熱可塑性樹脂モノフィラメントおよびその製造方法
【課題】寸法安定性および耐摩擦性に優れた細径の熱可塑性樹脂モノフィラメントを生産性良く製造できる。
【解決手段】糸状に溶融樹脂Ａを吐出する吐出口23から冷却水32の水面35までのエアーギャップＢを５０ｍｍ以下にする。溶融樹脂Ａを、２０℃〜９０℃の温度の冷却水32で冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下の状態で引き取って未延伸糸Ｃとする。紡糸ドラフト率と延伸倍率との積が８５倍以上となる条件で未延伸糸Ｃを延伸して、糸径１００μｍ以下および糸径斑±７％以下の延伸糸Ｄとする。
【解決手段】糸状に溶融樹脂Ａを吐出する吐出口23から冷却水32の水面35までのエアーギャップＢを５０ｍｍ以下にする。溶融樹脂Ａを、２０℃〜９０℃の温度の冷却水32で冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下の状態で引き取って未延伸糸Ｃとする。紡糸ドラフト率と延伸倍率との積が８５倍以上となる条件で未延伸糸Ｃを延伸して、糸径１００μｍ以下および糸径斑±７％以下の延伸糸Ｄとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂モノフィラメントに関するものである。より詳しくは、溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化してから延伸する熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱可塑性樹脂モノフィラメントであるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等は、耐熱性、強度、剛性等の優れた特性を有することから、あらゆる産業分野において必要不可欠な材料である。
【０００３】
一方、先行技術文献（特許文献１〜４）には、この種の熱可塑性樹脂モノフィラメントおよびその製造方法が開示されている。そして、これら先行技術文献の製造方法では、溶融した熱可塑性樹脂を糸状に押し出してから冷却固化し、必要に応じて延伸させて溶融紡糸している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８５４２９号公報
【特許文献２】特開２００３−２７８０２７号公報
【特許文献３】特開平１０−１８３４２１号公報
【特許文献４】特開平９−１１１５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法につき、特に、溶融した熱可塑性樹脂を糸状に吐出して冷却固化してから延伸する際に、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を基準とした出願は見当たらない。また、従来の方法で延伸して得られた熱可塑性樹脂モノフィラメントでは、寸法安定性および耐摩擦性がまだ十分ではない、という問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、寸法安定性および耐摩擦性に優れた熱可塑性樹脂モノフィラメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するために、熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法について鋭意調査した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、請求項１に係る本発明は、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法であって、溶融した熱可塑性樹脂を糸状に吐出する吐出口から、この吐出口から吐出した糸状の溶融した熱可塑性樹脂を通過させる冷却媒体までの間の距離を５０ｍｍ以下とするとともに、この冷却媒体の温度を２０℃〜９０℃として、前記糸状の溶融した熱可塑性樹脂を前記冷却媒体にて冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下の状態で引き取って未延伸糸とし、この未延伸糸を、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍以上とした条件で延伸することを特徴とする熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法である。
【０００８】
ここで、熱可塑性樹脂モノフィラメントは、糸径が１００μｍより大きい場合には、高密度の織物が得にくく、糸径斑が±７％より大きい場合には、織物等の加工品で目の不揃いや目ずれ等の不具合が発生する。また、熱可塑性樹脂モノフィラメントを製造する際に、吐出口から冷却媒体までの間の距離を５０ｍｍより長くした場合には、紡糸ドラフト率を超えると、糸径斑が大きくなる。さらに、冷却媒体の温度を２０℃より低くした場合には、熱可塑性樹脂モノフィラメントが偏平になり、真円度が低くなる。また、この冷却媒体の温度を９０℃より高くした場合には、溶融した熱可塑性樹脂の冷却固化が遅くなり、熱可塑性樹脂モノフィラメントの表面に荒れが生じる。さらに、紡糸ドラフト率が１０より小さい場合には、８０ｍ／ｍｉｎ以上の引取速度で糸径１００μｍ以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの延伸に適した未延伸糸を生産性良く製造できなくなる。また、引取張力を０．５ｋｇ／ｍｍ２より大きい状態で引き取って未延伸糸とした場合には、この未延伸糸の延伸性が低下し、延伸の際の紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍以上にできない。さらに、未延伸糸を延伸する際の引取速度が８０ｍ／ｍｉｎより小さい場合には、時間当たりの生産効率が低くなる。また、未延伸糸を延伸する際の紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍より小さくした場合には、延伸糸の引張強度を大きくできず、生産効率が低くなる。
【０００９】
次いで、請求項２に係る本発明は、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％である熱可塑性樹脂モノフィラメントである。
【００１０】
ここで、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘより小さい場合には、加工の際に破断する可能性が大きくなる。また、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５％より大きい場合、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が３％より大きい場合には、織物加工の際に収縮によって皺や目ずれが発生する。さらに、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合、すなわち熱膨張する場合には、織物加工の際の膨張によって皺や目ずれが発生する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、寸法安定性および耐摩擦性に優れた熱可塑性樹脂モノフィラメントを製造でき、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの寸法安定性および耐摩擦性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態による熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造装置を示す概略図である。
【図２】この製造装置の一部を示す概略図である。
【図３】耐摩擦性の測定方法を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な一実施の形態について説明する。なお、この一実施の形態は、本発明に係わる代表的な実施の形態を示したものであり、これによって本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１４】
そして、この一実施の形態では、熱可塑性樹脂モノフィラメントとして、例えば、ポリプロピレン（polypropylene：PP）、ポリフッ化ビニリデン（poly vinylidine fluoride：PVDF）またはポリフェニレンサルファイド（poly phenylene sulfide：PPS）等が挙げられる。また、この熱可塑性樹脂モノフィラメントは、耐摩擦性に優れており、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が５％〜４０％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％の性質を有している。
【００１５】
なお、ｄｔｅｘ（デシテックス）とは、繊維１００００ｍ当たりのグラム（ｇ）数であり、繊維の重さや太さ示す単位である。
【００１６】
ここで、この熱可塑性樹脂モノフィラメントは、単層でもよく、二以上の層から構成されていてもよい。このような構成としては、例えば、長手方向に延在する芯部としての芯材と、この芯材の周囲に配置された少なくとも一層からなる鞘部としての鞘材とからなる芯鞘型複合糸等が好ましい。具体的には、芯材および鞘材を構成する樹脂を、異なる性質を有する同種の樹脂、例えばポリプロピレン樹脂とすることもできる。
【００１７】
次に、上述した熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法について説明する。図１には、熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造装置10が示されている。図１に示すように、素材となる溶融された熱可塑性樹脂である溶融樹脂Ａは、押出機20から、所定の条件で糸状に押し出されて、所定間隔のエアーギャップＢを介して冷却バス30の内部へ通過させて冷却固化して未延伸糸Ｃとされた後、少なくとも１台以上、例えば３台の延伸ロール40および２台の延伸バス50にて少なくとも１段以上、例えば２段に分けて延伸されて、所望する熱可塑性モノフィラメントである延伸糸Ｄと紡糸されてから巻取機60へと送られて巻き取られる。
【００１８】
図２には、溶融樹脂Ａを押し出して吐出させる押出機20、およびこの押出機20から押し出された糸状の溶融樹脂Ａが通過する冷却バス30の概略が示されている。特に、この図２は、押出機20から押し出された糸状の溶融樹脂Ａの冷却バス30に対するエアーギャップＢを示す図である。
【００１９】
押出機20は、溶融樹脂Ａを押し出して糸状に吐出させる押出手段および吐出手段であって、この溶融樹脂Ａが通過する円筒状の押出機本体21と、この押出機本体21の一端部である先端部の下面に設けられた口金としての中空円盤状のノズル22とを備えている。このノズル22は、軸方向を上下方向に向けた状態で取り付けられており、このノズル22の平板状の下面に所定の内径寸法としての口径寸法を有する複数の吐出口23が設けられている。そして、押出機20は、ノズル22の各吐出口23から溶融樹脂Ａを下方に向けて連続して糸状に吐出させる。
