(57)【要約】  ６．５ｇ／ｄｅｎを超える引っ張り強度を示す添加剤を有するナイロンステープルファイバー、並びにそのファイバーから製造される糸、布地、及び他の製造物品が提供される。また、添加剤を有するナイロンステープルファイバー製造する方法も提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナイロンポリマーと、
添加剤と、
を備えるナイロンステープルファイバーであって、
６．５ｇ／ｄｅｎを超える引っ張り強度を有する、ナイロンステープルファイバー。
【請求項２】
前記添加剤が、顔料、紫外線（ＵＶ）保護用の添加剤、又は火炎若しくは火災（ＦＲ）耐性のための添加剤から選択される、請求項１に記載のナイロンステープルファイバー。
【請求項３】
前記添加剤が、約１０ｐｐｍ〜約５０，０００ｐｐｍの量で存在する顔料である、請求項１に記載のナイロンステープルファイバー。
【請求項４】
前記ナイロンポリマーが、ナイロン６，６、ナイロン６、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載のナイロンステープルファイバー。
【請求項５】
前記ナイロンポリマーが、約０．０４〜約４重量％のナイロンポリマーの量で、スルホン化イソフタル酸（ＳＩＰＡ）のモノマー塩を更に含む、請求項１に記載のナイロンステープルファイバー。
【請求項６】
前記ナイロンポリマーが、約０．０４〜約４重量％のナイロンポリマーの量で、モノマーメチルペンタメチレンジアミン（ＭＰＭＤ）を更に含む、請求項１に記載のナイロンステープルファイバー。
【請求項７】
１０％伸長時の強度が３．０ｇ／ｄｅｎ超である、請求項１に記載のナイロンステープルファイバー。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のナイロンステープルファイバーから紡糸された糸。
【請求項９】
少なくとも１つのコンパニオンステープルファイバを更に備える、請求項８に記載の糸。
【請求項１０】
前記コンパニオンステープルファイバーが、セルロース誘導体、変性セルロース誘導体、動物繊維、耐火性ポリエステル、耐火性ナイロン、耐火性レーヨン、耐火性処理セルロース、ｍ−アラミド、ｐ−アラミド、モダクリル、ノボロイド、メラミン、ポリ塩化ビニル、帯電防止繊維、ＰＢＯ（１，４−ベンゼンジカルボン酸、４，６−ジアミノ−１，３−ベンゼンジオールジヒドロクロリドを有するポリマー）及びＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項９に記載の糸。
【請求項１１】
前記ナイロン含有量が５％以上である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の糸。
【請求項１２】
少なくとも一部が、請求項１〜７のいずれか一項に記載のナイロンステープルファイバー又は請求項８〜１１のいずれか一項に記載の糸を含む、製造物品。
【請求項１３】
布地である、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項１４】
デニム布地である、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項１５】
前記デニム布地が、前記ナイロンステープルファイバーに含まれる前記顔料と類似の色で過剰染色される、請求項１４に記載の製造物品。
【請求項１６】
不織布複合体である、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項１７】
前記不織布複合体が、セルロース繊維又はリサイクル合成繊維又は天然繊維を更に含む、請求項１６に記載の製造物品。
【請求項１８】
前記セルロース繊維又はリサイクル合成繊維又は天然繊維が、再利用デニムを含む、請求項１７に記載の製造物品。
【請求項１９】
前記布地が固体色で染色され、かつ／又は均一な暗い色合いを呈する、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２０】
前記布地が改善された紫外線堅牢度を示す、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２１】
前記布地が改善された染料洗濯堅牢度を示す、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２２】
前記布地がカモフラージュ印刷である、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２３】
前記布地が、６００〜９００ｎｍの範囲の低減されたＮＩＲ（近赤外）反射率を示す、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２４】
前記布地が、９００〜２５００ｎｍの範囲の下部及び平坦化されたＳＷＴＲ（短波長赤外）反射率を示す、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２５】
前記布地が難燃性である、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２６】
前記布地が、改善された電気アーク定格を呈する、請求項１２に記載の製造物品。
【請求項２７】
添加剤を有する高強度又は耐荷重性ナイロンステープルファイバーを製造するための方法であって、
添加剤を有するナイロンポリマーをフィラメントに溶融紡糸することと、
前記フィラメントを均一に急冷することと、
複数のこれらの急冷フィラメントからトウを形成することと、
前記トウを蒸気の存在下で延伸することと、
前記延伸されたトウをアニーリングすることと、
得られた延伸及びアニーリングされたトウをステープルファイバーに変換することと、を含む方法。
【請求項２８】
前記添加剤が、顔料、ＵＶ保護用添加剤、又はＦＲ耐性のための添加剤から選択される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
アニーリングが張力下で行われる、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記ナイロンステープルファイバーが、６．５ｇ／ｄｅｎを超える破断強度を有する、請求項２７〜２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記ナイロンステープルファイバーが、３．０ｇ／ｄｅｎ超の１０％伸長時の強度を有する、請求項２７〜３０のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２０１７年１０月２０日に出願された、米国特許仮出願第６２／５７５０９１号に対する優先権を主張し、その教示全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、添加剤を含有する高耐荷重性ナイロンステープルファイバー及びその製造方法、並びにブレンドされた糸、布地、及び他の製造物品におけるそれらの使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
