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JP2001011730A - 表面特性の改善された高強力モノフィラメント - Google Patents

表面特性の改善された高強力モノフィラメント

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JP2001011730A
JP2001011730A JP11178111A JP17811199A JP2001011730A JP 2001011730 A JP2001011730 A JP 2001011730A JP 11178111 A JP11178111 A JP 11178111A JP 17811199 A JP17811199 A JP 17811199A JP 2001011730 A JP2001011730 A JP 2001011730A
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monofilament
strength
intrinsic viscosity
improved surface
melt
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Tetsuya Akamatsu
哲也 赤松
Tomoaki Tashiro
智秋 田代
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Teijin Ltd
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Teijin Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面溶融物の削れの懸念が可及的に低減され
ながらも、高強力、ハイモジュラスの物性が維持され、
産業資材用途特にスクリーン紗用原糸として精密な印刷
に適したハイメッシュ化が可及的に可能な細繊度のポリ
エステルモノフィラメントを提供すること。 【解決手段】 ポリエステル系重合体で構成された非捲
縮性のモノフィラメントにおいて、該モノフィラメント
を構成している重合体の固有粘度（[η]ｆ）がフィラメ
ントの横断面の中心部（ｃ）から外周表面部（ｐ）に向
って漸減し、その際該外周表面部を構成している重合体
の固有粘度（[η]ｆ−p）が１．１〜０．６の範囲とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面が改質された
ポリエステルモノフィラメントに関する。更に、詳しく
は本発明は、ロープ、ネット、テグス、ターポリン、テ
ント、スクリーン、パラグライダー、およびセールクロ
ス等の原糸として有用なモノフィラメント、特にスクリ
ーン印刷用のメッシュ織物、就中プリント配線基盤の製
造等の高度な精密性を要求されるハイメッシュでハイモ
ジュラスのスクリーン紗を得るのに好適なポリエステル
モノフィラメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエステルモノフィラメント（以下、
単に“モノフィラメント”または“原糸”と称すること
がある）は衣料分野は勿論産業資材の分野でも幅広く利
用されてきている。特に、後者の産業資材の分野での用
途の例として、タイヤコード、ロープ、ネット、テグ
ス、ターポリン、テント、スクリーン、パラグライダ
ー、およびセールクロス用等原糸としてのモノフィラメ
ントがある。そして、このモノフィラメントに要求され
る物性も厳しくなり、ゴムとの接着性、耐疲労性、染色
性、耐摩耗性、結節強力等の改善が迫られている。
【０００３】特に、昨今はポリエステルモノフィラメン
トはその優れた寸法安定性の故に印刷用スクリーン紗の
原糸分野では、絹等の天然繊維やステンレスなどの無機
繊維にとって代わりつつある。ただ、最近のプリント配
線盤等の電子機器の印刷分野においては、集積度が高ま
る一方であり、これに伴ってスクリーン紗の印刷精度向
上のための要求、すなわち、高強度・高モジュラスで、
且つ、ハイメッシュといった要求がは益々厳しくなって
いる。したがって、原糸についても高強力、高モジュラ
スで、且つより細繊度のものが要求されている。
【０００４】一般に、ポリエステルモノフィラメントを
高強度・高モジュラス化するためには、紡出糸を高い延
伸倍率の下で熱延伸して、高度に配向・結晶化させれば
よい。しかし、事後のスクリーン紗製造の工程において
は、前記の“ハイメッシュ”の要求に応えるために、高
密度の織物を製織することになり、その結果、原糸は特
に筬との間により過酷な繰り返し摩擦を受けることにな
る。
【０００５】そのため、モノフィラメントの表面の一部
が削り取られて、ヒゲ状のあるいは粉状のスカムが頻発
し、生産性は勿論製品の品位まで損なわれる。しかも、
高配向・高結晶化された原糸ほど、更に細い繊維径の原
糸ほど、上記の傾向は益々強くなり、その結果スカムの
堆積に因る織機停台を惹起し、さらにスクリーン紗の中
に織り込まれたスカムは、精密印刷時に印刷欠点を招来
する。
【０００６】この製織におけるスカムの抑制策として、
例えば特開昭５５−１６９４８号公報には破断伸度３０
〜６０％の高伸度の原糸を経糸として用いることが提案
されている。しかし、高伸度の原糸はその裏返しとして
モジュラスが低くなり、高強度・高モジュラスのスクリ
ーン紗の要求に相反する。
【０００７】高強力・高モジュラスの原糸を得るために
は、高倍率延伸が必要なことは前述のとおりであるが、
これに伴いフィラメントの表層部分の配向が中央部分の
配向より高くなり、結果的には摩擦により表面の一部が
削られる現象を起こしやすいと言われている。これに対
する対策として、フィラメントの表層部分の溶融物を変
