ポリエステルモノフィラメントおよび工業用織物
【課題】優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有し、抄紙ドライヤーカンバス等の工業用織物の構成素材として好適なポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた工業用織物を提供する。
【解決手段】 ポリエステル系樹脂以外の成分として、(Ａ)平均粒子径(粒度分布からの重量５０％径)が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム１．０〜１０．０重量％、(Ｂ)モノカルボジイミド化合物０．１〜２．０重量％、(Ｃ)２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル１．０〜１０．０重量％を含有するポリエステルモノフィラメントであって、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であると共に、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
【解決手段】 ポリエステル系樹脂以外の成分として、(Ａ)平均粒子径(粒度分布からの重量５０％径)が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム１．０〜１０．０重量％、(Ｂ)モノカルボジイミド化合物０．１〜２．０重量％、(Ｃ)２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル１．０〜１０．０重量％を含有するポリエステルモノフィラメントであって、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であると共に、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有し、抄紙ドライヤーカンバス等の工業用織物の構成素材として好適なポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた工業用織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドおよびポリアミド等の熱可塑性樹脂からなるモノフィラメントに代表される繊維は、優れた抗張力および耐熱性等を有していることから、従来より各種工業用部品、衣料用および工業用繊維材料、各種織物等に使用されてきた。これらの織物としては、抄紙機用織物、サーマルボンド法不織布熱接着工程用ネットコンベア用織物、熱処理炉内搬送ベルト用織物、フィルター用織物等が挙げられ、さらに他の用途としては、各種ブラシ、毛筆、印刷スクリーン用紗、釣り糸、ゴム補強用繊維材料等が知られている。
【０００３】
中でも、製紙業界における抄紙機用抄紙ワイヤーや抄紙ドライヤーカンバスといった抄紙用織物の構成素材としては、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルからなるモノフィラメントが広く使用されている。
【０００４】
しかしながら、ポリエステルモノフィラメントは、金属やセラミック，プラスチック等の粒子や構造物等と接触した場合、これら粒子や構造物等によってモノフィラメントが擦過損傷を受けやすく、ポリエステルモノフィラメントからなる網や織物等の製品寿命が著しく短くなるという問題が指摘されていた。
【０００５】
また、ポリエステルモノフィラメントが広く使用されている用途、例えば製紙業界では、紙の経日劣化の問題が顕著となるに従い、従来の酸性紙から中性紙への転換が盛んに行なわれている。この酸性紙から中性紙への転換に伴い、填料と呼ばれる紙への充填材がタルクから炭酸カルシウムに変更されており、この炭酸カルシウム粒子はタルク粒子に比較して硬いため、抄紙工程において使用される抄紙ワイヤーの摩耗が早く、特にポリエステルモノフィラメントからなる抄紙ワイヤーの寿命が短くなるといった欠点を有していた。
【０００６】
さらに、抄紙ドライヤーカンバスにおいても、填料含有紙と接触する面のポリエステルモノフィラメントの摩耗問題が指摘されており、特に無機顔料（乾粉末炭酸カルシウムやカオリン等）を含有する塗料をコーティングして乾燥させる工程で使用されるドライヤーカンバスでは、織物を構成するポリエステルモノフィラメントの摩耗が極めて著しいことから、その改善がしきりに望まれるようになってきた。
【０００７】
その他にも、ポリエステルモノフィラメントは抄紙ドライヤーカンバスの構成素材やタイヤコードといった高温・多湿条件下にて使用される場合、加水分解劣化により強度低下を起こすという欠点を有している。また、今日では抄紙速度の高速化によってドライヤーカンバス工程においてもさらに高速化が進み、製造条件も日々厳しくなってきているため、抄紙ドライヤーカンバスの交換作業の頻度が増し、それに伴う生産工程の一時停機は、作業効率の悪化に多大な影響を及ぼすため、抄紙ドライヤーカンバスの長期間の使用が可能な、耐加水分解性がより一層優れたポリエステルモノフィラメントの開発もしきりに求められていた。
【０００８】
以上のような欠点を解決するため従来から様々な提案が行われてきた。
【０００９】
ポリエステルモノフィラメントの耐摩耗性を改善するための手段としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートに熱可塑性エラストマである熱可塑性ポリウレタンを含有させたモノフィラメントを使用した抄紙用織物（例えば、特許文献１参照）が提案されているが、この抄紙用織物は、ポリエチレンテレフタレートの溶融紡糸温度で、使用する熱可塑性ポリウレタン樹脂から、ウレタン結合およびエーテル鎖の熱分解が発生するため、得られるモノフィラメントは工業用として十分な引張強度を有するものではなかった。
【００１０】
また、脂肪族芳香族ポリエステルに無機酸化物、水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、窒化物および炭化物からなる群から選択された、２０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みと２０：１以下のアスペクト比とを有する非層状小板形粒子を含んでなる耐摩耗性ポリエステル繊維（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、この繊維は添加する非層状小板形粒子径が小さいために工業用として十分な耐摩耗性が得られず、実用的ではなかった。
【００１１】
さらに、少なくとも一つのスルホン酸基またはスルホン酸金属塩基をもつ化合物を共重合してなる芳香族ポリエステルに酸化ジルコニウム粒子を添加することで得られる、耐摩耗性に優れた繊維を製造し得るポリエステル組成物（例えば、特許文献３参照）が提案されているが、この組成物で得られたモノフィラメントは、若干の耐摩耗性向上効果は認められるものの、添加したジルコニウム粒子が凝集し、線径斑が大きくなり、工業用織物として必要な表面平滑性を得ることができなかった。
【００１２】
一方、ポリエステルモノフィラメントの耐加水分解性を向上させる方法としては、例えば、カルボキシル末端基がカルボジイミドとの反応でキャップされ、遊離のモノ及び／又はビスカルボジイミド化合物３０〜２００ｐｐｍと遊離のポリカルボジイミド又は、なお反応性を有するポリカルボジイミド基を含む反応生成物を少なくとも０．０２重量％含有するポリエステル繊維（例えば、特許文献４参照）が提案されているが、この繊維は耐加水分解性についてはある程度改善されるものの、近年要求される必要かつ十分な耐加水分解性は得られず、また耐摩耗性については何ら改善されるものではなかった。
【００１３】
また、本発明者等もポリエステルモノフィラメントの耐摩耗性を改善する技術として、ポリエステル系樹脂に対し、平均粒子径が０．２〜１．０μｍで、ｄ２５／ｄ７５で表される粒度分布比が２．５以下の無機粒子１〜１５重量％を含有した樹脂組成物からなる耐摩耗性を改善したポリエステルモノフィラメント（例えば、特許文献５参照）を提案しているが、このポリエステルモノフィラメントは耐摩耗性については改善されるものの、耐加水分解性については、未だ不十分なものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平２−８０６８８号公報
【特許文献２】特開２００７−２３４７４号公報
【特許文献３】特開平５−１７１０１４号公報
