JP3938360B2 - Monofilament and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント及びその製造方法に関する。更に詳しくは、糸長方向に一定して高強度でかつ高い伸長回復性を有し、寸法安定性に優れ、布バネやテニスガットに適したポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントに関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリトリメチレンテレフタレート(以下、PTTと呼称する)繊維は、ヤング率が低く、編織物などの衣料用途に用いた場合にソフトな風合いを有することから、近年その需要が大きく拡大しつつある。
PTTからなるモノフィラメントを産業資材に用いる例として、特許文献1には、伸長回復性に優れた印刷用スクリーン紗が開示されている。しかし、該特許文献に採用されるPTTモノフィラメントは、低強度・高伸度であり、伸長率が3%では100%の伸長回復性を示すものの、伸長率が10%になると、もはや100%回復が困難であった。該モノフィラメントは、布バネやテニスガットなどに使用すると、寸法安定性に劣るものであった。
【0003】
一方、特許文献2や、特許文献3には、染色性と伸長回復性に優れたモノフィラメントが提案されている。
しかし、これら特許文献に開示されるモノフィラメントは、約6cN/dtex以上の高強度で良好な弾性回復性を有するものの、破断伸度が30%未満と小さいために、織編物のように繊維が屈曲されていると、繰り返しの屈曲により強度などの物性が急激に低下する問題があった。
我々の検討によれば、PTTからなるモノフィラメントは、PTTの結晶化速度が速いことから、繊度が100dtex以上になると、未延伸モノフィラメントの結晶化度がそれ以下の繊度の場合に比較して高くなる性質がある。
【0004】
このような特性にも関わらず破断伸度が45%以下となるような高倍率で延伸を行うと、モノフィラメント内部に微小なボイドが発生する問題があることが明らかになった。
このボイドの発生が、繰り返しの屈曲により、急激な物性低下の原因と推定される。
従って、繊度100dtex以上の太繊度でありながら、高強度と高い伸長回復性を兼備した、寸法安定性に優れたモノフィラメントの出現が強く求められていた。
【0005】
【特許文献1】
特開平11−48631号公報
【特許文献2】
特開平11−152692号公報
【特許文献3】
特開平11−158783号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、微小ボイドの発生を抑制しつつ、糸長方向に一定して高強度でかつ高い伸長回復性を有し、寸法安定性に優れた、布バネやテニスガットに適する繊度100dtex以上のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、PTTを水冷紡糸し、延伸した後、熱処理して巻取るに際し、特に延伸条件と熱処理条件を特定し、PTTモノフィラメント物性を限定をすることにより、上記課題が解決されることを見出した。
本発明の第2の発明は、90モル%以上のトリメチレンテレフタレート繰り返し単位と10モル%以下のその他のエステル繰り返し単位から構成され、極限粘度が0.6〜1.5dl/gのポリトリメチレンテレフタレートからなり、以下に示す(1)〜()の条件を同時に満足することを特徴とする第1の発明のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントの製造方法で得られたポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント、である。
)破断強度=3.0〜5.0(cN/dtex)
)破断伸度=30〜45(%)
)5%伸度における微分ヤング率≧15%伸度における微分ヤング率≧8(cN /dtex)
)糸長方向の繊度の変動率≦1.3(%)
【0008】
本発明の第1の発明は、90モル%以上のトリメチレンテレフタレート繰り返し単位と10モル%以下のその他のエステル繰り返し単位から構成され、極限粘度が0.6〜1.5dl/gのポリトリメチレンテレフタレートからなり、かつ単糸繊度が100〜3000(dtex)であるモノフィラメントの製造方法であって、以下に示す(A)〜(G)を満足する条件で紡糸、延伸及び熱処理を行うことを特徴とするポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントの製造方法、である。
(A)吐出孔の吐出線速度=1.2〜7.5(m/min)
(B)紡糸口金から冷却浴表面までの距離(ホットディスタンス)=30〜200
(mm)
(C)第1ロール群を離れ延伸浴に接触するまでの未延伸モノフィラメントの表面温 度≦30(℃)
(D)延伸倍率=5.1〜6.5
(E)延伸温度=40〜90(℃)
(F)熱セット温度=120〜190(℃)
(G)熱セット時のリラックス率=−5〜2(%)
【0009】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の第2は、第1のPTTモノフィラメントの製造方法で得られたPTTモノフィラメントに関する。
本発明において、PTTモノフィラメントを構成するPTTポリマーは、90モル%以上がトリメチレンテレフタレート繰り返し単位からなり、10モル%以下がその他のエステル繰り返し単位からなる。
即ち、本発明におけるPTTモノフィラメントはPTTホモポリマー及び10モル%以下のその他のエステル繰り返し単位を含む共重合ポリトリメチレンテレフタレートである。共重合成分の代表例は、以下の如きものが挙げられる。
酸性分としては、イソフタール酸や5−ナトリウムスルホイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やイタコン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸等々である。グリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール等々である。また、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸もその例である。これらの複数が共重合されていても良い。
【0010】
また、本発明のPTTモノフィラメントには本発明の効果を妨げない範囲で、酸化チタン等の艶消し剤、熱安定剤、酸化防止剤、制電剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、種々の顔料等々の添加剤を含有又は共重合として含んでいてもよい。
