JP3121150B2 - インクリボン用ポリアミド繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクリボン用ポリア
ミド繊維に関するものである。詳しくは、インクリボン
の印字耐久性、寸法安定性などを著しく向上させること
が可能なインクリボン用ポリアミド繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の各分野におけるコンピューターの
広範な普及により、その端末装置の印字システムは飛躍
的に発展してきた。通常、印字システムとは、活字プリ
ンター、ワイヤードットプリンター、タイプライター、
その他事務機械などを対象とするが、これら印字システ
ムに欠かせないのがインクリボンである。

【０００３】インクリボンには、従来よりポリアミドマ
ルチフィラメント糸の織物を所定の幅にカットし、イン
クや顔料を含浸させたものが用いられている。インクリ
ボンに求められる特性としては、印字による基布の損傷
が小さいこと、印字が鮮明であること、基布の寸法変化
が小さいこと、蛇行が小さいこと、印字用紙を汚さない
ことなどが挙げられる。

【０００４】特に、インクリボンには、基布の損傷の小
さいことが最も要求されている。基布の損傷は、活字も
しくはドットピンによる打撃の繰り返しにより素材が疲
労、摩耗することにより生じ、その結果、印字時に欠字
が発生する。最近では印字の高速化や、鮮明な印字のた
めの活字の鋭角化、漢字プリンターの様に多数のドット
ピンの組合せで表現するものの出現などにより、基布の
印字耐久性がより一層切望されている。

【０００５】この要求を満足する為に、特開昭５７−４
５０８７号公報には、インクリボン用合成繊維を構成す
る重合体の分子量や、一定伸長時の荷重などを、特開昭
６０−１６１１８４号公報にはインクリボン用合成繊維
の単糸繊度、破断強力などを、特開昭６２−９２８８１
号公報にはインクリボン用合成繊維を構成する重合体の
相対粘度、繊度、破断強度などの各特性値を特定の範囲
に規定した発明が開示されている。

【０００６】しかし、これらの発明によってもプリンタ
ーの更なる高速、高インパクト化に対応するには不十分
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、活字
もしくはドットピンなどの打刻に対するインクリボン基
布の耐久性、並びに寸法安定性をより一層向上させる事
が可能なインクリボン用ポリアミド繊維を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、インクリ
ボンの印字耐久性、寸法安定性を向上させるべく、イン
クリボンを構成する繊維の特性と、インクリボンの耐久
性、寸法安定性との関係を詳細に検討した。その結果、
従来のごとく、原糸を高強度、高粘度化すると、確かに
インクリボンの印字耐久性はある程度向上するが、それ
にも増してインクリボン被印字部の印字収縮が大きくな
り、インクリボンの蛇行（ウェービング）が激しく、カ
ートリッジ内でのインクリボンの走行不良を引き起こす
ことが明かになった。その原因は、インクリボン用繊維
を高強度、高粘度化すると、必然的に伸長弾性率の高
い、いわゆる硬い繊維となってしまい、この様な硬い繊
維よりなるインクリボン基布では加工工程においてクリ
ンプ率を上げ難く、それゆえ印字打刻による被印字部の
織り組織の収縮が大きくなり、インクリボンの激しい蛇
行を引き起こすことにあることが判明した。

【０００９】また、繊維が破断に至るまでの応力〜ひず
み挙動が、インクリボンとした後の印字耐久性に大きく
影響することが判明した。本発明は、これらの研究結果
に基づいて完成されたものである。即ち、本発明は、破
断エネルギーＥ、降伏点強度ＹＳ、降伏点以降伸度ＡＹ
Ｅが、それぞれ Ｅ≧３５（ｇ・ｃｍ／ｄ） ２．０≦ＹＳ≦５．５（ｇ／ｄ） ３０≦ＡＹＥ≦５０（％） である。

【００１０】破断エネルギーＥとは、ＪＩＳ−Ｌ１０７
０に示されている定速伸長型試験法により得られる応力
〜ひずみ曲線（Ｓ−Ｓ曲線、図１）において、強力の最
大点をＤＳ、その時の伸びをＤＥとすると、伸長開始か
らＤＥに至るまでに要した伸長のエネルギーのことであ
り、通常、図１の斜線で示す様なＳ−Ｓ曲線と横軸で囲
まれた範囲の面積に対応する。

