粒子担持高分子繊維及び押出方法
高分子繊維の押出し方法及びシステムに付随する粒子担持高分子繊維が開示される。粒子担持高分子繊維は、その内部に複数の粒子が分配される高分子結合剤を含む繊維体を有する。粒子の中には完全に高分子結合剤中に封入されているものもあれば、繊維体の外側表面上に部分的に曝露されるように埋め込まれているものがあってよい。繊維に使用されるポリマーは高分子量からなってよく、封入される粒子は繊維の外側表面に向かって優先的に分配されてよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出し加工に伴う粒子担持高分子繊維及びその製造装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の繊維形成方法及び装置は、通常、高分子材料をオリフィスから押出すことを含む。典型的な繊維押出し法の速度、圧力及び温度は、経済的条件と高分子材料の物理特性との間の妥協を表す。例えば、高分子材料の分子量は、融解粘度及び高分子材料性能の両方に直接関係している。残念ながら、高分子材料性能の改善は、通常、分子量の増大と、それに対応する比較的高い融解粘度とに関係している。融解粘度が高まることで、典型的には、繊維の形成において、より時間がかかり、かつより採算の合わない方法となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
より高い分子量のポリマーの高融解粘度に対処するために、従来のプロセスは、高分子材料の融解粘度を低下させようとして、比較的高温での加工に依存することがある。しかしながら、プロセス温度は通常、高温における高分子材料の分解により制限され得る。プロセス温度の増大と併せて、プロセス速度を改善するために、プロセス圧力、即ちポリマーが押出される圧力も増大され得る。しかしながら、プロセス圧力は繊維の押出しに使用される装置によって制限され得る。結果として、従来のプロセスにおける加工速度は、通常、上述した因子によって制約される。
【０００４】
上述した問題を考慮すると、繊維製造のための溶融ポリマーの押出しにおける従来の手法は、高分子材料の分子量を低下させて、経済的に実行可能な加工速度を達成することである。分子量の低下は、それに対応して、押出された高分子繊維の材料特性の妥協をもたらす。
【０００５】
従来の押出し繊維の材料特性における妥協について少なくとも部分的に対処するために、繊維強度は、繊維の高分子材料を配向させることによって改善され得る。配向は、繊維が押出しダイを出た後に繊維を引っ張る、又は伸長することによって付与される。結果として、繊維として使用される高分子材料は、通常、高分子材料がダイを出る半溶融状態においてかなりの引張応力保持能力がなければならない（そうでなければ、繊維は引っ張られたときに、ただ破断するだけである）。このような特性は、従来、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、及びポリアミドなどの半結晶性ポリマーにおいて得ることができる。従って、従来の繊維押出し法は、ほんの限られた数の高分子材料により実施することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、高分子繊維の押出し方法及びシステムと共に粒子担持高分子繊維を提供する。
【０００７】
粒子担持高分子繊維は、その内部に複数の粒子が分配される高分子結合剤を含む繊維体を有する。粒子の中には完全に高分子結合剤中に封入されているものもあれば、繊維体の外側表面上に部分的に曝露されているものがあってよい。
【０００８】
本発明の粒子担持繊維の潜在的な利点の中には、高分子繊維体は、比較的低いメルトフローインデックス又は比較的高い融解粘度（及び本明細書で議論されるように、それに対応する高分子量）を有するポリマーによって形成され得るということが含まれている。結果として、本発明の方法においてこのようなポリマーを使用して製造される繊維に関する潜在的な利点は、粒子担持繊維においても得られる可能性がある。
【０００９】
本発明のその他の潜在的な利点は、好ましくは、粒子密度（即ち繊維体の単位体積当たりの粒子数）が繊維の外側表面に近い位置でより高くなるように繊維体内に粒子が分配されることである。（例えば、粒子がより少ない中央芯を提供することで）繊維内で粒子をこのように分配することは、繊維強度を増加させるのに有利であり得る。
【００１０】
この粒子の分配プロファイルは、粒子が繊維の外側表面の近くに封入されるか、繊維の外側表面上に部分的に曝露されるのが望ましい状況においても有利であり得る。これは、高分子結合剤の一部として曝露される更なる粒子が使用中に除去される（例えば、研磨材物品などに使用される繊維において起こり得る）のが有益である状況で特に当てはまる。
【００１１】
本発明の溶融押出された繊維に見られる粒子の分配におけるその他の潜在的な利点は、粒子が繊維の外側表面に近い位置で優先的に分配されるため、繊維の外側表面に近い位置で選択された粒子密度を提供するために必要な粒子量を削減し得ることである。
【００１２】
繊維を製造するのに使用される押出し法は、ダイオリフィスを通る際に潤滑剤が好ましくはポリマー溶融ストリームを包み込むように、ポリマー溶融ストリームとは別に押出しダイのそれぞれのオリフィスに潤滑剤を送達することを含むのが好ましいであろう。高分子繊維押出し法において、ポリマー溶融ストリームとは別に供給される潤滑剤の使用は、多数の潜在的な利点を提供することができる。
【００１３】
例えば、別に供給される潤滑剤の使用は、引っ張ることをしなくても、配向した高分子繊維を提供することができる。即ち、いくつかの実施形態では、配向した高分子繊維を得るために、繊維がダイを出た後に繊維を引っ張る又は伸長する必要がないであろう。高分子繊維が押出し後に引っ張られなければ、ダイを出た後の半溶融状態においてあまり引張応力保持能力を示す必要はない。代わりに、本発明の潤滑式押出し方法は、場合によっては、高分子材料が好ましくはダイを出る前に配向され得るように、ダイの中を移動する際に高分子材料に配向を付与することができる。
【００１４】
配向を付与するために引っ張る又は伸長する必要性を、低減又はなくすことの１つの潜在的な利点は、高分子繊維を押出すための高分子材料の候補が著しく拡大され、他の方法では押出し繊維として使用されないかもしれない高分子材料も含むことが可能なことである。また、提唱される方法によって、異相ポリマーも押出して配向繊維にすることができる。「鞘／芯」又は「海島型」又は「パイ（pie）」又は「中空パイ（hollow pie）」などの複合繊維構造もこの方法に適合する。
【００１５】
本発明の方法の潜在的な利点としては、例えば、比較的低い圧力で多数の高分子繊維を同時に押出し可能なことが挙げられる。比較的低い圧力は、装置及び加工費の点でコスト削減をもたらし得る。
【００１６】
本発明の目的では、「繊維」（及びその変形）という用語は、その幅に対して本質的に連続的な長さ、例えばその幅の少なくとも１０００倍の長さを有する細長い糸のような構造又はフィラメントを意味する。本発明の繊維の幅は、５ミリメートル以下、好ましくは２ミリメートル以下、更により好ましくは１ミリメートル以下の最大寸法に制限されるのが好ましいであろう。
【００１７】
本発明の繊維は、１成分繊維、２成分又はコンジュゲート繊維（便宜上、「２成分」という用語は、２つの成分からなる繊維に加えて２つを超える成分からなる繊維を意味するために使用されることが多い）、及び２成分繊維の繊維セクション、即ち２成分繊維の断面の一部を占め、及び２成分繊維の長さ全体に及ぶセクションであり得る。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態のその他の潜在的な利点は、低メルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有するポリマーを押出し可能なことに見出すことができる。従来の高分子繊維押出し法では、押出しポリマーのＭＦＩは、約３５以上である。本発明の方法を用いると、高分子繊維の押出しは、ＭＦＩが３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下であるポリマーを用いて達成することができる。本発明以前は、繊維を形成するために、このような高分子量（低ＭＦＩ）のポリマーの押出し加工は、通常、溶媒を用いてポリマーを溶解させ、それによりそれらの粘度を低下させて実施された。このような方法は、高分子量のポリマーを溶解し、次に溶媒を除去する（廃棄又は再利用を含む）ことに困難をもたらした。本発明と関連して使用される可能性のある低メルトフローインデックスのポリマーの例としては、ミシガン州ワイアンドット（Wyandotte）のＢＡＳＦコーポレーション（BASF Corporation）から入手可能なルラン（LURAN）Ｓ７５７（ＡＳＡ、８．０ ＭＦＩ）、テキサス州ヒューストン（Houston）のハンツマンポリマーズ（Huntsman Polymers）から入手可能なＰ４Ｇ２Ｚ−０２６（ＰＰ、１．０ ＭＦＩ）、オハイオ州エイボンレイク（Avon Lake）のポリワンコーポレーション（PolyOne Corporation）から入手可能なＦＲ ＰＥ １５２（ＨＤＰＥ、０．１ ＭＦＩ）、テキサス州ヒューストン（Houston）のエクソンモービルケミカル（ExxonMobil Chemical）から入手可能な７９６０．１３（ＨＤＰＥ、０．０６ ＭＦＩ）、及びテキサス州ヒューストン（Houston）のエクソンモービルケミカル（ExxonMobil Chemical）社から入手可能なエンゲージ（ENGAGE）８１００（ＵＬＤＰＥ、１．０ ＭＦＩ）が挙げられる。
【００１９】
本発明のいくつかの方法のその他の潜在的な利点には、達成可能な比較的高い質量流量が含まれ得る。例えば、本発明の方法を用いて、１０グラム／分以上、ある場合には１００グラム／分以上、その他の場合には４００グラム／分以上の速度で高分子材料を押出して繊維にすることが可能であろう。これらの質量流量は、０．２平方ミリメートル（ｍｍ２）以下の面積を有するオリフィスを通って達成され得る。
【００２０】
本発明のいくつかの方法の更にもう１つの潜在的な利点には、例えば、強度を高める、あるいは他の有利な機械特性や光学特性などを提供することができる分子レベルの配向を含む高分子繊維を押出し可能であることが含まれ得る。高分子繊維がアモルファスポリマーで構成される場合、アモルファス高分子繊維は、任意で、剛性又は規則性のアモルファスポリマー相又は配向されたアモルファスポリマー相の部分（即ち、繊維内の分子鎖が、繊維軸にほぼ沿って様々な程度で位置合わせされている部分）を含むと特徴付けることができる。
【００２１】
配向高分子繊維は既知であるが、配向は、従来、繊維がダイオリフィスを出るときに繊維を引っ張る、又は伸びることによって達成される。しかしながら、多くのポリマーは、溶融又は半溶融状態での押出しの直後に、破断することなく引っ張られるのに十分な機械強度を持たないので、押出し後に引っ張ることができない。しかしながら、本発明の方法では、高分子材料はオリフィスを出る前にダイの中で配向され得るので、配向を達成するために高分子繊維を伸ばす必要性をなくすことができる。結果として、商業的に実現可能なプロセスにおいて、従来は押出し及び伸びることができなかったポリマーを用いて配向繊維を押出すことができる。
【００２２】
本発明のいくつかの方法では、潤滑剤、ダイ、又は潤滑剤及びダイの両方の温度を制御して、配向がダイの外側での弛緩のために損失されない、あるいは大きく減少されないように、高分子材料を急冷するのが好ましいことがある。ある場合には、少なくとも部分的には、例えば蒸発により、高分子材料を急冷するその能力に基づいて、潤滑剤を選択することができる。
【００２３】
１つの態様において、本発明は、高分子結合剤及び該高分子結合剤内に封入される複数個の粒子を含む繊維体を有する粒子担持高分子繊維を提供し、前記高分子結合剤が、本質的に１つ以上のポリマーからなり、前記封入される粒子は封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外部表面に近い位置でより高い。
【００２４】
その他の態様において、本発明は１つ以上のポリマーを含む繊維体であって、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する繊維体と、繊維体内に封入される第１の複数個の粒子及び前記繊維体の外側表面に埋め込まれた第２の複数個の粒子であって、前記封入される第１の複数個の粒子が封入される粒子の密集を構成し、前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度が、繊維の外側表面に近い位置で最も高い、粒子と、を含む粒子担持高分子繊維と、を提供する。
【００２５】
別の態様では、本発明は、複数個の粒子をポリマー溶融ストリームに取り込む工程と、内部に複数個の粒子が取り込まれたポリマー溶融ストリームをダイ内に位置するオリフィスに通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが、半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出る工程と、潤滑剤を前記ポリマー溶融ストリームとは別に前記オリフィスに供給する工程であって、前記潤滑剤が、オリフィスの入口で導入される工程と、前記ポリマー溶融ストリーム及び該ポリマー溶融ストリーム内に封入される複数個の粒子を含む粒子担持高分子繊維を捕集する工程であって、前記封入される粒子が、前記繊維内に封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外側表面に近い位置でより高い工程と、を含む、粒子担持高分子繊維の製造方法を提供する。
【００２６】
別の態様では、本発明は、ダイ内に位置するオリフィスにポリマー溶融ストリームを通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが、半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出る工程と、潤滑剤を前記ポリマー溶融ストリームとは別に前記オリフィスに供給する工程であって、前記潤滑剤が、オリフィスの入口で導入される工程と、前記ポリマー溶融ストリームがオリフィスの出口を出た後に、前記ポリマー溶融ストリームを含む繊維を捕集する工程と、を含む高分子繊維の製造方法を提供し得る。
【００２７】
別の態様では、本発明は、ダイのオリフィスにポリマー溶融ストリームを通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが、半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出て、前記ポリマー溶融ストリームが、バルクポリマーを含み、前記バルクポリマーがポリマー溶融ストリームの大部分であり、前記バルクポリマーが、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８でポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有するポリマーから本質的になる工程と、ポリマー溶融ストリームとは別に潤滑剤を前記オリフィスに供給する工程と、ポリマー溶融ストリームがオリフィスの出口を出た後、バルクポリマーを含む繊維を捕集する工程と、を含む、高分子繊維の製造方法を提供してよい。
【００２８】
本発明の方法、システム、及び物品の様々な実施形態のこれら及びその他の特徴及び利点は、本発明の様々な例示的実施形態に関連して以下に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の例示的実施形態の以下の詳細な説明において、その一部を形成する添付図面の図が参照され、本発明が実施され得る特定の実施形態が実例として示されている。その他の実施形態が利用されてもよいこと、及び本発明の範囲から逸脱することなく構造的変更がなされてもよいことを理解されたい。
【００３０】
上述したように、本発明は、潤滑式流動押出し法によって高分子繊維を製造するための方法及びシステムを提供する。本発明は、好ましくは、このようなシステム及び方法を使用して製造され得る粒子担持高分子繊維も提供する。
【００３１】
図１は、本発明による１つの代表的な粒子担持繊維２の理想的な断面図である。繊維２には、その長さに沿って伸びる長手方向軸線３が形成されている。繊維２は、１つ以上のポリマー（本明細書中で高分子結合剤と呼ばれることもある）から形成される本体４を含む。本体４は長手方向軸線３の長さに沿って伸び、外側表面５を含む。図１で描かれる繊維体４は、一般的に円形の断面形状（長手方向軸線線３に対し横方向をとる）を有し、本発明の繊維は、例えば楕円形、三角形、矩形、六角形、不規則な形などの任意の好適な断面形状をとってよい。
【００３２】
繊維体４を形成するのに使用される１つ以上のポリマーは、本発明に記載されるように任意の組成を有してよい。例えば、好ましくは、繊維体４の１つ以上のポリマーは、３０以下、１０以下、１以下、又は０．１以下などのメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有してよく、好ましくは、１つ以上のポリマーは半結晶性ポリマー（例えば、ナイロン）などであってよい。
【００３３】
また図１に関連して、封入される（ここで、「封入される」とは繊維体４を形成するポリマー内に粒子が完全に含有されることを意味する）粒子６が描かれている。高分子体４内に封入される粒子６に加えて、繊維２は、粒子の一部分が繊維体４の外側表面５上に曝露されるように、繊維体４を形成するポリマーに埋め込まれるのみ（又は部分的に封入される）の粒子７も含んでよい。
【００３４】
本体４内に封入される粒子６の中では、封入される粒子の密度が繊維２の外側表面５に近い位置でより高くなるように、封入される粒子６が繊維内に分配されるのが好ましいであろう。本明細書で使用する場合、「封入される粒子の密度」は、繊維の単位体積当たりの封入される粒子の数を指す。いくつかの実施形態において、繊維の体積の最も外側の２０％内に封入される粒子の密度は、繊維の体積の最も内側の２０％内の粒子の密度の２倍以上であるのが好ましいであろう。あるいは、封入される粒子の５０％以上が繊維の最も外側の２０％内に位置するのが好ましいであろう。その他の代替案において、封入される粒子の９０％が、繊維の体積の最も外側の１０％内に位置するのが好ましいことがある。
【００３５】
粒子６（及び外側表面５上に曝露される粒子７）は、高分子体４と容易に混合しないか、又は容易に融解しない材料で形成されるのが好ましいであろう。粒子６及び７は、非高分子材料で形成されるのが好ましいことがある（しかし、粒子６及び７が、周囲の繊維体４から分離し、区別される形状を保持するほどにそれらの融解加工温度（本明細書で定義される）が十分高い場合、いくつかの粒子は本発明に関連して使用され得ることを理解すべきである）。本発明の粒子担持繊維に使用され得るいくつかの潜在的に好適な非高分子粒子の例としては、例えば、金属、金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム）、セラミックス、ガラス、無機物などが挙げられる。
【００３６】
場合によっては、本発明の繊維に付加される粒子は、例えば、再帰反射体などのような光学機能性を含んでよい。本発明と関連する粒子として使用され得るいくつかの潜在的に好適な光学要素の例は、例えば、米国特許第４，３６７，９１９号（トン（Tung）他）；同５，７７４，２６５号（マサース（Mathers）他）；同５，８３５，２７１号（スタンプ（Stump）他）；同５，８５３，８５１号（モリス（Morris））などに記載され得る。
【００３７】
本発明の粒子担持繊維に関連して使用される粒子は、それらの寸法に基づいて特徴付けられる可能性があってよい。例えば、繊維の形成又は押出しを阻害しないほどに（それによって繊維が形成されるプロセスである場合）、粒子は十分に小さいのが好ましいであろう。場合によっては、粒子は、１ミリメートル以下、５００マイクロメートル以下、２５０マイクロメートル以下、１００マイクロメートル以下、５０マイクロメートル以下、又は１０マイクロメートル以下の最大寸法を有するのが好ましいであろう。本明細書で使用する場合、粒子の「最大寸法」は、粒子を粒径以上の開口部を備えるスクリーン又はふるいに通過させるようにしてスクリーニング又はふるい分けによって決定される。例えば、１００マイクロメートル以下の最大寸法を有する粒子は、直径１００マイクロメートルの開口部を備えるスクリーン又はふるいを通過するであろう。本発明の粒子担持高分子繊維に関連して粒径を特徴付けるその他の方法において、最大寸法は繊維直径の関数として記載されてよい。例えば、本発明の粒子担持繊維における粒子の最大寸法は、繊維直径の１０％以下、繊維直径の３０％以下、又は繊維直径の５０％以下であるのが好ましいであろう。
【００３８】
本発明の粒子担持繊維は、１つ以上のオリフィスを有するダイからのポリマー溶融ストリームを押出すことを含む方法によって製造されるのが好ましいであろう。繊維の本体内に封入されるであろう粒子は、好ましくは、ダイに供給されるときにポリマー溶融ストリーム内に取り込まれる。
【００３９】
潤滑剤は、好ましくは、潤滑剤がダイを通過するときに結果的にポリマー溶融ストリームの外側表面のまわりに優先的に位置するようにして、ポリマー溶融ストリームとは別にダイに供給される。潤滑剤は別のポリマーでもよいし、あるいは、例えば鉱油などの別の材料でもよい。潤滑剤の粘度は、潤滑されるポリマーの粘度よりも本質的に低い（潤滑されるポリマーが押出される条件で）のが好ましいであろう。いくつかの典型的なダイ及びそこから押出すことができる繊維は、以下に記載される。
【００４０】
本発明の方法及びシステムにおいて潤滑剤を用いることの１つの潜在的な利点は、従来の高分子繊維押出し法に対して、繊維を製造可能なプロセスウィンドウを広くできることである。図２は、この潜在的な利点を説明するための無次元のグラフを描いている。ポリマー溶融ストリームの流量はｘ軸に沿って右側に移動すると増大し、潤滑剤の流量はｙ軸に沿って上方に移動すると増大する。破線（ｘ軸の最も近くに描かれる）と、実線（破線の上方にある）との間の領域は、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤の流量が互いに関して定常状態に保持され得る領域を示す。定常状態の流れの特徴は、好ましくは、ポリマー溶融ストリームと潤滑剤との両方について定常の圧力である。更に、定常状態の流れは、好ましくは、潤滑剤及び／又はポリマー溶融ストリームについて比較的低い圧力で生じ得る。
【００４１】
実線よりも上の領域（実線の破線とは反対側）は、過剰の潤滑剤が、ダイを通るポリマー溶融ストリームの流れを脈動させ得る領域を示す。ある場合には、脈動は、ポリマー溶融ストリームの流れを遮断し、及びダイから出る繊維を中断又は終了させるのに十分強い。
【００４２】
破線よりも下の領域（即ち、破線とｘ軸の間）は、潤滑剤の流れが失速又はゼロになる条件を示す。このような状況では、ポリマー溶融ストリームの流れはもはや潤滑されず、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤の圧力は、通常、急速に上昇する。例えば、ポリマー溶融ストリームの圧力は、このような条件では数秒のうちに、２００ｐｓｉ（１．３×１０６Ｐａ）から２４００ｐｓｉ（１．４×１０７Ｐａ）に上昇し得る。この領域は、ポリマーの質量流量が主に高い操作圧力により制限される慣用の非潤滑繊維形成ダイの従来の操作ウィンドウと考えられるであろう。
【００４３】
図２に示される広いプロセスウィンドウは、オリフィスが結果的にポリマーの本質的に純粋な伸長流動をもたらすように収束するダイを用いて提供されるのが好ましいであろう。そうするために、ダイオリフィスは、本明細書において説明されるように、その長さに沿って（即ち、第１のポリマーが流動する方向）半双曲線状に収束するプロファイルを有することが好ましいであろう。
【００４４】