【特許文献４】特開平４−２８９２２１号公報
【特許文献５】特開２００８−２６６８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、上述した従来技術では達成し得なかった、優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有し、抄紙ドライヤーカンバス等の工業用織物の構成素材として好適に使用し得るポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた工業用織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、ポリエステル系樹脂以外の成分として、（Ａ）平均粒子径（粒度分布から重量５０％径）が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム１．０〜１０．０重量％、（Ｂ）モノカルボジイミド化合物０．１〜２．０重量％および（Ｃ）２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル１．０〜１０．０重量％を含有するポリエステルフィラメントであって、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であると共に、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするポリエステルモノフィラメントを提供するものである。
【００１８】
なお、本発明のポリエステルモノフィラメントにおいては、前記無官能性シリコーンオイルのフェニル基含有量が５〜８０モル％であることが好ましい条件として挙げられ、この条件を満足することにより一層優れた耐摩耗性および耐加水分解性を取得することができる。
【００１９】
また、本発明の工業用織物は、上記のポリエステルモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用したことを特徴とし、各種工業用織物、特に抄紙用織物において、抜群の耐摩耗性と耐加水分解性を発揮する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、以下に説明する通り、従来の技術では達成できなかった優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有したポリエステルモノフィラメントを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２２】
本発明におけるポリエステルモノフィラメントを構成するポリエステル系樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートなどのジカルボン酸またはエステル形成誘導体およびジオールまたはエステル形成誘導体から合成されるポリエステル系樹脂のことである。これらの内でも、ジカルボン酸成分の９０モル％以上がテレフタル酸からなり、またグリコール成分の９０モル％以上がエチレングリコールからなるＰＥＴが好適である。
【００２３】
ＰＥＴは、上記のテレフタル酸成分の一部を、例えば２，６−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、スルホン酸金属塩置換イソフタル酸などで置き換えたものであってもよい。また、上記のエチレングリコール成分の一部を、例えばプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、ポリアルキレングリコールなどで置き換えたものであってもよい。さらに、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリメリット酸、トリメシン酸、硼酸などの鎖分岐剤を少量併用することもできる。
【００２４】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、上記ポリエステル系樹脂以外の成分として、（Ａ）平均粒子径（粒度分布からの重量５０％径）が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム、（Ｂ）モノカルボジイミド化合物、（Ｃ）２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイルの３成分を必須成分とするものである。
【００２５】
すなわち、本発明におけるポリエステルモノフィラメントは、（Ａ）平均粒子径（粒度分布から重量５０％径）が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウムを１．０〜１０．０重量％含有することが必須であり、炭酸カルシウムをポリエステルモノフィラメント中に含有させることにより、炭酸カルシウム粒子がモノフィラメント表面に存在し、この炭酸カルシウムが外部と接触することでポリエステル部分を保護し、優れた耐摩耗性を発揮することができる。
【００２６】
ここで、炭酸カルシウムの平均粒子径が１．０μｍ未満である場合は、炭酸カルシウム粒子が凝集し、モノフィラメント中での分散性が悪くなる。また平均粒子径が５．０μｍを超える場合は、モノフィラメントに粗大な突起が発生して、工業用織物用途では重要となるモノフィラメントの線径変動率が大きくなり、表面平滑性を低下させ、織物に適さなくなるため好ましくない。
【００２７】
また、本発明の炭酸カルシウムの含有量が１．０重量％未満である場合は、耐摩耗性が不十分であり、逆に１０．０重量％を超える場合は、モノフィラメントの製造において延伸切れが発生する等の操業性不安定を招くばかりか、モノフィラメントの引張強度が不足することになるため好ましくない。
【００２８】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、さらに（Ｂ）モノカルボジイミド化合物（以下、ＭＣＤ化合物という）を０．１〜２．０重量％含有し、かつカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であることを特徴とする。
【００２９】
ＭＣＤ化合物は分子中に１個のカルボジイミド基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）を含有する活性な化合物であり、言い換えればポリエステルモノフィラメント中に添加されたＭＣＤ化合物の内、ポリエステルモノフィラメント中に未反応の状態で残存するＭＣＤ化合物である。このＭＣＤ化合物は、ポリエステルの加水分解を促進する触媒作用を有するポリエステル自身のカルボキシル末端基を反応封鎖して不活性化する作用を有する。
【００３０】
ポリエステルのカルボキシル末端基は、原料由来、重縮合起因、溶融成型時の熱や加水分解、および湿熱雰囲気中で使用中に加水分解等によって発生する。
【００３１】
ポリエステルの加水分解を抑制するためには、溶融成形前のポリエステルにＭＣＤ化合物を添加して溶融中にＭＣＤ化合物とカルボキシル末端基とを反応させてカルボキシル末端基不活性化すると共に、成形品中にもＭＣＤ化合物を含有させて湿熱雰囲気中で使用中に加水分解によって発生するカルボキシル末端基を不活性化する必要がある。したがって、ポリエステルモノフィラメントを長時間使用するという観点では、モノフィラメント中にいかに多量のＭＣＤ化合物を残存・含有させるかが重要になる。
【００３２】
このＭＣＤ化合物としてはいずれでもよいが、例えば、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ´−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ´−フェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−ニトロフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−アミノフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−トリイルカルボジイミド等が挙げられる。これらのＭＣＤ化合物の中から１種または２種以上の化合物を任意に選択してポリエステルモノフィラメントに含有させればよいが、ポリエステルに添加後の安定性から、芳香族骨格を有する化合物が有利な傾向にあり、中でもＮ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド等が、特にＮ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド（以下、ＴＩＣという）が好適である。ＴＩＣは、市販品である Ｒｈｅｉｎ−Ｃｈｅｍｉｅ社製の“ＳＴＡＢＡＸＯＬ”（登録商標）Ｉまたは Ｒａｓｃｈｉｇ ＡＧ社製の“Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ”（登録商標）７０００などを購入して使用することができる。
