JPH0210248B2

JPH0210248B2 -

Info

Publication number: JPH0210248B2
Application number: JP59087935A
Authority: JP
Inventors: Aanetsuto Hankotsuku Jatsuku; Donarudo Jonson Uorutaa; Debitsudo Kenedei Aran
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1983-05-04
Filing date: 1984-05-02
Publication date: 1990-03-07
Also published as: ZA843361B; JPS6017123A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、改良されたポリエステルフイラメン
トのアニーリング（aneling）法に関し、更に特
には新規な微細構造及び染色性、強度、加熱寸法
安定性、捲縮（crinp）及び低表面環状トリマー
をはじめとした繊維性質間の調和が改善された製
品を可能ならしめる改良法に関する。ポリエステルは、編織用糸（textile yarn）で
最も多く使用されている合成材料である。この様
な糸条（yarn）は、比較的本数の少い連続フイ
ラメント（filament）から成り、比較的繊度
（denier）の小さい連続フイラメントの形をして
いるか、又は捲縮フテープルフアイバー（Staple
fiber、スフともいう）を、時に他の繊維、通常
は、綿又は羊毛とのブレンド物にして、古くから
知られている紡績（即ち一緒に撚る）にかけて製
造された紡績糸の形をしている。ポリエステルスフ（Staple fiber）は一般に多
数の連続フイラメントを含む大きな、時には百万
本又はそれ以上の、極端に大きい繊度のトウ
（tow）を切断するか又は破断して製造される。
この様なトウの加工には、連続フイラメント糸で
通常使用する技術とは全く異なつた技術を必要と
する。これ迄は、連続フイラメントのトウは、比較的
低速度で紡糸し、比較的低い配向性の、そのまゝ
では織編の目的には適していないフイラメントを
得、次でこれを延伸して配向度を上げ、そしてそ
れによつて強度を上げ、衣料目的に合うようにし
たポリエステルフイラメントから製造されて来
た。この様な方法はヴエイル（Vail）の米国特
許（U.S.Patent）第3816486号に示されている。
工業的に好ましい延伸糸は、水で濡れた繊維を延
伸するものであつた。ヴエイルにも示されている
様に、得られた製品の収縮率が、所望以上に高い
時には、この収縮率はアニーリングによつて減ず
ることが出来る。現在迄に、工業的に好ましかつ
たアニーリング法は、加熱ローラーを使用し、張
力を調節し乍ら、水の沸点よりはるかに高い温度
に繊維を加熱して行なうものであつた。この方法
は、繊維を所望のアニーリング温度に迄上げられ
る様になる前に、繊維から全ての水分を蒸発させ
るのに見合う、多量の熱を必要とする。アニール
されたフイラメントは、それから例えばヒツト
（Hitt）の米国特許（U.S.Patent）第2311174号に
示されている様なスタツフアーボツクスクリンパ
ー（stuffer−box crimper）中で捲縮される。捲
縮繊維は、次で緩和条件下に乾燥される。この様な方法で必要なエネルギーの低減が長い
間望まれて来た。更に加熱ローラー式アニーリン
グ法は、収縮率の低減の目的は達成出来たが、染
色性を低下させ、そして条件によつて、又繊維を
構成するポリマーの組成によつては、他の性質例
えば捲縮し易さ及び表面トリマー（三量体）含量
に悪影響を及ぼして来た。かくして従来技術によるポリエステル繊維は、
全て欠点を伴なつた利点を有して来ており、今迄
これは止むを得ないものと考えられて来た。若
し、繊維をアニールしなかつたならば、収縮率は
多くの用途に対して高くなり過ぎて望ましくない
が、染色性はアニールされた繊維よりすぐれたも
のとなつた。高染色性と高引張特性の両方を併せ持とうとす
るのは、工業的に実施されている加熱ローラーア
ニーリング法では尚不可能なままになつている。
これら性質の一方を向上させるには、一般に他の
性質をいくらか犠性にして妥協を図らねばならな
い。同様に相反する相互作用は、例えば低収縮
率、捲縮性そして少量の表面環状トリマー等の性
質を最適化しようとする際にも見られる。従つ
て、この様な性質を全体的により良く併せ持つ、
即ち他の一つを良くするために、１つ又はそれ以
上の性質を犠性にすることを少くできる工業的に
実現可能な方法を見付け出そうとする要求は現在
も尚、相当に大きい。本発明の目的は、強度、染色性、及び収縮率、
及び／又は捲縮性、及び／又は環状トリマーの表
面への低析出をはじめとする繊維性質の間の調和
を改善するための、ポリ（エチレンテレフタレー
ト）の延伸フイラメントトウのアニーリング法で
ある。他の目的は、それによつて製造された改良
された製品である。更に本発明の他の目的は、微
細構造と改良された繊維性質との新規な予期しな
い組合せを有するポリ（エチレンテレフタレー
ト）のアニーリングされた捲縮繊維である。これらの、及び更に他の目的が本発明により提
供される。本発明により、アニーリング段階が少くとも
1100kPaの加圧下に飽和水蒸気を用いて実施され
ることを特徴とする、(1)延伸、(2)アニーリング、
(3)捲縮及び(4)乾燥の段階を含む、溶融紡糸ポリエ
ステル繊維トウの、改良された連続処理法が提供
される。この加圧水蒸気アニーリング法は、全く
新規であると信じられる程度に迄、望ましい性質
間の調和を改良した捲縮ポリエステル繊維の生産
を可能にする。得られる性質の組合せは、正確に
は、その製造条件及びポリエステルの組成によつ
て異なる。本発明を更に添付してある図面によつて説明す
る。図１は、本発明の方法に適した機器を図示的に
示したものである。図２〜４は、本発明の水蒸気アニーリングした
繊維のＸ−線微細構造の詳細、即ち長周期間隔、
見掛微結晶大きさ及び結晶化度パーセントを示し
たグラフである。図５は、相対粘度に対して引張強度及び表面ト
リマーをプロツトしたグラフである。図１は、トウ１１は初めに通常機器１０で延伸
され、水蒸気室２０の入口と一直線上に並んでい
るローラー１２，１４によつてアニーリング帯に
供給され、そして水蒸気室２０中を、調節された
長さで、蒸気室出口と一直線に並んだ速度調整可
能な引張りローラー２２，２４によつて前進す
る。トウは次いで捲縮機３０において常法に従つ
て捲縮される。そこから捲縮トウ１１′は乾燥−
緩和炉４０に行き、そこで捲縮繊維は弛緩状態で
通常に乾燥する。加圧水蒸蒸気は、アニホールド
２１を経て蒸気室２０へ供給される。凝縮した水
は、凝縮水出口２３によつて蒸気室から除かれ
る。フイラメント張力がアニーリング中、水蒸気室
の外側にあるローラーによつて調節されること
は、装置の説明から理解されよう。そしてアニー
リング中の、又は例えば加圧帯での伸長又は収縮
に関する議論はすべてこの意味であると理解され
るべきである。装置を特別に設計することによ
り、フイラメントに沿つた温度分布が変り、フイ
ラメントが収縮しようとする位置も変化する。そ
れ故、アニーリングは、１段より多くの段で起つ
ても良く、これらの段階で伸長及び／又は収縮量
が異なつてもよい。事実この様な一般以上のアニ
ーリングは、或る場合には、望ましいことが証明
されている。我々は、少くとも約150psig（1100kPa）の圧力
に保たれた飽和水蒸気を用いて、ポリ（エチレン
テレフタレート）の延伸フイラメントを、緊張下
にそして捲縮の前にアニーリングすると思いがけ
ない有益な結果が得られることを発見した。加熱
ローラーで同程度の結晶化度及び収縮率に迄アニ
ーリングして製造した、同程度にアニーリングさ
れた捲縮糸と比較して、スチームアニーリングの
捲縮フイラメントは、予期しない異なつた微細構
造を伴なつて、その性質間の全体の調和がよりす
ぐれていることが発見された。特許請求の範囲中、そして発明の説明の記載を
通し捲縮フイラメントの用語は、一般的に、普通
トウの形をした連続フイラメントだけでなく、ス
テープルフアイバー（Staple fiber）及びその製
品をも包含する。併し乍ら、ここに述べられてい