ナイロンは、長年にわたって製造及び商業的に使用されてきた。第１のナイロンファイバーは、ナイロン６，６，ポリ（ヘキサメチレンアジパミド）であった。ナイロン６，６ファイバーは、依然として製造され、主要なナイロンファイバーとして商業的に使用されている。多くの他のナイロンファイバー、特にカプロラクタムから調製されたナイロン６ファイバーもまた、製造されており、商業的使用される。ナイロンファイバーは、織物布地の糸、及び他の目的で使用される。織物布地では、本質的に２つの主要な糸のカテゴリ、すなわち、連続フィラメント糸及びステープルファイバーすなわち切断ファイバーから作製された糸が存在する。
【０００４】
ナイロンステープルファイバーは、従来、ナイロンポリマーをフィラメントに溶融紡糸し、非常に多数のこれらのフィラメントを回収してトウにし、トウを延伸操作に供し、次いで、例えば、ステープルカッターでトウをステープルファイバーに変換することによって作製されてきた。トウは、通常、何千ものフィラメントを含有し、一般に、全デニールで数十万（又はそれ以上）のオーダーである。延伸操作は、フィラメント内のナイロンポリマーの配向を増加させるために、１組のフィードロールと１組の延伸ロール（フィードロールよりも高速で動作する）との間でトウを搬送することを伴う。延伸は、トウがステープルファイバーに変換される前に、トウフィラメントにおけるナイロン結晶化度を増加させるために、アニーリング操作と組み合わされることが多い。
【０００５】
ナイロンステープルファイバーの利点の１つは、特に綿などの天然繊維（短ステープルと呼ばれることが多い）及び／又は他の合成繊維と容易にブレンドされて、そのようなブレンドから誘導可能な利点を達成することである。特に、綿とナイロンとのブレンドを含む糸から作製された布地の耐久性及び経済性を改善するために、特に望ましい形態のナイロンステープルファイバーが、綿とのブレンドのために長年にわたって使用されてきた。これは、そのようなナイロンステープルファイバーが、Ｈｅｂｅｌｅｒの米国特許第３，０４４，２５０号、同３，１８８，７９０号、同３，３２１，４４８号、及び同３，４５９，８４５号（これらの開示は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に開示されるように、比較的高い耐荷重性を有するためである。Ｈｅｂｅｌｅｒによって説明されるように、ナイロンステープルファイバーの耐荷重能力は、７％伸長時の強度（Ｔ７）として便宜的に測定され、Ｔ７パラメータは、標準的な測定値として長い間受け入れられており、インストロン機で容易に読み取られる。
【０００６】
ナイロンステープル繊維を調製するためのＨｅｂｅｌｅｒプロセスは、上述のナイロン紡糸、トウ形成、延伸、及び変換操作を伴う。その後、ナイロンステープルファイバーを調製するためのＨｅｂｅｌｅｒプロセスの改善が、トウ延伸操作の性質を修正すること、及び特定の種類のアニーリング（又は高温処理）及びその後の冷却工程を全体的なプロセスに加えることによって行われてきた。例えば、米国特許第５，０９３，１９５号及び同第５，０１１，６４５号でＴｈｏｍｐｓｏｎは、例えば、５５のギ酸相対粘度（ＲＶ）を有するナイロン６，６ポリマーが、フィラメントに紡糸され、その後延伸され、アニーリングされ、冷却され、フィラメント当たり約６．８〜６．９のデニールの破断時強度Ｔが約２．４４で、約２．４〜３．２の耐荷重能力Ｔ７を有するステープルファイバーに切断する、ナイロンステープルファイバー調製を開示する。このようなナイロンステープルファイバーは、綿とブレンドされ、改善された糸強度の糸に形成されることがＴｈｏｍｐｓｏｎ特許に更に開示されている。（これらのＴｈｏｍｐｓｏｎ特許の両方は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。）
【０００７】
Ｔｈｏｍｐｓｏｎ技術に従って調製されたナイロンステープルファイバーは、ＮＹＣＯ糸（一般に５０：５０ナイロン／綿比で）にブレンドされ、これらの糸はＮＹＣＯ布地を調製するために使用される。このようなＮＹＣＯ布地（例えば、織布）は、戦闘用ユニフォーム及び衣料品における適用を見出す。そのような布地は、一般的に軍事用又は他の頑丈な衣料品用に十分であることが判明しているが、例えば、軍事当局は、より軽量であり、コストが低く、かつ／又はより快適でありながら、なお耐久性が高く又は耐久性が改善され得る、改善された布地を継続的に求めている。
【０００８】
ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５３３３号は、７．５ｇ／ｄｅｎ７．５ｇ／ｄｅｎ超の破断強度及び／又は４．０ｇ／ｄｅｎ超の１０％伸長時の強度を有する高強度つまり耐荷重性ナイロン糸並びに糸、布地及び製造物品及びそれらの製造方法を開示している。
【０００９】
カーボンブラックなどの顔料を特に軍事衣料品において繊維に添加するという要望及び利益が示されている。例えば、米国特許第５，８３０，５７２号、米国特許第７，００８，６９４号及び米国特許第７，３２０，７６６号を参照されたい。
【００１０】
加えて、デニム及びキャンバス布地、特にダークデニム、特に黒色デニムは、市場において人気があるが、業界では退色又は色堅牢度の問題を有することが知られている。例えば、黒色デニムの場合、繰り返し洗濯／摩耗後に着色が急速に消える。また、綿繊維又はセルロース繊維とのブレンドとしてナイロンを添加すると、耐摩耗性を改善することにより、糸及び結果として得られる布地の耐久性を著しく改善することも知られている。黒色デニム布地を染色するために使用される黒色染料は、ナイロンを染色するだけであり、染料が綿繊維上にあるときには、ナイロン繊維上は暗色でも永久的でもない。
【００１１】
しかしながら、綿繊維又はセルロース繊維を有するナイロンステープルの任意のブレンドは、高強度／高弾性率を必要とする。
【００１２】
繊維の溶融紡糸の前に顔料などの添加剤をポリマーに添加することは、歴史的に繊維物理的特性を低減してきた。例えば、有機顔料は、ナイロンを架橋し、その粘度を変化させ、繊維を弱める球晶を形成し、延伸張力及びフィラメントの破断を増加させる傾向がある。より多くの顔料が添加されると、強度損失が大きくなる。これらの低減された繊維特性は、結果として糸及び布地強度を低下させるという問題に起因して、着色されたナイロンステープルとセルロース繊維との混合を防止又は制限してきた。
【００１３】
例えば、ＤｕＰｏｎｔは、自動車内装品に使用するために、１９９０年代半ばから後期に着色されたナイロンステープルを製造した。得られたナイロンステープル製品は、５．５グラム／デニールの破断強度を有した。その時点で特定された唯一の最終用途は、自動車／家庭内装品用に１００％形態で紡糸される糸であった。
【００１４】
米国特許第５，２９０，８５０号は、ポリマーと着色顔料との溶融ブレンドから着色されたヘキサメチレンアジパミド繊維を溶融紡糸するための改善されたプロセスを開示しており、ポリマーは、７．５グラム／デニール超の強度を呈するヘキサメチレンを形成する元以外の２つの異なる二官能性繰り返しアミド形成部分を有するランダムインターポリアミド又はブロックポリマーである。
【００１５】
布地及び他の製造物品に使用するための添加剤を有する、追加の高荷重性ナイロンステープルファイバーが必要とされている。
【発明の概要】
【００１６】
