(57)【要約】  【課題】真空ボイドを抑制して外径変動が少なく、物理特性が安定した直径が０．３ｍｍ以上のポリオキシメチレンモノフィラメントを、安定的、効率的に提供する。  【解決手段】ポリオキシメチレン系樹脂を溶融紡糸してなり、モノフィラメントの直径が０．３ｍｍ以上、断面が略円形形状のモノフィラメントであって、モノフィラメントの断面中心部に繊維軸方向全長に亘る略円形形状の中空部を有し、モノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面の断面積に対し、前記中空部の占める面積が０．２〜１０％であることを特徴とするポリオキシメチレンモノフィラメント。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオキシメチレン系樹脂を溶融紡糸してなり、モノフィラメントの直径が０．３ｍｍ以上、断面が略円形形状のモノフィラメントであって、モノフィラメントの断面中心部に繊維軸方向全長に亘る略円形形状の中空部を有し、モノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面の断面積に対し、前記中空部の占める面積が０．２〜１０％であることを特徴とするポリオキシメチレンモノフィラメント。
【請求項２】
以下の方法で測定した繊維軸方向の外径変動係数が２０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のポリオキシメチレンモノフィラメント。
［外径変動係数の測定方法］アンリツ製レーザー外径測定機ＫＧ６０１Ａに準じた外径測定機を使用し、測定速度１５ｍ／分、測定間隔０．１秒／回、測定点１０２４回の条件でモノフィラメントの外径を測定し、その結果をＪＩＳ  Ｚ８１０１−１：１９９９で定義される変動係数（＝標準偏差×１００／平均値）で表した。
【請求項３】
以下の方法で測定した繊維軸方向の破断強力変動係数が５％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリオキシメチレンモノフィラメント。
［破断強力変動係数の測定方法］ＪＩＳ  Ｌ１０１３：２０１０  ８．５．１項に準じ、つかみ間隔２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／ｍｉｎにて、モノフィラメントの破断強力を測定した。１サンプルに対し５０回測定し、その結果をＪＩＳ  Ｚ８１０１−１：１９９９で定義される変動係数（＝標準偏差×１００／平均値）で表した。
【請求項４】
ポリオキシメチレン系樹脂を溶融紡糸するに際し、口金直下に雰囲気温度が１００〜３００℃、長さが３〜３０ｃｍの保温ゾーンを設けるとともに、口金ノズル出口から引取りローラーまでの時間を９．０〜１５．０ｓ／ｃｍ２とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリオキシメチレンモノフィラメントの製造方法。
【請求項５】
溶融ポリマを中空用二重管型口金から紡出することを特徴とする請求項４に記載のポリオキシメチレンモノフィラメントの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリオキシメチレンモノフィラメントを少なくとも一部に使用した布帛。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリオキシメチレンモノフィラメントを少なくとも一部に使用した楽器弦。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリオキシメチレンモノフィラメントを少なくとも一部に使用したラケット用ガット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業資材用途に用いることができるポリオキシメチレンモノフィラメント、その製造方法及び用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリオキシメチレン（以下、ＰＯＭと称する）は、主としてオキシメチレンの構造単位からなる高結晶性の熱可塑性樹脂であり、結晶性の高さからバランスのとれた機械的特性を有し、また、化学的、熱的特性も優れることから、機械機構部品を中心に電気、電子、自動車および玩具などの幅広い分野で使用されている。
【０００３】
しかし、ＰＯＭはその結晶化度の高さから、これまで溶融紡糸、延伸加工には不適な樹脂とされ、繊維形態での実用化は困難な状況であった。
【０００４】
このような状況から、ＰＯＭの繊維化に関し、溶融紡糸、溶融押出加工性および延伸加工性などを改善したＰＯＭ繊維とその製造方法が多く提案されている。
【０００５】
