刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法
【課題】耐熱性、耐久性、切草性が均等に優れ、刈払いコード用ローターに適用した場合に、ローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを起こすことのない刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】融点が２００〜２７０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘであることを特徴とする刈払い用コード。
【解決手段】融点が２００〜２７０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘであることを特徴とする刈払い用コード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノフィラメントを高速回転させることにより草や芝など刈り取る刈払い機に使用する刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、耐熱性、耐久性、切草性が均等に優れ、刈払いコード用ローターに適用した場合に、ローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを起こすことのない刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、刈払い機のカッター刃としては、回転時に構造物との接触により、相手を傷つけないようにするため、あるいは安全上の観点から、合成樹脂製モノフィラメントからなるコードカッターが多く使用されている。
【０００３】
また、摩耗した刈払い用コードの交換の手間を省くために、刈払いコードをローター内に巻き込んでおき、コードの長さが短くなった場合簡単にコードを引き出して長さが調整できる刈払いコード用ローターの開発がされ、かなり実用的に使用されている。
【０００４】
前記コードカッターに使用される刈払い用のコードとしては、耐摩耗性に優れたポリアミドモノフィラメント（例えば、特許文献１参照）や、曲げ硬さを一定の範囲にすることにより切草性と耐久性を向上させたモノフィラメント（例えば、特許文献２参照）、比重を一定範囲にすることにより切草性を向上させたモノフィラメント（例えば、特許文献３参照）などがすでに提案されている。
【０００５】
しかるに、前記従来の刈払いコード用モノフィラメントは、それぞれ耐久性の向上、切草性の向上などの効果は認められるものの、これらを刈払いコード用ローターに適用した場合には、ローターから引き出された刈払いコードが草や芝生に当たる衝撃がローター内に巻き込まれているコードに伝達され、ローター内でコード同士が擦れる摩擦熱によって融着してしまい、短くなったコードの長さ調整が不可能となることや、ローター内のコードが熱劣化により部分的に強度低下してしまいコードが切れやすくなることなどの問題があった。
【０００６】
このように、従来の刈払いコード用モノフィラメントは、摩擦熱に弱いことからローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを引き起こすという問題があったため、これら問題点の更なる改善が要求されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９５８９８５号公報
【特許文献２】特開２００９−２４０２３９号公報
【特許文献３】特開２００９―２１９３６１号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術における問題点を課題として検討した結果、達成されたものである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、耐熱性、耐久性、切草性が均等に優れ、刈払いコード用ローターに適用した場合に、ローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを起こすことのない刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明によれば、融点が２００〜２７０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘであることを特徴とする刈払いコード用モノフィラメントが提供され、この刈払いコード用モノフィラメントにおいては、前記ポリアミドモノフィラメントが、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６の相互共重合体から選ばれた少なくとも１種類以上のポリアミド樹脂からなることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の刈払いコード用モノフィラメントの製造方法は、ポリアミド樹脂をエクストルーダー型紡糸機に供給し、溶融混練後、ギヤポンプにより計量押出された紡出糸を、１０〜８０℃の冷却槽で冷却した後、延伸浴温度５０〜９８℃、延伸倍率１．２〜４．０倍の条件で延伸し、次いでこの延伸モノフィラメントに、処理温度１００〜２００℃の乾熱雰囲気下０．８〜１．０倍の一次熱処理を施し、さらに、この一次熱処理後のモノフィラメントを綛条に巻き上げた後、６０〜１００℃の湿熱雰囲気下３０〜９０分の二次熱処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下に説明するとおり、耐熱性、耐久性、切草性が均等に優れ、刈払いコード用ローターに適用した場合に、ローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを起こすことのない刈払いコード用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形態】
