JP2003129332A

JP2003129332A - ポリエステルモノフィラメント

Info

Publication number: JP2003129332A
Application number: JP2001325145A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yokoyama; 博横山; Yasuo Fukuhara; 康夫福原
Original assignee: Unitika Fibers Ltd
Current assignee: Unitika Fibers Ltd
Priority date: 2001-10-23
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2003-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮特性を十分に考慮し、目ずれ防止効果が
高く、耐衝撃性にも優れ、側糸を巻きつけることなく、
モノフィラメントのままガットに用いることができる、
ポリエステルモノフィラメントを提供する。【解決手段】極限粘度０．７０以上のポリエステルか
らなるモノフィラメントであって、直線強度４．２０ｃ
Ｎ／ｄｔｅｘ以上、結節強度２．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以
上であり、かつ圧縮強度（ＰＴ）、圧縮変形度（ＰＲ）
が特定範囲であり、圧縮強度測定時の断面形状が楕円形
状である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テニス、バドミン
トン、スカッシュなどに使用するラケット用ガットに好
適なポリエステルモノフィラメントに関するもので、詳
しくは、側糸を巻き付けなくても用いることができ、衝
撃性、制球性に優れるポリエステルモノフィラメントに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】テニス、バドミントン、スカッシュなど
スポーツラケット用ガットは、古くから天然ガット、す
なわち動物性繊維である羊や牛の腸、鯨の筋が使用され
ていた。この天然ガットは、優れた反発性を有している
ものの、耐水性に劣ることから使用寿命が短く、しかも
非常に高価であるため、近年では耐久性に優れ、安価な
合成繊維製が市場において主流を占めている。

【０００３】この合成繊維製ガットとしては、他の繊維
に比べて、強力、反発性、柔軟性、耐衝撃性などに優れ
るため、ポリアミドモノフィラメントが広く用いられて
いる。しかしながら、ポリアミドモノフィラメントは気
温や湿度の環境変化に十分対応できず、伸び、強力が経
時的に変化するため、プレーヤーにとっては、安定した
打球感、制球性などが得られにくいという問題があっ
た。

【０００４】このような問題を解決するものとして、環
境変化による特性変化を起こし難く、天然ガットに近似
しており、制球性に優れるものとして、ポリエステル、
特にポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと略称
する。）製モノフィラメントが開発され使用されてい
る。

【０００５】しかしながら、ＰＥＴモノフィラメント
は、その剛直性から反発性、耐衝撃性、制球性が必ずし
も十分とは言えず、またラケットへの張設が行い難く、
さらにフィブリル化しやすく、耐久性に劣るという欠点
があった。

【０００６】このようなＰＥＴモノフィラメントの問題
点を解決する手段が種々検討されており、例えば特許第
2826055号公報では、ＰＥＴとＰＥＴ共重合体の混合物
とすることでフィブリル化、縦割れをある程度改善した
ものが記載されている。しかしながら、このモノフィラ
メントは、ガットとしてラケットに張設した場合、縦糸
と横糸との交叉部での圧縮変形を制御できず、目ずれや
耐衝撃性などの改善では十分とは言えるものでなかっ
た。

【０００７】また、特開2000-185118号公報において
は、ＰＥＴモノフィラメントの曲げ硬さ指標を特定の範
囲内に制御することで耐衝撃性、張設性に優れるような
ったＰＥＴモノフィラメントが提案されている。しかし
ながら、上記と同様に縦糸と横糸との交差部での圧縮特
性を十分に考慮したものではなく、目ずれの改善は十分
ではなかった。