通常、溶融紡糸プロセス中に任意の無機又は有機顔料又は添加剤をポリマーに添加することにより、得られる繊維強度が低下する。繊維強度損失は、糸及び得られた布地のより低い強度をもたらす。本発明者らは、繊維形成前に添加剤をナイロンポリマーに添加し、蒸気アシスト／アニーリングプロセスの下で繊維を延伸することにより、添加剤を含有する高強度／高弾性率繊維の製造がもたらされることを予期せず見出した。
【００１７】
したがって、本発明の一態様は、ナイロンポリマーと添加剤とを含むナイロンステープルファイバーに関する。本発明の添加剤を有するナイロンステープルファイバーは、６．５ｇ／ｄｅｎを超える破断強度を示す。非限定的な一実施形態では、ナイロンステープル繊維は、３．０ｇ／ｄｅｎを超える１０％伸長時の強度を示す。これらの繊維に含まれ得る添加剤の非限定的な例は、顔料、並びに火災又は火炎（ＦＲ）耐性及び／又は紫外線（ＵＶ）保護用に含まれる添加剤である。
【００１８】
本発明の別の態様は、ナイロンステープルファイバーから紡糸された糸に関する。非限定的な１つでは、糸は、少なくとも１つのコンパニオンステープルファイバーを更に含む。非限定的な一実施形態では、糸のナイロン含有量は５％超である。非限定的な一実施形態では、糸のナイロン含有量は３０％．超である。非限定的な一実施形態では、糸のナイロン含有量は５０％超である。このような糸は、有利に軽量、快適、低コストで耐久性があり、それゆえ、例えば、軍事用衣料品、例えば、戦闘用ユニフォーム又は他の厳しい用途のための衣料品への使用に特に好適な布地及び他の製品物品に製造することができる。
【００１９】
本発明の別の態様は、製造物品に関し、少なくともその一部は、本発明のナイロンステープルファイバー又は糸を含む。
【００２０】
非限定的な一実施形態では、製造物品は布地である。
【００２１】
非限定的な一実施形態では、布地は単色で染色され、及び／又は均一な暗い色合いを呈する。
【００２２】
非限定的な一実施形態では、布地は、そのような顔料含有成分又は添加剤成分を含まない最も近い比較布地よりも改善されたＵＶ光堅牢度を呈する。
【００２３】
非限定的な一実施形態では、布地は、そのような顔料含有成分又は添加剤成分を含まない最も近い比較布地よりも改善された染料洗濯堅牢度を呈する。
【００２４】
非限定的な一実施形態では、布地はカモフラージュ模様である。この布地は、典型的には、布地は生機つまり非着色布地であってもよいが、ポリアミド６，６又はナイロン６，６などの着色合成繊維を使用することによって構築される。しかしながら、繊維が着色される場合、模様は、着色された布地の上に依然として生じ得る。
【００２５】
非限定的な一実施形態では、布地は、６００〜９００ｎｍの範囲のＮＩＲ（近赤外線）反射率、及び／又は９００〜２５００ｎｍの範囲の下部及び平坦化されたＳＷＩＲ（短波長赤外線）反射率を呈する。更に、布地は、ＳＷＩＲスペクトルで印刷された布地に使用される個々の色間の赤外線（ＩＲ）反射率曲線分離を増加させ、夜間視力ゴーグル監視に対する更なる阻害及び改善されたカモフラージュ有効性を提供する。
【００２６】
非限定的な一実施形態では、布地は、改善された耐炎性特性を有する。
【００２７】
非限定的な一実施形態では、布地は、そのような顔料含有成分又は添加剤成分を含まない最も近い比較布地よりも改善された電気アーク評価を呈する。
【００２８】
非限定的な一実施形態では、製造物品はデニム布地である。非限定的な一実施形態では、デニム布地は、ナイロンステープルファイバーに含まれる顔料と同様の色で過剰染色される。更に、繊維が黒色であり、布地が暗色に印刷されると、より均一に染色された製品が得られるが、これは、黒色繊維は、布地を透かして見える白色繊維の外観を最小化又は排除するように作用するためである。
【００２９】
別の非限定的な実施形態では、製造物品は不織布複合体である。このような複合体の最終用途としては、産業（フェルト／裏張り／濾過／絶縁材）、衣料（ライナー布地を含む）、履物、袋／パックハードギア、ＦＲ（化学処理又は固有ＦＲ繊維技術との組み合わせ）、バイオケミカル、又は他の特殊保護ウェアを含む耐久性及び半耐久性（使い捨て若しくは半使い捨て）衣類又はＰＰＥ、が挙げられるがこれらに限定されない。
【００３０】
本発明の更に別の態様は、高強度又は高耐荷重性の着色されたナイロンステープル繊維を製造するための方法に関する。本発明の方法は、ナイロンポリマーを顔料とともにフィラメントに溶融紡糸することと、次いでフィラメントを均一に急冷することと、多数のこれらの急冷フィラメントからトウを形成することと、を含む。次いで、トウを蒸気の存在下で延伸する。次いで、延伸されたトウをアニールし、得られた延伸及びアニールしたトウをステープルファイバーに変換する。非限定的な一実施形態では、アニーリングは張力下で行われる。この方法に従って製造されたナイロンステープルファイバーは、６．５ｇ／ｄｅｎを超える破断強度を有する。非限定的な一実施形態では、この方法に従って調製されたナイロンステープルファイバーは、３．０ｇ／ｄｅｎを超える１０％伸長時の強度を有する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本開示によって、６．５ｇ／ｄｅｎ超の破断強度及び／又は３．０ｇ／ｄｅｎを超える１０％伸長時強度を示す添加剤を有する高強度又は高耐荷重性ナイロンステープルファイバー、少なくとも一部がこれらの繊維から調整される糸、布地、及び他の製造物品、及びそれらの製造方法が提供される。
【００３２】
ナイロンステープルファイバーに含まれる添加剤の非限定的な例は、顔料、ＵＶ保護を提供する添加剤、及びＦＲ耐性のための添加剤である。
【００３３】
非限定的な一実施形態では、添加剤は、約１０ｐｐｍ〜約５０，０００ｐｐｍの量で存在する顔料である。非限定的な一実施形態では、顔料はカーボンブラックである。好適な顔料の更なる例は、ウルトラマリンバイオレット、硫黄を含有するナトリウム及びアルミニウムのケイ酸塩；ハンパープル、ＢａＣｕＳｉ２Ｏ６；コバルトバイオレット、コバルト酸オルトリン酸塩；マンガンバイオレット、ＮＨ４ＭｎＰ２Ｏ７；ウルトラマリン、Ｎａ８−１０Ａｌ６Ｓｉ６Ｏ２４Ｓ２−４；ペルシアンブルー、（Ｎａ，Ｃａ）８（ＡｌＳｉＯ４）６（Ｓ，ＳＯ４，Ｃｌ）１−２；コバルトブルー、コバルト（ＩＩ）スズ；エジプシャンブルー、（ＣａＣｕＳｉ４Ｏ１０）；ハンブルー、ＢａＣｕＳｉ４Ｏ１０；アズライト、（Ｃｕ３（ＣＯ３）２（ＯＨ２））；プルシアンブルー、ヘキサシアノ鉄酸塩、インミンブルー、（Ｙｌｎ１−ｘＭｎｘＯ３）；カドミウムグリーン、ＣｄＳ及びＣｒ２Ｏ３の混合物；クロム緑、酸化クロム；ビリジアン、水和酸化クロム；Ｒｉｍｎａｎ’ｓグリーン、ＣｏＺｎＯ２；マラカイトライト、（Ｃｕ２ＣＯ３（ＯＨ）２）；Ｐａｒｉｓ  ｇｒｅｅｎ，Ｃｕ（Ｃ２Ｈ２Ｏ２）２．３Ｃｕ（ＡｓＯ２）２）；Ｓｃｈｅｅｌｅの緑色、ＣｕＨＡｓＯ３；典型的には、酢酸クプリド及び／又はマラカイトであるＶｅｒｄｉｇｒｉｓ；Ｖｅｒｏｎａ  ｇｒｅｅｎ，（Ｋ［（Ａｌ，ＦｅＩＩＩ），（ＦｅＩＩ，Ｍｇ］（ＡｌＳｉ３，Ｓｉ４）０１０（ＯＨ）２）；雄黄、（Ａｓ２Ｓ３）；プリムローズイエロ−、（ＢｉＶＯ４）；カドミウムイエロー、ＣｄＳ；クロムイエロー、ＰｂＣｒＯ４；コバルトイエロー、（Ｋ３Ｃｏ（ＮＯ２）６）；イエローオーカー、（Ｆｅ２Ｏ３．Ｈ２Ｏ）；チタンイエロー；硫化第二スズ、ＳｎＳ２；カドミウムオレンジ、硫セレン化カドミウム、クロムオレンジ、（ＰｂＣｒＯ４＋ＰｂＯ）；鶏冠石、ＡＳ４Ｓ４、カドミウムレッド、ＣｄＳｅ；インディアンレッド；レッドオーカー、Ｆｅ２Ｏ３；バーントシェンナ；バーミリオン、ＨｇＳ；ローアンバー、Ｆｅ２Ｏ３＋ＭｎＯ２＋ｎＨ２Ｏ＋Ｓｉ＋ＡｌＯ３；ローシェンナ；アイボリーブラック；バインブラック；ランプブラック；マーズブラック、Ｆｅ３Ｏ４、二酸化マンガン、チタンブラック、Ｔｉ２Ｏ３、アンチモンホワイト、Ｓｂ２Ｏ３、硫酸バリウム、リトポン、ＢａＳＯ４．ＺｎＳ；クレムニッツホワイト、（（ＰｂＣＯ３）２・Ｐｂ（ＯＨ）２）；二酸化チタン、ＴｉＯ２；、及び酸化亜鉛、ＺｎＯである。