るパラメーターを測定するのは、スフよりもフイ
ラメントの方が容易である。それ故、ポリ（エチレンテレフタレート）の捲
縮アニールされたフイラメントの好ましい製造法
は、実質的に完全に延伸されたフイラメントを、
その長さを約５％伸長から10％収縮の範囲に調節
し乍ら、少くとも約150psig（1100kPa）の圧力に
維持された水蒸気の加圧帯中を、少なくとも約
0.2秒間、そして好ましくは、同フイラメントの
実質的にその全部を、その水蒸気圧に相当する水
蒸気飽和温度迄加熱するのに充分な時間通し、同
フイラメントトウを、加圧領域から大気圧下に引
き出し、そこで同フイラメントは、その長さをな
お上記と同様に調節しながら、水の蒸発によつて
急速に100℃又はそれ以下に冷却し、場合によつ
て、捲縮に合う様に更に冷却し、冷却したフイラ
メントを捲縮し、そしてそれから捲縮フイラメン
トを約125℃未満、好ましくは110℃未満の温度で
乾燥しそして緩和することから成る。冷却後、本発明のアニールされたフイラメント
は、例えばHittの米国特許第2311174号で示され
ている様なスタツフイングボツクス捲縮機中で従
来法で捲縮し、そして約125℃未満の温度で乾燥
し、弛緩する。余りにも高い温度は、本発明の利
点を失わせることがあり得る。本発明のフイラメントは、実質的にポリ（エチ
レンテレフタレート）からなり、これは少くとも
約93％（ここでは重量％）の繰り返し基がジオキ
シエチレン及びテレフタロイル基からなる重合体
である。残りの基は、若しあるとすれば、イオン
性又は中性（イオン性染着座がない）コモノマー
基から成り、例えば５−ナトリウム−スルホイソ
フタロイル、ジオキシジエチレンエーテル、即ち
ジエチレングリコール（DEG）の誘導体、グル
タリル、これは例えばグルタール酸ジメチル
（DMG）から誘導される、及びポリ（エチレン
オキシド）の誘導体、例えば600の分子量を有す
るPEOが含まれる。他の残存基として、４〜９の炭素数を有する直
鎖状脂肪族二酸、特にグルタリル、及びアジピ
ル、それにジエチレントリエチレン及びテトラエ
チレングリコールを含むグリコール類、400〜
4000分子量のポリ（エチレングリコール）、テト
ラメチレン及びヘキサメチレングリコール、4000
〜4000分子量のポリ（ブチレングリコール）、そ
して400〜4000分子量のエチレン／プロピレン及
びエチレン／ブチレングリコールのコポリエーテ
ル、（そしてこれらの混合物）も含むことが出来
る。イオン性染着座を有する基、例えば５−ナトリ
ウム−スルホ−イソフタロイルを或る一定量迄、
中性量と共に含むことができる。本発明の新規フ
イラメントは、全て諸性質の全体の調和が、同様
な加熱ローラ処理フイラメントよりも優れてい
る、即ち改良されているということに特徴づけら
れるが、水蒸気アニーリング法によつて到達され
るこの改良の程度及び性格は、フイラメント中の
ポリエステルの化学組成によつて変化する。相対
粘度が25未満で、高い引張特性が望まれる編織用
途では、本発明の改良されたフイラメントは、少
くとも約1.5gpdのT₇、少くとも約７そして一般
に約10gpdのＴ＋T₇、更に10％未満の乾熱収縮
（196℃）を有する。本発明のこの様なフイラメン
トは、約3.8未満そして約1.8より大きい“Ｄ”数
によつて特徴づけられる染色性／配向度調和
（balance）そして好ましくは約20未満のトリマ
ー“Ｔ”数を有する。“Ｄ”数及びトリマー“Ｔ”
数は、以下に定義される様なものであり、普通に
測定される性質から誘導される。本発明の好ましいフイラメント製品は、これら
意図された用途により、分類することができる。
強度が最も要求される場合は、本発明フイラメン
トは、少くとも97重量％のジオキシエチレン及び
テレフタロイル基を含む重合体からなる。残りの
基は、好ましくは、グルタリル、オキシ−ポリ
（エチレンオキシド）及びジオキシジエチレンオ
キシドからなる群から選ばれる。少量のイオン性
基（約0.3％迄の５−ナトリウムスルホイソフタ
レート）が随時存在していてもよい。高強度フイラメントの好ましいグループは、少
くとも97％のジオキシエチレン及びテレフタロイ
ル基を持ち、イオン性染着座は実質的に無い重合
体から成り、更に上記の性質の調和に加えて、図
２中の領域HIJK又は図３の領域LMNOP又は
NOPQR内に入る結晶微細構造を有する。分散染料による容易な染着性が第１の目的で、
しかも優れた引張性質及び低収縮率がなお重要な
時は、本発明のフイラメントは、少なくとも約３
％そして７重量％以下の中性（即ち、実質的にイ
オン性染着座が無い）有機ポリエステル基、特に
ジエチレングリコール、グルタレート、アジペー
ト、及び約4000未満の分子量を有するポリ（エチ
レンオキシド）からなる（又は誘導される）群か
ら選ばれる基を含む重合体からなる。本発明のこ
の様な共重合体のフイラメントは、少なくとも約
1.1のT₇、少なくとも約５そして好ましくは約
7gpd未満のＴ＋T₇、10％未満の乾熱収縮（196
℃）、約3.8未満そして約1.8より大きい“Ｄ”数、
好ましくは約20未満のトリマー“Ｔ”数、そして
少なくとも0.12の染着率（RDDR）によつて定義
される諸性質の間の改善された調和を有する。こ
の様な共重合フイラメントは、好ましくは、繊維
長を、約３〜10％の範囲で収縮させながら（供給
及び引取ローラーの速度が異なる）アニールす
る。この様なフイラメントは、ピリング防止、易
染性、引張性質及び熱安定性の組合せがすぐれて
おり、市販可能な共重合体フイラメントを提供す
る。イオン的に改質され、カチオン染料染色可能な
本発明の改良フイラメントは、少くとも93％のジ
オキシエチレン及びテレフタロイル基、少くとも
1.3％の５−ナトリウム−スルホ−イソフタロイ
ル基及び０〜約４％（DEG不純物も含めて）の、
上に定義した他の中性基を含んでいる。この様な
フイラメントは、少なくとも約1.2gpdのT₇、少
なくとも約5gpdのＴ＋T₇及び上記重合体に対す
る様な“Ｄ”及びトリマー“Ｔ”数を有する。好ましい93〜97％の共重合体及びイオン性三元
共重体は、図４の領域STUV内及び図３の領域
LMNOP内に入る結晶微細構造を有する。本発明は、予測出来ない程すぐれた引張−染色
−収縮性質を有し、そして通常それと同時に捲縮
性が改善されそして環状トリマーの表面含量が低
下したフイラメントを提供することが出来る。此処で使用する各種のパラメーター及びそれら
の測定方法を、以下に説明する。示される様に、
連続フイラメントについてこれらのパラメーター
を測定するのは、それから得られるスフについて
測定するよりも容易である。工業的に製造されているトウはしばしば非常に
大きく、非常に大量の微細フイラメントを含んで
いるので、個々のフイラメント間及び同一フイラ
メントの長さ方向での変動が起るのは避けられ
ず、そのため、単一フイラメントの小片で測定し
た性質が、誤解を招くことがある。このために、
実際の操業では、複製を作る、即ち異なる場所の
異なるフイラメントで測定を繰り返し、トウ中の
フイラメント、又はスフ、又はそれからの糸条の
実際の全体にわたつて性質のより真実な姿を得
る。実施例の表に示してある諸性質考慮する時に
は、これらが工業界で実施されている多数の測定
の結果ではないこと思い出すべきである。かくし
て実施例中の性質間の小さな違いを詳細に検討し
ても、操作法の違いが、必らずこの性質の相違の
原因となるという意味では、はつきりした効果は
発揮しないかも知れない。しかし乍ら、我々は、
飽和水蒸気の圧力を、本発明の圧力範囲に迄上げ
ることにより、得られたフイラメントの諸性質の
調和が、実施例中の比較試験に示される様に改善
されることを発見した。特に本発明の残存収縮
は、他の同様な条件下では改善されない。かくし
て個々の収縮率測定は、１個のトウ内で、平均収
縮率の前後に２〜数％変動することがあるが、
我々は、平均収縮率が、飽和水蒸気を、例えば
120psig〜150psigと上げるのに従つて、有意に減
少することを発見した。個々の測定は、しかし乍
ら、他の個々の測定と比較して、全体としてのト
ウの平均値の改善を本当には反映していないかも
知れない。圧力を考慮される範囲内で150psig以
上に上げると、平均収縮率は減少するので、他の
条件を略々同様にしておけば収縮率が３〜６％の
最も特に望ましい範囲に入ることは、更に予測出
