａおよびそれに続く表において、以下の略称が適用される。例えば、Ｔｕｒｎ（Ｇ１）について４Ｓ５Ｇとは、分離ロールに４回半回転させ、第１のゴデットに５回半回転させることを意味する。
【００９７】
表１Ａ  第１のゴデットの影響についての紡糸条件
2007535625.tif 000009
【００９８】
温度
表１Ｂおよびそれに続く表において、以下の略称が適用される。ＤＷＳ＝ドライウォーム収縮、ＢＯＳ＝ボイルオフ収縮、Ｄｅｎ＝デニール、Ｍｏｄ＝弾性率、Ｔｅｎ＝張力、Ｅｌｏ＝伸び、％Ｕ＝ウースター（通常）、Ｔ（ｐ）＝収縮張力ピーク温度、Ｔｅｎｓ（ｐ）＝収縮ピーク張力、Ｔｏｎ＝収縮開始温度。
【００９９】
表１Ｂ−表１Ａの紡糸条件からのヤーン特性
2007535625.tif 000010
【０１００】
比較例１、実施例１、実施例２および実施例３において、第１のゴデット温度は７５℃〜１１５℃まで変わった。実施例のヤーン特性を表１Ｂに示す。比較例１において第１のゴデット温度が７５℃のときは、試験中多くの紡糸破断があった。第１のゴデット温度が９０℃、１０２℃または１１５℃のときは、紡糸は実施例１〜実施例３で良好になされ、ＢＯＳ、靭性、伸びまたはＵ％（表１Ｂ）において大きな変化はなかった。時間依存性作業を行う前に、張力ピーク、ピーク温度および収縮開始温度を測定し、約１日の遅延時間で管から採った。このため、互いに比較できるだけであり、異なる試料の遅延時間で得られた結果ではない。表１Ｂによれば、第１のゴデット温度における変化のために、ピーク張力または収縮開始温度において大きな差がないことが分かる。
【０１０１】
比較例２〜比較例４において、第１のゴデット温度は１５０℃まで増加し、第２のゴデット温度は１４５℃、延伸比は１．３であった。０．５７の第３のゴデットオーバーフィードを用いた実施例１〜実施例３、比較例２〜比較例４と比べて、これらの比較例については管破損巻き付けとなった。表１Ｂに示す通り、比較例２〜比較例４において靭性または伸びに差はない。しかしながら、温度が１２５℃〜１５０℃まで増えるにつれて、Ｕ％はやや増える。比較例２〜比較例４においてＢＯＳに大きな差はなかったが、実施例１〜実施例３のよりもかなり高かった。
【０１０２】
実施例４および５の第１のゴデット温度は９０℃および１１５℃であった。実施例１、２および３に比べて、延伸比は実施例１および２においては低かったが、その他の条件は同じであった。表１Ｂから、第１のゴデット温度が９０℃〜１１５℃まで増えると、ＢＯＳは増加する傾向があり、伸びは減少する傾向があり、ピーク温度は減少する傾向があり、収縮開始温度または張力ピークは増加する傾向があることが分かる。実施例１、２および３についてのものと同様の実施例４および５の試料遅延時間は約１日であった。従って、ピーク温度、張力ピークおよび収縮開始温度は、２組の実施例間で匹敵するものである。実施例４および５のピーク温度、張力ピークおよび収縮開始温度は、実施例１、２および３よりも高い。これらの違いは、第２のゴデット温度および延伸比における差に起因する。
【０１０３】
実施例６〜１１および比較例５〜７
これらの実施例は、表２Ａに挙げた変更以外は、実施例１と同じ条件で実施した。表２Ａの紡糸条件に対応するヤーン特性を表２Ｂに示す。
【０１０４】
表２Ａ−延伸比の影響についての紡糸条件
2007535625.tif 000011
【０１０５】
ヤーン特性を以下の表２Ｂに示す。
【０１０６】
表２Ｂ−表２Ａに挙げた紡糸条件からのヤーン特性
2007535625.tif 000012
【０１０７】