本発明の少なくともいくつかの実施形態の潜在的な利点の中には、通常は高分子繊維に押出されない高分子材料の高分子繊維を製造できることがある。メルトフローインデックスは、ポリマーの融解粘度に関する共通の業界用語である。米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）は、試験方法（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）を含む。この試験方法は、特定のポリマーのタイプを測定するために使用すべき負荷及び温度を指定する。本明細書で使用する場合、メルトフローインデックス値は、所与のポリマータイプに対してＡＳＴＭ Ｄ１２３８で指定される条件において得られるはずである。メルトインデックス試験の一般的な原理は、上部のプランジャと、シリンダの底部に位置する小さいキャピラリ又はオリフィスとを有するシリンダ中で、試験すべきポリマーを加熱することを含む。熱的に平衡になると、所定の重量がプランジャにかけられ、押出物は捕集され、所定時間秤量される。より高いメルトインデックス値は、通常、より高い流量及びより低い粘度に関連し、その両方とも、より低い分子量を示し得る。反対に低いメルトインデックス値は、通常、より低い流量及びより高い粘度に関連し、その両方とも、より高い分子量のポリマーを示し得る。
【００４５】
従来の高分子繊維押出し法では、押出ポリマーのＭＦＩは、約３５以上である。本発明の方法を用いると、押出し高分子繊維を形成するために使用されるポリマー溶融ストリームは１つ以上のポリマーを含むことができ、１つ以上のポリマーの全てが、３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示す。いくつかの実施形態では、ポリマー溶融ストリームは、好ましくは３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示す１つのポリマーから本質的になり得る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ポリマー溶融ストリームは、ポリマー溶融ストリームの体積の少なくとも大部分を形成するバルクポリマーを含むと特徴付けることができる。ある場合には、バルクポリマーは、ポリマー溶融ストリームの体積の６０％以上を形成するのが好ましいこともあるし、あるいは他の場合には、バルクポリマーは、ポリマー溶融ストリームの体積の７５％以上を形成するのが好ましいこともある。これらの場合、体積は、ポリマー溶融ストリームがダイのオリフィスに供給されるときに決定される。
【００４７】
バルクポリマーは、好ましくは、３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示し得る。バルクポリマーを含むと特徴付けられる実施形態では、ポリマー溶融ストリームは、バルクポリマーに加えて１つ以上の第２のポリマーを含むことができる。様々な実施形態において、第２のポリマーは、好ましくは、３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示し得る。
【００４８】
低ＭＦＩポリマーであり、本発明に関連して繊維に押出すことができるポリマーのいくつかの例としては、例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、エチレン−プロピレン−ジエン−モノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、高分子量ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ＡＥＳ、ポリイミド、ノルボルネン、Ｚ／Ｎ及びメタロセンコポリマー（ＥＡＡ、ＥＭＡＡ、ＥＭＭＡなど）、ポリフェニレンスルフィド、アイオノマー、ポリエステル、ポリアミド、並びに誘導体（例えば、ＰＰＳ、ＰＰＯ ＰＰＥ）が挙げられる。
【００４９】
本発明に適合し得る低ＭＦＩポリマーの他の例は、慣用の「ガラス状」ポリマーである。本明細書中で使用される「ガラス状」という用語は、材料の密度、レオロジー、光学、及び誘電性の変化の特徴があるガラス転移温度（Ｔｇ）を示す密度のランダムなモルホロジーについての慣用の使用と同じである。ガラス状ポリマーの例としてはポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
本発明に適合し得る低ＭＦＩポリマーの更に他の例は、慣用の「ゴム状」ポリマーである。「ゴム状」という用語は、慣用の命名において使用されるものと同じであり、著しい絡み合い形成をして、長い緩和時間を有する材料をもたらすのに十分な分子量を有するランダムな高分子材料である。「ゴム状」ポリマーの例としては、ポリウレタン、超低密度ポリエチレン、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）などのスチレン系ブロックコポリマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ＥＰＤＭゴム、及びこれらの類似体が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５１】
典型的にはＭＦＩによって特徴付けられないポリマーについては、融解粘度において代替案を見出し得る。ＭＦＩは分子量に反比例する一方、典型的に、融解粘度は、選択されたポリマーの分子量の増加に伴って増加する。融解粘度によってより典型的に特徴付けられ得るポリマーの例としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン）などが挙げられる。本明細書で使用する場合、所定のポリマーにおける融解粘度は、ポリマーがダイオリフィスの入口に供給される際の温度で測定される。融解粘度によって特徴付けられるポリマーについては、本発明と関連して使用されるポリマーの融解粘度は、約１００パスカル秒（Ｐａ・ｓ）以上であることが好ましいであろう。本発明は、２００パスカル秒以上、３００パスカル秒以上、又は４００パスカル秒以上の融解粘度を有するポリマーを使用して繊維を溶融押出しするのにも使用され得る。
【００５２】
また本発明を使用して、アモルファスポリマーを押出して繊維にすることも可能である。本明細書で使用する場合、「アモルファスポリマー」は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８に従って示差走査熱量計において加熱されるときに、通常は明確な融点又は一次転移の欠如によって示される結晶度を少ししか持たないか、全く持たないポリマーである。
【００５３】
更に他の実施形態では、本発明の潜在的な利点は、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤として多相ポリマーを用いて高分子繊維を押出可能なことに見出すことができる。多相ポリマーとは、例えば独自の別々の領域に融合する異なる種で構成される有機高分子を意味し得る。領域のそれぞれは、ガラス転移温度（Ｔｇ）、重量密度、光学密度などのそれ自体の明確な特性を有する。多相ポリマーのこのような特性の１つは、多相ポリマー中で個別の高分子相が温度に対して異なるレオロジー応答を示すというものである。より具体的には、押出し加工温度でのそれらの融解粘度が明確に異なることが可能である。いくつかの多相ポリマーの例は、例えば、米国特許第４，４４４，８４１号（ウィーラー（Wheeler））、米国特許第４，２０２，９４８号（ピースコー（Peascoe））、及び米国特許第５，３０６，５４８号（ザブロキ（Zabrocki）他）に開示され得る。
【００５４】
本明細書で使用する場合、「多相」とは、非混和性モノマーのコポリマーを含む高分子の配列を指す。存在するコポリマーが非相溶性であるために、材料の同じ塊の中に明確に異なる相又は「ドメイン」が存在し得る。本発明に係る多相高分子繊維の押出しに使用するのに好適であり得る熱可塑性ポリマーの例としては、以下の種類からの材料が挙げられるが、これらに限定されない：ポリエーテル、ポリエステル又はポリアミドの多相ポリマー；配向されたシンジオタクチックポリスチレン、スチレン及びアクリロニトリルの混合物でグラフト化されたエチレン−プロピレン−非共役ジエン三元コポリマー（アクリロニトリルＥＰＤＭスチレン又は「ＡＥＳ」としても知られている）を含むエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（「ＥＰＤＭ」）のポリマー；「ＡＳＡ」又はアクリレート−スチレン−アクリロニトリルコポリマーとして知られる、スチレン及びアクリロニトリル又はそれらの誘導体（例えば、α−メチルスチレン及びメタクリロニトリル）でグラフト化された架橋アクリレートゴム基材（例えば、ブチルアクリレート）を含むもの、及び、「ＡＢＳ」又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーとして知られる、ブタジエン及びブタジエンのコポリマー及びスチレン又はアクリロニトリル又はそれらの誘導体（例えば、α−メチルスチレン及びメタクリロニトリル）でグラフト化されたスチレン又はアクリロニトリルのコポリマー、並びに典型的には「ＡＢＳ」ポリマーとも呼ばれる抽出可能なスチレン−アクリロニトリルコポリマー（即ち、非グラフトコポリマー）の基材を含むもののようなグラフトゴム組成物を含むスチレン−アクリロニトリル（「ＳＡＮ」）コポリマー；並びにこれらの組み合わせ又は混合物。本明細書で使用する場合、「コポリマー」という用語は、ターポリマーやテトラポリマーなども含むと理解されるべきである。
【００５５】
多相高分子繊維の押出しにおいて使用され得るポリマーのいくつかの例は、上記でＡＥＳ、ＡＳＡ、及びＡＢＳと称される多相コポリマー樹脂（即ち、多相スチレン系熱可塑性コポリマー）、並びにこれらの組み合わせ又は混合物のスチレン系の種類に見出すことができる。このようなポリマーは、米国特許第４，４４４，８４１号（ウィーラー（Wheeler）米国特許第４，２０２，９４８号（ピースコー（Peascoe））、及び米国特許第５，３０６，５４８号（ザブロキ（Zabrocki）他）において開示される。混合物は、各層が異なる樹脂である多相繊維の形態でもよいし、次に押出されて単一の繊維になるポリマーの物理的な混合物でもよい。例えば、ＡＳＡ及び／又はＡＥＳ樹脂は、ＡＢＳ上に共押出することができる。
【００５６】
異なる相は加工に対して非常に異なるレオロジー応答を有するので、多相ポリマー系は、繊維加工における大きな課題を提供し得る。例えば、結果は、多相ポリマーの引張応答の悪さであり得る。異なる相の異なるレオロジー応答は、押出繊維の伸び又は引っ張りを含む従来の繊維形成工程中の伸び応答に広い変化を起こし得る。多くの場合、多数のポリマー相の存在は、伸び工程の引張応力に耐えるためには不十分な結合力を示し、繊維を破断又は破裂させる。
【００５７】
本発明において、多相ポリマーの押出に関連し得る独自の課題は、繊維の形成中に材料がどのようにして配向されるかに基づいて対処することができる。本発明と関連して、多相ポリマー材料は、ポリマー材料を配向させるためにダイオリフィスを通って圧迫又は「押圧」される（引っ張り又は伸びとは対照的に）のが好ましいかもしれない。結果として、本発明は、破砕の可能性を本質的に低減することができる。
【００５８】
本発明に係る方法において使用することができるいくつかの多相ポリマーは、多相ＡＥＳ及びＡＳＡ樹脂、並びにこれらの組み合わせ又は混合物である。市販のＡＥＳ及びＡＳＡ樹脂、又はこれらの組み合わせには、例えば、ミシガン州ミッドランド（Midland）のダウ・ケミカル社（Dow Chemical Company）からの商品名ローベル（ROVEL）、及びドイツ連邦共和国、ルートビヒスハーフェン（Ludwigshafen）のＢＡＳＦ社（BASF Aktiengesellschaft）からのローラン（LORAN）Ｓ７５７及び７９７、コネチカット州スプリングフィールド（Springfield）のバイエルプラスチックス社（Bayer Plastics）のセントレックス（CENTREX）８３３及び４０１、ニューヨーク州セルカーク（Selkirk）のゼネラル・エレクトリック（General Electric）からのジーロイ（GELOY）、日本国東京の日立化成工業社（Hitachi Chemical Company）からのビタックス（VITAX）が挙げられる。いくつかの市販のＡＥＳ及び／又はＡＳＡ材料はＡＢＳが混合されていると考えられる。市販のＳＡＮ樹脂は、ミシガン州ミッドランドのダウ・ケミカルから商品名タイリル（TYRIL）で入手可能なものを含む。市販のＡＢＳ樹脂は、マサチューセッツ州ピッツフィールドのゼネラル・エレクトリック（General Electric）からサイオラク（CYOLAC）ＧＰＸ３８００などの商品名サイオラク（CYOLAC）で入手可能なものを含む。
【００５９】
多相高分子繊維は、１つ以上の上記で挙げた材料と、１つ以上の他の熱可塑性ポリマーとの混合物から調製することもできる。上述で列記した可縮材料と混合することが可能な熱可塑性ポリマーの例としては、二軸延伸ポリエーテルと、二軸延伸ポリエステルと、二軸延伸ポリアミドと、ポリ（メチルメタクリレート）などのアクリルポリマーと、ポリカーボネートと、ポリイミドと、酢酸セルロース、セルロース（酢酸−コ−酪酸）、硝酸セルロースなどのセルロース誘導体と、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンテレフタレート）などのポリエステルと、ポリ（クロロフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデンフッ化物）などのフルオロポリマーと、ポリ（カプロラクタム）、ポリ（アミノカプロン酸）、ポリ（ヘキサメチレンジアミン−コアジピン酸）、ポリ（アミド−コ−イミド）、及びポリ（エステル−コ−イミド）などのポリアミドと、ポリエーテルケトンと、ポリ（エーテルイミド）と、ポリ（メチルペンテン）などのポリオレフィンと、脂肪族及び芳香族ポリウレタンと、ポリ（フェニレンエーテル）と、ポリ（硫化フェニレン）と、アタクチックポリ（スチレン）と、キャストシンジオタクチックポリスチレン（cast syndiotactic polystyrene）と、ポリスルホンと、シリコーンポリアミド及びシリコーンポリカーボネートなどのシリコーン変性ポリマー（即ち低重量％（１０重量％未満）のシリコーンを含有するポリマー）と、デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール（E.I. duPont de Nemours）から商品名サルリン（SURLYN）−８９２０及びサルリン（SURLYN）−９９１０の下に入手できるナトリウム又は亜鉛イオン含有ポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）などのイオノマーエチレンコポリマーと、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）及びポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）、ポリ（エチレン−コ−マレイン酸）、及びポリ（エチレン−コ−フマル酸）などの酸官能性ポリエチレンコポリマーと、ペルフルオロポリ（エチレンテレフタレート）などのフッ素変性ポリマーと、ポリイミドとアクリルとのポリマーブレンド、そしてポリ（メチルメタクリレート）とフルオロポリマーとの混合物などの上記のポリマーの混合物の部類からの材料が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００６０】
本発明に関連して使用されるポリマー組成物はその他の成分を含むことができ、例えば、ＵＶ安定剤、ニューヨーク州アーズリー（Ardsley）のチバ−ガイギー社（Ciba-Geigy）から商品名イルガノックス（IRGANOX）で入手可能なものなどの酸化防止剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、ニュージャージー州ホボケン（Hoboken）のヘンケル社（Henkel）から商品名ロキシル（LOXIL）Ｇ−７１５又はロキシル（LOXIL）Ｇ−４０、又はノースカロライナ州シャーロット（Charlotte）のヘキスト・セラニーズ社（Hoechst Celanese）からワックス（WAX）Ｅで入手可能な脂肪酸エステルなどの離型剤、顔料及び染料などの着色剤も、ポリマー組成物中に取り込むことができる。着色剤の例としては、デラウェア州ウィルミントンのデュポン・ドゥ・ヌムール（DuPont de Nemours）から商品名Ｒ９６０で入手可能なルチルＴｉＯ２顔料、酸化鉄顔料、カーボンブラック、硫化カドミウム、及び銅フタロシアニンが挙げられる。多くの場合、上記で特定したポリマーは、これらの添加剤の１つ以上、特に顔料及び安定剤を含んで市販されている。通常、このような添加剤は、所望の特性を付与する量で使用される。好ましくは、添加剤は、ポリマー組成物の総重量を基準として約０．０２〜２０重量％、より好ましくは約０．２〜１０重量％の量で使用される。
【００６１】
本発明の少なくともいくつかの実施形態のもう１つの潜在的な利点は、ポリマー溶融ストリームを比較的低い温度で押出可能なことである。例えば、半結晶性ポリマーの場合、ダイのそれぞれのオリフィスの入口から押込まれるときのポリマー溶融ストリームの平均温度が、ポリマー溶融ストリームの溶融加工温度を１０℃以下の範囲で上回るときに、ポリマー溶融ストリームを押出すことが可能であり得る。いくつかの実施形態では、ポリマー溶融ストリームがオリフィスの出口から出る前に、ポリマー溶融ストリームの平均温度は、好ましくは、ポリマー溶融ストリームの溶融加工温度であるか、あるいはそれよりも低い。そうするために、ダイの温度をポリマー溶融ストリームの溶融加工温度以下の温度に制御することが好ましいであろう。
【００６２】
理論により束縛されることは望まないが、本発明は、押出中にポリマーを加工するために潤滑剤特性の優性に依存し、ポリマー粘度は、応力（圧力及び温度）応答における比較的小さい因子になり得ると理論付けられる。更に、潤滑剤の存在は、ダイ内でのポリマーの「急冷（quenching）」（例えば、結晶又はガラスの「ガラス化（vitrification）」形成）を可能にし得る。ダイ内急冷の潜在的な利点は、例えば、押出物の配向の保持及び寸法精度を含むことができる。
【００６３】
本明細書で使用する場合、ポリマー溶融ストリームの「溶融加工温度」は、ポリマー溶融ストリームがダイのオリフィスを１秒以下の時間内に通過できる最低温度である。ある場合には、溶融加工温度は、ポリマー溶融ストリームがアモルファスであればガラス転移温度又はそれよりわずかに高い温度でよいし、あるいはポリマー溶融ストリームが結晶性又は半結晶性であれば融解温度又はそれよりわずかに高い温度でよい。ポリマー溶融ストリームが、１つ以上の結晶性ポリマー及び１つ以上の半結晶性ポリマーのいずれか又は両方と混合された１つ以上のアモルファスポリマーを含む場合には、溶融加工温度はアモルファスポリマーの最低のガラス転移温度又は結晶性及び半結晶性ポリマーの最低の融解温度のうちの低いほうである。
【００６４】
本発明に係るダイで使用することができる１つの典型的なダイオリフィスは、図３の断面図に描かれており、ダイプレート１０及び相補的なダイプレートカバー１２が断面図で描かれている。ダイプレート１０及びダイプレートカバー１２は、ダイプレート１０中のオリフィス２２と流体連通するポリマー送達通路２０を画定する。ダイプレートカバー１２中に形成されるポリマー送達通路２０部分は、ポリマー溶融ストリームが開口部１４を通ってダイプレート１０内に形成されるポリマー送達通路２０部分に入るように、開口部１６で終結している。描かれた実施形態において、ダイプレートカバー１２中の開口部１６は、ダイプレート１０中の開口部１４と一般的に同じ寸法である。
【００６５】
図４は、オリフィス２２の半径を示す参照文字「ｒ」及び軸線１１に沿ったオリフィス２２の長さを示す「ｚ」を有するオリフィス２２の拡大図を描いている。ダイプレート１０中に形成されるオリフィス２２は、断面積（軸線１１に対して横方向に測定する）が入口２４の断面積よりも小さくなるように収束するのが好ましいであろう。本明細書で議論されるように、ダイオリフィス２２の形状は、ポリマー溶融ストリームの伸長的なひずみ速度がオリフィス２２の長さに沿って（即ち、軸線１１に沿って）一定であるように設計されるのが好ましいであろう。
【００６６】
本明細書において説明されるように、ダイオリフィスは、収束する半双曲線状プロファイルを有するのが好ましいであろう。「半双曲線状」形状の定義は、体積流量、チャネル面積及び流体速度の間の基礎的な関係から始まる。オリフィス２２の説明に関連して円筒座標が使用されるが、本発明に関連して使用されるダイオリフィスが円筒形のプロファイルを有さなくてもよいことは理解されるべきである。
【００６７】
軸線１１に沿ってオリフィス２２を通る流れは、軸線１１に沿ったそれぞれの位置で、以下の式によって説明することができる。
【００６８】
Ｑ＝Ｖ＊Ａ （１）
式中、Ｑは、オリフィスを通る体積流量の尺度であり、Ｖは、オリフィスを通る流速であり、及びＡは、軸１１に沿って選択された位置におけるオリフィス２２の断面積である。
【００６９】
式（１）は速度について配列し直して解くことができ、以下の式が得られる。
【００７０】
Ｖ＝Ｑ／Ａ （２）
収束するオリフィスの断面積は、オリフィスのチャネルの長さに沿って変化するので、以下の式を使用して、式（２）の変量間の様々な関係を説明することができる。
【００７１】
ｄＶｚ／ｄｚ＝（−Ｑ／Ａ２）（ｄＡ／ｄｚ） （３）
式（３）において、オリフィスの長さの下方への位置の変化に対する速度の変化の式は、流体の伸長流動（ε）も定義する。定常又は一定の伸長流動は、収束するオリフィスを通る流れの好ましい結果であり得る。結果として、オリフィスの断面積は、オリフィスを通る一定の伸長流動をもたらすように変化するのが好ましいであろう。定常又は一定の伸長流動を定義する式は、次式のように表すことができる。
【００７２】
ｄＶｚ／ｄｚ＝ε＝一定 （４）
オリフィスの長さの下方への位置の変化に対する面積の変化を置き換えることができ、一定又は定常の伸長流動をもたらし得る式は、次のように表すことができる。
【００７３】
ｆ（ｒ，ｚ）＝一定＝ｒ２ｚ （５）
式（５）の式の一般的な形は、以下であり得る。
【００７４】
ｆ（ｒ，ｚ）＝Ｃ１＋Ｃ２ｒ２ｚ （６）
式（６）を用いて、本発明に関連して使用されるオリフィス２２の形状を決定することができる。オリフィスの形状を設計するために、オリフィス２２の出口２６の直径の幾何学的制約が決定される（出口直径が、オリフィス２２から押出される繊維サイズを示すという理解のうえで）のが好ましいであろう。あるいは、オリフィス２２の入口２４の直径が使用されてもよい。
【００７５】
オリフィス２２の入口２４又は出口２６のうちの一方の半径（及び、従って、対応する面積）が選択されると、選択される所望の伸長ひずみを選択することによって他方も決定され、次に他方の半径（即ち、入口２４又は出口２６の半径）は、好ましくは、オリフィス２２を通過する流体（即ち、ポリマー溶融ストリーム）が受ける所望の伸長ひずみを選択することによって決定され得る。
【００７６】
この値、即ち伸長ひずみは、時折「ヘンキーひずみ（Hencky Strain）」と呼ばれることもある。ヘンキーひずみは、伸長されている材料の伸長ひずみ又は工学ひずみに基づく。以下に与えられる式は、チャネル、例えば本発明のオリフィスを通過する際の流体のヘンキーひずみを説明する。
【００７７】
流体のヘンキーひずみ＝ｌｎ（ｒｏ２／ｒｚ２）＝ｌｎ（Ａｏ／Ａｚ） （７）
オリフィスを通過する流体が受ける所望のヘンキーひずみの選択は、上記のように、オリフィスの他方の端部の半径（及び、従って、面積）を固定又は設定する。最後に残った設計の特徴は、潤滑にすべきオリフィスの長さを定めることである。オリフィス２２の長さ（図４において「ｚ」）が選択され、入口２４及び出口の半径／面積が分かると、定数Ｃ１及びＣ２を得るために、等式６を、オリフィス２２の長さ（「ｚ」方向に沿って）の下方位置変化に伴う半径（面積）変化に関して回帰することができる。以下の等式は、「ｚ」方向（ｒｚ）に沿ったそれぞれの配置におけるオリフィスの半径を提供する。
【００７８】
ｒｚ＝［（（ｚ）（ｅｓ−１）＋長さ）／（ｒ入口２＊長さ）］−１／２ （８）
式中、ｚは、オリフィスの入口から測定されるｚ方向の長手軸に沿った位置であり、ｅ＝（ｒ入口）２／（ｒ出口）２、ｓ＝ヘンキーひずみ、ｒ入口はオリフィスへの入口における半径、ｒ出口はオリフィスの出口における半径であり、及び長さは、オリフィスの入口から出口までのｚ方向のオリフィスの全体の長さである。ヘンキーひずみ及び関連の原理の説明については、Ｃ．Ｗ．マコスコ（Macosko）の「レオロジー−原理、測定、及び用途（Rheology-Principles, Measurements and Applications）」、２８５〜３３６頁（ワイリー−ＶＣＨ社（Wiley-VCH Inc.）、ニューヨーク、第１版、１９９４年）が参照されるであろう。
【００７９】
