(57)【要約】【課題】芯鞘複合型熱融着糸に要求される高タフネスと低乾収を両立し、高次加工安定性および寸法安定性に優れ、獣害防止ネットや生け簀用の金属代替可能な硬質網材に適用可能な芯鞘複合型熱融着糸に関するものであり、高次加工での熱処理により、高度に融着し高剛性で靱性に優れる網材に適用可能な芯鞘複合型熱融着糸を提供することを目的とする。【解決手段】芯成分がポリエステル、鞘成分が融点１００〜２００℃の共重合ポリエステルからなり、乾熱収縮率が１０〜２０％で、下記式で表される乾収と収縮応力の比が０．０１２〜０．０５の芯鞘複合型熱融着糸。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯成分がポリエステル、鞘成分が融点１００〜２００℃の共重合ポリエステルからなる芯鞘複合型繊維を含み、乾熱収縮率が１０〜２０％であり、乾熱収縮率（％）と収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）の比が０．０１２〜０．０５０であることを特徴とする芯鞘複合型熱融着糸。
【請求項２】
芯成分であるポリエステルの固有粘度が０．８〜１．２であることを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合型熱融着糸。
【請求項３】
芯成分であるポリエステルのカルボキシル末端基量が１０〜４０ｅｑ／ｔであることを特徴とする請求項１または２記載の芯鞘複合型熱融着糸。
【請求項４】
芯鞘比率が５０：５０〜９０：１０であり、繊度が２００〜２０００ｄｔｅｘ、強度が３〜６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が１０〜３０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の芯鞘複合型熱融着糸。
【請求項５】
芯成分原料として固有粘度０．６〜１．５のポリエステルチップと、鞘成分原料として融点１００〜２００℃の共重合ポリエステルチップを、芯鞘比率５０：５０〜９０：１０となるように複合紡糸口金より、紡糸温度２８５〜３２０℃で溶融紡糸し、紡糸速度１０００〜３０００ｍ／分の速度で引き取った後、一旦巻き取ることなく、延伸倍率１．５〜４倍で延伸し巻き取ることを特徴とする芯鞘複合型熱融着糸の製造方法。
【請求項６】
芯成分原料のポリエステルチップの固有粘度が１．０〜１．５であることを特徴とする請求項５記載の芯鞘複合型熱融着糸の製造方法。
【請求項７】
芯成分原料ポリエステルチップのカルボキシル末端基量が５〜３０ｅｑ／ｔであることを特徴とする請求項５または６記載の芯鞘複合型熱融着糸の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の芯鞘複合型熱融着糸から構成される硬質網材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯鞘複合型熱融着糸及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
芯鞘複合型熱融着糸は、布帛やネット等の形状維持・硬化、メッシュ織物の交点融着の目的で使用されている。また、高次加工で糸条同士を融着させ、繊度の太いモノフィラメント状の線径とすることが可能であり、且つ元の糸条それぞれが高強度繊維であり切断されにくいことから、獣害防止用網材としても展開されている。融着後の繊維表面が平滑となり海中でも汚れが付着しにくいことから、特に海外ではラッコ・アザラシ等海獣の進入防止用網材として、また錆びないことから、生け簀用網材として従来の金属製網材からの代替が進んでいる。
【０００３】
芯鞘複合型熱融着糸の構成としては、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという。）を芯成分とし、イソフタル酸成分、テレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分および1,4-ブタンジオール成分等を共重合したＰＥＴ系共重合体を鞘成分としたものが広く使用されている。
【０００４】
これら鞘成分ポリマの融点は、高次加工で効率よく熱融着させるため、１００〜２００℃程度の低融点とする必要があるが、鞘成分の低融点化は繊維の製造においては延伸熱処理温度を制限することとなるため、結果としてタフネスが低下し、高強度化に伴い得られた繊維物性が高収縮率となり、寸法安定性に劣るという問題を有していた。
【０００５】
この繊維の高収縮率化を抑制するため、芯成分ポリマには産業用繊維としては比較的固有粘度（ＩＶ）の低いポリマを使用し、且つ鞘成分ポリマの熱に対する安定性を向上させるため及び延伸工程における熱処理を高度に均一にするため、延伸部のロール加熱と蒸気による加熱を同時に行う方法が提示されている（特許文献１〜特許文献３参照。）。
【０００６】
また、延伸に加熱ロールを用いると、糸条内の単繊維同士が接触することで融着する可能性が増すことから、延伸ロールを使用せず、加熱チューブ内を高速で通過させ、そのまま巻き取る方法が提示されている（特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３１４０３２号公報
【特許文献２】特開２００８−３０３４９４号公報