来る様になる。他の場所でも示した様に、ポリエ
ステルの化学組成によつては、圧力が150psig以
上に増加すると、或る特定の性質（その平均値）
が大きく、又はゆつくりと改善され得る。この様
にして、いくつかの共重合体の染色性は、実施例
のいくつかに示した様に、測定可能な程度で改善
され、一方ホモポリマーの染色性は、一般に同程
度には改善されない。捲縮指数（Crimp Index）及び単繊維デニール
（DPF）捲縮トウに約0.1gpdの荷重をかけて真直ぐに
し、0.5ｇのクリツプを66.6cm間隔で、真直ぐに
伸ばしたトウに取りつける。トウはそれから、
各々のグリツプから更に11.7cm離れた位置で切断
し、伸長長さ90cmの試料を得る。同試料を垂直に
下げ、クリンプの一方は自由にして捲縮長さ迄縮
ませる。約30秒後にクリツプからクリツプ迄の距
離を測定する。クリンプ指数＝（66.6−Lc）／66.6×100 此処でLcは自由懸垂状態でのクリツプからク
リツプ迄の距離。トウのデニールは、伸長長さ90cmの試料の重量
から計算する。単繊維の平均デニールは、トウデ
ニール及びトウ中の繊維数から計算する。引張性質（Ｔ及びT₇）破断伸度強度（tenacity at break
elongation）（Ｔ）、及び７％伸度強度（tenacity
at7％elongation）（T₇）は、インストロンを使
用して、10インチ（25cm）の長さの試料を、約75
〓（24℃）／65％RH（相対湿度）で、１分間当
り試料長さの60％の割合で引張るという従来法で
荷伸曲線を描きそれから決定する。これらは全て
gpd単位で与えられる。屈曲寿命（Flex Life）屈曲寿命は、0.3gpdの張力下、直径0.001イン
チ（0.025mm）の針金上で180゜の角度で単繊維を
くり返し屈曲させることにより測定する。デニー
ルが5dpfを超える時は、針金直径は0.003インチ
（0.075mm）にしなければならない。22個の単繊維
を同時に屈曲させる。屈曲寿命は、11番目の単繊
維が脱落する時の曲げサイクル数として定義され
る。この試験を繰り返す、即ち少くとも２セツト
の繊維を試験し、これらサイクル数の平均が、屈
曲寿命とされる。 DHS−乾熱収縮（196℃）残留収縮は、好ましくは、そして最も正確に
は、捲縮乾燥したトウを切断せずに測定する。約
250デニールの繊維束の両端を結んで約30cmの長
さのループを構成する。約0.1gpdの荷重をかけて
捲縮を真直ぐにし、ループの長さを最も近いmmで
測定する。そのループをコイル状に巻いて、196
℃の熱風循環炉中に、張力をかけず自由に吊下
げ、30分間おく。冷却後、加熱前と同様に長さを
再測定する。 DHS（196℃）＝Ｌ−Ｆ／Ｌ×100％ここで、Ｌ及びＦは、夫々最初と最終のループ
長さである。切断された短繊維では、単一繊維又は約25本の
繊維束を、バーニヤ式スケールにつけてある固定
クランプと移動クランプの間に取りつける。充分
な張力をかけて、捲縮を真直ぐに伸ばし、そして
伸長長さを測定する。移動クランプを調節して、
張力を緩め、繊維を自由に収縮させる。装置を、
196℃の熱風循環炉に入れ30分間おく。冷却後、
繊維の伸長長さを測定し、上と同様にして収縮率
を測定する。繊維の冷延伸が絶対起らない様に注意しなけれ
ばならない。沸騰収縮率（Boil−off Shrinkage）（BOS）沸騰収縮率（BOS）は、ピアツツア（Piazza）
及びリース（Reese）（米国特許（USP）第
3772872号）と同様に測定する。密度ピアツツア及びリース（米国特許第3772872号）
の第３行又はASTM D1505−63Tを見よ。結晶化度パーセント密度がホモポリマーの結晶化度パーセント計算
のための望ましい基礎となる。艶消し剤含量の補
正をしてから、100℃ホモポリマーの不定形部分
の密度を1.335ｇ／c.c.、そして結晶密度を1.455
ｇ／c.c.として、これを基礎に結晶化度パーセント
を計算する。しかし、改良剤の量が増加すると、
共重合体の不定形部分及び結晶部分の密度は、ホ
モポリマーで用いた値とはかなり異なることがあ
り、それ故、この方法に基づいた結晶化度パーセ
ントの計算は間違うことがある。これは、特に共
重合体が改質剤を３％以上含むと、勿論改質剤に
よつて異なるけれども、特に起り易くなる。この
様な共重合体の結晶化度パーセントは、下式を使
用する結晶化度指数（Crystallinity Index）
（CI）から計算すべきである。結晶化度パーセント＝0.676×CI 大きなトウは、特にフイラメントとフイラメン
トの間で、性質に大きな変動を示すことがあるの
で、CIの測定は、何度も繰り返し、間違つた結
果にならない様にすることが特に望ましい。融点融点は、Du Pont1910走査型熱量計のついた
Dupont1090熱分析計を使用して、N₂雰囲気中で
測定した溶融発熱ピークの温度として定義され
る。試料の大きさは、５±0.2mg、そして走査速
度は20℃／分であつた。 LPS−長周期（面）間隔子午線小角Ｘ−線長周期ピークを、Kraky小角
Ｘ線カメラ（オーストリア、Graz−Strassgang、
Anton Paar KG製そしてN.J.Iselin、Siemen
Corpが販売）を使用して測定した。放射線は、
2.5×７mmの焦点を有するＸ−線管（Siemens
AG Cu4SK−Ｔ）によつて発生したCuKα
（Copper Ｋ−alpha）で、特にKratkyカメラと
使用出来る様に設計してある。放射線は、0.7mil
（18ミクロン）のNi箔で過してCuKβ放射線を
除き、CuKα放射線の90％を対称的に通過させる
様にセツトした単一チヤンネル式パルス高さ分析
計を使用してNaI（（T1）シンチレーシヨンカウ
ンターで検出した。パルス高さ分析（pulse−
height analysis）は、Ｘ−線管が発する連続放
射線の大部分を除去する。試料は、切つてない捲縮トウを、Ｘ−線が通過
するのに充分な間隙（opening）を有する2.5cm四
方の枠に巻いて調製する。トウは充分な張力で巻
き、各繊維を必らず平行にそして繊維の厚さを均
一にする。切断した短繊維について測定する時
は、繊維の平行度が最大になる様に紡積して糸に
する。紡績糸製造では、機械的損傷、例えば繊維
構造を変えてしまうかも知れない冷延伸など受け
ない様に注意しなければならない。短繊維を使用
する際は、適当な対照試料を使用して、未切断ト
ウと紡績した短繊維糸の両方を試験し、紡績糸の
データを、未切断トウのそれに規格化する
（normalize）のに必要な補正係数を決定しなけ
ればならない。巻付け後の試料厚さは、CuKα放射線の透過度
が1^-1＝0.368に近ければ充分である。これによつ
て、回折強度が確実に、得られる最高値に近づく
様にする。約１ｇのポリエステル試料が、2.5cm
四方の試料ホールダー上で、望ましい透過度を与
える。巻きつけた試料は、Kratkyカメラにとりつけ、
繊維が、垂直に（繊維軸を回析ベクトルと一致さ
せ、入射光と回析光を二分させる）なる様にす
る。Kratkyカメラは、垂直平面内で、Ｘ−線と
試料との交点によつて描かれる水平軸の周りを走
査する。Ｘ−線管を45KV、20maで操作し、120μｍの
光線規定（beam−defining）スリツトを使用し
て、試料を、2θを0.025゜刻みで0.1゜〜2.0℃迄走査
する。データは、コンピユーター解析用にデイジ
タル化され、二次多項式への隙間嵌込法を使用し
て、スムースな曲線を作る。機器バツクグラウン
ドは、各点毎に、試料無しで測定した透過率Ｔを
掛けて得たバツクグランド走査値を差し引いて除
去する。補正因子、Ｃは透過率Ｔから下記式によ
り決められる。Ｃ＝1.0／e^Tln（Ｔ）ここでｅ＝2.71828、ln（Ｔ）はＴの自然対数各データは、各点をＣ倍して補正される。この
ＣはＸ−線中の試料の量に対して補正してサンプ
ル毎のデータを、同一基盤におくものである。実
験が長期間にわたる時は、１個の試料を残してお
き、必要に応じて測定し、機器応答のドリフト
（drift、デールのズレ）を調べる。長周期間隔、ｄはブラツグ（Bragg）の法則、
ｄ＝λ／2sinθを使用して計算する。ここでθは
子午線長期ピークの角位置（angular position）
であり、λは入射光の波長（1.54Å）である。測定された長周期間隔は、しばしば実験法によ