【０００８】さらに、通常のガットにおいては、モノフ
ィラメントを芯糸とし、芯糸の周囲に側糸としてマルチ
フィラメント又はモノフィラメントをらせん状に巻きつ
け、接着剤で固定したものが利用されている。何れも界
面の接着、剥離など製造上の問題点があり、コストも高
くなるという問題点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な問題点を解決するものであって、圧縮特性を十分に考
慮し、目ずれ防止効果が高く、耐衝撃性にも優れ、側糸
を巻きつけることなく、モノフィラメントのままガット
に用いることができる、ポリエステルモノフィラメント
を提供することを技術的な課題とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために検討した結果、本発明に到達した。すな
わち、本発明は、極限粘度０．７０以上のポリエステル
からなるモノフィラメントであって、直線強度４．２０
ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、結節強度２．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ
以上であり、かつ圧縮強度（ＰＴ）、圧縮変形度（Ｐ
Ｒ）が下記（１）、（２）式を同時に満足し、圧縮強度
測定時の断面形状が楕円形状であることを特徴とするポ
リエステルモノフィラメントを要旨とするものである。圧縮強度・・・１５０≦ＰＴ（ｃＮ／ｍｍ²）≦２５０（１）なお、モノフィラメントの直径の１／３圧縮時の強度圧縮変形度・・・０．５０≦ＰＲ≦１．５０（２）なお、モノフィラメントの垂直方向の変形長（ｍｍ）／
横方向の変形長（ｍｍ）

【００１１】本発明において、直線強度、結節強度は、
ともにＪＩＳＬ−１０１３に準じて測定したものであ
る。また、本発明でいう圧縮強度（ＰＴ）は、図１に示
すように、圧縮型ゲージを取り付けた圧縮曲げ試験機１
を用い、５０ｍｍの長さにカットしたモノフィラメント
２を５本隙間なく並べ、Ｒ５×６０ｍｍ（先端の直径が
１０ｍｍ、長さ６０ｍｍ）の圧子先端３を使用し、垂直
方向より５ｍｍ／分の速度でモノフィラメントの直径の
１／３の長さまで圧縮した場合の１本当たりの強度ｃＮ
／ｍｍ²で示す。そして、圧縮変形度（ＰＲ）は、圧縮
強度測定時（モノフィラメントの直径の１／３の長さま
で圧縮した時点）のモノフィラメントの断面写真を撮
り、図２示すように、垂直方向の変形長Ｓ（ｍｍ）／横
方向の変形長Ｙ（ｍｍ）として求める。変形前の垂直方
向の長さをＳ1、変形後の垂直方向の長さをＳ2、変形前
の横方向の長さをＹ1、変形後の横方向の長さをＹ2とす
る。そして、Ｓ1−Ｓ2＝Ｓ、Ｙ2−Ｙ1＝Ｙとする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエステルモノフィラメントを構成するポリ
エステルは、テレフタル酸とエチレングリコールを縮重
合して得られるＰＥＴを主成分とするものが好ましく、
中でも、酸性分の一部をイソフタル酸に置き換えたＰＥ
Ｔ共重合体が好ましい。さらには、イソフタル酸成分を
２〜８モル％共重合したものが好ましい。なお、ポリエ
ステル中には、効果を損なわない範囲であれば、酸化チ
タン、炭酸カルシウムなどの無機粒子や、着色剤、帯電
防止剤、ワックス類および可塑剤などが添加されていて
もよい。

【００１３】ポリエステルの極限粘度は０．７０以上あ
ることが必要である。これにより高強度で耐久性の高い
モノフィラメントが得られる。なお、極限粘度が１．３
０を超えると、紡糸が困難となるため好ましくない。本
発明でいう極限粘度とは、フェノールとテトラクロロエ
タンとの等重量混合物を溶媒とし、濃度０．５ｇ／ｄｌ
の溶液中で２０℃で測定し、求めた値である。

【００１４】次に、本発明のモノフィラメントは、直線
強度が４．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、結節強度が２．２
０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。直線強
度が４．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、ガットとして使
用した場合、打球時に切断しやすく、耐久性が劣るため
に実用的でない。また、モノフィラメントの重要な物性
値である結節強度については、直線強度の５５％以上の
２．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上は必要である。２．２０ｃ
Ｎ／ｄｔｅｘ未満であると、張設時の４０〜７０ポンド
の力に耐えきれず結び目で切断したり、プレー中にラケ
ットのエッジ部での切断を起こしやすい。