図３に戻ると、ダイプレート１０は、ダイプレート１０とダイプレートカバー１２との間に形成される潤滑剤プレナム３２と流体連通する潤滑剤通路３０も含む。ダイプレート１０及びダイプレートカバー１２は、好ましくは、潤滑剤通路３０を通って潤滑剤プレナム３２に入る潤滑剤が、スロット３６から開口部１４を通ってポリマー送達通路２０に入るように間隙３４を画定する。このようにして、潤滑剤は、ポリマー溶融ストリームとは別に、オリフィス２２に供給され得る。
【００８０】
スロット３６は、ポリマー送達通路２０の外辺部周りに伸びるのが好ましいであろう。スロット３６は、好ましくは、ポリマー送達通路２０の外辺部周りで連続的又は非連続的であってよい。間隙３４及びスロット３６を形成するダイプレート１０とダイプレートカバー１２の間の空隙は、ポリマー溶融ストリームがポリマー送達通路２０を通る際の圧力、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤の相対粘度などのような様々な要因に基づいて調整されてよい。ある場合には、スロット３６は、間隙３４を形成する２つの粗化（例えば、サンドブラスト処理、研磨など）表面（又は１つの粗化表面及び対向する平滑表面）の界面によって形成される開口部又は複数の開口部の形態でもよい。
【００８１】
図５は、ダイプレートカバー１２が取り外されたダイプレート１０の平面図である。多数の開口部１４、ポリマー送達通路２０、ダイオリフィス２２、及び潤滑剤プレナム３２が描かれている。描かれているポリマー送達通路２０は、一定の断面積（図３の軸線１１を横断して測定される）を有し、描かれている実施形態では円筒形である。しかしながら、ポリマー送達通路２０及び関連のダイオリフィス２２は、例えば、矩形、長円形、楕円形、三角形、正方形などの適切な任意の断面形状を有してもよいことは理解されるべきである。
【００８２】
潤滑剤プレナム３２は、図５で示されるように、潤滑剤がポリマー送達通路２０の外辺部周りに供給されるように、ポリマー送達通路２０の外辺部周りに伸びるのが好ましいであろう。そうすることで、潤滑剤は、ポリマー送達通路２０を通り、ダイオリフィス２２に入ると、ポリマー溶融ストリームの外辺部周りに好ましくは層を形成する。描かれた実施形態において、プレナム３２は、図５に示されるように、ダイプレート１０の外縁まで伸びる潤滑剤通路３０が供給されている。
【００８３】
図５に示されるように、それぞれのプレナム３２に個別の潤滑剤通路３０が供給されることが好ましいであろう。それぞれのプレナム３２（及び関連するダイオリフィス２２）を個別に供給することで、様々なプロセス変数を制御することができる。これらの変数は、例えば、潤滑剤の圧力、潤滑剤の流量、潤滑剤の温度、潤滑剤の組成（即ち、異なる潤滑剤が異なるオリフィス２２に供給され得る）などを含むことができる。
【００８４】
しかしながら、代替案として、それぞれの潤滑剤通路３０に潤滑剤を供給するのにマスタープレナムが使用されるいくつかのシステムにおいては、潤滑剤はオリフィス２２を伴うプレナム３２のそれぞれに順番に供給されるのが好ましいであろう。このようなシステムにおいて、好ましくは、それぞれのオリフィスへの潤滑剤の送達は全オリフィスの間で均衡がとられてよい。
【００８５】
図６は、本発明と関連して使用することができる１つのシステム９０の概略図である。システム９０は、押出成形機９６にポリマーを供給するポリマー源９２及び９４を備えるのが好ましいであろう。２つのポリマー源が描かれているが、いくつかのシステムにおいては、１つのみのポリマー源が提供され得ることを理解されるべきである。更に、他のシステムは、３つ以上のポリマー源を含んでもよい。更に、単一の押出機９６だけが描かれているが、システム９０が、本発明に従って所望のポリマーをダイ９８へ供給することができる任意の押出システム又は装置を含んでもよいことは理解されるべきである。
【００８６】
１つ以上のポリマー源９２及び９４に加えて、描かれる実施形態において、システム９０は、ポリマー源９２からのポリマー内に取り込まれるべき粒子を提供する粒子源９１も備える。あるいは、粒子源９１は、粒子を押出成形機９６（又は、複数の押出成形機を使用する場合には、複数の押出成形機）に投入することができる。特定の配列に関わらず、粒子源９１からの粒子は、ダイ９８に供給されるように、ポリマー溶融ストリーム内に取り込まれるのが好ましい。
【００８７】
システム９０は、更に、本発明の原理に従って潤滑剤をダイに供給するためにダイ９８に操作可能に取り付けられた潤滑剤装置９７を含む。ある場合には、潤滑剤装置９７は、潤滑剤ポリマー源及び押出装置の形態でもよい。
【００８８】
システム９０と関連して、ダイ９８から押出される２つの繊維４０も描かれている。２つの繊維４０が描かれているが、いくつかのシステムにおいて１つのみの繊維が製造されてもよい一方で、他のシステムは同時に３つ以上の高分子繊維を製造してよいことが理解されるべきである。
【００８９】
図７は、本発明と関連して使用することができるダイオリフィスのもう１つの典型的な実施形態を描いている。ダイオリフィス１２２の入口１１４と、ダイプレート１１０とダイプレートカバー１１２との間の間隙１３４を通る潤滑剤の送達との潜在的な関連を説明するために、図７において装置の一部分のみが描かれている。描かれた装置において、ポリマー溶融ストリームから個別に供給された潤滑剤は、間隙１３４を通ってオリフィス１２２の入口１１６で導入される。ポリマー溶融ストリーム自体は、ダイプレートカバー１１２中のポリマー送達通路１２０を通ってダイオリフィス１２２の入口１１６に供給される。
【００９０】
図７の代表的な装置に描かれているその他の任意の関連は、ポリマー送達通路１２０から入口１１４に通じる開口部１１６の寸法と比較した、ダイオリフィス１２２の入口１１４の相対的寸法である。開口部１１６の断面積は、ダイオリフィス１２２の入口１１４の断面積よりも小さいことが好ましいであろう。本明細書で使用する場合、開口部の「断面積」は、長手方向軸線１１１を一般的に横断する（これは、好ましくはポリマー溶融ストリームがポリマー送達通路及びダイオリフィス１２２を通って進むのに沿った方向である）平面において決定される。
【００９１】
図８は、本発明と関連して使用することができる更にもう１つの潜在的な装置を描いている。図８は、ダイプレート２１０よりも上でとられた１つのダイオリフィス２２２の拡大平面図（図５で見られるのと同様の視界）である。ダイオリフィス２２２の入口２１６は、ダイオリフィス２２２の出口２２６とともに描かれている。図８に描かれる設計と前述の図に描かれる設計との違いの１つは、潤滑剤が、チャネル２３４ａ、２３４ｂ、及び２３４ｃの末端部で形成される複数の開口部を通ってダイオリフィス２２２に供給されるということである。これは、上記の実施形態においてダイプレートとダイプレートカバーとの間の間隙によって形成される連続スロットと対照的である。潤滑剤を供給するための３つの開口部が描かれているが、このような開口部が、わずか２つ及び３つよりも多く提供されてもよいことは理解されるべきである。
【００９２】
図９は、本発明に係るダイの出口２６からのポリマー溶融ストリーム４０及び潤滑剤４２の流れを描いている。ポリマー溶融ストリーム４０及び潤滑剤４２は断面図で示され、ポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に潤滑剤４２が描かれている。潤滑剤４２がポリマー溶融ストリーム４０とダイオリフィスの内面２３との間に位置するように、潤滑剤を全外部表面４１上に提供するのが好ましいであろう。
【００９３】
潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０がオリフィス出口２６を出た後、ポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に描かれているが、ある場合には、潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０及び潤滑剤４２がダイの出口２６を出るとき、又は出た直後にポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１から除去されてもよいことは理解されるべきである。
【００９４】
潤滑剤４２の除去は能動的でも受動的でもいずれでもよい。潤滑剤４２の受動的な除去は、例えば、蒸発、重力、又は吸着剤を含むことができる。例えば、場合によっては、潤滑剤４２及び／又はポリマー溶融ストリーム４０の温度は、ダイの出口２６を出た後に更にいかなる実施をも行わずに、潤滑剤４２を蒸発させるのに十分高くてよい。他の例においては、潤滑剤は、例えば、水又はその他の溶媒、エアジェットなどを使用してポリマー溶融ストリーム４０から積極的に除去されてよい。
【００９５】
潤滑剤４２の組成によっては、潤滑剤４２の一部分がポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に残存してよい。例えば、いくつかの例においては、潤滑剤４２は、１つ以上のキャリア及び１つ以上の他の構成要素のような、２つ以上の構成要素の組成物であってよい。キャリアは、例えば溶媒（水、鉱油など）でよく、これは、能動的又は受動的に除去されて、１つ以上の他の成分がポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１の所定位置に残される。
【００９６】
他の状況において、潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に保持されてよい。例えば、潤滑剤４２は、押出し中の潤滑剤として役割を果たすように、ポリマー溶融ストリーム４０の粘度に対して十分に低い粘度を有するポリマーであってよい。潤滑剤としての役割も果たすことができる潜在的に適切なポリマーの例としては、例えば、ポリビニルアルコール、高メルトフローインデックスポリプロピレン、ポリエチレンなどが挙げられる。
【００９７】
潤滑剤４２がポリマー溶融ストリーム４０の表面４１から除去されるかどうかにかかわらず、潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０が冷却される速度を上昇させるための急冷剤の機能を果たすことができる。このような急冷効果は、ポリマー溶融ストリーム４０内の配向のようなポリマー溶融ストリーム４０において特別に望まれる構造を保持するのを助け得る。急冷を助けるために、例えば、急冷プロセスを促進するのに十分低い温度においてダイオリフィスに潤滑剤４２を提供するのが好ましいであろう。他の例において、ポリマー溶融ストリーム４０の急冷を増大するために、いくつかの潤滑剤を使用して提供され得る蒸発冷却が頼りにされてよい。例えば、潤滑剤４２として使用される鉱油は、ダイから出た後にポリプロピレン（ポリマー溶融ストリーム）の表面から蒸発するときにポリプロピレン繊維を急冷するために供されてよい。
【００９８】
本発明は、好ましくは、潤滑剤材料と押出ポリマーとの粘度の差異に依存し得る。例えば４０：１又はそれより高い、あるいは５０：１又はそれより高いポリマー対潤滑剤の粘度比は、好ましくは、本発明の方法と関連して使用すべき潤滑剤の選択において大きな因子であり得る。潤滑剤の化学的性質は、そのレオロジー挙動の次であり得る。この説明において、ＳＡＥ ２０重量油、ホワイトパラフィン油、及びポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）流体などの材料は全て、潜在的に適切な潤滑剤材料の例である。以下の一覧は、潤滑剤の候補に対する限定を意図しない。即ち、本発明と関連して、潤滑剤として他の材料が使用されてもよい。
【００９９】
無機又は合成油の非限定的な例としては、鉱油、ペトロラタム、直鎖及び分枝鎖炭化水素（及びこれらの誘導体）、流動パラフィン及び低融点固形石蝋、グリセロールの脂肪酸エステル、ポリエチレンワックス、炭化水素ワックス、モンタンワックス、アミドワックス、グリセロールモノステアレートなどが挙げられる。
【０１００】
多くの種類の油及びその脂肪酸誘導体も、本発明と関連して適切な潤滑剤であり得る。オレイン酸、リノール酸、及びラウリン酸など、これらに限定されない、油の脂肪酸誘導体を使用することができる。オレアミド、オレイン酸プロピル及びオレイルアルコールなど、これらに限定されない、油の置換脂肪酸誘導体も使用することができる（このような材料の揮発度は、押出し前に蒸発しないようにあまり高くないのが好ましいであろう）。いくつかの潜在的に適切な植物油の例としては、アプリコット核油、アボカド油、バオバブ油、クロフサスグリ油、キンセンカ油、大麻油、キャノーラ油、ダイフウシノキ油、ココヤシ油、コーン油、綿実油、ブドウの種油、ハシバミの実油、ハイブリッドサンフラワー油、水素化ココナッツ油、水素化綿実油、水素化パーム核油、ホホバ油、キウイシード油、ククイナッツ油、マカダミアナッツ油、マンゴーシード油、メドウフォームシード油、メキシカンポピー油、オリーブ油、パーム核油、部分水素化大豆油、ピーチ核油、ピーナッツオイル、ペカン油、ピスタチオナッツ油、カボチャ種子油、キヌア油、菜種油、米糠油、サフラワーオイル、サザンカ油、シーバックソーン油、ゴマ油、シアバターフルーツ油、シシムブリウム・イリオ油、大豆油、ヒマワリ種子油、クルミ油、及び小麦胚芽油が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０１】
他の潜在的に適切な潤滑剤材料としては、例えば、へキサン酸、カプリル酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸を含む飽和脂肪族酸、オレイン酸及びエルカ酸を含む不飽和脂肪族酸、安息香酸、フェニルステアリン酸、ポリステアリン酸及びキシリルベヘン酸を含む芳香族酸、並びに６、９、及び１１個の炭素の平均鎖長の分枝状カルボン酸、トールオイル酸及びロジン酸を含むその他の酸と、１−オクタノール、ノニルアルコール、デシルアルコール、１−デカノール、１−ドデカノール、トリデシルアルコール、セチルアルコール及び１−ヘプタデカノールを含む第一級飽和アルコール、ウンデシレニルアルコール及びオレイルアルコールを含む第一級不飽和アルコール、２−オクタノール、２−ウンデカノール、ジノニルカルビノール及びジウンデシルカルビノールを含む第二級アルコール、並びに１−フェニルエタノール、１−フェニル−１−ペンタノール、ノニルフェニル、フェニルステアリルアルコール及び１−ナフトールを含む芳香族アルコールとが挙げられる。他の潜在的に有用なヒドロキシル含有化合物としては、オレイルアルコールのポリオキシエチレンエーテル、及び約４００の数平均分子量を有するポリプロピレングリコールが挙げられる。更なる潜在的に有用な液体としては、４，ｔ−ブチルシクロヘキサノール及びメタノールなどの環式アルコール、サリチルアルデヒドを含むアルデヒド、オクチルアミン、テトラデシルアミン及びヘキサデシルアミンなどの一級アミン、ビス−（１−エチル−３−メチルペンチル）アミンのような二級アミン、及びＮ−ラウリルジエタノールアミン、Ｎ−ステアリルジエタノールアミン及びＮ−ココジエタノールアミンを含むエトキシ化アミンが挙げられる。
【０１０２】
更なる潜在的に有用な潤滑剤材料としては、Ｎ−ｓｅｃ−ブチルアニリン、ドデシルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、ｐ−トルイジン、Ｎ−エチル−ｏ−トルイジン、ジフェニルアミン及びアミノジフェニルメタンなどの芳香族アミン、Ｎ−エルシル−１，３−プロパンジアミン及び１，８−ジアミノ−ｐ−メタンを含むジアミン、分枝状テトラミン及びシクロデシルアミンを含むその他のアミン、ココアミド、水素化タロウアミド、オクタデシルアミド、エルシアミド（eruciamide）、Ｎ，Ｎ−ジエチルトルアミド及びＮ−トリメチロプロパン（trimethylopropane）ステアルアミドを含むアミド、カプリル酸メチル、ラウリン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸イソプロプロピル（isopropropyl）、ステアリン酸メチル、ステアリン酸イソブチル及びステアリン酸トリデシルを含む飽和脂肪族エステル、アクリル酸ステアリル、ウンデシレン酸ブチル及びオレイン酸ブチルを含む不飽和エステル、ステアリン酸ブトキシエチル及びオレイン酸ブトキシエチルを含むアルコキシエステル、ステアリン酸ビニルフェニル、ステアリン酸イソブチルフェニル、ステアリン酸トリデシルフェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、安息香酸ベンジル、ラウリン酸フェニル、サリチル酸フェニル、サリチル酸メチル及び酢酸ベンジルを含む芳香族エステル、並びにジステアリン酸ジメチルフェニレン、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ−イソ−オクチル、アジピン酸ジカプリル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジヘキシル、セバシン酸ジ−イソ−オクチル、セバシン酸ジカプリル及びマレイン酸ジオクチルを含むジエステルが挙げられてもよい。更に他の潜在的に有用な潤滑剤材料としては、ポリエチレングリコール（好ましくは、約４００の数平均分子量を有し得る）のジフェニルステアレリン酸エステルを含むポリエチレングリコールエステル、ヒマシ油（トリグリセリド）、モノステアリン酸グリセロール、モノオレイン酸グリセロール、ジステアリン酸グリコール、ジオレイン酸グリセロール及びモノフェニルステアリン酸トリメチロールプロパンを含むポリヒドロキシル酸エステル、ジフェニルエーテル及びベンジルエーテルを含むエーテル、ヘキサクロロシクロペンタジエン、オクタブロモビフェニル、デカブロモジフェニルオキシド及び４−ブロモジフェニルエーテルを含むハロゲン化化合物、１−ノネン、２−ノネン、２−ウンデセン、２−ヘプタデセン、２−ノナデセン、３−エイコセン、９−ノナデセン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン及びトランス−スチルベンを含む炭化水素、２−ヘプタノン、メチルノニルケトン、６−ウンデカノン、メチルウンデシルケトン、６−トリデカノン、８−ペンタデカノン、１１−ペンタデカノン、２−ヘプタデカノン、８−ヘプタデカノン、メチルヘプタデシルケトン、ジノニルケトン及びジステアリルケトンを含む脂肪族ケトン、アセトフェノン及びベンゾフェノンを含む芳香族ケトン、並びにキサントンを含む他のケトンが挙げられる。また更に潜在的に有用な潤滑剤としては、リン酸トリキシレニルを含むリン化合物、ポリシロキサン、ミュゲ・ヒヤシンス（Muget hyacinth）（アン・メリゲナーブラー社（An Merigenaebler, Inc））、テルピネオール・プライム（Terpineol Prime）Ｎｏ．１（ジボーダン−デラワンナ社（Givaudan-Delawanna, Inc））、バス・オイル・フレグランス＃５８６４Ｋ（インターナショナル・フレーバー＆フレグランス社（International Flavor & Fragrance, Inc））、ホスクレア（Phosclere）Ｐ３１５Ｃ（オルガノホスファイト）、ホスクレア（Phosclere）Ｐ５７６（オルガノホスファイト）、スチレン化ノニルフェノール、キノリン及びキナリジンが挙げられる。
【０１０３】
牛脚油、インドセンダン種子油、ＰＥＧ−５水素化ヒマシ油、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油、ＰＥＧ−２０水素化ヒマシ油のイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油のイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油のラウリン酸エステル、ＰＥＧ−５０水素化ヒマシ油のラウリン酸エステル、ＰＥＧ−５水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−２０水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−５０水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０ホホバ油、ＰＥＧ−７オリーブ油、ＰＰＧ−３水素化ヒマシ油、ＰＰＧ−１２−ＰＥＧ−６５ラノリン油、水素化ミンク油、水素化オリーブ油、ラノリン油、マレイン化大豆油、マスクローズ油、カシューナッツ油、ヒマシ油、ドッグローズヒップ油、エミュー油、月見草油、及びアマナズナ（gold of pleasure）油など、これらに限定されない、乳化剤の性質を有する油も潤滑剤材料として潜在的に使用することができる。
【０１０４】
試験方法
弾性率：
ＡＳＴＭ−Ｄ２６５３−０１に記載される手順を使用して、本発明の繊維の弾性率を測定した。１４ｃｍのグリップ分離及び２５．４ｃｍ／分のクロスヘッド速度で直径１６ｍｍのローラーグリップ（ＭＴＳ １００−０３４−７６４）を使用した。５００Ｎロードセルを使用した。小野測器社（Ono Sokki）の厚み計を使用して繊維の直径を測定した。５つの複製を作動し、平均を取った。
【０１０５】
質量流量：
基本的な重量法によって質量流量を測定した。予め秤量したアルミニウムトレイ内に、出てくる押出物を８０秒間捕獲した。グラム又はキログラムで、全重量とトレイの重量との差を測定した。
【０１０６】
メルトフローインデックス（ＭＦＩ）：
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従い、所与のポリマータイプについて指定される条件でポリマーのメルトフローインデックスを測定した。
【実施例】
【０１０７】
以下の非限定的な実施例は、本発明の原理を説明するために提供される。
【０１０８】
実施例１：
図６に示されるのと同様の装置を使用して、高分子繊維を製造した。図７に示されるような単一のオリフィスダイを使用した。ダイオリフィスは円形であり、１．６８ｍｍの入口直径と、０．７６ｍｍの出口直径と、１２．７ｍｍの長さと、以下の式で定義される半双曲線形状とを有していた。
【０１０９】
ｒz＝［０．００１４０６２５／（（０．６２５＊ｚ）＋０．０６２５）］＾０．５ （９）
式中、ｚは、入口から測定されるオリフィスの軸に沿った位置であり、ｒzは、位置ｚにおける半径である。
【０１１０】
１７７℃〜２３２℃〜２４６℃のバレル温度プロファイルと及び１９．１ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６立方センチメートル／回転（ｃｃ／ｒｅｖ））を用いて、３．１７５ｃｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ）によりポリプロピレンホモポリマー（フィナプロ（FINAPRO）５６６０、９．０ ＭＦＩ、テキサス州ヒューストン（Houston）のアトフィナ・ペトロケミカル社（Atofina Petrochemical Co.））を押出した。ダイ温度及び溶融温度は、約２２０℃であった。３０ ＲＰＭに設定した第２のゼニス（ZENITH）ギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。
【０１１１】
溶融ポリマーの圧力及びそれに対応する押出物の質量流量は、以下の表１に示される。ポリマーの圧力変換器は、ポリマーをダイに導入する地点において、ダイの真上のフィードブロック内に配置した。潤滑剤の圧力変換器は、ダイへの導入よりも前の潤滑剤送達フィードラインに配置した。潤滑剤を使用せずに、対照試料も実行した。
【０１１２】
実施例２：
図３に描かれるものと同様のダイを使用したこと以外は実施例１と同様にして、高分子繊維を製造した。ダイオリフィスは円形プロファイルを有し、６．３５ｍｍの入口直径と、０．７６ｍｍの出口直径と、１０．１６ｍｍの長さと、本明細書中に記載される式（８）で定義される半双曲線形状とを有した。
【０１１３】
潤滑剤を用いた場合、及び用いなかった場合の、溶融ポリマーの圧力及び押出物の質量流量が、以下の表１に示される。
【０１１４】
実施例３：
図２に示されるようなダイを使用したこと以外は実施例１と同様にして、高分子繊維を製造した。ダイオリフィスは円形プロファイルを有し、６．３５ｍｍの入口直径と、０．５１ｍｍの出口直径と、１２．７ｍｍの長さと、式（８）で定義される半双曲線形状とを有した。
【０１１５】