【００２０】
次いで、この押出機20のノズル22の各吐出口23に対向した位置に、冷却バス30が設置されている。この冷却バス30は、押出機20の各吐出口23から吐出された糸状の溶融樹脂Ａが冷却水32中を連続して通過し、この溶融樹脂Ａが冷却水32中を通過する際に冷却固化させる冷却固化手段としての冷却固化装置である。そして、この冷却バス30は、上方が開口した槽状の槽体としての冷却槽31と、この冷却槽31の内部に貯留された冷却媒体としての冷却液である冷却水32と、冷却槽31の内部に設置されこの冷却槽31内の冷却水32を所定の温度に冷却して維持させる冷却手段としての図示しない冷却ユニットと、冷却槽31内に設置され押出機20の吐出口23から吐出された糸状の溶融樹脂Ａを冷却槽31内の冷却水32中に導いて通過させる空転ロール33を備えている。
【００２１】
そして、冷却槽31は、この冷却槽31の上方の開口部34を、押出機20のノズル22の下面、すなわち各吐出口23に対向させた状態で設置されており、この冷却槽31に貯留された冷却水32の液面である水面35と、押出機20の各吐出口23との間に、所定間隔のエアーギャップＢを形成させる。このエアーギャップＢは、押出機20の吐出口23と冷却バス30の冷却水32の水面35との間の間隔であって、この押出機20の吐出口23から吐出された糸状の溶融樹脂Ａが通過する、冷却バス30の冷却水32に入るまでの間の空気層である。具体的に、このエアーギャップＢは、５０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下に設定されている。
【００２２】
また、冷却バス30の冷却槽32内に貯留されている冷却水32は、冷却ユニットによって２０℃〜９０℃、好ましくは３０℃〜７０℃の温度に冷却されて維持されている。そして、この冷却バス30へ送られた糸状の溶融樹脂Ａは、空転ロール33によって送られて、この冷却バス30の冷却槽31内の冷却水32へ入り、この冷却水32中を通過する際に冷却固化されて未延伸糸Ｃとなる。
【００２３】
次いで、この未延伸糸Ｃは、冷却バス30の下流側に設置された延伸ロール40である引取手段としての引取ロール41によって所定の引取張力および引取速度で引き取られてから、この引取ロール41の下流側に設置された延伸バス50であるオーブンとしての第１の乾熱槽51内へと送られて所定の温度に加熱された後に、この第１の乾熱槽51の下流側に設置された延伸ロール40である延伸手段としての第１の延伸装置42にて所定の倍率に延伸されて延伸糸Ｄとされる。
【００２４】
ここで、引取ロール41は、紡糸ドラフト率１０以上、好ましくは１５以上にし、８０ｍ／ｍｉｎ以上の引取速度および０．５ｋｇ／ｍｍ２以下、好ましくは０．３ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｍｍ２以下の引取張力の状態で、冷却バス30の冷却水32中で冷却固化された溶融樹脂Ａを引き取って未延伸糸Ｃとして下流側へ送る。なお、紡糸ドラフト率とは、未延伸糸Ｃの引取速度に対する溶融樹脂Ａの吐出速度の比：引取速度÷吐出速度であって、ドラフト比ともいわれている。
【００２５】
さらに、第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42においては、トータル倍率が８５倍以上、好ましくは１００倍以上の状態で、未延伸糸Ｃを延伸して、直径である糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の延伸糸Ｄとする。ここで、トータル倍率とは、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積（紡糸ドラフト率×延伸倍率）をいう。
【００２６】
また、必要に応じ、この第１の延伸装置42にて延伸された延伸糸Ｄは、この第１の延伸装置42の下流側に設置された延伸バス50であるオーブンとしての第２の乾熱槽52内へと送られて所定の温度に加熱された後に、この第２の乾熱槽52の下流側に設置された延伸ロール40である延伸手段としての第２の延伸装置43にて所定の倍率に２段延伸されて延伸糸Ｄとされる。
【００２７】
そして、第１の延伸装置42にて１段延伸された延伸糸Ｄ、または第２の延伸装置43にて２段延伸された延伸糸Ｄは、巻取機60へと送られて、複数、例えば３本の管状スプール61に順次巻き取られる。
【００２８】
ここで、この延伸糸Ｄの延伸については、未延伸糸Ｃの紡糸後に連続して行ってもよく、また、この未延伸糸Ｃを図示しない巻取ロール等にて巻き取った後に、この未延伸糸Ｃを別工程で延伸してもよい。さらに、この未延伸糸Ｃの延伸の後に熱処理して緩和処理等することもできる。
【００２９】
上述した一実施の形態の製造方法によれば、製造される延伸糸Ｄの糸径が１００μｍより大きい場合には、高密度の織物を得にくくなる。また、この延伸糸Ｄの糸径斑が±７％より大きい場合には、織物等の加工品において目の不揃いや目ずれ等の不具合が発生するおそれがある。さらに、この延伸糸Ｄを製造方法する際に、エアーギャップを５０ｍｍより長くした場合には、紡糸ドラフト率を超えると、糸径斑が大きくなってしまう。
【００３０】
また、冷却バス30内の冷却水32の温度を２０℃より低くした場合には、製造される延伸糸Ｄが偏平になり、真円度が低くなるため、織物等の加工品にした際に目の不揃い等の不具合が発生してしまう。さらに、この冷却水32の温度を９０℃より高くした場合には、この冷却水32の通過による溶融樹脂Ａの冷却固化が遅くなり、この溶融樹脂Ａが半溶融状態で図示しない糸ガイド等を通過する際に変形するおそれがあり、この溶融樹脂Ａが冷却水32中に入る際に、この冷却水32に沸騰が発生するおそれがあるから、未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄの表面に荒れが生じてしまう。
【００３１】
さらに、未延伸糸Ｃを延伸する際の紡糸ドラフト率が１０より低い場合には、８０ｍ／ｍｉｎ以上の高速の引取速度で糸径１００μｍ以下の延伸に適し、織物等の加工に適した延伸糸Ｄを得ることができる未延伸糸Ｃを生産性良く製造できなくなってしまう。また、冷却バス30にて冷却固化される溶融樹脂Ａを０．５ｋｇ／ｍｍ２より大きい引取張力で引き取って未延伸糸Ｃとした場合には、この未延伸糸Ｃの延伸性が低くなるから、この未延伸糸Ｃを延伸する際のトータル倍率を８５倍以上にできなくなってしまう。特に、この未延伸糸Ｃを延伸する際のトータル倍率を８５倍より小さくした場合には、延伸糸Ｄの引張強度を大きくできなくなり、生産効率が低下してしまう。
【００３２】
そこで、上述のように、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントである延伸糸Ｄを製造する際に、溶融樹脂Ａの吐出口23から冷却バス30内の冷却水32の水面35までのエアーギャップＢを５０ｍｍ以下（好ましくは２０ｍｍ以下）とし、この冷却水32の温度を２０℃〜９０℃（好ましくは３０℃〜７０℃）として、溶融樹脂Ａを冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上（好ましくは１５以上）、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下（好ましくは０．３ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｍｍ２以下）の状態で引き取って未延伸糸Ｃとしてから、この未延伸糸Ｃをトータル倍率８５倍以上（好ましくは１００倍以上）の条件で延伸する。この結果、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％（好ましくは０％〜３．５％）、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％（好ましくは０．５％〜２％）の性質を有する延伸糸Ｄを製造できる。よって、結晶化度が高く、強度、糸径斑、熱収縮等の品質の良い１００μｍ以下の細径モノフィラメントの延伸糸Ｄを生産性良く製造できる。
【００３３】
ここで、この延伸糸Ｄの引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘより小さい場合には、織物加工の際に、延伸糸Ｄが破断等するトラブルが発生する可能性が大きくなる。特に、この延伸糸Ｄの用途によっては、織物にした際の強度が不十分となってしまう。また、この延伸糸Ｄの３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５％より大きい場合や、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が３％より大きい場合には、この延伸糸Ｄを織物加工した際に、この延伸糸Ｄ自体の収縮によって、織物に皺や目ずれ等の問題が発生するおそれがある。さらに、この延伸糸Ｄの３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合や、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合、すなわち熱膨張する場合には、この延伸糸Ｄを織物加工する際に、この延伸糸Ｄ自体の膨張によって、織物に皺や目ずれが発生するおそれがあるとともに、熱膨張によって伸びた延伸糸Ｄがループ状になって織物の表面から飛び出してしまうおそれがある。
【００３４】
具体的に、この延伸糸Ｄは、この延伸糸Ｄの表面を構成する表層部であるスキン層が高結晶化度および高配向となる。すなわち、この延伸糸Ｄは、ＴＭＡ（Thermo Mechanical Analyzer：熱機械測定）による１００℃周辺の熱膨張率が低く非晶部が少ないことから、結晶化度が高い。また、１０以上の紡糸ドラフト率で８０ｍ／ｍｉｎ以上の引取速度で未延伸糸Ｃを引き取っていることから、延伸糸Ｄの表層部に高結晶化度および高配向の構造が形成される。
【００３５】
そして、この延伸糸Ｄは、結晶化度が高いことから、融点（Ｔｍ）より十分低い温度において、熱収縮は非晶部の収縮に起因する収縮が主となるため、強度を発現するために十分に延伸して分子配向させたとしても、非晶部で収縮は生じるが結晶部での収縮がほとんど生じなくなり、熱収縮率が小さくなる。また、非晶部は、常温以上になると柔らかくなるため、荷重が大きくなると収縮ではなく荷重の重さで伸びてしまう。これに対し、結晶部である表層部の結晶化度が高い場合には、非晶部の伸びを結晶部が抑えることとなり、結果的に伸びを抑えることとなるから、伸びも小さく、熱収縮率も小さくなる。特に、結晶化度の高い表層部を有する場合には、この表層部全体で伸びを抑えることとなるから、伸びを抑える効果は大きい。
【００３６】