【００３３】
本発明のポリエステルモノフィラメント中において、ＭＣＤ化合物の含有量は、０．１〜２．０重量％であることが肝要であるが、好ましくは０．３重量％〜１．８重量％、さらに０．７〜１．５重量％の範囲の場合、より好ましい効果の発現が期待できる。
【００３４】
なおここで、ＭＣＤ化合物の含有量が０．１重量％未満である場合は、耐加水分解性改善効果が不足し、２．０重量％を超える場合は、モノフィラメントの製造が困難になるばかりか、得られるモノフィラメントの強度が不足したものとなるため好ましくない。
【００３５】
本発明のポリエステルモノフィラメントにＭＣＤ化合物を０．１〜２．０重量％含有させるには、原料のポリエステルが保有していたカルボキシル末端基および溶融紡糸時の加熱による加水分解や熱分解で発生したカルボキシル末端基の両者を合計した総カルボキシル末端基と、ポリエステル中の水酸末端基を封鎖・不活性化反応させ、さらに製品ポリエステルモノフィラメント中に０．１〜２．０重量％のＭＣＤ化合物が残存含有する量のＭＣＤ化合物を、ポリエステルに添加し溶融混練した後、溶融紡糸する方法が有利である。また、ＭＣＤ化合物と共に、ポリエステルのカルボキシル末端基および水酸末端基と反応する公知のエポキシド化合物およびオキサゾリン化合物などを併用することもできる。
【００３６】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントは、カルボキシル末端基が８当量／１０６ｇ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５当量／１０６ｇ以下である。カルボキシル末端基が８当量／１０６ｇを超える場合は、高温・多湿条件下ではポリエステルの加水分解劣化が著しく進行し、織物に使用した場合に、強度低下を招いてしまうため、好ましくない。
【００３７】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、上記（Ａ）炭酸カルシウムおよび（Ｂ）モノカルボジイミド化合物に加えて、さらに（Ｃ）２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル（以下、シリコーンオイルと呼ぶ）を１．０〜１０．０重量％含有することを特徴とする。
【００３８】
すなわち本発明では、炭酸カルシウム、ＭＣＤ化合物およびシリコーンオイルの３つの物質を全て含有することの相乗効果により、必要十分な引張強度を確保しつつ、極めて高い耐摩耗性や耐加水分解性能を発揮するものである。
【００３９】
その理由としては、シリコーンオイルはブリードアウト性に優れており、このようなブリードアウト性オイルを用いることで、成形後モノフィラメント表面にブリードアウトするシリコーンオイルの量が十分となり、このポリエステルモノフィラメントを工業用織物に使用した場合に、表面摩擦力が小さくなり、摩耗に対しても優れた性能を示す。さらにブリードアウトしたシリコーンオイルはモノフィラメント表面上に存在している炭酸カルシウムを覆う構造となり、例えば工業用織物として使用した場合、紙との摩耗により表面のシリコーンオイルが剥離しても、含有している炭酸カルシウムがポリエステル部分を保護するため、一層の耐摩耗性の向上が図れるのである。
【００４０】
さらに、ポリエステルモノフィラメント表面にシリコーンオイルがブリードアウトすることで、表面が撥水性となり、加水分解が抑制されることで、耐摩耗性だけではなく相乗的に耐加水分解性が向上する。なお、ブリードアウトの観点から、シリコーンオイルのフェニル基含有量（オルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合した１価の有機基（非置換又は置換１価炭化水素基）の全体に対するモル％）が、５モル％以上８０モル％以下であることが好ましく、より好ましくは７モル％以上７０モル％以下である。また、上記シリコーンオイルは、１種を単独で、または２種以上で混合して用いることができる。
【００４１】
このようなフェニル基を含有する無官能性シリコーンオイルとしては、例えば分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖フェニルメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖フェニルメチルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体等の、直鎖状のフェニルメチルポリシロキサン（フェニルメチルシリコーンオイル）等が挙げられるが、環状、鎖状、分岐状、網目構造のいずれでもよく、特に直鎖状のものが好ましい。
【００４２】
本発明で用いるシリコーンオイルは、ブリードアウト性の観点から２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下であることを特徴とする。ここで、粘度が１０００ｃｐｓを超える場合には、モノフィラメント表面にブリードアウトするシリコーンオイルの量が少なくなり、必要十分な耐摩耗性および耐加水分解性を発揮することができない。
【００４３】
また、本発明では、シリコーンオイルの含有量は１．０〜１０．０重量％であることを必須とするが、３．０〜７．０重量％であるよりことが、より好ましい条件として挙げられる。ここでシリコーンオイルの含有量が１．０重量％未満である場合は、必要十分な耐摩耗性および耐加水分解性が得られず、逆に１０．０重量％を超える場合は、紡糸工程においてスクリューの噛み込み不良等紡糸操業性に支障をきたすばかりか、モノフィラメントの引張強度が不足する結果を招くため好ましくない。
【００４４】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠し測定した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする。ここで引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では工業用織物に求められる織物強度の実現が困難となるなど、好ましくない結果に繋がる。
【００４５】
本発明におけるポリエステルモノフィラメントは、１本からなる連続糸であり、繊維軸方向に垂直な断面の形状（以下、断面形状もしくは断面という）は、丸、楕円、３角、Ｔ、Ｙ、Ｈ、＋、５葉、６葉、７葉、８葉、などの多様形状、正方形、長方形、菱形、ドッグボーン状および繭型などいかなる断面形状を有するものでもよい。
【００４６】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントの直径は、その使用用途に合わせ適宜選択することができるが、通常は０．０５〜３ｍｍ程度（異形断面の場合は、丸断面面積に換算して直径を算出する）の範囲のものが好適に使用される。
【００４７】
次に、本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法としては、従来公知の方法にて製造が可能である。
【００４８】
例えば１軸もしくは２軸エクストルダーのホッパーに、必要量の乾燥したポリエステルペレット、所定量の炭酸カルシウム、ＭＣＤ化合物およびシリコーンオイル、あるいはこれらの添加剤を高濃度に含有したポリエステルマスターバッチペレットを各々計量供給し、ポリエステル樹脂の融点以上の温度で溶融混練した後、エクストルダー先端に設けた計量ギアポンプを介して紡糸口金より押し出し、冷却・延伸・熱セットを行う等の方法を挙げることができる。
【００４９】
なお、ＭＣＤ化合物については、例えば、そのものの固体または高濃度マスターバッチとして計量供給しても良いが、融点以上に加熱して溶融させた液体としてエクストルダーの入口、またはエクストルダーのバレルの途中から計量供給する方法が好ましい。
【００５０】