つて異なる。例えば、写真フイルム法は、上に述
べた測角器（goniometer）法とはやや異なつた
結果を与えることがある。他の方法は、下記の様に標準試料を作製し、上
記の測角器法と比較して補正することができる。紡糸フイラメントは、１重量％以下の不純物例
えばジエチレングリコールを含む、相対粘度21の
ポリエチレンテレフタレートホモポリマーから製
造される。フイラメントは、空中で急冷
（quench）し、約1500ypm（1372ｍ／分）の速度
で4dpfに紡糸される。紡糸フイラメントは、水性
環境下に、基本的にはベイル（Vail、米国特許
第3816486号）に記載されている方法で、二段延
伸し、加熱ローラー上で定長下にアニールする。
延伸比は、ベイルのそれとは、いくらか異なり、
第１段階で均一な延伸を確実に実施し、最終的に
約6.3gpdの引張強度が得られる様に選択する。第
２段の延伸比は、約1.15が適当である。アニーリ
ングでは、２〜４％の糸長収縮が許される。アニ
ーリングローラーは加熱されて、最初はフイラメ
ントを乾燥し、それから177℃の温度に迄約1.5秒
間加熱する。アニールされたフイラメントは、水
で急冷（quench）し、スタツフアーボツクスで
捲縮し、そして空気中、無張力下に120℃で10分
間乾燥する。フイラメントは、アニーソングロー
ラー上に薄くリボン状に拡げ、熱処理の繊維間で
の均一性を最大にする。こうして得られたフイラ
メントは、上記の様に試験すると、120ÅのLPS
を有している。 ACS−結晶大きさ（Crystal Size）見掛け微結晶大きさ（ACS）は、ブレイズ
（Blades）（米国特許第3869429号）の方法を少し
改良した方法で測定する。高強度のＸ−線源は、
Philips XRG−3100を使用し、これは長いそし
て微小な焦点を有する鋼製のランプ（tube）であ
る。回析は、θ−補償スリツト及びCKβ線を除
去するために石英製モノクロメーターを取り付け
たPhillips製単一軸測角器（goniometer）で解析
する。回析された放射線は、0.025゜刻みの段階式走査
法で、各段階当り1.5秒間の計数時間で集められ
る。この様にして進められた数値データはコンピ
ユータで解析され、二次多項式への隙間嵌合法に
よつて、滑らかな曲線にする。結晶性ポリエチレンテレフタレートフイラメン
トは、約18゜に極大を、そして約20゜に極小を有す
る明瞭な010回析ピークを示す。コンピユーター
は、多項二次式から、この極大と極小の位置を決
め、基線を、約20゜の極小位置から、回析図に10
〜14゜で接線的に入つてくる直線と定義し、半高
値でのピーク幅を測定し、ピーク拡幅の装置寄与
を補正し、そしてプレイズが述べている様にして
ACSを計算する様、プログラムが組まれている。結晶化度指数（Crystallinity Index）結晶化度指数（CI）は、ACSと同様に、回析
図から決められる。コンピユーターが、約11゜及
び34゜で接線的に回析図に入つてくる直線状の基
線を定義するようプログラムが組まれている。
CIはＡ×100／Ａ−Ｂと定義される。ここでＡはこの基線上の18゜010ピークの強度であり、Ｂは、基線上
20゜極少の強度である。 CIは結晶化パーセントに関連している。これ
は、密度が1.3766から1.3916の範囲にある加熱ロ
ーラーアニール繊維の一連の標準品を作つて補正
する。TiO₂の含量についても補正する。結晶化
度重量％は、従来は、非晶及び結晶の密度を、
夫々1.335及び1.455と見做して計算された。１次
回帰分析により、結晶化度重量パーセント＝
0.676×CI、相関係数0.97、そして交点が、ネグ
レジブルな0.1であることが示された。相対粘度（RV）相対粘度（RV）は、4.7w／ｗ％ポリマー濃度
の100ppm硫酸を含むヘキサフルオロイソプロパ
ノール溶液の粘度と同溶液の粘度との25℃におけ
る比である。 RDDR DDR（分散性染料染着率）は、フランクフオル
ト（Frankfort）及びクノツクス（Knox）（米国
特許第4195051号、Col、13）によつて記載され
た様に測定する。RDDRは、DDRから、1.5dpf
の円形繊維の表面積−体積比に規格化して計算す
る。 RDDR＝DDR（DPF＝1.50）^1/2 繊維が円形でない時は、表面積の増加を補償す
るための補正が更に必要になる。補正は又、染浴
中での収縮（即ち沸騰収縮、又はBOS）による
デニール増加に対しても行なつてよい。しかし乍
ら、本発明の繊維は、BOSが低く、この様な補
正は、通常微小である。 “Ｄ”数（“Ｄ”Number） “Ｄ”e^0.04（Ｔ＋T₇）×（Ｔ＋T₇）^-1.06×e^0.25(WMOD
)／RDDR ここで、RDDR、HMOD、Ｔ及びT₇はこの中
で定義される。 SCT−表面環状トリマー（含量） 0.5ｇの捲縮し、乾燥した繊維又はトウを正確
に秤量し、約15mlのスペクトル級
（Spectrograde）四塩化炭素中に、約75〓（24
℃）で約５分間漬す。混合物は、周期的に撹拌す
る。得られたトリマー溶液は、斗を使用して繊
維から分離し、そして繊維は更に約５mlの四塩化
炭素で洗う。溶液及び洗条液は一緒にし、合せた
体積を知る。トリマー濃度を、2860Åの吸収に基
づいた通常UV分光光度法によつて定量する。妨
害不純物、例えば2860Åに吸収を有する油剤成分
に対する補正が必要な場合もある。補正標準は、トリマーを含む試料を塩化メチレ
ンからの再結晶を繰り返して、融点325〜328℃の
純粋トリマーを得て調製する。 “Ｔ”数（トリマー） “Ｔ”数＝〔SCT（ppm）＋１〕 ×e^-0.2(T+T7) トリマーの量は延伸比及び配向度と共に増加す
る。“トリマー”（Trimer）という用語は、一般
的に繊維表面上を覆う全ての低分子量重合体を表
わすのに使用されている。重合体組成実施例中の全ての重合物組成パーセントは、捲
縮繊維の分析に基づいたものであり、エチレンテ
レフタレート単位以外の重合体成分を意味する。
二酸改質剤に対して、特に断わらなければ、“組
成”はエチレン−二酸の繰り返し単位を重量パー
セントと定義する。例えばグルタル酸ジメチルコ
モノマー（DMG）から誘導されたフイラメント
に対して、ポリマー組成は、エチレングルタレー
トの重量％について定義したものである。アルコ
ール改質剤に対して、組成は、共重合体100ｇの
加水分解によつて生成するジアルコールのグラム
量として規定される。別に示すことがなければ、
実施例中の重合体組成は全て、0.3重量％のTiOz
を、艶消し剤として含有している。 WMOD WMODは、重合体分子鎖中に入つている異物
基の全重量％である。異物“Foreign”とは、ジ
オキシエチレン及びテレフタロイル基以外の化学
種を指す。例えばグルタレート共重合体にとつ
て、異物種は、−CO−（CH₂）₃−CO−である。全
重量％には、重合反応で通常生成するジオキシジ
エチレンエーテル（DEG）が含まれる。 MDR−PRUD−TDR これらの用語は、実施例中の表の中で使用され
ており、ローラー速度の比を意味する。 MDRは、水蒸気アニーリング加圧帯（図１の
水蒸気室２０）に供給される実質的に完全に延伸
されるフイラメントを製造するためにされる機械
延伸の比（Machine Draw Ratio）である。 PRUDは、水蒸気室の後の引張りローラー２
２の速度と水蒸気室の前の延伸ローラー１４の速
度との比である。 TDRは、全延伸比、即ちTDR＝PRUD×
MDRである。本発明の方法で使用されるフイラメントは、当
業界で知られている方法であればどの方法によつ
て延伸しても良い。実質的には、ベイル（米国特
許第3816486号）によつて記載されている型の延
伸法が延伸フイラメントの供給に適している。第
１及び第２段階の延伸比は、重合体組成、紡糸配
向度、及び望ましい最終引張性質を基にして選択
される。一段階法も又適している。過剰な延伸比
は、低延伸比と比較して、延伸フイラメントの引
張強度には何の利点も生じない。しかし乍ら、延
伸比が過剰な時は、染色速度に逆効果を及ぼすこ
とが発見された。紡糸配向が如何なる水準で与え
られても、最適延伸比は、重合体組成及び相対粘
度に依存する。重合体の型及び紡糸配向の両方が
与えられた時の、最適延伸比を決定するのに或る
種の調整が必要であることは、当業界では既知の