【００１５】本発明の最も重要な点は、上記強度を満足
するとともに、圧縮特性を特定の範囲内にすることであ
る。まず、モノフィラメントの圧縮強度を１５０〜２５
０ｃＮ／ｍｍ²、好ましくは１８０〜２２０ｃＮ／ｍｍ²
とする。この範囲内のモノフィラメントでは、適度の柔
軟性を有し、張設しやすく、耐衝撃性に優れ、縦糸と横
糸との交差部で目ずれも生じにくい。このため、ボール
をコントロールしやすく、プレーヤーにとって肘などに
大きな負担もかかることなく、長時間の使用に耐えるも
のである。

【００１６】圧縮強度が２５０ｃＮ／ｍｍ²を超える
と、硬くなりすぎて張設しにくく、縦割れが生じやす
い。反発力も弱くなり、ボールを打つ時の力も強くしな
ければならず、大きな衝撃を受けることにもなる。ま
た、縦糸と横糸との交差部で目ずれも起こしやすく、制
球性も損なうことになる。一方、圧縮強度が１５０ｃＮ
／ｍｍ²未満では、柔軟で張設しやすくなるものの、耐
久性が悪くなる。また、モノフィラメントが長方形状に
潰れやすくなる。

【００１７】そして、圧縮特性として、もう一つの重要
な点は、モノフィラメントの直径の１／３を圧縮した時
の圧縮部の断面の圧縮変形度が０．５０〜１．５０の範
囲内であり、かつ断面形状が楕円形であることが必要で
ある。すなわち、垂直方向より圧縮した場合に、その変
形長が横方向の変形長とほぼ同等に変形し、断面部が美
しい楕円状になることが望ましい。垂直方向の変形長と
は、垂直方向に圧縮された長さであり、横方向の変形長
とは垂直方向の力により横方向に伸びた長さである。そ
の比である圧縮変形度は、特に０．８０〜１．２０であ
ることが好ましく、１に近づけることが最も好ましい。

【００１８】圧縮変形時にこのような楕円形状となるこ
とで、ラケットへの張設もスムースにでき、ボールを繰
り返し打った時の縦糸と横糸との交差部での目ずれもな
く、切断も生じにくい。そして、適度の反発性を有し、
制球性にも優れ、耐衝撃性も少ないので、プレーヤーの
肘などに余計な負担をかけることがない。

【００１９】圧縮変形度が０．５０未満の場合は、図3
（ａ）に示すような長方形状に近づくように潰れるため
に、縦糸と横糸との交差部で目ずれが生じ、切断を起こ
しやすく、耐久性に劣るものになる。一方、１．５０を
超える時は、垂直方向の変形長に対して横方向の変化長
が少なく、圧縮しても潰れにくく、元の形状を保とうす
るために、図3（ｂ）に示すような形状となり、反発力
に乏しく、目ずれを起こしやすく、制球性の悪いモノフ
ィラメントになる。

【００２０】また、前述したが、本発明のモノフィラメ
ントにおいては、ＰＥＴ共重合体を用いることが好まし
く、イソフタル酸の共重合量を２〜８モル％とすること
が好ましい。イソフタル酸以外の他の酸性分を使用した
ＰＥＴ共重合物においては、本発明で規定する圧縮特性
を満足することは困難である。イソフタル酸を使用した
共重合ＰＥＴは、強度特性に優れるとともに、耐衝撃性
にも優れ、本発明を十分満足するものである。

【００２１】共重合量が２モル％以下であるとモノフィ
ラメント自身が柔軟性に乏しく、圧縮強度が２５０ｃＮ
／ｍｍ²を超えたり、圧縮変形度が１．５０を超えやす
い。８モル％を超えると、若干の溶融粘度の低下により
製糸状況は良化するが、強度と圧縮特性を同時に満足す
るモノフィラメントを得ることは困難となる。