かくして得られる本発明のポリエステルモノフィラメントは、優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を保持したものであることから、各種工業用織物の構成素材として極めて好適に用いることができ、本発明のポリエステルモノフィラメントを構成素材とする各種工業用織物は、その使用時に金属やセラミック、プラスチック等の粒子や構造物等と接触した場合でも優れた耐摩耗性を発揮し、これに加え、高温多湿条件下での使用に際しても、極めて良好な耐加水分解性能を具備することから、長期に亘る連続使用を可能とし産業用の利用価値が極めて高いものである。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明のポリエステルモノフィラメントの実施例に関し、さらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５２】
また、各種特性の評価は次に説明する方法にしたがって行った。
【００５３】
［モノフィラメントのカルボキシル末端基濃度］
（１）１０ｍｌ試験管に０．５±０．００２ｇのモノフィラメントサンプルを秤取する。
（２）ｏ−クレゾール１０ｍｌを前記試験管に注入し、１００℃で３０分間加熱、攪拌しサンプル溶解させる。
（３）試験管の内容液を３０ｍｌビーカーに移す（試験管内の残液を３ｍｌのジクロルメタンで洗浄してビーカーに追加する）。
（４）ビーカー内の液温が２５℃になるまで放冷する。
（５）０．０２ＮのＮａＯＨメタノール溶液で滴定する。
（６）サンプル無しで前記（１）〜（５）と同様に行い、サンプル滴定に要した０．０２ＮのＮａＯＨメタノール溶液滴定量からモノフィラメント１０６ｇあたりのカルボキシル末端基当量を求める。
【００５４】
［モノフィラメントの引張強力および引張強度］
ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠して、引張試験器（（株）オリエンテック製テンシロン／ＵＴＭ−ＩＩＩ−１００）を使用して測定し、試料が切断したときの強力を求めた。また、その強力を繊度で割り返して強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を求めた。
【００５５】
［モノフィラメントの耐摩耗性］
ＪＩＳ Ｌ−１０９５に記載の方法に準拠して、屈曲摩耗特性試験により測定された値であり、具体的には、固定された直径１．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＳＷＰ−Ａ））の上に接触させたポリエステルモノフィラメントを、ポリエステルモノフィラメントが摩擦子の左右各５５°の角度で屈曲するように設けられた２個のフリーローラー（２個のローラー間の距離１００ｍｍ）の下に掛け、さらに別の１個のフリーローラーの上を介して、ポリエステルモノフィラメントの一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットし、速度１２０往復／分かつ往復ストローク２５ｍｍでポリエステルモノフィラメントを摩擦子に往復接触させて、ポリエステルモノフィラメントが破断するまでの往復破断回数を求めた。
【００５６】
［モノフィラメントの耐加水分解性］
モノフィラメントを１００リットルオートクレーブに入れ、１２１℃の飽和水蒸気で１２日間連続処理した後、処理後のモノフィラメントおよび未処理（処理前）のモノフィラメントの強力を上記の引張強力と同一の方法で測定し、処理前後のモノフィラメントの強力保持率を算出し、耐加水分解性の尺度とした（以下、蒸熱処理後の強力保持率という）。なお、算式は、蒸熱処理後の強力保持率（％）＝（処理後モノフィラメントの強力÷処理前モノフィラメントの強力）×１００であり、強力保持率が高いほど耐加水分解性が優れることを示す。
【００５７】
〔実施例１〕
ＰＥＴ樹脂（東レ社製Ｔ７５５Ｍ、固有粘度１．０３）を用い、ＰＥＴ樹脂：炭酸カルシウム（平均粒子径２．０μｍ）＝６０重量％：４０重量％の配合比で、混練温度：２７５℃、Ｌ／Ｄ：３０、スクリュー回転数：３００ｒｐｍの条件で２軸押し出し機を用いて混練を行い、ポリエチレンテレフタレート中に炭酸カルシウムを混合した炭酸カルシウム樹脂組成物を得た。
【００５８】
また、ＰＥＴ樹脂（東レ社製Ｔ７５５Ｍ、固有粘度１．０３）を用い、ＰＥＴ樹脂：シリコーンオイル（フェニル基含有量４０％、２５℃における粘度８１０ｃｐｓ）＝６０重量％：４０重量％の配合比で、混練温度：３００℃、Ｌ／Ｄ：３０、スクリュー回転数：３００ｒｐｍの条件で２軸押し出し機を用いて混練を行い、ポリエチレンテレフタレート中にシリコーン系化合物を混合したシリコーン樹脂組成物を得た。
【００５９】
ＰＥＴペレット、上記炭酸カルシウム樹脂組成物、ＭＣＤ化合物および上記シリコーン樹脂組成物の組成比が、ＰＥＴ：炭酸カルシウム：ＭＣＤ化合物：シリコーンオイル＝９１：５：１：３の重量比となるようにエクストルダー型の紡糸機を用いて、紡糸温度２８０℃で溶融混練し、紡糸口金（口金孔径：１．５ｍｍ−１５Ｈ（ホール））から溶融ポリマーを押し出した後、直ちに７０℃の温水浴中で冷却固化させた未延伸糸を得た。
【００６０】
引き続き未延伸糸を常法にしたがい合計５．５倍に延伸および熱セットを行ない、直径０．４０ｍｍの断面形状が円形のポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントのカルボキシル末端基濃度、引張強度、耐摩耗性および耐加水分解性を表１に示す。
【００６１】
〔実施例２〜４〕
炭酸カルシウムの含有量および平均粒子径を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で直径０．４０ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６２】
〔実施例５〜７〕
シリコーンオイルの含有量および粘度を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で直径０．４０ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６３】
〔比較例１〜９〕
使用した炭酸カルシウムの含有量および平均粒子径、ＭＣＤ化合物の含有量、シリコーンオイルの含有量および粘度を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で直径０．４０ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１から明らかな通り、本発明におけるポリエステルモノフィラメント、つまりポリエステル系樹脂以外の成分として、（Ａ）炭酸カルシウム、（Ｂ）モノカルボジイミド化合物、（Ｃ）シリコーンオイルの３成分を必須成分として構成されたポリエステルモノフィラメント（実施例１〜７）は、優れた耐摩耗性および耐加水分解性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を保持していることから、各種工業用織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった抄紙用織物の構成素材として好適である。
【００６６】
これに対して、本発明の要件を一つでも欠いたポリエステルモノフィラメント（比較例１〜９）は、耐摩耗性および耐加水分解性に欠け、また工業用織物として必要な引張強度が得られないなど、各種工業用織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった抄紙用織物としての要求特性を満足していないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、従来の技術では達成できなかった優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有していることから、各種工業用織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった抄紙用織物の構成素材として好適である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有し、抄紙ドライヤーカンバス等の工業用織物の構成素材として好適なポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた工業用織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドおよびポリアミド等の熱可塑性樹脂からなるモノフィラメントに代表される繊維は、優れた抗張力および耐熱性等を有していることから、従来より各種工業用部品、衣料用および工業用繊維材料、各種織物等に使用されてきた。これらの織物としては、抄紙機用織物、サーマルボンド法不織布熱接着工程用ネットコンベア用織物、熱処理炉内搬送ベルト用織物、フィルター用織物等が挙げられ、さらに他の用途としては、各種ブラシ、毛筆、印刷スクリーン用紗、釣り糸、ゴム補強用繊維材料等が知られている。