よって、高結晶化度および高配向の結晶部を多く含むスキン層が延伸糸Ｄの表層に形成されるため、１００℃付近の高温においても熱安定性、すなわち寸法安定性が良い。このため、この延伸糸Ｄを用いて織物等を加工する際に、織物性能として品質の良い高密度の織物等の加工品を製造できる。同時に、延伸糸Ｄの表層部に結晶化度の高いスキン層が形成されるため、荷重下での耐摩擦性に優れた延伸糸Ｄとなるから、織物加工時に、糸切れが発生しにくく、加工の際に発生する糸の削れによるトラブルの発生を少なくできる。したがって、寸法安定性および耐摩擦性に優れた延伸糸Ｄを生産性良く製造でき、この延伸糸Ｄを用いることによって、織物加工が容易になり、品質の良い織物を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、本実施例等において得られた未延伸糸Ｃおよび延伸糸Ｄの引張強度・伸度、インヘレント粘度、熱収縮率、糸径、糸径斑、偏平率および耐摩擦性は、下記の方法により測定または評価した。
【００３８】
（１）引張強度・伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて、測定対象である未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄについて、長さ３００ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、測定数５の条件で、引張強度［ｃＮ／ｄｔｅx］および伸度［％］をそれぞれ測定した。
【００３９】
（２）インヘレント粘度（ηｉｎｈ）
測定対象である未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（N,N‐Dimethyl formamide）の溶媒に、０．４ｇ／ｄｌの濃度で溶解させて溶液をつくり、この溶液の３０℃における粘度を、日本ジェネティクス（株）製Ubbelohde粘度計（Ubbelohde Viscometers, Calibrated）を用いて溶液粘度を測定してから、この溶液粘度と同じ温度での溶媒粘度との比である相対粘度（ηｒ）の自然対数（Ｉｎηｒ）に、濃度の逆数（１／０．４）ｇ／ｄｌを掛けてインヘレント粘度（ηｉｎｈ）を測定した。
【００４０】
（３）熱収縮率
ＴＭＡ（Thermo Mechanical Analyzer：熱機械測定）装置にて、荷重３０ｍＮおよび荷重１００ｍＮにおける１００℃での熱収縮率［％］をそれぞれ測定した。
【００４１】
（４）糸径
（株）キーエンス製レーザー外径測定器を用い、測定間隔６ｍｍ、測定長９８０ｍの条件で、糸径［μｍ］を測定した。
【００４２】
（５）糸径斑
測定した糸径の最大値（ＤＭＡＸ）および最小値（ＤＭＩＮ）のそれぞれを、測定した糸径の平均値（Ｄ）で割って百分率［％］で算出した。
【００４３】
（６）偏平率
測定対象となる未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄの断面の外径の長径（最大値）と短径（最小値）とのそれぞれを、ソニー（株）製マイクロメーター「Ｍ−３０」を用いて測定し、これら長径および短径の平均値をＤとし、式：偏平率＝｛（長径−短径）／Ｄ｝×１００ を用いて偏平率［％］を算出した。
【００４４】
（７）耐摩擦性
図４に示すように、テスター産業（株）製の学振型改良摩擦試験機71に、評価対象となる延伸糸Ｄの一端を固定し、この延伸糸Ｄの他端側に錘72を固定して荷重を掛けた状態で、１０００メッシュ（♯１０００）のサンドペーパー73で外周を覆った外径寸法１００ｍｍの細長円柱状の丸棒74上を、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で延伸糸Ｄを長さ方向Ｅに沿って往復運動させて、この延伸糸Ｄが切断されるまでの回数を測定して耐摩擦性［回］を評価した。
【００４５】
実施例１
素材となる熱可塑性樹脂として、日本ポリプロ（株）製ポリプロピレン樹脂ＭＦＲ５ｇ／１０ｍｉｎ「ＦＹ４」を用い、このポリプロピレン樹脂を２６０℃に加熱して溶融させて溶融樹脂Ａとし、内径寸法（Φ）３５ｍｍの押出機本体21を有する押出機20のノズル22の口径寸法（Φ）０．８ｍｍの吐出口23から３．２ｇ／ｍｉｎの吐出速度で溶融樹脂Ａを糸状に吐出させ、紡糸ドラフト率１６で、２０ｍｍのエアーギャップＢを通過させて３０℃の冷却水32にて冷却固化し、引取張力０．２ｋｇ／ｍｍ２で引取速度１３５ｍ／ｍｉｎで引き取って、糸径２００μｍ及び糸径斑±５％の未延伸糸Ｃとした。
【００４６】
そして、この未延伸糸Ｃを１５０℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で６．２５倍の倍率（トータル倍率：１００倍）に延伸したところ、糸径８０μｍ、糸径斑±５％、引張強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２１％、荷重３０ｍＮでの１００℃の熱収縮率が２．２％、荷重１００ｍＮでの１００℃の熱収縮率が０．３％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１３０回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性３０回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄは、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００４７】
なお、ＭＦＲ（melt flow rate：メルトフローレート）とは、荷重５ｋｇで測定した１０分当たりの流出量で示される値［単位：ｇ／１０ｍｉｎ］である。
【００４８】
実施例２
素材となる熱可塑性樹脂として、芯材にポリプロピレン樹脂ＭＦＲ５ｇ／１０ｍｉｎ、および鞘材にポリプロピレン樹脂ＭＦＲ６．５ｇ／１０ｍｉｎを用い、芯鞘複合比率：芯材／鞘材＝６０／４０（Ｖｏｌ比：体積比）の芯鞘型複合糸を、それぞれ内径寸法（Φ）３５ｍｍの押出機本体21を有する芯材用および鞘材用の２台の押出機20の各ノズル22の口径寸法（Φ）０．８ｍｍの吐出口23から２．３ｇ／ｍｉｎの吐出速度（芯材の吐出速度：１．４ｇ／ｍｉｎ、鞘材の吐出速度：０．９ｇ／ｍｉｎ）で各溶融樹脂Ａをそれぞれ吐出させ、紡糸ドラフト率１６で、８ｍｍのエアーギャップＢを通過させて３０℃の冷却水32にて冷却固化し、引取張力０．２ｋｇ／ｍｍ２で引取速度９０ｍ／ｍｉｎで引き取って、糸径２００μｍ及び糸径斑±４％の芯鞘型の未延伸糸Ｃとした。
【００４９】
そして、この未延伸糸Ｃを、１３３℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で５．７倍の倍率に延伸してから、さらに１４５℃の温度の第２の乾熱槽および第２の延伸装置43で１．１倍の倍率に２段延伸（トータル倍率：１００．３２倍）したところ、糸径８２μｍ、糸径斑±４％、引張強度７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が３．２％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が１．９％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１３８回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性３２回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５０】
実施例３
引取速度を３００ｍ／ｍｉｎ、紡糸ドラフト率を４２にした以外は、実施例１と同様にして、糸径１２３μｍ、糸径斑±３％の未延伸糸Ｃを作製した。
【００５１】
そして、この未延伸糸Ｃを、１３５℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で３．０倍の倍率に１段延伸してから、さらに１４０℃の温度の第２の乾熱槽および第２の延伸装置43で１．４倍の倍率に２段延伸（トータル倍率：１７６．４倍）したところ、糸径６０μｍ、糸径斑±３．５％、引張強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２７％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が２．４％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０．３％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１３５回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性３２回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５２】
実施例４
素材となる熱可塑性樹脂として、（株）クレハ製のインヘレント粘度（ηｉｎｈ）１．０のポリフッ化ビニリデンを用いた以外は、実施例３と同様にして、糸径１２５μｍ、糸径斑±３％の未延伸糸Ｃを作製した。
【００５３】
そして、この未延伸糸Ｃを、１７０℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で３．５倍の倍率に１段延伸してから、さらに１７５℃の温度の第２の乾熱槽および第２の延伸装置43で１．０５倍に２段延伸（トータル倍率：１５４．３５倍）したところ、糸径６５μｍ、糸径斑±３．０％、引張強度４．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２７％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が２．３％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が１．０％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１５８回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性４５回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５４】
実施例５
素材となる熱可塑性樹脂として、（株）クレハ製の温度３１０℃および剪断速度１２００ｓｅｃ−１での溶融粘度が１５００ポイズ［Ｐ］（＝１５０Ｎｓ／ｍ２）のポリフェニレンサルファイドを用い、この熱可塑性樹脂を３１０℃に加熱して溶融させて溶融樹脂Ａとし、紡糸ドラフト率を２５、冷却水の温度を８０℃とした以外は、実施例１と同様にして、糸径１６０μｍ、糸径斑±５％の未延伸糸Ｃを作製した。
【００５５】