【００１３】
以下、本発明について説明する。
【００１４】
本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、融点が２００〜２７０℃、好ましくは２１０〜２６０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘ、好ましくは０．１〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあることが重要である。
【００１５】
ここで、ポリアミドの融点が２００℃より低い場合は、仕上がった刈払いコードの融点が低くなり、ローター内でコード同士が融着したり、熱劣化を起こしたりし易くなるため好ましくない。逆に、ポリアミドの融点が２７０℃以上の場合には、原料価格が高価となり経済的に好ましくないばかりか、仕上がったコードが硬くなってしまい、刈払いコードとして実用する際にすぐに折れてしまうため好ましくない。
【００１６】
また、モノフィラメントの直径を１．５ｍｍより細くすると、コードの絶対重量、曲げ剛性が低くなりすぎて切草性が低下し、逆に直径を３．５ｍｍより太くすると、刈払い用コードを回転させ草や芝生に当てて切草するときの接触面が大きくなることにより衝撃力が分散してしまい、切草性の悪化を招くため好ましくない。
【００１７】
さらに、モノフィラメントの曲げ硬さ指数が０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘより低くなると、ローターにセットした刈払い用コードを回転させ草に当てた時の衝撃を吸収してしまうために切草性が低下し、逆に０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、ローターにセットした刈払い用コードを回転させ草に当てた時の衝撃を吸収しきれずにコードが折れてしまい、耐久性と切草性の低下を招き易くなるため好ましくない。
【００１８】
本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６の相互共重合体から選ばれた少なくとも１種類以上のポリアミド樹脂からなることが好ましく、中でも比較的融点が高く、高強度が得られやすいうえに安価に入手できるポリアミド６が好ましく採用される。
【００１９】
次に、上記の特性を有する本発明の刈払いコード用モノフィラメントの製造方法について説明する。
【００２０】
まず、ポリアミド樹脂をエクストルーダー型紡糸機に供給し、溶融混練後、ギヤポンプにより計量押出された紡出糸を、１０〜８０℃の冷却浴で冷却した後、延伸浴温度５０〜９８℃、延伸倍率１．２〜４．０倍の条件で延伸することにより延伸モノフィラメントを得る。
【００２１】
次いで、得られた延伸モノフィラメントを、処理温度１００〜２００℃の乾熱雰囲気下で０．８〜１．０倍に一次熱処理を施したモノフィラメントを作成する。
その後、作成したモノフィラメントを綛条に巻き上げた後、これに６０〜１００℃の湿熱
【００２２】
雰囲気下３０〜９０分の二次熱処理を付与することにより目的とする刈払いコード用モノフィラメントを得ることができる。
【００２３】
ここでは、中でも２段階の弛緩熱処理条件、具体的には一次熱処理を、温度１００〜２００℃、特に１２０〜１８０℃の乾熱雰囲気下で０．８〜１．０倍、特に０．８５〜０．９５倍の条件で行った後、これを綛条巻き上げ、さらに６０〜１００℃、特に６５〜９５℃の湿熱雰囲気下で、３０〜９０分、特に５０〜７０分の二次熱処理を施すことが重要である。
【００２４】
一次熱処理温度が１００℃以下では、十分な熱処理効果が得られないためモノフィラメントが硬くなり刈払い用コードとしての使用中に折れてしまうことから好ましくなく、２００℃より高いと、モノフィラメントの表面が荒れてしまい刈払い用コードの品位が低下するため好ましくない。また、一次熱処理の弛緩熱処理倍率が０．８倍より低くなると、糸がたるんで安定した引き取りができなくなり、１．０倍より高くなると、十分な熱処理効果が得られないためモノフィラメントが硬くなり刈払い用コードとして使用中に折れてしまうことから好ましくない。
【００２５】
さらに、二次熱処理温度が６０℃以下では、十分な熱処理効果が得られないことから好ましくなく、１００℃以上では特殊な装置が必要になることから好ましくない。また、二次熱処理時間が３０分以下では、十分な熱処理効果が得られため好ましくなく、９０分以上で、は作業効率が悪くなるため好ましくない。
【００２６】
なお、本発明の刈払い用コードを構成するモノフィラメントには、その目的に応じて染料、顔料、耐候剤、老化防止剤、抗酸化剤、柔軟化剤、耐摩耗剤、耐熱剤、高比重添加剤などを含有することができ、また本発明の刈払い用コードの断面形状は略円形のほか、三角形、四角形、五角形などの多角形、クローバー形、花びら形、星型など異型断面、トラック形、長方形、前記多角形や異型断面をつなぎ合わせた扁平形状など本発明の目的を阻害しない範囲で選択できる。
【００２７】
かくして得られたポリアミドモノフィラメントは、所望の長さに切断して刈払いコードとなされるが、本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、モノフィラメントの曲げ硬さを一定の範囲に調整することにより、刈払い用コードを回転させて草を切るときの回転力を効率よく伝えることができることから、高い切草力を長期間維持することができると共に、一定範囲の融点を持つポリアミド樹脂を使用していることにより、ローター内で起こる摩擦熱による融着や、熱劣化などを軽減して使用時のトラブルを未然に防ぐという優れた性能を具備するものである。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明の刈払いコード用モノフィラメントを実施例に基づいてさらに詳しく説明する。なお、実施例における刈払い用コード評価は以下の方法で行った。