【０００３】
中でも、製紙業界における抄紙機用抄紙ワイヤーや抄紙ドライヤーカンバスといった抄紙用織物の構成素材としては、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルからなるモノフィラメントが広く使用されている。
【０００４】
しかしながら、ポリエステルモノフィラメントは、金属やセラミック，プラスチック等の粒子や構造物等と接触した場合、これら粒子や構造物等によってモノフィラメントが擦過損傷を受けやすく、ポリエステルモノフィラメントからなる網や織物等の製品寿命が著しく短くなるという問題が指摘されていた。
【０００５】
また、ポリエステルモノフィラメントが広く使用されている用途、例えば製紙業界では、紙の経日劣化の問題が顕著となるに従い、従来の酸性紙から中性紙への転換が盛んに行なわれている。この酸性紙から中性紙への転換に伴い、填料と呼ばれる紙への充填材がタルクから炭酸カルシウムに変更されており、この炭酸カルシウム粒子はタルク粒子に比較して硬いため、抄紙工程において使用される抄紙ワイヤーの摩耗が早く、特にポリエステルモノフィラメントからなる抄紙ワイヤーの寿命が短くなるといった欠点を有していた。
【０００６】
さらに、抄紙ドライヤーカンバスにおいても、填料含有紙と接触する面のポリエステルモノフィラメントの摩耗問題が指摘されており、特に無機顔料（乾粉末炭酸カルシウムやカオリン等）を含有する塗料をコーティングして乾燥させる工程で使用されるドライヤーカンバスでは、織物を構成するポリエステルモノフィラメントの摩耗が極めて著しいことから、その改善がしきりに望まれるようになってきた。
【０００７】
その他にも、ポリエステルモノフィラメントは抄紙ドライヤーカンバスの構成素材やタイヤコードといった高温・多湿条件下にて使用される場合、加水分解劣化により強度低下を起こすという欠点を有している。また、今日では抄紙速度の高速化によってドライヤーカンバス工程においてもさらに高速化が進み、製造条件も日々厳しくなってきているため、抄紙ドライヤーカンバスの交換作業の頻度が増し、それに伴う生産工程の一時停機は、作業効率の悪化に多大な影響を及ぼすため、抄紙ドライヤーカンバスの長期間の使用が可能な、耐加水分解性がより一層優れたポリエステルモノフィラメントの開発もしきりに求められていた。
【０００８】
以上のような欠点を解決するため従来から様々な提案が行われてきた。
【０００９】
ポリエステルモノフィラメントの耐摩耗性を改善するための手段としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートに熱可塑性エラストマである熱可塑性ポリウレタンを含有させたモノフィラメントを使用した抄紙用織物（例えば、特許文献１参照）が提案されているが、この抄紙用織物は、ポリエチレンテレフタレートの溶融紡糸温度で、使用する熱可塑性ポリウレタン樹脂から、ウレタン結合およびエーテル鎖の熱分解が発生するため、得られるモノフィラメントは工業用として十分な引張強度を有するものではなかった。
【００１０】
また、脂肪族芳香族ポリエステルに無機酸化物、水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、窒化物および炭化物からなる群から選択された、２０ｎｍ〜１００ｎｍの厚みと２０：１以下のアスペクト比とを有する非層状小板形粒子を含んでなる耐摩耗性ポリエステル繊維（例えば、特許文献２参照）が提案されているが、この繊維は添加する非層状小板形粒子径が小さいために工業用として十分な耐摩耗性が得られず、実用的ではなかった。
【００１１】
さらに、少なくとも一つのスルホン酸基またはスルホン酸金属塩基をもつ化合物を共重合してなる芳香族ポリエステルに酸化ジルコニウム粒子を添加することで得られる、耐摩耗性に優れた繊維を製造し得るポリエステル組成物（例えば、特許文献３参照）が提案されているが、この組成物で得られたモノフィラメントは、若干の耐摩耗性向上効果は認められるものの、添加したジルコニウム粒子が凝集し、線径斑が大きくなり、工業用織物として必要な表面平滑性を得ることができなかった。
【００１２】
一方、ポリエステルモノフィラメントの耐加水分解性を向上させる方法としては、例えば、カルボキシル末端基がカルボジイミドとの反応でキャップされ、遊離のモノ及び／又はビスカルボジイミド化合物３０〜２００ｐｐｍと遊離のポリカルボジイミド又は、なお反応性を有するポリカルボジイミド基を含む反応生成物を少なくとも０．０２重量％含有するポリエステル繊維（例えば、特許文献４参照）が提案されているが、この繊維は耐加水分解性についてはある程度改善されるものの、近年要求される必要かつ十分な耐加水分解性は得られず、また耐摩耗性については何ら改善されるものではなかった。
【００１３】
また、本発明者等もポリエステルモノフィラメントの耐摩耗性を改善する技術として、ポリエステル系樹脂に対し、平均粒子径が０．２〜１．０μｍで、ｄ２５／ｄ７５で表される粒度分布比が２．５以下の無機粒子１〜１５重量％を含有した樹脂組成物からなる耐摩耗性を改善したポリエステルモノフィラメント（例えば、特許文献５参照）を提案しているが、このポリエステルモノフィラメントは耐摩耗性については改善されるものの、耐加水分解性については、未だ不十分なものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平２−８０６８８号公報
【特許文献２】特開２００７−２３４７４号公報
【特許文献３】特開平５−１７１０１４号公報
【特許文献４】特開平４−２８９２２１号公報
【特許文献５】特開２００８−２６６８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、上述した従来技術では達成し得なかった、優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有し、抄紙ドライヤーカンバス等の工業用織物の構成素材として好適に使用し得るポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた工業用織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、ポリエステル系樹脂以外の成分として、（Ａ）平均粒子径（粒度分布から重量５０％径）が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム１．０〜１０．０重量％、（Ｂ）モノカルボジイミド化合物０．１〜２．０重量％および（Ｃ）２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル１．０〜１０．０重量％を含有するポリエステルフィラメントであって、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であると共に、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするポリエステルモノフィラメントを提供するものである。
【００１８】
なお、本発明のポリエステルモノフィラメントにおいては、前記無官能性シリコーンオイルのフェニル基含有量が５〜８０モル％であることが好ましい条件として挙げられ、この条件を満足することにより一層優れた耐摩耗性および耐加水分解性を取得することができる。
【００１９】
また、本発明の工業用織物は、上記のポリエステルモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用したことを特徴とし、各種工業用織物、特に抄紙用織物において、抜群の耐摩耗性と耐加水分解性を発揮する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、以下に説明する通り、従来の技術では達成できなかった優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有したポリエステルモノフィラメントを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２２】