そして、この未延伸糸Ｃを、沸騰水を用いた延伸バス50および第１の延伸装置42にて３．５倍の倍率に１段延伸してから、さらに１５０℃の温度の第２の乾熱槽51および第２の延伸装置43で１．２倍の倍率に２段延伸した後、２３０℃の温度の図示しない第３の乾熱槽および第３の延伸装置にて２％の緩和熱処理（トータル倍率：１０２．９倍）をして延伸糸Ｄとした。この結果、この延伸糸Ｄは、糸径８１μｍ、糸径斑±５％、引張強度４．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２８％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が１．５％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０．１％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性２３９回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１１３回であった。したがって、この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５６】
比較例１
エアーギャップＢを１５０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、未延伸糸Ｃを作製した。この未延伸糸Ｃは、糸径斑が±１５％と大きかった。そして、この未延伸糸Ｃを、実施例１と同様にして延伸したところ、この未延伸糸Ｃの細い部分で糸切れが発生し延伸できなかった。
【００５７】
比較例２
未延伸糸Ｃの引取張力を０．６５ｋｇ／ｍｍ２とした以外は、実施例１と同様にして、紡糸および延伸をしたところ、延伸の際に倍率が十分に上がらず、３．５倍の段階で糸切れが発生した。また、この延伸時の引張強度は２．３ｃＮ／ｄｔｅｘと低い値であった。
【００５８】
比較例３
冷却水32の温度を７℃とした以外は、実施例１と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、偏平が激しく真円度が低く、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４１回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４回あり、織物等の加工において糸切れや織り目の不揃い等の問題が発生した。
【００５９】
比較例４
エアーギャップＢを１９０ｍｍ、紡糸ドラフト率を９、ノズル22からの溶融樹脂Ａの吐出量を０．５３ｇ／ｍｉｎ、および未延伸糸Ｃの引取速度を１８ｍ／ｍｉｎとした（トータル倍率：５６．４３倍）以外は、実施例２と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、糸径８２μｍおよび糸径斑±９％であり、糸径斑が大きく、織物に加工した際に、糸径斑が原因の織り目の不揃いが発生した。
【００６０】
比較例５
紡糸ドラフト率を９、ノズル22からの溶融樹脂Ａの吐出量を０．５３ｇ／ｍｉｎ、および未延伸糸Ｃの引取速度を１８ｍ／ｍｉｎとした（トータル倍率：５６．４３倍）以外は、実施例２と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、糸径８１μｍ、糸径斑±４％、引張強度４．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４６％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が２．４％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が−１．２％（１．２％の熱膨張、すなわち熱膨張率が１．２％）、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が６８回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が１回であった。よって、この延伸糸Ｄは、荷重が大きくなると膨張が大きくなることから、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【００６１】
比較例６
紡糸ドラフト率を９、ノズル22からの溶融樹脂Ａの吐出量を０．６ｇ／ｍｉｎ、未延伸糸Ｃの引取速度を１８ｍ／ｍｉｎ、１段延伸倍率を７．０倍、および２段延伸倍率を１．１倍とした（トータル倍率：６９．３倍）以外は、実施例２と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、糸径８２μｍ、糸径斑±４％、引張強度５．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５．４％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が−１．０％（１．０％の熱膨張、すなわち熱膨張率が１．０％）、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４９回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が５回であった。よって、この延伸糸Ｄは、熱収縮率が高く、荷重下での熱吸収率の変化が大きいことから、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物等の加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【００６２】
以上の結果、実施例１−６では、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の延伸糸Ｄを製造する際に、エアーギャップＢを５０ｍｍ以下（好ましくは２０ｍｍ以下）としつつ冷却水32の温度を２０℃〜９０℃（好ましくは３０℃〜７０℃）として溶融樹脂Ａを冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上（好ましくは１５以上）、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下（好ましくは０．３ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｍｍ２以下）の状態で引き取って未延伸糸Ｃとしてから、この未延伸糸Ｃをトータル倍率８５倍以上（好ましくは１００倍以上）の条件で延伸することによって、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％（好ましくは０％〜３．５％）、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％（好ましくは０．５％〜２％）の織物の加工に適した性質を有する延伸糸Ｄを生産性良く製造できる。
【００６３】
これに対し、比較例１では、エアーギャップＢを５０ｍｍより大きい１５０ｍｍとした場合に、未延伸糸Ｃの糸径斑が±１５％と大きくなり、この未延伸糸Ｃを延伸した際に細い部分で糸切れが発生した。
【００６４】
また、比較例２では、未延伸糸Ｃの引取張力を０．５ｋｇ／ｍｍ２より大きい０．６５ｋｇ／ｍｍ２とした場合に、延伸の際に倍率が十分に上がらず糸切れが発生し、延伸時の引張強度が２．３ｃＮ／ｄｔｅｘと低い値であった。
【００６５】
さらに、比較例３では、冷却水32の温度を２０℃より低い７℃とした場合に、延伸糸Ｄの偏平が激しく真円度が低く耐摩擦性が低くなり、織物等の加工において糸切れや織り目の不揃い等が発生した。
【００６６】
次いで、比較例４では、エアーギャップＢを５０ｍｍより大きい１９０ｍｍとし、紡糸ドラフト率を１０より低い９とし、未延伸糸Ｃの引取速度を８０ｍ／ｍｉｎより遅い１８ｍ／ｍｉｎとし、およびトータル倍率を８５倍より低い５６．４３倍とした場合に、延伸糸Ｄの糸径斑が±９％と大きくなり、織物に加工した際に糸径斑が原因の織り目の不揃いが発生した。
【００６７】
また、比較例５では、紡糸ドラフト率を１０より低い９とし、未延伸糸Ｃの引取速度を８０ｍ／ｍｉｎより遅い１８ｍ／ｍｉｎとし、トータル倍率を８５倍より低い５６．４３倍とした場合に、延伸糸Ｄの伸度が４０％より高い４６％となり、かつ１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より低い−１．２％となったため、荷重が大きくなると膨張が大きくなり、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【００６８】
さらに、比較例６では、紡糸ドラフト率を１０より低い９とし、未延伸糸Ｃの引取速度を８０ｍ／ｍｉｎより遅い１８ｍ／ｍｉｎとし、トータル倍率を８５倍より低い６９．３倍とした場合に、延伸糸Ｄの３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５％より高い５．４％となるとともに、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より低い−１．０％となり、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４９回および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が５回と低かったため、熱収縮率が高く、荷重下での熱吸収率の変化が大きいことから、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物等の加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【符号の説明】
【００６９】
10 熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造装置
20 押出機
21 押出機本体
22 ノズル
23 吐出口
30 冷却バス
31 冷却槽
32 冷却水
33 空転ロール
34 開口部
35 水面
40 延伸ロール
41 引取ロール
42 第１の延伸装置
43 第２の延伸装置
50 延伸バス
51 第１の乾熱槽
52 第２の乾熱槽
60 巻取機
61 管状スプール
71 学振型改良摩擦試験機
72 錘
73 サンドペーパー
74 丸棒
Ａ 溶融樹脂
Ｂ エアーギャップ
Ｃ 未延伸糸
Ｄ 延伸糸
Ｅ 長さ方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂モノフィラメントに関するものである。より詳しくは、溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化してから延伸する熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱可塑性樹脂モノフィラメントであるポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等は、耐熱性、強度、剛性等の優れた特性を有することから、あらゆる産業分野において必要不可欠な材料である。
【０００３】