例えば、特定の溶融粘度のＰＯＭを原料として溶融紡糸する方法（例えば、特許文献１参照）、ＰＯＭ共重合体を特定条件で溶融押出しし、連続的に延伸を行い、未延伸糸の状態と、延伸条件を特定の範囲にコントロールすることにより製造する方法（例えば、特許文献２参照）、結晶化速度を制御した特定のＰＯＭ共重合体を用い、特定の条件下で延伸前の成形体を作成することにより製造する方法（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１の方法で得られた繊維は、粘度の低いＰＯＭを原料としているために引張強度が大変低いものであった。また、特許文献２の方法で得られる繊維は、直径が極めて細いものに限定されることに加え、繊維中に含まれるボイドなどのフィッシュアイ状欠陥を多く含むものであった。さらに、特許文献３の方法は、原料の結晶化速度を制御することにより、ボイドの発生を抑制する効果が期待できるが、得られるＰＯＭ繊維は溶融状態のＰＯＭから発生する分解ガスに起因する異物を多く含むものであった。そればかりか、特許文献３に開示されている延伸前の成形体を作成する条件は、溶融紡糸において、既に一般に広く知られているポリエステルやポリアミドの成形体を作成する技術を適用したものであって、得られる繊維は引張強度が低く、ＰＯＭの分子構造に由来する高い伸長弾性回復特性を十分に発揮することができず、寸法安定性の劣るものであった。
【０００７】
これらの問題点に対し、本発明者らは、ＰＯＭから発生する分解ガスが酸化鉄に接触することにより異物が発生し、フィッシュアイ状欠陥の原因となることを突き止め、異物の発生を抑制する方法として、溶融ポリオキシメチレン流路を構成する部材の少なくとも一部に、鉄成分が３０重量％以下の合金から構成された部材を配してなる溶融紡糸機を使用する方法（例えば、特許文献４参照）を既に提案している。この方法を用いれば、ＰＯＭモノフィラメントのフィッシュアイ状欠陥を減少させることができ、高引張強度でかつ高い伸長弾性回復特性を有し、寸法安定性に優れたＰＯＭモノフィラメントを得ることができたが、モノフィラメントの直径が０．３ｍｍを超える太径となると、ＰＯＭの高い結晶化速度とモノフィラメント内外の冷却速度差に起因してモノフィラメント中心部に真空ボイドが発生しやすくなる傾向となり、未だ安定した太径ＰＯＭモノフィラメントを安定的、効率的に得ることができていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１１３８２３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７２８２１号公報
【特許文献３】特開２００５−２６４３５５号公報
【特許文献４】特開２００９−２２６１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、直径が０．３ｍｍ以上のＰＯＭモノフィラメントにおいて、真空ボイドを抑制し、外径変動が少なく、物理特性が安定したＰＯＭモノフィラメントを安定的、効率的に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明によれば、ポリオキシメチレン系樹脂を溶融紡糸してなり、モノフィラメントの直径が０．３ｍｍ以上、断面が略円形形状のモノフィラメントであって、モノフィラメントの断面中心部に繊維軸方向全長に亘る略円形形状の中空部を有し、モノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面の断面積に対し、前記中空部の占める面積が０．２〜１０％であることを特徴とするポリオキシメチレンモノフィラメントが提供される。
【００１１】
なお、本発明のポリオキシメチレンモノフィラメントにおいては、
後述する方法で測定した繊維軸方向の外径変動係数が２０％以下であること、及び
後述する方法で測定した繊維軸方向の破断強力変動係数が５％以下であること
がいずれも好ましい条件であり、これらの条件を適用した場合には、さらに優れた効果の取得を期待することができる。
【００１２】
また、本発明のＰＯＭモノフィラメントの製造方法は、溶融紡糸において、口金直下に雰囲気温度が１００〜３００℃、長さが３〜３０ｃｍの保温ゾーンを設けること、および口金ノズル出口から引取りローラーまでの時間を９．０〜１５．０ｓ／ｃｍ２とすることを特徴とし、溶融ポリマを中空用二重管型口金から紡出することが好ましい条件である。
【００１３】
さらに、本発明のポリオキシメチレンモノフィラメントの好ましい用途としては、布帛、楽器弦及びラケット用ガットが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、以下に説明するとおり、真空ボイドを抑制でき、外径変動が少なく、物理特性が安定した直径０．３ｍｍ以上のＰＯＭモノフィラメントを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＰＯＭモノフィラメントの紡糸工程を例示する説明図である。