本発明におけるポリエステルモノフィラメントを構成するポリエステル系樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートなどのジカルボン酸またはエステル形成誘導体およびジオールまたはエステル形成誘導体から合成されるポリエステル系樹脂のことである。これらの内でも、ジカルボン酸成分の９０モル％以上がテレフタル酸からなり、またグリコール成分の９０モル％以上がエチレングリコールからなるＰＥＴが好適である。
【００２３】
ＰＥＴは、上記のテレフタル酸成分の一部を、例えば２，６−ナフタレンジカルボン酸、イソフタル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、スルホン酸金属塩置換イソフタル酸などで置き換えたものであってもよい。また、上記のエチレングリコール成分の一部を、例えばプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、ポリアルキレングリコールなどで置き換えたものであってもよい。さらに、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、トリメリット酸、トリメシン酸、硼酸などの鎖分岐剤を少量併用することもできる。
【００２４】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、上記ポリエステル系樹脂以外の成分として、（Ａ）平均粒子径（粒度分布からの重量５０％径）が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム、（Ｂ）モノカルボジイミド化合物、（Ｃ）２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイルの３成分を必須成分とするものである。
【００２５】
すなわち、本発明におけるポリエステルモノフィラメントは、（Ａ）平均粒子径（粒度分布から重量５０％径）が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウムを１．０〜１０．０重量％含有することが必須であり、炭酸カルシウムをポリエステルモノフィラメント中に含有させることにより、炭酸カルシウム粒子がモノフィラメント表面に存在し、この炭酸カルシウムが外部と接触することでポリエステル部分を保護し、優れた耐摩耗性を発揮することができる。
【００２６】
ここで、炭酸カルシウムの平均粒子径が１．０μｍ未満である場合は、炭酸カルシウム粒子が凝集し、モノフィラメント中での分散性が悪くなる。また平均粒子径が５．０μｍを超える場合は、モノフィラメントに粗大な突起が発生して、工業用織物用途では重要となるモノフィラメントの線径変動率が大きくなり、表面平滑性を低下させ、織物に適さなくなるため好ましくない。
【００２７】
また、本発明の炭酸カルシウムの含有量が１．０重量％未満である場合は、耐摩耗性が不十分であり、逆に１０．０重量％を超える場合は、モノフィラメントの製造において延伸切れが発生する等の操業性不安定を招くばかりか、モノフィラメントの引張強度が不足することになるため好ましくない。
【００２８】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、さらに（Ｂ）モノカルボジイミド化合物（以下、ＭＣＤ化合物という）を０．１〜２．０重量％含有し、かつカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であることを特徴とする。
【００２９】
ＭＣＤ化合物は分子中に１個のカルボジイミド基（−Ｎ＝Ｃ＝Ｎ−）を含有する活性な化合物であり、言い換えればポリエステルモノフィラメント中に添加されたＭＣＤ化合物の内、ポリエステルモノフィラメント中に未反応の状態で残存するＭＣＤ化合物である。このＭＣＤ化合物は、ポリエステルの加水分解を促進する触媒作用を有するポリエステル自身のカルボキシル末端基を反応封鎖して不活性化する作用を有する。
【００３０】
ポリエステルのカルボキシル末端基は、原料由来、重縮合起因、溶融成型時の熱や加水分解、および湿熱雰囲気中で使用中に加水分解等によって発生する。
【００３１】
ポリエステルの加水分解を抑制するためには、溶融成形前のポリエステルにＭＣＤ化合物を添加して溶融中にＭＣＤ化合物とカルボキシル末端基とを反応させてカルボキシル末端基不活性化すると共に、成形品中にもＭＣＤ化合物を含有させて湿熱雰囲気中で使用中に加水分解によって発生するカルボキシル末端基を不活性化する必要がある。したがって、ポリエステルモノフィラメントを長時間使用するという観点では、モノフィラメント中にいかに多量のＭＣＤ化合物を残存・含有させるかが重要になる。
【００３２】
このＭＣＤ化合物としてはいずれでもよいが、例えば、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジオクチルデシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ´−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ−トリイル−Ｎ´−フェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−ニトロフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−アミノフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｐ−トリイルカルボジイミド等が挙げられる。これらのＭＣＤ化合物の中から１種または２種以上の化合物を任意に選択してポリエステルモノフィラメントに含有させればよいが、ポリエステルに添加後の安定性から、芳香族骨格を有する化合物が有利な傾向にあり、中でもＮ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−２，６−ジメチルフェニルカルボジイミド、Ｎ，Ｎ´−ジ−ｏ−トリイルカルボジイミド等が、特にＮ，Ｎ´−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド（以下、ＴＩＣという）が好適である。ＴＩＣは、市販品である Ｒｈｅｉｎ−Ｃｈｅｍｉｅ社製の“ＳＴＡＢＡＸＯＬ”（登録商標）Ｉまたは Ｒａｓｃｈｉｇ ＡＧ社製の“Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ”（登録商標）７０００などを購入して使用することができる。
【００３３】
本発明のポリエステルモノフィラメント中において、ＭＣＤ化合物の含有量は、０．１〜２．０重量％であることが肝要であるが、好ましくは０．３重量％〜１．８重量％、さらに０．７〜１．５重量％の範囲の場合、より好ましい効果の発現が期待できる。
【００３４】
なおここで、ＭＣＤ化合物の含有量が０．１重量％未満である場合は、耐加水分解性改善効果が不足し、２．０重量％を超える場合は、モノフィラメントの製造が困難になるばかりか、得られるモノフィラメントの強度が不足したものとなるため好ましくない。
【００３５】
本発明のポリエステルモノフィラメントにＭＣＤ化合物を０．１〜２．０重量％含有させるには、原料のポリエステルが保有していたカルボキシル末端基および溶融紡糸時の加熱による加水分解や熱分解で発生したカルボキシル末端基の両者を合計した総カルボキシル末端基と、ポリエステル中の水酸末端基を封鎖・不活性化反応させ、さらに製品ポリエステルモノフィラメント中に０．１〜２．０重量％のＭＣＤ化合物が残存含有する量のＭＣＤ化合物を、ポリエステルに添加し溶融混練した後、溶融紡糸する方法が有利である。また、ＭＣＤ化合物と共に、ポリエステルのカルボキシル末端基および水酸末端基と反応する公知のエポキシド化合物およびオキサゾリン化合物などを併用することもできる。
【００３６】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントは、カルボキシル末端基が８当量／１０６ｇ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５当量／１０６ｇ以下である。カルボキシル末端基が８当量／１０６ｇを超える場合は、高温・多湿条件下ではポリエステルの加水分解劣化が著しく進行し、織物に使用した場合に、強度低下を招いてしまうため、好ましくない。