一方、先行技術文献（特許文献１〜４）には、この種の熱可塑性樹脂モノフィラメントおよびその製造方法が開示されている。そして、これら先行技術文献の製造方法では、溶融した熱可塑性樹脂を糸状に押し出してから冷却固化し、必要に応じて延伸させて溶融紡糸している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８５４２９号公報
【特許文献２】特開２００３−２７８０２７号公報
【特許文献３】特開平１０−１８３４２１号公報
【特許文献４】特開平９−１１１５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法につき、特に、溶融した熱可塑性樹脂を糸状に吐出して冷却固化してから延伸する際に、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を基準とした出願は見当たらない。また、従来の方法で延伸して得られた熱可塑性樹脂モノフィラメントでは、寸法安定性および耐摩擦性がまだ十分ではない、という問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、寸法安定性および耐摩擦性に優れた熱可塑性樹脂モノフィラメントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記目的を達成するために、熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法について鋭意調査した結果、本発明を完成するに至った。すなわち、請求項１に係る本発明は、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法であって、溶融した熱可塑性樹脂を糸状に吐出する吐出口から、この吐出口から吐出した糸状の溶融した熱可塑性樹脂を通過させる冷却媒体までの間の距離を５０ｍｍ以下とするとともに、この冷却媒体の温度を２０℃〜９０℃として、前記糸状の溶融した熱可塑性樹脂を前記冷却媒体にて冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下の状態で引き取って未延伸糸とし、この未延伸糸を、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍以上とした条件で延伸することを特徴とする熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法である。
【０００８】
ここで、熱可塑性樹脂モノフィラメントは、糸径が１００μｍより大きい場合には、高密度の織物が得にくく、糸径斑が±７％より大きい場合には、織物等の加工品で目の不揃いや目ずれ等の不具合が発生する。また、熱可塑性樹脂モノフィラメントを製造する際に、吐出口から冷却媒体までの間の距離を５０ｍｍより長くした場合には、紡糸ドラフト率を超えると、糸径斑が大きくなる。さらに、冷却媒体の温度を２０℃より低くした場合には、熱可塑性樹脂モノフィラメントが偏平になり、真円度が低くなる。また、この冷却媒体の温度を９０℃より高くした場合には、溶融した熱可塑性樹脂の冷却固化が遅くなり、熱可塑性樹脂モノフィラメントの表面に荒れが生じる。さらに、紡糸ドラフト率が１０より小さい場合には、８０ｍ／ｍｉｎ以上の引取速度で糸径１００μｍ以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの延伸に適した未延伸糸を生産性良く製造できなくなる。また、引取張力を０．５ｋｇ／ｍｍ２より大きい状態で引き取って未延伸糸とした場合には、この未延伸糸の延伸性が低下し、延伸の際の紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍以上にできない。さらに、未延伸糸を延伸する際の引取速度が８０ｍ／ｍｉｎより小さい場合には、時間当たりの生産効率が低くなる。また、未延伸糸を延伸する際の紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍より小さくした場合には、延伸糸の引張強度を大きくできず、生産効率が低くなる。
【０００９】
次いで、請求項２に係る本発明は、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％である熱可塑性樹脂モノフィラメントである。
【００１０】
ここで、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘより小さい場合には、加工の際に破断する可能性が大きくなる。また、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５％より大きい場合、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が３％より大きい場合には、織物加工の際に収縮によって皺や目ずれが発生する。さらに、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合、すなわち熱膨張する場合には、織物加工の際の膨張によって皺や目ずれが発生する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、寸法安定性および耐摩擦性に優れた熱可塑性樹脂モノフィラメントを製造でき、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの寸法安定性および耐摩擦性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態による熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造装置を示す概略図である。
【図２】この製造装置の一部を示す概略図である。
【図３】耐摩擦性の測定方法を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の好適な一実施の形態について説明する。なお、この一実施の形態は、本発明に係わる代表的な実施の形態を示したものであり、これによって本発明の範囲が狭く解釈されることはない。
【００１４】
そして、この一実施の形態では、熱可塑性樹脂モノフィラメントとして、例えば、ポリプロピレン（polypropylene：PP）、ポリフッ化ビニリデン（poly vinylidine fluoride：PVDF）またはポリフェニレンサルファイド（poly phenylene sulfide：PPS）等が挙げられる。また、この熱可塑性樹脂モノフィラメントは、耐摩擦性に優れており、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が５％〜４０％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％の性質を有している。
【００１５】
なお、ｄｔｅｘ（デシテックス）とは、繊維１００００ｍ当たりのグラム（ｇ）数であり、繊維の重さや太さ示す単位である。
【００１６】
ここで、この熱可塑性樹脂モノフィラメントは、単層でもよく、二以上の層から構成されていてもよい。このような構成としては、例えば、長手方向に延在する芯部としての芯材と、この芯材の周囲に配置された少なくとも一層からなる鞘部としての鞘材とからなる芯鞘型複合糸等が好ましい。具体的には、芯材および鞘材を構成する樹脂を、異なる性質を有する同種の樹脂、例えばポリプロピレン樹脂とすることもできる。
【００１７】
次に、上述した熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法について説明する。図１には、熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造装置10が示されている。図１に示すように、素材となる溶融された熱可塑性樹脂である溶融樹脂Ａは、押出機20から、所定の条件で糸状に押し出されて、所定間隔のエアーギャップＢを介して冷却バス30の内部へ通過させて冷却固化して未延伸糸Ｃとされた後、少なくとも１台以上、例えば３台の延伸ロール40および２台の延伸バス50にて少なくとも１段以上、例えば２段に分けて延伸されて、所望する熱可塑性モノフィラメントである延伸糸Ｄと紡糸されてから巻取機60へと送られて巻き取られる。
【００１８】
図２には、溶融樹脂Ａを押し出して吐出させる押出機20、およびこの押出機20から押し出された糸状の溶融樹脂Ａが通過する冷却バス30の概略が示されている。特に、この図２は、押出機20から押し出された糸状の溶融樹脂Ａの冷却バス30に対するエアーギャップＢを示す図である。
【００１９】
押出機20は、溶融樹脂Ａを押し出して糸状に吐出させる押出手段および吐出手段であって、この溶融樹脂Ａが通過する円筒状の押出機本体21と、この押出機本体21の一端部である先端部の下面に設けられた口金としての中空円盤状のノズル22とを備えている。このノズル22は、軸方向を上下方向に向けた状態で取り付けられており、このノズル22の平板状の下面に所定の内径寸法としての口径寸法を有する複数の吐出口23が設けられている。そして、押出機20は、ノズル22の各吐出口23から溶融樹脂Ａを下方に向けて連続して糸状に吐出させる。
【００２０】
次いで、この押出機20のノズル22の各吐出口23に対向した位置に、冷却バス30が設置されている。この冷却バス30は、押出機20の各吐出口23から吐出された糸状の溶融樹脂Ａが冷却水32中を連続して通過し、この溶融樹脂Ａが冷却水32中を通過する際に冷却固化させる冷却固化手段としての冷却固化装置である。そして、この冷却バス30は、上方が開口した槽状の槽体としての冷却槽31と、この冷却槽31の内部に貯留された冷却媒体としての冷却液である冷却水32と、冷却槽31の内部に設置されこの冷却槽31内の冷却水32を所定の温度に冷却して維持させる冷却手段としての図示しない冷却ユニットと、冷却槽31内に設置され押出機20の吐出口23から吐出された糸状の溶融樹脂Ａを冷却槽31内の冷却水32中に導いて通過させる空転ロール33を備えている。
【００２１】
そして、冷却槽31は、この冷却槽31の上方の開口部34を、押出機20のノズル22の下面、すなわち各吐出口23に対向させた状態で設置されており、この冷却槽31に貯留された冷却水32の液面である水面35と、押出機20の各吐出口23との間に、所定間隔のエアーギャップＢを形成させる。このエアーギャップＢは、押出機20の吐出口23と冷却バス30の冷却水32の水面35との間の間隔であって、この押出機20の吐出口23から吐出された糸状の溶融樹脂Ａが通過する、冷却バス30の冷却水32に入るまでの間の空気層である。具体的に、このエアーギャップＢは、５０ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下に設定されている。
【００２２】
また、冷却バス30の冷却槽32内に貯留されている冷却水32は、冷却ユニットによって２０℃〜９０℃、好ましくは３０℃〜７０℃の温度に冷却されて維持されている。そして、この冷却バス30へ送られた糸状の溶融樹脂Ａは、空転ロール33によって送られて、この冷却バス30の冷却槽31内の冷却水32へ入り、この冷却水32中を通過する際に冷却固化されて未延伸糸Ｃとなる。