【特許文献３】特開２００３−２０１６２７号公報
【特許文献４】特開２０００−３０３２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記の特許文献１〜４に記載されているように固有粘度の低いポリエステルを芯成分ポリマとして用いた場合、低収縮の物性は得られ易くなるものの、産業用途としては低タフネスとなり、また、高強伸度と低収縮率化の両立は難しく、網材等として使用する際の剛性感も低くなる。また、固有粘度の低いポリエステルは通常は分子量が低いことからカルボキシル末端基量が多くなるため、特に高温多湿環境下における加水分解による分子量低下速度が速く、耐久性の点から用途によっては問題となる可能性があった。
【０００９】
また、上記特許文献４のように、固有粘度の低いポリマを芯成分として用い、加熱領域を３０００ｍ／分以上の速度で巻き取ることで、低収縮化を図る技術が提案されているが、一般的に産業用繊維糸条は３００〜２０００ｄｔｅｘ程度の繊度を有し、繊維数も多いことから、チューブヒーターによる外周方向からの加熱領域を高速で通過させながら各繊維を均一に延伸熱処理し、繊維構造を安定化することは困難であった。
【００１０】
このように従来技術では、固有粘度の低い（低ＩＶ）ポリマを使用した芯鞘複合型熱融着糸しか存在せず、高タフネス・低収縮率の両立、且つ高分子量ポリマを芯成分ポリマとして用いた芯鞘複合型熱融着糸は実現されていなかった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、上記の従来技術における課題を解決し、産業用での使用に耐えうる高タフネスと低収縮による高次加工工程の安定化・寸法安定性の両立と網材として用いる際により高剛性となること、且つ低温での加工においてより強固に融着が可能となること、高分子量ポリマの使用により、特に高温高湿度環境下での使用や再処理において優れた耐久性を有する芯鞘複合型熱融着糸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決せんとするものであり、本発明の芯鞘複合型熱融着糸は、繊維を構成する芯成分がポリエステル、鞘成分が、融点１００〜２００℃の共重合ポリエステルからなり、乾熱収縮率（乾収）が１０〜２０％であり、乾熱収縮率当たりの収縮応力（乾熱収縮率と収縮応力の比）が０．０１２〜０．０５の芯鞘複合型熱融着糸である。
【００１３】
また、本発明の芯鞘複合型熱融着糸の好ましい態様によれば、繊維を構成する芯成分ポリマの固有粘度が０．８〜１．２の芯鞘複合型熱融着糸である。
【００１４】
また、本発明の芯鞘複合型熱融着糸の好ましい態様によれば、繊維を構成する芯成分ポリマのカルボキシル末端基量が１０〜４０ｅｑ／ｔの芯鞘複合型熱融着糸である。
【００１５】
また、本発明の芯鞘複合型熱融着糸の好ましい態様によれば、芯成分と鞘成分の比率が５０：５０〜９０：１０であり、繊度が２００〜２０００ｄｔｅｘ、強度が３〜６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が１０〜３０％の芯鞘複合型熱融着糸である。
【００１６】
また、本発明の芯鞘複合型熱融着糸の製造方法は、芯成分として固有粘度０．６〜１．５のポリエステルチップと、鞘成分として融点１００〜２００℃の共重合ポリエステルチップを原料として、芯鞘比率５０：５０〜９０：１０となるように複合紡糸口金より、紡糸温度２８５〜３２０℃で溶融紡糸し、紡糸速度１０００〜３０００ｍ／分の速度で引き取った後、一旦巻き取ることなく、延伸倍率１．５〜４倍で延伸し巻き取ることである。
【００１７】
また、本発明の芯鞘複合型熱融着糸の製造方法の好ましい態様によれば、芯成分として固有粘度１〜１．５のポリエステルチップを用いることである。
【００１８】
また、本発明の芯鞘複合型熱融着糸の製造方法の好ましい態様によれば、芯成分としてカルボキシル末端基量５〜２０ｅｑ／ｔのポリエステルチップを用いることである。
【００１９】
本発明の硬質網材は、前記芯鞘複合型熱融着糸で構成されるものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、産業用に好適な高タフネスで低収縮率、且つ耐久性に優れる芯鞘複合型熱融着糸が得られる。また前記の芯鞘複合型熱融着糸を使用することにより、高次工程での加工安定性や寸法安定性を損ねること無く、また融着硬化後の物性低下が押さえられ、各種産業用途において、高タフネスで、特に高温多湿環境下での耐久性に優れる芯鞘複合型熱融着糸の提供が可能となり、特に獣害防止や生け簀用の金属代替可能な高剛性で強靱性を有する網材を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ガーレー硬さの測定器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の芯鞘複合型熱融着糸と、その製造方法について、詳細に説明する。