【００１１】降伏点強度ＹＳとは、図１に示す様に、初
荷重１ｇ／ｄ以降のＳ−Ｓ曲線において、伸長変化に対
する荷重変化の最大点（接線角の最大点）における接線
Ａと、同Ｓ−Ｓ曲線の塑性領域の直線部分における接線
Ｂの交点から横軸に下ろした垂線と、Ｓ−Ｓ曲線との交
点（降伏点）における強度である。降伏点以降伸度ＡＹ
Ｅとは、前述の降伏点における伸度を、破断伸度ＤＥよ
り減じた値である。

【００１２】本発明によるインクリボン用ポリアミド繊
維は、活字ラインプリンター用広幅リボン、両端部をメ
ビウス状に接合した細幅エンドレスリボン、あるいは袋
状織物をカットして得られるシームレスリボンなどのあ
らゆるインクリボンに用いることができる。本発明のポ
リアミド繊維の破断エネルギーＥは３５ｇ・ｃｍ／ｄ以
上、降伏点強度ＹＳは２．０ｇ／ｄ以上、５．５ｇ／ｄ
以下であることが必要であり、降伏点以降伸度ＡＹＥは
３０％以上、５０％以下であることが必要である。

【００１３】インクリボンの印字耐久性を向上させるに
は、これを構成する繊維のねばり強さの指標である破断
エネルギーＥを大きくすることが必要である。しかし、
降伏点以降伸度ＡＹＥが３０％に満たないような、従来
の技術に相当するポリアミド繊維の場合には、破断エネ
ルギーＥを３５ｇ・ｃｍ／ｄ以上に大きくしようとする
と、必然的に高強度、高ヤング率にならざるを得ず、応
力−ひずみ挙動の弾性領域での伸びが相対的に大きくな
り、硬くて脆い繊維になってしまうために、インクリボ
ンとした時の寸法安定性、印字耐久性が低下する。ま
た、この時の降伏点強力ＹＳが５．５ｇ／ｄ以下である
と、繊維の反発弾性が小さく、印字打刻に対する回復
性、耐久性が更に低下する。

【００１４】一方、降伏点以降伸度ＡＹＥが３０％以
上、５０％以下であるようなポリアミド繊維の場合に
は、高強度、高ヤング率化せずとも、充分に破断エネル
ギーＥを大きくすることができ、この時破断エネルギー
Ｅが３５ｇ・ｃｍ／ｄ以上であると、応力〜ひずみ挙動
の弾性領域での伸びが相対的に小さくなる事も重なっ
て、柔軟性、伸縮性、寸法安定性に富んだポリアミド繊
維が得られ、インクリボンとした時の寸法安定性、印字
耐久性を向上させる事が出来る。

【００１５】この際、当該ポリアミド繊維の降伏点強度
ＹＳが５．５ｇ／ｄ以下であると、応力〜ひずみ挙動の
弾性領域での伸びを相対的に更に小さくすることが出
来、リボンとした時の寸法安定性、印字耐久性が更に向
上する。しかしながら、降伏点強力ＹＳが２．０ｇ／ｄ
を下回ると、インクリボン用繊維としての最低限の物性
の保持が難しくなるので、降伏点強度ＹＳは、２．０ｇ
／ｄ以上、５．５ｇ／ｄ以下であることが必要である。

【００１６】また、降伏点以降伸度ＡＹＥが５０％を上
回る様なポリアミド繊維では、応力〜ひずみ挙動の塑性
領域での伸びが大きくなり過ぎるため、インクリボンと
した時の印字打刻に対する回復性、寸法安定性が低下
し、実用上好ましくない。本発明のポリアミド繊維とし
ては、例えばナイロン６、ナイロン６６繊維などがある
が、ナイロン６６繊維が好ましい。繊維を構成する重合
体の硫酸相対粘度〔ηｒ〕（２５℃、９５．５％濃度の
硫酸溶液中での重合体濃度が１．０％となるように調整
した溶液の相対粘度）は、インクリボンの印字耐久性向
上の点から２．８以上が好ましく、インクリボン被印字
部の収縮抑制の点から３．２以下であることが好まし
い。

