JP2010534283A - 紡糸法 - Google Patents

Abstract

熱可塑性材料から成るマルチフィラメントを紡糸する方法であって、溶融材料を、紡糸ノズルを通って押し出して、複数のフィラメントを有するフィラメント束を形成し、固化したあとでマルチフィラメントヤーンとして巻き取るステップを有し、紡糸ノズルは、複数のノズル孔を備えており、フィラメントが流出する孔の端部が、ノズル孔出口平面を成しており、フィラメント束を、紡糸ノズルの下方で第１冷却域において先ず少なくとも１つの横方向送風部で横方向に送風することによって、ガス状の冷媒によって冷却し、ガス状の冷媒を、横方向送風とは反対側で吸い込むことによって冷却し、そのあとで第１冷却域の下方に位置する第２冷却域において、フィラメント束の周辺に存在するガス状の冷媒をフィラメント束が自己吸引することによってフィラメント束を冷却する方法において、第１冷却域において、長さＬの送風区間ＡＣにわたってガス状の冷媒を少なくとも１つの横方向送風部で横方向に送風し、該送風区間ＡＣは、ノズル孔に向いた側の上位の始端部Ａと、ノズル孔とは離間する側の下位の終端部Ｃとを備えており、送風区間ＡＣとは反対側に、区間ＢＤが配置されており、該区間ＢＤは、ノズル孔に向いた側の始端部Ｂと、ノズル孔から離間する側の終端部Ｄとを備えており、始端部Ａと始端部Ｂとの間の仮想延伸部ＡＢが、ノズル孔出口平面に対して平行に延びており、区間ＢＤは、長さＬを有しており、区間ＢＤは、ガス状の冷媒が吸い込まれる長さＬ_BXの開いた吸込区間ＢＸと、長さＬ_XDの閉じた区間ＸＤとに分けられており、Ｌ_BX：Ｌ_XDの比は、０．１５：１〜０．５：１である。

Description

本発明は、熱可塑性材料からマルチフィラメントヤーンを紡糸する方法であって、融解材料を、紡糸ノズル（口金）の多数のノズル孔を通って押し出して、多数のフィラメントを有するフィラメント束を形成し、固化したあとでマルチフィラメントヤーンとして巻き取り、フィラメント束を紡糸ノズルの下方で冷却するステップを有している方法に関する。

さらに本発明は、マルチフィラメントヤーン、特にポリエステルマルチフィラメントヤーン、ならびにそのようなポリエステルフィラメントヤーンを有するコードに関する。

前述の方法は、国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットにおいて公知である。ここではフィラメント束は、紡糸ノズルの下方で、２ステップで冷却され、この場合フィラメント束は、紡糸ノズルの下方で第１冷却域において先ず横方向送風によってガス状の冷媒によって、また横方向送風とは反対側におけるガス状の冷媒の吸込によって冷却され、そのあとで第１冷却域の下方に位置する第２冷却域において、フィラメント束は、主にフィラメント束の周辺に存在するガス状の冷媒の自己吸引によって追加的に冷却される。確かに国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットに記載の方法は、押し出されたフィラメントの効果的な冷却をもたらす。

しかしながら高い総繊度と、国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットの方法から得られるヤーンの寸法安定性に対して少なくとも同等に良好な寸法安定性と、許容可能な走行特性とを有するマルチフィラメントヤーンを紡糸する要求が存在する。

ここでは以下にＤｓと短縮して記載する概念「寸法安定性（Dimensionsstabilitaet）」は、４１０ｍＮ／ｔｅｘの固有の力を加えたあとのヤーンの伸度ＥＡＳＴ（elongation at specific tension）％と、１８０°Ｃ、５ｍＮ／ｔｅｘの荷重で２分間の測定時間にわたる熱風縮率ＨＡＳ（hot air shrinkage）％との和、つまりＤｓ＝ＥＡＳＴ＋ＨＡＳであり、ここではＨＡＳは、熱風収縮の絶対値を表す。

さらに概念「走行特性（Laufverfahren）」は、ヤーン１０ｋｇあたりの毛羽数とヤーン１０００ｋｇあたりの糸切れ数を含んでいる。

したがって本願発明の課題は、熱可塑性材料からマルチフィラメントヤーンを紡糸する方法を改良して、高い総繊度と、国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットに記載した方法から得られるヤーンの寸法安定性と少なくとも同等に良好な寸法安定性と、許容可能な走行特性とを有する方法を提供することである。

この課題を解決するために、本発明では、熱可塑性材料から成るマルチフィラメントを紡糸する方法であって、溶融材料を、紡糸ノズルを通って押し出して、複数のフィラメントを有するフィラメント束を形成し、固化したあとでマルチフィラメントヤーンとして巻き取るステップを有し、紡糸ノズルは、複数のノズル孔を備えており、フィラメントが流出する孔の端部が、ノズル孔出口平面を成しており、フィラメント束を、紡糸ノズルの下方で第１冷却域において先ず少なくとも１つの横方向送風部で横方向に送風することによって、ガス状の冷媒によって冷却し、ガス状の冷媒を、横方向送風とは反対側で吸い込むことによって冷却し、そのあとで第１冷却域の下方に位置する第２冷却域において、フィラメント束の周囲に存在するガス状の冷媒をフィラメント束が自己吸引することによってフィラメント束を冷却する方法において、第１冷却域において、長さＬの送風区間ＡＣにわたってガス状の冷媒を少なくとも１つの横方向送風部で横方向に送風し、該送風区間ＡＣは、ノズル孔に向いた側の上位の始端部Ｃと、ノズル孔とは離間する側の下位の終端部Ｃとを備えており、送風区間ＡＣとは反対側に、区間ＢＤが配置されており、該区間ＢＤは、ノズル孔に向いた側の始端部Ｂと、ノズル孔から離間する側の終端部Ｄとを備えており、始端部Ａと始端部Ｂとの間の仮想延伸部ＡＢが、ノズル孔出口平面に対して平行に延びており、区間ＢＤは、長さＬを有しており、区間ＢＤは、ガス状の冷媒が吸い込まれる長さＬ_BXの開いた吸込区間ＢＸと、長さＬ_XDの閉じた区間ＸＤとに分けられており、Ｌ_BX：Ｌ_XDの比は、０．１５：１〜０．５：１である。