【図２】紡糸工程中の保温ゾーン周辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のポリオキシメチレン（ＰＯＭ）モノフィラメントを構成するＰＯＭ系樹脂とは、ホルムアルデヒドを出発原料とし、主としてオキシメチレン単位の繰り返しからなる樹脂、または、９０〜９９モル％のオキシメチレン繰り返し単位と１〜１０モル％の炭素数２〜１００のオキシアルキレン繰り返し単位からなるＰＯＭ共重合体である。ＰＯＭ共重合体の場合には、樹脂の熱安定性が改良され、溶融ポリマの冷却過程での結晶化度が低下し、曳糸性が良好となるため、より好適に用いることができる。
【００１７】
前記ＰＯＭ共重合体において、炭素数２〜１００のオキシアルキレン繰り返し単位が１０モル％を超えると、結晶化度の低下が大きいために、耐熱性、耐摩耗性および耐薬品性が不十分となるばかりか、高引張強度で高い伸長弾性回復特性が得られにくくなる。逆に、炭素数２〜１００のオキシアルキレン繰り返し単位が１モル％を下回ると、結晶化度が高くなることから、真空ボイドが増大しやすくなるため、本発明のＰＯＭモノフィラメントに用いるＰＯＭ共重合体としては、１〜１０モル％の炭素数２〜１００のオキシアルキレン繰り返し単位を含むことが好ましく、さらに２〜５モル％の炭素数２〜１００のオキシアルキレン繰り返し単位を含むことが最も好ましい。
【００１８】
本発明で使用する前記ＰＯＭ共重合体の製造方法は特に限定されるものではなく、一般的にはトリオキサンとコモノマーである環状エーテル化合物或いは環状ホルマール化合物とを、主としてカチオン重合触媒を用いて重合させる方法で得ることができる。
【００１９】
コモノマーとして用いられる環状エーテル化合物或いは環状ホルマール化合物としては、得られるＰＯＭ共重合体のオキシアルキレン繰り返し単位の炭素数が２〜１００となればよく、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、スチレンオキシド、オキセタン、３，３−ビス（クロロメチル）オキセタン、テトラヒドロフラン、トリオキセパン、１，３−ジオキソラン、プロピレングリコールホルマール、ジエチレングリコールホルマール、トリエチレングリコールホルマール、１，４−ブタンジオールホルマール、１，５−ペンタンジオールホルマール、１，６−ヘキサンジオールホルマール等が挙げられ、その中でも、エチレンオキシド、１，３−ジオキソラン、ジエチレングリコールホルマール、１，４−ブタンジオールホルマールが好ましい。また、本発明に使用するＰＯＭ共重合体は、分岐又は架橋構造を有するものであってもよい。
【００２０】
なお、原料ＰＯＭとしては、メルトインデックス（ＭＩ）が０．５〜１５ｇ／１０分であるものが好ましく使用される。
【００２１】
ここで、メルトインデックス（ＭＩ）とは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準拠して、１９０℃、荷重２１６０ｇの条件下で測定した値であり、１０分あたりの流出ポリマ量（ｇ）で表される。
【００２２】
本発明のＰＯＭモノフィラメントを構成するＰＯＭは、市販品を入手してこれを使用することができる。ＰＯＭの市販品としては、例えば、ポリプラスチックス株式会社製品の“ジュラコン”（登録商標。以下同じ）ＦＰ１５Ｘ（ＭＩ：１．８ｇ／１０分）、“ジュラコン”Ｎ４９３Ａ（ＭＩ：５ｇ／１０分）、および“ジュラコン”Ｎ４９４Ａ（ＭＩ：９ｇ／１０分）などを挙げることができる。
【００２３】
本発明で使用するＰＯＭ系樹脂は、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、ジルコニウム酸などの各種無機粒子や架橋高分子粒子などの粒子類のほか、従来公知の抗酸化剤、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、各種着色剤、ワックス類、シリコーンオイル、各種界面活性剤類、フッ素樹脂類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリオレフィン類およびポリスチレン類などが添加されたものであってもよい。
【００２４】
本発明のＰＯＭモノフィラメントは、上記のようなＰＯＭ系樹脂を溶融紡糸して得られるものである。溶融紡糸は、ＰＯＭ系樹脂を溶融し繊維の形態（未延伸糸と呼ばれる）を作る紡糸工程と、引き伸ばして繊維内の構造をつくる延伸工程とに分けられる。本発明で問題視している真空ボイドは、紡糸工程で形成され、延伸工程で拡大されるため、真空ボイドのないモノフィラメントを得るためには、紡糸工程で真空ボイドのない安定した未延伸糸を得ることが重要である。
【００２５】