【００２９】
［直径測定］
ミツトヨ社製デジタルマイクロメーターを使用し、刈払い用コードの直径を長径、短径それぞれ５回測定の平均直径を算出した。
【００３０】
［破断強伸度］
ＪＩＳ Ｌ１０１３の規定に準じて、刈払い用コードを２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室で２４時間放置後、（株）島津製作所社製オートグラフ（ＡＧ−１０００Ｇ型）引張試験機を使用して、試長２５０ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／分の条件で引張破断強度および破断伸度を求めた。
【００３１】
［モノフィラメントの融点ピーク］」
ＪＩＳ Ｋ７１２１の規定に準じてセイコー電子工業社製「ＤＳＣ２２」を使用して、５．００ｍｇのサンプルを昇温速度１０℃/分で常温から３００℃まで昇温させ、一回目（１ｓｔラン）の融点ピークを測定した。
【００３２】
なお、素材本来の融点を測定する場合は、常温から３００℃まで一定の速度で昇温させて、３００℃で５分間ホールドした後に常温まで冷却し、再度一定の速度で３００℃まで昇温させた時の融点ピークを測定するが、本発明のモノフィラメントは、刈払い用コードとして使用する際の摩擦熱に対する効果を確認するための測定であることから、素材本来の平均的な融点ではなく、一回目の昇温で溶け出す、いわゆる１ｓｔランの融点ピークを見ることとした。
【００３３】
［曲げ硬さ指数］
５０ｍｍ長に切りそろえた資料を、２０℃、６５％ＨＲの温湿度調整室で２４時間放置した後、間隔１０ｍｍを隔てて水平方向に設置された直径２ｍｍのステンレス棒にセットし、その中央部に直径２ｍｍのステンレス製フックを掛け、（株）ミネベア製『ＴＣＭ−２００型万能引張・圧縮試験機』を用いて、引取速度５０ｍｍ／分で引き抜いたときの最大曲げ応力（ＣＮ）を測定し、この測定値を繊度で割り返して求めた。
【００３４】
［切草性評価］
コード式草刈り機（電動式）にエルタ製半自動トップローターを取り付けて刈払いコードを５ｍ巻き込み、ローターから草刈り用コードが２０ｃｍ出るようにセットし、２ｍ四方に区切った区画一面に生えた発芽後３ヶ月経過した牧草オーチャードグラスのナツミミドリ種を実際に刈り取り、刈り取りに掛かる時間を計測した。刈り取りに掛かる時間が少ないほど切草性が良好であることを示す。
【００３５】
［実施例１］
東レ製ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４１Ｔ：融点２２３℃）を、エクストルーダー型紡糸へ供給し、紡糸温度２７０℃で溶融混練した後、ギヤポンプを経て、紡糸パック内の濾過層を通過して円形断面糸用紡糸ノズルから紡出し、ただちに１０℃の冷却浴中で冷却固化させたポリアミド未延伸糸を得た。引き続き得られた未延伸糸を９０℃の湿熱雰囲気下で２．４倍に延伸し、次いで１６０℃の乾熱雰囲気下で０．９０倍の一次弛緩熱処理することにより、直径２．２９ｍｍのポリアミドモノフィラメントを作製した。
【００３６】
作成したモノフィラメントを円周長約１．０ｍの綛に綛上げし、これを９０℃の温水浴中で５０分の二次弛緩熱処理を施すことにより、モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００３７】
［実施例２］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製共重合ポリアミド樹脂（Ｍ６０２１Ｈ４：融点２１７℃）に変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例３］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製共重合ポリアミド樹脂（Ｍ６０２１Ｈ４：融点２１７℃）８０重量％と東レ製ポリアミド６６樹脂（Ｍ３００１Ｃ：融点２６５℃）２０重量％の混合物に変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００３９】
［実施例４］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４１Ｔ：融点２２３℃）８０重量％と東レ製ポリアミド６６樹脂（Ｍ３００１Ｃ：融点２６５℃）２０重量％の混合物に変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４０】
［比較例１］
東レ製ポリエステル樹脂（Ｔ３０１Ｔ：融点２５５℃）を、エクストルーダー型紡糸機へ供給し、紡糸温度２９０℃で溶融混練した後、ギヤポンプを経て、紡糸パック内の濾過層を通過して円形断面糸用紡糸ノズルから紡出し、ただちに７５℃の冷却浴中で冷却固化させたポリエステル未延伸糸を得た。引き続き、得られた未延伸糸を９０℃の湿熱雰囲気下で２．８倍に一次延伸し、次いで１８０℃の乾熱雰囲気下で０．９０倍の弛緩処理することにより、直径２．３９ｍｍのポリエステルモノフィラメントを作製した。作成したモノフィラメントを円周長約１．０ｍの綛に綛上げし、これを９０℃の温水浴中で５０分の弛緩熱処理を施すことにより、モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４１】