ポリウレタン（ＰＳ４４０−２００、ユタ州ソルトレークシティ（Salt Lake City）のハンツマン・ケミカル（Huntsman Chemical））を用いて、繊維を形成した。１７７℃〜２３２℃〜２４６℃のバレル温度プロファイル及び１９．１ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、３．８１ｃｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１５℃であった。それぞれ９９ ＲＰＭ及び７７ ＲＰＭで駆動される連続した２つのギアポンプによって、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。溶融ポリマーの圧力及び押出物の質量流量は、以下の表１に示される。潤滑剤を使用せずに、対照サンプルも実行した。
【０１１６】
実施例１〜３における質量流量：
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
表１は、同様の溶融圧力では、本発明の方法を用いて本質的により高い質量流量を得ることができ（実施例１）、同様の質量流量では、著しく低い圧力でポリマーを押出可能である（実施例２）ことを示す。実施例３において分かるように、本発明の方法を用いると、溶融圧力は著しく低下され、同時に質量流量は本質的に増大され得る。
【０１１９】
実施例４：
実施例１のダイを使用して、高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２１８℃のバレル温度プロファイル及び３．７ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６立方センチメートル／回転（ｃｃ／ｒｅｖ））を用いて、３８ｍｍの単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ、９ ＲＰＭ）により、高分子量のポリエチレン（９６４０型、０．２ ＭＩ、テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンフィリップスケミカル社（Chevron Phillips Chemical Co.））を押出した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。８０ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１（テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンＵＳＡ社（Chevron USA Inc.））を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１２０】
溶融ポリマー圧力は、２．０〜２．５ｋｇ／時（４．５〜５．５ポンド／時）の質量流量において、２４１Ｎ／ｃｍ２（３５０ポンド／ｉｎ２）〜５５０Ｎ／ｃｍ２（７９８ポンド／ｉｎ２）間で変化させた。ポリマーの圧力変換器は、ポリマーをダイに導入する地点において、ダイの真上のフィードブロック内に配置した。潤滑剤の圧力変換器は、ダイへの導入よりも前の潤滑剤送達フィードラインに配置した。
【０１２１】
実施例５：
実施例１と同様に、高分子繊維を製造した。ダイオリフィスは円形プロファイルを有し、６．３５ｍｍの入口直径と、０．７６ｍｍの出口直径と、１２７ｍｍの長さと、本明細書中に記載される式（８）で定義される半双曲線形状とを有した。６ ＲＰＭで作動する０．１６立方センチメートル／回転（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）ギアポンプが取り付けられた２７０℃〜２５５℃〜２４０℃のバレル温度プロファイルを使用する１９ｍｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ、１２ ＲＰＭ）を使用して、高分子量の分別メルトインデックスを有するポリエチレン（ＨＤ７９６０．１３、０．０６ ＭＩ、テキサス州ヒューストン（Houston）のエクソンモービルケミカル社（ExxonMobil Chemical Inc.））を押出した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。ロリマー（Lorimer）の「エアオーバーオイル（air over oil）」高空気圧ポンプ（テキサス州ロングビュー（Longview）のＨ．ロリマー社（H.Lorimer Corp.））を使用して、潤滑剤として、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１（テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンＵＳＡ社（Chevron USA Inc.））をダイの入口に供給した。
【０１２２】
次に、押出された繊維を１５メートル／分の速度でダイの出口の下、約５ｃｍに配置された水浴（約２０℃）で急冷した。次に、温水浴（７９℃）中に繊維を浸漬することで、２つのプルロールの伸び比率を約９：１として繊維を２つのプルロール間で長さ方向にインラインに配向させた。次に、配向された繊維を１７７℃に設定された加熱した圧盤上を走らせ、繊維を弛緩（ヒートセット）させた後、芯に巻き付けた。
【０１２３】
平均繊維直径は０．３０５ｍｍであった。繊維の弾性率は、４６ｋＮの破断張力を備え、２０５ｋＮ／ｃｍ２であると測定した。
【０１２４】
実施例６：
繊維を形成するために高分子量のエラストマーポリエチレン（ミシガン州ミッドランド（Midland）のダウ・ケミカル社（Dow Chemical Co.）のエンゲージ（ENGAGE）８１００、１．０ ＭＩ）を使用する以外は、実施例１と同様に高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２１８℃のバレル温度プロファイル及び８ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用し、結果として約２．４ｋｇ／時のポリマー流速がもたらされる３８ｍｍ単軸押出し機（３２：１のＬ／Ｄ、１４ ＲＰＭ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。７５ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１２５】
実施例７：
繊維を形成するために非晶質ガラス状ポリカーボネート（ドイツ国レバークーゼン（Leverkusen）のバイエルケミカル社（Bayer Chemical Co.）のマクロロン（MACROLON）２４０７））を使用する以外は、実施例１と同様に高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２２９℃のバレル温度プロファイル及び８ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用し、結果として約２．４ｋｇ／時のポリマー流速がもたらされる３８ｍｍ単軸押出し機（３２：１のＬ／Ｄ、１４ ＲＰＭ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２２９℃であった。７５ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１２６】
実施例８：
８ ＲＰＭで作動する０．１６立方センチメートル／回転（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）ギアポンプが取り付けられた２５０℃〜３００℃〜３００℃のバレル温度プロファイルを使用する１９ｍｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ、１８ ＲＰＭ）を使用して、ナイロン−６ポリアミド（ミシガン州ワイアンドット（Wyandotte）のＢＡＳＦコーポレーション（BASF Corp.）のウルトラミッド（ULTRAMID）Ｂ４）を押出す以外、実施例５と同様に高分子繊維を製造した。ダイ温度及び溶融温度は、約２６０℃であった。ロリマー（Lorimer）の「エアオーバーオイル（air over oil）」高空気圧ポンプ（テキサス州ロングビュー（Longview）のＨ．ロリマー社（H.Lorimer Corp.））を使用して、潤滑剤として、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１（テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンＵＳＡ社（Chevron USA Inc.））をダイの入口に供給した。ポンプからダイまで潤滑剤を供給するために、３ｍｍの直径（ＩＤ）の銅管を使用した。入口ポートからダイに入る前に、７．６ｃｍの直径のダイに２．５倍の管を巻き付けたこれは、潤滑剤の温度をダイの温度まで加熱するために行った。
【０１２７】
次に、約１ミリメートルの直径を有する押出された繊維を、２．４メートル／分の速度でダイの出口の真下約２．５ｃｍに配置される水浴中で急冷した。次に、温水浴（７９℃）中に繊維を浸漬することで、２つのプルロールの間の伸び比率を約４：１として繊維を２つのプルロール間で長さ方向にインラインに配向させた。次に、配向された繊維を１７７℃に設定された熱した圧盤上を走らせ、繊維を弛緩（ヒートセット）させた後、繊維をアニール化するために１２１℃に設定された第２の熱した圧盤上を走らせ、次に、芯に巻き付けた。繊維の弾性率は、２２６ｋＮ／ｃｍ２であると測定した。
【０１２８】
実施例９：
ポリマーの融点（２３０℃）を若干上回る融解温度を得て、有意に高い弾性率をもたらすために、有意に低いプロセス温度を使用する以外は、実施例８と同様に高分子繊維を製造した。２４０℃〜２５０℃〜２４０℃のバレル温度プロファイルを使用して、ナイロンを押出した。融解ポンプを２３５℃、ダイフィードブロックを２３０℃、及びダイを２２５℃に設定した。繊維の弾性率は、７６５ｋＮ／ｃｍ２であると測定した。
【０１２９】
実施例１０：
シース／芯フィードブロックに２つの材料を供給し、２成分共押出繊維をもたらすために２台の押出成形機を使用する以外は、実施例１と同様に高分子繊維を製造した。繊維の芯を形成するのに、ポリプロピレンホモポリマー（テキサス州ヒューストン（Houston）のアトフィナ・ペトロケミカル社（Atofina Petrochemical Co.）のフィナプロ（FINAPRO）５６６０、９．０ ＭＦＩ）を使用した。１７７℃〜２００℃〜２３２℃のバレル温度プロファイル及び２４ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、２５ｍｍ単軸押出し機（２４：１のＬ／Ｄ）によりポリマーを供給した。繊維のシースを形成するために、２％オレンジ色濃縮物（ペンシルベニア州ドイルスタウン（Doylestown）のペンカラー社（Penn Color Co.）のタイプ６６Ｙ１６３）で着色されたフィナプロ（FINAPRO）５６６０を使用した。１７７℃〜１９５℃〜２１５℃〜２３２℃のバレル温度プロファイルと及び２４ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、１９ｍｍ単軸押出し機によりポリマーを供給した。融解ポンプを２３２℃、ダイフィードブロックを２３２℃、及びダイを２３２℃に設定した。共押出繊維の当該技術分野において周知であるようなデュアルフィードプレートダイを提供するために、０．５ｍｍ厚に機械加工された一連のプレートからなるダイフィードブロックを積み重ねた。
【０１３０】
プレートスタックの底部に潤滑剤導入マニホールドを取り付けた。８０ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）デュアルギアシングルフィードギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、汎用トランス油圧オイル（Universal Trans Hydraulic oil）（ミネソタ州ブレーナード（Brainerd）のミルズフリートファーム社（Mills Fleet Farm Inc.））を潤滑剤として使用して、ダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１３１】
実施例１１：
繊維を形成するために、多相アクリロニトリル−スチレン−ブチルアクリレートポリマー（ドイツ国、レバークーゼン（Leverkusen）のバイエル社（Bayer Corp.）のセントレックス（CENTREX）８３３、マリンホワイト（Marine White）、３ ＭＦＩ）を使用する以外は、実施例１と同様にして高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２１８℃のバレル温度プロファイル及び８ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用し、結果として約２．４ｋｇ／時のポリマー流速がもたらされる３８ｍｍ単軸押出し機（３２：１のＬ／Ｄ、１４ ＲＰＭ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。７５ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１３２】
実施例１２：
繊維を形成するために、１０重量％の酸化アルミニウム研磨材（イリノイ州シカゴ（Chicago）のフジミコーポレーション（Fujimi Corp., Ltd.）のＰ−２０００、４００グリット）が充填されたナイロン１２（スイス国のエムス・ケミー社（Ems Chemie AG）のグリルアミド（GRILAMID）Ｇ−１２）を使用する以外は、実施例１０と同様に高分子繊維を製造した。２６０℃〜２６０℃〜２６０℃のバレル温度プロファイルを使用して、２５ｍｍ単軸押出し機（２４：１のＬ／Ｄ）により充填されたポリマーを供給した。フィードブロック及びダイを２６０℃に設定した。８０ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。繊維の外側表面は、繊維の外側表面、又はその付近に大量の研磨材を備え、非常に粗かった。
【０１３３】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形の「ａ」、「及び」、及び「ｔｈｅ」には、その文脈が明確に異なって指定しない限り、複数の指示物が含まれる。従って、例えば、「繊維（a fiber）」への言及は複数の繊維を含み、又「オリフィス（the orifice）」への言及は、１つ以上のオリフィス及び当業者に知られているその等価物を包含し得る。
【０１３４】
本願明細書に記載の引例及び刊行物は、参照することにより本願明細書全体に組み込まれる。本発明の実例となる実施形態が検討され、及び本発明の範囲内で可能な変形が参照されている。本発明におけるこれら及び他の変形及び変更は本発明の範囲から逸脱することなく当業者にとって明らかであり、及び本発明が本明細書で明示された実例となる実施形態の組み合わせに限定されないことは理解されるべきである。従って、本発明は、特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明に係る１つの粒子担持繊維の理想的な拡大断面図。
【図２】本発明に係る方法のプロセスウィンドウを説明する概略図。
【図３】本発明に関連して使用することができる１つの典型的なダイの一部の拡大断面図。
【図４】図３のダイのオリフィスの拡大図。
【図５】本発明に関連して使用することができる１つの典型的な押出ダイプレートの一部の平面図。
【図６】本発明に係るダイを含む１つのシステムの概略図。
【図７】本発明に関連して使用することができるもう１つの押出装置の拡大断面図。
【図８】本発明に関連して使用することができるもう１つの典型的なダイオリフィス及び潤滑チャネルの拡大平面図。
【図９】本発明の方法に従ってダイオリフィスを出る１つの典型的な高分子繊維の拡大断面図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出し加工に伴う粒子担持高分子繊維及びその製造装置の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の繊維形成方法及び装置は、通常、高分子材料をオリフィスから押出すことを含む。典型的な繊維押出し法の速度、圧力及び温度は、経済的条件と高分子材料の物理特性との間の妥協を表す。例えば、高分子材料の分子量は、融解粘度及び高分子材料性能の両方に直接関係している。残念ながら、高分子材料性能の改善は、通常、分子量の増大と、それに対応する比較的高い融解粘度とに関係している。融解粘度が高まることで、典型的には、繊維の形成において、より時間がかかり、かつより採算の合わない方法となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
より高い分子量のポリマーの高融解粘度に対処するために、従来のプロセスは、高分子材料の融解粘度を低下させようとして、比較的高温での加工に依存することがある。しかしながら、プロセス温度は通常、高温における高分子材料の分解により制限され得る。プロセス温度の増大と併せて、プロセス速度を改善するために、プロセス圧力、即ちポリマーが押出される圧力も増大され得る。しかしながら、プロセス圧力は繊維の押出しに使用される装置によって制限され得る。結果として、従来のプロセスにおける加工速度は、通常、上述した因子によって制約される。
【０００４】
上述した問題を考慮すると、繊維製造のための溶融ポリマーの押出しにおける従来の手法は、高分子材料の分子量を低下させて、経済的に実行可能な加工速度を達成することである。分子量の低下は、それに対応して、押出された高分子繊維の材料特性の妥協をもたらす。
【０００５】
従来の押出し繊維の材料特性における妥協について少なくとも部分的に対処するために、繊維強度は、繊維の高分子材料を配向させることによって改善され得る。配向は、繊維が押出しダイを出た後に繊維を引っ張る、又は伸長することによって付与される。結果として、繊維として使用される高分子材料は、通常、高分子材料がダイを出る半溶融状態においてかなりの引張応力保持能力がなければならない（そうでなければ、繊維は引っ張られたときに、ただ破断するだけである）。このような特性は、従来、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、及びポリアミドなどの半結晶性ポリマーにおいて得ることができる。従って、従来の繊維押出し法は、ほんの限られた数の高分子材料により実施することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、高分子繊維の押出し方法及びシステムと共に粒子担持高分子繊維を提供する。
【０００７】
粒子担持高分子繊維は、その内部に複数の粒子が分配される高分子結合剤を含む繊維体を有する。粒子の中には完全に高分子結合剤中に封入されているものもあれば、繊維体の外側表面上に部分的に曝露されているものがあってよい。
【０００８】
本発明の粒子担持繊維の潜在的な利点の中には、高分子繊維体は、比較的低いメルトフローインデックス又は比較的高い融解粘度（及び本明細書で議論されるように、それに対応する高分子量）を有するポリマーによって形成され得るということが含まれている。結果として、本発明の方法においてこのようなポリマーを使用して製造される繊維に関する潜在的な利点は、粒子担持繊維においても得られる可能性がある。
【０００９】
本発明のその他の潜在的な利点は、好ましくは、粒子密度（即ち繊維体の単位体積当たりの粒子数）が繊維の外側表面に近い位置でより高くなるように繊維体内に粒子が分配されることである。（例えば、粒子がより少ない中央芯を提供することで）繊維内で粒子をこのように分配することは、繊維強度を増加させるのに有利であり得る。
【００１０】
この粒子の分配プロファイルは、粒子が繊維の外側表面の近くに封入されるか、繊維の外側表面上に部分的に曝露されるのが望ましい状況においても有利であり得る。これは、高分子結合剤の一部として曝露される更なる粒子が使用中に除去される（例えば、研磨材物品などに使用される繊維において起こり得る）のが有益である状況で特に当てはまる。
【００１１】
本発明の溶融押出された繊維に見られる粒子の分配におけるその他の潜在的な利点は、粒子が繊維の外側表面に近い位置で優先的に分配されるため、繊維の外側表面に近い位置で選択された粒子密度を提供するために必要な粒子量を削減し得ることである。
【００１２】
繊維を製造するのに使用される押出し法は、ダイオリフィスを通る際に潤滑剤が好ましくはポリマー溶融ストリームを包み込むように、ポリマー溶融ストリームとは別に押出しダイのそれぞれのオリフィスに潤滑剤を送達することを含むのが好ましいであろう。高分子繊維押出し法において、ポリマー溶融ストリームとは別に供給される潤滑剤の使用は、多数の潜在的な利点を提供することができる。
【００１３】
例えば、別に供給される潤滑剤の使用は、引っ張ることをしなくても、配向した高分子繊維を提供することができる。即ち、いくつかの実施形態では、配向した高分子繊維を得るために、繊維がダイを出た後に繊維を引っ張る又は伸長する必要がないであろう。高分子繊維が押出し後に引っ張られなければ、ダイを出た後の半溶融状態においてあまり引張応力保持能力を示す必要はない。代わりに、本発明の潤滑式押出し方法は、場合によっては、高分子材料が好ましくはダイを出る前に配向され得るように、ダイの中を移動する際に高分子材料に配向を付与することができる。
【００１４】
配向を付与するために引っ張る又は伸長する必要性を、低減又はなくすことの１つの潜在的な利点は、高分子繊維を押出すための高分子材料の候補が著しく拡大され、他の方法では押出し繊維として使用されないかもしれない高分子材料も含むことが可能なことである。また、提唱される方法によって、異相ポリマーも押出して配向繊維にすることができる。「鞘／芯」又は「海島型」又は「パイ（pie）」又は「中空パイ（hollow pie）」などの複合繊維構造もこの方法に適合する。
【００１５】
本発明の方法の潜在的な利点としては、例えば、比較的低い圧力で多数の高分子繊維を同時に押出し可能なことが挙げられる。比較的低い圧力は、装置及び加工費の点でコスト削減をもたらし得る。
【００１６】
本発明の目的では、「繊維」（及びその変形）という用語は、その幅に対して本質的に連続的な長さ、例えばその幅の少なくとも１０００倍の長さを有する細長い糸のような構造又はフィラメントを意味する。本発明の繊維の幅は、５ミリメートル以下、好ましくは２ミリメートル以下、更により好ましくは１ミリメートル以下の最大寸法に制限されるのが好ましいであろう。
【００１７】
本発明の繊維は、１成分繊維、２成分又はコンジュゲート繊維（便宜上、「２成分」という用語は、２つの成分からなる繊維に加えて２つを超える成分からなる繊維を意味するために使用されることが多い）、及び２成分繊維の繊維セクション、即ち２成分繊維の断面の一部を占め、及び２成分繊維の長さ全体に及ぶセクションであり得る。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態のその他の潜在的な利点は、低メルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有するポリマーを押出し可能なことに見出すことができる。従来の高分子繊維押出し法では、押出しポリマーのＭＦＩは、約３５以上である。本発明の方法を用いると、高分子繊維の押出しは、ＭＦＩが３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下であるポリマーを用いて達成することができる。本発明以前は、繊維を形成するために、このような高分子量（低ＭＦＩ）のポリマーの押出し加工は、通常、溶媒を用いてポリマーを溶解させ、それによりそれらの粘度を低下させて実施された。このような方法は、高分子量のポリマーを溶解し、次に溶媒を除去する（廃棄又は再利用を含む）ことに困難をもたらした。本発明と関連して使用される可能性のある低メルトフローインデックスのポリマーの例としては、ミシガン州ワイアンドット（Wyandotte）のＢＡＳＦコーポレーション（BASF Corporation）から入手可能なルラン（LURAN）Ｓ７５７（ＡＳＡ、８．０ ＭＦＩ）、テキサス州ヒューストン（Houston）のハンツマンポリマーズ（Huntsman Polymers）から入手可能なＰ４Ｇ２Ｚ−０２６（ＰＰ、１．０ ＭＦＩ）、オハイオ州エイボンレイク（Avon Lake）のポリワンコーポレーション（PolyOne Corporation）から入手可能なＦＲ ＰＥ １５２（ＨＤＰＥ、０．１ ＭＦＩ）、テキサス州ヒューストン（Houston）のエクソンモービルケミカル（ExxonMobil Chemical）から入手可能な７９６０．１３（ＨＤＰＥ、０．０６ ＭＦＩ）、及びテキサス州ヒューストン（Houston）のエクソンモービルケミカル（ExxonMobil Chemical）社から入手可能なエンゲージ（ENGAGE）８１００（ＵＬＤＰＥ、１．０ ＭＦＩ）が挙げられる。