【００２３】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸は、芯成分がポリエステル、鞘成分が融点１００〜２００℃の共重合ポリエステルからなる芯鞘複合型繊維で構成される。当該芯鞘複合型繊維を構成する芯成分が、固有粘度０．６〜１．２のポリエステルであることが好ましく、より好ましくは０．８〜１．２、更に好ましくは０．９〜１．１である。固有粘度はポリマの重合度や分子量を表すパラメータであり、繊維構造を緻密化し高タフネス・高耐久を得るために重要となる。０．６未満では産業用として十分な高タフネスを得ることができず、一方、繊維として１．２を超えるようなものとするには、原料チップとしては固有粘度１．５を超えるような重合度のチップを製造する必要があるが、そのようなチップの製造は、重合条件、高度な固相重合を必要とすることから生産性の点で問題となること、紡糸時にポリマは熱分解や加水分解するが、高重合度ポリマほど分子量低下が大きい傾向にありコスト含めたロスが大きくなること、安定製糸可能な製糸条件設定の範囲が狭くなること等の問題がある。
【００２４】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸を構成する芯鞘複合型繊維における芯成分のポリエステルのカルボキシル末端基量は１０〜４０ｅｑ／ｔが好ましく、１５〜３０ｅｑ／ｔであることがより好ましく、更に好ましくは１５〜２０ｅｑ／ｔである。高重合度化に伴い分子鎖の末端であるカルボキシル末端基量は減少するが、重合触媒や重合条件をより低カルボキシル末端基量となるように制御することで、より効率的に低カルボキシル末端基量のポリマを得ることが可能となる。上記範囲とすることで高温高湿雰囲気での耐久性に優れた繊維となる。またカルボジイミド等の公知の末端封鎖剤を添加することで，更に低カルボキシル末端基量とすることが可能ではあるが、製糸安定性、コストなどを考慮すると重合触媒や固相重合など重合条件での調整が好ましい。
【００２５】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸を構成する芯鞘複合型繊維は、鞘成分である共重合ポリエステルの融点は１００〜２００℃であり、好ましくは１４０〜１８０℃である。熱融着糸は、産業用での使用を考慮した場合、ある程度の高温雰囲気下で使用することも想定されるため上記範囲とすることが好ましい。布帛や網とした後の高次加工工程において１５０〜２２０℃程度の温度雰囲気でピンテンターやクリップテンター等公知のテンター機を用い、張力付与や緊張状態で位置決めした上で熱処理が行われ、この高次加工の熱処理温度にて、鞘成分ポリマを融着させ、必要とする形状に硬化させる。融点１００℃未満では、実使用環境において再溶融する可能性があり、一方２００℃を超えると効率的に融着させることが困難となり、高次加工での加工安定性が悪化する他、強度等の物性を担っている芯成分のポリエステルへの影響も懸念される。
【００２６】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸は、鞘成分ポリマの融点と同一温度で測定した際の乾熱収縮率が１０〜２０％であり、好ましくは１２〜１８％である。乾熱収縮率は低い方が高次加工での加工安定性や寸法安定性に優れることとなる。また、一般的な産業用繊維糸条の乾熱収縮率が１０％未満であることから、それらと共用することも考慮すると２０％を超える高収縮率な融着糸では、収縮差に起因する皺等の問題が発生する可能性がある。また、鞘成分ポリマの融点から延伸条件が制約されていることから、乾熱収縮率が１０％未満の熱融着糸は強度との両立が困難となる。
【００２７】
なお、熱融着糸の場合は高次加工において鞘成分を融着して用いることとなるため、鞘成分ポリマの融点以上の加工温度が必要となる。通常ＪＩＳ規格における乾熱収縮率は１５０℃で評価されるが、融点が１５０℃以上のポリマが鞘成分であれば加工温度は１５０℃より高温の条件であるから、加工温度における乾熱収縮率はＪＩＳ規格での測定値より高くなる。すなわち、鞘成分の融点が１００〜２００℃である本発明の芯鞘複合型熱融着糸においては乾熱収縮率の測定温度が１５０℃では、その効果を充分に示すことができない。よって本発明における乾熱収縮率は、後述する測定方法において測定した鞘ポリマの融点における値を指す。また収縮応力については、乾熱収縮率と同一の温度条件とすべきであるが、例えば今回評価に用いたスリットヒーター型の評価機器とＪＩＳ法記載の乾燥機では、同一温度条件設定における乾熱収縮率が異なるため、当該機器での乾熱収縮率が同一となる温度条件を確認し、対応する収縮応力の温度条件を設定する必要がある。このように熱融着糸においては、鞘成分の融点により、高次加工温度を、より低温や短時間加工が可能な設計とすることができ、その際の収縮特性を確認して設計することが重要である。
【００２８】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸における乾熱収縮率（％）と収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）の比、すなわち乾熱収縮率当たりの収縮応力は０．０１２〜０．０５０であることが必要であり、好ましくは０．０１５〜０．０４０である。前記範囲とすることで、高次加工での寸法安定性を維持した上で、高次加工製品、特に複数の糸条を撚糸して用いる網材等の加工において、強固に融着し剥離しにくくなること、得られる網材等は、より高剛性で強靱なものとなる。