さらに詳細に説明すると、紡糸工程では溶融されたＰＯＭ系樹脂が口金ノズルから吐出され、空気中または液体中で引き伸ばしながら冷却され、固化して未延伸糸となる。途中の冷却の過程では、口金ノズルから吐出された直後の溶融未延伸糸が外層から徐々に内層へ冷却されていく。溶融状態では固体状態より密度が低いため、冷却され固化するに従って、未延伸糸の体積は小さくなっていく。ここで、未延伸糸の外層と内層との間で冷却速度に差が生じると、内層が溶融状態の体積を保ったまま外層のみが固化し、内層が冷却され体積が減少する際に外層が硬く変形できないため、体積減少分の真空ボイドや亀裂が生じる。特にＰＯＭは結晶化速度の速いポリマであるため、先に固化した外層が変形の困難な硬い殻状になりやすい。
【００２６】
本発明が目的とする直径０．３ｍｍ以上の断面が略円形形状のＰＯＭモノフィラメントにおいては、未延伸糸では直径が０．７ｍｍ以上となり外層と内層との冷却速度差が大きいこと、ＰＯＭが非常に結晶化速度の速いポリマであること、さらに断面が略円形であることに起因して、真空ボイドが発生しやすく、これまでの一般的な方法では真空ボイドを抑制し、線形精度に優れ、物理特性が安定したＰＯＭモノフィラメントを得ることができなかったのである。
【００２７】
そこで、本発明では、直径０．３ｍｍ以上の断面が略円形形状のＰＯＭモノフィラメントであって、モノフィラメントの断面中心部に繊維軸方向全長に亘る中空部を形成し、その中空部の占める面積を０．２〜１０％とすることによって目的を達成した。中空部を繊維軸方向全長に亘って形成することによって、未延伸糸内部の体積変化を中空部に吸収させることができるため、繊維軸方向に安定した未延伸糸を得ることができるようになり、延伸後のモノフィラメントの線形精度の向上、物理特性の安定に繋がるのである。
【００２８】
ここで、本発明のＰＯＭモノフィラメントにおける断面とは、モノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面であり、モノフィラメントの断面積とは、モノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面の断面積であってモノフィラメントの断面の面積と中空部の面積を合計した面積をいうものとする。
【００２９】
本発明のＰＯＭモノフィラメントの断面中心部（以降、単に中心部と称することもある）に形成される中空部は、略円形形状（以降、単に円形形状と称することもある）であることが必要である。
【００３０】
これは、円形形状の外形を有するモノフィラメントの中心部に、円形形状以外、例えば正三角形、正方形および正六角形のような中空部を形成した場合には、未延伸糸の外層から中空部までの距離が、円周方向の部位によって異なることに起因して、線形精度が低下する結果を招くことになるからである。
【００３１】
また、本発明のＰＯＭモノフィラメントは、繊維軸方向全長に亘り円形形状の中空部が形成されていることを特徴とするが、この中空部がモノフィラメントの繊維軸方向に断続的に形成される場合は、外径変動が増加したり中空部と中実部でモノフィラメントの物理特性に差異が生じたりするばかりか、モノフィラメントを延伸する場合に中実部と中空部の延伸性が異なったりするため、延伸切れなどの操業性の低下をも招く結果となる。
【００３２】
本発明のＰＯＭモノフィラメントの中空部は、モノフィラメントの繊維軸方向に垂直な断面の断面積に対し、中空部の占める面積が０．２〜１０％であることが肝要であるが、さらに０．３〜８％、特に０．５〜５％の場合により好ましい効果の発現に繋がる。
【００３３】
ここで、モノフィラメントの断面積に対し、中空部の占める面積が上記範囲未満の場合には、中空構造をモノフィラメントの繊維軸方向全長に亘り維持することが難しくなり、外径変動や強力斑の増加、さらには操業性の低下を招く結果となる。また、中空部の面積が上記範囲より大きい場合には、中空構造を有するＰＯＭモノフィラメントの製造に際し、延伸工程で高い延伸張力を受けることによってモノフィラメントが変形し（潰れが生じ）たり、モノフィラメントに亀裂が生じたり、さらには物理特性が低下したりするなどの不具合が生じる。
【００３４】
また、本発明のＰＯＭモノフィラメントは、繊維軸方向の外径変動係数が２０％以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０％以下、最も好ましくは８％以下であることが望ましい。ここで、繊維軸方向の外径変動係数は以下の方法で測定する。
【００３５】
アンリツ製レーザー外径測定機ＫＧ６０１Ａに準じた外径測定機を使用し、測定速度１５ｍ／分、測定間隔０．１秒／回、測定点１０２４回の条件でモノフィラメントの外径を測定し、その結果をＪＩＳ  Ｚ８１０１−１：１９９９  １．１５項で定義される変動係数（＝標準偏差×１００／平均値）で表す。
【００３６】