【００１９】
本発明のいくつかの方法のその他の潜在的な利点には、達成可能な比較的高い質量流量が含まれ得る。例えば、本発明の方法を用いて、１０グラム／分以上、ある場合には１００グラム／分以上、その他の場合には４００グラム／分以上の速度で高分子材料を押出して繊維にすることが可能であろう。これらの質量流量は、０．２平方ミリメートル（ｍｍ２）以下の面積を有するオリフィスを通って達成され得る。
【００２０】
本発明のいくつかの方法の更にもう１つの潜在的な利点には、例えば、強度を高める、あるいは他の有利な機械特性や光学特性などを提供することができる分子レベルの配向を含む高分子繊維を押出し可能であることが含まれ得る。高分子繊維がアモルファスポリマーで構成される場合、アモルファス高分子繊維は、任意で、剛性又は規則性のアモルファスポリマー相又は配向されたアモルファスポリマー相の部分（即ち、繊維内の分子鎖が、繊維軸にほぼ沿って様々な程度で位置合わせされている部分）を含むと特徴付けることができる。
【００２１】
配向高分子繊維は既知であるが、配向は、従来、繊維がダイオリフィスを出るときに繊維を引っ張る、又は伸びることによって達成される。しかしながら、多くのポリマーは、溶融又は半溶融状態での押出しの直後に、破断することなく引っ張られるのに十分な機械強度を持たないので、押出し後に引っ張ることができない。しかしながら、本発明の方法では、高分子材料はオリフィスを出る前にダイの中で配向され得るので、配向を達成するために高分子繊維を伸ばす必要性をなくすことができる。結果として、商業的に実現可能なプロセスにおいて、従来は押出し及び伸びることができなかったポリマーを用いて配向繊維を押出すことができる。
【００２２】
本発明のいくつかの方法では、潤滑剤、ダイ、又は潤滑剤及びダイの両方の温度を制御して、配向がダイの外側での弛緩のために損失されない、あるいは大きく減少されないように、高分子材料を急冷するのが好ましいことがある。ある場合には、少なくとも部分的には、例えば蒸発により、高分子材料を急冷するその能力に基づいて、潤滑剤を選択することができる。
【００２３】
１つの態様において、本発明は、高分子結合剤及び該高分子結合剤内に封入される複数個の粒子を含む繊維体を有する粒子担持高分子繊維を提供し、前記高分子結合剤が、本質的に１つ以上のポリマーからなり、前記封入される粒子は封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外部表面に近い位置でより高い。
【００２４】
その他の態様において、本発明は１つ以上のポリマーを含む繊維体であって、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する繊維体と、繊維体内に封入される第１の複数個の粒子及び前記繊維体の外側表面に埋め込まれた第２の複数個の粒子であって、前記封入される第１の複数個の粒子が封入される粒子の密集を構成し、前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度が、繊維の外側表面に近い位置で最も高い、粒子と、を含む粒子担持高分子繊維と、を提供する。
【００２５】
別の態様では、本発明は、複数個の粒子をポリマー溶融ストリームに取り込む工程と、内部に複数個の粒子が取り込まれたポリマー溶融ストリームをダイ内に位置するオリフィスに通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが、半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出る工程と、潤滑剤を前記ポリマー溶融ストリームとは別に前記オリフィスに供給する工程であって、前記潤滑剤が、オリフィスの入口で導入される工程と、前記ポリマー溶融ストリーム及び該ポリマー溶融ストリーム内に封入される複数個の粒子を含む粒子担持高分子繊維を捕集する工程であって、前記封入される粒子が、前記繊維内に封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外側表面に近い位置でより高い工程と、を含む、粒子担持高分子繊維の製造方法を提供する。
【００２６】
別の態様では、本発明は、ダイ内に位置するオリフィスにポリマー溶融ストリームを通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが、半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出る工程と、潤滑剤を前記ポリマー溶融ストリームとは別に前記オリフィスに供給する工程であって、前記潤滑剤が、オリフィスの入口で導入される工程と、前記ポリマー溶融ストリームがオリフィスの出口を出た後に、前記ポリマー溶融ストリームを含む繊維を捕集する工程と、を含む高分子繊維の製造方法を提供し得る。
【００２７】
別の態様では、本発明は、ダイのオリフィスにポリマー溶融ストリームを通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが、半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出て、前記ポリマー溶融ストリームが、バルクポリマーを含み、前記バルクポリマーがポリマー溶融ストリームの大部分であり、前記バルクポリマーが、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８でポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有するポリマーから本質的になる工程と、ポリマー溶融ストリームとは別に潤滑剤を前記オリフィスに供給する工程と、ポリマー溶融ストリームがオリフィスの出口を出た後、バルクポリマーを含む繊維を捕集する工程と、を含む、高分子繊維の製造方法を提供してよい。
【００２８】
本発明の方法、システム、及び物品の様々な実施形態のこれら及びその他の特徴及び利点は、本発明の様々な例示的実施形態に関連して以下に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の例示的実施形態の以下の詳細な説明において、その一部を形成する添付図面の図が参照され、本発明が実施され得る特定の実施形態が実例として示されている。その他の実施形態が利用されてもよいこと、及び本発明の範囲から逸脱することなく構造的変更がなされてもよいことを理解されたい。
【００３０】
上述したように、本発明は、潤滑式流動押出し法によって高分子繊維を製造するための方法及びシステムを提供する。本発明は、好ましくは、このようなシステム及び方法を使用して製造され得る粒子担持高分子繊維も提供する。
【００３１】
図１は、本発明による１つの代表的な粒子担持繊維２の理想的な断面図である。繊維２には、その長さに沿って伸びる長手方向軸線３が形成されている。繊維２は、１つ以上のポリマー（本明細書中で高分子結合剤と呼ばれることもある）から形成される本体４を含む。本体４は長手方向軸線３の長さに沿って伸び、外側表面５を含む。図１で描かれる繊維体４は、一般的に円形の断面形状（長手方向軸線線３に対し横方向をとる）を有し、本発明の繊維は、例えば楕円形、三角形、矩形、六角形、不規則な形などの任意の好適な断面形状をとってよい。
【００３２】
繊維体４を形成するのに使用される１つ以上のポリマーは、本発明に記載されるように任意の組成を有してよい。例えば、好ましくは、繊維体４の１つ以上のポリマーは、３０以下、１０以下、１以下、又は０．１以下などのメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有してよく、好ましくは、１つ以上のポリマーは半結晶性ポリマー（例えば、ナイロン）などであってよい。
【００３３】
また図１に関連して、封入される（ここで、「封入される」とは繊維体４を形成するポリマー内に粒子が完全に含有されることを意味する）粒子６が描かれている。高分子体４内に封入される粒子６に加えて、繊維２は、粒子の一部分が繊維体４の外側表面５上に曝露されるように、繊維体４を形成するポリマーに埋め込まれるのみ（又は部分的に封入される）の粒子７も含んでよい。
【００３４】
本体４内に封入される粒子６の中では、封入される粒子の密度が繊維２の外側表面５に近い位置でより高くなるように、封入される粒子６が繊維内に分配されるのが好ましいであろう。本明細書で使用する場合、「封入される粒子の密度」は、繊維の単位体積当たりの封入される粒子の数を指す。いくつかの実施形態において、繊維の体積の最も外側の２０％内に封入される粒子の密度は、繊維の体積の最も内側の２０％内の粒子の密度の２倍以上であるのが好ましいであろう。あるいは、封入される粒子の５０％以上が繊維の最も外側の２０％内に位置するのが好ましいであろう。その他の代替案において、封入される粒子の９０％が、繊維の体積の最も外側の１０％内に位置するのが好ましいことがある。
【００３５】
粒子６（及び外側表面５上に曝露される粒子７）は、高分子体４と容易に混合しないか、又は容易に融解しない材料で形成されるのが好ましいであろう。粒子６及び７は、非高分子材料で形成されるのが好ましいことがある（しかし、粒子６及び７が、周囲の繊維体４から分離し、区別される形状を保持するほどにそれらの融解加工温度（本明細書で定義される）が十分高い場合、いくつかの粒子は本発明に関連して使用され得ることを理解すべきである）。本発明の粒子担持繊維に使用され得るいくつかの潜在的に好適な非高分子粒子の例としては、例えば、金属、金属酸化物（例えば、酸化アルミニウム）、セラミックス、ガラス、無機物などが挙げられる。
【００３６】
場合によっては、本発明の繊維に付加される粒子は、例えば、再帰反射体などのような光学機能性を含んでよい。本発明と関連する粒子として使用され得るいくつかの潜在的に好適な光学要素の例は、例えば、米国特許第４，３６７，９１９号（トン（Tung）他）；同５，７７４，２６５号（マサース（Mathers）他）；同５，８３５，２７１号（スタンプ（Stump）他）；同５，８５３，８５１号（モリス（Morris））などに記載され得る。
【００３７】
本発明の粒子担持繊維に関連して使用される粒子は、それらの寸法に基づいて特徴付けられる可能性があってよい。例えば、繊維の形成又は押出しを阻害しないほどに（それによって繊維が形成されるプロセスである場合）、粒子は十分に小さいのが好ましいであろう。場合によっては、粒子は、１ミリメートル以下、５００マイクロメートル以下、２５０マイクロメートル以下、１００マイクロメートル以下、５０マイクロメートル以下、又は１０マイクロメートル以下の最大寸法を有するのが好ましいであろう。本明細書で使用する場合、粒子の「最大寸法」は、粒子を粒径以上の開口部を備えるスクリーン又はふるいに通過させるようにしてスクリーニング又はふるい分けによって決定される。例えば、１００マイクロメートル以下の最大寸法を有する粒子は、直径１００マイクロメートルの開口部を備えるスクリーン又はふるいを通過するであろう。本発明の粒子担持高分子繊維に関連して粒径を特徴付けるその他の方法において、最大寸法は繊維直径の関数として記載されてよい。例えば、本発明の粒子担持繊維における粒子の最大寸法は、繊維直径の１０％以下、繊維直径の３０％以下、又は繊維直径の５０％以下であるのが好ましいであろう。
【００３８】
本発明の粒子担持繊維は、１つ以上のオリフィスを有するダイからのポリマー溶融ストリームを押出すことを含む方法によって製造されるのが好ましいであろう。繊維の本体内に封入されるであろう粒子は、好ましくは、ダイに供給されるときにポリマー溶融ストリーム内に取り込まれる。
【００３９】
潤滑剤は、好ましくは、潤滑剤がダイを通過するときに結果的にポリマー溶融ストリームの外側表面のまわりに優先的に位置するようにして、ポリマー溶融ストリームとは別にダイに供給される。潤滑剤は別のポリマーでもよいし、あるいは、例えば鉱油などの別の材料でもよい。潤滑剤の粘度は、潤滑されるポリマーの粘度よりも本質的に低い（潤滑されるポリマーが押出される条件で）のが好ましいであろう。いくつかの典型的なダイ及びそこから押出すことができる繊維は、以下に記載される。
【００４０】
本発明の方法及びシステムにおいて潤滑剤を用いることの１つの潜在的な利点は、従来の高分子繊維押出し法に対して、繊維を製造可能なプロセスウィンドウを広くできることである。図２は、この潜在的な利点を説明するための無次元のグラフを描いている。ポリマー溶融ストリームの流量はｘ軸に沿って右側に移動すると増大し、潤滑剤の流量はｙ軸に沿って上方に移動すると増大する。破線（ｘ軸の最も近くに描かれる）と、実線（破線の上方にある）との間の領域は、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤の流量が互いに関して定常状態に保持され得る領域を示す。定常状態の流れの特徴は、好ましくは、ポリマー溶融ストリームと潤滑剤との両方について定常の圧力である。更に、定常状態の流れは、好ましくは、潤滑剤及び／又はポリマー溶融ストリームについて比較的低い圧力で生じ得る。
【００４１】
実線よりも上の領域（実線の破線とは反対側）は、過剰の潤滑剤が、ダイを通るポリマー溶融ストリームの流れを脈動させ得る領域を示す。ある場合には、脈動は、ポリマー溶融ストリームの流れを遮断し、及びダイから出る繊維を中断又は終了させるのに十分強い。
【００４２】
破線よりも下の領域（即ち、破線とｘ軸の間）は、潤滑剤の流れが失速又はゼロになる条件を示す。このような状況では、ポリマー溶融ストリームの流れはもはや潤滑されず、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤の圧力は、通常、急速に上昇する。例えば、ポリマー溶融ストリームの圧力は、このような条件では数秒のうちに、２００ｐｓｉ（１．３×１０６Ｐａ）から２４００ｐｓｉ（１．４×１０７Ｐａ）に上昇し得る。この領域は、ポリマーの質量流量が主に高い操作圧力により制限される慣用の非潤滑繊維形成ダイの従来の操作ウィンドウと考えられるであろう。
【００４３】
図２に示される広いプロセスウィンドウは、オリフィスが結果的にポリマーの本質的に純粋な伸長流動をもたらすように収束するダイを用いて提供されるのが好ましいであろう。そうするために、ダイオリフィスは、本明細書において説明されるように、その長さに沿って（即ち、第１のポリマーが流動する方向）半双曲線状に収束するプロファイルを有することが好ましいであろう。
【００４４】
本発明の少なくともいくつかの実施形態の潜在的な利点の中には、通常は高分子繊維に押出されない高分子材料の高分子繊維を製造できることがある。メルトフローインデックスは、ポリマーの融解粘度に関する共通の業界用語である。米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）は、試験方法（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８）を含む。この試験方法は、特定のポリマーのタイプを測定するために使用すべき負荷及び温度を指定する。本明細書で使用する場合、メルトフローインデックス値は、所与のポリマータイプに対してＡＳＴＭ Ｄ１２３８で指定される条件において得られるはずである。メルトインデックス試験の一般的な原理は、上部のプランジャと、シリンダの底部に位置する小さいキャピラリ又はオリフィスとを有するシリンダ中で、試験すべきポリマーを加熱することを含む。熱的に平衡になると、所定の重量がプランジャにかけられ、押出物は捕集され、所定時間秤量される。より高いメルトインデックス値は、通常、より高い流量及びより低い粘度に関連し、その両方とも、より低い分子量を示し得る。反対に低いメルトインデックス値は、通常、より低い流量及びより高い粘度に関連し、その両方とも、より高い分子量のポリマーを示し得る。
【００４５】
従来の高分子繊維押出し法では、押出ポリマーのＭＦＩは、約３５以上である。本発明の方法を用いると、押出し高分子繊維を形成するために使用されるポリマー溶融ストリームは１つ以上のポリマーを含むことができ、１つ以上のポリマーの全てが、３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示す。いくつかの実施形態では、ポリマー溶融ストリームは、好ましくは３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示す１つのポリマーから本質的になり得る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、ポリマー溶融ストリームは、ポリマー溶融ストリームの体積の少なくとも大部分を形成するバルクポリマーを含むと特徴付けることができる。ある場合には、バルクポリマーは、ポリマー溶融ストリームの体積の６０％以上を形成するのが好ましいこともあるし、あるいは他の場合には、バルクポリマーは、ポリマー溶融ストリームの体積の７５％以上を形成するのが好ましいこともある。これらの場合、体積は、ポリマー溶融ストリームがダイのオリフィスに供給されるときに決定される。
【００４７】
バルクポリマーは、好ましくは、３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示し得る。バルクポリマーを含むと特徴付けられる実施形態では、ポリマー溶融ストリームは、バルクポリマーに加えて１つ以上の第２のポリマーを含むことができる。様々な実施形態において、第２のポリマーは、好ましくは、３０以下、ある場合には１０以下、他の場合には１以下、及び更に他の場合には０．１以下のＭＦＩを示し得る。
【００４８】
低ＭＦＩポリマーであり、本発明に関連して繊維に押出すことができるポリマーのいくつかの例としては、例えば、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、エチレン−プロピレン−ジエン−モノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、高分子量ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ＡＥＳ、ポリイミド、ノルボルネン、Ｚ／Ｎ及びメタロセンコポリマー（ＥＡＡ、ＥＭＡＡ、ＥＭＭＡなど）、ポリフェニレンスルフィド、アイオノマー、ポリエステル、ポリアミド、並びに誘導体（例えば、ＰＰＳ、ＰＰＯ ＰＰＥ）が挙げられる。
【００４９】
本発明に適合し得る低ＭＦＩポリマーの他の例は、慣用の「ガラス状」ポリマーである。本明細書中で使用される「ガラス状」という用語は、材料の密度、レオロジー、光学、及び誘電性の変化の特徴があるガラス転移温度（Ｔｇ）を示す密度のランダムなモルホロジーについての慣用の使用と同じである。ガラス状ポリマーの例としてはポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５０】
本発明に適合し得る低ＭＦＩポリマーの更に他の例は、慣用の「ゴム状」ポリマーである。「ゴム状」という用語は、慣用の命名において使用されるものと同じであり、著しい絡み合い形成をして、長い緩和時間を有する材料をもたらすのに十分な分子量を有するランダムな高分子材料である。「ゴム状」ポリマーの例としては、ポリウレタン、超低密度ポリエチレン、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）などのスチレン系ブロックコポリマー、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ＥＰＤＭゴム、及びこれらの類似体が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５１】
典型的にはＭＦＩによって特徴付けられないポリマーについては、融解粘度において代替案を見出し得る。ＭＦＩは分子量に反比例する一方、典型的に、融解粘度は、選択されたポリマーの分子量の増加に伴って増加する。融解粘度によってより典型的に特徴付けられ得るポリマーの例としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド（例えば、ナイロン）などが挙げられる。本明細書で使用する場合、所定のポリマーにおける融解粘度は、ポリマーがダイオリフィスの入口に供給される際の温度で測定される。融解粘度によって特徴付けられるポリマーについては、本発明と関連して使用されるポリマーの融解粘度は、約１００パスカル秒（Ｐａ・ｓ）以上であることが好ましいであろう。本発明は、２００パスカル秒以上、３００パスカル秒以上、又は４００パスカル秒以上の融解粘度を有するポリマーを使用して繊維を溶融押出しするのにも使用され得る。
【００５２】
また本発明を使用して、アモルファスポリマーを押出して繊維にすることも可能である。本明細書で使用する場合、「アモルファスポリマー」は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８に従って示差走査熱量計において加熱されるときに、通常は明確な融点又は一次転移の欠如によって示される結晶度を少ししか持たないか、全く持たないポリマーである。
【００５３】
更に他の実施形態では、本発明の潜在的な利点は、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤として多相ポリマーを用いて高分子繊維を押出可能なことに見出すことができる。多相ポリマーとは、例えば独自の別々の領域に融合する異なる種で構成される有機高分子を意味し得る。領域のそれぞれは、ガラス転移温度（Ｔｇ）、重量密度、光学密度などのそれ自体の明確な特性を有する。多相ポリマーのこのような特性の１つは、多相ポリマー中で個別の高分子相が温度に対して異なるレオロジー応答を示すというものである。より具体的には、押出し加工温度でのそれらの融解粘度が明確に異なることが可能である。いくつかの多相ポリマーの例は、例えば、米国特許第４，４４４，８４１号（ウィーラー（Wheeler））、米国特許第４，２０２，９４８号（ピースコー（Peascoe））、及び米国特許第５，３０６，５４８号（ザブロキ（Zabrocki）他）に開示され得る。
【００５４】
本明細書で使用する場合、「多相」とは、非混和性モノマーのコポリマーを含む高分子の配列を指す。存在するコポリマーが非相溶性であるために、材料の同じ塊の中に明確に異なる相又は「ドメイン」が存在し得る。本発明に係る多相高分子繊維の押出しに使用するのに好適であり得る熱可塑性ポリマーの例としては、以下の種類からの材料が挙げられるが、これらに限定されない：ポリエーテル、ポリエステル又はポリアミドの多相ポリマー；配向されたシンジオタクチックポリスチレン、スチレン及びアクリロニトリルの混合物でグラフト化されたエチレン−プロピレン−非共役ジエン三元コポリマー（アクリロニトリルＥＰＤＭスチレン又は「ＡＥＳ」としても知られている）を含むエチレン−プロピレン−ジエンモノマー（「ＥＰＤＭ」）のポリマー；「ＡＳＡ」又はアクリレート−スチレン−アクリロニトリルコポリマーとして知られる、スチレン及びアクリロニトリル又はそれらの誘導体（例えば、α−メチルスチレン及びメタクリロニトリル）でグラフト化された架橋アクリレートゴム基材（例えば、ブチルアクリレート）を含むもの、及び、「ＡＢＳ」又はアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマーとして知られる、ブタジエン及びブタジエンのコポリマー及びスチレン又はアクリロニトリル又はそれらの誘導体（例えば、α−メチルスチレン及びメタクリロニトリル）でグラフト化されたスチレン又はアクリロニトリルのコポリマー、並びに典型的には「ＡＢＳ」ポリマーとも呼ばれる抽出可能なスチレン−アクリロニトリルコポリマー（即ち、非グラフトコポリマー）の基材を含むもののようなグラフトゴム組成物を含むスチレン−アクリロニトリル（「ＳＡＮ」）コポリマー；並びにこれらの組み合わせ又は混合物。本明細書で使用する場合、「コポリマー」という用語は、ターポリマーやテトラポリマーなども含むと理解されるべきである。
【００５５】