【００２３】
次いで、この未延伸糸Ｃは、冷却バス30の下流側に設置された延伸ロール40である引取手段としての引取ロール41によって所定の引取張力および引取速度で引き取られてから、この引取ロール41の下流側に設置された延伸バス50であるオーブンとしての第１の乾熱槽51内へと送られて所定の温度に加熱された後に、この第１の乾熱槽51の下流側に設置された延伸ロール40である延伸手段としての第１の延伸装置42にて所定の倍率に延伸されて延伸糸Ｄとされる。
【００２４】
ここで、引取ロール41は、紡糸ドラフト率１０以上、好ましくは１５以上にし、８０ｍ／ｍｉｎ以上の引取速度および０．５ｋｇ／ｍｍ２以下、好ましくは０．３ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｍｍ２以下の引取張力の状態で、冷却バス30の冷却水32中で冷却固化された溶融樹脂Ａを引き取って未延伸糸Ｃとして下流側へ送る。なお、紡糸ドラフト率とは、未延伸糸Ｃの引取速度に対する溶融樹脂Ａの吐出速度の比：引取速度÷吐出速度であって、ドラフト比ともいわれている。
【００２５】
さらに、第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42においては、トータル倍率が８５倍以上、好ましくは１００倍以上の状態で、未延伸糸Ｃを延伸して、直径である糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の延伸糸Ｄとする。ここで、トータル倍率とは、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積（紡糸ドラフト率×延伸倍率）をいう。
【００２６】
また、必要に応じ、この第１の延伸装置42にて延伸された延伸糸Ｄは、この第１の延伸装置42の下流側に設置された延伸バス50であるオーブンとしての第２の乾熱槽52内へと送られて所定の温度に加熱された後に、この第２の乾熱槽52の下流側に設置された延伸ロール40である延伸手段としての第２の延伸装置43にて所定の倍率に２段延伸されて延伸糸Ｄとされる。
【００２７】
そして、第１の延伸装置42にて１段延伸された延伸糸Ｄ、または第２の延伸装置43にて２段延伸された延伸糸Ｄは、巻取機60へと送られて、複数、例えば３本の管状スプール61に順次巻き取られる。
【００２８】
ここで、この延伸糸Ｄの延伸については、未延伸糸Ｃの紡糸後に連続して行ってもよく、また、この未延伸糸Ｃを図示しない巻取ロール等にて巻き取った後に、この未延伸糸Ｃを別工程で延伸してもよい。さらに、この未延伸糸Ｃの延伸の後に熱処理して緩和処理等することもできる。
【００２９】
上述した一実施の形態の製造方法によれば、製造される延伸糸Ｄの糸径が１００μｍより大きい場合には、高密度の織物を得にくくなる。また、この延伸糸Ｄの糸径斑が±７％より大きい場合には、織物等の加工品において目の不揃いや目ずれ等の不具合が発生するおそれがある。さらに、この延伸糸Ｄを製造方法する際に、エアーギャップを５０ｍｍより長くした場合には、紡糸ドラフト率を超えると、糸径斑が大きくなってしまう。
【００３０】
また、冷却バス30内の冷却水32の温度を２０℃より低くした場合には、製造される延伸糸Ｄが偏平になり、真円度が低くなるため、織物等の加工品にした際に目の不揃い等の不具合が発生してしまう。さらに、この冷却水32の温度を９０℃より高くした場合には、この冷却水32の通過による溶融樹脂Ａの冷却固化が遅くなり、この溶融樹脂Ａが半溶融状態で図示しない糸ガイド等を通過する際に変形するおそれがあり、この溶融樹脂Ａが冷却水32中に入る際に、この冷却水32に沸騰が発生するおそれがあるから、未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄの表面に荒れが生じてしまう。
【００３１】
さらに、未延伸糸Ｃを延伸する際の紡糸ドラフト率が１０より低い場合には、８０ｍ／ｍｉｎ以上の高速の引取速度で糸径１００μｍ以下の延伸に適し、織物等の加工に適した延伸糸Ｄを得ることができる未延伸糸Ｃを生産性良く製造できなくなってしまう。また、冷却バス30にて冷却固化される溶融樹脂Ａを０．５ｋｇ／ｍｍ２より大きい引取張力で引き取って未延伸糸Ｃとした場合には、この未延伸糸Ｃの延伸性が低くなるから、この未延伸糸Ｃを延伸する際のトータル倍率を８５倍以上にできなくなってしまう。特に、この未延伸糸Ｃを延伸する際のトータル倍率を８５倍より小さくした場合には、延伸糸Ｄの引張強度を大きくできなくなり、生産効率が低下してしまう。
【００３２】
そこで、上述のように、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントである延伸糸Ｄを製造する際に、溶融樹脂Ａの吐出口23から冷却バス30内の冷却水32の水面35までのエアーギャップＢを５０ｍｍ以下（好ましくは２０ｍｍ以下）とし、この冷却水32の温度を２０℃〜９０℃（好ましくは３０℃〜７０℃）として、溶融樹脂Ａを冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上（好ましくは１５以上）、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下（好ましくは０．３ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｍｍ２以下）の状態で引き取って未延伸糸Ｃとしてから、この未延伸糸Ｃをトータル倍率８５倍以上（好ましくは１００倍以上）の条件で延伸する。この結果、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％（好ましくは０％〜３．５％）、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％（好ましくは０．５％〜２％）の性質を有する延伸糸Ｄを製造できる。よって、結晶化度が高く、強度、糸径斑、熱収縮等の品質の良い１００μｍ以下の細径モノフィラメントの延伸糸Ｄを生産性良く製造できる。
【００３３】
ここで、この延伸糸Ｄの引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘより小さい場合には、織物加工の際に、延伸糸Ｄが破断等するトラブルが発生する可能性が大きくなる。特に、この延伸糸Ｄの用途によっては、織物にした際の強度が不十分となってしまう。また、この延伸糸Ｄの３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５％より大きい場合や、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が３％より大きい場合には、この延伸糸Ｄを織物加工した際に、この延伸糸Ｄ自体の収縮によって、織物に皺や目ずれ等の問題が発生するおそれがある。さらに、この延伸糸Ｄの３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合や、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より小さい場合、すなわち熱膨張する場合には、この延伸糸Ｄを織物加工する際に、この延伸糸Ｄ自体の膨張によって、織物に皺や目ずれが発生するおそれがあるとともに、熱膨張によって伸びた延伸糸Ｄがループ状になって織物の表面から飛び出してしまうおそれがある。
【００３４】
具体的に、この延伸糸Ｄは、この延伸糸Ｄの表面を構成する表層部であるスキン層が高結晶化度および高配向となる。すなわち、この延伸糸Ｄは、ＴＭＡ（Thermo Mechanical Analyzer：熱機械測定）による１００℃周辺の熱膨張率が低く非晶部が少ないことから、結晶化度が高い。また、１０以上の紡糸ドラフト率で８０ｍ／ｍｉｎ以上の引取速度で未延伸糸Ｃを引き取っていることから、延伸糸Ｄの表層部に高結晶化度および高配向の構造が形成される。
【００３５】
そして、この延伸糸Ｄは、結晶化度が高いことから、融点（Ｔｍ）より十分低い温度において、熱収縮は非晶部の収縮に起因する収縮が主となるため、強度を発現するために十分に延伸して分子配向させたとしても、非晶部で収縮は生じるが結晶部での収縮がほとんど生じなくなり、熱収縮率が小さくなる。また、非晶部は、常温以上になると柔らかくなるため、荷重が大きくなると収縮ではなく荷重の重さで伸びてしまう。これに対し、結晶部である表層部の結晶化度が高い場合には、非晶部の伸びを結晶部が抑えることとなり、結果的に伸びを抑えることとなるから、伸びも小さく、熱収縮率も小さくなる。特に、結晶化度の高い表層部を有する場合には、この表層部全体で伸びを抑えることとなるから、伸びを抑える効果は大きい。
【００３６】
よって、高結晶化度および高配向の結晶部を多く含むスキン層が延伸糸Ｄの表層に形成されるため、１００℃付近の高温においても熱安定性、すなわち寸法安定性が良い。このため、この延伸糸Ｄを用いて織物等を加工する際に、織物性能として品質の良い高密度の織物等の加工品を製造できる。同時に、延伸糸Ｄの表層部に結晶化度の高いスキン層が形成されるため、荷重下での耐摩擦性に優れた延伸糸Ｄとなるから、織物加工時に、糸切れが発生しにくく、加工の際に発生する糸の削れによるトラブルの発生を少なくできる。したがって、寸法安定性および耐摩擦性に優れた延伸糸Ｄを生産性良く製造でき、この延伸糸Ｄを用いることによって、織物加工が容易になり、品質の良い織物を得ることができる。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、本実施例等において得られた未延伸糸Ｃおよび延伸糸Ｄの引張強度・伸度、インヘレント粘度、熱収縮率、糸径、糸径斑、偏平率および耐摩擦性は、下記の方法により測定または評価した。
【００３８】
（１）引張強度・伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１３に準じて、測定対象である未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄについて、長さ３００ｍｍ、引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、測定数５の条件で、引張強度［ｃＮ／ｄｔｅx］および伸度［％］をそれぞれ測定した。
【００３９】
（２）インヘレント粘度（ηｉｎｈ）
測定対象である未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄを、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（N,N‐Dimethyl formamide）の溶媒に、０．４ｇ／ｄｌの濃度で溶解させて溶液をつくり、この溶液の３０℃における粘度を、日本ジェネティクス（株）製Ubbelohde粘度計（Ubbelohde Viscometers, Calibrated）を用いて溶液粘度を測定してから、この溶液粘度と同じ温度での溶媒粘度との比である相対粘度（ηｒ）の自然対数（Ｉｎηｒ）に、濃度の逆数（１／０．４）ｇ／ｄｌを掛けてインヘレント粘度（ηｉｎｈ）を測定した。