本発明におけるPTTモノフィラメントの極限粘度は、0.6〜1.5dl/gの範囲であることが必要である。極限粘度が0.6dl/g未満では、得られるモノフィラメントの強度が低く、製品の機械的強度が低下し強度を要求される用途などへの使用が制約される。極限粘度が1.5dl/gを越えると、モノフィラメントの製造段階で糸切れが生じ、安定した製造が困難となる。また、沸水収縮率を10%以下にすることが困難となる。好ましい極限粘度は、0.8〜1.3dl/gである。
【0011】
本発明におけるPTTポリマーの製造方法は、公知のもので良く、その代表例は一定の極限粘度までは溶融重合で重合度を上げ、続いて固相重合で所定の極限粘度に相当する重合度まで上げる2段階法である。
本発明のモノフィラメントは、繊度が100〜3000dtexである。
繊度が100dtex未満では、強力が不足し、布バネやガットなどの用途への展開が制約される。3000dtexを越えると、本発明の特徴の一つである、破断強度が3.0cN/dtex以上を発現することが困難となる。
【0012】
本発明のPTTモノフィラメントは、破断強度が3.0〜5.0cN/dtexであることが必要である。破断強度が3.0cN/dtex未満では、布バネなど強度が要求される分野での使用が制約される。破断強度が5.0cN/dtexを越えると、モノフィラメント中の微小なボイドの発生を抑制することが困難となる。モノフィラメント中に、このような微小なボイドを有すると、透明性が損なわれたり、屈曲耐久性が低下する傾向がある。好ましい破断強度は、3.5〜4.5cN/dtexである。
本発明のPTTモノフィラメントは、破断伸度が30〜45%であることが必要である。破断伸度が30%未満では、モノフィラメント中の微小なボイドの発生を抑制することが困難となる。破断伸度が45%を越えると、破断強度が3.0cN/dtexに達することが困難となる。好ましい破断伸度は、32〜40%である。
【0013】
本発明のPTTモノフィラメントは、15%伸度における微分ヤング率よりも5%伸度における微分ヤング率が同等またはそれ以上であり、かつ、15%伸度におけるヤング率が8cN/dtex以上であることが極めて重要である。
微分ヤング率とは、伸度−応力曲線の各伸度におけるヤング率を意味し、後述する方法で容易に求めることができる。
本発明のPTTモノフィラメントを測定して得られる微分ヤング率曲線の一例を図1に示す。また、比較として、本発明によらない従来のPTTモノフィラメントの微分ヤング率曲線の一例を図2に示す。
従来のPTTモノフィラメントの微分ヤング率曲線は、図2に示すように、伸度2〜3%部分で約20cN/dtexのヤング率を示した後、伸度約5〜7%部分でヤング率が一旦低下し、その後に伸度約15%部分で再び上昇し、伸度約20%を越えると低下するという、複雑な曲線を描く。
【0014】
これに対し、本発明のPTTモノフィラメントの微分ヤング率曲線は、伸度約15%部分で上昇しておらず、伸度15%における微分ヤング率の値は、伸度5%における値と同等かそれ以下である。
ある伸度域での微分ヤング率の上昇は、その変形が塑性変形(恐らくは配向結晶化による)によることを示唆している。塑性変形とは、物質が元の形状に戻らない変形であるので、当然、回復性の悪化につながる。理想的には、微分ヤング率が一定、すなわち、フックの法則に従う完全弾性体であることが望まれる。
さらに、微分ヤング率が8cN/dtex以上であることは、PTTポリマーの繊維軸方向の結晶、もしくは、非晶の配向がある程度進んでいることを示唆している。一方、微分ヤング率が8cN/dtex未満であることは、繊維軸方向の配向度が低いことを示唆しており、結果として伸張方向の回復性が劣る。
【0015】
本発明のPTTモノフィラメントは、糸長方向の繊度の変動率が1.3%以下であることが必要である。ここで、糸長方向の繊度の変動率は以下の式で定義した値である。
糸長方向の繊度の変動率(%)=
〔(測定された繊度の標準偏差)/(測定された繊度の平均値)〕×100
糸長方向の繊度の変動率は、小さいほど好ましい。繊度の変動率が1.3%を超えると、モノフィラメントの強力や伸張回復性においても、糸長方向の変動が無視できないほど顕著になる。たとえ平均値としての強力や伸張回復率が本発明の目標値を達成していても、局部的に目標値に未達成な部分があれば、モノフィラメントを用いた布バネやテニスガットといった製品で考えると何ら意味のないことである。即ち、糸長方向の繊度の変動率が小さいことは、モノフィラメントをある製品の材料としてみた際に、極めて重要な要件であるといえる。
【0016】
本発明のPTTモノフィラメントは、上記微分ヤング率の特徴により、100%弾性回復可能な伸長率、即ち弾性回復限界伸度が5〜25%と高いことが特徴である。弾性回復限界伸度は、高い程好ましいが、25%を超えることは現在の技術では困難である。好ましい弾性回復限界伸度は、10%〜25%である。
本発明のPTTモノフィラメントは、沸水収縮率が8〜14%であることが好ましい。沸水収縮率が14%を越えると、モノフィラメントを長期間保管している際に、弾性回復限界伸度が製造直後よりも低下することがある。沸水収縮率は小さい程好ましいが、8%未満では本発明の強度と弾性回復限界伸度を維持することが困難となる。好ましい沸水収縮率は、9〜13%である。
本発明のPTTモノフィラメントの断面形状は特に限定されるものではなく、丸、三角、四角、H、W字状の異型断面や、中空型断面形状であってもよい。
【0017】
以下、本発明の第1の発明である、PTTモノフィラメントの製造方法について説明する。
PTTモノフィラメントを得るためには、図3のような公知の水冷紡糸機及びそれに連続する延伸熱処理機を用いて、PTTモノフィラメントを紡糸し、続いて延伸し、更に続いて熱処理する。そして、そのとき紡糸条件、延伸温度、延伸比及び熱処理温度を調節することによって、本発明の破断強度、破断伸度及び微分ヤング率を規定値になるように調節する。必要に応じて、熱処理は延伸後オフラインで行っても良いし、オンラインで多段にしても良い。
【0018】
本発明のPTTモノフィラメントの製造方法を更に詳しく説明する。
図3において、乾燥機1中でPTTペレットを乾燥し、次いでペレットを押出機2に供給し、PTTの溶融体とする。PTT溶融体は次にベンド3を経てスピンヘッド4に送られ、その中に装着されるギヤポンプ5で計量され、紡糸口金6より紡出される。ペレットの押出温度は、240〜280℃、好ましくは250〜270℃が採用される。
紡出されたPTT溶融体はフィラメント状ポリマー7となり、冷却浴8中に導かれて冷却されつつ、一定速度で回転している第1ロール群9によって引っ張られて所定の繊度まで細化され、未延伸モノフィラメント10となる。
冷却浴の温度は、20〜60℃、好ましくは30〜50℃が採用される。