本発明による方法によって、その都度生じる粘着がなく、フィラメント束を熱可塑性材料から直に紡糸ノズルから紡糸する（direct spinning）ことができ、その総繊度は１８００ｄｔｅｘ以上であり、走行特性、つまりヤーン１０ｋｇあたりの毛羽数およびヤーン１０００ｋｇあたりの糸切れ数は、国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットに記載した製造方法におけるマルチフィラメントヤーンよりも極めて小さくなっており、国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットに記載の製造方法は、本願発明による方法とは、第１冷却域においてガス状の冷媒の吸込が全長ＢＤ＝Ｌにわたって行われる点で異なっている。さらに得られるマルチフィラメントヤーンの寸法安定性Ｄｓ＝ＥＡＳＴ＋ＨＡＳは、国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットに記載した方法で得られるヤーンのＤｓと同等に良好である。

１８００ｄｔｅｘより小さな総繊度でマルチフィラメントヤーンを紡糸する際にも、本発明による方法によって、国際公開第２００４／００５５９４号パンフレットに記載の方法と比べて、紡糸プロセスの品質が改善され、少なくとも同等に良好な寸法安定性で、ヤーン１０ｋｇあたりの毛羽数が大幅に低減され、ヤーン１０００ｋｇあたりの糸切れ数も同様である。

本発明による方法の記載の良好な効果を実現するために、区間ＢＤは、ガス状の冷媒が吸い込まれる長さＬ_BXの開いた吸込区間ＢＸと、長さＬ_XDの閉じた区間ＸＤとに分けられており、Ｌ_BX：Ｌ_XDの比は、０．１５：１〜０．５：１である。

区間ＢＤが、長さＬ_BXの開いた吸込区間ＢＸと長さＬ_XDの閉じた区間ＸＤとに分けられず、したがって第１冷却域において全長ＢＤ＝Ｌにわたる吸込が行われると、その他の方法条件が同じ場合、
−フィラメントの集中的な粘着が生じ、フィラメントヤーンを１８００ｄｔｅｘまたはそれ以上の総繊度で紡糸することは全く不可能であり（ブラック−アンド−ホワイト−効果：Schwarz-weiss-Effekt、１８００ｄｔｅｘを下回る場合紡糸可能であり＝ホワイト、１８００ｄｔｅｘ以上になると紡糸不可能になる＝ブラック）、
−または１８００ｄｔｅｘまたはそれ以上の総繊度でのマルチフィラメントヤーンの紡糸は延伸比を低減することによって実現されるが、ヤーン１０ｋｇあたりの毛羽数およびヤーン１０００ｋｇあたりの糸切れ数の許容できない高い値でしか実現されない。さらにヤーンは、過度に小さな寸法安定性、つまりＤｓ＝ＥＡＳＴ＋ＨＡＳの大きすぎる値を有している。

１８００ｄｔｅｘより小さな総繊度では、全長ＢＤ＝Ｌにわたって開いた吸込区間でもフィラメント束を紡糸することができる。しかし本発明による方法とその他の点では同様の条件下において、毛羽数および糸切れ数は、本発明による方法に対して極めて高くなっている。

本発明によれば、Ｌ_BX：Ｌ_XDの比は、０．１５：１〜０．５：１の範囲である。比Ｌ_BX：Ｌ_XDが、０．１５：１よりも小さな場合、フィラメントに及ぼされる冷却効果は十分でなく、フィラメントが粘着するようになる。Ｌ_BX：Ｌ_XDの比が、０．５：１よりも大きな場合、十分に安定した走行特性が得られない。

本発明による有利な方法では、Ｌ_BX：Ｌ_XDの比が、０．２：１〜０．４：１の範囲であり、特に有利には０．２５：１〜０．３５：１の範囲であり、特に有利には０．２７：１〜０．３３：１の範囲である。

吸込区間ＢＸの絶対長さＬ_BXおよび閉じた区間ＸＤの閉じた区間の絶対長さＬ_XDは、形成される比Ｌ_BX：Ｌ_XDの比が本発明の範囲内である限り、広範囲で調節可能である。本発明による方法の前述の有利な効果を、特に明確に得るために、有利には、Ｌ_BXは、５ｃｍ〜５０ｃｍの範囲の長さを有しており、Ｌ_XDは、２０ｃｍ〜１５０ｃｍの範囲の長さを有している。特に有利には、本発明による方法は、１０ｃｍ〜２５ｃｍの範囲のＬ_BXの値および３５ｃｍ〜７５ｃｍの範囲のＬ_XDの値で実施される。特に有利には、本発明による方法は、１２ｃｍ〜２１ｃｍの範囲のＬ_BXの値および４９ｃｍ〜５８ｃｍの範囲のＬ_XDの値で実施される。

本発明によれば、ＡとＢとの間の仮想区間は、ノズル孔出口平面に対して平行に延びている。仮想区間ＡＢに対して、送風区間ＡＣは、角度αを成し、吸込区間ＢＸは、角度βを成し、この場合αおよびβの値は、同じかあるいは異なっていてよい。本発明による有利な方法では、送風区間ＡＣが、仮想区間ＡＢに対して６０°〜９０°の角度αを有しており、吸込区間ＢＸが、仮想区間ＡＢに対して６０°〜９０°の角度βを有している。

本発明による特に有利な方法によれば、送風区間ＡＣが、仮想区間ＡＢに対して９０°の角度αを有しており、吸込区間ＢＸが、仮想区間ＡＢに対して９０°の角度βを有している。

本発明による特に有利な別の方法によれば、送風区間ＡＣが、仮想区間ＡＢに対して６０°から９０°未満の角度αを有しており、吸込区間ＢＸが、仮想区間ＡＢに対して９０°の角度βを有している。

原則として、本発明による方法を実施する際に、仮想区間ＡＢに対して吸込区間ＢＸの成す角度βは、仮想区間ＡＢに対して区間ＸＤの成す角度β’と異なるようにすることができる。しかし有利には、本発明による方法では、角度βと角度β’とは同じである。