【００２２】また、本発明のモノフィラメントは、直径
が０．８ｍｍ以上、さらには１．０〜１．５ｍｍとする
ことが好ましい。０．８ｍｍ未満であると、側糸を巻き
付けずそのまま使用するモノフィラメントにするには直
線強力、結節強力が不足しやすく、剛性の面でも不十分
なものとなりやすい。

【００２３】次に、本発明のモノフィラメントの製造方
法について一例を用いて説明する。本発明のモノフィラ
メントは、通常の溶融紡糸装置を用いて製造することが
できる。まず、ポリエステルの融点以上の温度、２６０
〜３１０℃、好ましくは２７０〜２９０℃で溶融し、常
法によりノズルから溶融紡出する。紡出された糸条は、
凝固浴に導いて冷却する。

【００２４】本発明においては、圧縮特性を満足するも
のとするため、凝固浴内での温度および冷却時間をある
一定の範囲内に設定することが好ましい。すなわち、温
度×時間の積が１２〜２０（℃・ｓｅｃ）が好ましく、
特に１３〜１８が好ましい。これによりモノフィラメン
トの冷却の際、表層部から中心部への冷却速度の差異に
よる配向度の違いが生じることがなく、上記したような
圧縮特性値を満足するものを得ることができる。

【００２５】次に、冷却された糸条を一旦巻き取ること
なく延伸するが、高強度とするため、２段階以上の延伸
が好ましい。第１段目の延伸を８０〜１５０℃の液体浴
または１２０〜２３０℃のヒータで熱処理しながら倍率
３〜６倍で行い、次いで第２段目以降の延伸を１５０〜
３５０℃のヒータあるいは加熱ローラを通過させて熱処
理しながら、倍率１．１倍以上で行い、全延伸倍率が４
〜７倍となるように延伸することが好ましい。

【００２６】さらに、繊維の結晶化を促進するのみなら
ず、繊維の断面方向の均一性の向上、および断面方向の
配向度を制御させるために、延伸後の糸条に、延伸温度
より高温の２５０〜５００℃でリラックス熱処理等を施
すことが好ましい。

【００２７】このようにして得られる本発明のモノフィ
ラメントをラケット用ガットに使用すれば、天然ガット
並の反発性、耐衝撃性を有しており、耐久性にも優れ、
圧縮特性に優れているので目ずれ防止効果も高く、モノ
フィラメントのままガットとして用いることができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例における評価は次のように行った。〔ガット特性の評価〕得られたモノフィラメントに側糸
を巻き付けず、そのまま使用。Ａ．張設性…極めて良好：◎ 良好：○ やや不良：
△ 不良：× Ｂ．制球性、反発性、耐衝撃性…上級レベルのプレーヤ
ーに試打させ、天然ガットと比較して評価した。極めて良好：◎ 良好：○ やや不良：△ 不良：
× Ｃ．耐久性…テニスラケットに６０ポンドのテンション
で張設し、テニスボールを時速１２５ｋｍで、打ち出し
距離７０ｃｍで打撃し、ガットが縦糸と横糸との交差部
近傍で切断するまでの回数で評価した。

【００２９】実施例１極限粘度０．９８のＰＥＴに、イソフタル酸８モル％含
有した共重合ＰＥＴを５０：５０でブレンドし、イソフ
タル酸成分を４モル％に調節した共重合ＰＥＴを２８５
℃で溶融し、３．０ｍｍの紡糸孔を有するノズルから紡
出した。紡出糸条を８０℃の水浴を通して冷却した。こ
のとき、冷却時間は０．２１秒であり、温度×時間の積
が１７（℃・ｓｅｃ）であった。次いで９７℃の水浴で
４．５倍に延伸し、続いて３００℃のヒータで熱処理し
ながら延伸（全延伸倍率を６．０倍）した後、３１０℃
のヒータを用いて１０．５％のリラックス処理を施し
た。そして最終ローラ速度を１３０ｍ／分として捲取
り、直径１．３ｍｍのＰＥＴモノフィラメントを得た。