ことである。延伸されたフイラメント束は、前進し、水蒸気
室に、同室内部を望ましい大気圧以上の圧力に保
つた様に大きさを決めそして設計されたオリフイ
スを通つて入り、そして出て行く。フイラメント束の厚さ及び形（例えば円形又は
リボン状）及び水蒸気室への滞留時間は、実質的
に全てのフイラメントが飽和蒸気温度に到達する
様調整される。約50000デニールのトウ束に対し
ては、直径0.125インチ（3.2mm）、長さ1.25インチ
（32mm）のオリフイスで充分である。滞留時間は、
約0.2〜約１秒間であることが出来る。少し滞留
時間、例えば0.2〜0.6秒は、表面トリマー含量を
最小にするのが望ましい時に好ましく、さもなけ
れば長い滞留時間が好ましい。水蒸気は、水蒸気室内へ、その長さ方向に沿つ
て、例えばオリフイスから、水蒸気室の同側上部
に沿つたマニホールドに沿つて、実質的に均一に
供給することができ、この様にして、水蒸気噴射
延伸で要求される様に、入つて来る水蒸気がフイ
ラメントに真直ぐにぶつかるのを避けることが出
来る。この水蒸気室には、凝縮物の出口が取付け
てある。水蒸気供給系は、その大きさが決めら
れ、コントロールバルブ及びゲージがつけられ、
水蒸気室内の圧力を維持しそして測定可能な様に
する。フイラメントトウが水蒸気室を出ると、水
の蒸気によつて、常圧下約100℃又はそれ以下に
急速に冷却する。トウはそれから捲縮機（Crimper）へ向う。繊
維の引張特性、特にT₇、捲縮数及び捲縮高さ
（crimping maltitude）が、捲縮に入るトウの温
度及び捲縮機の内部温度に依存することはよく知
られている。過剰な温度はT₇を低下させ、捲縮
数を高くして好ましくないことがあり得る。捲縮
機に入る前にトウを更に冷却することが必要な場
合もあり、捲縮機内部の温度は注意深く調節し、
最適状態にしなければならない。適当な潤滑仕上剤を一般には、捲縮の前に塗布
する。以前から工業的に行なわれている加熱ロー
ラーアニーリング法では、アニーリングの前に、
延伸したフイラメント束から水を除くのに、かな
りの量のエネルギー及び時間を必要とする。本発
明は、この様な残存水の除去が不要な点が特に有
利である。本発明の方法では、水蒸気圧力は、好ましくは
重合体の融点より高くなる約320psig（2300kPa）、
即ちれは約220℃の飽和温度に相当する、を超え
てはならない。これより高い温度は、フイラメン
ト特性に悪影響を与え、フイラメントの軟化温度
に近いために、操業性の問題を起す。低軟化点を
有する共重合体は、それに合せて、最大操業温度
を下げる。即ち、水蒸気圧力を下げることが必要
である。フイラメントが到達する最高温度は、水
蒸気領域中の水蒸気圧力に相当する凝縮温度であ
ることが好ましい。溢水および過熱以外の調節は
不要である。最適のフイラメント染色性に到達するために、
アニーリング帯で少量の収縮（retration）、特に
共重合体では３〜10％収縮させることが必要であ
る。大きな収縮を許すと、操業性の問題そして引
張特性の低下に結び付くことがあり得る。本発明によつて製造された水蒸気アニールフイ
ラメントが、どうして諸性質の組合せが改良され
るかは完全に理解されないけれども、非晶部の高
配向及び高易動性が同時に起つた新しい微細構造
に原因があり得ることは、理論づけられる。この
信念と一致して、同じ様な引張特性及び結晶化度
パーセントを有し、唯同じ様な条件下で他の加熱
法例えば加熱ローラーでアニールした繊維よりも
すぐれている、本発明の水蒸気アニールした繊維
は、Ｘ線で測定した長周期間隔（LPS−即ち繊維
軸に沿つて隣り合う結晶の中心間の平均距離）が
より大きいことが発見された。LPSが大きいとい
うことは、非晶部にあるポリマー鎖の固定点が広
く別れていることを意味する。これが恐らく非晶
部の易動性をより大きくしていると思われる。例
えば、工業的に加熱ローラーでアニールした高配
向性繊維のLPSは、通常約120Åであるのに対し、
飽和水蒸気でアニールし、上と同程度の結晶化度
及び収縮性を有する繊維は、一般に125〜150Åの
LPSを有する。高結晶性、低収縮性の繊維は普通捲縮するのが
難しい。これは恐らく、捲縮高さを出すには捲縮
機中で、いくらかの収縮が必要なためである。水
蒸気−アニールした繊維が、捲縮後でも測定出来
る程度の低温度収縮性、即ち密度で示される様
に、結晶度が高いに拘らず、沸水収縮が大きい。
そして196゜で乾熱収率が低いことは驚くほどであ
る。容易な捲縮性及び測定可能なBOSの両者は、
恐らく同様に普通とは異なる微細構造のためと考
えられる。中間結晶領域では、微小結晶、即ち結晶配置の
中での分子鎖セグメントの非常に小さな局部的な
集合が比較的自由であることが仮定される。微小
結晶は、低温では非晶性分子鎖セグメントの運動
を抑制するであろう。それによつて低温収縮性は
低下し、捲縮をより困難にする。しかし、それは
比較的低温度で溶融し、そしてそれ故高温での長
さ安定性には寄与しないであろう。微小結晶は、
非晶性分子鎖の易動性を低下させるので染色性を
も低下させることになろう。本発明の水蒸気アニーリング法で、フイラメン
トを最初に加熱しそれから冷却する、その素早さ
が、得られる製品の微細構造を決定するのに重要
であろうというのは、あり得ることである。本発明フイラメントの微細構造及びそれに伴な
う利点は、染着率及び繊維配向度を測定すると最
もよく認識される。染着率は、易動性と配向性の
両方を反映し、一方、引張強度とT₇との合計、
即ちＴ＋T₇は、配向性だけを直接反映する。こ
れら及びその他の構造に敏感な性質を検討するこ
とにより、本発明の効果を同定することが出来
る。本発明の繊維は、改良された強度、熱固定後の
織編物収率を最大にする低い乾熱収縮率そして染
色コストを下げる高い染色率を含む諸性質の改良
された組合せを有する。更に本発明の一部のフイ
ラメントは、すぐれた捲縮性及び低濃度の環トリ
マーによつて、その改良された性質を反映してい
る。後者は加工を改善し、加工中に糸に析出する
ことが少い。本発明の改良されたフイラメントは、非晶配合
性（即ちＴ＋T₇）、非晶分子鎖易動性（即ち
RDDR）そして共重合体改質剤の重量％（即ち
WMOD）に関する座標によつて描かれる三次元
空間内の位置により記述することが出来る。これ
が、ここで我々が、上記３個のパラメーターを１
個の関数として上記の様に定義した、“Ｄ”数を
使用する理由であり、その価は、本発明の強力
な、低収縮性アニールフイラメントに対して約
3.8未満である。本発明の水蒸気−アニーリングは、染着座を有
する共重合体、例えば重合体分子鎖中に、ナトリ
ウムスルホネート基を含む芳香族酸モノマー、例
えば５−ナトリウム−スルホ−イソフタル酸を含
むカチオン染料染色性ポリエステルに、特に予期
しない効果を示す。繊維中でのこの様な重合体に
よる反応性カチオン染料吸収性は、繊維中の反応
性部位の数によつて決まるが、一方1.6重量％の
部位反応性イソフタレートプラス中性のグルター
ル酸ジメチルを含む本発明の三元共重合体繊維
が、約３重量％のカチオン染着座を含む従来繊維
より高い染料吸収性を与えることが発見された。この驚くべき効果は、同レベルの改質剤で染色
性を改善するか又は、少い改質剤を染色性を同程
度に維持するのに利用することが出来る。中性コモノマーでのコモノマー含量に対する染
着速度の応答も、本発明による水蒸気−アニーリ
ングによつて得られる。グルタール酸ジメチル
（DMG）から誘導されるエチレングルタレート
を2.9％含む水蒸気−アニール繊維は、5.7％のエ
チレングルタレートを含む既知の繊維と、染着率
が全く同等であり、加えて実質的にすぐれた引張
特性を有することが発見された。一般に、共重合
体は、同様に改善された捲縮の発現及びホモポリ
マーで得られるよりも、低水準の表面環状トリマ
ーを示す。平均して、本発明の水蒸気−アニールフイラメ
ントは、同じ基本重合体から製造され、同様な配
向性、結晶化度及び収縮性を有するローラーアニ
ールフイラメントよりも、約1.5倍高い染着率を
有する。同じＴ＋T₇では、水蒸気−アニールホモポリ
マーフイラメントは、同程度の収縮性を有するロ
ーラーアニールフイラメントよりも少い表面環状
トリマー（SCT）を有する。トリマー量は、一
般に延伸比、即ち配向度と共に増加する。本発明のフイラメントは、衣料用単繊維デニー
ル（dpf）、好ましくは6.0dpf以下のマルチフイラ