本発明による方法では、フィラメント束に、第１冷却域においてガス状の冷媒が横向きに吹き付けられ、フィラメント束は、吸込区間ＢＸを通る、横方向送風とは反対側の吸込によって、冷却される。このことは、フィラメント束が長さＬの送風区間ＡＣと長さＬ_BXの吸込区間ＢＸとの間を通ってガイドされることによって行われる。別の構成では、フィラメント流が分けられ、たとえば第１の冷却域において２つのフィラメント流の間の中央で分けられ、たとえば長さＬの多孔筒として、長さＬの送風区間ＡＣが設けられる。この構成では、ガス状の冷媒は、長さＬの送風区間にわたってフィラメント束の中央から、フィラメント束を通って外向きに送風され、長さＬ_BXの吸込区間ＢＸを通って吸い込まれる。さらに本発明による方法によれば、フィラメント流の中央で延びる多孔筒が、長さＬ_BXの吸込区間ＢＸとして機能し、長さＬの送風区間ＡＣにわたって外側から内側へ横方向に送風されるガス状の冷媒を吸い込むようにすることもできる。

本発明による方法によれば、有利には、第１冷却域におけるガス状の冷媒の流速が、０．１ｍ／ｓ〜１ｍ／ｓである。この速度では、実質的に乱流の形成および結晶化における表面／芯部−差の形成のない均等な冷却が得られる。

本発明による別の有利な方法では、ガス状の冷媒が第１冷却域において少なくとも１つの横方向送風部に供給されるまえに、ガス状の冷媒は、第１調温装置によって温度調整、つまり冷却または加熱される。この方法によって、周辺温度とは無関係なプロセスガイドが得られ、このことはたとえば昼夜もしくは夏冬差に関して紡糸方法の長期安定性に有利に働く。

冷却の第２ステップは、本発明による方法では、自己吸引（self suction yarn cooling）によって行われる。ここではフィラメント束は、周辺に存在するガス状の冷媒、たとえば周辺空気を連行して、そこで追加的に冷却される。この場合ガス状の冷媒の、フィラメント束の走行方向に概ね平行である通流が得られる。ここではガス状の冷媒は、少なくとも２方向からフィラメント束に近づく。

このことは、本発明による方法によれば、自己吸引ユニットが、孔の形成された、フィラメント束に対して平行に延びる２つの材料、たとえば多孔プレートによって形成されると達成することができる。プレートの長さは、少なくとも１０ｃｍであり、拡大方向では数メートルまでの値を占めることができる。一般的には自己吸引区間の長さは、３０ｃｍ〜１５０ｃｍであり、この長さは本発明による方法にも適切である。

上述したように本発明による有利な方法を実施することができ、ここでは第２冷却域において、フィラメント束は、ガス状の冷媒がフィラメント束のフィラメントの２方向からの自己吸引によってフィラメントに当接するように、孔の形成された材料、たとえば多孔プレートの間を通ってガイドされる。

本発明による別の有利な方法では、第２冷却域において、フィラメント束は、孔の形成された筒を通ってガイドされる。そのような「自己吸引筒（Self -suction-Rohre）は、専門家には既知である。自己吸引筒は、フィラメント束によるガス状の冷媒の連行を実現し、しかも実質的に乱流形成が回避されている。この場合多孔筒は、０．１〜０．９の範囲、特に有利には０．３０〜０．８５の範囲の多孔性Ｐ_Rohr＝Ｆ₀／Ｆを有しており、この場合Ｆ₀は、筒の開いた周面であり、Ｆは、筒の周面全体を表す。

第２冷却域は、「自己吸引域（Self-suction-Zone）」として、四辺形または矩形の底面を有するシャフトが形成されるように、形成することができ、この場合シャフトの壁は、対向する閉じた２つのプレートと、対向する２つの多孔プレートとから形成される。多孔プレートは、多孔性Ｐ₁＝Ｆ0₁／Ｆ₁を有しており、この場合Ｆ₀₁は、プレートの開いた面積を表し、Ｆ₁はプレートの全体面積を表している。さらに別の多孔プレートが、多孔性Ｐ₂＝Ｆ0₂／Ｆ₂を有しており、この場合Ｆ₀₂は、プレートの開いた面積を表し、Ｆ₂はプレートの全体面積を表している。プレートＰ₁の多孔性は、別のプレートＰ₂の多孔性Ｐ₂と同じかまたは異なってもよい。Ｐ₁およびＰ₂の値は、有利には０．１〜０．９の範囲であり、特に有利には０．２〜０．８５の範囲である。

第２冷却域においてフィラメント束によって吸引される冷媒は、たとえば熱交換器を用いることによって調温することができる。このような構成によって、周辺温度とは無関係なプロセスガイドが許容され、このことはたとえば昼夜もしくは夏冬差に関して紡糸法の長期安定性に有利に働く。

紡糸ノズルまたはノズルプレートと第１冷却域の開始部分との間に、通常、加熱筒が設けられている。フィラメント種に応じて、専門家には一般的なこの構成要素は、１０ｃｍ〜４０ｃｍである。

既に説明したように、本発明による方法は、第１冷却域に、ガス状の冷媒による少なくとも１つの横方向送風部を備えている。要するに、第１冷却域は、第１横方向送風部だけでなく、第２、第３横方向送風部などを有することができ、横方向送風部は、送風区間ＡＣに沿って直に前後に配置されていて、全体で長さＬを有している。ここでは原則として、各横方向送風部は、別の横方向送風部が運転するガス状の冷媒の送風量とは無関係に調節可能なガス状の冷媒の送風量で運転することができる。さらに原則として、各横方向送風部は、別の横方向送風部が運転するガス状の冷媒の温度とは無関係に調節可能なガス状の冷媒の温度で運転することができる。

本発明の有利な方法によれば、第１冷却域が、送風区間ＡＣにおいて、第１横方向送風部と、該第１横方向送風部に直に続く第２横方向送風部とを備えており、第１横方向送風部と第２横方向送風部とが、全体で、長さＬを有しており、第１横方向送風部を、ガス状の冷媒の速度ｖ₁₁で運転し、第２横方向送風部を、ガス状の冷媒の速度ｖ₁₂で運転し、速度ｖ₁₁は、速度ｖ₁₂とは異なる。