ＤＷＳ、ＢＯＳ、ピーク張力およびピーク温度のような収縮特性における大きな変化は、延伸比が管破損巻き付けに重大な影響を与えることを示している。１．２、１．３および１．４の延伸比は、９０℃の第１のゴデット温度および表２Ａに示すその他条件で、実施例４、実施例１および実施例６において適用された。実施例４、１および６において延伸比が増加すると、伸びは減少し、ＤＷＳおよびＢＯＳは表２Ｂに示す通り増加する。表２Ｂの試料の遅延時間は、遅延時間が約１日であった表１Ｂのものと同様である。実施例４、１および６のうち低延伸比で、ピーク温度は高く、張力ピークは低く、収縮開始温度は高延伸比でのものより高かった。実施例５、３および７において、実施例４、１および６と同じだが、９０℃に対して１１５℃と高い第１のゴデット温度で、延伸比を適用した。実施例５、３および７の結果は、実施例４、１および６と同様であった。しかしながら、比較例５において延伸比が１．７まで増加すると、ヤーンを張るのが難しくなった。比較例６および７では、１．５の延伸比を、第１のゴデット温度１２５℃で適用した。比較例６と比較例７との間の差は、比較例７では、巻き付け張力を減少するために、高い巻き上げオーバーフィードを用いたことである。表２Ｂに示した通り、比較例６および比較例７においては多くの紡糸破断があり、巻き付け張力は高すぎた。
【０１０８】
比較例８〜１３
これらの実施例は、ゴデット−１に回転させた回数の、スレッドライン安定性に対する影響、およびＵ％で表される最良ヤーン均一性を試験するものである。
【０１０９】
表３Ａ−スレッドラインを第１のゴデットに回転させた回数の影響についての紡糸条件
2007535625.tif 000013
【０１１０】
表３Ｂ−表３Ａに挙げた紡糸条件からのヤーン特性
2007535625.tif 000014
【０１１１】
比較例８、９および１０において、回転させた回数は、４Ｓ５Ｇ（分離ロールに４回半回転、ゴデットに５回半回転）から６Ｓ７Ｇまで変えた。６Ｓ７Ｇは、４Ｓ５Ｇや５Ｓ６Ｇよりもあまり安定しないスレッドラインを第１のゴデットに与え、Ｕ％は高くなる傾向があることが分かった。比較例１１、１２および１３を比べると同様の結果が見られた。紡糸性能が良好であることが明らかであり、４Ｓ５Ｇまたは５Ｓ６Ｇでは、第１のゴデットにスレッドラインが好ましい回数回転した。
【０１１２】
巻き付け張力を良好に制御し、第３のゴデットのスレッドラインの滑りを減少するために、第３のゴデットへ回転させた回数を実施例３および８で調べた。表４Ａに紡糸を、表４Ｂに２つの実施例についてのヤーン特性条件を示す。
【０１１３】
表４Ａ−スレッドラインを第３のゴデットに回転させた影響についての紡糸条件
2007535625.tif 000015
【０１１４】
表４Ｂ−表４Ａに挙げた紡糸条件からのヤーン特性
2007535625.tif 000016
【０１１５】
表４Ｂから明らかな通り、第３のゴデットへの巻き付けは、３Ｓ４Ｇから０Ｓ１Ｇまで減少し、巻き付け張力は６．３グラムから１４．１グラムへ増加した。他の特性に変化はなかった。第３のゴデットへ回転させた回数の差のために、この巻き付け張力差によれば、第３のゴデットへ回転させた回数が少ないと、第３のゴデットでのスレッドラインのすべりがより生じるということが分かる。従って、ワインダと第３のゴデットとの間の実際のオーバーフィードは減少する。ただし、実施例３および実施例８との間に速度設定変化はなかった。
【０１１６】
以下の実施例において、管破損巻き付けの発生を、管コアを除いた重量約２．４ｋｇおよびパッケージ直径約１５８ｍｍのパッケージサイズに基づいて求めた。管破損巻き付けは、以下のいずれかが観察されるときに生じるものとしてリストしてある。（１）少なくともそのサイズのパッケージが、スピンドルに固着して、除去できない、または、（２）少なくともそのサイズのパッケージが、スピンドルから除去できるが、破損線が管コアの内壁にはない。
【０１１７】
実施例９および比較例１７〜１８
これらの実施例の紡糸条件を表５Ａに示す。これらの実施例で作成したヤーンの特性は表５Ｂに示す。これらの各実施例について適切な巻き付け張力を得るために、巻き上げオーバーフィードを調整した。表５Ａに示してある。表５Ａおよび５Ｂに示す通り、管破損巻き付けは、これら３つの実施例の中で第３のゴデットが０および０．７％でオーバーフィードされるときに生じる。表５Ｂに示す通り、第３のゴデットオーバーフィードの増加により、ＤＷＳまたは７０℃での収縮が減じ、収縮ピーク張力が減じ、収縮開始温度が増加する。
【０１１８】
表５Ａ  紡糸条件
2007535625.tif 000017