この外径変動係数が上記範囲を上回る場合には、フィルターや工業用織物などの布帛に用いた場合に、織り目が一定とならず、筋、縞、段などが発生しやすく、表面平滑性が不十分なものとなりやすい。また、楽器弦やラケット用ガットなどに用いた場合には、音階が不安定になりやすかったり、細い部分で切れやすくなったりする傾向になる。
【００３７】
さらに、本発明のＰＯＭモノフィラメントは、繊維軸方向の破断強力変動係数が５％以下であることが好ましく、さらに３％以下であることが好ましい。ここで、繊維軸方向の破断強力変動係数は以下の方法で測定する。
【００３８】
ＪＩＳ  Ｌ１０１３：２０１０  ８．５．１項に準じ、つかみ間隔２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／ｍｉｎにて、モノフィラメントの破断強力を測定した。１サンプルに対し５０回測定し、その結果をＪＩＳ  Ｚ８１０１−１：１９９９  １．１５項で定義される変動係数（＝標準偏差×１００／平均値）で表す。
【００３９】
この破断強力変動係数が上記範囲を上回る場合には、強力の低い部分が欠点となり、使用中に破断しやすくなる傾向となる。
【００４０】
本発明のＰＯＭモノフィラメントの強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、さらに好ましくは３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である場合には、一層優れたモノフィラメント性能が得られる。強度が上記の範囲未満では、使用時の破損に繋がりやすい。特に、ラケット用ガットに用いる場合には、ラケットに張設する際にガットが切れる、いわゆる張り切れを起こしやすくなる傾向になる。
【００４１】
次に、本発明のＰＯＭモノフィラメントの製造方法について図を用いて説明する。
【００４２】
図１は、本発明のＰＯＭモノフィラメントの紡糸工程を例示する説明図である。公知の溶融紡糸法と同様、原料ホッパー１に仕込まれた原料ＰＯＭが、原料供給口２を通じて押出機３へ供給され、溶融される。溶融されたポリマは、紡糸ヘッド４内の計量ポンプおよびフィルターで計量、濾過された後、口金５のノズルを通じて紡出される。紡出された未延伸糸７は、冷却浴９を通過しながら冷却固化され、一対の引取りローラー８で引き取られる。なお、冷却浴９内の冷却溶媒としては、例えば水やポリエチレングリコール、空気などを挙げることができるが、モノフィラメントの表面から容易に除去でき、モノフィラメントに対して化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば、特に限定しない。
【００４３】
本発明のＰＯＭモノフィラメントの製造方法では、口金５ノズルから紡出された未延伸糸７が、冷却浴９に入るまでに通過するエアーギャップ中に保温ゾーン６を設置している。図２は、保温ゾーン６周辺の拡大図である。口金５のノズルから紡出された未延伸糸７は保温ゾーン６を長さＺだけ通過した後、エアーギャップを介して、または直接冷却浴９内へ導かれるのである。
【００４４】
この口金５直下に雰囲気温度が１００〜３００℃、長さＺが３〜３０ｃｍの保温ゾーン６を設けることが必要である。より好ましい条件としては、口金５直下の雰囲気温度が１５０〜２５０℃、保温ゾーン６の長さＺは７〜２５ｃｍである。
【００４５】
保温ゾーン６は、口金５直下の雰囲気温度を規定値に保つことができれば如何なる方法でも構わないが、例えば、口金５出口に断熱材を巻いた筒状体を取り付け、ヒーターで内部を加熱することで保温が可能である。
【００４６】
本発明のＰＯＭモノフィラメントの製造方法では、さらに、口金５のノズル出口から引取りローラー８までの時間（以下、単に引取り時間と称することもある）を９．０〜１５．０ｓ／ｃｍ２とすることが必要であり、９．０〜１３．０ｓ／ｃｍ２がさらに好ましい条件である。ここで、口金５のノズル出口から引取りローラー８までの時間は、口金５のノズル出口から引取りローラー８までの糸道の長さＬ［ｃｍ］÷ポリマ単孔吐出量［ｇ／ｓ］×密度［ｇ／ｃｍ３］にて算出される値であり、吐出量や糸道の長さＬを変更することで調節が可能である。
【００４７】
引取り時間が上記範囲未満では、紡出された未延伸糸７が固化される前に引取りローラー８に到達してしまうため、未延伸糸７が潰れたり、外径変動率が大きくなったり、さらには操業不安定となる。また、引取り時間が上記範囲を超えると生産効率が悪くなるばかりか、冷却浴９内で糸が蛇行し、安定した吐出状態が得られなくなる。
【００４８】
引取り時間と保温ゾーン６を上記の通りに設定することにより、未延伸糸７をゆっくりと冷却することが可能となり、未延伸糸７の外層と内層の冷却速度差を小さくすることができる。このため、モノフィラメントに中空部を形成した効果と相まってさらに安定的な未延伸糸７を得ることが可能となり、延伸過程を経て得られるモノフィラメントにおいても外径変動が少なく、物理特性を安定させることができるのである。
【００４９】