【００３４】
また、本開示によって、高強度繊維及びセルロース繊維又は再生合成繊維又は天然繊維を含む不織布複合体も提供される。
【００３５】
本明細書で使用するとき、用語「耐久性のある」及び「耐久性」は、そのような布地の意図される最終用途のために好適に高い掴み強度及び引裂強度並びに摩耗に対する耐性を有し、このような望ましい性質を布地使用開始後の適切な時間長さ保持することを特徴とする布地の傾向を指す。
【００３６】
本明細書で使用するとき、紡糸された糸に言及する際、用語「ブレンド」又は「ブレンドされた」は、少なくとも２種類の繊維の混合物を意味し、混合物は、各種類の繊維の個々の繊維が、他の種類の個々の繊維と実質的に完全に混合されて、更なる処理及び使用において完全性を維持するのに十分な絡み合いを有する、実質的に均質な繊維の混合物を提供する。
【００３７】
本明細書で使用するとき、綿番手は、８４０ヤードの長さに基づく糸番号付けシステムを指し、糸の番手は、１ポンドを秤量するために必要とされる８４０ヤードのかせの数に等しい。
【００３８】
本明細書に列挙される全ての数値は、用語「約」によって修飾されると理解される。
【００３９】
いくつかの実施形態は、ある特定の特性を有する添加剤を有する改良されたナイロンステープルファイバーの調製、及びそのような糸から織られた布地に基づくものであり、添加剤を有するこれらの改善されたナイロンステープルファイバーは、少なくとも１つの他の繊維とブレンドされる。他の繊維としては、綿などのセルロース誘導体、耐火性（ＦＲ）処理セルロースなどの変性セルロース誘導体、ポリエステル、レーヨン、羊毛などの動物繊維、ＦＲポリエステル、ＦＲナイロン、ＦＲレーヨン、ｍ−アラミド、ｐ−アラミド、モダクリル、ノボロイド、メラミン、ポリ塩化ビニル、帯電防止繊維、ＰＢＯ（１，４−ベンゼンジカルボン酸、４，６−ジアミノ−１，３−ベンゼンジオールジヒドロクロリドを有するポリマー）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダゾール）、及びこれらの組み合わせが挙げられ得る。いくつかの実施形態のナイロンステープルファイバーは、糸及び布地に対する強度及び／又は耐摩耗性の増加を提供することができる。これは、綿及び羊毛などの比較的弱い繊維との組み合わせに特に当てはまる。
【００４０】
本明細書で調製及び使用される添加剤を有するナイロンステープルファイバーの具体的な特性としては、７％及び１０％伸長時の繊維強度に関して定義される繊維デニール、繊維強度、及び繊維耐荷重能力が挙げられる。
【００４１】
本明細書における添加剤を有する所望のナイロンステープルファイバーの実現は、特定の選択された特性を有し特定の選択された加工操作及び条件を使用して処理されたナイロンポリマーフィラメント及びトウのステープルファイバー製造における使用に基づくものである。具体的には、本発明者らは本明細書において、添加剤を有するナイロンステープルファイバーの製造中のアニーリング中のフィードと延伸モジュールとの間の蒸気の導入及び／又は張力の導入が、そのような繊維添加剤の添加に伴う強度の低下を著しく阻害するか、又は防止することを見出した。本発明の非限定的な一実施形態では、蒸気が、フィードと延伸モジュールとの間に蒸気チャンバを追加することによってプロセスに導入され、これにより、過剰な水をアニーリング前に除去することができる。いかなる特定の理論にも制限されるものではないが、蒸気チャンバは、ナイロンの延伸力を低減するために十分な熱／蒸気を加え、延伸を蒸気チャンバに配置させ、フィードロール出口の上に又はフィードロール出口に配置させないのに役立つと考えられる。蒸気は、圧力によって制御することができる。
【００４２】
本発明のナイロンフィラメントの紡糸に用いられるナイロンポリマー自体は、従来の方法で製造することができる。いくつかの実施形態のプロセス及びフィラメントに使用するのに好適なナイロンポリマーは、合成溶融紡糸可能又は溶融紡糸ポリマーを含む。このようなナイロンポリマーは、主に脂肪族である、すなわち、ポリマーのアミド結合の８５％未満が２つの芳香環に結合しているポリアミドホモポリマー、コポリマー、及びこれらの混合物を含むことができる。ナイロン６，６であるポリ（ヘキサメチレンアジパミド）及びナイロン６であるポリ（εカプロアミド）などの広く使用されているポリアミド重合体、並びにそれらのコポリマー及びこれらの混合物であるが、いくつかの実施形態に従って使用され得る。有利に使用され得る他のポリアミドポリマーは、ナイロン１２、ナイロン４，６、ナイロン６，１０、ナイロン６，１２、ナイロン１２，１２、並びにそれらのコポリマー及びこれらの混合物である。いくつかの実施形態のプロセス、繊維、糸及び布地に使用することができるポリアミド及びコポリアミドの例示は、米国特許第５，０７７，１２４、５，１０６，９４６号及び同第５，１３９，７２９号（それぞれＣｏｆｅｒら）に記載されているものであり、ポリアミドポリマー混合物は、ＧｕｔｍａｎｎによりＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒｓ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、４１８−４２０ページ、４６巻，１９９６年１２月に記載のものである。これらの出版物は全て、参照により本明細書に組み込まれる。
【００４３】
非限定的な一実施形態では、ポリマーは、スルホン化イソフタル酸（ＳＩＰＡ）のモノマー塩又はモノマーメチルペンタメチレンジアミン（ＭＰＭＤ）を更に含んでもよい。非限定的な一実施形態では、モノマーは、ナイロンポリマーの約０．０４〜約４重量％の量で添加される。
【００４４】
ナイロンステープルファイバーの調製に使用されるナイロンポリマーは、従来、適切なモノマー、触媒、酸化防止剤、及び他の添加剤（限定するものではないが、可塑剤、艶消し剤、顔料、染料、光安定剤、熱安定剤、静電気を低減するための帯電防止剤、染料能力を変更するための添加剤、表面張力を改質するための剤などが挙げられる）を反応させることによって調製されている。重合は、典型的には、連続重合機又はバッチオートクレーブで実施されている。このようにして製造された溶融ポリマーは、典型的には、スピンパックに導入され、好適な紡糸口金を通って押し出されてフィラメントに形成され、急冷され、次いで、ナイロンステープルファイバーへの最終加工のためにトウに形成される。本明細書で使用するとき、スピンパックは、パックの頂部にあるパック蓋と、パックの底部にある紡糸口金プレートと、前者の２つの構成要素の間に挟まれたポリマーフィルタホルダから構成される。フィルタホルダは、その中に中央凹部を有する。フィルタホルダ内の蓋及び凹部は協働して密閉ポケットを画定し、このポケット内に砂などのポリマーフィルタ媒体が受容される。パックの内部にチャネルが設けられており、ポンプ又は押出機によって供給される溶融ポリマーの流れが、パックを通って、最終的には紡糸口金プレートを通って移動する。紡糸口金プレートは、その中を通って延在する小さな精密穴のアレイを有し、これは、ポリマーをパックの下面に伝達する。穴の口は、紡糸口金プレートの下面上にオリフィスのアレイを形成し、この表面は急冷ゾーンの頂部を画定する。これらのオリフィスを出るポリマーは、フィラメントの形態であり、その後、急冷ゾーンを通って下方に方向付けられる。