【００２９】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸を構成する芯鞘複合型繊維は、繊維断面における芯成分と鞘成分の比率が面積比で５０:５０〜９０：１０であることが好ましく、より好ましくは６０：４０〜８５：１５である。芯鞘複合型繊維の鞘成分は融着する成分であり、強度をほぼ担っていないため、繊維としての強度を向上するためには芯成分比率が高いことが好ましいが、鞘成分が少ない場合は融着力低下の可能性があるため前記範囲とすることが物性と融着力の両立の点から好ましい。
【００３０】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸の繊度は２００〜２０００ｄｔｅｘであることが好ましく、３００〜１８００ｄｔｅｘであることがより好ましい。また芯鞘複合型繊維の単繊維繊度は３〜３０ｄｔｅｘが好ましく、８〜２０ｄｔｅｘがより好ましい。繊度については、産業用途での使用を前提とした場合、前記範囲とすることで共用しやすく、また網材などある程度の線径を必要とする場合など、高次加工生産性の点から好ましい。単繊維繊度に関しては、繊維が複合構造であることから単繊維繊度が小さすぎると製糸における影響が大きく、前記範囲とすることで物性と品位を安定して得られ易くなる。
次に、本発明における芯鞘複合型熱融着糸の製造方法について説明する。
【００３１】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸における芯成分ポリマとしては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート及びポリプロピレンテレフタレートなどのポリエステルを用いることができるが、単繊維繊度の細い糸条を安定して製造することができる点、および高タフネスで低い吸湿性や寸法安定性の点で、ポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
【００３２】
本発明における芯鞘複合型繊維の製造に使用される原料ポリマは、各々その性質を損ねない範囲であれば、曳糸性を高めるなどの目的で、共重合成分を含有することもなんら差し支えないが、上述の高タフネス物性を満足させるためには、通常高重合度のポリマが用いられる。ポリエチレンテレフタレートの場合には、固有粘度が０．６〜１．５のポリマであることが好ましく、より高タフネスとするため、固有粘度は０．９〜１．５であることがより好ましく、更に好ましくは固有粘度１．０〜１．４である。
【００３３】
本発明における芯鞘複合型繊維における鞘成分ポリマとしては、イソフタル酸成分、テレフタル酸成分、脂肪族ラクトン成分、エチレングリコール成分または1,4-ブタンジオール成分等を共重合した、芯成分と相溶性のある共重合ポリエステルを用いることが好ましい。このような共重合ポリエステルは、２塩基酸又はその誘導体の１種もしくは２種以上と、グリコール系の１種もしくは２種以上とを反応させて得ることができる。
【００３４】
２塩基酸又はその誘導体の例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、Ｐ−オキシ安息香酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族２塩基酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸の脂肪族２塩基酸、１，２−シクロブタンジカルボン酸等の脂肪族２塩基酸、脂肪族ラクトン成分等が挙げられ、一方、グリコール類の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ネオペンタンジオール、Ｐ−キシレングリコール等や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等のポリアルキレングリコール類が挙げられる。
【００３５】
これらの２塩基酸又はその誘導体と、グリコール系からなる重合体は、熱的に安定性が良好である。鞘成分は繊維の強度をほぼ担わないが、製糸時において融着を抑制するため、比較的結晶化速度が速いポリマ構成とすることが好ましい。
【００３６】
そして鞘成分の共重合ポリエステルの融点は１００〜２００℃とすることが好ましく、１３０〜１８０℃がより好ましい。産業用での使用を想定する場合、融点を該範囲とすることで、産業用の幅広い用途での使用が可能となり、原糸及び高次加工安定性・寸法安定性が良好となる。また芯ポリマへの影響を抑えて、通常の繊維製品の高次加工熱処理温度に合わせた条件設定が可能となる点からも好ましい。
【００３７】
また、芯鞘成分共に本発明の効果を損なわない範囲であれば耐熱剤、耐候剤、安定剤等の各種添加剤や着色剤を含有することができる。着色する色には特に決まりはなく、着色剤としては、例えば平均粒径０．１μｍのカーボンブラック系顔料などの無機系顔料や、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系着色剤、スチレン系着色剤、およびキナクリドン系着色剤などの有機系着色剤が挙げられるが、特にこれに限定されるものではなく、本発明の目的、効果が損なわれない範囲であれば公知の染料および顔料を使用することができる。また、着色剤の含有量は合成樹脂に対して０．０１〜４重量％含有していることが好ましい。着色剤の添加量が０．０１重量％以上であれば色調が不足することもなく、５重量％以下であれば繊維物性の低下や製造工程における工程通過性が良好な繊維を得ることができる。なお着色剤を芯成分や鞘成分のみに添加することも本発明の効果を損なわない範囲であれば何ら問題ない。