更することにより、高強度・高モジュラス化と製織時の
スカム抑制とを両立させることも種々提案されている。
【０００８】例えば、特開平１−１３２８２９号公報に
は、ポリエステルを芯部に、そしてナイロンを鞘部に配
した芯−鞘構造とすることにより、高強力でありながら
スカム抑制能を改善するものが提案されている。しか
し、この場合はナイロン固有の高吸湿性に起因して原糸
の寸法安定性が損なわれるという不利益が生じる。更
に、原糸構造が、互いに相溶性のないポリエステルとナ
イロンからなる芯・鞘構造であるため、印刷時に繰り返
し疲労を受けた際に両重合体の接合界面で剥離が生じ易
いという懸念をはらんでいる。
【０００９】この剥離の問題を解決するため、特開平２
−２８９１２０公報では、固有粘度が０．８０のポリエ
ステルホモポリマーを芯部に、そして固有粘度が０．６
７の、ポリエチレングリコールを共重合したポリエステ
ルを鞘部に配した芯・鞘構造を採用することが提案され
ている。
【００１０】これら芯・鞘構造の原糸においては、それ
が筬や綜絖で接触し摩擦を受けて削られるのは外周表面
部の重合体であることから、該表面部に摩擦や摩耗に対
して削れにくいガラス転移点の低い共重合体を配してい
る点に特徴が在る。したがって、この場合の原糸の強
度、モジュラスは芯部のポリエステル層に依存すること
になる。
【００１１】とすれば、外周表面部(鞘部）に配された
重合体の厚み、すなわち横断面に占める面積比を低く設
定することが力学特性上有利となる。そのため、鞘部の
厚みをを薄くしていくと、芯部が露出し易くなる。と同
時に、この原糸はポリマー間の相溶性の異なるポリマー
を採用しているため、そのポリマーの接着界面での剥離
現象が不可避的に発生する。その結果、スカムの抑制効
果が減少し且つ原糸本来の物性および機能が損なわれ
る。
【００１２】因みに、現実問題として、１９９８年現在
上市されている芯・鞘構造の原糸を用いたスクリーン紗
にあっては、鞘成分比率が前記の特開昭に開示された範
囲を超えて３０〜４０％と高いのが現状である。
【００１３】
【発明の解決しようとする課題】本発明の課題は、表面
部の削れの懸念が可及的に低減されながらも、高強力、
ハイモジュラスの物性が維持され、しかもつ可及的に細
繊度されたポリエステルモノフィラメントを提供するこ
とにある。更に、本発明の他の課題は、製織工程におけ
る表面部の削れの懸念が可及的に低減され、しかも高精
密な印刷に適した高強力、ハイモジュラスおよびハイメ
ッシュ化が可及的に可能な細繊度のポリエステルモノフ
ィラメントを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明らは、マルチフィ
ラメントの紡出に際して、これまで当業界では極力回避
すべきこととして扱われてきた現象、すなわち吐出前の
溶融物が溶融紡糸装置のパック、特にその中の濾過層を
通過する間に必然的に生じる滞留時間差、換言すれば該
滞留時間差に起因する溶融物内での固有粘度の分布現象
を逆用することにより、所望のポリエステルモノフィラ
メントを得るに至った。
【００１５】かくして、本発明によれば、ポリエステル
系重合体で構成された非捲縮性のモノフィラメントにお
いて、該モノフィラメントを構成している重合体がフィ
ラメントの横断面の中心部（ｃ）から外周表面部（ｐ）
に向って減少するような傾斜粘度を呈し、その際該外周
表面部を構成している重合体の固有粘度（[η]ｆ−p）
が１．１〜０．６の範囲にあることを特徴とする、表面
特性の改善された高強力モノフィラメント、更には、
０．９〜０．７の固有粘度を有する単独のポリエステル
系重合体の溶融物を吐出孔を通して紡出して非捲縮性の
モノフィラメントを製造する方法において、該吐出孔に
至る間の溶融物に内的滞留時間差を惹起させながら、滞
留時間の最も短くなる溶融物部分を吐出孔の中心部か
ら、滞留時間が最も長くなる溶融物部分を該吐出孔の最
外周部から吐出させつつ、両者を同心円状の擬似的同心
円状に紡出し、その後得られた紡出糸を熱延伸に付する
ことを特徴とする、表面特性の改善された高強力モノフ
ィラメントの製造方法が提供される。
【００１６】ここで、表面特性とは、モノフィラメント
表面の物理的あるいは化学的性質がその内層部に比べて
所望の性能に改質されていることを言う。具体的には、
筬、ローラー、糸ガイドなどに金属に対する耐金属摩
耗、ゴムとの接着性、耐疲労性、染色性、耐摩耗性、結
節強力等が挙げられる。
【００１７】また、高強力・高モジュラスとは、モノフ
ィラメント全体としての５％伸長時の平均応力が３ｇ／
ｄ以上そして平均強力（破断強力）が６．０ｇ／ｄより
高く且つ平均伸度（破断伸度）が１０％〜３０％の範囲
にあるものを言う。これらの表面特性および高強力・高
モジュラスの概念を念頭に置きつつ、本発明に至った背
景について触れておく。
【００１８】周知のように、マルチフィラメントの紡出
に際しては、吐出前の溶融物は複数の吐出孔を備えた紡
糸口金の直上に設けられた濾過層を高い圧力の下に通過
する。その際、濾過層内ではその中央部を通過する溶融
物部分と外周部を通過する溶融物部分では吐出孔に至る
までの滞留時間差が生じる。つまり、溶融物の固有粘度
は濾過層の中心部から外周部に向う程、溶融重合体の熱
分解が進んでその固有粘度の低下幅が大きくなる。
【００１９】この状態で溶融物が吐出されると、濾過層
内の中央部を通過してきた溶融物部分は固有粘度の高い
フィラメントとして吐出され、他方該濾過層の外周部を
通過してきた溶融物部分は固有粘度の低フィラメントと
して吐出されることになり、結果的にはフィラメント間
での物性が異なるマルチフィラメントしか得られない。
【００２０】そこで、当業界では吐出直前の溶融物の固
有粘度を可及的に平均化するために幾多の努力が払われ
てきた。例えば、濾過層の直下に整流板を設けたり、あ