本発明の有利な別の方法によれば、第１冷却域が、送風区間ＡＣにおいて、第１横方向送風部と、該第１横方向送風部に直に続く第２横方向送風部とを備えており、第１横方向送風部と第２横方向送風部とが、全体で、長さＬを有しており、第１横方向送風部を、ガス状の冷媒の温度Ｔ₁₁で運転し、第２横方向送風部を、ガス状の冷媒の温度Ｔ₁₂で運転し、温度Ｔ₁₁は、温度Ｔ₁₂とは異なる。

このような両構成では、第１の冷却域における冷却条件を極めて正確に冷却要求に適合させることができる。

本発明の別の方法によれば、フィラメント束を、第２冷却域において、フィラメント束の周囲に存在するガス状の冷媒を自己吸引することによって追加的に冷却し、この際に、ガス状の冷媒を、第２冷却域に進入するまえに、温度調整する。

本発明による方法によれば、フィラメント束を冷却するために、ガス状の冷却媒体が用いられる。ガス状の冷媒とは、本発明の枠内では、フィラメント束を冷却するのに適した、たとえばガス状の冷媒と形成されるマルチフィラメントヤーンとから不都合な反応生成物が形成されることによって、形成されるマルチフィラメントヤーンの特性に不都合な影響を及ぼさないあらゆるガス状の媒体と解される。本発明による方法によれば、有利には、ガス状の冷媒として、空気および／または不活性ガス、たとえば窒素またはアルゴンが用いられ、この場合第１および第２冷却域に、同じかあるいは異なるガス状の冷媒を用いることができる。

本発明による有利な方法によれば、第２冷却域においてフィラメント束を冷却したあとで、巻き取るまえに、フィラメントの単数または複数のステップの延伸が行われる。したがって本発明による方法は、有利には、連続紡糸延伸巻取法（spinning-drawing-winding-process）である。延伸とは、ここではフィラメントを延伸する一般的で専門家に広く知られたあらゆる方法と解される。ここで言及しておくと、延伸は、１よりも大きな延伸比でも、１より小さな延伸比でもよい。後者は、専門家には緩和（Relaxation）として既知である。この場合本発明による方法では、延伸比は、全く同時に１を大小して生じる。

総延伸比は、通常、フィラメントの紡糸速度、つまりフィラメントが冷却域から離間し、延伸装置の第１ゴデット対で定着される速度に対する延伸速度の比から求められる。典型的な組み合わせは、たとえば２７６０ｍ／ｍｉｎの紡糸速度、６０００ｍ／ｍｉｎの延伸速度、０．５％の延伸に関連する緩和の加算、つまり最後位のゴデットの５９７０ｍ／ｍｉｎの速度である。その結果として２．１７の総延伸比が得られる。

したがって本発明によれば、巻取に関して、少なくとも２０００ｍ／ｍｉｎの速度が有利である。原則的に、技術的実現の範囲内で、プロセスに、速度に関する上限は設定されない。一般的に、巻取に際する高い速度範囲に関して、約８０００ｍ／ｍｉｎが有利であり、特に有利には６５００ｍ／ｍｉｎである。１．５〜３．０の一般的な総延伸比では、紡糸速度に関して約５００ｍ／ｍｉｎ〜約４０００ｍ／ｍｉｎ、有利には２０００ｍ／ｍｉｎ〜３５００ｍ／ｍｉｎの範囲が得られ、特に有利には２５００ｍ／ｍｉｎ〜３５００ｍ／ｍｉｎである。

延伸装置の上流側で、冷却域の下流側には、公知の冷却筒が設けられている。

本発明による方法は、原則的に、あらゆる熱可塑性材料からマルチフィラメントヤーンを紡糸するのに適していて、したがって特定の熱可塑性材料に制限されるものではない。むしろ本発明による方法は、押出可能でフィラメントを形成するあらゆる熱可塑性材料を紡糸する、特に熱可塑性ポリマーからマルチフィラメントヤーンを紡糸するのに用いることができる。したがって本発明による方法に用いられる熱可塑性材料は、有利には、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンまたはこれらのポリマーの混合物もしくはコポリマーを有する、熱可塑性ポリマーを含有する群から熱可塑性材料が選択される。

特に有利には、本発明による方法で用いられる熱可塑性材料は、主にポリエチレンテレフタレートから成っている。

本発明による紡糸法を実施する装置の１形態の概略横断面図である。

紡糸ノズル１から、多数のノズル孔（ノズル孔の端部はノズル孔出口平面を形成する）を通って、マルチフィラメント、つまりフィラメント束２が紡糸される。フィラメント束２に、横方向に送風する（横方向送風部）Ｉのための装置によって、ガス状の冷媒が吹き込まれる。横方向送風は、長さＬを有する送風区間ＡＣにわたって行われ、ここではＡは、送風区間ＡＣの、ノズル孔に向いた側の始端部Ａを成し、Ｃは、ノズル孔から離間する側の終端部を成す。点ＡもしくはＣは、第１冷却域の上位端部もしくは下位端部を表す。送風区間ＡＣとは反対側に、区間ＢＤが配置されており、区間ＢＤは、ノズル孔に向いた側の始端部Ｂとノズル孔から離間する側の端部Ｄとを有している。ＡおよびＢは、ＡとＢとの間の仮想区間ＡＢが、ノズル孔出口平面に対して平行に延びるように配置されている。

仮想区間ＡＢと送風区間ＡＣとの間の角度は９０°である。仮想区間ＡＢと区間ＢＤとの間の角度βも同様に９０°である。区間ＢＤは、長さＬ_BXを有する開いた吸込区間ＢＸ（吸込区間ＢＸにわたってガス状の冷媒が吸込装置ＩＩによって吸い込まれる）と、長さＬ_XDを有する閉じた区間ＸＤとに分けられ、この場合Ｌ_BX：Ｌ_XDの比は、０．１５：１〜０．５：１の範囲にある。