未延伸モノフィラメント10は、第1ロール群9を経た後、所定の温度の延伸浴11中で一定速度で回転する第2ロール群12に引張られて第1段の延伸が施される。
その後モノフィラメントは所定の温度の熱処理浴13中で熱セット処理を受け、第3ロール群14を経た後、巻取機15で巻き取られる。
【0019】
本発明のPTTモノフィラメントの製造方法においては、紡糸時の吐出孔の吐出線速度を1.2〜7.5(m/min)とすることが重要である。吐出線速度が1.2(m/min)未満では、未延伸モノフィラメントの予備配向が低くなり、本発明の延伸倍率を実現することが困難となる。吐出線速度が7.5(m/min)を越えると、紡糸ノズルと第1引取ロール間でモノフィラメントの走行が不安定となり、安定した紡糸、延伸が困難となる。好ましい吐出線速度は、1.8〜5.0(m/min)である。
尚、吐出線速度は、下記の式で算出された値である。
吐出線速度=Q/S
ここで、Qは、吐出孔を1分間に通過するポリマーの体積(m3 /min)であり、Sは、吐出孔の断面積(m2 )である。
【0020】
本発明のPTTモノフィラメントの製造方法においては、紡糸口金から冷却浴表面までの距離(以下、ホットディスタンスと呼称する)が50〜200(mm)であることが必要である。ホットディスタンスが200mmを超えると、未延伸モノフィラメントがガラス転移温度以下に冷却されるまでの間に繊度ムラを生じ、本発明の目的の1つである、繊度の変動率を1.3%以下にすることが困難となる。ホットディスタンスは、短ければ短いほど繊度の変動率を小さくできるが、作業性が悪化したり、紡口表面温度が低下するのを防ぐためのヒーター等の設備を別途設置する必要が生ずる。好ましいホットディスタンスの範囲は、50〜150mmである。
【0021】
本発明のPTTモノフィラメントの製造方法においては、第1の延伸時に延伸点が延伸浴中に入るようにして、延伸倍率5.1〜6.5倍のネック延伸を行うことが重要である。ここで、延伸倍率は、下記式で定義される。
延伸倍率=第2ロール群の周速度/第1ロール群の周速度
ネック延伸倍率が5.1倍未満では、破断強度が3.0cN/dtex未満となり、本発明の目的が達成されない。延伸倍率が6.5倍を越えると、モノフィラメントに微小なボイドが発生する。好ましい延伸倍率は、5.5〜6.2倍である。
【0022】
PTTモノフィラメントの延伸は、繊度が大きく且つ延伸倍率が大きい場合には、延伸応力が約1cN/dtex以上となり、延伸浴に入る以前にネック点が発生する傾向があることが、本発明者らの検討で明らかになった。
ネック点が延伸浴外で発生すると、延伸時にモノフィラメントの切断が生じて、安定した高倍率の延伸が困難となる。
延伸浴以前でネック延伸が発生する理由は明らかではないが、PTT未延伸モノフィラメント(以下、未延伸糸表面温度と呼称する)のガラス転移温度が30〜40℃と低く、室温に近いためであると推定される。
延伸浴内でネック延伸を実現するために、未延伸糸表面温度を30℃以下に保つことが重要である。未延伸糸表面温度が30℃を超えると、延伸浴以前でネック延伸が発生する。
延伸浴内でネック延伸を実現する手段として、延伸浴に入るまでの未延伸モノフィラメントを水などの冷媒や、空気で延伸浴近傍まで冷却することが好ましい。エネルギー効率・生産コストの観点から、未延伸糸表面温度を空冷にて20〜30℃にすることが、より好ましい。
【0023】
本発明のPTTモノフィラメントの製造においては、熱セット時の延伸浴の温度、すなわち延伸温度を40〜90℃にすることが必要である。延伸温度が30℃未満であると、未延伸モノフィラメントの温度がPTTのガラス転移温度以下で延伸される、いわゆる冷延伸の状態になり、工業的に安定して生産する事が出来ない。延伸温度が90℃を超えると、本発明の目的の1つである、繊度の変動率を1.3%以下にする事が困難となる。延伸温度の範囲は、より好ましくは50〜70℃が採用される。
【0024】
本発明のPTTモノフィラメントの製造においては、熱セット時のリラックス率を2%以下とすることが必要である。リラックス率が2%を越えると、5%伸度における微分ヤング率が15%伸度における微分ヤング率より下回り、弾性回復限界伸度が低下する。好ましいリラックス率は、−2〜0%である。
ここで、リラックス率は、下記式で定義される。
第2ロール群と第3ロール群との間のリラックス率=
〔(第2ロール群の周速度−第3ロール群の周速度)/第2ロール群の周速度〕×100
【0025】
熱処理浴の温度、すなわち熱セット温度は、120〜190℃であることが必要である。熱セット温度が120℃未満であると、PTTポリマーの結晶化が不十分である為に、本発明の目的の1つである、15%伸度における微分ヤング率よりも5%伸度における微分ヤング率が同等またはそれ以上であること、を達成できない。熱セット温度が190℃を超えると、熱セット中にモノフィラメントが切れてしまい、工業的に安定して生産する事ができない。熱セット温度は、好ましくは140〜180℃が採用される。
【0026】
延伸浴中の延伸は1段延伸に限らず、複数回に分けて延伸してもよい。その後、PTTモノフィラメントを所定の温度、時間、及び所定のリラックス率で熱処理を行って沸水収縮率を調節する。
熱処理浴13に使用する熱媒としては、熱風やスチーム、シリコン油、アルキレングリコールなどから選択される。
熱処理時間は、生産性を阻害しない範囲で長時間であるほうが好ましい。通常、1秒〜1分間が採用される。
本発明のPTTモノフィラメントは、後工程の工程通過性を良くするために摩擦抵抗を下げたり、制電性を付与する等の機能を有する仕上げ剤を付与することが好ましい。更に、要求される機能に応じて撥水剤や吸水剤等を付与してもよい。仕上げ剤の付与は、第3ロール群14の後方で行うことが好ましい。
【0027】
【発明の実施形態】
以下に実施例などをもって本発明を更に詳細に説明するが、言うまでもなく本発明は実施例などにより限定されるものではない。
なお、実施例において行った物性の測定方法及び測定条件を説明する。
(1)極限粘度
極限粘度[η]は、次式の定義に基づいて求められる値である。

Figure 0003938360
定義中のηrは純度98%以上のo−クロロフェノールで溶解したPTTポリマーの稀釈溶液の35℃での粘度を、同一温度で測定した上記溶液の粘度で除した値であり、相対粘度と定義されているものである。Cはg/100mlで現されるポリマー濃度である。
【0028】
(2)繊度、糸長方向の繊度変動率、破断強度、破断伸度、沸水収縮率
JIS−L−1013に基づいて測定した。糸長方向の繊度変動率は、モノフィラメントの糸長方向に繊度を連続して10回測定した値から算出した。
糸長方向の繊度の変動率(%)=
〔(測定された繊度の標準偏差)/(測定された繊度の平均値)〕×100
(3)微分ヤング率