【００４５】
連続重合機又はバッチオートクレーブ中で実施される重合の程度は、一般に、相対粘度又はＲＶとして知られるパラメータによって定量化することができる。ＲＶは、ギ酸溶媒中のナイロンポリマー溶液の粘度の、ギ酸溶媒自体の粘度に対する比である。ＲＶは、ナイロンポリマー分子量の間接的な指標として得られる。本明細書の目的のために、ナイロンポリマーＲＶの増加は、ナイロンポリマー分子量の増加と同義であると考えられる。
【００４６】
ナイロン分子量が増加するにつれて、ナイロンポリマーの粘度が増加することにより、その加工がより困難になる。したがって、連続重合機又はバッチオートクレーブは、典型的には、ナイロンポリマーが約６０以下のＲＶ値を有する、ステープルファイバーへの最終的な加工のために、ナイロンポリマーを提供するように操作される。
【００４７】
いくつかの目的のために、より大きい分子量のナイロンポリマー、すなわち、７０〜７５超、１４０まで、又は更には１９０以上のＲＶ値を有するナイロンポリマーを提供することは有利であり得ることが知られている。例えば、この種の高ＲＶナイロンポリマーは、屈曲摩耗及び化学分解に対する改善された耐性を有することが知られている。したがって、このような高ＲＶナイロンポリマーは、製紙フェルトの調製に有利に使用することができるナイロンステープルファイバーへの紡糸に特に好適である。高ＲＶナイロンポリマー及びそれからのステープルファイバーを作製するための手順及び装置は、米国特許第５，２３６，６５２号（Ｋｉｄｄｅｒ）及び米国特許第６，２３５，３９０号、同６，６０５，６９４号、同６，６２７，１２９号及び同６，８１４，９３９号（Ｓｃｈｗｉｎｎ及びＷｅｓｔ）に開示されている。これらの特許の全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００４８】
いくつかの実施形態によれば、一般的には連続重合機又はバッチオートクレーブ中で重合を介して得られるＲＶ値と大まかに一致する、又は場合によってはより高いＲＶ値を有するナイロンポリマーから調製されたステープルファイバーが、添加剤とともに蒸気の存在下及び、本明細書に記載のアニーリング手順での紡糸、急冷、フィード及び延伸に従い処理されると、標準製品又は前述の改善と比較して、繊維破断強度の増加及び１０％伸長での強度の増加を予想外に呈することが発見された。そのような、改善された強度の添加剤を有するナイロンステープルファイバーを、綿ステープルファイバーなどの１つ以上の他の繊維とブレンドすると、改善された強度並びにより低い重量の織物糸を実現することができる。このような糸から製織されたＮＹＣＯ布地などの布地は、耐久性、任意選択的な軽量化、改善された快適性及び／又は潜在的な低コスト、並びに選択された添加剤の色、ＵＶ保護、又はＦＲ耐性に関して本明細書で前述した利点を示す。
【００４９】
本明細書のステープルファイバー調製プロセスによれば、１つ以上のスピンパック紡糸口金を通してトウ形成フィラメントへと溶融紡糸され急冷される、添加剤を有するナイロンポリマーは、５５〜１００から４６〜６５、５０〜６０、及び６５〜１００を含む４５〜１００の範囲のＲＶ値を有する。このようなＲＶ特性のナイロンポリマーは、例えば、前述のＫｉｄｄｅｒ’６５２特許に開示されているプロセスなどのポリアミド濃縮手順の溶融ブレンドを使用して調製することができる。Ｋｉｄｄｅｒは、ギ酸相対粘度（ＲＶ）を増加させる目的で触媒を添加する特定の実施形態を開示している。６５〜１００のＲＶを有するナイロンなどの、溶融及び紡糸に利用可能なより高いＲＶナイロンポリマーは、固相重合（ＳＰＰ）工程によっても提供することができ、ここで、ナイロンポリマーフレーク又は顆粒は、ＲＶを所望の程度まで増加させるように調整される。このような固相重合（ＳＰＰ）手順は周知であり、前述のＳｃｈｗｉｎｎ／Ｗｅｓｔ’３９０、’６９４，’１２９及び’９３９特許においてより詳細に開示される。
【００５０】
本明細書で指定される必要なＲＶ特性を有する添加剤を有するナイロンポリマー材料は、例えば二軸溶融装置を介してスピンパックに供給される。非限定的な一実施形態では、体積測定又は重量測定フィーダーが添加剤の添加に使用される。スピンパックでは、添加剤を有するナイロンポリマーを、１つ以上の紡糸口金を通して多数のフィラメントに押出成形することによって紡糸される。本明細書の目的のために、用語「フィラメント」は、その長さに対して垂直なその断面積にわたる長さ対幅の高い比を有する、比較的可撓性の巨視的に均質な本体として定義される。フィラメント断面は、任意の形状であってもよいが、典型的には円形である。本明細書では、用語「繊維」はまた、用語「フィラメント」と互換的に使用され得る。
【００５１】
各個別の紡糸口金位置は、９インチ×７インチ（２２．９ｃｍ×１７．８ｃｍ）の小さな面積の１００〜１９５０のフィラメントを含んでもよい。スピンパック機械は、１〜９６の位置を含んでもよく、これらの位置のそれぞれは、最終的に他のトウバンドでの延伸／下流処理のために単一のトウバンドに組み合わされるフィラメント束を提供する。
【００５２】
紡糸口金を出た後、各紡糸口金を通して押し出された溶融フィラメントは、典型的には急冷ゾーンを通過し、様々な急冷条件及び構成を使用して、添加剤を有する溶融ポリマーフィラメントを固化させ、それらを一緒に回収するのに好適なものにすることができる。急冷は、最も一般的には、スピンパック内の各紡糸口金位置から急冷ゾーンに押し出されるフィラメント束に向かって、その上に、それとともに、その周りに、及びそれを通過して、冷却ガス、例えば空気を通過させることによって行われる。
【００５３】
１つの好適な急冷構成は、空気などの冷却ガスが、押し出されたフィラメントが急冷ゾーンを通って移動する方向に対して実質的に垂直な方向で急冷ゾーンに強制的に入れられるクロスフロー急冷である。クロスフロー急冷構成は、他の急冷構成の中でも、米国特許第３，０２２，５３９号、同３，０７０，８３９号、同３，３３６，６３４号、同５，８２４，２４８号、同６，０９０，４８５号、同６，８８１，０４７号及び同６，９２６，８５４号に記載され、それらの教示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５４】
本明細書のステープルファイバー調製プロセスの非限定的な一実施形態では、添加剤を有する所望のナイロンステープルファイバーを最終的に形成するために使用される添加剤を有する押出ナイロンフィラメントが、紡糸され、急冷され、公開された米国特許出願第２０１１／０１７７７３７号及び同第２０１１／０１７７７３８号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）に記載されているような、位置均一性及び急冷条件の均一性の両方でトウに形成される。