第１冷却域（第１冷却域の左側の終端部はＣで表し、右側の終端部はＤで表した）の下方に、直に第２冷却域が続いている。したがってＣもしくはＤは、第２冷却域の左右の始端部を表す。第２冷却域は、左側で多孔プレートによって規定され、多孔プレートは、長さＬ_CEを有する自己吸引区間ＣＥを形成し、自己吸引区間ＣＥにわたって、フィラメント束２は、専らフィラメント束２の運動によってガス状の冷媒を吸引する。第２冷却域は、右側で、別の多孔プレートによって規定され、別の多孔プレートは、長さＬ_DFを有する自己吸引区間ＤＦを形成し、自己吸引区間ＤＦにわたって、フィラメント束２は、同様に専らフィラメント束２の運動によってガス状の冷媒を吸引する。第２冷却域に続く、紡糸されたマルチフィラメントの延伸および巻取は図示していない。

既に述べたように、本発明による方法によって、連続紡糸延伸巻取プロセスで、少なくとも１８００ｄｔｅｘの総繊度と、最高１１．０％の寸法安定性Ｄｓ＝ＥＡＳＴ＋ＨＡＳと、Ｌ_BX：Ｌ_XD＝１であること以外は同一条件下で紡糸されたポリエステルフィラメントヤーンの毛羽数よりも少なくとも５％小さな毛羽数とを有する、マルチフィラメントヤーン、特にポリエステルマルチフィラメントヤーンを製造することができる。

したがってそのようなポリエステルマルチフィラメントヤーンもまた本発明の一部を成すものとする。この場合総繊度の上限は、原則として任意の値を占めることができ、以下に説明する。前述のノズル孔出口平面は、長さと幅とを有する紡糸ノズルプレートの一部として形成することができる。幅方向の紡糸ノズルプレートの延在によって、原則として、本発明による方法によって、任意の大きさの総繊度で紡糸を行うことができる。しかし専門家は、実際の設計から、ポリエステルマルチフィラメントヤーンの総繊度の上限を選択し、上限は、１８００ｄｔｅｘ〜５０００ｄｔｅｘの範囲にあり、有利には２０００ｄｔｅｘ〜３６００ｄｔｅｘの範囲にある。

有利な形態では、ポリエステルマルチフィラメントヤーンは、最高１０．５％の寸法安定性Ｄｓ＝ＥＡＳＴ＋ＨＡＳを有している。

別の有利な形態では、ポリエステルマルチフィラメントヤーンは、６０ｃＮ／ｔｅｘを超える破断強度、特に有利には６５ｃＮ／ｔｅｘを超える破断強度を有している。

別の有利な形態では、ポリエステルマルチフィラメントヤーンは、Ｌ_BX：Ｌ_XD＝１であること以外は同一条件下で紡糸されたポリエステルフィラメントヤーンの毛羽数よりも少なくとも５０％、特に有利には少なくとも６０％小さな毛羽数を有している。たとえば毛羽数は、ヤーン１０ｋｇあたり５００より小さく、特に有利には、ヤーン１０ｋｇあたり２５０より小さい。

別の有利な形態では、ポリエステルマルチフィラメントヤーンは、ヤーン１０００ｋｇあたり２５よりも小さな糸切れ数を有しており、特に有利には、ヤーン１０００ｋｇあたり１０よりも小さい。

本発明によるポリエステルマルチフィラメントヤーンの特徴によれば、有利には、ヤーンが破断強度Ｔ（ｍＮ／ｔｅｘ）と、破断伸度Ｅ（％）とを有し、破断強度Ｔと、破断伸度Ｅの３条根Ｔ・Ｅ^1/3との積は、少なくとも１６００ｍＮ％^1/3／ｔｅｘであり、有利には１６００ｍＮ％^1/3ｔｅｘ〜１８００ｍＮ％^1/3ｔｅｘである。

パラメータＴ・Ｅ^1/3を特定するための破断強度Ｔならびに破断伸度Ｅの測定は、ＡＳＴＭ８８５に従って行われ、専門家には広く知られている。

ヤーン１０ｋｇあたりの毛羽数の特定は、機器ＥＮＫＡ Ｔｅｃｎｉｃａ ＦＲ Ｖ．を用いて行われる。

ヤーン１０００ｋｇあたりの糸切れの特定は、カウントすることによって行われる。

ＥＡＳＴの測定は、ＡＳＴＭ８８５に従って行われ、ＨＡＳの特定もまたＡＳＴＭに従って行われ、それも、１８０°Ｃ、５ｍＮ／ｔｅｘで、２分の測定長さにわたる測定の条件下で行われる。

前述のポリエステルマルチフィラメントヤーンは、技術利用、特にタイヤコードに使用するのに特に良好に適している。

本発明によるポリエステルマルチフィラメントヤーンから製造される、ディッピングされないコードは、積Ｔ・Ｅ^1/3に関して、少なくとも１３７５ｍＮ％^1/3／ｔｅｘ、有利には１８００ｍＮ％^1/3／ｔｅｘまでの値を有している。したがってそのようなディッピングされないコードもまた本発明の範疇である。

さらに本発明に、本発明による方法に従って製造されるポリエステルマルチフィラメントヤーンを有する、ディッピングされたコードも含まれており、この場合コードは、保持能力（Retentionsvermoegen）Ｒｔを有し、その特徴によれば、品質ファクタＱf、つまりポリエステルマルチフィラメントヤーンのＴ・Ｅ^1/3とコードのＲｔとの積が、１３５０ｍＮ％^1/3／ｔｅｘよりも大きく、有利には１８００ｍＮ％^1/3／ｔｅｘまでの値を占める。

保持能力とは、ディッピングのあとのコードの破断強度および糸の破断強度から成る無次元の係数と解される。

さらに本発明の方法は、テクニカルヤーンの製造にも良好に適している。テクニカルヤーンの紡糸に必要な調節、特にノズルの選択ならびに加熱筒の長さは、専門家には公知である。

