芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよび織物
【課題】必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有し、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物の構成素材として好適な芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた織物を提供する。
【解決手段】芯成分および鞘成分がいずれもポリエステル系樹脂からなる芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントであって、前記鞘成分を構成するポリエステル系樹脂は、融点が１５０℃以上で、かつ前記芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点より３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂からなり、さらに前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれもカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下のポリエステル系樹脂であると共に、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芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント。
【解決手段】芯成分および鞘成分がいずれもポリエステル系樹脂からなる芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントであって、前記鞘成分を構成するポリエステル系樹脂は、融点が１５０℃以上で、かつ前記芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点より３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂からなり、さらに前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれもカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下のポリエステル系樹脂であると共に、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芯鞘複合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、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなどの良好な熱接着性を有し、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物の構成素材として好適な芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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など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などを有していることから、各種工業用部品、衣料用および工業用繊維材料、各種織物などに使用されてきた。
【０００３】
これらの織物としては、抄紙機用織物、フィルター用織物、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の織物、熱処理炉内搬送ベルト用織物などが挙げられ、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などが知られている。
【０００４】
なかでも、抄紙業界における抄紙用ワイヤーや抄紙用ドライヤーカンバス（以下、カンバスという）の構成素材としては、ポリエチレンテレフタレートなどの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おり、これら、ポリエステルモノフィラメントからなる抄紙用の工業用織物は、寸法安定性や走行安定性、耐加水分解性や耐熱性の他、優れた表面性、適切な通気度など多様な物性と機能を併せ持つ必要があり、とりわけ耐加水分解性や耐熱性および通気度が重要視されている。
【０００５】
ここで、ポリエステルモノフィラメントを高温・多湿条件下で用いられる工業用織物に使用した場合には、使用中にポリエステルモノフィラメントが加水分解劣化によって強度低下を起こすという欠点を有していた。
【０００６】
さらに、今日では抄紙速度の高速化によって抄造能力の増強によるコストダウンが推し量られているが、工業用織物の強度低下による織物交換作業のために生産工程を一時停機せざるを得ず、その結果として生産効率ならびに作業効率の悪化に多大な悪影響を及ぼしていた。
【０００７】
また、耐加水分解性と並んで工業用織物の重要特性でもある通気度に関しては、紙の品質に大きく影響し、通気度が低すぎると抄紙時の脱水効率や乾燥効率が低下し、また通気度が高すぎると、工業用織物の走行安定性が低下し（フラッタリング）、紙に皺が発生するなど品質の低下を招いてしまう。さらに最近、その通気度の安定性について注目が集まっている。これは使用途中で織物の目付け部分がずれてしまい（以下、目ズレという）、製品である紙に乾燥ムラが発生することで紙の品質の低下を招いてしまうというものである。この目ズレは使用途中に発生することから実態を把握しにくく、出来上がった製品の品質を検査して初めて乾燥ムラに気づくといったケースが多いため、結果的に収率の低下を招いてしまい、通気度の安定性、すなわち使用途中における織物の目ズレ防止がしきりに求められていた。
【０００８】
この目ズレ防止について以前より各種検討がなされており、その検討の中でも織物の表面に塩化ビニル樹脂をコーティングする方法が広く用いられていた。しかしこの方法では織物の目ズレが防止され、加工性が良好であるという利点はあるものの、得られる織物が重くなり、また使用時の作業性が悪いという点があった。さらに、織物を廃棄物として焼却する際に、塩素ガスやダイオキシンといった有害ガスが発生してしまい、環境や人体に悪い影響を与えてしまっていた。
【０００９】
そこでこのような欠点を解決するため従来から様々の提案が行われてきた。
【００１０】
例えば、織物や繊維を塩化ビニル樹脂でコーティングする代替方法として、芯部がポリプロピレン樹脂からなり、鞘部がポリエチレン樹脂からなる熱接着繊維（例えば、特許文献１参照）が知られている。この技術で得られる繊維を使用した織物は、軽量化することができ、また廃棄物として焼却時に有害ガスを発生しないという利点はあるが、接着される繊維がポリエステル系繊維の場合には、熱接着するポリオレフィン系繊維との親和性が悪く、熱接着した後に目付け部分が剥離して目ズレが発生してしまうため、熱接着性繊維としては不満足なものであった。
【００１１】
また、ポリエステル系の熱接着繊維を開発する技術として、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートからなるポリエステルを芯部とし、該ポリエステルと相溶性があり、軟化温度が１３０〜２００℃であるポリマーを鞘部とした芯鞘複合繊維（例えば、特許文献２参照）が知られている。しかしながら、この芯鞘複合繊維は、熱収縮が非常に高く、また熱接着した織物は寸法安定性に欠けてしまうだけではなく、高温・多湿条件下でこれら織物を使用した場合は目付け部分が溶融し、目ズレの発生頻度が高くなるという問題があった。
【００１２】