本発明のＰＯＭモノフィラメントの製造に用いる口金５は、繊維軸方向に安定して中空部を形成できれば、如何なる形状でも構わないが、円形口金の中央にポリマを阻害する部分を取り付けた二重管型や、近接したスリットからポリマを吐出させて吐出直後相互に融着させるスリット型などが例示できる。これらの中でも、本発明のＰＯＭモノフィラメントの製造には二重管型口金を用いるのが好ましい。中空部の断面積に占める割合が安定しやすいからである。
【００５０】
なお、ＰＯＭモノフィラメントを溶融紡糸するに際しては、溶融ＰＯＭと接触するＰＯＭの流路を構成する装置として、合金成分のうち鉄成分が３０ｗｔ％以下である１軸又は２軸のエクストルーダー型又はメルトプレッシャー型溶融紡糸機を使用することができる。必要に応じて、複合用紡糸機も使用できる。
【００５１】
上記溶融紡糸工程で得られた未延伸糸７は、引き続き、もしくは一旦ボビンに巻き取られた後、延伸工程へ送られる。延伸工程では加熱１段延伸、又は多段延伸される。この際に使用される熱媒体についても、空気、温水、蒸気、ポリエチレングリコール、グリセリン及びシリコーンオイル等が挙げられるが、モノフィラメントの表面から容易に除去でき、モノフィラメントに対して化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば、特に限定しない。また、延伸倍率については、使用するＰＯＭ原料によって異なるが、５〜１６倍で延伸することが好ましい。さらに、必要に応じて加熱弛緩処理され、モノフィラメントが得られる。
【００５２】
本発明のＰＯＭモノフィラメントは、真空ボイドを抑制し、外径変動が少なく、物理特性が安定していることから、特に布帛、楽器弦、ラケット用ガットの構成材として好適に使用できる。
【００５３】
より具体的には、本発明のＰＯＭモノフィラメントを用いた場合には、メッシュ精度・寸法安定性に優れた布帛が得られるため、製紙用織物、各種フィルター、スクリーン印刷用メッシュクロスなどの各種工業用織物に好適に使用できる。特に、家電・自動車用ガソリンなどのオイルフィルター用途では、ＰＯＭの耐有機溶剤性を有効に発揮できる。
【００５４】
また、均質性に優れた本発明のＰＯＭモノフィラメントは、ギター、ウクレレ、琴、三味線等各種弦楽器の弦として用いることができ、安定した音階で演奏することができる。楽器弦として使用する場合には、ＰＯＭモノフィラメントの周囲に巻き線加工をして用いてもよい。
【００５５】
さらに、本発明のＰＯＭモノフィラメントを単独、または数本束ねたり、編紐加工や巻き線加工をしたりして、ラケット用ガットとして用いることもできる。欠点となる真空ボイドがなく、線形精度に優れているので、ＰＯＭのもつ伸長回復性や摩耗特性を十分に発揮できる。
【実施例】
【００５６】
以下、本発明のＰＯＭモノフィラメントの実施例に関しさらに詳細に説明するが、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。
【００５７】
また、上記および下記に記載の本発明のＰＯＭモノフィラメントの物理特性などは、上記および下記に記載の方法により測定した値である。
［中空部の面積割合（％）］
ＰＯＭモノフィラメント３０ｍを綛状に取り、そこから任意に５本の試料を抽出した。抽出試料５点についてモノフィラメントの繊維軸方向に対し垂直方向に切り出したＰＯＭモノフィラメント断面観察用サンプルを作成した。これらサンプルを（株）キーエンス製デジタルマイクロスコープ“ＶＨＸ−５００Ｆ”を用いて観察し、面積計測ツールでモノフィラメントの断面積（含中空部）および中空部の面積をそれぞれ計測した。５点のサンプルについて繰り返し測定を行い、各々の平均値を算出した。算出したモノフィラメント断面積および中空部面積より、中空部の面積比率［％］＝（中空部面積／モノフィラメント断面積）×１００の算式にて、ＰＯＭモノフィラメントの断面積に対する中空部の面積割合を算出した。
【００５８】
［中空部形成状態確認］
ＰＯＭモノフィラメントを紡糸中、５００ｍ毎に２０ｍの長さの試料を採取し、このサンプリング作業を２０回繰り返した。採取した試料の両端に有る切断面のうち一方を、水を満たした水槽に浸漬し、もう一方の切断面から０．５ＭＰａの加圧空気（以降、圧空と称する）を送り込む。そして、送り込んだ圧空がＰＯＭモノフィラメントの中空部を通過し、水槽に浸漬したＰＯＭモノモノフィラメント切断面より気泡が発生するかを確認する。気泡が発生した場合は２０ｍの試料全長に亘り中空部が形成されていることを示し、気泡が発生しない場合は、試料のいずれかの箇所で中空部が途切れていることを示す。この中空部形成状態確認を２０本のサンプル全てにおいて実施し、以下の基準で判定した。
【００５９】
○（良好）…２０本全ての試料の切断面から気泡の発生が認められた、
×（不良）…１本以上気泡の発生が認められない試料があった。
【００６０】
［外径変動係数の測定方法］