【００３８】
本発明の芯鞘複合型熱融着糸の製造方法では、上記の芯鞘成分ポリマを芯鞘比率（繊維断面における面積比）５０：５０〜９０：１０、紡糸温度２８５〜３２０℃で溶融紡糸して、１０００〜３０００ｍ／分の紡糸速度で油剤を付与して引き取った後、一旦巻き取ることなく２〜４倍で延伸し、６％未満の弛緩処理を行い巻き取ることで得られる。
【００３９】
次に、その製造方法の詳細条件について説明する。上記の芯鞘ポリマ原料は、通常チップ（ポリエステルチップ）の形態で用いられるが、これを原料として溶融紡糸機にそれぞれ供給し、通常の溶融紡糸法により芯鞘複合紡糸口金から芯鞘比率（繊維断面における芯成分と鞘成分の面積比（芯：鞘））５０：５０〜９０：１０で紡出される。芯鞘比率は、物性と融着力の点、複合紡糸時における複合異常の点から上記範囲とすることが好ましく、６０：４０〜８５：１５がより好ましい。紡糸温度は、芯成分ポリマである固有粘度が高い（高ＩＶ）のポリエステルを安定して溶融する必要があるため２８０〜３２０℃の範囲であり、２８５〜３１０℃がより好ましい。また口金直下には、加熱筒を設置し、その加熱筒内に吐出糸条を通過させることが好ましく、加熱筒は、通常１０〜５０ｃｍの長さで、２００〜３５０℃の温度に制御することが好ましい。加熱筒の長さおよび温度条件は、ポリマの固有粘度と得られる糸条の単繊維繊度やフィラメント数により最適化される。上記の加熱筒は、溶融ポリマの紡糸段階での配向および結晶化を制御し、高タフネスで低乾収の物性を発現させる点で有用である。次に紡出糸条は、上記の高温雰囲気中を通過した後、チムニーの冷風により冷却固化される。チムニーは、横吹出しタイプのチムニーや環状タイプのチムニーを用いることができる。冷却風の温度は、１０〜５０℃であることが好ましく、より好ましくは１５〜３０℃である。冷却固化された糸条は、次いで油剤が付与された後、引取りローラで引き取られる。この紡糸速度としては１０００〜３０００ｍ／分が好ましく、１５００〜２８００ｍ／分がより好ましく、更に好ましくは１８００〜２４００ｍ／分となる。
【００４０】
次いで、前記紡糸速度範囲内にて引取られた未延伸糸は、別工程で延伸することも可能であるが、通常連続して熱延伸される。延伸は２段以上の多段延伸が好ましく、延伸倍率（総合延伸倍率）は、１．５〜４倍が好ましく、より好ましくは２〜３．３倍、更に好ましくは２〜３倍である。芯鞘複合熱融着糸において、高タフネスと低乾熱収縮率化を両立するためには高ＩＶポリマを紡糸である程度配向させた後、延伸ロールを用い前記範囲での延伸を行うことが好ましく、１段目の延伸においては、１．５〜２倍延伸し、２段目以降で前記延伸倍率となるように、延伸倍率を適宜調整することが好ましい。リラックス率は０．５〜６％の範囲が好ましい。低乾熱収縮率とするため高リラックス率の条件としたいが、最終熱延伸ローラ温度（セット温度）が鞘成分ポリマ融点に制限され、弛緩部での製糸安定のため該範囲とすることが好ましい。
【００４１】
また、各ローラ温度設定としては、引き取りローラは５０〜９０℃が好ましく、より好ましくは６０〜８０℃である。延伸ローラは、６５〜（Ｔｍ−１０）℃が好ましく、より好ましくは７５〜（Ｔｍ−１０）℃である。ここでＴｍとは鞘成分ポリマの融点を示す。また前記延伸温度範囲での定長熱処理を追加することも可能である。弛緩ローラは非加熱もしくは（Ｔｍ−１０）℃以下に加熱したローラを用いることが好ましい態様である。
【００４２】
本発明で用いられる油剤としては、延伸性や融着を阻害しない程度のものであれば，特に限定されることはなく、通常の水系エマルジョンもしくは非水系の油剤を用いれば良く、芯鞘複合型熱融着糸は、最終的な付着油剤成分として、繊維質量に対し０．３〜０．８質量％付与されていることが好ましく、０．４〜０．７質量％付与されていることがより好ましい。
【００４３】
また、延伸工程において、走行糸条を安定化させることを目的として、エアガイドで走行糸条を規制することが好ましく、延伸及び交絡部の他、リラックス部においても、エアガイドによる走行糸条の規制を行うことが好ましい。交絡は高次加工における工程通過性向上の目的で糸条を集束させることであり、その指標である交絡度（ＣＦ値）としては特に限定されないが、５〜７０であることが好ましく、１０〜６０であることがより好ましい。なお交絡度（ＣＦ値）とは、１ｍ試長の試料に１００ｇの荷重をかけ、６ｇのフックを下降させ、１００（ｃｍ）／下降距離（ｃｍ）により計算したものである。エアの圧力は、適用部分の走行糸条の張力および交絡と品位等により適宜変更すればよく、０．１〜０．５ＭＰａが好ましい範囲である。本発明の芯鞘複合型熱融着糸を用いることで高次加工での熱処理硬化後における物性低下が小さい繊維製品を得ることが可能となる。
【００４４】
次に本発明の芯鞘複合型熱融着糸で構成される硬質網材及びその製造方法について、説明する。
【００４５】
本発明の網材の編み方に特に限定はなく、本目網や蛙又網のような結節網、無結節網、もじ網、ラッセル網等、通常用いられる形態のものを用いることができる。また編網に際し、ポリエステルや他素材の繊維等との混繊や撚糸等により融着力や剛性を調整する等、用途や網の設計において適宜組み合わせることは何ら問題ないが、網材をより高剛性とするためには、本発明の芯鞘複合型熱融着糸のみで構成することが好ましい。