JIS−L−1013に基づいて伸長−応力曲線を測定した。ここで得られた伸長−応力曲線の各点の応力を伸度で微分して求めた。微分ヤング率曲線より、伸度3〜5%の微分ヤング率の最低値を求めた。
【0029】
(4)弾性限界範囲伸度
JIS−L−1013(7.9、伸長弾性率)測定法に準じて、以下の方法により測定した。
JIS−L−1013の測定法において、伸長率を異ならせて、弾性回復率を測定した。次いで、3分間後に同様の測定を行い、再度弾性回復率を測定した。弾性回復率が100%であるときの伸長率を、弾性回復限界伸度とした。
(5)第1ロール群を離れ延伸浴に接触するまでの未延伸モノフィラメントの表面温度(未延伸糸表面温度)
未延伸糸表面温度は、非接触表面温度計により測定を行った。測定器は、サーモビュア(THERMOVIEWER)JTG−6200型(日本電子(JEOL)(株)製)を用いた。
(6)最終製品性能
PTTモノフィラメントをテニスラケット用のテニスガットとして使用し、ボールを打った際の反発性をテニス熟練者が評価した。
【0030】
【実施例1〜4、比較例1〜4】
本実施例では、極限粘度[η]、及び繊度の効果について説明する。
実施例1は、酸化チタンを含まないPTTポリマーを用いて、下記の条件で製造した。
ポリマー極限粘度[η] 0.81
ポリマー吐出量 2.1g/分
吐出線速度 2.9m/分
繊度 458dtex
紡糸温度 265℃
ホットディスタンス 50mm
冷却浴温度 40℃
第1ロール群周速度 11.0m/分
未延伸糸表面温度 25℃(空冷)
延伸温度 55℃
延伸倍率 5.8倍
熱セット温度 180℃
熱処理時間 4秒
熱処理媒体 熱風
熱セット時のリラックス率 0%
巻き取り速度 64m/分
実施例2〜4、及び比較例1〜4は、第1表に示す極限粘度[η]、延伸倍率条件で製造した。得られたPTTモノフィラメントの物性を第1表に示す。
【0031】
【表1】
Figure 0003938360
【0032】
第1表から明らかなように、極限粘度[η]及び繊度が本発明の範囲であれば、高強度でかつ高い伸長回復性を有し、寸法安定性に優れたPTTモノフィラメントを工業的に安定して生産することができた。
一方、比較例3は、繊度が80dtexと低いために、最終製品の性能が劣った。
【0033】
【実施例5〜10、比較例5〜10】
本実施例では、延伸倍率、熱セット温度、熱セット時のリラックス率の効果について説明する。
延伸倍率、熱セット温度、熱セット時のリラックス率を第2表のごとく異ならせた以外は、実施例2と同一の製造条件でPTTモノフィラメントを製造した。第2表から明らかなように、延伸倍率、熱セット温度、熱セット時のリラックス率が本発明の範囲であれば、高強度でかつ高い伸長回復性を有し、寸法安定性に優れたPTTモノフィラメントを工業的に安定して生産することができた。一方、比較例6、10は、延伸倍率または熱セット温度が本発明の範囲から外れる為に、モノフィラメントを製造することが出来なかった。
【0034】
【表2】
Figure 0003938360
【0035】
【実施例11〜13、比較例11〜14】
本実施例では、ホットディスタンス、未延伸糸表面温度、延伸温度の効果について説明する。
ホットディスタンス、未延伸糸表面温度、延伸温度を第3表のごとく異ならせた以外は、実施例2と同一の製造条件でPTTモノフィラメントを製造した。
第3表から明らかなように、ホットディスタンス、未延伸糸表面温度、延伸温度が本発明の範囲であれば、高強度でかつ高い伸長回復性を有し、寸法安定性に優れたPTTモノフィラメントを工業的に安定して生産することができた。
一方、比較例11、14では、未延伸糸表面温度または延伸温度が本発明の範囲から外れる為に、モノフィラメントを製造することが出来なかった。
【0036】
【表3】
Figure 0003938360
【0037】
【実施例14〜15、比較例15〜16】
本実施例では、紡糸時の吐出孔の吐出線速度の効果について説明する。
吐出線速度を第4表のごとく異ならせた以外は、実施例2と同一の製造条件でPTTモノフィラメントを製造した。第3表から明らかなように、吐出線速度が本発明の範囲であれば、高強度でかつ高い伸長回復性を有し、寸法安定性に優れたPTTモノフィラメントを工業的に安定して生産することができた。一方、比較例16では、吐出線速度が本発明における範囲から外れるために、紡糸安定性が悪かった。
【0038】
【表4】
Figure 0003938360
【0039】
【発明の効果】
本発明のPTTモノフィラメントは、従来のPTTモノフィラメントよりも高強度でかつ高い伸張回復性、寸法安定性を兼備している。従って、本発明により、産業資材用途、特に布バネやテニスガットなどに良好な適性を有するPTTモノフィラメントを工業的に安定して生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPTTモノフィラメントの微分ヤング率を示す模式図である。
【図2】本発明によらないPTTモノフィラメントの微分ヤング率を示す模式図である。
【図3】本発明のPTTモノフィラメントを製造する紡糸機を示す模式図である。
【符号の説明】
1:乾燥機
2:押出機
3:ベンド
4:スピンヘッド
5:ギヤポンプ
6:紡糸口金
7:フィラメント状ポリマー
8:冷却浴
9:第1ロール群
10:未延伸モノフィラメント
11:延伸浴
12:第2ロール群
13:熱処理浴
14:第3ロール群
15:巻取機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polytrimethylene terephthalate monofilament and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a polytrimethylene terephthalate monofilament that has a constant high strength in the yarn length direction, a high elongation recovery property, excellent dimensional stability, and is suitable for cloth springs and tennis guts.
[0002]
[Prior art]
Polytrimethylene terephthalate (hereinafter referred to as PTT) fibers have a low Young's modulus and have a soft texture when used for apparel applications such as knitted fabrics.