メントトウ、並びに、太いカーペツト及び産業用
繊維又は糸条のトウから製造することも出来る。フイラメントは、好ましくは太いトウの形に、
例えば約30000デニール以上に、そして特に約
200000デニール以上に合わせられる。フイラメン
トは、その断面の形には、何ら特別の制限は受け
ず、十字型、三つ葉型、Ｙ−型、リボン、ダンベ
ル型（dog bone）、帆立て貝型（scallopedoval）
及びその非円型断面並びに円型断面のフイラメン
トを含む。フイラメントは、捲縮連続フイラメン
ト、糸条は、、又はトウ、又は約0.75〜約６イン
チ（約20〜150cm）の通常のスフをはじめとして
如何なる長さのスフとしても使用されうる。フイラメントは、その用途に従つて、所望の程
度に捲縮される。通常のスフへの利用に際して
は、フイラメントは好ましくは少くとも20の捲縮
指数を有する。本発明を、以下の実施例で説明する。実施例に
は、比較試験の結果、即ち水蒸気なし、約
150psig以下、即ち、約1100kPa以下の圧力の飽
和蒸気を使用についても述べられ、得られた結果
の相異を示した。本発明による高圧水蒸気の使用
は、これが、一般に極端に多い本数であるフイラ
メントを効果的にそして急速に飽和水蒸気の温度
に迄加熱することを可能ならしめているが故に、
重要であると信じられる。この様なアニーリング
温度が考慮される時は、飽和水蒸気の圧力を上げ
て得ることのできる改良は、或る種重合体組成で
は、劇的と云える程大きく、その性質は、温度を
比較的少し上げただけで変えることが出来る。こ
れは例えば、実施例４の結果を比較すれば見るこ
とが出来る。実施例１相対粘度約21のポリ（エチレンテレフタレー
ト）（不純物、0.5％ジエチレングリコール、
DEG）のフイラメントを、1500ypm（1372ｍ／
min）の速度で単繊維デニール（dpf）４に紡糸
し、収束する。得られたフイラメント数31500の
トウは、実質的に米国特許第3816486号〔ベイル
（Vail）〕に記載されているような型の方法を使
用して二段階で延伸し、延伸糸単繊維デニール
を、凡そ1.5dpfとする。得られたトウは最終段階
延伸ローラーから、加圧水蒸気室を、長さを調節
しながら0.4秒間で通過させ、常圧下に引き出し、
ここで尚同じ長さに調節しながら、約100℃に迄
急速に冷却する。トウはそれから70℃のスプレー
中を通し、0.3％濃度の油剤で処理し、スタツフ
アーボツクス式捲縮機を使用して、通常の方法で
水蒸気捲縮する。捲縮繊維は、緩和炉（relaxer
oven）中で実質的に無緊張下に、特に特定する
のでなければ90℃乾燥する。加圧水蒸気アニーリング室は、長さが15インチ
（38cm）、内径が約1.4インチ（3.6cm）である。ト
ウの入口用及び出口用オリフイスは、直径0.125
インチ（3.2mm）長さが1.25インチ（3.2cm）であ
る。水蒸気は、水蒸気気室の内側上部に沿つたマ
ニホールドの側部に沿つて隙間のあるオリフイス
から水平に水蒸気室に入る。表1Aには、アニーリング室に供給される飽水
蒸気の圧力以外は、実質的に同じ条件下に製造し
たフイラメントの性質が比較してある。第１項
は、水蒸気なしで行なつた対照例であり、第２及
び第３項は、1100kPa以下の高圧水蒸気を使用し
た対照例であり、一方第４及び５項は、本発明に
従つて実施されたものである。比較すると、特に
項目３及び４を比較すると、収縮性がかなり低下
しているものの、引張特性、染色性、表面トリマ
ー含量及び捲縮性などの諸性質間の調和がすぐれ
ていることが判る。微細構造上の相違が、本発明
の方法による製品の長周期間隔が大きく上昇して
いることによつて示されている。これは又、図２
及び図３のプロツトを比較しても判る。更に、条件を変えて得た捲縮フイラメントの性
質の比較が表1Bに示してある。第１項は、表1A
の場合と同じであり、高い収縮性を除けば、諸性
質の組合せはすぐれている。第２及び第３項は、
高温乾燥以外は、同様な条件で製造されたもの
で、収縮性を下げる本方法が、引張特性及び染着
率を低下させることを示しており、そして第３項
は又表面トリマーが、かなりの量望ましくない程
度に増加することを示している。第４〜第７項
は、全て本発明によつて、延伸比（MDR）を変
え、アニーリング中の収縮（PRUD）を変えて
製造したもので、水蒸気アニーリングによつて得
ることのできる性質の組合が変ることを示してお
り、その全てが配向性と染着率との調和が非常に
すぐれていることを示している。第６〜７項は、
1.0％DEG及び0.2％TiO₂を含み、単糸デニールが
3.2dpfの、1900ypm（1737ｍ／ｍ）の紡糸速度で
製造されたフイラメントから製造された。略々同程度にアニーリングした、加熱ローラー
アニール製品と比較すると、本発明の水蒸気アニ
ーリング製品は、一般に表面トリマー含量が低
く、捲縮性が良くそして染着率が高い。表1B、第４項において（90℃ではなくて）125
℃で乾燥した場合には、DPF1.45、T6.6gpd、
T₇2.7gpd、伸度14％、DHS（196℃）６％、
SCT180ppm、密度1.401ｇ／c.c.、RDDR0.035、
“Ｄ”数4.4そして“Ｔ”数28となつた。150℃で
乾燥すると、諸性質は、DPF1.47、T6.6gpd、
T₇2.0gpd、伸度16％、DHS6％、SCT565ppm、
密度1.397ｇ／c.c.、RDDR0.026、“Ｄ”数6.3そし
て“Ｔ”数は101となつた。これらの高い“Ｄ”
及び“Ｔ”数は、乾燥中、温度を低く維持するの
が何故望ましいかを示したものである。更に表1Cには、本発明製品の微細構造パラメ
ーターが示してあり、図２及び３でそれがプロツ
トしてある。上記ホモポリエステルフイラメントの相対粘度
は、18〜22の範囲にあり、大部分のアパレル製品
は普通この程度である。低粘度重合体を使用する
と、ポリエステルフイラメントの引張り特性が低
下し、例えば衣料用途の多くに一般に望ましくな
いことはよく知られている。しかしながら、引張
特性が低下すると、同時に屈曲寿命も低下し、そ
れから得られる布地のピリング性が低下する。こ
れは、例えば或る種の編物製品では非常な重要な
ことであり、しばしば引張特性低下の不利に目を
つぶつても優先されることがあり得る。従つて、
本発明の捲縮フイラメントの引張特性は、使用す
る重合体の相対粘度によつて影響を受ける。若し
低粘度重合体を使用してポリエステルフイラメン
トを製造すると、得られる水蒸気アニール捲縮フ
イラメントの引張特性は、それに相応して、粘度
だけが通常で、他は同様なフイラメントに対して
よりも低下することが期待される。かくして低ピ
リング性が重要な時には、フイラメントは、少く
とも93％のジオキシエチレン及びテレフタロイル
基、そして特に97％のこの様な基を有し、約９〜
14の相対粘度、約1.1gpdより大きい、好ましくは
1.2gpdより大きいT₇、約5gpdより大きく、約
8gpd未満のＴ＋T₇、約10％未満の乾熱収縮（196
℃）、約3.8未満で約1.8より大きい“Ｄ”数及び
約25未満の“Ｔ”数を有するポリ（エチレンテレ
フタレート）から成ることが好ましい。示される
様に、表面トリマー含量は、一般に通常粘度のフ
イラメントよりも高いことが期待される。この様
な引張特性（Ｔ＋T₇）及び表面トリマー含量
（“Ｔ”数）の相対粘度への依存性は、図５にグラ
フで表わしてある。これらの関係は又数学的に
も、例えば 3.313.31ln（RV）−（Ｔ＋T₇）0.1 として表わすことができる。本発明による水蒸気アニーリングは、諸性質間
の調和が改善された捲縮アニールフイラメントを
提供するが故に、同方法は、染色性を改善しなが
ら、低分子量重合体の引張特性を幾分改善する方
法を提供し、低屈曲抵抗性、即ち耐ピリング性の
改善されたフイラメントをも提供する。それにつ
いては、以下の実施例に示す。実施例２ポリ（エチレンテレフタレート）ホモポリマー
（0.7％DEG、そして0.3％TiO₂と0.2％テトラエチ
ル硅酸エステルを添加して、米国特許第335211号
（Mead及びReese）で教えている様に溶融粘度を
改善する）の約12の相対粘度及び単糸デニール
3.8dpfのフイラメントを、1810ypm（1655ｍ／
min）で紡糸し、集束する。繊維数33400の束を、
油剤散布帯で１段延伸する以外は、実施例１に記