【００４６】
本発明の網材の製造方法としては特に限定なく、無結節網の一般的な編網方法を示すが、以下の製造方法に限定されるものではない。
【００４７】
まず、本発明の芯鞘複合型熱融着糸を数本引き揃え、網糸として必要な繊度とする。引き揃えた糸は、下撚りをかけ下撚糸となし、前述の下撚糸を２本合わせて撚って上撚りをかけることにより網糸を構成しながら、網糸を互いに組み合わせて同時に網目を作っていく編網機によって無結節網とする。この際、撚り係数としては２００〜２５００が好ましく、２００〜２０００がより好ましく、最も好ましくは２００〜１５００である。上記範囲とすることで融着後の網足強度が高く、より高剛性となる。なお、撚り係数Ｋは下記式で表されるものである。
Ｋ＝Ｔ×Ｄ１／２（Ｋ：撚り係数、Ｔ：単位長さあたりの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄ：繊度ｄＴｅｘ）
また得られた筒網状の網材から平面状に切り開き、最終形態としての網目を菱目もしくは矩形にするため切断方法を調整する。
【００４８】
次に得られた無結節網を熱処理し、網足や結節部を融着させる。熱処理温度としては、通常鞘成分の融点＋１０℃以上の温度が必要となり、要求される融着力、また加工速度に応じて適宜設定すればよいが、高温熱処理するほど寸法変化が大きくなる。また熱処理時における網材の収縮変形に対応するため、通常ピンテンターやクリップテンター等のテンター機により、網材を緊張状態において熱処理を行うが、収縮が大きすぎる場合には，テンター機を用いたとしても均一な網材を安定的に得ることが困難となる。本発明の収縮特性を有する熱融着糸を用いることで寸法変化を抑えながら硬質・高剛性の網材とすることが可能となる。なお空隙のある網材の網端をピンテンター等で把持し緊張状態で熱処理することは、加工性や品質品位の点から好ましくなく、事前に網端に耳布を縫製し、その耳布部分をピンテンターで把持し緊張状態での熱処理とすることが好ましく、特に菱目では網材の送り方向の把持も不安定となり易いことから、網材の進行方向前後にも網端の把持を目的として、耳布を縫製し熱処理することがより好ましい態様となる。このようにして、高タフネスと低収縮率を両立し、特に高剛性で強靱な網材用途に適した芯鞘複合型熱融着糸及び硬質網材を得ることができる。
【００４９】
次に本発明の芯鞘複合型熱融着糸で構成される布帛及びその製造方法について、説明する。
【００５０】
本発明の布帛の織り方・編み方に特に限定はなく、平織、からみ織、もしゃ織等の他、ラッセル編、経編、ダブルラッセル編なども用途によっては用いることができる。また製織に際し、ポリエステルや他素材の繊維等との混繊や撚糸等により融着力や剛性を調整する等、用途や織物の設計において適宜組み合わせることは何ら問題ないが、織物をより高剛性とする場合、融着により布帛等の表面をより平滑とするためには、本発明の芯鞘複合型熱融着糸のみで構成することが好ましく、シート・ライナークロス等の布帛、また空隙を有する織り構造とすることでメッシュ状の織物構造となる。よって、例えば土木用等のフィルターユニットに使用できる他、融着硬化することで表面が平滑となることから防汚性や清掃性に優れる表面構造となり、サポーター用のメッシュシートなど医療用途等への展開も可能となる。なおサポーター用メッシュシート等の医療用途においては、ある程度の軽量性と煮沸滅菌処理などへの耐久性の点から構成原糸としては、高強度と低カルボキシル末端基量であることが好ましく、本発明の芯鞘複合型熱融着糸を用いることで繰り返される煮沸処理等による加水分解影響を押さえることが可能となる。また、その他のフィルターユニット、シートやネット等の繊維製品においても本発明の芯鞘複合型熱融着糸を用いることにより、高温多湿雰囲気での物性低下を押さえることが可能となる。
【実施例】
【００５１】
次に、実施例により、本発明の芯鞘複合型熱融着糸とその製造方法について、具体的に説明する。各種物性は、次の方法により算出した。なお各評価において特に規定がない場合は、１０点測定しその平均値とした。
【００５２】
（１）固有粘度（ＩＶ）：
試料０．８ｇにオルソクロロフェノール１０ｍｌを加えて、１６０℃の温度で１０分間加熱溶解した後冷却し、２５℃の温度で溶液の相対粘度ηｒをオストワルド粘度計を用いて測定し、次の近似式
・ＩＶ＝０．０２４２ηｒ＋０．０２６３４
に従い算出した。
【００５３】
（２）カルボキシル基末端濃度（カルボキシル末端基量）
精秤した試料（１ｇ）をｏ−クレゾール（水分５％）２０ｍｌに浸漬して１４５℃で１０分間溶解し、０．０２規定のＫＯＨメタノール溶液にて滴定することにより求めた。この時、乳酸の環状２量体であるラクチド等のオリゴマーが加水分解し、カルボキシル基末端を生じるため、ポリマーのカルボキシル基末端およびモノマー由来のカルボキシル基末端、オリゴマー由来のカルボキシル基末端の全てを合計したカルボキシル基末端濃度が求まる。
【００５４】
（３）総繊度：
糸条の総繊度については、ＪＩＳ  Ｌ１０１３（２０１０）  ８．３．１  Ａ法により、所定荷重０．０４５ｃＮ／ｄｔｅｘで正量繊度を測定して、総繊度とした。
【００５５】
（４）単繊維繊度：
単繊維繊度は、総繊度を繊維数で除することで算出した。