さらに、耐熱性を有するポリエステル系の熱接着繊維を開発する技術として、アルキレンテレフタレート単位を主体とする融点２２０℃以上のポリエステルＡと、融点がポリエステルＡより３０℃以上低いポリエステルＢからなり、ポリエステルＡを芯部にポリエステルＢを鞘部に配し、乾熱処理後の強度保持率が６０％以上である芯鞘型ポリエステル複合繊維（例えば、特許文献３参照）が知られているが、この技術で得られる繊維は、耐熱性の観点では高温条件下でも目ズレは防止されるものの、耐加水分解性の観点では目付け部分が加水分解劣化を起こすことで接着強力が低下し、目ズレの発生頻度が高くなるばかりか、芯部も加水分解劣化の影響を受けることで、繊維自体の強力が低下するといった問題を包含していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−２４６２３２号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８４１１９号公報
【特許文献３】特開２００８−１０６３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有し、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物の構成素材として好適な芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記の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。
【００１６】
すなわち、本発明は、芯成分および鞘成分がいずれもポリエステル系樹脂からなる芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントであって、前記鞘成分を構成するポリエステル系樹脂は、融点が１５０℃以上で、かつ前記芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点より３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂からなり、さらに前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれもカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下のポリエステル系樹脂であると共に、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芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを提供するものである。
【００１７】
なお、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントにおいては、
前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれも各ポリエステル系樹脂１００重量部に対して、モノカルボジイミド０．１〜３．０重量部を含有すること、および
前記芯成分と鞘成分の複合比率が、芯成分：２０〜８０重量％および鞘成分：８０〜２０重量％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で、一層優れた引張強度と耐加水分解性が取得できると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に、目ズレの発生頻度をより一層抑制できるなど、抜群の熱接着性を取得することができる。
【００１８】
また、本発明の織物は、上記の芯鞘複合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することを特徴とし、特に抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物において、必要十分な引張強度および抜群の耐加水分解性のみならず、高温・多湿条件下で長期間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下に説明するとおり、従来の熱接着繊維では実現することのできなかった、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有した、各種織物、特に抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物の構成素材として好適な芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた織物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを構成する芯成分の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化合物のことである。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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、ＰＥＴには、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸、カーボンブラックなどの各種無機粒子や架橋高分子粒子、各種金属粒子などの粒子類のほか、従来公知の金属イオン封鎖剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、帯電防止剤、各種着色剤、各種界面活性剤などが添加されていてもよい。
【００２４】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを構成する鞘成分のポリエステル系樹脂とは、融点が１５０℃以上で、かつ芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点よりも３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂であることが好ましい。芯成分のポリエステル系樹脂との融点差が３０℃未満であると、鞘成分を熱接着させる際の温度が芯成分の融点付近に達するため、芯成分のポリエステル系樹脂が熱劣化によって強度低下を招き、例えば工業用織物用途の原糸として使用する場合に、最低限必要な強力を維持できない可能性が高いことから好ましくない。
【００２５】
また、鞘成分を構成するポリエステル系樹脂の融点が１５０℃未満であると、織物として高温・多湿条件下で使用した場合、その高温条件が故に目付け部分が溶融してしまい、熱接着性（接着強力）の低下によって目ズレの発生頻度が高くなってしまうため好ましくない。
【００２６】
ここでいう共重合ポリエステル系樹脂とは、ジカルボン酸成分とジアルコール成分をランダムで共重合させたランダムコポリマーをいう。共重合ポリエステル系樹脂におけるジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、スルホイソフタル酸ナトリウムが挙げられる。この中でジカルボン酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、アジピン酸、セバシン酸が特に好ましく用いられる。
【００２７】
ジアルコール成分としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリ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、トリメチロールプロパン、ペンタエリストリール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。なかでもエチレングリコール、１，２プロピレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールが特に好ましく用いられる。具体例としては、東レ・ファインケミカル製“ケミット”などの市販品が挙げられる。