【００１７】また、ポリアミド繊維のトータルデニール
はインクリボンの印字耐久性の点から２０デニール以上
であることが好ましく、印字鮮明性の点から１００デニ
ール以下であることが好ましい。本発明のインクリボン
用ポリアミド繊維は、以下の方法により得ることが出来
る。即ち、〔ηｒ〕が２．８以上、３．２以下であり、
かつ水分率が０．１重量％以下であるポリアミド重合体
を、エクストルーダーを用いて重合体の融点以上に加熱
圧縮溶融し、単糸孔径０．１ｍｍ以上の紡糸口金より押
し出し、糸条化する。

【００１８】この際、紡糸口金にかかる溶融重合体の圧
力を１００ｋｇ／ｃｍ² 以上とし、同時に４Ｑ／πＤ²
Ｈ（Ｑ：紡糸口金当りの吐出量、Ｄ：ノズル孔径、Ｈ：
ノズル孔数）で表される吐出線速度を１５ｍ／ｍｉｎ以
上とすることが好ましい。その後、この溶融糸条を紡口
下の冷風ゾーンで冷却固化させ、紡糸油剤を付与した後
に、２０００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で常温ロールに引き
取らせることにより、延伸前の予備配向性を高める。

【００１９】引続き、この常温ロールと１００℃以上に
加熱した第１熱延伸ロールの間、次いで第１熱延伸ロー
ルと１００℃以上に加熱した第２熱延伸ロールの間で、
２段熱延伸を行う。この熱延伸工程での総延伸倍率は
１．２倍以上、２．０倍以下であることが必要である。
各熱延伸ロールに粗面はネルソンロールを用いることが
好ましい。

【００２０】その後インターレース加工を施して糸条に
集束性を持たせ、３５００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で巻取
る。

【００２１】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
る。

【００２２】

【実施例１】〔ηｒ〕が２．９４、水分率が０．０３重
量％であるナイロン６６重合体を、エクストルーダーを
用いて加熱圧縮溶融し、孔径０．２ｍｍ、孔数３４個の
紡糸口金から吐出線速度１９．０ｍ／ｍｉｎで押し出し
て糸条化する。この溶融糸条を紡口下の冷風ゾーンで冷
却、固化させ、耐熱性紡糸油剤を付与した後に、引続き
連続した工程で常温ロールに２３００ｍ／ｍｉｎの速度
で引き取らせ、この常温ロールと第１熱延伸ロール（１
６０℃）の間で２．０倍の第１段目の延伸を行い、引続
き第１熱延伸ロールと第２熱延伸ロール（１４０℃）の
間で１．０倍の第２段目の延伸、即ちリラックス、熱セ
ットを行った。これに３０回／ｍのインターレース加工
を施した後、高速ワインダーに４５００ｍ／ｍｉｎで巻
取り、単糸数３４フィラメント、トータルデニール４０
デニールのポリアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００２３】

【実施例２】常温ロールへの引き取り速度を２７００ｍ
／ｍｉｎとし、第１段目の延伸倍率を１．７倍とした以
外は、実施例１と全く同様にして、実施例１と同様の単
糸数、繊度のポリアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００２４】

【実施例３】常温ロールへの引き取り速度を３３００ｍ
／ｍｉｎとし、第１段目の延伸倍率を１．４倍とした以
外は、実施例１と全く同様にして、実施例１と同様の単
糸数、繊度のポリアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００２５】

【実施例４】〔ηｒ〕が３．２０、水分率が０．０３重
量％であるナイロン６６重合体を用いた以外は、実施例
１と全く同様にして、実施例１と同様の単糸数、繊度の
ポリアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００２６】

【実施例５】紡糸口金を孔径０．２ｍｍ、孔数１７個の
ものとし、吐出線速度を１７．２ｍ／ｍｉｎ、常温ロー
ルへの引き取り速度を２４００ｍ／ｍｉｎ、第１段目の
延伸倍率を１．８倍とした以外は実施例１と全く同様に
して、単糸数１７フィラメント、トータルデニール２０
デニールのポリアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００２７】

【実施例６】紡糸口金を孔径０．３ｍｍ、孔数３４個の
ものとし、吐出線速度を１５．８ｍ／ｍｉｎとした以外
は、実施例１と全く同様にして、単糸数３４フィラメン
ト、トータルデニール７０デニールのポリアミドマルチ
フィラメント糸を得た。