【００５６】
（５）強度、伸度：
糸条の強度と伸度は、ＪＩＳ  Ｌ１０１３（２０１０）  ８．５．１標準時試験に示される定速伸長条件で測定した。試料をオリエンテック社製“テンシロン”（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）（登録商標）ＵＣＴ−１００を用い、掴み間隔は２５ｃｍで、引張り速度は３０ｃｍ／分で行った。伸度は、Ｓ−Ｓ曲線における最大強力を示した点の伸びから求めた。
【００５７】
（６）乾熱収縮率及び収縮応力：
Ａ．乾熱収縮率は、ＪＩＳ  Ｌ−１０１３（２０１０）８．１８．２乾熱収縮率ａ）かせ収縮率（Ａ法）に従って、試料採取時の所定荷重を５ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数、処理温度は鞘成分ポリマ融点（本実施例では１５０℃）とし、また、かせ長測定時の所定荷重２００ｍＮ／ｔｅｘ×表示テックス数として測定した。
【００５８】
Ｂ．収縮応力は、ＴＳＴ２（インテック社製）を用い、鞘成分の融点で測定した。なお、上記ＴＳＴ２を用いた場合の測定ではＪＩＳ法の場合との装置差があるため、事前に上記ＪＩＳ法における乾熱収縮率とＴＳＴ２における乾熱収縮率を確認し、対応する温度条件として１６７℃における収縮応力を測定した。
【００５９】
（７）油分付着量：
糸条１０ｇをｎヘキサン１２０ｍｌに浸漬し、常温で１０分間振盪することにより、油剤をｎヘキサン中に抽出する。油剤抽出後のｎヘキサン１００ｍｌを秤量後真空下で蒸発させ、不揮発分の質量から油剤付着量を求めた。
【００６０】
（８）融着コードのガーレー硬さ
リング撚糸機を用い、諸撚りの撚り糸を作製するため、諸撚りとして、撚り係数１２５５に相当する撚り数にて下撚りをかけた撚り糸２本を諸撚りし、熱融着糸２本からなる撚り糸を作製した。この撚り糸を収縮応力の測定で使用したＴＳＴ２（インテック社製）にて０．４５ｍＮ／ｄｔｅｘの初荷重を掛けた状態で機器固定部にセットし、定長状態で３０秒、１９０℃で熱処理することで融着硬化したモノフィラメント状サンプルを得た。
この試料を２５．４ｍｍ（１インチ）に切断して試験片とし、安田精機（株）製の「Ｇｕｒｌｅｙ’ｓ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｔｅｓｔｅｒ」で測定した。図１に「Ｇｕｒｌｅｙ’ｓ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｔｅｓｔｅｒ」の斜視図を示す。試験片の取付けおよび測定法は、（ア）試料長さに合わせてチャック１を設定位置に固定させ、試験片２を取付ける。（イ）回転棒３の下部（軸受より下部）に荷重任意設定孔が軸より２５．４ｍｍ（１インチ）（図１中のＷ１）、５０．８ｍｍ（２インチ）（図１中のＷ２）、および１０１．６ｍｍ（４インチ）（図１中のＷ３）の位置にあるので試験片２の柔軟性に応じ荷重の重さおよび孔の位置を設定する。この場合、目盛板４に針５が２〜４に指示するように、荷重および孔の位置を選ばなければならない。（ウ）試験片２に見合う設定ができたならば、駆動ボタンを押し、駆動軸を左又は右に動かし、針が指す目盛板４の数値を０．１単位まで読取る。（エ）１つの試験片２につき左右１回ずつ測定し、試験片１０本、計２０回の値を求め、１試料の平均値を求める。計算法は、次のとおりである。各測定値の平均値を、次式で計算する。
・ガーレーコード硬さ（ｍＮ）＝Ｒ×｛（Ｗ１×２５．４）＋（Ｗ２×５０．８）＋（Ｗ３×１０１．６）｝×（Ｌ−１２．７）２／Ｗ×３．３７５×１０−５
ただし、
Ｒ：測定値の平均値
Ｗ１：２５．４ｍｍの荷重位置（孔）に掛ける荷重（単位ｇ）
Ｗ２：５０．８ｍｍの荷重位置（孔）に掛ける荷重（単位ｇ）
Ｗ３：１０１．６ｍｍの荷重位置（孔）に掛ける荷重（単位ｇ）
Ｌ  ：試料長さ（ｍｍ）
Ｗ  ：試験片の幅（糸幅）（ｍｍ）。
【００６１】
（９）融着コードの強度保持率
リング撚糸機を用い、諸撚りの撚り糸を作製するため、諸撚りとして、撚り係数１２５５に相当する撚り数にて下撚りをかけた撚り糸２本を諸撚りし、熱融着糸２本からなる撚り糸を作製した。この撚り糸を収縮応力の測定で使用したＴＳＴ２（インテック社製）にて０．４５ｍＮ／ｄｔｅｘの初荷重を掛けた状態で機器固定部にセットし、定長状態で３０秒、１９０℃で熱処理することで融着硬化したモノフィラメント状サンプルを得た。得られたサンプルを上記強伸度測定で使用したオリエンテック社製“テンシロン（ＴＥＮＳＩＬＯＮ）”（登録商標）ＵＣＴ−１００を用い、糸長２０ｃｍ、引張り速度３０ｃｍ／分でそれぞれの糸条に剥離させ、その際の応力を測定し、繊度当たりで算出し比較を行った。なお撚糸コードの繊度は、撚糸後の融着コードサンプルから算出した。
【００６２】
［実施例１］
芯成分として固有粘度が１．３で融点２５５℃のポリエチレンテレフタレートチップ及び鞘成分としてイソフタル酸を３０％共重合した、融点１５０℃の低融点共重合ポリエステルチップをエクストルーダー型紡糸機に連続的に供給し、２９０℃の温度で溶融し、丸型単孔４５個の芯鞘複合紡糸口金から芯鞘比率（面積比）８０：２０で紡出した。次に口金直下において、３３０℃の加熱筒雰囲気中を通過させた後、環状型チムニーを用いて２５℃の冷却風を３０ｍ／分の速度で吹き付けて冷却固化した。冷却固化された糸条に水系エマルジョン油剤を付与し、２２９５ｍ／分の表面速度の引き取りローラに捲回して、紡出糸条を引き取った。