【００２８】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントは、芯成分および鞘成分を構成する両ポリエステル系樹脂のいずれもが、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下の条件を満たすことが重要であり、これにより抜群の耐加水分解性を発揮することができる。カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以上であると、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、芯成分の場合はモノフィラメント自体が著しい強度低下が、さらに鞘成分の場合は織物として使用する際に目付け部分の加水分解劣化により熱接着性が著しく低下し、目ズレの発生頻度が高くなってしまうなど、両成分のうちどちらか一方でも欠けてしまうと製品品位が低下してしまうため好ましくない。
【００２９】
また、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントは、芯成分および鞘成分の両成分が共に、モノカルボジイミド化合物（以下、ＭＣＤ化合物という）を含有することが好ましく、これにより耐加水分解性が飛躍的に向上する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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などが挙げられる。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などが、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。
【００３４】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントにおいて、芯成分および鞘成分の両成分に対するＭＣＤ化合物の含有量は、各成分のポリエステル系樹脂１００重量部に対し、それぞれ０．１〜３．０重量部であると好ましく、０．３〜２．５重量部であるとより好ましく、０．６〜２．０重量部の範囲であるとさらに好ましい。ＭＣＤ化合物の含有量が０．１重量部未満であると、高温・多湿条件下で使用される工業用織物用途の原糸として要求される耐加水分解性を満足することができず、また３．０重量部より多いと、モノフィラメントの製造が困難になり、また得られるモノフィラメントの引張強度が著しく低下するため好ましくない。
【００３５】
ここで、ＭＣＤ化合物を０．１〜３．０重量部含有させるには、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、更に製品ポリエステルモノフィラメント中に０．１〜３．０重量部の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】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントにおける芯成分と鞘成分の複合比率は、芯成分が２０〜８０重量％および鞘成分：８０〜２０重量％であることが好ましく、芯成分が２０重量％未満ではカンバスで必要とされる引張強度が得られず、また８０重量％を越えると鞘成分の比率が少なくなり、織物にした際の熱接着性が著しく低下し、目ズレの発生頻度が高くなるため好ましくない。
【００３７】
また、本発明の芯鞘複合モノフィラメントは、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下では工業用織物としての必要最低限の強力を維持できない可能性が高く、工業用織物への展開が難しくなることがある。
【００３８】
次に、本発明に芯鞘複合モノフィラメントの耐加水分解性は、下記方法によって得られた強力保持率が５０％以上であることが好ましく、強力保持率が５０％未満であると、耐加水分解性を満足することができず、高温・多湿条件下で使用される工業用織物用途の原糸としては不十分なものとなってしまうため好ましくない。
【００３９】
［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。なお、算式は、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とした。
【００４０】
本発明における芯鞘複合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。
【００４１】
また、本発明の芯鞘複合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。
【００４２】
次に、本発明の芯鞘複合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。
【００４３】
芯成分となるポリエステル系樹脂は、例えばＰＥＴの場合、あらかじめ予備乾燥をしておき、次いでエクストルダー式紡糸機を用いて２６０℃〜３００℃にて溶融されるのが好ましい。
【００４４】
また、鞘成分となる共重合ポリエステル系樹脂も芯成分と同様で、あらかじめ予備乾燥をしておき、芯成分とは別のエクストルダー式紡糸機を用いて２４０℃〜２６０℃にて溶融されるのが好ましい。
【００４５】
さらに、ＭＣＤ化合物を含有させる場合は、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各々の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。
【００４６】
別々に溶融されたポリマーは各々計量され、別々の配管を通り、複合紡糸金型で合流して口金から吐出される。なお、この際に複合紡糸金型の温度は、鞘成分の共重合ポリエステル系樹脂の熱劣化を避けるため、２８０℃以下であることが好ましい。さらに、ポリエステルおよびＭＣＤ化合物の熱劣化を防ぐため、紡糸機滞留時間は１５分以下であることが好ましく、１０分間以下にすることがさらに好ましい。その後冷却され、延伸・熱セットすることにより、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得ることができる。
【００４７】
本発明の織物とは、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントをその少なくとも一部に使用しており、織物の目付け部分を固定させるため、一旦織物にした後、鞘成分の融点以上で熱処理をすることで鞘成分を溶融させ、目付け部分を熱接着させることが好ましい。
【００４８】
また本発明の織物は、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを緯糸および／または経糸の少なくとも一部に使用した各種用途に使用される織物のことであり、例えば工業用織物、衣料、不織布、各種フィルターなどの織物のことである。
【００４９】
さらに工業用織物とは、例えば、抄紙ワイヤー、カンバスなどの抄紙機に装着される織物類、熱処理炉内搬送用ベルト織物もしくは各種フィルター織物のことである。
【００５０】
ここで、抄紙ワイヤーとは、平織、二重織および三重織など様々な織物として、紙の漉き上げ工程で使用される織物のことで、長網あるいは丸網などとして用いられるものである。また、カンバスとは、平織り、二重織および三重織など様々な織物（相前後する緯糸と緯糸とがスパイラル状の経糸用モノフィラメントによって織り継がれたスパイラル状織物を含む）として、抄紙機のドライヤー内で紙を乾燥させるために使用される織物のことである。さらに、熱処理炉内搬送用ベルト織物とは、各種半製品の乾燥、熱硬化、殺菌、加熱調理などのために高温ゾーン内において半製品を搬送する織物のことである。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントの実施例に関し、さらに詳細を説明するが、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】