るいはスタティックミキサー設置して、これらで溶融物
を全体的に混練することにより固有粘度を可及的に平均
化した状態に調製してから吐出孔へ導入していたのであ
る。
【００２１】本発明では、上記の従来の概念に反して、
滞留時間差が生じた溶融物をモノフィラメントの紡出に
適用することにより、所望の物性を確保したものであ
る。すなわち、滞留時間の短い溶融物部分（すなわち、
固有粘度の低下が少ない溶融物部分）がモノフィラメン
トの中心部に、そして滞留時間の長い溶融物部分（すな
わち、固有粘度の低下が大きい溶融物部分）がモノフィ
ラメントの外周表面部部分）に配されるように紡出する
ことにより、高強度・高モジュラスを維持しながらも、
その表面特性、特に耐摩耗性が改善されたモノフィラメ
ントが得られる。
【００２２】更に具体的には、本発明者らの検討によれ
ば、モノフィラメントとしての平均固有粘度（〔η〕ｆ
−a）が０．６５〜０．８５、伸度が２０〜４０％。強
度が６．０〜８．５ｇ／ｄの範囲にあるものは、その物
性、生産条件によって若干の変化はあるものの、同一の
生産条件で製糸を行ったとき、仮に固有粘度が０．０１
低下すると、強度は約０．２ｇ／ｄ低下し、伸度も約
１．５％増加することを確認した。このことから、固有
粘度の低下の少ない溶融物部分がモノフィラメントの中
心部に、そして該溶融物部分の外周表面部に固有粘度の
低下幅の大きい溶融物部分が配されるように紡出すれ
ば、該表面部分は相対的に伸度が高く、したがってモジ
ュラスの低い物性を示し、他方中心部はそのまま高強力
・高モジュラスの物性を呈する紡出糸が得られることに
なる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら説明する。図１−（ａ）は、本発明のモノフィラメン
トが丸断面（円形）の場合の斜視図を示す。
【００２４】該図において、（０）はモノフィラメント
の横断面における中心線、（ｃ）は該モノフィラメント
の中心部、（ｐ）は該モノフィラメントの外周表面部、
（Ｌｃ）は該モノフィラメントの中心部の半径方向の距
離、（Ｌｃ）は該モノフィラメントの外周表面部の半径
方向の距離、（Ｒ）は該モノフィラメントの半径であ
る。そして、該モノフィラメントの中心部（ｃ）と外周
表面部（ｐ）とは同心円状に配されており、モノフィラ
メント全体としては非捲縮性（ノントルク）である。
【００２５】この図で特徴的なことは、該モノフィラメ
ントを構成する重合体がその中心部（ｃ）から外周表面
部（ｐ）に向って減少するような傾斜粘度を呈している
ことである。この減少の状態は、図１−（ｂ）に示すよ
うに、縦軸に該モノフィラメントの中心線０に沿う固有
粘度を、横軸に該モノフィラメントの半径方向の距離
〔（Ｒ）ミクロン〕をとったとき、該固有粘度が上記の
中心（０）からモノフィラメント表面に向って負の勾配
で単調減少している状態（ｓ１）さらには二次曲線状に
漸減している状態（ｓ３）で示される。特に、これらの
傾向に共通していることは、中心部（０と外周表面部
（Ｐ）との協会近傍から表面に向って固有粘度が連続的
に減少した、いわゆる傾斜粘度を呈していることであ
る。ただ、上記の連続性についての測定はかなり難し
く、現実には、図1（ｂ）の例で言えば、中心部（ｃ）
を構成する重合体の平均固有粘度（[η]ｆ−ｃ）および
外周表面部（ｐ）を構成する重合体の平均固有粘度
（[η]ｆ−p）として、前記の（ｓ２）の状態で表わさ
れる。
【００２６】これに対して、従来のモノフィラメントに
あっては、前揚の特開平２−２８９１２０公報に見られ
るように、固有粘度が０．８０のポリエステルホモポリ
マーを芯部に、そして固有粘度が０．６７の、ポリエチ
レングリコールを共重合したポリエステルを鞘部に配し
ているので、上記の傾向とは対照的に、該モノフィラメ
ントを構成する重合体の固有粘度はその中心部（ｃ）か
ら外周表面部（ｐ）に向って階段状に減少している状態
（ｓ２）をとるに過ぎない。
【００２７】本発明において、モノフィラメントの表面
特性の改善という面から肝要なことは、上記のように外
周表面部（ｐ）を構成する重合体の平均固有粘度（[η]
ｆ−p）が０．６〜１．１の範囲に、特にスクリーン紗
用途の場合は、０．８〜０．６の範囲に調整されること
である。該固有粘度がこのような範囲にあるとき、モノ
フィラメント全体としての強力に実質的な影響を及ぼす
ことなく、筬、ローラー、糸ガイドなどに金属に対する
耐金属摩耗が大幅に改善される。
【００２８】しかも、本発明においては、このようにな
モノフィラメントを、既に述べた滞溶融物の留時間差を
利用すれば、特に単一の重合体、例えばリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリエ
チレンナフタレートのいずれかの一種で構成できる点に
最大の特徴が在る。勿論、紡糸技術、製造コストなどの
諸条件が満足されれば、コンジュゲート方式、つまり、
予め用意した固有粘度の異なる少なくとも二種の重合体
から、固有粘度の高い方の重合体を中心部に、そして固
有粘度の低い方の重合体に表面に向って減少する傾斜粘
度を付与しつつ、これを外周表面部に配するような紡糸
方式により、非捲縮性の芯・鞘型のモノフィラメントを
得ることも可能である。勿論、この場合固有粘度の高い
方の重合体にも上記の傾斜粘度を付与してもよいが、こ
れは高強力・高モジュラス化の面からはさほど意味のあ
ることではない。このことは、また、図２（ａ）の装置
において、中央通過路（５）を流れる溶融物と外周通過
路（６）を流れる溶融物とを独立に制御するようにすれ
ば、前者の溶融物は実質的に傾斜粘度を示さず、後者の
溶融物に傾斜粘度を付与した構造とすることも可能であ
る。
【００２９】ところで、モノフィラメントの外周表面部
（ｐ）を構成する重合体の平均固有粘度（[η]ｆ−p）