［比較例２］
ソルベイソレクシス製ポリフッ化ビニリデン樹脂（１１０１０：融点１６０℃）を、エクストルーダー型紡糸機へ供給し、紡糸温度２３０℃で溶融混練した後、ギヤポンプを経て、紡糸パック内の濾過層を通過して円形断面糸用紡糸ノズルから紡出し、ただちに７５℃の冷却浴中で冷却固化させたポリフッ化ビニリデン未延伸糸を得た。引き続き、得られた未延伸糸を１４０℃の湿熱雰囲気下で３．０倍に一次延伸し、次いで１５５℃の乾熱雰囲気下で０．９０倍の弛緩処理することにより、直径２．３６ｍｍのポリフッ化ビニリデンモノフィラメントを作製した。作成したモノフィラメントを円周長約１．０ｍの綛に綛上げし、９０℃の温水浴中で５０分の弛緩熱処理を施すことにより、モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４２】
［比較例３］
モノフィラメントの直径を１．０４ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４３】
［比較例４］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製共重合ポリアミド樹脂（Ｍ６２４１Ｍ：融点１９０℃）、直径を３．６３ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４４】
［比較例５］
実施例１の製法において、一次乾熱処理倍率を１．５倍に変更した以外は、実施例１と同様の方法で直径２．２９ｍｍポリアミドモノフィラメントを作成した。得られたモノフィラメントの弛緩熱処理を省略して、刈払い用コードとして使用した時の評価結果を表１示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１の結果から明らかなように、本発明の条件を満たすポリアミドモノフィラメント（実施例１〜４）は、いずれも刈払い用コードとして使用したときに、刈払い用コードを回転させて草を切るときの回転力を効率よく伝えることができることから、高い切草力を長期間維持することができると共に、ローター内で起こる摩擦熱による融着や、熱劣化などを軽減し、使用時のトラブルを未然に防ぐという優れた性能を具備するものであることがわかる。
【００４７】
一方、本発明の条件を満たさないモノフィラメント（比較例１〜５）は刈払い用コードとしての効果を十分に発揮することができないものばかりであった。
【００４８】
例えば、モノフィラメントの素材にポリエステルを使用した（比較例１）は、モノフィラメントが硬くなりすぎて草刈機のローターに巻き込むことができず、使用不可能であった。また、刈払い用モノフィラメントの素材にポリフッ化ビニリデンを使用した（比較例２）は、草刈機のローターにモノフィラメントを巻き込むことはできたが、実際に草刈をすると融点の低さ、曲げ硬さ指数が高くなりすぎることから、刈払い用コードがローター内で融着してしまうばかりか、草刈の途中で刈払い用コードが切れてしまい使用に耐えないものになってしまった。
【００４９】
刈払い用コードの直径が細すぎる（比較例３）の場合は、モノフィラメントの絶対重量、曲げ剛性が低くなりすぎて切草性が悪くなった。
【００５０】
刈払い用モノフィラメントを構成するポリアミドの融点が本発明の請求の範囲より低く、刈払い用モノフィラメントの直径が太すぎる（比較例４）の場合は、融点の低さから、刈払い用コードがローター内で融着してしまうばかりか、ローターにセットした刈払い用コードを回転させ草に当てて草を切るときの接触面が大きくなることにより衝撃力が分散してしまい、草が切れずに倒れてしまうために切草性が悪くなった。
【００５１】
刈払い用コードの製法において、一次乾熱処理倍率が高過ぎる場合（比較例５）は、モノフィラメントの破断伸度が低くなるばかりか、曲げ硬さ指数が高くなりすぎることにより、刈払い用コードとして使用したとき途中で糸が切れてしまい使用に耐えないものになった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上、説明したとおり、本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、刈払い用コードを回転させて草を切るときの回転力を効率よく伝えることができることから、高い切草力を長期間維持することができると共に、ローター内で起こる摩擦熱による融着や、熱劣化などを軽減し、使用時のトラブルを未然に防ぐという優れた性能を具備するものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノフィラメントを高速回転させることにより草や芝など刈り取る刈払い機に使用する刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、耐熱性、耐久性、切草性が均等に優れ、刈払いコード用ローターに適用した場合に、ローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを起こすことのない刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、刈払い機のカッター刃としては、回転時に構造物との接触により、相手を傷つけないようにするため、あるいは安全上の観点から、合成樹脂製モノフィラメントからなるコードカッターが多く使用されている。
【０００３】
また、摩耗した刈払い用コードの交換の手間を省くために、刈払いコードをローター内に巻き込んでおき、コードの長さが短くなった場合簡単にコードを引き出して長さが調整できる刈払いコード用ローターの開発がされ、かなり実用的に使用されている。
【０００４】