多相高分子繊維の押出しにおいて使用され得るポリマーのいくつかの例は、上記でＡＥＳ、ＡＳＡ、及びＡＢＳと称される多相コポリマー樹脂（即ち、多相スチレン系熱可塑性コポリマー）、並びにこれらの組み合わせ又は混合物のスチレン系の種類に見出すことができる。このようなポリマーは、米国特許第４，４４４，８４１号（ウィーラー（Wheeler）米国特許第４，２０２，９４８号（ピースコー（Peascoe））、及び米国特許第５，３０６，５４８号（ザブロキ（Zabrocki）他）において開示される。混合物は、各層が異なる樹脂である多相繊維の形態でもよいし、次に押出されて単一の繊維になるポリマーの物理的な混合物でもよい。例えば、ＡＳＡ及び／又はＡＥＳ樹脂は、ＡＢＳ上に共押出することができる。
【００５６】
異なる相は加工に対して非常に異なるレオロジー応答を有するので、多相ポリマー系は、繊維加工における大きな課題を提供し得る。例えば、結果は、多相ポリマーの引張応答の悪さであり得る。異なる相の異なるレオロジー応答は、押出繊維の伸び又は引っ張りを含む従来の繊維形成工程中の伸び応答に広い変化を起こし得る。多くの場合、多数のポリマー相の存在は、伸び工程の引張応力に耐えるためには不十分な結合力を示し、繊維を破断又は破裂させる。
【００５７】
本発明において、多相ポリマーの押出に関連し得る独自の課題は、繊維の形成中に材料がどのようにして配向されるかに基づいて対処することができる。本発明と関連して、多相ポリマー材料は、ポリマー材料を配向させるためにダイオリフィスを通って圧迫又は「押圧」される（引っ張り又は伸びとは対照的に）のが好ましいかもしれない。結果として、本発明は、破砕の可能性を本質的に低減することができる。
【００５８】
本発明に係る方法において使用することができるいくつかの多相ポリマーは、多相ＡＥＳ及びＡＳＡ樹脂、並びにこれらの組み合わせ又は混合物である。市販のＡＥＳ及びＡＳＡ樹脂、又はこれらの組み合わせには、例えば、ミシガン州ミッドランド（Midland）のダウ・ケミカル社（Dow Chemical Company）からの商品名ローベル（ROVEL）、及びドイツ連邦共和国、ルートビヒスハーフェン（Ludwigshafen）のＢＡＳＦ社（BASF Aktiengesellschaft）からのローラン（LORAN）Ｓ７５７及び７９７、コネチカット州スプリングフィールド（Springfield）のバイエルプラスチックス社（Bayer Plastics）のセントレックス（CENTREX）８３３及び４０１、ニューヨーク州セルカーク（Selkirk）のゼネラル・エレクトリック（General Electric）からのジーロイ（GELOY）、日本国東京の日立化成工業社（Hitachi Chemical Company）からのビタックス（VITAX）が挙げられる。いくつかの市販のＡＥＳ及び／又はＡＳＡ材料はＡＢＳが混合されていると考えられる。市販のＳＡＮ樹脂は、ミシガン州ミッドランドのダウ・ケミカルから商品名タイリル（TYRIL）で入手可能なものを含む。市販のＡＢＳ樹脂は、マサチューセッツ州ピッツフィールドのゼネラル・エレクトリック（General Electric）からサイオラク（CYOLAC）ＧＰＸ３８００などの商品名サイオラク（CYOLAC）で入手可能なものを含む。
【００５９】
多相高分子繊維は、１つ以上の上記で挙げた材料と、１つ以上の他の熱可塑性ポリマーとの混合物から調製することもできる。上述で列記した可縮材料と混合することが可能な熱可塑性ポリマーの例としては、二軸延伸ポリエーテルと、二軸延伸ポリエステルと、二軸延伸ポリアミドと、ポリ（メチルメタクリレート）などのアクリルポリマーと、ポリカーボネートと、ポリイミドと、酢酸セルロース、セルロース（酢酸−コ−酪酸）、硝酸セルロースなどのセルロース誘導体と、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンテレフタレート）などのポリエステルと、ポリ（クロロフルオロエチレン）、ポリ（ビニリデンフッ化物）などのフルオロポリマーと、ポリ（カプロラクタム）、ポリ（アミノカプロン酸）、ポリ（ヘキサメチレンジアミン−コアジピン酸）、ポリ（アミド−コ−イミド）、及びポリ（エステル−コ−イミド）などのポリアミドと、ポリエーテルケトンと、ポリ（エーテルイミド）と、ポリ（メチルペンテン）などのポリオレフィンと、脂肪族及び芳香族ポリウレタンと、ポリ（フェニレンエーテル）と、ポリ（硫化フェニレン）と、アタクチックポリ（スチレン）と、キャストシンジオタクチックポリスチレン（cast syndiotactic polystyrene）と、ポリスルホンと、シリコーンポリアミド及びシリコーンポリカーボネートなどのシリコーン変性ポリマー（即ち低重量％（１０重量％未満）のシリコーンを含有するポリマー）と、デラウェア州ウィルミントン（Wilmington）のＥ．Ｉ．デュポン・ドゥ・ヌムール（E.I. duPont de Nemours）から商品名サルリン（SURLYN）−８９２０及びサルリン（SURLYN）−９９１０の下に入手できるナトリウム又は亜鉛イオン含有ポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）などのイオノマーエチレンコポリマーと、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）及びポリ（エチレン−コ−メタクリル酸）、ポリ（エチレン−コ−マレイン酸）、及びポリ（エチレン−コ−フマル酸）などの酸官能性ポリエチレンコポリマーと、ペルフルオロポリ（エチレンテレフタレート）などのフッ素変性ポリマーと、ポリイミドとアクリルとのポリマーブレンド、そしてポリ（メチルメタクリレート）とフルオロポリマーとの混合物などの上記のポリマーの混合物の部類からの材料が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００６０】
本発明に関連して使用されるポリマー組成物はその他の成分を含むことができ、例えば、ＵＶ安定剤、ニューヨーク州アーズリー（Ardsley）のチバ−ガイギー社（Ciba-Geigy）から商品名イルガノックス（IRGANOX）で入手可能なものなどの酸化防止剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、ニュージャージー州ホボケン（Hoboken）のヘンケル社（Henkel）から商品名ロキシル（LOXIL）Ｇ−７１５又はロキシル（LOXIL）Ｇ−４０、又はノースカロライナ州シャーロット（Charlotte）のヘキスト・セラニーズ社（Hoechst Celanese）からワックス（WAX）Ｅで入手可能な脂肪酸エステルなどの離型剤、顔料及び染料などの着色剤も、ポリマー組成物中に取り込むことができる。着色剤の例としては、デラウェア州ウィルミントンのデュポン・ドゥ・ヌムール（DuPont de Nemours）から商品名Ｒ９６０で入手可能なルチルＴｉＯ２顔料、酸化鉄顔料、カーボンブラック、硫化カドミウム、及び銅フタロシアニンが挙げられる。多くの場合、上記で特定したポリマーは、これらの添加剤の１つ以上、特に顔料及び安定剤を含んで市販されている。通常、このような添加剤は、所望の特性を付与する量で使用される。好ましくは、添加剤は、ポリマー組成物の総重量を基準として約０．０２〜２０重量％、より好ましくは約０．２〜１０重量％の量で使用される。
【００６１】
本発明の少なくともいくつかの実施形態のもう１つの潜在的な利点は、ポリマー溶融ストリームを比較的低い温度で押出可能なことである。例えば、半結晶性ポリマーの場合、ダイのそれぞれのオリフィスの入口から押込まれるときのポリマー溶融ストリームの平均温度が、ポリマー溶融ストリームの溶融加工温度を１０℃以下の範囲で上回るときに、ポリマー溶融ストリームを押出すことが可能であり得る。いくつかの実施形態では、ポリマー溶融ストリームがオリフィスの出口から出る前に、ポリマー溶融ストリームの平均温度は、好ましくは、ポリマー溶融ストリームの溶融加工温度であるか、あるいはそれよりも低い。そうするために、ダイの温度をポリマー溶融ストリームの溶融加工温度以下の温度に制御することが好ましいであろう。
【００６２】
理論により束縛されることは望まないが、本発明は、押出中にポリマーを加工するために潤滑剤特性の優性に依存し、ポリマー粘度は、応力（圧力及び温度）応答における比較的小さい因子になり得ると理論付けられる。更に、潤滑剤の存在は、ダイ内でのポリマーの「急冷（quenching）」（例えば、結晶又はガラスの「ガラス化（vitrification）」形成）を可能にし得る。ダイ内急冷の潜在的な利点は、例えば、押出物の配向の保持及び寸法精度を含むことができる。
【００６３】
本明細書で使用する場合、ポリマー溶融ストリームの「溶融加工温度」は、ポリマー溶融ストリームがダイのオリフィスを１秒以下の時間内に通過できる最低温度である。ある場合には、溶融加工温度は、ポリマー溶融ストリームがアモルファスであればガラス転移温度又はそれよりわずかに高い温度でよいし、あるいはポリマー溶融ストリームが結晶性又は半結晶性であれば融解温度又はそれよりわずかに高い温度でよい。ポリマー溶融ストリームが、１つ以上の結晶性ポリマー及び１つ以上の半結晶性ポリマーのいずれか又は両方と混合された１つ以上のアモルファスポリマーを含む場合には、溶融加工温度はアモルファスポリマーの最低のガラス転移温度又は結晶性及び半結晶性ポリマーの最低の融解温度のうちの低いほうである。
【００６４】
本発明に係るダイで使用することができる１つの典型的なダイオリフィスは、図３の断面図に描かれており、ダイプレート１０及び相補的なダイプレートカバー１２が断面図で描かれている。ダイプレート１０及びダイプレートカバー１２は、ダイプレート１０中のオリフィス２２と流体連通するポリマー送達通路２０を画定する。ダイプレートカバー１２中に形成されるポリマー送達通路２０部分は、ポリマー溶融ストリームが開口部１４を通ってダイプレート１０内に形成されるポリマー送達通路２０部分に入るように、開口部１６で終結している。描かれた実施形態において、ダイプレートカバー１２中の開口部１６は、ダイプレート１０中の開口部１４と一般的に同じ寸法である。
【００６５】
図４は、オリフィス２２の半径を示す参照文字「ｒ」及び軸線１１に沿ったオリフィス２２の長さを示す「ｚ」を有するオリフィス２２の拡大図を描いている。ダイプレート１０中に形成されるオリフィス２２は、断面積（軸線１１に対して横方向に測定する）が入口２４の断面積よりも小さくなるように収束するのが好ましいであろう。本明細書で議論されるように、ダイオリフィス２２の形状は、ポリマー溶融ストリームの伸長的なひずみ速度がオリフィス２２の長さに沿って（即ち、軸線１１に沿って）一定であるように設計されるのが好ましいであろう。
【００６６】
本明細書において説明されるように、ダイオリフィスは、収束する半双曲線状プロファイルを有するのが好ましいであろう。「半双曲線状」形状の定義は、体積流量、チャネル面積及び流体速度の間の基礎的な関係から始まる。オリフィス２２の説明に関連して円筒座標が使用されるが、本発明に関連して使用されるダイオリフィスが円筒形のプロファイルを有さなくてもよいことは理解されるべきである。
【００６７】
軸線１１に沿ってオリフィス２２を通る流れは、軸線１１に沿ったそれぞれの位置で、以下の式によって説明することができる。
【００６８】
Ｑ＝Ｖ＊Ａ （１）
式中、Ｑは、オリフィスを通る体積流量の尺度であり、Ｖは、オリフィスを通る流速であり、及びＡは、軸１１に沿って選択された位置におけるオリフィス２２の断面積である。
【００６９】
式（１）は速度について配列し直して解くことができ、以下の式が得られる。
【００７０】
Ｖ＝Ｑ／Ａ （２）
収束するオリフィスの断面積は、オリフィスのチャネルの長さに沿って変化するので、以下の式を使用して、式（２）の変量間の様々な関係を説明することができる。
【００７１】
ｄＶｚ／ｄｚ＝（−Ｑ／Ａ２）（ｄＡ／ｄｚ） （３）
式（３）において、オリフィスの長さの下方への位置の変化に対する速度の変化の式は、流体の伸長流動（ε）も定義する。定常又は一定の伸長流動は、収束するオリフィスを通る流れの好ましい結果であり得る。結果として、オリフィスの断面積は、オリフィスを通る一定の伸長流動をもたらすように変化するのが好ましいであろう。定常又は一定の伸長流動を定義する式は、次式のように表すことができる。
【００７２】
ｄＶｚ／ｄｚ＝ε＝一定 （４）
オリフィスの長さの下方への位置の変化に対する面積の変化を置き換えることができ、一定又は定常の伸長流動をもたらし得る式は、次のように表すことができる。
【００７３】
ｆ（ｒ，ｚ）＝一定＝ｒ２ｚ （５）
式（５）の式の一般的な形は、以下であり得る。
【００７４】
ｆ（ｒ，ｚ）＝Ｃ１＋Ｃ２ｒ２ｚ （６）
式（６）を用いて、本発明に関連して使用されるオリフィス２２の形状を決定することができる。オリフィスの形状を設計するために、オリフィス２２の出口２６の直径の幾何学的制約が決定される（出口直径が、オリフィス２２から押出される繊維サイズを示すという理解のうえで）のが好ましいであろう。あるいは、オリフィス２２の入口２４の直径が使用されてもよい。
【００７５】
オリフィス２２の入口２４又は出口２６のうちの一方の半径（及び、従って、対応する面積）が選択されると、選択される所望の伸長ひずみを選択することによって他方も決定され、次に他方の半径（即ち、入口２４又は出口２６の半径）は、好ましくは、オリフィス２２を通過する流体（即ち、ポリマー溶融ストリーム）が受ける所望の伸長ひずみを選択することによって決定され得る。
【００７６】
この値、即ち伸長ひずみは、時折「ヘンキーひずみ（Hencky Strain）」と呼ばれることもある。ヘンキーひずみは、伸長されている材料の伸長ひずみ又は工学ひずみに基づく。以下に与えられる式は、チャネル、例えば本発明のオリフィスを通過する際の流体のヘンキーひずみを説明する。
【００７７】
流体のヘンキーひずみ＝ｌｎ（ｒｏ２／ｒｚ２）＝ｌｎ（Ａｏ／Ａｚ） （７）
オリフィスを通過する流体が受ける所望のヘンキーひずみの選択は、上記のように、オリフィスの他方の端部の半径（及び、従って、面積）を固定又は設定する。最後に残った設計の特徴は、潤滑にすべきオリフィスの長さを定めることである。オリフィス２２の長さ（図４において「ｚ」）が選択され、入口２４及び出口の半径／面積が分かると、定数Ｃ１及びＣ２を得るために、等式６を、オリフィス２２の長さ（「ｚ」方向に沿って）の下方位置変化に伴う半径（面積）変化に関して回帰することができる。以下の等式は、「ｚ」方向（ｒｚ）に沿ったそれぞれの配置におけるオリフィスの半径を提供する。
【００７８】
ｒｚ＝［（（ｚ）（ｅｓ−１）＋長さ）／（ｒ入口２＊長さ）］−１／２ （８）
式中、ｚは、オリフィスの入口から測定されるｚ方向の長手軸に沿った位置であり、ｅ＝（ｒ入口）２／（ｒ出口）２、ｓ＝ヘンキーひずみ、ｒ入口はオリフィスへの入口における半径、ｒ出口はオリフィスの出口における半径であり、及び長さは、オリフィスの入口から出口までのｚ方向のオリフィスの全体の長さである。ヘンキーひずみ及び関連の原理の説明については、Ｃ．Ｗ．マコスコ（Macosko）の「レオロジー−原理、測定、及び用途（Rheology-Principles, Measurements and Applications）」、２８５〜３３６頁（ワイリー−ＶＣＨ社（Wiley-VCH Inc.）、ニューヨーク、第１版、１９９４年）が参照されるであろう。
【００７９】
図３に戻ると、ダイプレート１０は、ダイプレート１０とダイプレートカバー１２との間に形成される潤滑剤プレナム３２と流体連通する潤滑剤通路３０も含む。ダイプレート１０及びダイプレートカバー１２は、好ましくは、潤滑剤通路３０を通って潤滑剤プレナム３２に入る潤滑剤が、スロット３６から開口部１４を通ってポリマー送達通路２０に入るように間隙３４を画定する。このようにして、潤滑剤は、ポリマー溶融ストリームとは別に、オリフィス２２に供給され得る。
【００８０】
スロット３６は、ポリマー送達通路２０の外辺部周りに伸びるのが好ましいであろう。スロット３６は、好ましくは、ポリマー送達通路２０の外辺部周りで連続的又は非連続的であってよい。間隙３４及びスロット３６を形成するダイプレート１０とダイプレートカバー１２の間の空隙は、ポリマー溶融ストリームがポリマー送達通路２０を通る際の圧力、ポリマー溶融ストリーム及び潤滑剤の相対粘度などのような様々な要因に基づいて調整されてよい。ある場合には、スロット３６は、間隙３４を形成する２つの粗化（例えば、サンドブラスト処理、研磨など）表面（又は１つの粗化表面及び対向する平滑表面）の界面によって形成される開口部又は複数の開口部の形態でもよい。
【００８１】
図５は、ダイプレートカバー１２が取り外されたダイプレート１０の平面図である。多数の開口部１４、ポリマー送達通路２０、ダイオリフィス２２、及び潤滑剤プレナム３２が描かれている。描かれているポリマー送達通路２０は、一定の断面積（図３の軸線１１を横断して測定される）を有し、描かれている実施形態では円筒形である。しかしながら、ポリマー送達通路２０及び関連のダイオリフィス２２は、例えば、矩形、長円形、楕円形、三角形、正方形などの適切な任意の断面形状を有してもよいことは理解されるべきである。
【００８２】
潤滑剤プレナム３２は、図５で示されるように、潤滑剤がポリマー送達通路２０の外辺部周りに供給されるように、ポリマー送達通路２０の外辺部周りに伸びるのが好ましいであろう。そうすることで、潤滑剤は、ポリマー送達通路２０を通り、ダイオリフィス２２に入ると、ポリマー溶融ストリームの外辺部周りに好ましくは層を形成する。描かれた実施形態において、プレナム３２は、図５に示されるように、ダイプレート１０の外縁まで伸びる潤滑剤通路３０が供給されている。
【００８３】
図５に示されるように、それぞれのプレナム３２に個別の潤滑剤通路３０が供給されることが好ましいであろう。それぞれのプレナム３２（及び関連するダイオリフィス２２）を個別に供給することで、様々なプロセス変数を制御することができる。これらの変数は、例えば、潤滑剤の圧力、潤滑剤の流量、潤滑剤の温度、潤滑剤の組成（即ち、異なる潤滑剤が異なるオリフィス２２に供給され得る）などを含むことができる。
【００８４】
しかしながら、代替案として、それぞれの潤滑剤通路３０に潤滑剤を供給するのにマスタープレナムが使用されるいくつかのシステムにおいては、潤滑剤はオリフィス２２を伴うプレナム３２のそれぞれに順番に供給されるのが好ましいであろう。このようなシステムにおいて、好ましくは、それぞれのオリフィスへの潤滑剤の送達は全オリフィスの間で均衡がとられてよい。
【００８５】
図６は、本発明と関連して使用することができる１つのシステム９０の概略図である。システム９０は、押出成形機９６にポリマーを供給するポリマー源９２及び９４を備えるのが好ましいであろう。２つのポリマー源が描かれているが、いくつかのシステムにおいては、１つのみのポリマー源が提供され得ることを理解されるべきである。更に、他のシステムは、３つ以上のポリマー源を含んでもよい。更に、単一の押出機９６だけが描かれているが、システム９０が、本発明に従って所望のポリマーをダイ９８へ供給することができる任意の押出システム又は装置を含んでもよいことは理解されるべきである。
【００８６】
１つ以上のポリマー源９２及び９４に加えて、描かれる実施形態において、システム９０は、ポリマー源９２からのポリマー内に取り込まれるべき粒子を提供する粒子源９１も備える。あるいは、粒子源９１は、粒子を押出成形機９６（又は、複数の押出成形機を使用する場合には、複数の押出成形機）に投入することができる。特定の配列に関わらず、粒子源９１からの粒子は、ダイ９８に供給されるように、ポリマー溶融ストリーム内に取り込まれるのが好ましい。
【００８７】
システム９０は、更に、本発明の原理に従って潤滑剤をダイに供給するためにダイ９８に操作可能に取り付けられた潤滑剤装置９７を含む。ある場合には、潤滑剤装置９７は、潤滑剤ポリマー源及び押出装置の形態でもよい。
【００８８】
システム９０と関連して、ダイ９８から押出される２つの繊維４０も描かれている。２つの繊維４０が描かれているが、いくつかのシステムにおいて１つのみの繊維が製造されてもよい一方で、他のシステムは同時に３つ以上の高分子繊維を製造してよいことが理解されるべきである。
【００８９】
図７は、本発明と関連して使用することができるダイオリフィスのもう１つの典型的な実施形態を描いている。ダイオリフィス１２２の入口１１４と、ダイプレート１１０とダイプレートカバー１１２との間の間隙１３４を通る潤滑剤の送達との潜在的な関連を説明するために、図７において装置の一部分のみが描かれている。描かれた装置において、ポリマー溶融ストリームから個別に供給された潤滑剤は、間隙１３４を通ってオリフィス１２２の入口１１６で導入される。ポリマー溶融ストリーム自体は、ダイプレートカバー１１２中のポリマー送達通路１２０を通ってダイオリフィス１２２の入口１１６に供給される。
【００９０】
図７の代表的な装置に描かれているその他の任意の関連は、ポリマー送達通路１２０から入口１１４に通じる開口部１１６の寸法と比較した、ダイオリフィス１２２の入口１１４の相対的寸法である。開口部１１６の断面積は、ダイオリフィス１２２の入口１１４の断面積よりも小さいことが好ましいであろう。本明細書で使用する場合、開口部の「断面積」は、長手方向軸線１１１を一般的に横断する（これは、好ましくはポリマー溶融ストリームがポリマー送達通路及びダイオリフィス１２２を通って進むのに沿った方向である）平面において決定される。
【００９１】
図８は、本発明と関連して使用することができる更にもう１つの潜在的な装置を描いている。図８は、ダイプレート２１０よりも上でとられた１つのダイオリフィス２２２の拡大平面図（図５で見られるのと同様の視界）である。ダイオリフィス２２２の入口２１６は、ダイオリフィス２２２の出口２２６とともに描かれている。図８に描かれる設計と前述の図に描かれる設計との違いの１つは、潤滑剤が、チャネル２３４ａ、２３４ｂ、及び２３４ｃの末端部で形成される複数の開口部を通ってダイオリフィス２２２に供給されるということである。これは、上記の実施形態においてダイプレートとダイプレートカバーとの間の間隙によって形成される連続スロットと対照的である。潤滑剤を供給するための３つの開口部が描かれているが、このような開口部が、わずか２つ及び３つよりも多く提供されてもよいことは理解されるべきである。
【００９２】
図９は、本発明に係るダイの出口２６からのポリマー溶融ストリーム４０及び潤滑剤４２の流れを描いている。ポリマー溶融ストリーム４０及び潤滑剤４２は断面図で示され、ポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に潤滑剤４２が描かれている。潤滑剤４２がポリマー溶融ストリーム４０とダイオリフィスの内面２３との間に位置するように、潤滑剤を全外部表面４１上に提供するのが好ましいであろう。
【００９３】
潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０がオリフィス出口２６を出た後、ポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に描かれているが、ある場合には、潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０及び潤滑剤４２がダイの出口２６を出るとき、又は出た直後にポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１から除去されてもよいことは理解されるべきである。
【００９４】
潤滑剤４２の除去は能動的でも受動的でもいずれでもよい。潤滑剤４２の受動的な除去は、例えば、蒸発、重力、又は吸着剤を含むことができる。例えば、場合によっては、潤滑剤４２及び／又はポリマー溶融ストリーム４０の温度は、ダイの出口２６を出た後に更にいかなる実施をも行わずに、潤滑剤４２を蒸発させるのに十分高くてよい。他の例においては、潤滑剤は、例えば、水又はその他の溶媒、エアジェットなどを使用してポリマー溶融ストリーム４０から積極的に除去されてよい。
【００９５】
潤滑剤４２の組成によっては、潤滑剤４２の一部分がポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に残存してよい。例えば、いくつかの例においては、潤滑剤４２は、１つ以上のキャリア及び１つ以上の他の構成要素のような、２つ以上の構成要素の組成物であってよい。キャリアは、例えば溶媒（水、鉱油など）でよく、これは、能動的又は受動的に除去されて、１つ以上の他の成分がポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１の所定位置に残される。
【００９６】
他の状況において、潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０の外側表面４１上に保持されてよい。例えば、潤滑剤４２は、押出し中の潤滑剤として役割を果たすように、ポリマー溶融ストリーム４０の粘度に対して十分に低い粘度を有するポリマーであってよい。潤滑剤としての役割も果たすことができる潜在的に適切なポリマーの例としては、例えば、ポリビニルアルコール、高メルトフローインデックスポリプロピレン、ポリエチレンなどが挙げられる。