もさることながら、高強力・高モジュラスの維持という
観点からは、モノフィラメントを構成しているポリエス
テル全体の平均固有粘度（[η]ｆ-a）が、０．７〜１．
２の範囲にあること、更に、該モノフィラメントの中心
部（ｃ）を構成しているポリエステルの平均固有粘度
（[η]ｆ−ｃ）が、０．７〜１．３の範囲にあることが
好ましい。この場合、（[η]ｆ−ｃ）が、[η]ｆ−p）
より、０．０２〜０．２０高いことがより好ましい。
【００３０】一方、モノフィラメントの横断面で観た場
合、中心部（ｃ）の面積割合が０．９５〜０．６の範囲
に、したがって外周表面部（ｐ）の面積割合が０．０５
〜０．４の範囲にあることが有利である。
【００３１】この横断面に関して、通常のモノフィラメ
ントは、図１−（ａ）に示すように丸断面であるが、そ
の場合、該中心部（ｃ）の半径方向の長さ（Ｌｃ）と該
モノフィラメントの半径（Ｒ）との比（Ｌｃ／Ｒ）が、
０．９８〜０．７７の範囲に、したがって該外周表面部
（ｐ）の半径方向の長さ（Ｌｃ）と該モノフィラメント
の半径（Ｒ）との比（Ｌｐ／Ｒ）が、０．０２〜０．２
３の範囲にあることが好ましい。
【００３２】このように、本発明のモノフィラメントを
構成しているポリエステルの固有粘度は該モノフィラメ
ントの中心部（ｃ）から外周表面部（ｐ）に向って減少
しているわけであるが、そのときの平均勾配（α）は、
１〜３０の範囲にあるのが適当である。この負の平均勾
配（α）、図１−（ｂ）において、α＝（ｙ１−ｙ２）
／Ｒあるいはα＝（ｙ’‘１−ｙ’‘２）／Ｒで表わさ
れる。
【００３３】以上述べたモノフィラメントに付加的に要
求されることは、その長手方向に太さ斑のないことであ
る。この尺度としては、当業界で慣用されているイブネ
ス（Ｕ％）で表わしたとき、その値が１．５％以下、好
ましくは０．８％以下である。
【００３４】また、モノフィラメントが非捲縮性である
ことは、これまた当業界で慣用されている全捲縮率（Ｔ
Ｃ）で表わしたとき、その値が１．５％以下であること
を意味する。
【００３５】このようなモノフィラメントは主として工
業用と向けであることから、その太さが１ｄｅ〜５０ｄ
ｅの範囲にあればよいがこの場合、これまでは製造が殆
ど絶望視されていた２ｄｅ〜１０ｄｅという細繊度の領
域での実用的採用を可能にしたのも本発明の特徴の一つ
である。
【００３６】次に、本発明のモノフィラメントの製造の
一例について述べる。図２−（ａ）は単一の溶融物が濾
過層を通過する際に滞留時間差をつける態様を示す縦断
面図である。
【００３７】図２−（ａ）において、（１）は溶融物を
移送するための計量ポンプ、（２）は導管、（３）は濾
過層、（４）は該濾過層の下部に連接した分配板であ
る。この分配板（４）には溶融物に対する中央通過路
（５）が１個、そしてその外周部に複数の外周通過路
（６）が配設されている。さらに、これらの外周通過路
は（６）は外周導入部（７）に連通している。この外周
通過路（６）の配設状態は、図２−（ｂ）に、すなわち
分配板（４）の平面図に示されるとおりである。
【００３８】このような溶融吐出装置、いわゆる濾過パ
ック・紡糸口金を取りつけた溶融紡糸装置において、
０．８〜１．３の固有粘度を有する単独のポリエステル
系重合体の溶融物は計量ポンプにて一定量に計量されな
がら濾過層に導入され、最終的には吐出孔（８）からモ
ノフィラメントとして吐出される。ここで、溶融温度と
しては、例えばポリエチレンテレフタレートの場合は２
９０℃〜３１０℃で溶融される。
【００３９】該吐出孔（８）に至る間の溶融物の一部
は、外周通過路（７）を通過下後、分配板（４）の中央
通過路（５）を通過してきた溶融物を取り囲んだ状態で
吐出孔（８）からモノフィラメントとして吐出される。
【００４０】このように、濾過層に導入された溶融物
は、滞留時間の最も短くなる溶融物部分が吐出孔（８）
から、そして滞留時間が最も長くなる溶融物部分が該吐
出孔の最外周部から吐出され、すなわち、内的滞留時間
差を惹起されながら同心円状の擬似的芯−鞘形状に吐出
される。
【００４１】以上の紡出の態様の基本的な考え方は、溶
融物の溶融物を複数の圧力損失の異なる部分を有する濾
過層を通過させることで、この濾過層を通過する溶融物
の滞留時間を変化させ、熱分解による固有粘度の異なる
溶融物を得た後に、固有粘度の高いすなわち熱分解の少
ない溶融物を中央部に、固有粘度の低い溶融物を逐次そ
の外周に配しながら、擬似的な芯鞘構造のモノフィラメ
ントを得るものと言える。
【００４２】この場合、分配板（６）の中央部分の圧力
損失が低く他方、外周部分の圧力損失が高くなるように
調整する。これにより、中央通過路（５）を流れる溶融
物部分は流速が早く、したがって滞留時間は短くなり、
他方、分配板（６）の外周通過路（７）を流れる溶融物
部分は分配てより流量が制限されることで流速が遅くな
る、加えて、濾過層（３）はその外周に向う程面積が広
くなっていることから外周部分を流れる溶融物部分の滞
留時間は外周に向うほど長くなる。
【００４３】この結果、分配板（６）の央部通過路
（５）を流れる溶融物部分も、該通過路（５）内の中央
とその周囲では流速は一般に、中央部（この場合はＹ
軸）で極小値をとるような放物線状に変化し、結局濾過
層（３）に導入された溶融物の滞留時間はその中央部か
ら外周部に向うにつれて徐々に長くなる。この現象に対
応して、固有粘度は中央部（この場合はＹ軸）で極大値
をとるような放物線状のプロフィール（Ｓ３）を呈す
る。このときさらに溶融物に対する背圧を調整し、分散
板（４）での溶融物の分配比率を微細に成業することに
より可及的にＳ１のプロフィールに近づけることもでき
る。
【００４４】このようにして、単一の濾過層（３）を通
過した溶融物でありながら固有粘度の異なる部分をそれ
ぞれモノフィラメントの中央部（ｃ）と外周表面部