前記コードカッターに使用される刈払い用のコードとしては、耐摩耗性に優れたポリアミドモノフィラメント（例えば、特許文献１参照）や、曲げ硬さを一定の範囲にすることにより切草性と耐久性を向上させたモノフィラメント（例えば、特許文献２参照）、比重を一定範囲にすることにより切草性を向上させたモノフィラメント（例えば、特許文献３参照）などがすでに提案されている。
【０００５】
しかるに、前記従来の刈払いコード用モノフィラメントは、それぞれ耐久性の向上、切草性の向上などの効果は認められるものの、これらを刈払いコード用ローターに適用した場合には、ローターから引き出された刈払いコードが草や芝生に当たる衝撃がローター内に巻き込まれているコードに伝達され、ローター内でコード同士が擦れる摩擦熱によって融着してしまい、短くなったコードの長さ調整が不可能となることや、ローター内のコードが熱劣化により部分的に強度低下してしまいコードが切れやすくなることなどの問題があった。
【０００６】
このように、従来の刈払いコード用モノフィラメントは、摩擦熱に弱いことからローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを引き起こすという問題があったため、これら問題点の更なる改善が要求されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３９５８９８５号公報
【特許文献２】特開２００９−２４０２３９号公報
【特許文献３】特開２００９―２１９３６１号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術における問題点を課題として検討した結果、達成されたものである。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、耐熱性、耐久性、切草性が均等に優れ、刈払いコード用ローターに適用した場合に、ローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを起こすことのない刈払いコード用モノフィラメントおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明によれば、融点が２００〜２７０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘであることを特徴とする刈払いコード用モノフィラメントが提供され、この刈払いコード用モノフィラメントにおいては、前記ポリアミドモノフィラメントが、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６の相互共重合体から選ばれた少なくとも１種類以上のポリアミド樹脂からなることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の刈払いコード用モノフィラメントの製造方法は、ポリアミド樹脂をエクストルーダー型紡糸機に供給し、溶融混練後、ギヤポンプにより計量押出された紡出糸を、１０〜８０℃の冷却槽で冷却した後、延伸浴温度５０〜９８℃、延伸倍率１．２〜４．０倍の条件で延伸し、次いでこの延伸モノフィラメントに、処理温度１００〜２００℃の乾熱雰囲気下０．８〜１．０倍の一次熱処理を施し、さらに、この一次熱処理後のモノフィラメントを綛条に巻き上げた後、６０〜１００℃の湿熱雰囲気下３０〜９０分の二次熱処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下に説明するとおり、耐熱性、耐久性、切草性が均等に優れ、刈払いコード用ローターに適用した場合に、ローター内でのコード同士の融着や、熱劣化などのトラブルを起こすことのない刈払いコード用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形態】
【００１３】
以下、本発明について説明する。
【００１４】
本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、融点が２００〜２７０℃、好ましくは２１０〜２６０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、好ましくは２．０〜３．０ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘ、好ましくは０．１〜０．２ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあることが重要である。
【００１５】
ここで、ポリアミドの融点が２００℃より低い場合は、仕上がった刈払いコードの融点が低くなり、ローター内でコード同士が融着したり、熱劣化を起こしたりし易くなるため好ましくない。逆に、ポリアミドの融点が２７０℃以上の場合には、原料価格が高価となり経済的に好ましくないばかりか、仕上がったコードが硬くなってしまい、刈払いコードとして実用する際にすぐに折れてしまうため好ましくない。
【００１６】
また、モノフィラメントの直径を１．５ｍｍより細くすると、コードの絶対重量、曲げ剛性が低くなりすぎて切草性が低下し、逆に直径を３．５ｍｍより太くすると、刈払い用コードを回転させ草や芝生に当てて切草するときの接触面が大きくなることにより衝撃力が分散してしまい、切草性の悪化を招くため好ましくない。
【００１７】
さらに、モノフィラメントの曲げ硬さ指数が０．０５ｃＮ／ｄｔｅｘより低くなると、ローターにセットした刈払い用コードを回転させ草に当てた時の衝撃を吸収してしまうために切草性が低下し、逆に０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、ローターにセットした刈払い用コードを回転させ草に当てた時の衝撃を吸収しきれずにコードが折れてしまい、耐久性と切草性の低下を招き易くなるため好ましくない。