As an example of using a monofilament made of PTT as an industrial material, Patent Document 1 discloses a printing screen cage excellent in stretch recovery. However, the PTT monofilament employed in the patent document has low strength and high elongation, and exhibits an elongation recovery of 100% when the elongation rate is 3%, but when the elongation rate reaches 10%, it is no longer recovered 100%. It was difficult. The monofilament was inferior in dimensional stability when used for cloth springs, tennis guts, and the like.
[0003]
On the other hand, Patent Document 2 and Patent Document 3 propose monofilaments excellent in dyeability and elongation recovery.
However, although the monofilaments disclosed in these patent documents have a high strength of about 6 cN / dtex or more and a good elastic recovery property, since the elongation at break is as small as less than 30%, the fibers are bent like a woven or knitted fabric. In such a case, there has been a problem that physical properties such as strength rapidly decrease due to repeated bending.
According to our study, since the monofilament made of PTT has a high crystallization rate of PTT, when the fineness is 100 dtex or more, the crystallinity of the unstretched monofilament is higher than that of the fineness lower than that. There is a nature.
[0004]
In spite of these characteristics, it has been clarified that when stretching is performed at a high magnification such that the breaking elongation is 45% or less, minute voids are generated inside the monofilament.
The generation of this void is presumed to be a cause of a sudden decrease in physical properties due to repeated bending.
Accordingly, there has been a strong demand for the appearance of monofilaments having high dimensional stability and having high strength and high stretch recovery property while having a fineness of 100 dtex or more.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 11-48631 A [Patent Document 2]
JP 11-152692 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-158783
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to suppress the generation of microvoids, have a high strength that is constant in the yarn length direction, high stretch recovery, and excellent dimensional stability, and a fineness of 100 dtex suitable for cloth springs and tennis guts. The object is to provide the above polytrimethylene terephthalate monofilament.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have specified the stretching conditions and the heat treatment conditions when the PTT is subjected to water-cooled spinning, drawing, and then heat-treating and limiting the physical properties of the PTT monofilament. It has been found that the above problems can be solved by doing so.
The second invention of the present invention is a polytrimethylene composed of 90 mol% or more of trimethylene terephthalate repeating units and 10 mol% or less of other ester repeating units and having an intrinsic viscosity of 0.6 to 1.5 dl / g. A polytrimethylene terephthalate monofilament obtained by the method for producing a polytrimethylene terephthalate monofilament according to the first invention, characterized by comprising terephthalate and simultaneously satisfying the following conditions (1) to ( 4 ): .
( 1 ) Breaking strength = 3.0 to 5.0 (cN / dtex)
( 2 ) Elongation at break = 30 to 45 (%)
( 3 ) Differential Young's modulus at 5% elongation ≧ 15% differential Young's modulus at 15% elongation ≧ 8 (cN / dtex)
( 4 ) Fluctuation rate of fineness in the yarn length direction ≦ 1.3 (%)
[0008]
The first aspect of the present invention is a polytrimethylene composed of 90 mol% or more of trimethylene terephthalate repeating units and 10 mol% or less of other ester repeating units and having an intrinsic viscosity of 0.6 to 1.5 dl / g. A method for producing a monofilament comprising terephthalate and having a single yarn fineness of 100 to 3000 (dtex), characterized in that spinning, stretching and heat treatment are performed under conditions satisfying the following (A) to (G): And a production method of polytrimethylene terephthalate monofilament.
(A) Discharge linear velocity of discharge holes = 1.2 to 7.5 (m / min)
(B) Distance from spinneret to cooling bath surface (hot distance) = 30 to 200
(Mm)
(C) Surface temperature of the unstretched monofilament until it leaves the first roll group and comes into contact with the stretching bath ≦ 30 (° C.)
(D) Stretch ratio = 5.1-6.5
(E) Stretching temperature = 40 to 90 (° C.)
(F) Heat setting temperature = 120 to 190 (° C.)
(G) Relaxation rate during heat setting = -5 to 2 (%)
[0009]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
2nd of this invention is related with the PTT monofilament obtained by the manufacturing method of the 1st PTT monofilament.
In the present invention, the PTT polymer constituting the PTT monofilament comprises 90 mol% or more of trimethylene terephthalate repeating units and 10 mol% or less of other ester repeating units.
That is, the PTT monofilament in the present invention is a copolymerized polytrimethylene terephthalate containing a PTT homopolymer and 10 mol% or less of other ester repeating units. Typical examples of the copolymer component include the following.
Acidic components include aromatic dicarboxylic acids typified by isophthalic acid and 5-sodiumsulfoisophthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids typified by adipic acid and itaconic acid, and the like. Examples of the glycol component include ethylene glycol, butylene glycol, polyethylene glycol, and the like. Examples thereof also include hydroxycarboxylic acids such as hydroxybenzoic acid. A plurality of these may be copolymerized.
[0010]
Further, the PTT monofilament of the present invention has a matting agent such as titanium oxide, a heat stabilizer, an antioxidant, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an antibacterial agent, various pigments and the like as long as the effects of the present invention are not hindered. These additives may be contained or copolymerized.
The intrinsic viscosity of the PTT monofilament in the present invention needs to be in the range of 0.6 to 1.5 dl / g. When the intrinsic viscosity is less than 0.6 dl / g, the strength of the obtained monofilament is low, the mechanical strength of the product is lowered, and the use for applications requiring strength is restricted. When the intrinsic viscosity exceeds 1.5 dl / g, yarn breakage occurs at the production stage of monofilament, and stable production becomes difficult. In addition, it becomes difficult to make the boiling water shrinkage 10% or less. A preferable intrinsic viscosity is 0.8 to 1.3 dl / g.
[0011]
The production method of the PTT polymer in the present invention may be a known one, and a typical example thereof is to increase the polymerization degree by melt polymerization up to a certain intrinsic viscosity, and then to the polymerization degree corresponding to a predetermined intrinsic viscosity by solid phase polymerization. It is a two-stage method to raise.
The monofilament of the present invention has a fineness of 100 to 3000 dtex.
If the fineness is less than 100 dtex, the strength is insufficient, and the expansion to applications such as cloth springs and guts is restricted. When it exceeds 3000 dtex, it becomes difficult to develop a breaking strength of 3.0 cN / dtex or more, which is one of the features of the present invention.