（ｐ）に配することから、現実には芯部と鞘部との間に
形状的に明確な区別はなく、したがって固有粘度につい
ても明確な境界のないモノフィラメントが得られる。勿
論、中央部（ｃ）と外周表面部（ｐ）に溶融物を分配す
るのみでなく、中央通過路（５）と外周通過路（７）と
の中間部分に更に溶融物通過路を付設して、固有粘度の
変化をより微細にコントロールしてもよい。
【００４５】図３には、濾過層に導入され溶融物から固
有粘度の異なる３個の溶融物部分を惹起させながら、モ
ノフィラメントとして吐出する態様を示した。ここに、
（３ａ）、（３ｂ）および（３ｃ）は、濾過層であり、
これらの濾過層を流れる溶融物部分は最終的には吐出孔
（８）で合流する。その際計量ポンプ（１）により導入
されてから吐出孔（８）に至る間の各溶融物部分の滞留
時間に注目すると、濾過層（３ａ）を流れる溶融物部分
が最も短く、濾過層（３ｃ）を流れる溶融物部分が最も
長く、濾過層（３ｂ）を流れる溶融物部分はその中間に
ある。
【００４６】この意味では、濾過層（３ａ）およびそれ
に連接する導管部分は、図２における中央通過路（５）
の機能を、他方、濾過層（３ｂ）およびそれに連接する
導管部分並びに濾過層（３ｃ）およびそれに連接する導
管部分は、図２の外周通過路（６）の機能を果たしてい
るものと言うことが出来る。
【００４７】したがって、この態様では吐出孔（８）に
おいては、中央通過路（３ａ）を流れてきた溶融物の周
りに先ず外周通過路（３ｂ）を流れてきた溶融物が合流
し、更にその周りに外周通過路（３ｃ）を流れてきた溶
融物が合流し、擬似的には三層構造の形で吐出されるこ
とになる。
【００４８】このようにして得られた紡出糸は、引き続
きあるいは一旦巻き取られてから、通常は熱延伸に付さ
れる。熱延伸の条件は、紡糸速度、すなわち紡出糸の引
取速度との関係で適宜設定される。例えば、８００ｍ／
分〜１５００ｍ／分の引取速度で得られた紡出糸に対し
ては、これを延伸装置の供給ローラー温度を８５〜１２
０の範囲に且つ熱処理時間を０．５〜０．１０秒の範囲
でしながら予熱し、３〜６倍の延伸倍率で延伸し、その
後必要に応じて１５０℃〜２４０℃の温度で０．１sec.
〜０．５sec.間熱処理すればよい。
【００４９】以上は、一つの溶融紡糸装置から一本のモ
ノフィラメントを製造する例であるが、必要に応じて各
紡糸装置から走行してきた各モノフィラメントを合糸し
て、モノフィラメントの束（バンドル）ないしはマルチ
フィラメントの形で延伸に付してもよい。
【００５０】本発明により提供されるモノフィラメント
は文字どおりモノフィラメントの状態で、あるいはそれ
らを合糸した状態、更には短繊維のような有限長さに切
断した形で、種々の用途に有利に適用される。特に好ま
しい用途は、既に述べた耐金属摩耗が要求される分野で
ある。その他に本発明のモノフィラメントの有する特性
例えば、ゴムとの良好な接着性、優れた屈曲疲労性、外
周表面部における染色性の向上、結節強力の向上といっ
た特性を利用すれば、ロープ、ネット、テグス、ターポ
リン、テント、パラグライダー、およびセールクロス等
の原糸としても有用である。
【００５１】
【実施例】以下、実施例中に現れる、固有粘度、強度、
伸度、イブンネス（Ｕ％）、全捲縮率（ＴＣ）、スカム
の評価、紗のモジュラス、および総合評価（スカム／モ
ジュラス）は、以下の定義に従う。
【００５２】・固有粘度：３５℃でオルトクロロフェノ
ールにサンプルを溶解した各濃度（Ｃ）の希薄溶液を作
製し、それら溶液の粘度（ηｒ）から、下記式によって
Cを０に近づけることで算出した。 η＝ｌｉｍｉｔ（ｌｎηｒ／Ｃ）
【００５３】・強度、伸度：繊維の強度および伸度は、
ＪＩＳ−１０１７に準拠し、サンプル長２５ｃｍ、伸長
速度３０ｃｍ／ｍｉｎで測定し、サンプルが破断した時
の強度と伸度である。
【００５４】・５％伸長時のモジュラス（応力）：上
記、強度および伸度の測定において、サンプルが５％伸
長したときの応力を測定した。
【００５５】・イブネス（Ｕ％）：ツェルベルガー社製
のUSTER 3 を測定器として、測定速度１００ｍ／分で３
分間（測定長３００ｍ）測定し、ハーフイナートの値を
測定結果として採用した。
【００５６】・全捲縮率（ＴＣ）：サンプルを、１５０
０デニール位になるようにカセにとり、その中心にデニ
ールあたり２ｍｇとなるような荷重を掛け、沸水中で２
０分間処理した後、２０℃６５％ＲＨに雰囲気下で、一
昼夜自然乾燥させる。このようにして得られる捲縮の発
現したカセに、デニール当たり２００ｍｇの荷重を掛け
て、１分間放置後の長さ（ｌ０）を測定し、続いて、荷
重をデニール当たり２ｇに変更し、１分間放置後の長さ
（ｌ１）を測定する。そして、全捲縮率（ＴＣ）は、下
記の式によって算出する。 ＴＣ（％）＝｛（ ｌ０− ｌ１）／（ ｌ０）｝×１０
０
【００５７】・スカムの評価：スルザー型織機により織
機の回転数を２５０ｒｐｍとしてメッシュ織物を製織す
る。筬の汚れ具合いを観察しつつ、継続して製織を行う
ことが不能と判断されるときに製織を中断し、筬の洗浄
を行った。その時の製織長さを筬洗浄周期（ｍ）とし
た。この、洗浄周期が長いほど、スカムの発生が少ない
ことを示す。
【００５８】・紗のモジュラス：定速緊張型引張り試験
機を用いてＪＩＳ Ｌ１０９６に定める布引張強伸度測
定により、試験反巾５ｃｍ、掴み間隔２０ｃｍ、引張速
度１０ｃｍ／ｍｉｎ、で紗の強力ー伸度曲線を得、伸度
１０％に相当するときの強力（ｋｇｆ）を紗のモジュラ
スとした。
【００５９】 ・総合評価（スカム／モジュラス）：上記のスカム評価および紗のモジュラスの 結果から、以下のように判定し、○が極めて良好、△が一部用途で合格、また× が使用不可を示す。 スカムの評価 ／ 紗モジュラス ○：２５０ｍ以上製織可能 ／ １５ｋｇｆ以上 △：１００ｍ以上２５０ｍ未満製織可能 ／ １０ｋｇｆ以上〜１５ｋｇｆ未満 ×：１００ｍ以上製織不可能 ／ １０ｋｇｆ未満
