JP3782902B2 - 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 - Google Patents

Description

【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０．６７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、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、本発明により得られる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、０．０２〜０．２３の範囲にあることが好ましい。
【００３２】
このように、本発明により得られる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（ＴＣ）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〜５０ｄｅ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、上記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２９０℃〜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８５〜１２０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、１５００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２０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）｝×１００
【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。

【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１２ｃｃ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２４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、２Ｍ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 (7)

1. 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。
2. 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の製造方法。
3. 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１又は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の製造方法。
4. 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１〜３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の製造方法。
5. 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１〜４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。
6. 該紡出糸の紡糸引取速度が５００〜１５００ｍ／分の範囲にある、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の製造方法。
7. 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の製造方法。

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