【００５５】
次いで、急冷された紡糸フィラメントを１つ以上のトウに組み合わせることができる。次いで、１つ以上の紡糸口金からフィラメントからの形成されたこのようなトウを、２段階の連続操作に供し、トウは、蒸気の存在下で延伸及びアニールされる。
【００５６】
トウの延伸は、一般に、主に初期又は第１の延伸段階又はゾーンで行われ、トウのバンドは、１組のフィードロールと１組の延伸ロール（より高速で動作する）との間を通過して、トウ内のフィラメントの結晶配向を増加させる。延伸ロールのより高い周速度とフィードロールのより低い周速度との比である延伸比を指定することによって、トウが延伸される程度を定量化することができる。有効延伸比は、第１の延伸比と第２の延伸比とを乗算することによって計算される。
【００５７】
第１の延伸段階又はゾーンは、いくつかの組のフィードロール及び延伸ロール、並びに、スナッブピンなどの他のトウガイド及び張力ロールを含んでもよい。延伸ロール表面は、金属、例えばクロム、又はセラミックで作製されてもよい。セラミック延伸ロール表面は、本明細書のステープルファイバー調製プロセスに関連して使用するために指定された比較的高い延伸比の使用を可能にするのに特に有利であることが見出されている。セラミックロールは、ロール寿命を改善し、また、ラップする傾向が低い表面を提供する。Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｊｏｕｒｎａｌ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｊｏｕｒｎａｌ，１７，１，２  ２００２：「Ｔｅｘｔｉｌｅ  ａｎｄ  Ｂｅａｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｆｏｒ  Ｓｅｐａｒａｔｏｒ  Ｒｏｌｌｓ」，Ｚｅｉｔｚ  ａｎｄ  ｅｌ．）に現れる物品、並びに参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，７９４，６８０号も、ロール寿命を改善し、ロール表面への繊維の付着を低減するためのセラミックロールの使用を開示している。
【００５８】
本明細書のフィラメントのトウの最大の延伸度は、初期の又は第１の延伸段階又はゾーンで行われるが、トウの一部の追加の延伸は、一般に、以下に記載される第２又はアニーリング段階又はゾーンでも行われる。本明細書のフィラメントトウが供される延伸の総量は、第１の初期延伸段階又はゾーン、及びアニーリング及び一部の追加の延伸が同時に行われる第２のゾーン又は段階の両方で生じる延伸を考慮する、総有効延伸比を指定することによって定量化することができる。
【００５９】
いくつかの実施形態のプロセスでは、添加剤を有するナイロンフィラメントのトウは、３．０〜４．０を含む２．３〜５．０の総有効延伸比に供される。トウのフィラメント当たりのデニールが概ね小さい一実施形態では、総有効延伸比は、３．１２〜３．４０の範囲であり得る。別の実施形態では、トウのフィラメント当たりのデニールは概ねより大きく、総有効延伸比は、３．５〜４．０の範囲であり得る。
【００６０】
本明細書のプロセスでは、上述したように、トウの延伸の大部分は、第１又は初期の延伸段階又はゾーンで生じる。具体的には、トウに付与される延伸の総量の、９２％から９７％を含む８５％〜９７．５％が、第１又は初期延伸段階又はゾーンで行われる。第１段階又は初期段階での延伸操作は、概して、溶融紡糸操作の急冷ゾーンから通過したときに、フィラメントがどんな温度でも行われる。多くの場合、この第１の段階の延伸温度は８０℃〜１２５℃の範囲である。
【００６１】
本発明では、フィードと延伸との間に蒸気が導入される。一実施形態では、フィードモジュールと延伸モジュールとの間に配置された蒸気チャンバが使用される。
【００６２】
第１又は初期延伸段階又はゾーンから、部分的に延伸されたトウは、第２のアニーリング段階及び延伸段階又はゾーンに渡され、トウは同時に加熱され、更に延伸される。アニーリングを行うためのトウの加熱は、フィラメントのナイロンポリマーの結晶化度を高める働きをする。この第２のアニーリング及び延伸段階又はゾーンでは、トウのフィラメントは、１４５℃〜２０５℃、例えば１６５℃〜２０５℃のアニーリング温度に供される。一実施形態では、このアニーリング及び延伸段階におけるトウの温度は、トウを、第１の段階の延伸と第２の段階の延伸及びアニーリング操作との間に配置された蒸気加熱された金属板と接触させることによって達成され得る。本発明では、張力下でのアニーリング／オーブン乾燥は、蒸気延伸中に得られる過剰な水分を除去するのに役立つ。
【００６３】
本明細書のプロセスのアニーリング及び延伸段階の後、延伸及びアニールされたトウを、８０℃未満、例えば７５℃未満の温度に冷却する。本明細書に記載される延伸、アニーリング及び冷却操作全体にわたって、トウは、制御された張力下で維持され、したがって弛緩することは許容されない。
【００６４】
蒸気の存在下で延伸し、張力下でアニーリング／オーブン乾燥した後、マルチフィラメントトウは、例えば、ステープルカッターを使用して、任意の従来の方法によって、添加剤を有するステープルファイバーに変換される。トウから形成された添加剤を有するステープルファイバーは、２〜１３ｃｍ（０．７９〜５．１２インチ）の長さの範囲である。例えば、添加剤を有するステープルファイバーは、２〜１２ｃｍ（０．７９〜４．７２インチ）、２〜１２．７ｃｍ（０．７９〜５．０インチ）、又は５〜１０ｃｍの範囲であり得る。本明細書の添加剤を有するステープルファイバーは、任意に捲縮され得る。
【００６５】
本明細書のプロセスに従って形成された添加剤を有する高強度ナイロンステープルファイバーは、一般に、繊維の集合として、例えば、繊維当たりのデニールが１．０〜３．０である繊維の集合として提供される。繊維当たりのデニールが１．６〜１．８であるステープルファイバーが調製される場合、必要な耐荷重能力のステープルファイバーを提供するために、本明細書のプロセスでは、３．１２〜３．４０、例えば３．１５〜３．３０の総有効延伸比を使用することができる。繊維当たりのデニールが２．５〜３．０又は２．３〜２．７であるステープルファイバーが調製される場合、必要な耐荷重能力のステープルファイバーを提供するために、３．５〜４．０、又は３．７４〜３．９０の総有効延伸比を本明細書のプロセスで使用するべきである。
【００６６】
このプロセスを使用し、次いで、標準的なアニーリングロールを使用して、１８０℃で添加剤を有する繊維をアニーリングし、６．５ｇ／ｄｅｎを超える強度を有する添加剤を有する有意に高い強度の繊維を製造した。
【００６７】
本発明の非限定的な一実施形態では、少なくとも３．０ｇ／ｄｅｎの１０％伸長時の強度を有する、添加剤を有するナイロンステープルファイバーが開示される。
【００６８】
上記の特性、及び顔料、ＵＶ保護剤、及びＦＲ抵抗材などの繊維中の添加剤の本発明の更なる利点を有する繊維を、布地製造コストを著しく低減し、依然として既存の布地仕様を満たす代替的な紡糸システムを使用して、より低いブレンド比で使用することができ、又は糸に紡糸することができる。この繊維は、布地特性を維持しながら、より低いナイロンブレンドレベル及び／又は代替紡糸システムの使用を可能にすることによって、糸の紡糸及び仕上げられた布地コストを大幅に低減するために使用することができる。