【００６０】［参考例１］固有粘度が０．８０のポリエ
ステルの窒素雰囲気（脱酸素状態）における熱分解の程
度すなわち固有粘度の低下の程度を示す例を表１に示
す。
【００６１】
【表１】
【００６２】表１から判るとおり、３００℃の溶融温度
では滞留時間が１０分の場合、溶融温度２８０℃の滞留
時間５分に比べて、固有粘度は０．０７１減少する。そ
して、これらを、吐出量４．２７ｇ／分の紡糸引取速度
１２００ｍ／分で引き取った未延伸糸を３．８倍で延伸
したところ、前者の伸度は、後者のそれに比べ約１２％
増加する。
【００６３】この際、本発明で用いるポリエステルの固
有粘度は高いものが、熱分解による固有粘度差を生じ易
くて好ましい。よって、モノフィラメントに紡出された
後の、固有粘度（［η］ｆ−ａ）が０．６５以上、より
好ましくは０．７０以上になるような重合体が用いら
れ、その上限については高々１．３程度が適当である。
【００６４】ここで、熱分解によりポリエステルの固有
粘度差を惹起させる手段として、温度差をつけた複数の
溶融押出機を用いて、各押出機で溶融される重合体の間
に温度差を調整することも可能であるが、この場合は、
結果的に予め用意した複数の重合体を使用することと同
じ工程をとることになり、細繊度のモノフィラメントの
製糸という観点からは好ましくない。
【００６５】また、複数のモノフィラメントを一つの計
量ポンプを用いて押し出す、即ち、分繊方式であれば鞘
成分の比率を少なくする事は容易になるが、分繊方式で
は、分繊後のモノフィラメントそれぞれの繊度を厳密に
同じとすることに難しい面が残されている。
【００６６】［参考例２］固有粘度［η］＝０．９０の
ポリエチレンテレフタレートを溶融押出機にて溶融し、
その時の溶融温度を２９０℃に調整した。この溶融物を
熱媒により３００℃に加熱した保温ボックスを通した
後、０．３ｃｃ／ｒｅｖのギアポンプを用いて計量し
た。ギアポンプから吐出される溶融物の温度は実測値で
３００℃であった。この時、ギアポンプから吐出される
溶融物を吐出量を変化させてサンプリングを行い、それ
ぞれにその固有粘度を測定した。その結果を表２に示
す。
【００６７】
【表２】
【００６８】表２の結果は、溶融物の吐出量が多くなる
ことは、溶融物の滞留時間が少なくなることを意味し、
吐出量が少なくなるにつれ、固有粘度の低下巾が大きく
なる。また、この低下巾の絶対値は、用いる装置の溶融
物流路の体積、温度プロフィールにより変化するが、同
一の装置であれば、上記の表２に示した結果と同じ傾向
を示す。
【００６９】次に、ギアポンプからの吐出量を７．５ｇ
／分に固定し、図１に示すような濾過パック・紡糸口金
を取りつけた溶融紡糸装置から吐出されたフィラメント
の固有粘度（［η］ｆ−a）を測定した。この時、濾過
パックの濾過層体積（内容積）を変更し、パック内部の
溶融物の平均滞留時間を変更した。その結果を表３に示
す。
【００７０】
【表３】
【００７１】表３に示すとおり、溶融物は計量された後
の滞留時間差のより、吐出される溶融物の固有粘度が変
化することが判る。
【００７２】［実施例１］参考例１において、溶融物の
温度を３００℃に調整し、吐出量を５ｃｃ／分とに変更
する以外は実施例１と同様の操作を繰り返した。
【００７３】次に、図１に示す形状で、その内容積が１
２ｃｃの溶融紡糸パックを取り付け、その際分配板
（４）の中央通過路（５）の直径を５ｍｍとし、他方該
分配板の外周に配置した外周通過路（６）を円周状に２
４個配設すると共にし、その直径を３水準に変更して実
験した。
【００７４】各水準の実験において、吐出された溶融物
は、雰囲気温度３５０℃に加熱された長さ１００ｍｍの
保温ゾーンを通過後冷却固化された。この時の紡糸引取
速度は１０００ｍ／分とし、得られた未延伸モノフィラ
メントを１００℃、１４０℃に加熱されたホットロール
を用い、繊度９デニールのモノフィラメントを得た。
【００７５】その、延伸されたモノフィラメントを、２
Ｍ濃度のＮａＯＨにアルカリ減量促進剤として公知の４
級アンモニウム塩を３ｇ／ｌで添加し、浴比２００以上
の容積比で、３０℃にて穏やかに、アルカリ減量を行っ
た。
【００７６】アルカリ減量後の繊度を測定しながら、モ
ノフィラメントが段階的に９，８，７，６，５デニール
に細くなるまで上記のアルカリ溶液に浸漬し、所定の繊
度になった時点で水洗、風乾後、モノフィラメントの各
繊度における固有粘度（［η］ｆ−a）を測定した。
【００７７】得られた固有粘度の値を用い、アルカリ減
量された部分の固有粘度は、減量前の固有粘度と減量後
の中心部分の固有粘度から算出した。この際、固有粘度
の算出は、固有粘度０．８と０．７５の重合体が１：１
で混合された場合、その平均固有粘度は０．７７５とし
て測定されるという考えに基いている。
【００７８】比較例として、通常の紡糸で用いられる、
固有粘度差を発生させない濾過方式を採用する以外は
で、同様に紡糸しモノフィラメントを作成し同様の評価
を行った。ここで、固有粘度差を発生させない濾過方式
として、図２（ａ）の装置において、外周通過路（６）
を目潰し状態にし、他方中央通過路（５）に５段のスタ
チィックミキサーを挿入することにより、濾過部を通過
する溶融物に滞留時間差が生じないようにした。結果
を、表４に示す。
【００７９】
【表４】
【００８０】表４から判るように、分配板の外周部分を
流れる溶融物の量を制限することにより、該分配板の中
央部分を流れる溶融物部分に比べてその固有粘度をより
低下させることができる。また、比較例においては、モ
ノフィラメントの中心部と外周表面部との間に固有粘度
差が実質的に生じていない。
【００８１】［実施例２］実施例１の実験ー２で用いた
濾過パックと、通常紡糸のパックを用い、吐出量５ｇ／