【００９７】
潤滑剤４２がポリマー溶融ストリーム４０の表面４１から除去されるかどうかにかかわらず、潤滑剤４２は、ポリマー溶融ストリーム４０が冷却される速度を上昇させるための急冷剤の機能を果たすことができる。このような急冷効果は、ポリマー溶融ストリーム４０内の配向のようなポリマー溶融ストリーム４０において特別に望まれる構造を保持するのを助け得る。急冷を助けるために、例えば、急冷プロセスを促進するのに十分低い温度においてダイオリフィスに潤滑剤４２を提供するのが好ましいであろう。他の例において、ポリマー溶融ストリーム４０の急冷を増大するために、いくつかの潤滑剤を使用して提供され得る蒸発冷却が頼りにされてよい。例えば、潤滑剤４２として使用される鉱油は、ダイから出た後にポリプロピレン（ポリマー溶融ストリーム）の表面から蒸発するときにポリプロピレン繊維を急冷するために供されてよい。
【００９８】
本発明は、好ましくは、潤滑剤材料と押出ポリマーとの粘度の差異に依存し得る。例えば４０：１又はそれより高い、あるいは５０：１又はそれより高いポリマー対潤滑剤の粘度比は、好ましくは、本発明の方法と関連して使用すべき潤滑剤の選択において大きな因子であり得る。潤滑剤の化学的性質は、そのレオロジー挙動の次であり得る。この説明において、ＳＡＥ ２０重量油、ホワイトパラフィン油、及びポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）流体などの材料は全て、潜在的に適切な潤滑剤材料の例である。以下の一覧は、潤滑剤の候補に対する限定を意図しない。即ち、本発明と関連して、潤滑剤として他の材料が使用されてもよい。
【００９９】
無機又は合成油の非限定的な例としては、鉱油、ペトロラタム、直鎖及び分枝鎖炭化水素（及びこれらの誘導体）、流動パラフィン及び低融点固形石蝋、グリセロールの脂肪酸エステル、ポリエチレンワックス、炭化水素ワックス、モンタンワックス、アミドワックス、グリセロールモノステアレートなどが挙げられる。
【０１００】
多くの種類の油及びその脂肪酸誘導体も、本発明と関連して適切な潤滑剤であり得る。オレイン酸、リノール酸、及びラウリン酸など、これらに限定されない、油の脂肪酸誘導体を使用することができる。オレアミド、オレイン酸プロピル及びオレイルアルコールなど、これらに限定されない、油の置換脂肪酸誘導体も使用することができる（このような材料の揮発度は、押出し前に蒸発しないようにあまり高くないのが好ましいであろう）。いくつかの潜在的に適切な植物油の例としては、アプリコット核油、アボカド油、バオバブ油、クロフサスグリ油、キンセンカ油、大麻油、キャノーラ油、ダイフウシノキ油、ココヤシ油、コーン油、綿実油、ブドウの種油、ハシバミの実油、ハイブリッドサンフラワー油、水素化ココナッツ油、水素化綿実油、水素化パーム核油、ホホバ油、キウイシード油、ククイナッツ油、マカダミアナッツ油、マンゴーシード油、メドウフォームシード油、メキシカンポピー油、オリーブ油、パーム核油、部分水素化大豆油、ピーチ核油、ピーナッツオイル、ペカン油、ピスタチオナッツ油、カボチャ種子油、キヌア油、菜種油、米糠油、サフラワーオイル、サザンカ油、シーバックソーン油、ゴマ油、シアバターフルーツ油、シシムブリウム・イリオ油、大豆油、ヒマワリ種子油、クルミ油、及び小麦胚芽油が挙げられるが、これらに限定されない。
【０１０１】
他の潜在的に適切な潤滑剤材料としては、例えば、へキサン酸、カプリル酸、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸及びステアリン酸を含む飽和脂肪族酸、オレイン酸及びエルカ酸を含む不飽和脂肪族酸、安息香酸、フェニルステアリン酸、ポリステアリン酸及びキシリルベヘン酸を含む芳香族酸、並びに６、９、及び１１個の炭素の平均鎖長の分枝状カルボン酸、トールオイル酸及びロジン酸を含むその他の酸と、１−オクタノール、ノニルアルコール、デシルアルコール、１−デカノール、１−ドデカノール、トリデシルアルコール、セチルアルコール及び１−ヘプタデカノールを含む第一級飽和アルコール、ウンデシレニルアルコール及びオレイルアルコールを含む第一級不飽和アルコール、２−オクタノール、２−ウンデカノール、ジノニルカルビノール及びジウンデシルカルビノールを含む第二級アルコール、並びに１−フェニルエタノール、１−フェニル−１−ペンタノール、ノニルフェニル、フェニルステアリルアルコール及び１−ナフトールを含む芳香族アルコールとが挙げられる。他の潜在的に有用なヒドロキシル含有化合物としては、オレイルアルコールのポリオキシエチレンエーテル、及び約４００の数平均分子量を有するポリプロピレングリコールが挙げられる。更なる潜在的に有用な液体としては、４，ｔ−ブチルシクロヘキサノール及びメタノールなどの環式アルコール、サリチルアルデヒドを含むアルデヒド、オクチルアミン、テトラデシルアミン及びヘキサデシルアミンなどの一級アミン、ビス−（１−エチル−３−メチルペンチル）アミンのような二級アミン、及びＮ−ラウリルジエタノールアミン、Ｎ−ステアリルジエタノールアミン及びＮ−ココジエタノールアミンを含むエトキシ化アミンが挙げられる。
【０１０２】
更なる潜在的に有用な潤滑剤材料としては、Ｎ−ｓｅｃ−ブチルアニリン、ドデシルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアニリン、ｐ−トルイジン、Ｎ−エチル−ｏ−トルイジン、ジフェニルアミン及びアミノジフェニルメタンなどの芳香族アミン、Ｎ−エルシル−１，３−プロパンジアミン及び１，８−ジアミノ−ｐ−メタンを含むジアミン、分枝状テトラミン及びシクロデシルアミンを含むその他のアミン、ココアミド、水素化タロウアミド、オクタデシルアミド、エルシアミド（eruciamide）、Ｎ，Ｎ−ジエチルトルアミド及びＮ−トリメチロプロパン（trimethylopropane）ステアルアミドを含むアミド、カプリル酸メチル、ラウリン酸エチル、ミリスチン酸イソプロピル、パルミチン酸エチル、パルミチン酸イソプロプロピル（isopropropyl）、ステアリン酸メチル、ステアリン酸イソブチル及びステアリン酸トリデシルを含む飽和脂肪族エステル、アクリル酸ステアリル、ウンデシレン酸ブチル及びオレイン酸ブチルを含む不飽和エステル、ステアリン酸ブトキシエチル及びオレイン酸ブトキシエチルを含むアルコキシエステル、ステアリン酸ビニルフェニル、ステアリン酸イソブチルフェニル、ステアリン酸トリデシルフェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、安息香酸ベンジル、ラウリン酸フェニル、サリチル酸フェニル、サリチル酸メチル及び酢酸ベンジルを含む芳香族エステル、並びにジステアリン酸ジメチルフェニレン、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジ−イソ−オクチル、アジピン酸ジカプリル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジヘキシル、セバシン酸ジ−イソ−オクチル、セバシン酸ジカプリル及びマレイン酸ジオクチルを含むジエステルが挙げられてもよい。更に他の潜在的に有用な潤滑剤材料としては、ポリエチレングリコール（好ましくは、約４００の数平均分子量を有し得る）のジフェニルステアレリン酸エステルを含むポリエチレングリコールエステル、ヒマシ油（トリグリセリド）、モノステアリン酸グリセロール、モノオレイン酸グリセロール、ジステアリン酸グリコール、ジオレイン酸グリセロール及びモノフェニルステアリン酸トリメチロールプロパンを含むポリヒドロキシル酸エステル、ジフェニルエーテル及びベンジルエーテルを含むエーテル、ヘキサクロロシクロペンタジエン、オクタブロモビフェニル、デカブロモジフェニルオキシド及び４−ブロモジフェニルエーテルを含むハロゲン化化合物、１−ノネン、２−ノネン、２−ウンデセン、２−ヘプタデセン、２−ノナデセン、３−エイコセン、９−ノナデセン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン及びトランス−スチルベンを含む炭化水素、２−ヘプタノン、メチルノニルケトン、６−ウンデカノン、メチルウンデシルケトン、６−トリデカノン、８−ペンタデカノン、１１−ペンタデカノン、２−ヘプタデカノン、８−ヘプタデカノン、メチルヘプタデシルケトン、ジノニルケトン及びジステアリルケトンを含む脂肪族ケトン、アセトフェノン及びベンゾフェノンを含む芳香族ケトン、並びにキサントンを含む他のケトンが挙げられる。また更に潜在的に有用な潤滑剤としては、リン酸トリキシレニルを含むリン化合物、ポリシロキサン、ミュゲ・ヒヤシンス（Muget hyacinth）（アン・メリゲナーブラー社（An Merigenaebler, Inc））、テルピネオール・プライム（Terpineol Prime）Ｎｏ．１（ジボーダン−デラワンナ社（Givaudan-Delawanna, Inc））、バス・オイル・フレグランス＃５８６４Ｋ（インターナショナル・フレーバー＆フレグランス社（International Flavor & Fragrance, Inc））、ホスクレア（Phosclere）Ｐ３１５Ｃ（オルガノホスファイト）、ホスクレア（Phosclere）Ｐ５７６（オルガノホスファイト）、スチレン化ノニルフェノール、キノリン及びキナリジンが挙げられる。
【０１０３】
牛脚油、インドセンダン種子油、ＰＥＧ−５水素化ヒマシ油、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油、ＰＥＧ−２０水素化ヒマシ油のイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油のイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油のラウリン酸エステル、ＰＥＧ−５０水素化ヒマシ油のラウリン酸エステル、ＰＥＧ−５水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−２０水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−５０水素化ヒマシ油のトリイソステアリン酸エステル、ＰＥＧ−４０ホホバ油、ＰＥＧ−７オリーブ油、ＰＰＧ−３水素化ヒマシ油、ＰＰＧ−１２−ＰＥＧ−６５ラノリン油、水素化ミンク油、水素化オリーブ油、ラノリン油、マレイン化大豆油、マスクローズ油、カシューナッツ油、ヒマシ油、ドッグローズヒップ油、エミュー油、月見草油、及びアマナズナ（gold of pleasure）油など、これらに限定されない、乳化剤の性質を有する油も潤滑剤材料として潜在的に使用することができる。
【０１０４】
試験方法
弾性率：
ＡＳＴＭ−Ｄ２６５３−０１に記載される手順を使用して、本発明の繊維の弾性率を測定した。１４ｃｍのグリップ分離及び２５．４ｃｍ／分のクロスヘッド速度で直径１６ｍｍのローラーグリップ（ＭＴＳ １００−０３４−７６４）を使用した。５００Ｎロードセルを使用した。小野測器社（Ono Sokki）の厚み計を使用して繊維の直径を測定した。５つの複製を作動し、平均を取った。
【０１０５】
質量流量：
基本的な重量法によって質量流量を測定した。予め秤量したアルミニウムトレイ内に、出てくる押出物を８０秒間捕獲した。グラム又はキログラムで、全重量とトレイの重量との差を測定した。
【０１０６】
メルトフローインデックス（ＭＦＩ）：
ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従い、所与のポリマータイプについて指定される条件でポリマーのメルトフローインデックスを測定した。
【実施例】
【０１０７】
以下の非限定的な実施例は、本発明の原理を説明するために提供される。
【０１０８】
実施例１：
図６に示されるのと同様の装置を使用して、高分子繊維を製造した。図７に示されるような単一のオリフィスダイを使用した。ダイオリフィスは円形であり、１．６８ｍｍの入口直径と、０．７６ｍｍの出口直径と、１２．７ｍｍの長さと、以下の式で定義される半双曲線形状とを有していた。
【０１０９】
ｒz＝［０．００１４０６２５／（（０．６２５＊ｚ）＋０．０６２５）］＾０．５ （９）
式中、ｚは、入口から測定されるオリフィスの軸に沿った位置であり、ｒzは、位置ｚにおける半径である。
【０１１０】
１７７℃〜２３２℃〜２４６℃のバレル温度プロファイルと及び１９．１ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６立方センチメートル／回転（ｃｃ／ｒｅｖ））を用いて、３．１７５ｃｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ）によりポリプロピレンホモポリマー（フィナプロ（FINAPRO）５６６０、９．０ ＭＦＩ、テキサス州ヒューストン（Houston）のアトフィナ・ペトロケミカル社（Atofina Petrochemical Co.））を押出した。ダイ温度及び溶融温度は、約２２０℃であった。３０ ＲＰＭに設定した第２のゼニス（ZENITH）ギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。
【０１１１】
溶融ポリマーの圧力及びそれに対応する押出物の質量流量は、以下の表１に示される。ポリマーの圧力変換器は、ポリマーをダイに導入する地点において、ダイの真上のフィードブロック内に配置した。潤滑剤の圧力変換器は、ダイへの導入よりも前の潤滑剤送達フィードラインに配置した。潤滑剤を使用せずに、対照試料も実行した。
【０１１２】
実施例２：
図３に描かれるものと同様のダイを使用したこと以外は実施例１と同様にして、高分子繊維を製造した。ダイオリフィスは円形プロファイルを有し、６．３５ｍｍの入口直径と、０．７６ｍｍの出口直径と、１０．１６ｍｍの長さと、本明細書中に記載される式（８）で定義される半双曲線形状とを有した。
【０１１３】
潤滑剤を用いた場合、及び用いなかった場合の、溶融ポリマーの圧力及び押出物の質量流量が、以下の表１に示される。
【０１１４】
実施例３：
図２に示されるようなダイを使用したこと以外は実施例１と同様にして、高分子繊維を製造した。ダイオリフィスは円形プロファイルを有し、６．３５ｍｍの入口直径と、０．５１ｍｍの出口直径と、１２．７ｍｍの長さと、式（８）で定義される半双曲線形状とを有した。
【０１１５】
ポリウレタン（ＰＳ４４０−２００、ユタ州ソルトレークシティ（Salt Lake City）のハンツマン・ケミカル（Huntsman Chemical））を用いて、繊維を形成した。１７７℃〜２３２℃〜２４６℃のバレル温度プロファイル及び１９．１ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、３．８１ｃｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１５℃であった。それぞれ９９ ＲＰＭ及び７７ ＲＰＭで駆動される連続した２つのギアポンプによって、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。溶融ポリマーの圧力及び押出物の質量流量は、以下の表１に示される。潤滑剤を使用せずに、対照サンプルも実行した。
【０１１６】
実施例１〜３における質量流量：
【０１１７】
【表１】
【０１１８】
表１は、同様の溶融圧力では、本発明の方法を用いて本質的により高い質量流量を得ることができ（実施例１）、同様の質量流量では、著しく低い圧力でポリマーを押出可能である（実施例２）ことを示す。実施例３において分かるように、本発明の方法を用いると、溶融圧力は著しく低下され、同時に質量流量は本質的に増大され得る。
【０１１９】
実施例４：
実施例１のダイを使用して、高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２１８℃のバレル温度プロファイル及び３．７ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６立方センチメートル／回転（ｃｃ／ｒｅｖ））を用いて、３８ｍｍの単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ、９ ＲＰＭ）により、高分子量のポリエチレン（９６４０型、０．２ ＭＩ、テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンフィリップスケミカル社（Chevron Phillips Chemical Co.））を押出した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。８０ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１（テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンＵＳＡ社（Chevron USA Inc.））を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１２０】
溶融ポリマー圧力は、２．０〜２．５ｋｇ／時（４．５〜５．５ポンド／時）の質量流量において、２４１Ｎ／ｃｍ２（３５０ポンド／ｉｎ２）〜５５０Ｎ／ｃｍ２（７９８ポンド／ｉｎ２）間で変化させた。ポリマーの圧力変換器は、ポリマーをダイに導入する地点において、ダイの真上のフィードブロック内に配置した。潤滑剤の圧力変換器は、ダイへの導入よりも前の潤滑剤送達フィードラインに配置した。
【０１２１】
実施例５：
実施例１と同様に、高分子繊維を製造した。ダイオリフィスは円形プロファイルを有し、６．３５ｍｍの入口直径と、０．７６ｍｍの出口直径と、１２７ｍｍの長さと、本明細書中に記載される式（８）で定義される半双曲線形状とを有した。６ ＲＰＭで作動する０．１６立方センチメートル／回転（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）ギアポンプが取り付けられた２７０℃〜２５５℃〜２４０℃のバレル温度プロファイルを使用する１９ｍｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ、１２ ＲＰＭ）を使用して、高分子量の分別メルトインデックスを有するポリエチレン（ＨＤ７９６０．１３、０．０６ ＭＩ、テキサス州ヒューストン（Houston）のエクソンモービルケミカル社（ExxonMobil Chemical Inc.））を押出した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。ロリマー（Lorimer）の「エアオーバーオイル（air over oil）」高空気圧ポンプ（テキサス州ロングビュー（Longview）のＨ．ロリマー社（H.Lorimer Corp.））を使用して、潤滑剤として、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１（テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンＵＳＡ社（Chevron USA Inc.））をダイの入口に供給した。
【０１２２】
次に、押出された繊維を１５メートル／分の速度でダイの出口の下、約５ｃｍに配置された水浴（約２０℃）で急冷した。次に、温水浴（７９℃）中に繊維を浸漬することで、２つのプルロールの伸び比率を約９：１として繊維を２つのプルロール間で長さ方向にインラインに配向させた。次に、配向された繊維を１７７℃に設定された加熱した圧盤上を走らせ、繊維を弛緩（ヒートセット）させた後、芯に巻き付けた。
【０１２３】
平均繊維直径は０．３０５ｍｍであった。繊維の弾性率は、４６ｋＮの破断張力を備え、２０５ｋＮ／ｃｍ２であると測定した。
【０１２４】
実施例６：
繊維を形成するために高分子量のエラストマーポリエチレン（ミシガン州ミッドランド（Midland）のダウ・ケミカル社（Dow Chemical Co.）のエンゲージ（ENGAGE）８１００、１．０ ＭＩ）を使用する以外は、実施例１と同様に高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２１８℃のバレル温度プロファイル及び８ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用し、結果として約２．４ｋｇ／時のポリマー流速がもたらされる３８ｍｍ単軸押出し機（３２：１のＬ／Ｄ、１４ ＲＰＭ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。７５ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１２５】
実施例７：
繊維を形成するために非晶質ガラス状ポリカーボネート（ドイツ国レバークーゼン（Leverkusen）のバイエルケミカル社（Bayer Chemical Co.）のマクロロン（MACROLON）２４０７））を使用する以外は、実施例１と同様に高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２２９℃のバレル温度プロファイル及び８ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用し、結果として約２．４ｋｇ／時のポリマー流速がもたらされる３８ｍｍ単軸押出し機（３２：１のＬ／Ｄ、１４ ＲＰＭ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２２９℃であった。７５ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１２６】
実施例８：
８ ＲＰＭで作動する０．１６立方センチメートル／回転（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）ギアポンプが取り付けられた２５０℃〜３００℃〜３００℃のバレル温度プロファイルを使用する１９ｍｍ単軸押出し機（３０：１のＬ／Ｄ、１８ ＲＰＭ）を使用して、ナイロン−６ポリアミド（ミシガン州ワイアンドット（Wyandotte）のＢＡＳＦコーポレーション（BASF Corp.）のウルトラミッド（ULTRAMID）Ｂ４）を押出す以外、実施例５と同様に高分子繊維を製造した。ダイ温度及び溶融温度は、約２６０℃であった。ロリマー（Lorimer）の「エアオーバーオイル（air over oil）」高空気圧ポンプ（テキサス州ロングビュー（Longview）のＨ．ロリマー社（H.Lorimer Corp.））を使用して、潤滑剤として、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１（テキサス州ヒューストン（Houston）のシェブロンＵＳＡ社（Chevron USA Inc.））をダイの入口に供給した。ポンプからダイまで潤滑剤を供給するために、３ｍｍの直径（ＩＤ）の銅管を使用した。入口ポートからダイに入る前に、７．６ｃｍの直径のダイに２．５倍の管を巻き付けたこれは、潤滑剤の温度をダイの温度まで加熱するために行った。
【０１２７】
次に、約１ミリメートルの直径を有する押出された繊維を、２．４メートル／分の速度でダイの出口の真下約２．５ｃｍに配置される水浴中で急冷した。次に、温水浴（７９℃）中に繊維を浸漬することで、２つのプルロールの間の伸び比率を約４：１として繊維を２つのプルロール間で長さ方向にインラインに配向させた。次に、配向された繊維を１７７℃に設定された熱した圧盤上を走らせ、繊維を弛緩（ヒートセット）させた後、繊維をアニール化するために１２１℃に設定された第２の熱した圧盤上を走らせ、次に、芯に巻き付けた。繊維の弾性率は、２２６ｋＮ／ｃｍ２であると測定した。
【０１２８】
実施例９：
ポリマーの融点（２３０℃）を若干上回る融解温度を得て、有意に高い弾性率をもたらすために、有意に低いプロセス温度を使用する以外は、実施例８と同様に高分子繊維を製造した。２４０℃〜２５０℃〜２４０℃のバレル温度プロファイルを使用して、ナイロンを押出した。融解ポンプを２３５℃、ダイフィードブロックを２３０℃、及びダイを２２５℃に設定した。繊維の弾性率は、７６５ｋＮ／ｃｍ２であると測定した。
【０１２９】
実施例１０：