【００３０】実施例２、３比較例１、２共重合ＰＥＴ中のイソフタル酸成分の含有量を表１に示
すように変更した以外は、実施例１と同様に行なった。

【００３１】比較例３極限粘度０．９８のＰＥＴのみを用いた以外は実施例１
と同様に行なった。

【００３２】比較例４、５モノフィラメントの冷却時間を変更した以外は実施例１
と同様に行なった。

【００３３】実施例１〜３、比較例１〜５で得られたモ
ノフィラメントの特性値（直線強度、結節強度、圧縮強
度、圧縮変形度）及びガットの評価結果を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１より明らかに実施例１〜３のモノフィ
ラメントは直線強度、結節強度、圧縮特性の圧縮強度、
圧縮変形度を十分満足するものであったため、側糸を捲
かずにモノフィラメントのままガットとして用いても、
張設性がよく、目ずれが生じることもなく、制球性、耐
衝撃性、耐久性ともに優れていた。一方、比較例１のモ
ノフィラメントは、イソフタル酸成分が少なすぎたた
め、圧縮強度が高く、圧縮変形度も高いものとなり、ガ
ットとしては張設性、制球性に劣り、耐久性も悪いもの
であった。比較例２のモノフィラメントは、イソフタル
酸成分が多すぎたため、直線強度が低く、圧縮強度も低
くなり、張設時に切断を起こし、ガットとしての評価は
劣るものであった。比較例３のモノフィラメントはＰＥ
Ｔのみからなるもので、極限粘度が高かったため、結節
強度が低くなり、圧縮特性も悪く、張設時に切断を起こ
し、ガットとしての評価は低いものであった。比較例
４、５のモノフィラメントは、冷却条件が適切でなかっ
たためモノフィラメントの断面の表層部から中心部への
配向度の相違が生じ、直線強度、結節強度は満足するも
ののり、圧縮特性が悪く、ガットとしての評価は低いも
のであった。

【００３６】

【発明の効果】本発明のモノフィラメントは、直線強
度、結節強度ともに高く、圧縮特性に優れているので、
側糸を巻き付けることなくそのままラケット用ガットに
使用することが可能である。そして、天然ガット並の反
発性、耐衝撃性を有しており、目ずれ防止効果も高く、
制球性に優れ、かつ耐久性も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のモノフィラメントの圧縮強度の測定方
法を示す説明図である。

【図２】本発明のモノフィラメントの圧縮変形時の断面
形状を示す模式図である。

【図３】従来のモノフィラメントの断面形状を示す模式
図である。

【符号の説明】

１圧縮曲げ試験機２モノフィラメント３圧子先端

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】極限粘度０．７０以上のポリエステルか
らなるモノフィラメントであって、直線強度４．２０ｃ
Ｎ／ｄｔｅｘ以上、結節強度２．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以
上であり、かつ圧縮強度（ＰＴ）、圧縮変形度（ＰＲ）
が下記（１）、（２）式を同時に満足し、圧縮強度測定
時の断面形状が楕円形状であることを特徴とするポリエ
ステルモノフィラメント。圧縮強度・・・１５０≦ＰＴ（ｃＮ／ｍｍ²）≦２５０（１）なお、モノフィラメントの直径の１／３圧縮時の強度圧縮変形度・・・０．５０≦ＰＲ≦１．５０（２）なお、モノフィラメントの垂直方向の変形長（ｍｍ）／
横方向の変形長（ｍｍ）
【請求項２】ポリエステルが、ポリエチレンテレフタ
レートを主成分とし、イソフタル酸成分を２〜８モル％
含有する共重合ポリエステルである、請求項１記載のポ
リエステルモノフィラメント。