【００２８】

【比較例１】第１段目の延伸倍率を２．２倍、第２段目
の延伸倍率を１．１倍とした以外は、実施例１と全く同
様にして、実施例１と同様の単糸数、繊度のポリアミド
マルチフィラメント糸を得た。

【００２９】

【比較例２】第１段目の延伸倍率を１．２倍とした以外
は、実施例１と全く同様にして、実施例１と同様の単糸
数、繊度のポリアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００３０】

【比較例３】〔ηｒ〕が２．６６、水分率が０．０３重
量％であるナイロン６６重合体を用いた以外は実施例１
と全く同様にして、実施例１と同様の単糸数、繊度のポ
リアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００３１】

【比較例４】〔ηｒ〕が３．３５、水分率が０．０３重
量％であるナイロン６６重合体を用いた以外は実施例１
と全く同様にして、実施例１と同様の単糸数、繊度のポ
リアミドマルチフィラメント糸を得た。

【００３２】

【比較例５】紡糸口金を、孔径０．２５ｍｍ、孔数１０
個のものとし、吐出線速度を１７．９ｍ／ｍｉｎ、常温
ロールへの引き取り速度を２９００ｍ／ｍｉｎ、第１段
目の延伸倍率を１．６倍とした以外は実施例１と全く同
様にして、単糸数１０フィラメント、トータルデニール
１５デニールのポリアミドマルチフィラメント糸を得
た。

【００３３】以上の如くして得られた実施例、比較例の
インクリボン用ポリアミド繊維を、各々経緯に用いて製
織、精練セットし、経糸密度が２１５本／インチ、緯糸
密度が１２５本／インチである平織物を得た。これら織
物を、経糸方向が長さ方向となる様に２５ｍｍ幅にカッ
トし、油性インクを塗布してインクリボンとした後、両
端部をメビウス状に超音波接合して、周長２０ｍのエン
ドレスインクリボンとした。

【００３４】これを、日立工機製ＫＤ−３６ラインドッ
トプリンターにセットし、ＡＮＫ２５００万文字印字後
における基布の損傷の程度を下記基準で目視判定して印
字耐久性の評価を行った。 基布損傷なし：○ やや毛羽立ち：△ 著しく毛羽立ち：× また、寸法安定性の評価は、以下のように行った。ま
ず、上記織物を、経糸方向が長さ方向になる様に３８４
ｍｍ幅にカットし、油性インクを塗布して広幅インクリ
ボンとした後、経糸方向に長さ８００ｍｍにカットす
る。このリボンに、印字範囲内に入るような形で４００
ｍｍ×３２０ｍｍの枠線を引いておき、日立工機製ＦＰ
−９００活字ベルト式ラインプリンターを用いて印字
し、ＡＮＫ３４０万文字印字後の枠線の寸法変化を測定
して下式より算出した数値（平均寸法変化率Ｕ）により
評価を行った。

【００３５】 ｜（４００−経糸方向の枠線長（ｍｍ））／４００｜×１００＝Ｓ （１） ｜（３２０−緯糸方向の枠線長（ｍｍ））／３２０｜×１００＝Ｔ （２） 平均寸法変化率Ｕ＝（Ｓ＋Ｔ）／２（％） （３） 結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１より、本発明の構成要件を満たしてい
ない比較例１〜５の印字耐久性ならびに寸法安定性は、
本発明の実施例１〜６には及ばないことが判る。

【００３８】

【発明の効果】本発明のポリアミド繊維を用いたインク
リボンは、印字耐久性、寸法安定性ともに優れ、プリン
ターの高速、高インパクト化に充分対して、優秀な性能
を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、繊維の応力〜ひずみ曲線（Ｓ−Ｓ曲
線）を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−104883（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−297287（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−45087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−273876（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−58364（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭62−7295（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 31/04 D01F 6/60 301 D01F 6/60 311 D01F 6/60 351

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 破断エネルギーＥ、降伏点強度ＹＳ、降
   伏点以降伸度ＡＹＥが、下記の範囲であるインクリボン
   用ポリアミド繊維。 Ｅ≧３５（ｇ・ｃｍ／ｄ） ２．０≦ＹＳ≦５．５（ｇ／ｄ） ３０≦ＡＹＥ≦５０（％）