［ポリエステル系樹脂の融点］
セイコー電子工業社製ＤＳＣ２２０を用いて、昇温速度１０℃／分で測定した。
【００５４】
［モノフィラメント中のＭＣＤ化合物含有量］
（１）１００ｍｌメスフラスコに試料約２００ｍｇを秤取する。
（２）ヘキサフルオロイソプロパノール／クロロホルム（容量比１／１）２ｍ ｌを加えて試料を溶解させる。
（３）試料が溶解したら、クロロホルム８ｍｌを加える。
（４）アセトニトリル／クロロホルム（容量比９／１）を徐々に加えポリマーを 析出させながら１００ｍｌとする。
（５）試料溶液を目開き０．４５μｍのディスクフィルターで濾過し、ＨＰＬ Ｃで定量分析する。ＨＰＬＣ分析条件は次の通り。
カラム：Ｉｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳ−２ ４．６ｍｍ×２５０ｍｍ
移動相：アセトニトリル／水（容量比９４／６）
流 量：１．５ｍｌ／ｍｉｎ．
試料量：２０μｌ
検出器：ＵＶ（２８０ｎｍ）
【００５５】
［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。
【００５６】
［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。
【００５７】
［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。
【００５８】
［目ズレの発生頻度］
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを経糸に用いて製織した平織り織物（密度は経糸が１１．０本／２．５４ｃｍ、緯糸が８．０本／２．５４ｃｍとした）を、鞘成分の融点より２０℃高い温度で熱処理を施すことで熱接着させた後、１０ｃｍ四方の大きさにカットし、１００リットルのオートクレーブに入れ、１２１℃飽和水蒸気中で１２日間処理した後の目ズレの発生頻度を調査した。なお、目ズレの発生頻度は下記式より算出した。
○・・・目ズレの発生頻度が１０％未満であった。
×・・・目ズレの発生頻度が１０％以上であった。
目ズレの発生頻度・・・（目ズレ部の数÷全目付け数）×１００
【００５９】
〔実施例１〕
芯成分のポリエステル系樹脂として融点２６５℃のＰＥＴ（東レ（株）製 Ｔ７５５Ｍ）を、鞘成分として融点１７０℃の共重合ポリエステル系樹脂（東レ・ファインケミカル（株）製 ケミットＱ−１５００）を用いて各々のエクストルダー式紡糸機に供給した。さらに併せて７５℃で加熱溶融させたＭＣＤ化合物（Ｒａｓｃｈｉｇ ＡＧ社製 Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ７０００）を各成分１００重量部に対してそれぞれ１．２７重量部となるようにして各々のエクストルダーの入口から流入させ、各成分に含有させた。それぞれ２８５℃、２５０℃にて溶融後、複合比率が芯成分：７０重量％、および鞘成分：３０重量％になるようにポンプによる計量を行い、別々の配管を通過させた後、ポリマー温度２７０℃にて複合紡糸金型に合流させ、芯鞘構造を備えた口金から吐出させた後、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倍の延伸および０．８５倍の熱セットを行ない、直径０．４０ｍｍの断面形状が円形の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得た。得られた芯鞘複合ポリエステルのカルボキシル末端基濃度、引張強度、耐加水分解性および織物にした際の目ズレの発生頻度評価結果を表1に示す。
【００６１】
〔実施例２〜４〕
芯成分に使用したポリエステル系樹脂の融点、芯成分と鞘成分の複合比率、ＭＣＤ化合物含有量およびカルボキシル末端基濃度を表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の断面形状が円形の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６２】
〔比較例１〜４〕
芯成分に使用したポリエステル系樹脂の融点、鞘成分に使用したポリエステル系樹脂の融点、ＭＣＤ化合物含有量およびカルボキシル末端基濃度を表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の断面形状が円形の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１から明らかなとおり、本発明における芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（実施例１〜４）は、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを使用した織物は目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有していることがわかる。
【００６５】
これに対して、本発明外である芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント、つまり鞘成分のポリエステル系樹脂の融点が規定から外れた芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（比較例１）、および芯成分のポリエステル系樹脂と鞘成分のポリエステル系樹脂の融点差が規定から外れた芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（比較例２）およびカルボキシル末端基濃度が規定から外れた芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（比較例３〜４）などは、引張強度または耐加水分解性に欠け、また織物にした際の目ズレの発生頻度が高いなど、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった工業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】
【００６６】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントは、従来の熱接着繊維では実現することのできなかった、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有することから、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった工業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、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなどの良好な熱接着性を有し、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物の構成素材として好適な芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、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など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などを有していることから、各種工業用部品、衣料用および工業用繊維材料、各種織物などに使用されてきた。
【０００３】
これらの織物としては、抄紙機用織物、フィルター用織物、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の織物、熱処理炉内搬送ベルト用織物などが挙げられ、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などが知られている。