【００６３】
引き取られた糸条には、そのまま連続して、３６７３ｍ／分の第１延伸ローラの間で１段目の延伸を行い、第１延伸ローラと５０５０ｍ／分の第２延伸ローラ間で２段目の延伸を行った。引き続き同速の第３ローラを通過させた後、第３ローラと５０００ｍ／分の弛緩ローラとの間で交絡処理装置により０．１ＭＰａの高圧空気を噴射し、走行糸条を規制した状態で１％の弛緩熱処理を施し、再度、交絡処理装置によって、０．３ＭＰａの高圧空気を走行糸条に対し直角方向から噴射させ、交絡を付与して巻き取った。各ローラの表面温度は、引き取りローラが７５℃、第１延伸ローラが８５℃、第２延伸ローラおよび第３延伸ローラが１３０℃、弛緩ローラは非加熱とした。また、原糸付着油分量は０．５質量％となるように水系エマルジョン油剤の付与量を調整して、５６０ｄｔｅｘ／４５フィラメントの芯鞘複合型熱融着糸を得た。
【００６４】
得られた芯鞘複合型熱融着糸の物性は、強度が４．５２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２５．２％、乾熱収縮率が１６％であった。また得られた融着糸の乾熱収縮率当たりの収縮応力は、０．０１４であった。また該芯鞘複合型熱融着糸２本に撚りを掛け融着させたモノフィラメント状サンプルを用いガーレー硬さを測定した結果、３５．９ｍＮと剛性感に優れるものであった。製造条件と特性を表１に示す。
【００６５】
［実施例２〜６］
表１に記載のとおり、芯ポリマの固有粘度、紡糸速度、延伸倍率等を適宜変更したこと以外は、実施例１と同様に行った。得られたポリエステル繊維糸条の特性を表１に示す。
【００６６】
［比較例１］
芯成分として固有粘度が０．７で融点２５５℃のポリエチレンテレフタレートチップ及び鞘成分としてイソフタル酸を３０％共重合し、融点を１５０℃に調整した低融点共重合ポリエステルをエクストルーダー型紡糸機に連続的に供給し、２９０℃で溶融し、丸型単孔４５個の芯鞘複合紡糸口金から芯鞘比率（面積比）８０：２０で紡出した。次に、口金直下において、３３０℃の加熱筒雰囲気中を通過させた後、環状型チムニーを用いて２５℃の冷却風を３０ｍ／分の速度で吹き付けて冷却固化した。冷却固化された糸条に水系エマルジョン油剤を付与し、７８８ｍ／分の表面速度の紡糸引き取りローラに捲回して、紡出糸条を引き取った。
【００６７】
引き取られた糸条には、そのまま連続して引き取りローラと８１９ｍ／分の第１延伸ローラの間で４％のストレッチをかけ、次いで第１延伸ローラと３１５０ｍ／分の第２延伸ローラの間で１段目の延伸、第２延伸ローラと同速の第３延伸ローラを通過させた後、引き続き３０００ｍ／分の弛緩ローラとの間で交絡処理装置により０．１ＭＰａの高圧空気を噴射し、走行糸条を規制した状態で５％の弛緩熱処理を施し、再度、交絡処理装置によって、０．３ＭＰａの高圧空気を走行糸条に対し直角方向から噴射させ、交絡を付与して巻き取った。各ローラの表面温度は、引き取りローラが７５℃の温度、第１延伸ローラが８５℃の温度、第２延伸ローラが１００℃の温度、第３延伸ローラが１３０℃の温度で、弛緩ローラは非加熱とした。また、原糸付着油分量は０．５質量％となるように水系エマルジョン油剤の付与量を調整して、５６０ｄｔｅｘ／４５フィラメントの芯鞘複合型熱融着糸を得た。
【００６８】
得られた芯鞘複合型熱融着糸の物性は、強度が２．９４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２５．２％、乾熱収縮率が１４．８％であった。また得られた融着糸の乾熱収縮率当たりの収縮応力の比は、０．０１であった。また該芯鞘複合型熱融着糸２本に撚りを掛け融着させたモノフィラメント状サンプルを用いガーレー硬さを測定した結果、３１．８ｍＮと剛直感に劣るものであった。製造条件と特性を表１に示す。
【００６９】
［比較例２］
芯成分として固有粘度１．３のポリエチレンテレフタレートチップを用い、表１記載の製造条件とした以外は、比較例１と同様に行った。得られた芯鞘複合型熱融着糸条の特性を表１に示す。
【００７０】
【表１】
2018150667.tif 000002
【００７１】
表１から明らかなように、本発明の実施例については、高タフネスと低乾収を両立できており、また高次加工で融着させた硬質網材を想定した評価において、融着硬化後における強度保持率が高く、剛性感が高い結果であった。一方、比較例１〜２は、芯成分ポリマとして低ＩＶポリマ又は高ＩＶポリマを紡糸速度１０００ｍ／分未満の通常の製糸条件で製糸したものであるが、低ＩＶポリマにて乾熱収縮率を押さえようとすれば、低強度となり、高ＩＶポリマを用いればタフネスは維持できるものの乾熱収縮率が２１％と高い結果となっている。
【００７２】
上記の結果から明らかなように、比較例においては、高タフネスと低乾熱収縮率を両立することが困難であり、また獣害防止ネットや生け簀用の金属代替可能な硬質網材としての使用が困難となる。
【符号の説明】
【００７３】
１  チャック
２  試験片
３  回転棒
４  目盛板
５  針
Ｗ１  荷重設定孔（軸より２５．４ｍｍ（１インチ））
Ｗ２  荷重設定孔（軸より５０．８ｍｍ（２インチ））
Ｗ３  荷重設定孔（軸より１０１．６ｍｍ（４インチ））
【図１】
2018150667.tif 000003