【００６９】
本明細書で提供される添加剤を有するナイロンステープルファイバーは、様々な種類のテキスタイル用途のための他の繊維とのブレンドに特に有用である。ブレンドは、例えば、いくつかの実施形態のナイロンステープルファイバーを、レーヨン又はポリエステルなどの他の合成繊維と組み合わせて作製することができる。本明細書のナイロンステープルファイバーのブレンドの例としては、綿、亜麻、麻、黄麻及び／又はラミーなどの天然セルロース繊維で作製されたものが挙げられる。これらの繊維を緊密にブレンドするための好適な方法としては、カーディング前のステープルファイバーのバルク機械的ブレンド、カーディング前及びカーディング中のステープルファイバーのバルク機械的ブレンド、又は、カーディング後及び糸紡績の前に、ステープルファイバーの延伸フレームブレンドの少なくとも２回の通過が挙げられ得る。
【００７０】
非限定的な一実施形態によれば、本明細書に記載の添加剤を有する高耐荷重性ナイロンステープルファイバーは、綿ステープルファイバーとブレンドされ、織物糸に紡績されてもよい。このような糸は、従来の方法で、リング紡糸、エアジェット又はボルテックス紡糸、オープンエンド紡糸、又は摩擦紡糸を含む、一般的に既知の短及び長いステープル紡糸方法を使用して、従来の方法で紡糸することができる。糸ブレンドが綿を含む場合、得られる織物糸は、一般に、綿繊維対ナイロン繊維の重量比が、３０：７０〜７０：３０を含む１０：９０〜９０：１０であり、しばしば綿：ナイロンの重量比５０：５０である。繊維含有量の公称変動、例えば、５２：４８は、５０：５０ブレンドであるとも考えられることは、当該技術分野において周知である。
【００７１】
いくつかの実施形態のナイロン／綿（ＮＹＣＯ）糸は、軍事用衣料品又は他の厳しい用途のための衣料品に使用するために特に望ましい特性のＮＹＣＯ織布を調製するために、従来の方法で使用することができる。したがって、このような糸は、２×１又は３×１綾ＮＹＣＯ布地に織り込まれてもよい。このような糸を含む紡糸ＮＹＣＯ糸及び３×１綾織布は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，９２０，０００号（Ｇｒｅｅｎ）に一般的に記載及び例示されている。
【００７２】
もちろん、ＮＹＣＯ織布は、経糸及び緯糸（充填）糸の両方を含む。いくつかの実施形態の織布は、本明細書では、これらの方向の少なくとも１つ、及び任意選択的に両方で製織されたＮＹＣＯ織物糸を有するものである。一実施形態では、特に望ましい耐久性及び快適性の本明細書の布地は、本明細書の添加剤を有するナイロンステープル繊維を含む緯糸（充填）方向に織られた糸を有し、本明細書の添加剤を有するナイロンステープルファイバーを含む縦糸を有する。
【００７３】
本明細書の添加剤を有する高耐荷重性ナイロンステープルファイバーを含む糸を用いて作製されたいくつかの実施形態の織布は、従来のＮＹＣＯ布地よりも少ないナイロンステープルファイバーを使用する一方で、そのような従来のＮＹＣＯ布地の望ましい特性の多くを保持することができる。したがって、このような布地は、比較的軽量かつ低コストであり、依然として望ましくは耐久性があるように作製することができる。あるいは、このような布地は、本明細書における添加剤を有するナイロンステープルファイバーと、そのような布地を有する従来のＮＹＣＯ布地とのナイロン繊維含有量と比較して、本明細書における添加剤を有するナイロンステープルファイバーを使用して作製することができる。
【００７４】
非限定的な一実施形態では、顔料添加剤を有する本発明のナイロンステープルファイバーは、デニム布地などの製造物品を製造するために使用される。現在、黒色染色された１００％綿デニム布地は、繰り返し洗濯後に色褪せ及び摩耗の問題を有する。非着色の高強度のナイロンステープルは、布地の耐久性及び強度を改善するために添加され得るが、退色の問題は残っている。カーボンブラックなどの添加剤を含む本発明の着色された高強度のナイロンステープルを添加することにより、黒色の外観の損失が低減され、摩耗寿命が改善される。本開示を読むと当業者には理解されるように、青色、緑色、及び黄褐色などの色のための代替的な顔料も使用することができる。この非限定的な実施形態では、例えば、カーボンブラック又はデニムブルー着色の１〜５重量％を有する着色繊維をデニムで使用して、布地退色の問題を低減し、耐久性を改善することができる。これらの繊維を布地に組み込むことは、単色で染色される製造物品において特に有用であり、及び／又は暗い色合いなどの染色における均一性の改善が望まれる。
【００７５】
いくつかの実施形態では、デニム布地は、ナイロンステープルファイバーに含まれる顔料と同様の色で過剰染色されてもよい。カモフラージュ模様布地はまた、本発明の添加剤を用いてナイロンステープルファイバーから製造されてもよい。
【００７６】
このような布地は、改善された染料洗濯堅牢度を示すと予想される。
【００７７】
更に、局所処理として繊維又は布地にカーボンブラックを添加することは、近赤外線（ＮＩＲ）及び短波長赤外線（ＳＷＩＲ）技術を使用して夜間視力ゴーグルを通して見たときに、ユニフォーム／着用者の秘匿を改善することが知られている。
【００７８】
したがって、別の非限定的な実施形態では、１０〜１０００ｐｐｍの範囲のカーボンブラックを有する本発明のナイロンステープル着色繊維を使用して、ＳＷＩＲ／ＩＲ夜間視力ゴーグルで見たときに繊維を含有するユニフォームなどの製造物品の秘匿を改善することができる。非限定的な一実施形態では、従来の染料を含む本発明の着色ナイロンステープルファイバーの組み込みは、金属化又は特殊顔料配合物の前処理又は後処理又は使用を必要とせずに、可視スペクトルの色合いを著しく変化させることなく、６０−９００ｎｍの範囲のＮＩＲ反射率を低下させることができ、したがって、夜間視力ゴーグル監視に対する０阻害及びカモフラージュの有効性を向上させる。
【００７９】
別の非限定的な実施形態では、従来の染料を含む本発明の着色ナイロンステープルファイバーの組み込みは、単色及び印刷されたカモフラージュＮＹＣＯ布地に必要とされる金属化又は特殊顔料配合物の前処理又は後処理又は使用を必要とせずに、９００−２５００ｎｍの範囲の短波長赤外線反射率（ＳＷＩＲ）を９００−２５００ｎｍの範囲でより低くかつ平坦化することができ、可視スペクトルにおける陰影を著しく変化させることなく、したがって、夜間視力のゴーグル監視に対する阻害及びカモフラージュの有効性を向上させる。更に別の非限定的な実施形態では、従来の染料を含む本発明の着色ナイロンステープルファイバーの組み込みは、金属化又は特殊顔料配合物の前処理又は後処理又は使用を必要とせずに、ＳＷＩＲ内の印刷色間の分離のレベルを９０−２５００ｎｍの範囲で増加させることができ、したがって、夜間視力ゴーグル監視に対する０阻害及びカモフラージュの有効性を向上させる。本発明のこのような布地はまた、改善された電気アーク定格を呈することも期待される。
【００８０】
別の非限定的な実施形態では、ＵＶ保護を提供する添加剤、又は布地などの製造物品にＦＲ耐性を提供する添加剤との組み込みは、改善された紫外線堅牢度及び／又は難燃性をもたらす。
【００８１】