【０００４】
なかでも、抄紙業界における抄紙用ワイヤーや抄紙用ドライヤーカンバス（以下、カンバスという）の構成素材としては、ポリエチレンテレフタレートなどの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おり、これら、ポリエステルモノフィラメントからなる抄紙用の工業用織物は、寸法安定性や走行安定性、耐加水分解性や耐熱性の他、優れた表面性、適切な通気度など多様な物性と機能を併せ持つ必要があり、とりわけ耐加水分解性や耐熱性および通気度が重要視されている。
【０００５】
ここで、ポリエステルモノフィラメントを高温・多湿条件下で用いられる工業用織物に使用した場合には、使用中にポリエステルモノフィラメントが加水分解劣化によって強度低下を起こすという欠点を有していた。
【０００６】
さらに、今日では抄紙速度の高速化によって抄造能力の増強によるコストダウンが推し量られているが、工業用織物の強度低下による織物交換作業のために生産工程を一時停機せざるを得ず、その結果として生産効率ならびに作業効率の悪化に多大な悪影響を及ぼしていた。
【０００７】
また、耐加水分解性と並んで工業用織物の重要特性でもある通気度に関しては、紙の品質に大きく影響し、通気度が低すぎると抄紙時の脱水効率や乾燥効率が低下し、また通気度が高すぎると、工業用織物の走行安定性が低下し（フラッタリング）、紙に皺が発生するなど品質の低下を招いてしまう。さらに最近、その通気度の安定性について注目が集まっている。これは使用途中で織物の目付け部分がずれてしまい（以下、目ズレという）、製品である紙に乾燥ムラが発生することで紙の品質の低下を招いてしまうというものである。この目ズレは使用途中に発生することから実態を把握しにくく、出来上がった製品の品質を検査して初めて乾燥ムラに気づくといったケースが多いため、結果的に収率の低下を招いてしまい、通気度の安定性、すなわち使用途中における織物の目ズレ防止がしきりに求められていた。
【０００８】
この目ズレ防止について以前より各種検討がなされており、その検討の中でも織物の表面に塩化ビニル樹脂をコーティングする方法が広く用いられていた。しかしこの方法では織物の目ズレが防止され、加工性が良好であるという利点はあるものの、得られる織物が重くなり、また使用時の作業性が悪いという点があった。さらに、織物を廃棄物として焼却する際に、塩素ガスやダイオキシンといった有害ガスが発生してしまい、環境や人体に悪い影響を与えてしまっていた。
【０００９】
そこでこのような欠点を解決するため従来から様々の提案が行われてきた。
【００１０】
例えば、織物や繊維を塩化ビニル樹脂でコーティングする代替方法として、芯部がポリプロピレン樹脂からなり、鞘部がポリエチレン樹脂からなる熱接着繊維（例えば、特許文献１参照）が知られている。この技術で得られる繊維を使用した織物は、軽量化することができ、また廃棄物として焼却時に有害ガスを発生しないという利点はあるが、接着される繊維がポリエステル系繊維の場合には、熱接着するポリオレフィン系繊維との親和性が悪く、熱接着した後に目付け部分が剥離して目ズレが発生してしまうため、熱接着性繊維としては不満足なものであった。
【００１１】
また、ポリエステル系の熱接着繊維を開発する技術として、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートからなるポリエステルを芯部とし、該ポリエステルと相溶性があり、軟化温度が１３０〜２００℃であるポリマーを鞘部とした芯鞘複合繊維（例えば、特許文献２参照）が知られている。しかしながら、この芯鞘複合繊維は、熱収縮が非常に高く、また熱接着した織物は寸法安定性に欠けてしまうだけではなく、高温・多湿条件下でこれら織物を使用した場合は目付け部分が溶融し、目ズレの発生頻度が高くなるという問題があった。
【００１２】
さらに、耐熱性を有するポリエステル系の熱接着繊維を開発する技術として、アルキレンテレフタレート単位を主体とする融点２２０℃以上のポリエステルＡと、融点がポリエステルＡより３０℃以上低いポリエステルＢからなり、ポリエステルＡを芯部にポリエステルＢを鞘部に配し、乾熱処理後の強度保持率が６０％以上である芯鞘型ポリエステル複合繊維（例えば、特許文献３参照）が知られているが、この技術で得られる繊維は、耐熱性の観点では高温条件下でも目ズレは防止されるものの、耐加水分解性の観点では目付け部分が加水分解劣化を起こすことで接着強力が低下し、目ズレの発生頻度が高くなるばかりか、芯部も加水分解劣化の影響を受けることで、繊維自体の強力が低下するといった問題を包含していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平８−２４６２３２号公報
【特許文献２】特開昭６２−１８４１１９号公報
【特許文献３】特開２００８−１０６３９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有し、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物の構成素材として好適な芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記の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。
【００１６】
すなわち、本発明は、芯成分および鞘成分がいずれもポリエステル系樹脂からなる芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントであって、前記鞘成分を構成するポリエステル系樹脂は、融点が１５０℃以上で、かつ前記芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点より３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂からなり、さらに前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれもカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下のポリエステル系樹脂であると共に、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芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを提供するものである。
【００１７】
なお、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントにおいては、
前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれも各ポリエステル系樹脂１００重量部に対して、モノカルボジイミド０．１〜３．０重量部を含有すること、および
前記芯成分と鞘成分の複合比率が、芯成分：２０〜８０重量％および鞘成分：８０〜２０重量％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で、一層優れた引張強度と耐加水分解性が取得できると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に、目ズレの発生頻度をより一層抑制できるなど、抜群の熱接着性を取得することができる。
【００１８】