本発明を、以下の実施例に基づいて詳しく説明する。実施例は、本発明を制限するものではない。

実施例１：２２２０ｄｔｅｘのヤーン繊度を有するポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンの製造
２．０４の相対粘度を有するポリエチレンテレフタレート粒体（ウベローデ（ＤＩＮ５１５６２）粘度計において、２５°Ｃ、２，４，６−トリクロロフェノールとフェノールとから成る混合物（ＴＣＦ：Ｆ，ｍ／ｍ）１２５ｇ中のポリマー１ｇの溶液で測定される）が紡糸され、この場合α＝β＝９０°が選択され、冷却される。紡糸されたフィラメント束は、先ず加熱筒を通って、次いで加熱筒に直に続く第１冷却域と、第１冷却域に直に続く第２冷却域とを通って走行する。

第１冷却域は、送風区間を備えており、送風区間は、第１横方向送風部と、第１横方向送風部に続く第２横方向送風部とに分けられ、横方向送風部によって、フィラメント束に、それぞれ異なる温度および通流速度の空気が横方向に吹き込まれる。第１横方向送風部とは反対側で、加熱筒に直に続いて、特定長さの開いた吸込区間が設けられており、吸込区間を通って、横方向に吹き込まれた空気が特定の吸込能力で吸い込まれる。吸込区間に直に続いて、特定長さの閉じた区間が設けられている。

第１冷却域の第２横方向送風部に、第２冷却域が直に続いており、第２冷却域は、シャフトによって形成され、シャフトは、異なる通気性を有する、対向する多孔の２枚のプレートを備えており、この場合第１プレートは、第１冷却域の送風区間の下方に配置されており、第２プレートは、第１冷却域の吸込区間の下方に配置されている。第２冷却域では、フィラメント束は、フィラメント束の走行に基づいて多孔のプレートを通って自己吸引される空気によって冷却される。表１には、紡糸条件および冷却条件をまとめた。

ここでは：
Ｌ 第１冷却域の送風区間の長さ
Ｔ₁₁ 第１冷却域の第１横方向送風部においてフィラメント束に横方向に送風される空気の温度、
ｖ₁₁ 第１冷却域の第１横方向送風部においてフィラメント束に横方向に送風される空気の流速、
Ｌ₁₁ 第１冷却域の第１横方向送風部の長さ、
Ｔ₁₂ 第１冷却域の第２横方向送風部においてフィラメント束に横方向に吹き込まれる空気の温度、
ｖ₁₂ 第１冷却域の第２横方向送風部においてフィラメント束に横方向に吹き込まれる空気の流速、
Ｌ₁₂ 第１冷却域の第２横方向送風部の長さ、
Ｌ_BX 第１冷却域における開いた吸込区間ＢＸの長さ、
Ｌ_XD 第１冷却域における閉じた区間ＸＤの長さ、
Ｖ／ｔ 第１冷却域において長さＬ_BXの開いた吸込区間ＢＸを通って空気を吸い込む吸込能力、
Ｐ₁ 送風区間の下方の第２冷却域における多孔プレートの通気性、
Ｐ₂ 吸込区間の下方の第２冷却域に設けられた多孔プレートの通気性、
Ｔ₂ フィラメント束によって第２冷却域において自己吸引される空気の温度、
Ｌ_CE 第２冷却域における自己吸引区間の長さ、

表１：紡糸および冷却条件

第２冷却域の通過直後に、マルチフィラメントは束ねられ、筒を通って延伸装置に走入し、これによってマルチフィラメントは、表２に示した延伸特性で、６００ｍ／ｍｉｎの延伸速度で延伸され、巻き取られ、これによって２２００ｄｔｅｘのヤーン繊度を有する、１ステップで製造されるポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンが得られ、その毛羽数および破断強度Ｔ・Ｅ^1/3値および寸法安定性Ｄｓも同様に表２に示した（ヤーンＮｒ．１〜８参照）。

比較例１：
比較のために、ポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．Ｖ１〜Ｖ６を実施例１と同様に製造した。その相違点によれば、第１冷却域において吸込が全長ＢＤ＝Ｌ＝７００ｍｍにわたって行われる。

表２：本発明によるポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．１−８と比較−ポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．Ｖ１−Ｖ６との延伸比、延伸速度Ｖ_s、破断強度Ｔ、Ｔ・Ｅ^1/3値、毛羽数およびＤｓ値

比較ヤーンの毛羽数と本発明によって製造されるヤーン１−６との毛羽数との比較が示すように、本発明による方法によって、著しく小さな毛羽数を有するヤーンが得られ、ひいてはマルチフィラメントの大幅に改善された走行特性が得られる。毛羽数の減少は、本実施例では７％（比較ヤーンＶ１とヤーン１との比較）〜８６％（比較ヤーンＶ５とヤーン５との比較）である。ここでは本発明によって製造されるヤーンの寸法安定性Ｄｓは、最大で１１．０％であり、その他は同じ条件下において同程度に良好であるか、または比較ヤーンＶ１−Ｖ６のＤｓよりも良好である。さらに本発明によって製造されるヤーン７，８の示すところによれば、本発明による方法によって、２２００ｄｔｅｘのヤーン繊度と、比較的高い安定性と、連続的な紡糸を許容する毛羽数とを有するヤーンを製造することができる。これに対して比較例の条件下において６０００ｍ／ｍｉｎの延伸速度で２．１５０の延伸比に調節する試みでは、フィラメントの集中的な粘着が生じ、連続紡糸は不可能であった。このことはとりわけ前述の条件において２．１７５の延伸比に調節する試みに当てはまる。最後に本発明によって製造されるヤーン６，８の示すところによれば、本発明による方法では、適当な延伸比を選択して、Ｔ・Ｅ^1/3値を少なくとも１６００ｍＮ％^1/3／ｔｅｘの有利な範囲にもたらすことができる。

実施例２：１６７０ｄｔｅｘのヤーン繊度を有するポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンの製造
２．０４の相対粘度を有するポリエチレンテレフタレート粒体（ウベローデ（ＤＩＮ５１５６２）粘度計において、２５°Ｃ、２，４，６−トリクロロフェノールとフェノールとから成る混合物（ＴＣＦ／Ｆ，７：１０ｍ／ｍ）１２５ｇ中のポリマー１ｇの溶液で測定される）が紡糸され、この場合α＝β＝９０°が選択される。紡糸されたフィラメント束は、第１実施例と同様に、先ず加熱筒を通って、次いで加熱筒に直に続く第１冷却域と、第１冷却域に直に続く第２冷却域とを通って走行する。表３には、紡糸および冷却条件をまとめた。ここでは：紡糸および冷却パラメータは、第１実施例と同様である。