分に固定し、紡糸速度、延伸倍率をそれぞれ調整し、強
度、伸度の異なる繊度９デニールのモノフィラメントを
得た。この、モノフィラメントをスルザー型織機を用い
経糸張力１０ｇ／本、筬クリアランス３５μｍ、で製織
し仕上げ加工を行い３５０メッシュのスクリーン紗を得
た。モノフィラメント特性、製織性、およびスクリーン
紗の評価結果について、表５に示す。
【００８２】
【表５】
【００８３】表５から明らかなとおり、本発明によれ
ば、紗のモジュラスを高い水準に維持しながらも、併せ
て、製織スカムの発生が少ないモノフィラメント原糸が
得られる。
【００８４】
【発明の効果】本発明にしたがって提供される、ポリエ
ステルよりなるモノフィラメントにあっては、その中心
部の固有粘度がもっとも高く、表層部に向うにしたがっ
て逐次固有粘度が低くなることを特徴とし、その製造に
当たっては、ポリエステル溶融物の熱分解を利用し、定
量吐出計量後あるいは制御された背圧の下に濾過層を流
れる溶融物に、モノフィラメントの中心部（芯部）に配
される溶融部分の滞留時間は短く、外周表面部（鞘部）
に配される溶融部分の滞留時間は長くなるような滞留時
間差を惹起させ、かくして溶融物の滞留時間分布をコン
トロールすることで各部分の固有粘度を変化させること
を特徴とする。
【００８５】その結果、このようなポリエステルモノフ
ィラメントを、例えばスクリーン紗に用いるとき、全体
として高強力、高モジュラスで低伸度の傾向を呈するポ
リエステルモノフィラメントは製織工程でのスカムの発
生が抑制される。しかも、本発明では、従来に比べてモ
ノフィラメントの太さをより細繊度化できるのでハイモ
ジュラス且つハイメッシュ、すなわち、織密度が高く、
オープニングが広くて高張力での紗張りが可能で、しか
も印刷精度が高く且つ印刷時のスキージによる繰り返し
疲労を受けても延びのが少ないメッシュ織物が提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のモノフィラメントが丸断面（円形）の
場合の斜視図（図１−（ａ））、および縦軸に該モノフ
ィラメントの中心線（０）に沿う固有粘度を、横軸に該
モノフィラメントの半径方向の距離（Ｒ）をとったと
き、該固有粘度が上記の中心（０）からモノフィラメン
ト表面に向って減少するような傾斜粘度を呈している状
態を示すグラフ
【図２】単一の溶融物が溶融紡糸装置の濾過層および分
配板を通過する際に、滞留時間差をつける態様を示す縦
断面図（図２−（ａ））、および該分配板の平面図
【図３】単一の溶融物が溶融紡糸装置の濾過層を通過す
る際に、三段階に滞留時間差をつける態様を示す縦断面
図
【符号の説明】
（０） モノフィラメントの横断面における中心線 （ｃ） 該モノフィラメントの中心部 （ｐ） 該モノフィラメントの外周表面部 （Ｌｃ） 該モノフィラメントの中心部の半径方向の距
離 （Ｌｃ） 該モノフィラメントの外周表面部の半径方向
の距離 （Ｒ） 該モノフィラメントの半径 （ｓ１） 該モノフィラメントの固有粘度が、その中心
（０）から表層面に向って減少するような傾斜粘度を呈
する一例で、ここでは負の勾配で単調減少している状態
を示す線 （ｓ２） 該モノフィラメントの固有粘度が、その中心
（０）から表層面に向って階段状に減少している状態を
示す線（従来例） （ｓ３） 該モノフィラメントの固有粘度が、その中心
（０）から表層面に向って減少するような傾斜粘度を呈
する一例で、ここでは二次曲線状に漸減している状態を
示す線 （１） 重合体の溶融物を移送するための計量ポンプ （２） 導管 （３） （３ａ）〜（３ｃ）濾過層 （４） 分配板 （５） 該分配板（４）の中央部に穿けられた、溶融物
（ポリエステル重合体）の中央通過路 （６） 該分配板（４）の外周部に穿けられた、溶融物
の外周通過路 （７） 該外周通過路（６）と吐出孔（８）とを連接す
る溶融物の外周導入部 （８） 溶融物の吐出孔

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリエステル系重合体で構成された非捲
    縮性のモノフィラメントにおいて、 該モノフィラメントを構成している重合体がフィラメン
    ト横断面の中心部（ｃ）から外周表面部（ｐ）に向って
    減少するような傾斜粘度を呈し、その際該外周表面部を
    構成している重合体の固有粘度（[η]ｆ−p）が１．１
    〜０．６の範囲にあることを特徴とする、表面特性の改
    善された高強力モノフィラメント。
  2. 【請求項２】 該モノフィラメントを構成している重合
    体が単一のポリエステルである、請求項１記載の表面特
    性の改善された高強力モノフィラメント。
  3. 【請求項３】 該ポリエステルが、ポリエチレンテレフ
    タレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリエチ
    レンナフタレートである、請求項１または２記載の表面
    特性の改善された高強力モノフィラメント。
  4. 【請求項４】 該モノフィラメントを構成しているポリ
    エステル全体の平均固有粘度（[η]ｆ-a）が、０．７〜
    １．２の範囲にある、請求項１〜３のいずれかに記載の
    表面特性の改善された高強力モノフィラメント。
  5. 【請求項５】 該モノフィラメントの中心部（ｃ）を構
    成しているポリエステルの平均固有粘度（[η]ｆ−c）
    が、１．３〜０．７の範囲にある、請求項１〜４のいず
    れかに記載の表面特性の改善され高強力モノフィラメン
    ト。
  6. 【請求項６】 該モノフィラメントの外周表面部（ｐ）
    を構成しているポリエステルの平均固有粘度（[η]ｆ−
    p）が、１．０〜０．６の範囲にある、請求項１〜５の