【００１８】
本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６の相互共重合体から選ばれた少なくとも１種類以上のポリアミド樹脂からなることが好ましく、中でも比較的融点が高く、高強度が得られやすいうえに安価に入手できるポリアミド６が好ましく採用される。
【００１９】
次に、上記の特性を有する本発明の刈払いコード用モノフィラメントの製造方法について説明する。
【００２０】
まず、ポリアミド樹脂をエクストルーダー型紡糸機に供給し、溶融混練後、ギヤポンプにより計量押出された紡出糸を、１０〜８０℃の冷却浴で冷却した後、延伸浴温度５０〜９８℃、延伸倍率１．２〜４．０倍の条件で延伸することにより延伸モノフィラメントを得る。
【００２１】
次いで、得られた延伸モノフィラメントを、処理温度１００〜２００℃の乾熱雰囲気下で０．８〜１．０倍に一次熱処理を施したモノフィラメントを作成する。
その後、作成したモノフィラメントを綛条に巻き上げた後、これに６０〜１００℃の湿熱
【００２２】
雰囲気下３０〜９０分の二次熱処理を付与することにより目的とする刈払いコード用モノフィラメントを得ることができる。
【００２３】
ここでは、中でも２段階の弛緩熱処理条件、具体的には一次熱処理を、温度１００〜２００℃、特に１２０〜１８０℃の乾熱雰囲気下で０．８〜１．０倍、特に０．８５〜０．９５倍の条件で行った後、これを綛条巻き上げ、さらに６０〜１００℃、特に６５〜９５℃の湿熱雰囲気下で、３０〜９０分、特に５０〜７０分の二次熱処理を施すことが重要である。
【００２４】
一次熱処理温度が１００℃以下では、十分な熱処理効果が得られないためモノフィラメントが硬くなり刈払い用コードとしての使用中に折れてしまうことから好ましくなく、２００℃より高いと、モノフィラメントの表面が荒れてしまい刈払い用コードの品位が低下するため好ましくない。また、一次熱処理の弛緩熱処理倍率が０．８倍より低くなると、糸がたるんで安定した引き取りができなくなり、１．０倍より高くなると、十分な熱処理効果が得られないためモノフィラメントが硬くなり刈払い用コードとして使用中に折れてしまうことから好ましくない。
【００２５】
さらに、二次熱処理温度が６０℃以下では、十分な熱処理効果が得られないことから好ましくなく、１００℃以上では特殊な装置が必要になることから好ましくない。また、二次熱処理時間が３０分以下では、十分な熱処理効果が得られため好ましくなく、９０分以上で、は作業効率が悪くなるため好ましくない。
【００２６】
なお、本発明の刈払い用コードを構成するモノフィラメントには、その目的に応じて染料、顔料、耐候剤、老化防止剤、抗酸化剤、柔軟化剤、耐摩耗剤、耐熱剤、高比重添加剤などを含有することができ、また本発明の刈払い用コードの断面形状は略円形のほか、三角形、四角形、五角形などの多角形、クローバー形、花びら形、星型など異型断面、トラック形、長方形、前記多角形や異型断面をつなぎ合わせた扁平形状など本発明の目的を阻害しない範囲で選択できる。
【００２７】
かくして得られたポリアミドモノフィラメントは、所望の長さに切断して刈払いコードとなされるが、本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、モノフィラメントの曲げ硬さを一定の範囲に調整することにより、刈払い用コードを回転させて草を切るときの回転力を効率よく伝えることができることから、高い切草力を長期間維持することができると共に、一定範囲の融点を持つポリアミド樹脂を使用していることにより、ローター内で起こる摩擦熱による融着や、熱劣化などを軽減して使用時のトラブルを未然に防ぐという優れた性能を具備するものである。
【実施例】
【００２８】
以下に、本発明の刈払いコード用モノフィラメントを実施例に基づいてさらに詳しく説明する。なお、実施例における刈払い用コード評価は以下の方法で行った。
【００２９】
［直径測定］
ミツトヨ社製デジタルマイクロメーターを使用し、刈払い用コードの直径を長径、短径それぞれ５回測定の平均直径を算出した。
【００３０】
［破断強伸度］
ＪＩＳ Ｌ１０１３の規定に準じて、刈払い用コードを２０℃、６５％ＲＨの温湿度調整室で２４時間放置後、（株）島津製作所社製オートグラフ（ＡＧ−１０００Ｇ型）引張試験機を使用して、試長２５０ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／分の条件で引張破断強度および破断伸度を求めた。
【００３１】
［モノフィラメントの融点ピーク］」
ＪＩＳ Ｋ７１２１の規定に準じてセイコー電子工業社製「ＤＳＣ２２」を使用して、５．００ｍｇのサンプルを昇温速度１０℃/分で常温から３００℃まで昇温させ、一回目（１ｓｔラン）の融点ピークを測定した。
【００３２】
なお、素材本来の融点を測定する場合は、常温から３００℃まで一定の速度で昇温させて、３００℃で５分間ホールドした後に常温まで冷却し、再度一定の速度で３００℃まで昇温させた時の融点ピークを測定するが、本発明のモノフィラメントは、刈払い用コードとして使用する際の摩擦熱に対する効果を確認するための測定であることから、素材本来の平均的な融点ではなく、一回目の昇温で溶け出す、いわゆる１ｓｔランの融点ピークを見ることとした。
【００３３】
［曲げ硬さ指数］
５０ｍｍ長に切りそろえた資料を、２０℃、６５％ＨＲの温湿度調整室で２４時間放置した後、間隔１０ｍｍを隔てて水平方向に設置された直径２ｍｍのステンレス棒にセットし、その中央部に直径２ｍｍのステンレス製フックを掛け、（株）ミネベア製『ＴＣＭ−２００型万能引張・圧縮試験機』を用いて、引取速度５０ｍｍ／分で引き抜いたときの最大曲げ応力（ＣＮ）を測定し、この測定値を繊度で割り返して求めた。