また、本発明の織物は、上記の芯鞘複合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することを特徴とし、特に抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物において、必要十分な引張強度および抜群の耐加水分解性のみならず、高温・多湿条件下で長期間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を発揮することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下に説明するとおり、従来の熱接着繊維では実現することのできなかった、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有した、各種織物、特に抄紙ドライヤーカンバスなどの工業用織物の構成素材として好適な芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントおよびこれを用いた織物を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【００２１】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを構成する芯成分の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化合物のことである。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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、ＰＥＴには、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、チッ化ケイ素、クレー、タルク、カオリン、ジルコニウム酸、カーボンブラックなどの各種無機粒子や架橋高分子粒子、各種金属粒子などの粒子類のほか、従来公知の金属イオン封鎖剤、イオン交換剤、着色防止剤、耐光剤、包接化合物、帯電防止剤、各種着色剤、各種界面活性剤などが添加されていてもよい。
【００２４】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを構成する鞘成分のポリエステル系樹脂とは、融点が１５０℃以上で、かつ芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点よりも３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂であることが好ましい。芯成分のポリエステル系樹脂との融点差が３０℃未満であると、鞘成分を熱接着させる際の温度が芯成分の融点付近に達するため、芯成分のポリエステル系樹脂が熱劣化によって強度低下を招き、例えば工業用織物用途の原糸として使用する場合に、最低限必要な強力を維持できない可能性が高いことから好ましくない。
【００２５】
また、鞘成分を構成するポリエステル系樹脂の融点が１５０℃未満であると、織物として高温・多湿条件下で使用した場合、その高温条件が故に目付け部分が溶融してしまい、熱接着性（接着強力）の低下によって目ズレの発生頻度が高くなってしまうため好ましくない。
【００２６】
ここでいう共重合ポリエステル系樹脂とは、ジカルボン酸成分とジアルコール成分をランダムで共重合させたランダムコポリマーをいう。共重合ポリエステル系樹脂におけるジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、スルホイソフタル酸ナトリウムが挙げられる。この中でジカルボン酸成分としてはテレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル酸、アジピン酸、セバシン酸が特に好ましく用いられる。
【００２７】
ジアルコール成分としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，４ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリ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、トリメチロールプロパン、ペンタエリストリール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物が挙げられる。なかでもエチレングリコール、１，２プロピレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノールが特に好ましく用いられる。具体例としては、東レ・ファインケミカル製“ケミット”などの市販品が挙げられる。
【００２８】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントは、芯成分および鞘成分を構成する両ポリエステル系樹脂のいずれもが、カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下の条件を満たすことが重要であり、これにより抜群の耐加水分解性を発揮することができる。カルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以上であると、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、芯成分の場合はモノフィラメント自体が著しい強度低下が、さらに鞘成分の場合は織物として使用する際に目付け部分の加水分解劣化により熱接着性が著しく低下し、目ズレの発生頻度が高くなってしまうなど、両成分のうちどちらか一方でも欠けてしまうと製品品位が低下してしまうため好ましくない。
【００２９】
また、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントは、芯成分および鞘成分の両成分が共に、モノカルボジイミド化合物（以下、ＭＣＤ化合物という）を含有することが好ましく、これにより耐加水分解性が飛躍的に向上する。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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などが挙げられる。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などが、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。
【００３４】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントにおいて、芯成分および鞘成分の両成分に対するＭＣＤ化合物の含有量は、各成分のポリエステル系樹脂１００重量部に対し、それぞれ０．１〜３．０重量部であると好ましく、０．３〜２．５重量部であるとより好ましく、０．６〜２．０重量部の範囲であるとさらに好ましい。ＭＣＤ化合物の含有量が０．１重量部未満であると、高温・多湿条件下で使用される工業用織物用途の原糸として要求される耐加水分解性を満足することができず、また３．０重量部より多いと、モノフィラメントの製造が困難になり、また得られるモノフィラメントの引張強度が著しく低下するため好ましくない。
【００３５】
ここで、ＭＣＤ化合物を０．１〜３．０重量部含有させるには、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、更に製品ポリエステルモノフィラメント中に０．１〜３．０重量部の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】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントにおける芯成分と鞘成分の複合比率は、芯成分が２０〜８０重量％および鞘成分：８０〜２０重量％であることが好ましく、芯成分が２０重量％未満ではカンバスで必要とされる引張強度が得られず、また８０重量％を越えると鞘成分の比率が少なくなり、織物にした際の熱接着性が著しく低下し、目ズレの発生頻度が高くなるため好ましくない。