アンリツ製レーザー外径測定機ＫＧ６０１Ａに準じた外径測定機を使用し、測定速度１５ｍ／分、測定間隔０．１秒／回、測定点１０２４回の条件でモノフィラメントの外径を測定し、その結果から平均値（平均直径と称する）およびＪＩＳ  Ｚ８１０１−１：１９９９の１．１５項で定義される変動係数（＝標準偏差×１００／平均値）を求めた。
【００６１】
［破断強力変動係数の測定方法］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３：２０１０  ８．５．１項に準じ、株式会社島津製作所製  万能試験機オートグラフＡＧ−Ｉを用いて、つかみ間隔２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／ｍｉｎにて、モノフィラメントの破断強力を測定した。ＰＯＭモノフィラメント５０ｍを綛状に取り、試料長５０ｃｍにカット（１００本）した試料から任意に５０本を抽出し、測定に用いた。この結果から平均値およびＪＩＳ  Ｚ８１０１−１：１９９９で定義される変動係数（＝標準偏差×１００／平均値）を求めた。また、平均値を試料の繊度［ｄｔｅｘ］で割り、破断強度［ｃＮ／ｄｔｅｘ］を算出した。
【００６２】
［繊度］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３：２００８  ８．３．１項（Ｂ法）に準じて測定した。
【００６３】
［実施例１〜４、１０、１４］
ＰＯＭ樹脂として“ジュラコン”ＦＰ１５Ｘ（ポリプラスチックス株式会社製）を使用し、これをエクストルーダー型紡糸機に供給し、２３０℃で溶融した後、中空用二重管型口金ノズル孔から押し出した。なお、口金ノズル孔の中空部の面積割合は、モノフィラメントの中空率が表１の中空部の面積割合となるように設定した。また、溶融押出機の溶融ＰＯＭの流路、およびパック内の溶融ＰＯＭの流路を構成する合金として、Ｎｉ：Ｆｅ：Ｃｒ：Ｍｏ：Ｗ：Ｓｉ：Ｍｎの比がおよそ５１：６：１７：１９：５：１：１であるハステロイＣを使用した。
【００６４】
押し出された未延伸糸を口金直下に設けられた長さ８ｃｍ、雰囲気温度２００℃の筒状保温ゾーンを通過させた後、直ちに７０℃の温水浴中に導き、引取り時間を表１の条件で未延伸糸を得た。
【００６５】
引き続き未延伸糸を延伸工程へ導き、１６０℃の乾燥空気浴で加熱して６．０倍に延伸した。さらに、１６０℃の乾燥空気浴で０．９５倍の弛緩処理を行い、直径０．３ｍｍのＰＯＭモノフィラメントを得た。ＰＯＭモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００６６】
［実施例５〜７］
中空口金ノズル孔の中空部の面積割合を３．０％に設定した中空用二重管型口金を用い、引取り時間を１０．０ｓ／ｃｍ２とした以外は、実施例１と同様にして、表１に記載の直径のＰＯＭモノフィラメントを得た。ＰＯＭモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００６７】
［実施例８、９、１１〜１３］
押し出された未延伸糸を口金直下に設けられた長さ８ｃｍ、雰囲気温度２００℃の筒状保温ゾーンを通過させた後、エアーギャップを介して７０℃の温水浴中に導き、引取り時間を表１の条件とした以外は、実施例１と同様にして未延伸糸を得た。
【００６８】
この未延伸糸をボビンに一旦巻き取った後、延伸工程へ送った。延伸工程では１５０℃のポリエチレングリコール浴を用いて、８．０倍に延伸を行い、続いて１６０℃の乾燥空気浴で０．９５倍の弛緩処理を行うことにより、表１に記載の直径のＰＯＭモノフィラメントを得た。ＰＯＭモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００６９】
［比較例１、２］
実施例１において、口金を中空部のないもの（中実円形断面用）に変更した以外は、同様にして、表１に記載の直径ＰＯＭモノフィラメントを作成した。ＰＯＭモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７０】
［比較例３、４］
中空口金ノズル孔の中空部の面積割合を表１の中空部の面積割合となるように設定した中空用二重管型口金を用いること以外は、実施例１と同様にして、ＰＯＭモノフィラメントを得た。ＰＯＭモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2013227712.tif 000002
【００７２】
表１の結果から明らかなように、本発明のＰＯＭモノフィラメントは、真空ボイドを抑制でき、外径変動が少なく、強度が高く、安定しており、紡糸操業性の面でも糸切れの発生が無く安定しているため、各種の用途に好適に用いることができる。
【００７３】