[0012]
The PTT monofilament of the present invention needs to have a breaking strength of 3.0 to 5.0 cN / dtex. When the breaking strength is less than 3.0 cN / dtex, use in a field where strength is required such as a cloth spring is restricted. When the breaking strength exceeds 5.0 cN / dtex, it becomes difficult to suppress the generation of minute voids in the monofilament. If such monovoids are present in the monofilament, transparency tends to be impaired, and bending durability tends to decrease. A preferable breaking strength is 3.5 to 4.5 cN / dtex.
The PTT monofilament of the present invention needs to have a breaking elongation of 30 to 45%. If the elongation at break is less than 30%, it is difficult to suppress the generation of minute voids in the monofilament. When the elongation at break exceeds 45%, it becomes difficult for the strength at break to reach 3.0 cN / dtex. A preferable breaking elongation is 32 to 40%.
[0013]
The PTT monofilament of the present invention has a differential Young's modulus at 5% elongation equal to or higher than that at 15% elongation, and a Young's modulus at 15% elongation of 8 cN / dtex or more. Is extremely important.
The differential Young's modulus means the Young's modulus at each elongation of the elongation-stress curve, and can be easily obtained by the method described later.
An example of the differential Young's modulus curve obtained by measuring the PTT monofilament of the present invention is shown in FIG. For comparison, an example of a differential Young's modulus curve of a conventional PTT monofilament not according to the present invention is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the differential Young's modulus curve of the conventional PTT monofilament shows a Young's modulus of about 20 cN / dtex at an elongation of 2-3%, and then the Young's modulus at an elongation of about 5-7%. It draws a complex curve that once decreases, then rises again at an elongation of about 15% and decreases when the elongation exceeds about 20%.
[0014]
On the other hand, the differential Young's modulus curve of the PTT monofilament of the present invention does not rise at about 15% elongation, and is the differential Young's modulus at 15% elongation equal to the value at 5% elongation? Less than that.
An increase in the differential Young's modulus in a certain elongation region suggests that the deformation is due to plastic deformation (possibly due to orientational crystallization). Plastic deformation is a deformation in which a substance does not return to its original shape, and naturally leads to deterioration in recoverability. Ideally, it is desirable that the differential Young's modulus is constant, that is, a perfect elastic body that follows Hooke's law.
Furthermore, the differential Young's modulus being 8 cN / dtex or more suggests that the crystal or amorphous orientation of the PTT polymer is advanced to some extent. On the other hand, the differential Young's modulus being less than 8 cN / dtex suggests that the degree of orientation in the fiber axis direction is low, and as a result, the recoverability in the stretching direction is poor.
[0015]
The PTT monofilament of the present invention needs to have a variation rate of fineness in the yarn length direction of 1.3% or less. Here, the variation rate of the fineness in the yarn length direction is a value defined by the following equation.
Fluctuation rate of fineness in the yarn length direction (%) =
[(Standard deviation of measured fineness) / (Average value of measured fineness)] × 100
The smaller the variation rate of the fineness in the yarn length direction, the better. If the fluctuation rate of the fineness exceeds 1.3%, the fluctuation in the yarn length direction becomes remarkable even in the strength and stretch recovery of the monofilament. Even if the average strength and stretch recovery rate have achieved the target value of the present invention, if there is a portion that is not yet achieved locally, consider products such as cloth springs and tennis guts using monofilaments. It is meaningless. That is, it can be said that the small fluctuation rate of the fineness in the yarn length direction is a very important requirement when monofilament is viewed as a material of a certain product.
[0016]
The PTT monofilament of the present invention is characterized by an elongation rate capable of elastic recovery of 100%, that is, an elastic recovery limit elongation as high as 5 to 25% due to the characteristic of the differential Young's modulus. The elastic recovery limit elongation is preferably as high as possible, but it is difficult for the current technology to exceed 25%. The preferred elastic recovery limit elongation is 10% to 25%.
The PTT monofilament of the present invention preferably has a boiling water shrinkage of 8 to 14%. When the boiling water shrinkage rate exceeds 14%, the elastic recovery limit elongation may be lower than that immediately after production when the monofilament is stored for a long period of time. The boiling water shrinkage is preferably as small as possible, but if it is less than 8%, it becomes difficult to maintain the strength and elastic recovery limit elongation of the present invention. A preferable boiling water shrinkage is 9 to 13%.
The cross-sectional shape of the PTT monofilament of the present invention is not particularly limited, and may be a round, triangular, square, H, W-shaped atypical cross section or a hollow cross-sectional shape.
[0017]
Hereinafter, the manufacturing method of the PTT monofilament which is 1st invention of this invention is demonstrated.
In order to obtain the PTT monofilament, the PTT monofilament is spun using a known water-cooled spinning machine as shown in FIG. 3 and a drawing heat treatment machine continuous thereto, followed by drawing, followed by heat treatment. At that time, by adjusting the spinning conditions, the stretching temperature, the stretching ratio, and the heat treatment temperature, the breaking strength, breaking elongation, and differential Young's modulus of the present invention are adjusted to the specified values. If necessary, the heat treatment may be performed off-line after stretching or may be multistage online.
[0018]
The method for producing the PTT monofilament of the present invention will be described in more detail.
In FIG. 3, the PTT pellets are dried in the dryer 1, and then the pellets are supplied to the extruder 2 to form a PTT melt. Next, the PTT melt is sent to the spin head 4 through the bend 3, measured by a gear pump 5 mounted therein, and spun from the spinneret 6. The extrusion temperature of the pellet is 240 to 280 ° C, preferably 250 to 270 ° C.
The spun PTT melt becomes a filament polymer 7 and is drawn into the cooling bath 8 and cooled, and is pulled by the first roll group 9 rotating at a constant speed to be reduced to a predetermined fineness. An unstretched monofilament 10 is obtained.
The temperature of the cooling bath is 20 to 60 ° C, preferably 30 to 50 ° C.
After passing through the first roll group 9, the unstretched monofilament 10 is pulled by a second roll group 12 that rotates at a constant speed in a stretching bath 11 at a predetermined temperature to be subjected to the first stage of stretching.
Thereafter, the monofilament undergoes a heat setting process in a heat treatment bath 13 at a predetermined temperature, passes through the third roll group 14, and is wound up by a winder 15.