【００３７】
また、本発明の芯鞘複合モノフィラメントは、ＪＩＳ−Ｌ１０１３に記載の方法に準拠した引張強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下では工業用織物としての必要最低限の強力を維持できない可能性が高く、工業用織物への展開が難しくなることがある。
【００３８】
次に、本発明に芯鞘複合モノフィラメントの耐加水分解性は、下記方法によって得られた強力保持率が５０％以上であることが好ましく、強力保持率が５０％未満であると、耐加水分解性を満足することができず、高温・多湿条件下で使用される工業用織物用途の原糸としては不十分なものとなってしまうため好ましくない。
【００３９】
［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。なお、算式は、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とした。
【００４０】
本発明における芯鞘複合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。
【００４１】
また、本発明の芯鞘複合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。
【００４２】
次に、本発明の芯鞘複合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。
【００４３】
芯成分となるポリエステル系樹脂は、例えばＰＥＴの場合、あらかじめ予備乾燥をしておき、次いでエクストルダー式紡糸機を用いて２６０℃〜３００℃にて溶融されるのが好ましい。
【００４４】
また、鞘成分となる共重合ポリエステル系樹脂も芯成分と同様で、あらかじめ予備乾燥をしておき、芯成分とは別のエクストルダー式紡糸機を用いて２４０℃〜２６０℃にて溶融されるのが好ましい。
【００４５】
さらに、ＭＣＤ化合物を含有させる場合は、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各々の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。
【００４６】
別々に溶融されたポリマーは各々計量され、別々の配管を通り、複合紡糸金型で合流して口金から吐出される。なお、この際に複合紡糸金型の温度は、鞘成分の共重合ポリエステル系樹脂の熱劣化を避けるため、２８０℃以下であることが好ましい。さらに、ポリエステルおよびＭＣＤ化合物の熱劣化を防ぐため、紡糸機滞留時間は１５分以下であることが好ましく、１０分間以下にすることがさらに好ましい。その後冷却され、延伸・熱セットすることにより、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得ることができる。
【００４７】
本発明の織物とは、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントをその少なくとも一部に使用しており、織物の目付け部分を固定させるため、一旦織物にした後、鞘成分の融点以上で熱処理をすることで鞘成分を溶融させ、目付け部分を熱接着させることが好ましい。
【００４８】
また本発明の織物は、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを緯糸および／または経糸の少なくとも一部に使用した各種用途に使用される織物のことであり、例えば工業用織物、衣料、不織布、各種フィルターなどの織物のことである。
【００４９】
さらに工業用織物とは、例えば、抄紙ワイヤー、カンバスなどの抄紙機に装着される織物類、熱処理炉内搬送用ベルト織物もしくは各種フィルター織物のことである。
【００５０】
ここで、抄紙ワイヤーとは、平織、二重織および三重織など様々な織物として、紙の漉き上げ工程で使用される織物のことで、長網あるいは丸網などとして用いられるものである。また、カンバスとは、平織り、二重織および三重織など様々な織物（相前後する緯糸と緯糸とがスパイラル状の経糸用モノフィラメントによって織り継がれたスパイラル状織物を含む）として、抄紙機のドライヤー内で紙を乾燥させるために使用される織物のことである。さらに、熱処理炉内搬送用ベルト織物とは、各種半製品の乾燥、熱硬化、殺菌、加熱調理などのために高温ゾーン内において半製品を搬送する織物のことである。
【実施例】
【００５１】
以下、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントの実施例に関し、さらに詳細を説明するが、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】
［ポリエステル系樹脂の融点］
セイコー電子工業社製ＤＳＣ２２０を用いて、昇温速度１０℃／分で測定した。
【００５４】
［モノフィラメント中のＭＣＤ化合物含有量］
（１）１００ｍｌメスフラスコに試料約２００ｍｇを秤取する。
（２）ヘキサフルオロイソプロパノール／クロロホルム（容量比１／１）２ｍ ｌを加えて試料を溶解させる。
（３）試料が溶解したら、クロロホルム８ｍｌを加える。
（４）アセトニトリル／クロロホルム（容量比９／１）を徐々に加えポリマーを 析出させながら１００ｍｌとする。
（５）試料溶液を目開き０．４５μｍのディスクフィルターで濾過し、ＨＰＬ Ｃで定量分析する。ＨＰＬＣ分析条件は次の通り。
カラム：Ｉｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳ−２ ４．６ｍｍ×２５０ｍｍ
移動相：アセトニトリル／水（容量比９４／６）
流 量：１．５ｍｌ／ｍｉｎ．
試料量：２０μｌ
検出器：ＵＶ（２８０ｎｍ）
【００５５】
［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。
【００５６】
［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。
【００５７】
［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。
【００５８】
［目ズレの発生頻度］
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを経糸に用いて製織した平織り織物（密度は経糸が１１．０本／２．５４ｃｍ、緯糸が８．０本／２．５４ｃｍとした）を、鞘成分の融点より２０℃高い温度で熱処理を施すことで熱接着させた後、１０ｃｍ四方の大きさにカットし、１００リットルのオートクレーブに入れ、１２１℃飽和水蒸気中で１２日間処理した後の目ズレの発生頻度を調査した。なお、目ズレの発生頻度は下記式より算出した。
○・・・目ズレの発生頻度が１０％未満であった。
×・・・目ズレの発生頻度が１０％以上であった。
目ズレの発生頻度・・・（目ズレ部の数÷全目付け数）×１００
【００５９】
〔実施例１〕
芯成分のポリエステル系樹脂として融点２６５℃のＰＥＴ（東レ（株）製 Ｔ７５５Ｍ）を、鞘成分として融点１７０℃の共重合ポリエステル系樹脂（東レ・ファインケミカル（株）製 ケミットＱ−１５００）を用いて各々のエクストルダー式紡糸機に供給した。さらに併せて７５℃で加熱溶融させたＭＣＤ化合物（Ｒａｓｃｈｉｇ ＡＧ社製 Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ７０００）を各成分１００重量部に対してそれぞれ１．２７重量部となるようにして各々のエクストルダーの入口から流入させ、各成分に含有させた。それぞれ２８５℃、２５０℃にて溶融後、複合比率が芯成分：７０重量％、および鞘成分：３０重量％になるようにポンプによる計量を行い、別々の配管を通過させた後、ポリマー温度２７０℃にて複合紡糸金型に合流させ、芯鞘構造を備えた口金から吐出させた後、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倍の延伸および０．８５倍の熱セットを行ない、直径０．４０ｍｍの断面形状が円形の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得た。得られた芯鞘複合ポリエステルのカルボキシル末端基濃度、引張強度、耐加水分解性および織物にした際の目ズレの発生頻度評価結果を表1に示す。