一方、中空部を有さないＰＯＭモノフィラメント（比較例１、２）や、中空部は有するものの、中空部の面積割合が本発明の要件未満のＰＯＭモノフィラメント（比較例３）は、真空ボイドの発生に起因して外径変動が増大したり、物理特性が不安定となったりした。また、紡糸中に糸切れが発生し、特に比較例２ではサンプルの採取が困難であった。
【００７４】
中空部の面積割合が本発明の要件を超えるＰＯＭモノフィラメント（比較例４）は、糸の潰れが発生し易く、外径変動が増大し、物理特性が安定しにくいばかりか、強度も不足するものであった。
【００７５】
［実施例１５、比較例５〜７］
フィルターを作成し、エタノールへの浸漬試験を行った。実施例１のＰＯＭモノフィラメントを用いて、２０メッシュのメッシュクロス（オープニング９７０μｍ、オープニングエリア５９％）を作成した（実施例１５）。また、比較例１のＰＯＭモノフィラメントを用いて、同様にメッシュクロスを作成した（比較例５）。さらに、株式会社ＮＢＣメッシュテック製ナイロンナイロンメッシュクロスＮＢ２０（２０メッシュ、オープニング９９０μｍ、オープニングエリア６１％）（比較例６）と、同ポリエステルメッシュクロスＴＢ２０（２０メッシュ、オープニング９５０μｍ、オープニングエリア５６％）（比較例７）とを同時に評価するために準備した。
【００７６】
これらのメッシュクロスを直径５ｃｍの円状に切り出し、オートクレーブ内に入れ、エタノールで浸漬した。オートクレーブの温度を８０℃に保ち、１０００時間処理した後に取り出し、浸漬処理前後の寸法変化率、強度変化率および表面平滑性について評価した。
【００７７】
【表２】
2013227712.tif 000003
【００７８】
本発明のＰＯＭモノフィラメントを使用したメッシュクロス（実施例１５）は、寸法変化率が小さく、強度変化率も小さいばかりか、処理前後に渡って表面平滑性に優れるため、エタノール用のフィルターとして長時間好適に用いることができる。
【００７９】
一方、本発明の条件を満たさないＰＯＭモノフィラメントから構成されるメッシュクロス（比較例５）は、寸法変化率は小さいものの、強度変化率が大きくなった。これは、ＰＯＭモノフィラメントの破断強力変動係数が大きいことに起因していると考えられる。さらに、このメッシュクロスは、浸漬前の表面平滑性に劣っており、オープニングにばらつきがあった。浸漬後にはさらに表面平滑性が低下したため、フィルターとしては実用性の低いものであった。また、ナイロン（比較例６）やポリエステル（比較例７）のメッシュクロスは、寸法変化率が大きいばかりか、強度変化率も大きいため、エタノール環境下では早期に緩みや破壊が生じてしまうことが予想され、実用性の低いものであった。
【００８０】
［実施例１６、比較例８］
実施例５〜７のＰＯＭモノフィラメントをウクレレの弦として用いた。即ち、１弦と４弦には実施例５の、２弦には実施例６の、３弦には実施例７のＰＯＭモノフィラメントを張った（実施例１６）。また、比較用として同型のウクレレにｇｈｓ  Ｈ−１０（以下、ナイロン弦と称する）を張ったものを用意した（比較例８）。これら２本のウクレレを半年使用したところ、本発明のＰＯＭモノフィラメントを弦として使用した場合（実施例１６）には、音のピッチが安定しており、音色も張替え直後と変化が少なく、実用性の高いものであった。一方、ナイロン弦（比較例８）を使用した場合には、ピッチが不安定になり、音色に張りが無くなった。
【００８１】
［実施例１７、比較例９］
テニス用ラケットに実施例８のＰＯＭモノフィラメントを張設した（実施例１７）。また、同型のテニス用ラケットにバボラ  プロハリケーン１２０（以下、ポリエステルガットと称する）を張設した（比較例９）。
【００８２】
これらのラケットを、テニス経験が１０年以上のアマチュアプレーヤー３人に使用してもらい、打球の制球性、反発性および耐衝撃性に関して、比較を行った。
【００８３】
本発明のＰＯＭモノフィラメントをラケット用ガットとして使用した場合（実施例１７）には、ポリエステルガット（比較例９）に比較して、制球性、反発性および耐衝撃性に優れており、さらにその効果が持続するため、実用性の高いものであった。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明のＰＯＭモノフィラメントは、真空ボイドを抑制し、外径変動が少なく、物理特性が安定していることから、特に布帛、楽器弦、ラケット用ガットの構成材として好適に使用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１      原料ホッパー
２      原料供給口
３      押出機
４      紡糸ヘッド
５      口金
６      保温ゾーン
７      未延伸モノフィラメント
８      引取りローラー
９      冷却浴
Ｌ      糸道の長さ
Ｚ      保温ゾーンの長さ
【図１】
2013227712.tif 000004
【図２】
2013227712.tif 000005