【０１１９】
表５Ｂ  表５Ａに示した実施例についてのヤーン特性
2007535625.tif 000018
【０１２０】
実施例９〜１２および比較例１６
実施例９〜１２および比較例１６は、第２のゴデット温度の管破損巻き付けに与える影響を示すものである。これらの実施例によれば、大きなサイズのパッケージを紡糸条件で巻き付けると、管破損巻き付けとならないことが示されている。第２のゴデット温度が変化したとき、第３のゴデットオーバーフィードは１．７０％に設定した。パッケージ巻き付けの４つの例を表６Ａに挙げてある。他の条件は実施例１と同様である。比較として、比較例１６の紡糸条件も表６Ａに示す。パッケージ巻き付けの実施例のヤーン特性を表６Ｂに示す。
【０１２１】
表６Ａ  パッケージ巻き付けの実施例についての紡糸条件
2007535625.tif 000019
【０１２２】
表６Ｂ  表６Ａに挙げた紡糸条件からのヤーン特性
2007535625.tif 000020
【０１２３】
表６Ａおよび６Ｂにおいて、１２０℃を超えるゴデット温度での管破損巻き付けは排除した。約１４５℃〜１９５℃の温度が、約１．７％の第３のゴデットオーバーフィード、約１．５６％の巻き上げオーバーフィード、および前述の実施例および表に指定したその他特性と組み合わせるのに十分であった。
【０１２４】
第２のゴデットでこれより高い温度を用いると、伸びおよび靭性が基本的に維持されるが、ピーク張力は減少し、ピーク張力温度および収縮開始温度は増加する。ある伸びおよび靭性で、最良の第２のゴデット温度は、適切な第３のゴデットオーバーフィードの選択に密接につながっている。
【０１２５】
表６Ｃ  パッケージ巻き付けの実施例についてのパッケージ形成の内容
2007535625.tif 000021
【０１２６】
実施例９〜実施例１１の条件を用いて、低バルジで、管破損巻き付けなしで、従来のサイズのパッケージより大きなパッケージを作成した。
【０１２７】
比較例２１〜２６
管破損巻き付けは、他のヤーンの特性を満足していても、高すぎるパッケージング温度の結果生じる。以下の比較例は、第３のゴデット温度の影響を示している。比較例２１〜２５は、第２のゴデットを飛び越して作成した。比較例２１〜２６の紡糸条件を表７Ａに示す。表７Ａに示されていないその他条件は実施例１で適用されたものと同じである。これらの実施例で得られたヤーンの特性を表７Ｂに示す。実施例１１の紡糸条件およびヤーン特性も比較として表７Ａおよび７Ｂに示す。
【０１２８】
表７Ａ  管破損巻き付けの実施例
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【０１２９】
表７Ｂ  表に挙げた紡糸条件についてのヤーン特性
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【０１３０】
管に回転させた後、ヤーンは巻き付けパッケージに留めた。巻き付けパッケージの温度は、パッケージ温度が室温に戻る前、ヤーンを更にアニールするのに十分な時間にわたって高温のままとした。このため、巻き付けパッケージの高温は、ピーク温度まで増加し、ピーク張力およびＤＷＳまたはＢＯＳは劇的に減少した。管破損巻き付けは、この高温のために生じた。必要な本発明の特性範囲内にある実施例１１では管破損巻き付けはなかった。
【０１３１】
本発明の実施形態の前述の開示内容は、例証および説明のために示されてきた。本発明は、開示された正確な形態で網羅または限定されるものではない。本明細書に記載した実施形態の様々な変化および修正は、開示内容を鑑みれば当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】ヤーンを製造する例証のプロセスおよび装置を示す。
【図２】バルジおよび凹み変形を示すヤーンパッケージの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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