【００３７】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、上記（Ａ）炭酸カルシウムおよび（Ｂ）モノカルボジイミド化合物に加えて、さらに（Ｃ）２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル（以下、シリコーンオイルと呼ぶ）を１．０〜１０．０重量％含有することを特徴とする。
【００３８】
すなわち本発明では、炭酸カルシウム、ＭＣＤ化合物およびシリコーンオイルの３つの物質を全て含有することの相乗効果により、必要十分な引張強度を確保しつつ、極めて高い耐摩耗性や耐加水分解性能を発揮するものである。
【００３９】
その理由としては、シリコーンオイルはブリードアウト性に優れており、このようなブリードアウト性オイルを用いることで、成形後モノフィラメント表面にブリードアウトするシリコーンオイルの量が十分となり、このポリエステルモノフィラメントを工業用織物に使用した場合に、表面摩擦力が小さくなり、摩耗に対しても優れた性能を示す。さらにブリードアウトしたシリコーンオイルはモノフィラメント表面上に存在している炭酸カルシウムを覆う構造となり、例えば工業用織物として使用した場合、紙との摩耗により表面のシリコーンオイルが剥離しても、含有している炭酸カルシウムがポリエステル部分を保護するため、一層の耐摩耗性の向上が図れるのである。
【００４０】
さらに、ポリエステルモノフィラメント表面にシリコーンオイルがブリードアウトすることで、表面が撥水性となり、加水分解が抑制されることで、耐摩耗性だけではなく相乗的に耐加水分解性が向上する。なお、ブリードアウトの観点から、シリコーンオイルのフェニル基含有量（オルガノポリシロキサン中のケイ素原子に結合した１価の有機基（非置換又は置換１価炭化水素基）の全体に対するモル％）が、５モル％以上８０モル％以下であることが好ましく、より好ましくは７モル％以上７０モル％以下である。また、上記シリコーンオイルは、１種を単独で、または２種以上で混合して用いることができる。
【００４１】
このようなフェニル基を含有する無官能性シリコーンオイルとしては、例えば分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジフェニルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖フェニルメチルポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖フェニルメチルシロキサン・ジメチルシロキサン共重合体等の、直鎖状のフェニルメチルポリシロキサン（フェニルメチルシリコーンオイル）等が挙げられるが、環状、鎖状、分岐状、網目構造のいずれでもよく、特に直鎖状のものが好ましい。
【００４２】
本発明で用いるシリコーンオイルは、ブリードアウト性の観点から２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下であることを特徴とする。ここで、粘度が１０００ｃｐｓを超える場合には、モノフィラメント表面にブリードアウトするシリコーンオイルの量が少なくなり、必要十分な耐摩耗性および耐加水分解性を発揮することができない。
【００４３】
また、本発明では、シリコーンオイルの含有量は１．０〜１０．０重量％であることを必須とするが、３．０〜７．０重量％であるよりことが、より好ましい条件として挙げられる。ここでシリコーンオイルの含有量が１．０重量％未満である場合は、必要十分な耐摩耗性および耐加水分解性が得られず、逆に１０．０重量％を超える場合は、紡糸工程においてスクリューの噛み込み不良等紡糸操業性に支障をきたすばかりか、モノフィラメントの引張強度が不足する結果を招くため好ましくない。
【００４４】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠し測定した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする。ここで引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では工業用織物に求められる織物強度の実現が困難となるなど、好ましくない結果に繋がる。
【００４５】
本発明におけるポリエステルモノフィラメントは、１本からなる連続糸であり、繊維軸方向に垂直な断面の形状（以下、断面形状もしくは断面という）は、丸、楕円、３角、Ｔ、Ｙ、Ｈ、＋、５葉、６葉、７葉、８葉、などの多様形状、正方形、長方形、菱形、ドッグボーン状および繭型などいかなる断面形状を有するものでもよい。
【００４６】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントの直径は、その使用用途に合わせ適宜選択することができるが、通常は０．０５〜３ｍｍ程度（異形断面の場合は、丸断面面積に換算して直径を算出する）の範囲のものが好適に使用される。
【００４７】
次に、本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法としては、従来公知の方法にて製造が可能である。
【００４８】
例えば１軸もしくは２軸エクストルダーのホッパーに、必要量の乾燥したポリエステルペレット、所定量の炭酸カルシウム、ＭＣＤ化合物およびシリコーンオイル、あるいはこれらの添加剤を高濃度に含有したポリエステルマスターバッチペレットを各々計量供給し、ポリエステル樹脂の融点以上の温度で溶融混練した後、エクストルダー先端に設けた計量ギアポンプを介して紡糸口金より押し出し、冷却・延伸・熱セットを行う等の方法を挙げることができる。
【００４９】
なお、ＭＣＤ化合物については、例えば、そのものの固体または高濃度マスターバッチとして計量供給しても良いが、融点以上に加熱して溶融させた液体としてエクストルダーの入口、またはエクストルダーのバレルの途中から計量供給する方法が好ましい。
【００５０】
かくして得られる本発明のポリエステルモノフィラメントは、優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を保持したものであることから、各種工業用織物の構成素材として極めて好適に用いることができ、本発明のポリエステルモノフィラメントを構成素材とする各種工業用織物は、その使用時に金属やセラミック、プラスチック等の粒子や構造物等と接触した場合でも優れた耐摩耗性を発揮し、これに加え、高温多湿条件下での使用に際しても、極めて良好な耐加水分解性能を具備することから、長期に亘る連続使用を可能とし産業用の利用価値が極めて高いものである。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明のポリエステルモノフィラメントの実施例に関し、さらに詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５２】
また、各種特性の評価は次に説明する方法にしたがって行った。
【００５３】
［モノフィラメントのカルボキシル末端基濃度］
（１）１０ｍｌ試験管に０．５±０．００２ｇのモノフィラメントサンプルを秤取する。
（２）ｏ−クレゾール１０ｍｌを前記試験管に注入し、１００℃で３０分間加熱、攪拌しサンプル溶解させる。
（３）試験管の内容液を３０ｍｌビーカーに移す（試験管内の残液を３ｍｌのジクロルメタンで洗浄してビーカーに追加する）。
（４）ビーカー内の液温が２５℃になるまで放冷する。
（５）０．０２ＮのＮａＯＨメタノール溶液で滴定する。
（６）サンプル無しで前記（１）〜（５）と同様に行い、サンプル滴定に要した０．０２ＮのＮａＯＨメタノール溶液滴定量からモノフィラメント１０６ｇあたりのカルボキシル末端基当量を求める。
【００５４】
［モノフィラメントの引張強力および引張強度］
ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠して、引張試験器（（株）オリエンテック製テンシロン／ＵＴＭ−ＩＩＩ−１００）を使用して測定し、試料が切断したときの強力を求めた。また、その強力を繊度で割り返して強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を求めた。
【００５５】
［モノフィラメントの耐摩耗性］