載された様に処理する。操作条件の比較のために、水蒸気なしでアニー
ルしたフイラメント及び指示圧で水蒸気アニール
したフイラメントの性質を表２に示した。引張特
性、収縮性、及び染着率が水蒸気−アニーリング
によつてかなり改善されているのが認められ、更
に屈曲寿命が低下し、耐ピリング性がすぐれてい
ることを示している。 DEG含量が非常に少いホモポリマーに対して
は、約150psig（1100kPa）又は更にそれ以上の高
い水蒸気圧が一般に使用され、望ましい低収縮
率、好ましくは８％以下の収縮率を得る。この様
な低収縮率は他の手段によつても得ることが出来
るが、以前には、この低収縮性が、ここに示す様
な諸性質と望ましい調和を保ちながら得られたこ
とはなかつた。同様に、少量の非イオン性改質剤
を含む共重合体は、あとで示すように、その収縮
性は、温度によつてかなり影響を受ける。実質的に実施例１と同じ操作を用いて、以下の
実施例のフイラメントを、重合体組成及び操作条
件を表で討論し示してある様に変えながら製造し
た。いくつかの項では、紡糸速度は1900ypm
（1737ｍ／min）が使用された。３％を超えるWMODを有する試料の多くは、
ベイル（米国特許第3816486号）によつて記載さ
れているのと同様な一般式の操置を使用して延伸
したが延伸の全ては第２段の油剤散布帯で起つ
た。延伸温度は最善の操作性が得られる様調整さ
れ、90〜98℃の範囲であつた。共重合体の延伸操作性を良くするには、しばし
ば実験が必要なことは、当業界ではよく知られて
いる。水蒸気アニーリング帯での、少くとも少量の、
約１〜２％の収縮（PRUD）が、最適な性質を
得るために一般に望ましい。織物に使用するフイ
ラメントに対しては、８％未満の乾熱収縮が好ま
しい。実施例３表−３では、重合体中のジエチレングリコール
（DEG）全含量が2.4重量％になる様にDEGをモ
ノマー原料に添加して得た高比率のジオキシ−ジ
（エチレンオキシド）を含有する重合体から製造
した捲縮フイラメントの性質を比較してある。フ
イラメントは相対粘度20の重合体からなる。第１
項は、水蒸気−アニーリングなしで製造した対照
試料であり、、充分に低い収縮性を有する。しか
し引張特性は低い。染色性はホモポリマーよりす
ぐれている。ホモポリマーを改質するのは、通常
染色性を上げんがためである。延伸条件がいく分
異なつている第１項及び第２項を比較すると、染
色性及び引張特性が改善されており、かくして水
蒸気アニーリングによつて諸性質の調和が改善さ
れているのが判る（第２項）。第２項は又、染色
性及び引張特性と調和及び捲縮指数でも、加熱ロ
ーラーアニール製品よりすぐれている。第３項及
び第４項は両者共飽和水蒸気の略々同じ圧力を使
用してアニールしたが、第４項は過剰延伸された
ので、その染色性は第３項より悪い。この様に最
適加工条件は、得られたフイラメントの性質を測
定しながら経験的に決めることが出来る。第４項の引張特性が第１項よりもすぐれている
ことに注目すべきである。実施例４表４は、グルタン酸ジメチル（DMG）を加え
て約３％のエチレングルタレート（1.8％グルタ
リル基）及び不純物として1.2％DEG、それ故
WMODは29％、更に0.2％TiO₂を含むポリ（エ
チレンテレフタレート）共重合体を、1900ypm
（1737ｍ／min）で、単糸デニール3.2dpf、相対
粘度20のフイラメントに紡糸し、それを更に実施
例１に記載されているのと実質的に同様に延伸、
アニーリング及び捲縮して得た、捲縮フイラメン
トの性質を比較したものである。代表的な捲縮フ
イラメントは246.5℃の融点を有していた。この
比較により、高圧水蒸気でアニーリングすると諸
性質が改善されることが示された。第３項は、飽和水蒸気の温度が僅かに５℃高い
（183℃の代りに188℃）だけであるが、収縮率は
６％と第２項（10％）よりかなり改善されてお
り、一方第１項と第２項との収縮率の差は、温度
上昇が12゜もあるのに、それよりも小さい（12％
と10％）。第３項のLPS（126Å）が、第１項及び
第２項（114及び115Å）よりもかなり長く、微細
構造にかなり変化が起つていることを示し、注目
されよう。実施例５表５は、2.1％の分子量600のポリエチレンオキ
シド、及び1.0％DEG、従つて全WMODは3.0％、
及び0.2％TiO₂を含むポリ（エチレンテレフタレ
ート）を、1900ypm（1737ｍ／min）で、単糸デ
ニール3.36dpf、相対粘度約22のフイラメントに
紡糸し、それを実質的に実施例１に記載されてい
る様に延伸、アニーリングそして捲縮して得た水
蒸気アニール捲縮フイラメントの有用な特性を示
したものである。代表的な捲縮フイラメントは、
253.1℃の融点を有していた。すぐれた染着率及
び低い収縮率が注目されうる。（同程度に）加熱
ローラーアニールした製品と比較して、水蒸気ア
ニールした製品は、低い表面トリマー含量、すぐ
れた“Ｄ”数及びすぐれた捲縮性を一般に有して
いる。図２は、先の実施例からの本発明の項目に対す
るLPSとACSとの関係を示したものである。
ACS及びLPSが、線HK及びKJ以下に落ちてい
る項目は、185℃以下（150psig以下）のアニール
温度で製造されたものであり、高い残留収縮を有
するけれども、領域HIJKの外側に落ちた繊維
は、領域内の繊維と同じか、又はそれより悪い配
向性及び染着率間の調和を有する。これは、表中
の“Ｄ”数を比較すれば明らかである。図３は、ACS対LPS比と１％以下のDEGを含
む項目に対する密度から計算した結晶化度重量％
との間の関係を示したものである。最善のフイラ
メントは領域LMNOPの中に入る。本発明の水蒸気アニール繊維が異常に大きい非
晶質自由体積（染着率を上げる）を有し、更にす
ぐれた引張特性と低い残留収縮を有していると仮
定される。図２〜４のパラメーターが、微細構造
諸性質間のすぐれた調和を反映していると信じら
れる。実施例６表６は、DMGモノマーからの5.7％エチレング
ルタレート、3.5％グルタリル基及び0.7％DEG
（WMOD4.2％）、そして0.2％TiO₂を含むポリ
（エチレンテレフタレート）からの相対粘度約20
の捲縮フイラメントの性質を比較したものであ
る。代表的な捲縮試料は242℃の融点を有してい
た。本発明により水蒸気−アニールしたフイラメ
ントはアニールしないフイラメント（第１項）及
び低圧飽和蒸気でアニールしたフイラメント（第
２項）の両者より、染色性が驚く程改良されてい
る。第２項目は、アニールしない製品（第１項）
より引張特性が改良されているが、収縮率は受け
入れない程高く、そしてLPSは、本発明により高
圧でアニールしたフイラメント（第３項及び第５
項）とは、微細構造が異なることを示している。第４項は、引張特性が、第３及び第５項と比較
して低いけれども、これらの引張特性は、第１項
のと略々同じであり、しかも第４項の染着性はは
るかにすぐれており、本発明による水蒸気−アニ
ーリング法が、製品請求範囲以外の有用な製品を
も与え得ることを示している。実施例７表７は、4.6％の分子量600のポリエチレンオキ
シド（PEO）及び0.7％DEG（WMOD5.2％）及び
0.2％TiO₂を含む、相対粘度約22のポリ（エチレ
ンテレフタレート）を、1900ypm（1737ｍ／min）
で紡糸してフイラメントを得、それをいくつかの
延伸比及びアニール収縮率で延伸、アニーリング
そして捲縮して得た捲縮フイラメントの有用な性
質を示したものである。捲縮トウの代表的なトウ
は251.9℃で溶融した。これらの、実施例５のフ
イラメントよりはるかに多量のPEOを含むフイ
ラメントは、諸性質、特に染着率が更に改善され
ている。実施例８表８は、指示された量のエチレンナトリウムス
ルホイソフタレート及びDEGそしてWMOD値を
含み、そして0.2％TiO₂を含む２種類のカチオン
染料染色性のポリ（エチレンテレフタレート）共
重合体を、1900ypm（1737ｍ／min）で紡糸し、
実質的に同じ方法で製造した捲縮フイラメントの
性質を比較したものである。第３項と第４項を比
較すると、本発明による高アニーリング水蒸気圧
を使用することによつて、引張特性及び染色が改
善されていることが判る。代表的な捲縮試料は、
249.4℃の融点を持つており、一方第２項の試料
の融点は250.2℃であつた。微細構造の違いが、
本発明により製造されたフイラメントの高い値の