表３：紡糸および冷却条件

第２冷却域を通過した直後に、マルチフィラメントは束ねられ、筒を通って延伸装置に走入し、したがってマルチフィラメントは、６０００ｍ／ｍｉｎの延伸速度で、表４に示した延伸比に巻き取られ、これによって１６７０ｄｔｅｘのヤーン繊度を有する、１ステップで製造されるポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンが得られる。その毛羽数、破断強度、Ｔ・Ｅ^1/3値および寸法安定性Ｄｓも同様に表４に示した（ヤーンＮｒ．１−９参照）。

比較例２：
比較のために、ポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．Ｖ１−Ｖ９が実施例２と同様に製造され、その相違点によれば、第１冷却域において、全長ＢＤ＝Ｌ＝７００ｍｍにわたって吸込が行われる。

表４：本発明によるポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．１−９と比較−ポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．Ｖ１−Ｖ９との延伸比、延伸速度Ｖ_s、破断強度Ｔ、Ｔ・Ｅ^1/3値、毛羽数およびＤｓ値

本発明に従って製造されるヤーン１−９の毛羽数と比較ヤーンＶ１−Ｖ９の毛羽数との比較が示すように、本発明による方法では、常に、極めて小さな毛羽数ひいては大幅に改善されたマルチフィラメントの走行特性を有するヤーンが得られる。ここでは寸法安定性Ｄｓは、その他の点では同じ条件で、ほとんどの場合において比較ヤーンＶ１−Ｖ９の寸法安定性Ｄｓよりも良好である。

実施例３：１４４０ｄｔｅｘのヤーン繊度を有するポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンの製造
２．０４の相対粘度を有するポリエチレンテレフタレート粒体（ウベローデ（ＤＩＮ５１５６２）粘度計において、２５°Ｃ、２，４，６−トリクロロフェノールとフェノールとから成る混合物（ＴＣＦ／Ｆ，７：１０ｍ／ｍ）１２５ｇ中のポリマー１ｇの溶液で測定される）が紡糸され、この場合α＝β＝９０°が選択され、冷却される。紡糸されたフィラメント束は、第１実施例と同様に、先ず加熱筒を通って、次いで加熱筒に直に続く第１冷却域と、第１冷却域に直に続く第２冷却域とを通って走行する。表５には、紡糸および冷却条件をまとめた。ここでは、紡糸および冷却パラメータは、第１実施例と同様である。

表５：紡糸および冷却条件

第２冷却域を通過した直後に、マルチフィラメントは束ねられ、筒を通って延伸装置に走入し、したがってマルチフィラメントは、６０００ｍ／ｍｉｎの延伸速度で、表６に示した延伸比で巻き取られ、これによって１４４０ｄｔｅｘの繊度を有する、１ステップで製造されるポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンが得られる。その毛羽数、破断強度、Ｔ・Ｅ^1/3値および寸法安定性Ｄｓも同様に表６に示した（ヤーンＮｒ．１−９参照）。

比較例３：
比較のために、ポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．Ｖ１−Ｖ９が実施例３と同様に製造され、その相違点によれば、第１冷却域において、全長ＢＤ＝Ｌ＝７００ｍｍにわたって吸込が行われる。

表６：本発明によるポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．１−９と比較ポリエチレンテレフタレート−マルチフィラメントヤーンＮｒ．Ｖ１−Ｖ９との延伸比、延伸速度Ｖ_s、破断強度Ｔ、Ｔ・Ｅ^1/3値、毛羽数およびＤｓ値

本発明に従って製造されるヤーン１−９の毛羽数と比較ヤーンＶ１−Ｖ９の毛羽数との比較が示すように、本発明による方法では、ほとんどの場合に極めて小さな毛羽数ひいてはマルチフィラメントの大幅に改善された走行特性を有するヤーンが得られる。

Claims (29)