【００４０】
（３）熱収縮率
ＴＭＡ（Thermo Mechanical Analyzer：熱機械測定）装置にて、荷重３０ｍＮおよび荷重１００ｍＮにおける１００℃での熱収縮率［％］をそれぞれ測定した。
【００４１】
（４）糸径
（株）キーエンス製レーザー外径測定器を用い、測定間隔６ｍｍ、測定長９８０ｍの条件で、糸径［μｍ］を測定した。
【００４２】
（５）糸径斑
測定した糸径の最大値（ＤＭＡＸ）および最小値（ＤＭＩＮ）のそれぞれを、測定した糸径の平均値（Ｄ）で割って百分率［％］で算出した。
【００４３】
（６）偏平率
測定対象となる未延伸糸Ｃまたは延伸糸Ｄの断面の外径の長径（最大値）と短径（最小値）とのそれぞれを、ソニー（株）製マイクロメーター「Ｍ−３０」を用いて測定し、これら長径および短径の平均値をＤとし、式：偏平率＝｛（長径−短径）／Ｄ｝×１００ を用いて偏平率［％］を算出した。
【００４４】
（７）耐摩擦性
図４に示すように、テスター産業（株）製の学振型改良摩擦試験機71に、評価対象となる延伸糸Ｄの一端を固定し、この延伸糸Ｄの他端側に錘72を固定して荷重を掛けた状態で、１０００メッシュ（♯１０００）のサンドペーパー73で外周を覆った外径寸法１００ｍｍの細長円柱状の丸棒74上を、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度で延伸糸Ｄを長さ方向Ｅに沿って往復運動させて、この延伸糸Ｄが切断されるまでの回数を測定して耐摩擦性［回］を評価した。
【００４５】
実施例１
素材となる熱可塑性樹脂として、日本ポリプロ（株）製ポリプロピレン樹脂ＭＦＲ５ｇ／１０ｍｉｎ「ＦＹ４」を用い、このポリプロピレン樹脂を２６０℃に加熱して溶融させて溶融樹脂Ａとし、内径寸法（Φ）３５ｍｍの押出機本体21を有する押出機20のノズル22の口径寸法（Φ）０．８ｍｍの吐出口23から３．２ｇ／ｍｉｎの吐出速度で溶融樹脂Ａを糸状に吐出させ、紡糸ドラフト率１６で、２０ｍｍのエアーギャップＢを通過させて３０℃の冷却水32にて冷却固化し、引取張力０．２ｋｇ／ｍｍ２で引取速度１３５ｍ／ｍｉｎで引き取って、糸径２００μｍ及び糸径斑±５％の未延伸糸Ｃとした。
【００４６】
そして、この未延伸糸Ｃを１５０℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で６．２５倍の倍率（トータル倍率：１００倍）に延伸したところ、糸径８０μｍ、糸径斑±５％、引張強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２１％、荷重３０ｍＮでの１００℃の熱収縮率が２．２％、荷重１００ｍＮでの１００℃の熱収縮率が０．３％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１３０回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性３０回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄは、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００４７】
なお、ＭＦＲ（melt flow rate：メルトフローレート）とは、荷重５ｋｇで測定した１０分当たりの流出量で示される値［単位：ｇ／１０ｍｉｎ］である。
【００４８】
実施例２
素材となる熱可塑性樹脂として、芯材にポリプロピレン樹脂ＭＦＲ５ｇ／１０ｍｉｎ、および鞘材にポリプロピレン樹脂ＭＦＲ６．５ｇ／１０ｍｉｎを用い、芯鞘複合比率：芯材／鞘材＝６０／４０（Ｖｏｌ比：体積比）の芯鞘型複合糸を、それぞれ内径寸法（Φ）３５ｍｍの押出機本体21を有する芯材用および鞘材用の２台の押出機20の各ノズル22の口径寸法（Φ）０．８ｍｍの吐出口23から２．３ｇ／ｍｉｎの吐出速度（芯材の吐出速度：１．４ｇ／ｍｉｎ、鞘材の吐出速度：０．９ｇ／ｍｉｎ）で各溶融樹脂Ａをそれぞれ吐出させ、紡糸ドラフト率１６で、８ｍｍのエアーギャップＢを通過させて３０℃の冷却水32にて冷却固化し、引取張力０．２ｋｇ／ｍｍ２で引取速度９０ｍ／ｍｉｎで引き取って、糸径２００μｍ及び糸径斑±４％の芯鞘型の未延伸糸Ｃとした。
【００４９】
そして、この未延伸糸Ｃを、１３３℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で５．７倍の倍率に延伸してから、さらに１４５℃の温度の第２の乾熱槽および第２の延伸装置43で１．１倍の倍率に２段延伸（トータル倍率：１００．３２倍）したところ、糸径８２μｍ、糸径斑±４％、引張強度７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が３．２％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が１．９％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１３８回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性３２回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５０】
実施例３
引取速度を３００ｍ／ｍｉｎ、紡糸ドラフト率を４２にした以外は、実施例１と同様にして、糸径１２３μｍ、糸径斑±３％の未延伸糸Ｃを作製した。
【００５１】
そして、この未延伸糸Ｃを、１３５℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で３．０倍の倍率に１段延伸してから、さらに１４０℃の温度の第２の乾熱槽および第２の延伸装置43で１．４倍の倍率に２段延伸（トータル倍率：１７６．４倍）したところ、糸径６０μｍ、糸径斑±３．５％、引張強度５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２７％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が２．４％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０．３％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１３５回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性３２回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５２】
実施例４
素材となる熱可塑性樹脂として、（株）クレハ製のインヘレント粘度（ηｉｎｈ）１．０のポリフッ化ビニリデンを用いた以外は、実施例３と同様にして、糸径１２５μｍ、糸径斑±３％の未延伸糸Ｃを作製した。
【００５３】
そして、この未延伸糸Ｃを、１７０℃の温度の第１の乾熱槽51および第１の延伸装置42で３．５倍の倍率に１段延伸してから、さらに１７５℃の温度の第２の乾熱槽および第２の延伸装置43で１．０５倍に２段延伸（トータル倍率：１５４．３５倍）したところ、糸径６５μｍ、糸径斑±３．０％、引張強度４．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２７％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が２．３％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が１．０％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１５８回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性４５回の延伸糸Ｄとなった。この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５４】
実施例５
素材となる熱可塑性樹脂として、（株）クレハ製の温度３１０℃および剪断速度１２００ｓｅｃ−１での溶融粘度が１５００ポイズ［Ｐ］（＝１５０Ｎｓ／ｍ２）のポリフェニレンサルファイドを用い、この熱可塑性樹脂を３１０℃に加熱して溶融させて溶融樹脂Ａとし、紡糸ドラフト率を２５、冷却水の温度を８０℃とした以外は、実施例１と同様にして、糸径１６０μｍ、糸径斑±５％の未延伸糸Ｃを作製した。
【００５５】
そして、この未延伸糸Ｃを、沸騰水を用いた延伸バス50および第１の延伸装置42にて３．５倍の倍率に１段延伸してから、さらに１５０℃の温度の第２の乾熱槽51および第２の延伸装置43で１．２倍の倍率に２段延伸した後、２３０℃の温度の図示しない第３の乾熱槽および第３の延伸装置にて２％の緩和熱処理（トータル倍率：１０２．９倍）をして延伸糸Ｄとした。この結果、この延伸糸Ｄは、糸径８１μｍ、糸径斑±５％、引張強度４．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２８％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が１．５％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０．１％、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性２３９回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性１１３回であった。したがって、この延伸糸Ｄもまた、荷重下でも熱収縮率の変化が小さく寸法安定性が良く、かつ耐摩擦性に優れていることから、織物等の加工に適したモノフィラメントである。
【００５６】
比較例１
エアーギャップＢを１５０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、未延伸糸Ｃを作製した。この未延伸糸Ｃは、糸径斑が±１５％と大きかった。そして、この未延伸糸Ｃを、実施例１と同様にして延伸したところ、この未延伸糸Ｃの細い部分で糸切れが発生し延伸できなかった。
【００５７】
比較例２
未延伸糸Ｃの引取張力を０．６５ｋｇ／ｍｍ２とした以外は、実施例１と同様にして、紡糸および延伸をしたところ、延伸の際に倍率が十分に上がらず、３．５倍の段階で糸切れが発生した。また、この延伸時の引張強度は２．３ｃＮ／ｄｔｅｘと低い値であった。
【００５８】
比較例３
冷却水32の温度を７℃とした以外は、実施例１と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、偏平が激しく真円度が低く、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４１回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４回あり、織物等の加工において糸切れや織り目の不揃い等の問題が発生した。