【００３４】
［切草性評価］
コード式草刈り機（電動式）にエルタ製半自動トップローターを取り付けて刈払いコードを５ｍ巻き込み、ローターから草刈り用コードが２０ｃｍ出るようにセットし、２ｍ四方に区切った区画一面に生えた発芽後３ヶ月経過した牧草オーチャードグラスのナツミミドリ種を実際に刈り取り、刈り取りに掛かる時間を計測した。刈り取りに掛かる時間が少ないほど切草性が良好であることを示す。
【００３５】
［実施例１］
東レ製ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４１Ｔ：融点２２３℃）を、エクストルーダー型紡糸へ供給し、紡糸温度２７０℃で溶融混練した後、ギヤポンプを経て、紡糸パック内の濾過層を通過して円形断面糸用紡糸ノズルから紡出し、ただちに１０℃の冷却浴中で冷却固化させたポリアミド未延伸糸を得た。引き続き得られた未延伸糸を９０℃の湿熱雰囲気下で２．４倍に延伸し、次いで１６０℃の乾熱雰囲気下で０．９０倍の一次弛緩熱処理することにより、直径２．２９ｍｍのポリアミドモノフィラメントを作製した。
【００３６】
作成したモノフィラメントを円周長約１．０ｍの綛に綛上げし、これを９０℃の温水浴中で５０分の二次弛緩熱処理を施すことにより、モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００３７】
［実施例２］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製共重合ポリアミド樹脂（Ｍ６０２１Ｈ４：融点２１７℃）に変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００３８】
［実施例３］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製共重合ポリアミド樹脂（Ｍ６０２１Ｈ４：融点２１７℃）８０重量％と東レ製ポリアミド６６樹脂（Ｍ３００１Ｃ：融点２６５℃）２０重量％の混合物に変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００３９】
［実施例４］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製ポリアミド６樹脂（Ｍ１０４１Ｔ：融点２２３℃）８０重量％と東レ製ポリアミド６６樹脂（Ｍ３００１Ｃ：融点２６５℃）２０重量％の混合物に変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４０】
［比較例１］
東レ製ポリエステル樹脂（Ｔ３０１Ｔ：融点２５５℃）を、エクストルーダー型紡糸機へ供給し、紡糸温度２９０℃で溶融混練した後、ギヤポンプを経て、紡糸パック内の濾過層を通過して円形断面糸用紡糸ノズルから紡出し、ただちに７５℃の冷却浴中で冷却固化させたポリエステル未延伸糸を得た。引き続き、得られた未延伸糸を９０℃の湿熱雰囲気下で２．８倍に一次延伸し、次いで１８０℃の乾熱雰囲気下で０．９０倍の弛緩処理することにより、直径２．３９ｍｍのポリエステルモノフィラメントを作製した。作成したモノフィラメントを円周長約１．０ｍの綛に綛上げし、これを９０℃の温水浴中で５０分の弛緩熱処理を施すことにより、モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４１】
［比較例２］
ソルベイソレクシス製ポリフッ化ビニリデン樹脂（１１０１０：融点１６０℃）を、エクストルーダー型紡糸機へ供給し、紡糸温度２３０℃で溶融混練した後、ギヤポンプを経て、紡糸パック内の濾過層を通過して円形断面糸用紡糸ノズルから紡出し、ただちに７５℃の冷却浴中で冷却固化させたポリフッ化ビニリデン未延伸糸を得た。引き続き、得られた未延伸糸を１４０℃の湿熱雰囲気下で３．０倍に一次延伸し、次いで１５５℃の乾熱雰囲気下で０．９０倍の弛緩処理することにより、直径２．３６ｍｍのポリフッ化ビニリデンモノフィラメントを作製した。作成したモノフィラメントを円周長約１．０ｍの綛に綛上げし、９０℃の温水浴中で５０分の弛緩熱処理を施すことにより、モノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４２】
［比較例３］
モノフィラメントの直径を１．０４ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様の方法でモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４３】
［比較例４］
実施例１で使用したポリアミド樹脂を、東レ製共重合ポリアミド樹脂（Ｍ６２４１Ｍ：融点１９０℃）、直径を３．６３ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。得られたモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００４４】
［比較例５］
実施例１の製法において、一次乾熱処理倍率を１．５倍に変更した以外は、実施例１と同様の方法で直径２．２９ｍｍポリアミドモノフィラメントを作成した。得られたモノフィラメントの弛緩熱処理を省略して、刈払い用コードとして使用した時の評価結果を表１示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