[0019]
In the method for producing the PTT monofilament of the present invention, it is important that the discharge linear velocity of the discharge holes during spinning is 1.2 to 7.5 (m / min). When the discharge linear velocity is less than 1.2 (m / min), the pre-orientation of the unstretched monofilament becomes low, and it becomes difficult to realize the stretch ratio of the present invention. When the discharge linear velocity exceeds 7.5 (m / min), the running of the monofilament becomes unstable between the spinning nozzle and the first take-up roll, and stable spinning and drawing become difficult. A preferable discharge linear velocity is 1.8 to 5.0 (m / min).
The discharge linear velocity is a value calculated by the following equation.
Discharge linear velocity = Q / S
Here, Q is the volume (m 3 / min) of the polymer that passes through the discharge hole per minute, and S is the cross-sectional area (m 2 ) of the discharge hole.
[0020]
In the method for producing a PTT monofilament of the present invention, the distance from the spinneret to the cooling bath surface (hereinafter referred to as hot distance) needs to be 50 to 200 (mm). When the hot distance exceeds 200 mm, fineness unevenness occurs until the unstretched monofilament is cooled to the glass transition temperature or lower, and the variation rate of the fineness, which is one of the objects of the present invention, is 1.3% or lower. Difficult to do. As the hot distance is shorter, the variation rate of the fineness can be reduced. However, it is necessary to separately install equipment such as a heater for preventing the workability from deteriorating and the spinneret surface temperature from being lowered. A preferable hot distance range is 50 to 150 mm.
[0021]
In the method for producing the PTT monofilament of the present invention, it is important to perform neck stretching at a draw ratio of 5.1 to 6.5 times so that the stretching point enters the stretching bath during the first stretching. Here, the draw ratio is defined by the following formula.
When the draw ratio = the peripheral speed of the second roll group / the peripheral speed neck draw ratio of the first roll group is less than 5.1 times, the breaking strength becomes less than 3.0 cN / dtex, and the object of the present invention is not achieved. When the draw ratio exceeds 6.5 times, minute voids are generated in the monofilament. A preferable draw ratio is 5.5 to 6.2 times.
[0022]
The stretching of the PTT monofilament has a tendency that when the fineness is high and the stretching ratio is large, the stretching stress becomes about 1 cN / dtex or more and a neck point tends to be generated before entering the stretching bath. It became clear by examination.
When the neck point is generated outside the stretching bath, the monofilament is cut during stretching, and it becomes difficult to stably stretch at a high magnification.
The reason why neck drawing occurs before the drawing bath is not clear, but is because the glass transition temperature of PTT undrawn monofilament (hereinafter referred to as undrawn yarn surface temperature) is as low as 30 to 40 ° C. and is close to room temperature. It is estimated to be.
In order to realize neck drawing in the drawing bath, it is important to keep the surface temperature of the undrawn yarn at 30 ° C. or lower. When the surface temperature of the undrawn yarn exceeds 30 ° C., neck drawing occurs before the drawing bath.
As means for realizing neck stretching in the stretching bath, it is preferable to cool the unstretched monofilament until entering the stretching bath to the vicinity of the stretching bath with a refrigerant such as water or air. From the viewpoint of energy efficiency and production cost, it is more preferable to set the surface temperature of the undrawn yarn to 20 to 30 ° C. by air cooling.
[0023]
In the production of the PTT monofilament of the present invention, the temperature of the stretching bath during heat setting, that is, the stretching temperature needs to be 40 to 90 ° C. When the stretching temperature is less than 30 ° C., the unstretched monofilament is stretched at a temperature lower than the glass transition temperature of PTT, which is a so-called cold stretching state, and cannot be stably produced industrially. When the stretching temperature exceeds 90 ° C., it becomes difficult to make the variation rate of the fineness, which is one of the objects of the present invention, 1.3% or less. More preferably, the range of the stretching temperature is 50 to 70 ° C.
[0024]
In the production of the PTT monofilament of the present invention, the relaxation rate during heat setting needs to be 2% or less. When the relaxation rate exceeds 2%, the differential Young's modulus at 5% elongation is lower than the differential Young's modulus at 15% elongation, and the elastic recovery limit elongation decreases. A preferable relaxation rate is -2 to 0%.
Here, the relaxation rate is defined by the following equation.
Relaxation rate between the second roll group and the third roll group =
[(Peripheral speed of second roll group−peripheral speed of third roll group) / peripheral speed of second roll group] × 100
[0025]
The temperature of the heat treatment bath, that is, the heat setting temperature needs to be 120 to 190 ° C. When the heat set temperature is less than 120 ° C., the crystallization of the PTT polymer is insufficient, so that one of the objects of the present invention is the derivative at 5% elongation rather than the differential Young's modulus at 15% elongation. It cannot be achieved that the Young's modulus is equal or higher. When the heat setting temperature exceeds 190 ° C., the monofilament breaks during the heat setting, and it cannot be industrially stably produced. The heat setting temperature is preferably 140 to 180 ° C.
[0026]
The stretching in the stretching bath is not limited to one-stage stretching, and may be performed in multiple steps. Thereafter, the PTT monofilament is heat-treated at a predetermined temperature, time, and a predetermined relaxation rate to adjust the boiling water shrinkage rate.
The heat medium used for the heat treatment bath 13 is selected from hot air, steam, silicon oil, alkylene glycol, and the like.
The heat treatment time is preferably long as long as productivity is not impaired. Usually, 1 second to 1 minute is employed.
The PTT monofilament of the present invention is preferably provided with a finishing agent having functions such as lowering frictional resistance and imparting antistatic properties in order to improve the processability of the subsequent process. Furthermore, a water repellent or a water absorbing agent may be added according to the required function. The finishing agent is preferably applied behind the third roll group 14.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and the like. Needless to say, the present invention is not limited to the examples.
In addition, the measurement method and measurement conditions of the physical property performed in the Example are demonstrated.
(1) Intrinsic viscosity Intrinsic viscosity [η] is a value determined based on the definition of the following equation.
Figure 0003938360
Ηr in the definition is a value obtained by dividing the viscosity at 35 ° C. of a diluted solution of a PTT polymer dissolved in o-chlorophenol having a purity of 98% or more by the viscosity of the solution measured at the same temperature, and is defined as a relative viscosity. It is what has been. C is the polymer concentration expressed in g / 100 ml.