LPSによつて示されている。これらの結果を、次
の表の結果と比較するなら、本発明の水蒸気アニ
ーリングが、染色性を犠牲にすることなく、共重
合体含量を実質的に下げさせることができること
を示すだろう。実施例９表９は、相対粘度約17の、3.0％エチレンスル
ホイソフタレート（2.4％ナトリウムスルホイソ
フタロイル基）及び不純物として2.2％DEG
（WMOD4.5％）そして0.2％TiO₂を含むカチオン
染色性共重合体を1900ypm（1737ｍ／min）で紡
糸し、実質的に同じ方法で製造した捲縮フイラメ
ントの性質の比較を示したものである。代表的な
捲縮試料は247℃の融点を有していた。第３項の
染色性が、アニールしていないフイラメント（第
１項）及び低水蒸気圧でのアニールフイラメント
（第２項）以上に改善されているのは、特に注目
される所である。飽和水蒸気の低圧でのアニーリ
ング（第２項）も又、アニールしていないフイラ
メント（第１項）以上に収縮性が増加する。第４
項に示される様に、アニーリング段階中の収縮を
大きくすると、特にすぐれた染着率が得られた。
第４項の収縮は12％であつたが、この染着性の増
大と共に引張特性が、いくらか失なわれた。それ
故10％又はそれ以下の収縮が一般に好ましい。第
３項は、引張特性と染色性のすぐれた調和を有
し、同様な加熱ローラーアニールフイラメントよ
り染着率が70％すぐれている。実施例 10 表10Aは、1.6％のエチレンナトリウムスルホ
イソフタレート（1.3％ナトリウムスルホイソフ
タロイル基）2.4％のDMGからのエチレングルタ
レート（1.4％グルタリル基）及び不純物として
の1.3％のDEG、WMOD4.0％を含むカチオン染
色性共重合体の捲縮フイラメントの性質を比較し
たものである。代表捲縮試料は246.5℃の融点を
有していた。本発明によるフイラメントは、再び
染色性が改善されている。低圧での水蒸気アニー
リングは収縮率を上げる。LPSが又上昇し、微細
構造が異なつていることが示されている。第５項の捲縮トウを、1.5インチ（38mm）のス
フに切断し、糸条に紡績し、それを編んで生地と
する。生地は、キヤリアーなしで、分散染料そし
てカチオン染料で沸騰下に染色し、2.5dpfの工業
生産されているカチオン染料染色性ポリエステル
スフ（E.I.DuPoni de Nemours and Company
製のType 64）の生地を染色したものと比較す
る。フイラメントの引張特性及び染着率を表10B
に示す。水蒸気アニールフイラメントによる染着
率及び染浴吸尽率が、市販繊維のよりもかなりす
ぐれているのが見られる。カチオン染率でさえ、
本発明の試験試料が、反応性染着座位が、市販繊
維より40％少いのに、よい高い吸尽率が得られた
ことは驚くべきである。実施例６〜10の項目に対するLPSとACSとの
関係を図４に示した。本発明の項目は、領域
STVV内に入る。これらパラメーターの臨界性
（criticality）は、表から明らかである。領域内
の項目は、すぐれた染着率／配向性の調和及び低
収縮性を有する。水蒸気圧の限界性は、略々同じ延伸比で製造さ
れた表10A第３項及び４項を比較することによつ
て明確に示される。第４項は、“Ｄ”数により示
される様な染着率／配向性の調和及び収縮性が非
常に著しく改善されたことを示している。図２中の領域HIJK及び図４中の領域STVVの
LPS座標は、同じである（各々125〜150Åそして
124〜150A）が、WMOD3％のフイラメントに対
するACS座標軸は、約3.5Å移動する。コモノマ
ーの存在はACSをかなり増加させるがLPSにつ
いては僅かしか変えない。次の表でポリマー組成、フイラメント強度Ｔ、
T₇及びＴ＋T₇は、少数点以下１桁で丸められて
いる。合計値とその成分との小さな喰い違い（例
えば0.1単位）は、測定した実際値からの計算に
対するこの数値マルメによつて説明される。この
ことは又、MDR値、アニーリングでのアンダー
ドライブ（underdrive）及びTDRにも当てはま
る。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法に適した機器を図示的
に示したものである。第２図〜第４図は、本発明
の方法に従つて水蒸気アニーリングした繊維のＸ
−線微細構造の詳細、即ち長周期間隔、見掛微結
晶大きさ及び結晶化度パーセントを示したグラフ
である。第５図は、相対粘度に対して引張強度及
び表面トリマーをプロツトしたグラフである。第１図において：１０……延伸及び延伸糸供給
装置、１１，１１′……トウ、１２，１４……ロ
ーラー、２０……水蒸気室、２１……マニホル
ド、２２，２４……引張りローラー、２３……凝
縮水出口、３０……クリンパー、４０……乾燥−
緩和炉。

Claims

【特許請求の範囲】１ (1)延伸、(2)アニーリング、(3)捲縮及び(4)乾燥
の工程を含む、溶融紡糸されたポリエステルフイ
ラメントトウの連続処理法において、アニーリン
グ工程を、少くとも1100kPaの圧力下に飽和水蒸
気を用いて実施することを特徴とする改良法。２延伸工程及び捲縮工程の間で、トウの長さを
約５％伸長から約10％収縮の範囲に調節する特許
請求の範囲第１項記載の方法。３トウ長さを約３〜10％収縮する様に調節する
特許請求の範囲第２項記載の方法。４延伸フイラメントを、少なくとも約0.2秒間
飽和水蒸気の加圧帯に曝す特許請求の範囲前記い
ずれかの項記載の方法。５延伸フイラメントを、飽和水蒸気の加圧帯
に、実質的にフイラメント全部を少なくともその
蒸気圧に相当する水蒸気飽和温度に迄加熱するの
に充分な時間曝す特許請求の範囲前記いずれかの
項記載の方法。６延伸フイラメントを、飽和水蒸気の加圧帯
に、約１秒未満曝す特許請求の範囲前記いずれか
の項記載の方法。７延伸フイラメントを、飽和水蒸気の加圧帯
に、約0.2〜0.6秒間曝す特許請求の範囲前記いず
れかの項記載の方法。８アニーリングを２段階以上で行う特許請求の
範囲前記いずれかの項記載の方法。９フイラメントに、アニーリング工程及び捲縮
工程の間で減摩用仕上げ剤の水溶液をスプレーす
る特許請求の範囲前記いずれかの項記載の方法。１０フイラメントを、緩和条件下に、約125℃
未満の温度で乾燥する特許請求の範囲前記いずれ
かの項記載の方法。１１フイラメントを、約110℃未満の温度で乾
燥する特許請求の範囲第１０項記載の方法。１２実質的に完全に延伸された実質的にポリ
（エチレンテレフタレート）から成るフイラメン
トトウを、その長さを、約５％伸長から約10％収
縮の範囲に調節し乍ら、少なくとも1100kPaの圧
力に維持された飽和水蒸気の加圧帯を少なくとも
約0.2秒間で通過させ、該トウを、上記加圧帯か
ら大気圧下に引き出し、そこで、尚上記の長さ範
囲に調節し乍ら、同フイラメントを水の蒸発によ
つて急激に冷却し、冷却したフイラメントを捲縮
し、そして得られた捲縮フイラメントを約125℃
未満の温度で乾燥及び緩和することによつて、捲
縮され、アニールされたフイラメントを得る、特
許請求の範囲第１項記載の方法。１３フイラメントを更に捲縮以前に冷却する特
許請求の範囲第１２項記載の方法。１４ポリエステルフイラメントが、実質的に全
て、ジオキシジエチレンオキシドを不純物として
含むジオキシエチレン及びテレフタロイル基から
なる特許請求の範囲前記いずれかの項記載の方
法。１５ポリエステルが少なくとも93重量％のジオ
キシエチレン及びテレフタロイル基を含む共重合
体であり、そしてイオン性染着座を有する単位を
実質的に含まない特許請求の範囲第１〜第１３い
ずれかの項記載の方法。１６他のコモノマーの基が、グルタリル、分子
量4000未満のオキシ−ポリ（エチレンオキシド）、
アジピル及びジオキシジエチレンオキシドの１個
又はそれ以上の基である特許請求の範囲第１５項
記載の方法。１７ポリエステルが、少なくとも97重量％のジ
オキシエチレン及びテレフタロイル基を含む特許
請求の範囲第１５又は第１６項記載の方法。１８ポリエステルが、少なくとも93重量％のジ
オキシエチレン及びテレフタロイル基、少なくと
も1.3％のアニオン性染着座を含む芳香族基及び
約４％迄の中性有機基を含む特許請求の範囲第１
〜第１３いずれかの項記載の方法。１９アニオン性染着座を含む芳香族基が５−ナ
トリウムスルホネートイソフタロイル基である特
許請求の範囲第１８項記載の方法。