1. 熱可塑性材料から成るマルチフィラメントを紡糸する方法であって、
   溶融材料を、紡糸ノズルを通って押し出して、複数のフィラメントを有するフィラメント束を形成し、固化したあとでマルチフィラメントヤーンとして巻き取るステップを有し、
   紡糸ノズルは、複数のノズル孔を備えており、フィラメントが流出する孔の端部が、ノズル孔出口平面を成しており、
   フィラメント束を、紡糸ノズルの下方で第１冷却域において先ず少なくとも１つの横方向部で横方向に送風することによって、ガス状の冷媒によって冷却し、ガス状の冷媒を、横方向送風部とは反対側で吸い込むことによって冷却し、そのあとで第１冷却域の下方に位置する第２冷却域において、フィラメント束の周辺に存在するガス状の冷媒をフィラメント束が自己吸引することによってフィラメント束を冷却する方法において、
   第１冷却域において、長さＬの送風区間ＡＣにわたってガス状の冷媒を少なくとも１つの横方向送風部で横方向に送風し、
   該送風区間ＡＣは、ノズル孔に向いた側の上位の始端部Ａと、ノズル孔とは離間する側の下位の終端部Ｃとを備えており、送風区間ＡＣとは反対側に、区間ＢＤが配置されており、該区間ＢＤは、ノズル孔に向いた側の始端部Ｂと、ノズル孔から離間する側の終端部Ｄとを備えており、始端部Ａと始端部Ｂとの間の仮想延伸部ＡＢが、ノズル孔出口平面に対して平行に延びており、区間ＢＤは、長さＬを有しており、区間ＢＤは、ガス状の冷媒が吸い込まれる長さＬ_BXの開いた吸込区間ＢＸと、長さＬ_XDの閉じた区間ＸＤとに分けられており、Ｌ_BX：Ｌ_XDの比は、０．１５：１〜０．５：１であることを特徴とする、熱可塑性材料から成るマルチフィラメントを紡糸する方法。
2. Ｌ_BX：Ｌ_XDの比が、０．２：１〜０．４：１である、請求項１記載の方法。
3. Ｌ_BXが、５ｃｍ〜５０ｃｍの範囲の長さを有しており、Ｌ_XDが、２０ｃｍ〜１５０ｃｍの範囲の長さを有している、請求項１または２記載の方法。
4. 送風区間ＡＣが、仮想区間ＡＢに対して６０°〜９０°の角度αを有しており、吸込区間ＢＸが、仮想区間ＡＢに対して６０°〜９０°の角度βを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 送風区間ＡＣが、仮想区間ＡＢに対して９０°の角度αを有しており、吸込区間ＢＸが、仮想区間ＡＢに対して９０°の角度βを有している、請求項４記載の方法。
6. 送風区間ＡＣが、仮想区間ＡＢに対して６０°から９０°未満の角度αを有しており、吸込区間ＢＸが、仮想区間ＡＢに対して９０°の角度βを有している、請求項４記載の方法。
7. 第１冷却域において横向きに送風されるガス状の冷媒が、０．１ｍ／ｓ〜１ｍ／ｓの流速を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. ガス状の冷媒が第１冷却域において少なくとも１つの横方向送風部に供給されるまえに、ガス状の冷媒を、第１調温装置によって温度調整する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 第２冷却域において、フィラメント束を、複数の孔の形成された材料、たとえば多孔プレートの間を通ってガイドし、ガス状の冷媒を、２方向からフィラメント束のフィラメントが自己吸引することによって、フィラメントに接触させる、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 第２冷却域において、フィラメント束を、孔の形成された筒を通ってガイドする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
11. 第１冷却域が、送風区間ＡＣにおいて、第１横方向送風部と、該第１横方向送風部に直に続く第２横方向送風部とを備えており、第１横方向送風部と第２横方向送風部とが、全体で、長さＬを有しており、第１横方向送風部を、ガス状の冷媒の速度ｖ₁₁で運転し、第２横方向送風部を、ガス状の冷媒の速度ｖ₁₂で運転し、速度ｖ₁₁は、速度ｖ₁₂とは異なる、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 第１冷却域が、送風区間ＡＣにおいて、第１横方向送風部と、該第１横方向送風部に直に続く第２横方向送風部とを備えており、第１横方向送風部と第２横方向送風部とが、全体で、長さＬを有しており、第１横方向送風部を、ガス状の冷媒の温度Ｔ₁₁で運転し、第２横方向送風部を、ガス状の冷媒の温度Ｔ₁₂で運転し、温度Ｔ₁₁は、温度Ｔ₁₂とは異なる、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. フィラメント束を、第２冷却域において、フィラメント束の周辺に存在するガス状の冷媒を自己吸引することによって追加的に冷却し、ガス状の冷媒を、第２冷却域に進入するまえに、温度調整する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. ガス状の冷媒として、空気および／または不活性ガスを用いる、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
15. 第２冷却域においてフィラメント束を冷却したあとで、巻き取るまえに、フィラメントの単数または複数のステップの延伸を行う、請求項１から１４までのいずれか１項記載の方法。
16. 巻取を、少なくとも２５００ｍ／ｍｉｎの速度で行う、請求項１から１５までのいずれか１項記載の方法。
17. ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィンまたはこれらのポリマーの混合物もしくはコポリマーを有する、熱可塑性ポリマーを含有する群から熱可塑性材料を選択する、請求項１から１６までのいずれか１項記載の方法。
18. 熱可塑性材料は、主にポリエチレンテレフタレートから成っている、請求項１から１７までのいずれか１項記載の方法。
19. 最高１１．０％の寸法安定性を有し、かつＬ_BX＝Ｌであること以外は同じ条件下で紡糸されたポリエステルフィラメントヤーンの毛羽数よりも少なくとも５％小さな毛羽数を有していることを特徴とする、請求項１から１８までのいずれか１項記載の方法によって得られるポリエステルマルチフィラメントヤーン。
20. 最高１０．５％の寸法安定性を有する、請求項１９記載のポリエステルフィラメントヤーン。
21. ６０ｃＮ／ｔｅｘよりも大きな破断強度を有する、請求項１９または２０記載のポリエステルフィラメントヤーン。
22. ６５ｃＮ／ｔｅｘよりも大きな破断強度を有する、請求項２１記載のポリエステルフィラメントヤーン。
23. Ｌ_BX＝Ｌであること以外は同じ条件下で紡糸されたポリエステルフィラメントヤーンの毛羽数よりも少なくとも５０％小さな毛羽数を有している、請求項１９から２２までのいずれか１項記載のポリエステルマルチフィラメントヤーン。
24. Ｌ_BX＝Ｌであること以外は同じ条件下で紡糸されたポリエステルフィラメントヤーンの毛羽数よりも少なくとも６０％小さな毛羽数を有している、請求項２３記載のポリエステルマルチフィラメントヤーン。
25. ヤーン１０００ｋｇあたり２５よりも小さな糸切れ数を有している、請求項１９から２４までのいずれか１項記載のポリエステルフィラメントヤーン。
26. ヤーン１０００ｋｇあたり１０よりも小さな糸切れ数を有している、請求項２５記載のポリエステルフィラメントヤーン。
27. ヤーンが、破断強度ＴｍＮ／ｔｅｘと破断伸度Ｅ％とを有しており、破断強度Ｔと、破断伸度Ｅの３条根Ｔ・Ｅ^1/3との積は、少なくとも１６００ｍＮ％^1/3／ｔｅｘである、請求項１９から２６までのいずれか１項記載のポリエステルフィラメントヤーン。
28. コードが、積Ｔ・Ｅ^1/3に関して、少なくとも１３７５ｍＮ％^1/3／ｔｅｘの値を有していることを特徴とする、請求項２７記載のポリエステルフィラメントヤーンを有するディッピングされないコード。
29. コードが、維持能力Ｒｔを有しており、品質ファクタＱf、つまりポリエステルフィラメントヤーンのＴ・Ｅ^1/3とコードのＲｔとの積が、１３５０ｍＮ％^1/3／ｔｅｘよりも大きくなっていることを特徴とする、請求項２７記載のポリエステルフィラメントヤーンを有するディッピングされたコード。

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