【００６１】
〔実施例２〜４〕
芯成分に使用したポリエステル系樹脂の融点、芯成分と鞘成分の複合比率、ＭＣＤ化合物含有量およびカルボキシル末端基濃度を表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の断面形状が円形の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６２】
〔比較例１〜４〕
芯成分に使用したポリエステル系樹脂の融点、鞘成分に使用したポリエステル系樹脂の融点、ＭＣＤ化合物含有量およびカルボキシル末端基濃度を表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の断面形状が円形の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを得た。
【００６３】
【表１】
【００６４】
表１から明らかなとおり、本発明における芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（実施例１〜４）は、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントを使用した織物は目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有していることがわかる。
【００６５】
これに対して、本発明外である芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント、つまり鞘成分のポリエステル系樹脂の融点が規定から外れた芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（比較例１）、および芯成分のポリエステル系樹脂と鞘成分のポリエステル系樹脂の融点差が規定から外れた芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（比較例２）およびカルボキシル末端基濃度が規定から外れた芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント（比較例３〜４）などは、引張強度または耐加水分解性に欠け、また織物にした際の目ズレの発生頻度が高いなど、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった工業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】
【００６６】
本発明の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントは、従来の熱接着繊維では実現することのできなかった、必要十分な引張強度と抜群の耐加水分解性を兼備すると共に、織物として高温・多湿条件下で長時間使用した際に目ズレの発生頻度が抑制されるなど良好な熱接着性を有することから、各種織物、特に抄紙用ドライヤーカンバスといった工業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】
芯成分および鞘成分がいずれもポリエステル系樹脂からなる芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントであって、前記鞘成分を構成するポリエステル系樹脂は、融点が１５０℃以上で、かつ前記芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点より３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂からなり、さらに前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれもカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下のポリエステル系樹脂であると共に、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芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれも各ポリエステル系樹脂１００重量部に対して、モノカルボジイミド０．１〜３．０重量部を含有することを特徴とする請求項１に記載の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
前記芯成分と鞘成分の複合比率が、芯成分：２０〜８０重量％および鞘成分：８０〜２０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の芯鞘複合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織物。
【請求項５】
工業用織物であることを特徴とする請求項４に記載の織物。
【請求項１】
芯成分および鞘成分がいずれもポリエステル系樹脂からなる芯鞘複合ポリエステルモノフィラメントであって、前記鞘成分を構成するポリエステル系樹脂は、融点が１５０℃以上で、かつ前記芯成分を構成するポリエステル系樹脂の融点より３０℃以上低い融点を有する共重合ポリエステル系樹脂からなり、さらに前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれもカルボキシル末端基濃度が８当量／１０６ｇ以下のポリエステル系樹脂であると共に、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芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記芯成分および鞘成分を構成する両成分が、いずれも各ポリエステル系樹脂１００重量部に対して、モノカルボジイミド０．１〜３．０重量部を含有することを特徴とする請求項１に記載の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
前記芯成分と鞘成分の複合比率が、芯成分：２０〜８０重量％および鞘成分：８０〜２０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の芯鞘複合ポリエステルモノフィラメント。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の芯鞘複合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織物。
【請求項５】
工業用織物であることを特徴とする請求項４に記載の織物。
【公開番号】特開２０１１−１２７２６１（Ｐ２０１１−１２７２６１Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８８６７６（Ｐ２００９−２８８６７６）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【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６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【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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