シース／芯フィードブロックに２つの材料を供給し、２成分共押出繊維をもたらすために２台の押出成形機を使用する以外は、実施例１と同様に高分子繊維を製造した。繊維の芯を形成するのに、ポリプロピレンホモポリマー（テキサス州ヒューストン（Houston）のアトフィナ・ペトロケミカル社（Atofina Petrochemical Co.）のフィナプロ（FINAPRO）５６６０、９．０ ＭＦＩ）を使用した。１７７℃〜２００℃〜２３２℃のバレル温度プロファイル及び２４ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、２５ｍｍ単軸押出し機（２４：１のＬ／Ｄ）によりポリマーを供給した。繊維のシースを形成するために、２％オレンジ色濃縮物（ペンシルベニア州ドイルスタウン（Doylestown）のペンカラー社（Penn Color Co.）のタイプ６６Ｙ１６３）で着色されたフィナプロ（FINAPRO）５６６０を使用した。１７７℃〜１９５℃〜２１５℃〜２３２℃のバレル温度プロファイルと及び２４ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を用いて、１９ｍｍ単軸押出し機によりポリマーを供給した。融解ポンプを２３２℃、ダイフィードブロックを２３２℃、及びダイを２３２℃に設定した。共押出繊維の当該技術分野において周知であるようなデュアルフィードプレートダイを提供するために、０．５ｍｍ厚に機械加工された一連のプレートからなるダイフィードブロックを積み重ねた。
【０１３０】
プレートスタックの底部に潤滑剤導入マニホールドを取り付けた。８０ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）デュアルギアシングルフィードギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、汎用トランス油圧オイル（Universal Trans Hydraulic oil）（ミネソタ州ブレーナード（Brainerd）のミルズフリートファーム社（Mills Fleet Farm Inc.））を潤滑剤として使用して、ダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１３１】
実施例１１：
繊維を形成するために、多相アクリロニトリル−スチレン−ブチルアクリレートポリマー（ドイツ国、レバークーゼン（Leverkusen）のバイエル社（Bayer Corp.）のセントレックス（CENTREX）８３３、マリンホワイト（Marine White）、３ ＭＦＩ）を使用する以外は、実施例１と同様にして高分子繊維を製造した。１７７℃〜２００℃〜２１８℃のバレル温度プロファイル及び８ ＲＰＭに設定したインラインのゼニス（ZENITH）ギアポンプ（１．６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用し、結果として約２．４ｋｇ／時のポリマー流速がもたらされる３８ｍｍ単軸押出し機（３２：１のＬ／Ｄ、１４ ＲＰＭ）によりポリマーを供給した。ダイ温度及び溶融温度は、約２１８℃であった。７５ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。
【０１３２】
実施例１２：
繊維を形成するために、１０重量％の酸化アルミニウム研磨材（イリノイ州シカゴ（Chicago）のフジミコーポレーション（Fujimi Corp., Ltd.）のＰ−２０００、４００グリット）が充填されたナイロン１２（スイス国のエムス・ケミー社（Ems Chemie AG）のグリルアミド（GRILAMID）Ｇ−１２）を使用する以外は、実施例１０と同様に高分子繊維を製造した。２６０℃〜２６０℃〜２６０℃のバレル温度プロファイルを使用して、２５ｍｍ単軸押出し機（２４：１のＬ／Ｄ）により充填されたポリマーを供給した。フィードブロック及びダイを２６０℃に設定した。８０ ＲＰＭに設定されたゼニス（ZENITH）のデュアルギアシングルフィードギアポンプ（０．１６ｃｃ／ｒｅｖ）を使用して、シェブロン（Chevron）のスパーラ（SUPERLA）白色鉱油＃３１を潤滑剤としてダイの入口に供給した。押出された繊維を手動でダイの出口で集め、手で巻いた。繊維の外側表面は、繊維の外側表面、又はその付近に大量の研磨材を備え、非常に粗かった。
【０１３３】
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用する場合、単数形の「ａ」、「及び」、及び「ｔｈｅ」には、その文脈が明確に異なって指定しない限り、複数の指示物が含まれる。従って、例えば、「繊維（a fiber）」への言及は複数の繊維を含み、又「オリフィス（the orifice）」への言及は、１つ以上のオリフィス及び当業者に知られているその等価物を包含し得る。
【０１３４】
本願明細書に記載の引例及び刊行物は、参照することにより本願明細書全体に組み込まれる。本発明の実例となる実施形態が検討され、及び本発明の範囲内で可能な変形が参照されている。本発明におけるこれら及び他の変形及び変更は本発明の範囲から逸脱することなく当業者にとって明らかであり、及び本発明が本明細書で明示された実例となる実施形態の組み合わせに限定されないことは理解されるべきである。従って、本発明は、特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明に係る１つの粒子担持繊維の理想的な拡大断面図。
【図２】本発明に係る方法のプロセスウィンドウを説明する概略図。
【図３】本発明に関連して使用することができる１つの典型的なダイの一部の拡大断面図。
【図４】図３のダイのオリフィスの拡大図。
【図５】本発明に関連して使用することができる１つの典型的な押出ダイプレートの一部の平面図。
【図６】本発明に係るダイを含む１つのシステムの概略図。
【図７】本発明に関連して使用することができるもう１つの押出装置の拡大断面図。
【図８】本発明に関連して使用することができるもう１つの典型的なダイオリフィス及び潤滑チャネルの拡大平面図。
【図９】本発明の方法に従ってダイオリフィスを出る１つの典型的な高分子繊維の拡大断面図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子結合剤及び該高分子結合剤内に封入される複数個の粒子を含む繊維体を含む粒子担持高分子繊維であって、前記高分子結合剤が、本質的に１つ以上のポリマーからなり、前記封入される粒子が封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外部表面に近い位置でより高い、粒子担持高分子繊維。
【請求項２】
前記繊維の体積の最も外側の２０％内に封入される粒子の密度が、前記繊維の体積の最も内側の２０％内に封入される粒子の密度の２倍以上である、請求項１に記載の繊維。
【請求項３】
前記複数個の粒子が、本質的に非高分子粒子からなる、請求項１に記載の繊維。
【請求項４】
前記複数の粒子が、１００マイクロメートル以下の最大寸法を有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項５】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項６】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項７】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項８】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項９】
前記１つ以上のポリマーが、半結晶性ポリマーである、請求項１に記載の繊維。
【請求項１０】
前記半結晶性ポリマーが、ナイロンである、請求項９に記載の繊維。
【請求項１１】
１つ以上のポリマーを含む繊維体であって、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する繊維体と、
前記繊維体内に封入される第１の複数個の粒子及び前記繊維体の外側表面に埋め込まれた第２の複数個の粒子であって、前記封入される第１の複数個の粒子が封入される粒子の密集を構成し、前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度が、繊維の外側表面に近い位置で最も高い、粒子と、
を含む、粒子担持高分子繊維。
【請求項１２】
前記繊維の体積の最も外側の２０％内の前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度が、前記繊維の体積の最も内側の２０％内の前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度の２倍以上である、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１３】
前記第１の複数個の粒子及び前記第２の複数個の粒子が、本質的に非高分子粒子からなる、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１４】
前記第１の複数個の粒子及び前記第２の複数個の粒子が、１００マイクロメートル以下の最大寸法を有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１５】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを含む、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１６】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１７】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１８】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該ポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１９】
前記１つ以上のポリマーが、半結晶性ポリマーである、請求項１１に記載の繊維。
【請求項２０】
前記半結晶性ポリマーが、ナイロンである、請求項１９に記載の繊維。
【請求項２１】
粒子担持高分子繊維を作製する方法であって、
複数個の粒子をポリマー溶融ストリーム内に取り込む工程と、
内部に複数個の粒子が取り込まれたポリマー溶融ストリームをダイ内に位置するオリフィスに通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出る工程と、
潤滑剤を前記ポリマー溶融ストリームとは別に前記オリフィスに供給する工程であって、前記潤滑剤が、オリフィスの入口で導入される工程と、
前記ポリマー溶融ストリーム及び該ポリマー溶融ストリーム内に封入される複数個の粒子を含む粒子担持高分子繊維を捕集する工程であって、前記封入される粒子が、前記繊維内に封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外側表面に近い位置でより高い工程と、
を含む、粒子担持高分子繊維を作製する方法。
【請求項２２】
前記繊維の体積の最も外側の２０％内に封入される粒子の密度が、前記繊維の体積の最も内側の２０％内に封入される粒子の密度の２倍以上である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数の粒子が、本質的に非高分子粒子からなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ポリマー溶融ストリームが、１つ以上のポリマーを含み、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポリマー溶融ストリームが、１つ以上のポリマーを含み、前記１つ以上の全てのポリマーが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ポリマー溶融ストリームが、１つ以上のポリマーを含み、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記ポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記ポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
前記ポリマー溶融ストリームが、本質的に１つ以上の半結晶性ポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
前記半結晶性ポリマーが、ナイロンである、請求項３３に記載の方法。
【請求項３４】
内部に複数個の粒子を取り込んだ前記ポリマー溶融ストリームが、前記オリフィスの入口の断面積よりも小さい断面積を含む開口部を通って前記オリフィスの入口まで供給される、請求項２１に記載の方法。
【請求項３５】
前記潤滑剤を供給する工程が、前記オリフィスの入口付近に形成される連続スロットを通って潤滑剤を供給する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３６】
前記潤滑剤を供給する工程が、前記オリフィスの入口付近に位置する複数個の開口部を通って潤滑剤を供給する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３７】
前記潤滑剤の少なくとも一部が、前記ポリマー溶融ストリームが前記オリフィスの出口から出た後に、前記ポリマー溶融ストリームから蒸発する、請求項２１に記載の方法。
【請求項３８】
前記ダイが、複数個のオリフィスを含み、複数個のオリフィスのそれぞれのオリフィスに潤滑剤を個別に供給する工程を更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３９】
前記繊維を捕集する工程が、繊維を引っ張る工程を含み、前記繊維は引っ張り中に伸長される、請求項２１に記載の方法。
【請求項４０】
前記オリフィスの入口に入る前記ポリマー溶融ストリームの平均温度が、前記ポリマー溶融ストリームの溶融加工温度を１０℃以下の範囲で上回る、請求項２１に記載の方法。
【請求項４１】
前記ポリマー溶融ストリームの平均温度が、前記ポリマー溶融ストリームが前記オリフィスの出口を出る前のポリマー溶融ストリームの溶融加工温度以下である、請求項２１に記載の方法。
【請求項１】
高分子結合剤及び該高分子結合剤内に封入される複数個の粒子を含む繊維体を含む粒子担持高分子繊維であって、前記高分子結合剤が、本質的に１つ以上のポリマーからなり、前記封入される粒子が封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外部表面に近い位置でより高い、粒子担持高分子繊維。
【請求項２】
前記繊維の体積の最も外側の２０％内に封入される粒子の密度が、前記繊維の体積の最も内側の２０％内に封入される粒子の密度の２倍以上である、請求項１に記載の繊維。
【請求項３】
前記複数個の粒子が、本質的に非高分子粒子からなる、請求項１に記載の繊維。
【請求項４】
前記複数の粒子が、１００マイクロメートル以下の最大寸法を有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項５】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項６】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項７】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項８】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１に記載の繊維。
【請求項９】
前記１つ以上のポリマーが、半結晶性ポリマーである、請求項１に記載の繊維。
【請求項１０】
前記半結晶性ポリマーが、ナイロンである、請求項９に記載の繊維。
【請求項１１】
１つ以上のポリマーを含む繊維体であって、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する繊維体と、
前記繊維体内に封入される第１の複数個の粒子及び前記繊維体の外側表面に埋め込まれた第２の複数個の粒子であって、前記封入される第１の複数個の粒子が封入される粒子の密集を構成し、前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度が、繊維の外側表面に近い位置で最も高い、粒子と、
を含む、粒子担持高分子繊維。
【請求項１２】
前記繊維の体積の最も外側の２０％内の前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度が、前記繊維の体積の最も内側の２０％内の前記第１の複数個の粒子の封入される粒子の密度の２倍以上である、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１３】
前記第１の複数個の粒子及び前記第２の複数個の粒子が、本質的に非高分子粒子からなる、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１４】
前記第１の複数個の粒子及び前記第２の複数個の粒子が、１００マイクロメートル以下の最大寸法を有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１５】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを含む、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１６】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１７】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１８】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該ポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項１１に記載の繊維。
【請求項１９】
前記１つ以上のポリマーが、半結晶性ポリマーである、請求項１１に記載の繊維。
【請求項２０】
前記半結晶性ポリマーが、ナイロンである、請求項１９に記載の繊維。
【請求項２１】
粒子担持高分子繊維を作製する方法であって、
複数個の粒子をポリマー溶融ストリーム内に取り込む工程と、
内部に複数個の粒子が取り込まれたポリマー溶融ストリームをダイ内に位置するオリフィスに通過させる工程であって、前記オリフィスが、入口、出口、及び入口から出口まで伸びる内面を含み、前記オリフィスが半双曲線状に収束するオリフィスを構成し、前記ポリマー溶融ストリームが、入口でオリフィスに入り、出口でオリフィスから出る工程と、
潤滑剤を前記ポリマー溶融ストリームとは別に前記オリフィスに供給する工程であって、前記潤滑剤が、オリフィスの入口で導入される工程と、
前記ポリマー溶融ストリーム及び該ポリマー溶融ストリーム内に封入される複数個の粒子を含む粒子担持高分子繊維を捕集する工程であって、前記封入される粒子が、前記繊維内に封入される粒子の密集を構成し、前記封入される粒子の密度が、前記繊維の外側表面に近い位置でより高い工程と、
を含む、粒子担持高分子繊維を作製する方法。
【請求項２２】
前記繊維の体積の最も外側の２０％内に封入される粒子の密度が、前記繊維の体積の最も内側の２０％内に封入される粒子の密度の２倍以上である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数の粒子が、本質的に非高分子粒子からなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ポリマー溶融ストリームが、１つ以上のポリマーを含み、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポリマー溶融ストリームが、１つ以上のポリマーを含み、前記１つ以上の全てのポリマーが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記ポリマー溶融ストリームが、１つ以上のポリマーを含み、前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記１つ以上のポリマーの全てが、該１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに３０以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記１つ以上のポリマーについて指定された条件で測定したときに１０以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記ポリマーについて指定された条件で測定したときに１以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３１】
前記ポリマー溶融ストリームが、前記ポリマーについて指定された条件で測定したときに０．１以下のメルトフローインデックスを有する本質的に１つのポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
前記ポリマー溶融ストリームが、本質的に１つ以上の半結晶性ポリマーからなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
前記半結晶性ポリマーが、ナイロンである、請求項３３に記載の方法。
【請求項３４】
内部に複数個の粒子を取り込んだ前記ポリマー溶融ストリームが、前記オリフィスの入口の断面積よりも小さい断面積を含む開口部を通って前記オリフィスの入口まで供給される、請求項２１に記載の方法。
【請求項３５】
前記潤滑剤を供給する工程が、前記オリフィスの入口付近に形成される連続スロットを通って潤滑剤を供給する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３６】
前記潤滑剤を供給する工程が、前記オリフィスの入口付近に位置する複数個の開口部を通って潤滑剤を供給する工程を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３７】
前記潤滑剤の少なくとも一部が、前記ポリマー溶融ストリームが前記オリフィスの出口から出た後に、前記ポリマー溶融ストリームから蒸発する、請求項２１に記載の方法。
【請求項３８】
前記ダイが、複数個のオリフィスを含み、複数個のオリフィスのそれぞれのオリフィスに潤滑剤を個別に供給する工程を更に含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３９】
前記繊維を捕集する工程が、繊維を引っ張る工程を含み、前記繊維は引っ張り中に伸長される、請求項２１に記載の方法。
【請求項４０】
前記オリフィスの入口に入る前記ポリマー溶融ストリームの平均温度が、前記ポリマー溶融ストリームの溶融加工温度を１０℃以下の範囲で上回る、請求項２１に記載の方法。
【請求項４１】
前記ポリマー溶融ストリームの平均温度が、前記ポリマー溶融ストリームが前記オリフィスの出口を出る前のポリマー溶融ストリームの溶融加工温度以下である、請求項２１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２００９−５４２９３１（Ｐ２００９−５４２９３１Ａ）
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１８４１７（Ｐ２００９−５１８４１７）
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６８９２３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００２７２４
【国際公開日】平成２０年１月３日（２００８．１．３）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月１５日（２００７．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００７／０６８９２３
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００２７２４
【国際公開日】平成２０年１月３日（２００８．１．３）
【出願人】（５０５００５０４９）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (2,080)
【Ｆターム（参考）】
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