    いずれかに記載の表面特性の改善された高強力モノフィ
    ラメント。
  7. 【請求項７】 該モノフィラメントの中心部（ｃ）を構
    成しているポリエステルの平均固有粘度（[η]ｆ−ｃ）
    が、該モノフィラメントの外周表面部（ｐ）を構成して
    いるポリエステルの平均固有粘度（[η]ｆ−p）より、
    ０．０２〜０．２０高い、請求項１〜６のいずれかに記
    載の表面特性の改善された高強力モノフィラメント。
  8. 【請求項８】 該モノフィラメントの横断面に占める中
    心部（ｃ）の面積割合が０．９５〜０．６の範囲にあ
    る、請求項１〜７のいずれかに記載の表面特性の改善さ
    れ高強力モノフィラメント。
  9. 【請求項９】 該モノフィラメントの横断面に占める外
    周表面部（ｐ）の面積割合が０．０５〜０．４の範囲に
    ある、請求項１〜８のいずれかに記載の表面特性の改善
    された高強力モノフィラメント。
  10. 【請求項１０】 該モノフィラメントの横断面が円形で
    ある、請求項１〜９のいずれかに記載の表面特性の改善
    された高強力モノフィラメント。
  11. 【請求項１１】 該中心部（ｃ）の半径方向の長さ（Ｌ
    ｃ）と該モノフィラメントの半径（Ｒ）との比（Ｌｃ／
    Ｒ）が、０．９８〜０．７７の範囲にある、請求項１０
    記載の表面特性の改善された高強力モノフィラメント。
  12. 【請求項１２】 該外周表面部（ｐ）の半径方向の長さ
    （Ｌｃ）と該モノフィラメントの半径（Ｒ）との比（Ｌ
    ｐ／Ｒ）が、０．０２〜０．２３の範囲にある、請求項
    １０または１１記載の表面特性の改善された高強力モノ
    フィラメント。
  13. 【請求項１３】 該モノフィラメントを構成しているポ
    リエステルの固有粘度の平均勾配（α）が、１〜３０の
    範囲にある、請求項１〜１２のいずれかに記載の表面特
    性の改善された高強力モノフィラメント。
  14. 【請求項１４】 固有粘度の高い方の重合体がモノフィ
    ラメント横断面の中心部（ｃ）に、そして固有粘度の低
    い方の重合体が該中心部（ｃ）を取り囲みつつモノフィ
    ラメント横断面の外周表面部（ｐ）に同心円状に配され
    た、請求項１〜１３のいずれかに記載の表面特性の改善
    された高強力モノフィラメント。
  15. 【請求項１５】 該モノフィラメントの平均強度が６．
    ０ｇ／ｄｅ〜１０．０ｇ／ｄｅの範囲にある、請求項１
    〜１４のいずれかに記載の表面特性の改善された高強力
    モノフィラメント。
  16. 【請求項１６】 該モノフィラメントの５％伸長時の応
    力が３．０ｇ／ｄ以上である、請求項１〜１５のいずれ
    かに記載の表面特性の改善された高強力モノフィラメン
    ト。
  17. 【請求項１７】 該モノフィラメントの平均伸度が１０
    〜３０％の範囲にある、請求項１〜１６のいずれかに記
    載の表面特性の改善された高強力モノフィラメント。
  18. 【請求項１８】 該モノフィラメントのイブンネス（Ｕ
    ％）が１．５％以下である、請求項１〜１７のいずれか
    に記載の表面特性の改善された高強力モノフィラメン
    ト。
  19. 【請求項１９】 該モノフィラメントの太さが２ｄｅ〜
    ５０ｄｅの範囲にある、請求項１１〜１８のいずれかに
    記載の表面特性の改善された高強力モノフィラメント。
  20. 【請求項２０】 １．３〜０．８の固有粘度を有する単
    独のポリエステル系重合体の溶融物を吐出孔を通して紡
    出して非捲縮性のモノフィラメントを製造する方法にお
    いて、 該吐出孔に至る間の溶融物に内的滞留時間差を惹起させ
    ながら、滞留時間の最も短くなる溶融物部分を吐出孔の
    中心部から、滞留時間が最も長くなる溶融物部分を該吐
    出孔の最外周部から吐出させつつ、両者を同心円状の芯
    −鞘形状に紡出し、その後得られた紡出糸を熱延伸に付
    することを特徴とする、表面特性の改善された高強力モ
    ノフィラメントの製造方法。
  21. 【請求項２１】 該溶融物を芯−鞘型のコンジュゲート
    吐出孔から吐出させる、請求項２０記載の表面特性の改
    善された高強力モノフィラメントの製造方法。
  22. 【請求項２２】 該溶融物を鞘成分の吐出孔が多重に配
    設された芯−鞘型のコンジュゲート吐出孔から吐出させ
    る、請求項２１記載の表面特性の改善された高強力モノ
    フィラメントの製造方法。
  23. 【請求項２３】 該モノフィラメントを構成している重
    合体が単一のポリエステルである、請求項２０〜２２の
    いずれかに記載の記載の、表面特性の改善された高強力
    モノフィラメントの製造方法。
  24. 【請求項２４】 該ポリエステルが、ポリエチレンテレ
    フタレート、ポリブチレンテレフタレートまたはポリエ
    チレンナフタレートである、請求項２０〜２３のいずれ
    かに記載の表面特性の改善された高強力モノフィラメン
    トの製造方法。
  25. 【請求項２５】 該紡出糸の紡糸引取速度が５００〜１
    ５００ｍ／分の範囲にある、請求項２０〜２４のいずれ
    かに記載の表面特性の改善された高強力モノフィラメン
    トの製造方法。
  26. 【請求項２６】 該紡出糸が８５〜１２０℃の範囲で予
    熱されつつ、３〜６の延伸倍率の下に熱延伸される、請
    求項２０〜２５のいずれかに記載の表面特性の改善され
    た高強力モノフィラメントの製造方法。
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