表１の結果から明らかなように、本発明の条件を満たすポリアミドモノフィラメント（実施例１〜４）は、いずれも刈払い用コードとして使用したときに、刈払い用コードを回転させて草を切るときの回転力を効率よく伝えることができることから、高い切草力を長期間維持することができると共に、ローター内で起こる摩擦熱による融着や、熱劣化などを軽減し、使用時のトラブルを未然に防ぐという優れた性能を具備するものであることがわかる。
【００４７】
一方、本発明の条件を満たさないモノフィラメント（比較例１〜５）は刈払い用コードとしての効果を十分に発揮することができないものばかりであった。
【００４８】
例えば、モノフィラメントの素材にポリエステルを使用した（比較例１）は、モノフィラメントが硬くなりすぎて草刈機のローターに巻き込むことができず、使用不可能であった。また、刈払い用モノフィラメントの素材にポリフッ化ビニリデンを使用した（比較例２）は、草刈機のローターにモノフィラメントを巻き込むことはできたが、実際に草刈をすると融点の低さ、曲げ硬さ指数が高くなりすぎることから、刈払い用コードがローター内で融着してしまうばかりか、草刈の途中で刈払い用コードが切れてしまい使用に耐えないものになってしまった。
【００４９】
刈払い用コードの直径が細すぎる（比較例３）の場合は、モノフィラメントの絶対重量、曲げ剛性が低くなりすぎて切草性が悪くなった。
【００５０】
刈払い用モノフィラメントを構成するポリアミドの融点が本発明の請求の範囲より低く、刈払い用モノフィラメントの直径が太すぎる（比較例４）の場合は、融点の低さから、刈払い用コードがローター内で融着してしまうばかりか、ローターにセットした刈払い用コードを回転させ草に当てて草を切るときの接触面が大きくなることにより衝撃力が分散してしまい、草が切れずに倒れてしまうために切草性が悪くなった。
【００５１】
刈払い用コードの製法において、一次乾熱処理倍率が高過ぎる場合（比較例５）は、モノフィラメントの破断伸度が低くなるばかりか、曲げ硬さ指数が高くなりすぎることにより、刈払い用コードとして使用したとき途中で糸が切れてしまい使用に耐えないものになった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上、説明したとおり、本発明の刈払いコード用モノフィラメントは、刈払い用コードを回転させて草を切るときの回転力を効率よく伝えることができることから、高い切草力を長期間維持することができると共に、ローター内で起こる摩擦熱による融着や、熱劣化などを軽減し、使用時のトラブルを未然に防ぐという優れた性能を具備するものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が２００〜２７０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘであることを特徴とする刈払いコード用モノフィラメント。
【請求項２】
前記ポリアミドモノフィラメントが、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６の相互共重合体から選ばれた少なくとも１種類以上のポリアミド樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の刈払いコード用モノフィラメント。
【請求項３】
ポリアミド樹脂をエクストルーダー型紡糸機に供給し、溶融混練後、ギヤポンプにより計量押出された紡出糸を、１０〜８０℃の冷却槽で冷却した後、延伸浴温度５０〜９８℃、延伸倍率１．２〜４．０倍の条件で延伸し、次いでこの延伸モノフィラメントに、処理温度１００〜２００℃の乾熱雰囲気下０．８〜１．０倍の一次熱処理を施し、さらに、この一次熱処理後のモノフィラメントを綛条に巻き上げた後、６０〜１００℃の湿熱雰囲気下３０〜９０分の二次熱処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の刈払いコード用モノフィラメントの製造方法。
【請求項１】
融点が２００〜２７０℃のポリアミドモノフィラメントからなり、前記モノフィラメントの直径が１．５〜３．５ｍｍ、曲げ硬さ指数が０．０５〜０．２５ｃＮ/ｄｔｅｘであることを特徴とする刈払いコード用モノフィラメント。
【請求項２】
前記ポリアミドモノフィラメントが、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６／６６の相互共重合体から選ばれた少なくとも１種類以上のポリアミド樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の刈払いコード用モノフィラメント。
【請求項３】
ポリアミド樹脂をエクストルーダー型紡糸機に供給し、溶融混練後、ギヤポンプにより計量押出された紡出糸を、１０〜８０℃の冷却槽で冷却した後、延伸浴温度５０〜９８℃、延伸倍率１．２〜４．０倍の条件で延伸し、次いでこの延伸モノフィラメントに、処理温度１００〜２００℃の乾熱雰囲気下０．８〜１．０倍の一次熱処理を施し、さらに、この一次熱処理後のモノフィラメントを綛条に巻き上げた後、６０〜１００℃の湿熱雰囲気下３０〜９０分の二次熱処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の刈払いコード用モノフィラメントの製造方法。
【公開番号】特開２０１１−２０５９３１（Ｐ２０１１−２０５９３１Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５３１４（Ｐ２０１０−７５３１４）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【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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