本発明はまた、本発明の高強度繊維を含む不織布複合体に関する。高強度繊維は、様々なセルロース又は再生合成又は天然繊維技術と組み合わせることができる。一実施形態では、高強度繊維は、再利用デニムと組み合わされる。不織布複合体の最終用途としては、産業（フェルト／裏張り／濾過／絶縁材）、衣料（ライナー布地を含む）、履物、袋／パックハードギア、ＦＲ（化学処理又は固有ＦＲ繊維技術との組み合わせ）、バイオケミカル、又は他の特殊保護ウェアを含む耐久性及び半耐久性（使い捨て又は半使い捨て）衣類又はＰＰＥが挙げられるがこれらに限定されない。
【００８２】
本開示を読むことによって当業者に理解されるように、永久的に改質された断面を有する繊維を有し、共に溶融融合される頂面上の糸の少なくとも一部分又は底面上の糸の少なくとも一部分をもたらす、代替の方法及び装置が利用可能であり、その使用は本発明に包含される。
【００８３】
本明細書に引用される全ての特許、特許出願、試験手順、優先文書、物品、刊行物、マニュアル、及び他の文書は、そのような開示が本発明と矛盾しない範囲、及びそのような組み込みが許可される全ての管轄について、参照により完全に組み込まれる。
【００８４】
試験方法及び実施例
以下の試験方法及び実施例は、本開示及びその使用能力を実証する。本発明は、他の異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、様々な明らかな点で修正可能である。したがって、試験方法及び実施例は、本質的に非限定的な例示として見なされるべきである。
【００８５】
ナイロンポリマー相対粘度
本明細書で使用されるナイロン材料のギ酸ＲＶは２５℃での毛細管粘度計で測定される溶液粘度及び溶媒粘度の比を指す。溶媒は、１０重量％の水を含有するギ酸である。溶液は、溶媒中に溶解した８．４重量％のナイロンポリマーである。この試験は、ＡＳＴＭ標準試験方法Ｄ７８９に基づく。ギ酸ＲＶは、延伸前又は延伸後に紡糸フィラメント上で決定され、紡糸繊維ギ酸ＲＶと呼ばれることがある。
【００８６】
ステープルファイバーのインストロン測定
本明細書におけるステープルファイバーの全てのインストロン測定は、ステープルファイバーのクランプを用いて適切な注意を払って、少なくとも１０本の繊維上で測定値の平均を作製することで、単独のステープルファイバーについて行われる。概して、少なくとも３組の測定値（それぞれ１０個の繊維）は、決定されたパラメータの値を提供するために、ともに平均化される。
【００８７】
フィラメントのデニール
デニールは、９０００メートルのフィラメントのグラム単位で重量として表されるフィラメントの線密度である。デニールは、ドイツ、ミュンヘンのＴｅｘｔｅｃｈｎｏからのＶｉｂｒｏｓｃｏｐｅ上で測定することができる。デニールタイム（１０／９）はデシテックス（ｄｔｅｘ）に等しい。フィラメント当たりのデニールは、ＡＳＴＭ標準試験方法Ｄ１５７７に従って、重量測定法で測定することができる。Ｖｉｂｒｏｓｃｏｐｅで使用されるような振動ベースの線密度測定値を有するＦａｖｉｍａｔマシンを使用して、個々の繊維のフィラメント当たりのＤＰＦ又はデニールを決定することができ、ＡＳＴＭ  Ｄ１５７７と同等である。
【００８８】
破断強度
破断強度（Ｔ）は、単位断面積当たりの力として表されるフィラメントの最大又は破断力である。強度は、Ｉｎｓｔｒｏｎ（マサチューセッツ州カントン）から入手可能なインストロンモデル１１３０で測定することができ、デニール当たりのグラム数（グラム／ｄｔｅｘ）として報告される。破断時のフィラメント強度（及び破断伸び）は、ＡＳＴＭ  Ｄ８８５に従って測定することができる。
【００８９】
７％及び１０％伸長時のフィラメント強度
７％伸長時のフィラメント強度（Ｔ７）は、フィラメントデニールで割った７％伸長を達成するフィラメントに加えられた力である。Ｔ７は、ＡＳＴＭ  Ｄ３８２２に従って決定することができる。１０％伸長時の強度は、ＡＳＴＭ  Ｄ３８２２に匹敵するＦａｖｉｍａｔ上で実行することができる。
【００９０】
糸の強度
本明細書の紡糸されたナイロン／綿糸の強度は、Ｌｅａ  Ｐｒｏｄｕｃｔ値又は糸破断強度を介して定量化することができる。Ｌｅａ  Ｐｒｏｄｕｃｔ及びかせ破断強度は、織物糸の平均強度の従来の尺度であり、ＡＳＴＭ  Ｄ１５７８に従って決定することができる。Ｌｅａ  Ｐｒｏｄｕｃｔ値は、ポンド単位の力で報告される。破断強度は、ｃＮ／ｔｅｘ単位で報告される。
【００９１】
布地の重量
本明細書における織布の布地重量又は目付は、ＡＳＴＭ  Ｄ３７７６の標準試験方法の手順に従って、既知の面積の布地サンプルを秤量し、グラム／ｍ２又はｏｚ／ｙｄ２という用語で重量又は目付を計算することによって決定することができる。
【００９２】
布地の掴み強度
布地の掴み強度は、ＡＳＴＭ  Ｄ５０３４に従って測定することができる。掴み強度測定値は、縦方向及び充填方向の両方において、ポンド力で報告される。
【００９３】
布地引裂強度−エルメンドルフ
布地引き裂き強度は、Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｔｅａｒｉｎｇ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  Ｆａｂｒｉｃｓ  ｂｙ  Ｆａｌｌｉｎｇ−Ｐｅｎｄｕｌｕｍ  Ｔｙｐｅ（Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ）Ａｐｐａｒａｔｕｓと題されたＡＳＴＭ  Ｄ１４２４に従って測定することができる。掴み強度測定値は、縦方向及び充填方向の両方において、ポンド力で報告される。
【００９４】
洗濯に対する着色堅牢度−ＡＡＴＣＣ試験方法６１
ＡＡＴＣＣ６１は、頻繁な洗濯に耐えることが期待される布地の洗濯に対する着色堅牢度を評価するために使用される。試験片を多繊維布見本に取り付け、ステンレス鋼ボールをステンレス鋼製キャニスターに装填して、研磨を繰り返す。次いで、キャニスターをマシンに装填し、４５分の試験を開始する。洗濯後、標本を乾燥させ、調湿し、色変化のためのグレースケール及び染色のためのグレースケールの両方で評価する。洗濯後の布地の寸法変化も試験し、ＡＡＴＣＣ試験方法１３５に従って評価に適用する。
【００９５】
光に対する着色堅牢度−ＡＡＴＣＣ試験方法１６
この試験方法は、織物材料の光に対する色堅牢度を判定するために現在使用されている一般原理及び手順を提供する。記載される試験選択肢は、全ての種類の織物材料に適用可能であり、着色剤、仕上げ剤、及び織物材料に適用される処理に適用可能である。
含まれる試験選択肢は、
１−封入されたカーボンアークランプ、連続光
２−封入されたカーボンアークランプ、明暗交替
３−キセノンアークランプ、連続光、ブラックパネルオプション
４−キセノンアークランプ、明暗交替
５−キセノンアークランプ、連続光、ブラック標準オプション
６−ガラス背後の日光
【００９６】
比色分析
Ｎ１Ｒ及びＳＷ１Ｒ分析は、ＨｕｎｔｅｒＬａｂから入手可能なＵｌｔｒａＳｃａｎ  Ｐｒｏ分光光度計などの市販の色分光光度計のいずれかを使用して実施される。
実施例１
本発明の様々な繊維を、本明細書に記載されるように試験した。結果を以下の表１に示す。
【表１】
2021500483.tif 000002
【国際調査報告】
2021500483.tif 000003
2021500483.tif 000004