ＪＩＳ Ｌ−１０９５に記載の方法に準拠して、屈曲摩耗特性試験により測定された値であり、具体的には、固定された直径１．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＳＷＰ−Ａ））の上に接触させたポリエステルモノフィラメントを、ポリエステルモノフィラメントが摩擦子の左右各５５°の角度で屈曲するように設けられた２個のフリーローラー（２個のローラー間の距離１００ｍｍ）の下に掛け、さらに別の１個のフリーローラーの上を介して、ポリエステルモノフィラメントの一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットし、速度１２０往復／分かつ往復ストローク２５ｍｍでポリエステルモノフィラメントを摩擦子に往復接触させて、ポリエステルモノフィラメントが破断するまでの往復破断回数を求めた。
【００５６】
［モノフィラメントの耐加水分解性］
モノフィラメントを１００リットルオートクレーブに入れ、１２１℃の飽和水蒸気で１２日間連続処理した後、処理後のモノフィラメントおよび未処理（処理前）のモノフィラメントの強力を上記の引張強力と同一の方法で測定し、処理前後のモノフィラメントの強力保持率を算出し、耐加水分解性の尺度とした（以下、蒸熱処理後の強力保持率という）。なお、算式は、蒸熱処理後の強力保持率（％）＝（処理後モノフィラメントの強力÷処理前モノフィラメントの強力）×１００であり、強力保持率が高いほど耐加水分解性が優れることを示す。
【００５７】
〔実施例１〕
ＰＥＴ樹脂（東レ社製Ｔ７５５Ｍ、固有粘度１．０３）を用い、ＰＥＴ樹脂：炭酸カルシウム（平均粒子径２．０μｍ）＝６０重量％：４０重量％の配合比で、混練温度：２７５℃、Ｌ／Ｄ：３０、スクリュー回転数：３００ｒｐｍの条件で２軸押し出し機を用いて混練を行い、ポリエチレンテレフタレート中に炭酸カルシウムを混合した炭酸カルシウム樹脂組成物を得た。
【００５８】
また、ＰＥＴ樹脂（東レ社製Ｔ７５５Ｍ、固有粘度１．０３）を用い、ＰＥＴ樹脂：シリコーンオイル（フェニル基含有量４０％、２５℃における粘度８１０ｃｐｓ）＝６０重量％：４０重量％の配合比で、混練温度：３００℃、Ｌ／Ｄ：３０、スクリュー回転数：３００ｒｐｍの条件で２軸押し出し機を用いて混練を行い、ポリエチレンテレフタレート中にシリコーン系化合物を混合したシリコーン樹脂組成物を得た。
【００５９】
ＰＥＴペレット、上記炭酸カルシウム樹脂組成物、ＭＣＤ化合物および上記シリコーン樹脂組成物の組成比が、ＰＥＴ：炭酸カルシウム：ＭＣＤ化合物：シリコーンオイル＝９１：５：１：３の重量比となるようにエクストルダー型の紡糸機を用いて、紡糸温度２８０℃で溶融混練し、紡糸口金（口金孔径：１．５ｍｍ−１５Ｈ（ホール））から溶融ポリマーを押し出した後、直ちに７０℃の温水浴中で冷却固化させた未延伸糸を得た。
【００６０】
引き続き未延伸糸を常法にしたがい合計５．５倍に延伸および熱セットを行ない、直径０．４０ｍｍの断面形状が円形のポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントのカルボキシル末端基濃度、引張強度、耐摩耗性および耐加水分解性を表１に示す。
【００６１】
〔実施例２〜４〕
炭酸カルシウムの含有量および平均粒子径を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で直径０．４０ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６２】
〔実施例５〜７〕
シリコーンオイルの含有量および粘度を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で直径０．４０ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６３】
〔比較例１〜９〕
使用した炭酸カルシウムの含有量および平均粒子径、ＭＣＤ化合物の含有量、シリコーンオイルの含有量および粘度を表１に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様の方法で直径０．４０ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６４】
【表１】
【００６５】
表１から明らかな通り、本発明におけるポリエステルモノフィラメント、つまりポリエステル系樹脂以外の成分として、（Ａ）炭酸カルシウム、（Ｂ）モノカルボジイミド化合物、（Ｃ）シリコーンオイルの３成分を必須成分として構成されたポリエステルモノフィラメント（実施例１〜７）は、優れた耐摩耗性および耐加水分解性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を保持していることから、各種工業用織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった抄紙用織物の構成素材として好適である。
【００６６】
これに対して、本発明の要件を一つでも欠いたポリエステルモノフィラメント（比較例１〜９）は、耐摩耗性および耐加水分解性に欠け、また工業用織物として必要な引張強度が得られないなど、各種工業用織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった抄紙用織物としての要求特性を満足していないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、従来の技術では達成できなかった優れた耐摩耗性と耐加水分解性の両特性を兼備すると共に、必要十分な引張強度を有していることから、各種工業用織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった抄紙用織物の構成素材として好適である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系樹脂以外の成分として、(Ａ)平均粒子径(粒度分布からの重量５０％径)が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム１．０〜１０．０重量％、(Ｂ)モノカルボジイミド化合物０．１〜２．０重量％、(Ｃ)２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル１．０〜１０．０重量％を含有するポリエステルモノフィラメントであって、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であると共に、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記無官能性シリコーンオイルのフェニル基含有量が５〜８０モル％であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
請求項１または２に記載のポリエステルモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用したことを特徴とする工業用織物。
【請求項１】
ポリエステル系樹脂以外の成分として、(Ａ)平均粒子径(粒度分布からの重量５０％径)が１．０〜５．０μｍである炭酸カルシウム１．０〜１０．０重量％、(Ｂ)モノカルボジイミド化合物０．１〜２．０重量％、(Ｃ)２５℃における粘度が１０００ｃｐｓ以下である無官能性シリコーンオイル１．０〜１０．０重量％を含有するポリエステルモノフィラメントであって、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下であると共に、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記無官能性シリコーンオイルのフェニル基含有量が５〜８０モル％であることを特徴とする請求項１に記載のポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
請求項１または２に記載のポリエステルモノフィラメントを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用したことを特徴とする工業用織物。
【公開番号】特開２０１１−２０２２９８（Ｐ２０１１−２０２２９８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６９１９３（Ｐ２０１０−６９１９３）
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２５日（２０１０．３．２５）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
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