【００５９】
比較例４
エアーギャップＢを１９０ｍｍ、紡糸ドラフト率を９、ノズル22からの溶融樹脂Ａの吐出量を０．５３ｇ／ｍｉｎ、および未延伸糸Ｃの引取速度を１８ｍ／ｍｉｎとした（トータル倍率：５６．４３倍）以外は、実施例２と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、糸径８２μｍおよび糸径斑±９％であり、糸径斑が大きく、織物に加工した際に、糸径斑が原因の織り目の不揃いが発生した。
【００６０】
比較例５
紡糸ドラフト率を９、ノズル22からの溶融樹脂Ａの吐出量を０．５３ｇ／ｍｉｎ、および未延伸糸Ｃの引取速度を１８ｍ／ｍｉｎとした（トータル倍率：５６．４３倍）以外は、実施例２と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、糸径８１μｍ、糸径斑±４％、引張強度４．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４６％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が２．４％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が−１．２％（１．２％の熱膨張、すなわち熱膨張率が１．２％）、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が６８回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が１回であった。よって、この延伸糸Ｄは、荷重が大きくなると膨張が大きくなることから、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【００６１】
比較例６
紡糸ドラフト率を９、ノズル22からの溶融樹脂Ａの吐出量を０．６ｇ／ｍｉｎ、未延伸糸Ｃの引取速度を１８ｍ／ｍｉｎ、１段延伸倍率を７．０倍、および２段延伸倍率を１．１倍とした（トータル倍率：６９．３倍）以外は、実施例２と同様にして、延伸糸Ｄを作製した。この延伸糸Ｄは、糸径８２μｍ、糸径斑±４％、引張強度５．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５．４％、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が−１．０％（１．０％の熱膨張、すなわち熱膨張率が１．０％）、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４９回、および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が５回であった。よって、この延伸糸Ｄは、熱収縮率が高く、荷重下での熱吸収率の変化が大きいことから、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物等の加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【００６２】
以上の結果、実施例１−６では、糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の延伸糸Ｄを製造する際に、エアーギャップＢを５０ｍｍ以下（好ましくは２０ｍｍ以下）としつつ冷却水32の温度を２０℃〜９０℃（好ましくは３０℃〜７０℃）として溶融樹脂Ａを冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上（好ましくは１５以上）、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下（好ましくは０．３ｋｇ／ｍｍ２以下、さらに好ましくは０．２ｋｇ／ｍｍ２以下）の状態で引き取って未延伸糸Ｃとしてから、この未延伸糸Ｃをトータル倍率８５倍以上（好ましくは１００倍以上）の条件で延伸することによって、糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％（好ましくは０％〜３．５％）、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％（好ましくは０．５％〜２％）の織物の加工に適した性質を有する延伸糸Ｄを生産性良く製造できる。
【００６３】
これに対し、比較例１では、エアーギャップＢを５０ｍｍより大きい１５０ｍｍとした場合に、未延伸糸Ｃの糸径斑が±１５％と大きくなり、この未延伸糸Ｃを延伸した際に細い部分で糸切れが発生した。
【００６４】
また、比較例２では、未延伸糸Ｃの引取張力を０．５ｋｇ／ｍｍ２より大きい０．６５ｋｇ／ｍｍ２とした場合に、延伸の際に倍率が十分に上がらず糸切れが発生し、延伸時の引張強度が２．３ｃＮ／ｄｔｅｘと低い値であった。
【００６５】
さらに、比較例３では、冷却水32の温度を２０℃より低い７℃とした場合に、延伸糸Ｄの偏平が激しく真円度が低く耐摩擦性が低くなり、織物等の加工において糸切れや織り目の不揃い等が発生した。
【００６６】
次いで、比較例４では、エアーギャップＢを５０ｍｍより大きい１９０ｍｍとし、紡糸ドラフト率を１０より低い９とし、未延伸糸Ｃの引取速度を８０ｍ／ｍｉｎより遅い１８ｍ／ｍｉｎとし、およびトータル倍率を８５倍より低い５６．４３倍とした場合に、延伸糸Ｄの糸径斑が±９％と大きくなり、織物に加工した際に糸径斑が原因の織り目の不揃いが発生した。
【００６７】
また、比較例５では、紡糸ドラフト率を１０より低い９とし、未延伸糸Ｃの引取速度を８０ｍ／ｍｉｎより遅い１８ｍ／ｍｉｎとし、トータル倍率を８５倍より低い５６．４３倍とした場合に、延伸糸Ｄの伸度が４０％より高い４６％となり、かつ１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より低い−１．２％となったため、荷重が大きくなると膨張が大きくなり、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【００６８】
さらに、比較例６では、紡糸ドラフト率を１０より低い９とし、未延伸糸Ｃの引取速度を８０ｍ／ｍｉｎより遅い１８ｍ／ｍｉｎとし、トータル倍率を８５倍より低い６９．３倍とした場合に、延伸糸Ｄの３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が５％より高い５．４％となるとともに、１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％より低い−１．０％となり、荷重１０．５ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が４９回および荷重２１ｋｇ／ｍｍ２での耐摩擦性が５回と低かったため、熱収縮率が高く、荷重下での熱吸収率の変化が大きいことから、寸法安定性および耐摩擦性が低く、織物等の加工において糸切れが発生しやすく、織物において目ずれや皺等が発生した。
【符号の説明】
【００６９】
10 熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造装置
20 押出機
21 押出機本体
22 ノズル
23 吐出口
30 冷却バス
31 冷却槽
32 冷却水
33 空転ロール
34 開口部
35 水面
40 延伸ロール
41 引取ロール
42 第１の延伸装置
43 第２の延伸装置
50 延伸バス
51 第１の乾熱槽
52 第２の乾熱槽
60 巻取機
61 管状スプール
71 学振型改良摩擦試験機
72 錘
73 サンドペーパー
74 丸棒
Ａ 溶融樹脂
Ｂ エアーギャップ
Ｃ 未延伸糸
Ｄ 延伸糸
Ｅ 長さ方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法であって、
溶融した熱可塑性樹脂を糸状に吐出する吐出口から、この吐出口から吐出した糸状の溶融した熱可塑性樹脂を通過させる冷却媒体までの間の距離を５０ｍｍ以下とするとともに、この冷却媒体の温度を２０℃〜９０℃として、前記糸状の溶融した熱可塑性樹脂を前記冷却媒体にて冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下の状態で引き取って未延伸糸とし、
この未延伸糸を、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍以上とした条件で延伸する、
ことを特徴とする熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法。
【請求項２】
糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％である熱可塑性樹脂モノフィラメント。
【請求項１】
糸径が１００μｍ以下で糸径斑が±７％以下の熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法であって、
溶融した熱可塑性樹脂を糸状に吐出する吐出口から、この吐出口から吐出した糸状の溶融した熱可塑性樹脂を通過させる冷却媒体までの間の距離を５０ｍｍ以下とするとともに、この冷却媒体の温度を２０℃〜９０℃として、前記糸状の溶融した熱可塑性樹脂を前記冷却媒体にて冷却固化し、紡糸ドラフト率１０以上、引取速度８０ｍ／ｍｉｎ以上および引取張力０．５ｋｇ／ｍｍ２以下の状態で引き取って未延伸糸とし、
この未延伸糸を、紡糸ドラフト率と延伸倍率との積を８５倍以上とした条件で延伸する、
ことを特徴とする熱可塑性樹脂モノフィラメントの製造方法。
【請求項２】
糸径１００μｍ以下、糸径斑±７％以下、引張強度３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３０ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜５％、および１００ｍＮ荷重での１００℃の熱収縮率が０％〜３％である熱可塑性樹脂モノフィラメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１６３７２０（Ｐ２０１０−１６３７２０Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８３８６（Ｐ２００９−８３８６）
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（３９０００９８３０）クレハ合繊株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１９日（２００９．１．１９）
【出願人】（３９０００９８３０）クレハ合繊株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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