[0028]
(2) The fineness, the fineness fluctuation rate in the yarn length direction, the breaking strength, the breaking elongation, and the boiling water shrinkage were measured based on JIS-L-1013. The fineness variation rate in the yarn length direction was calculated from a value obtained by continuously measuring the fineness in the yarn length direction of the monofilament 10 times.
Fluctuation rate of fineness in the yarn length direction (%) =
[(Standard deviation of measured fineness) / (Average value of measured fineness)] × 100
(3) The elongation-stress curve was measured based on the differential Young's modulus JIS-L-1013. The stress at each point of the elongation-stress curve obtained here was determined by differentiating the elongation. From the differential Young's modulus curve, the minimum value of the differential Young's modulus with an elongation of 3 to 5% was determined.
[0029]
(4) Elastic limit range elongation Measured by the following method according to JIS-L-1013 (7.9, elongation modulus) measurement method.
In the measurement method of JIS-L-1013, the elastic recovery was measured by varying the elongation. Subsequently, the same measurement was performed after 3 minutes, and the elastic recovery rate was measured again. The elongation rate when the elastic recovery rate was 100% was defined as the elastic recovery limit elongation.
(5) Surface temperature of unstretched monofilament until it leaves the first roll group and comes into contact with the stretching bath (surface temperature of unstretched yarn)
The undrawn yarn surface temperature was measured with a non-contact surface thermometer. The measuring instrument used was a Thermoviewer JTG-6200 type (manufactured by JEOL Ltd.).
(6) Final product performance Using a PTT monofilament as a tennis gut for a tennis racket, a tennis expert evaluated the resilience when hitting a ball.
[0030]
Examples 1-4, Comparative Examples 1-4
In this example, the effects of intrinsic viscosity [η] and fineness will be described.
Example 1 was manufactured using the PTT polymer not containing titanium oxide under the following conditions.
Polymer intrinsic viscosity [η] 0.81
Polymer discharge rate 2.1 g / min discharge linear velocity 2.9 m / min fineness 458 dtex
Spinning temperature 265 ° C
Hot distance 50mm
Cooling bath temperature 40 ° C
First roll group circumferential speed 11.0 m / min Undrawn yarn surface temperature 25 ° C. (air cooling)
Stretching temperature 55 ° C
Stretch ratio 5.8 times Heat set temperature 180 ° C
Heat treatment time 4 seconds Heat treatment medium Relaxation rate when hot air is set 0%
Winding speed 64 m / min Examples 2 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were produced under the intrinsic viscosity [η] and stretch ratio conditions shown in Table 1. Table 1 shows the physical properties of the obtained PTT monofilament.
[0031]
[Table 1]
Figure 0003938360
[0032]
As is apparent from Table 1, if the intrinsic viscosity [η] and the fineness are within the range of the present invention, the PTT monofilament having high strength, high elongation recovery, and excellent dimensional stability is industrially stable. And was able to produce.
On the other hand, since the fineness of Comparative Example 3 was as low as 80 dtex, the performance of the final product was inferior.
[0033]
Examples 5-10, Comparative Examples 5-10
In this example, the effects of the draw ratio, the heat setting temperature, and the relaxation rate during heat setting will be described.
A PTT monofilament was produced under the same production conditions as in Example 2 except that the draw ratio, heat setting temperature, and relaxation rate during heat setting were varied as shown in Table 2. As is apparent from Table 2, if the draw ratio, heat setting temperature, and relaxation rate during heat setting are within the range of the present invention, the PTT has high strength, high elongation recovery, and excellent dimensional stability. Monofilaments could be produced industrially stably. On the other hand, Comparative Examples 6 and 10 were unable to produce monofilaments because the draw ratio or heat setting temperature was out of the scope of the present invention.
[0034]
[Table 2]
Figure 0003938360
[0035]
Examples 11-13, Comparative Examples 11-14
In this example, the effects of hot distance, undrawn yarn surface temperature, and drawing temperature will be described.
A PTT monofilament was produced under the same production conditions as in Example 2, except that the hot distance, the undrawn yarn surface temperature, and the drawing temperature were changed as shown in Table 3.
As is apparent from Table 3, if the hot distance, the undrawn yarn surface temperature, and the drawing temperature are within the range of the present invention, a PTT monofilament having high strength, high elongation recovery, and excellent dimensional stability is obtained. Industrially stable production was possible.
On the other hand, in Comparative Examples 11 and 14, the monofilament could not be produced because the surface temperature of the undrawn yarn or the drawing temperature was out of the scope of the present invention.
[0036]
[Table 3]
Figure 0003938360
[0037]
Examples 14 to 15 and Comparative Examples 15 to 16
In this embodiment, the effect of the discharge linear velocity of the discharge holes during spinning will be described.
A PTT monofilament was produced under the same production conditions as in Example 2 except that the discharge linear velocity was varied as shown in Table 4. As is apparent from Table 3, if the discharge linear velocity is within the range of the present invention, a PTT monofilament having high strength, high elongation recovery, and excellent dimensional stability is industrially stably produced. I was able to. On the other hand, in Comparative Example 16, since the discharge linear velocity was out of the range in the present invention, the spinning stability was poor.
[0038]
[Table 4]
Figure 0003938360
[0039]
【The invention's effect】
The PTT monofilament of the present invention has higher strength and higher stretch recovery and dimensional stability than the conventional PTT monofilament. Therefore, according to the present invention, it is possible to industrially stably produce a PTT monofilament having good suitability for industrial materials, particularly cloth springs and tennis guts.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a differential Young's modulus of a PTT monofilament of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a differential Young's modulus of a PTT monofilament not according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a spinning machine for producing the PTT monofilament of the present invention.
[Explanation of symbols]
1: Dryer 2: Extruder 3: Bend 4: Spin head 5: Gear pump 6: Spinneret 7: Filament polymer 8: Cooling bath 9: First roll group 10: Unstretched monofilament 11: Stretch bath 12: Second Roll group 13: Heat treatment bath 14: Third roll group 15: Winder

Claims (4)

90モル%以上のトリメチレンテレフタレート繰り返し単位と10モル%以下のその他のエステル繰り返し単位から構成され、極限粘度が0.6〜1.5dl/gのポリトリメチレンテレフタレートからなり、かつ単糸繊度が100〜3000(dtex)であるモノフィラメントの製造方法であって、以下に示す(A)〜(G)を満足する条件で紡糸、延伸及び熱処理を行うことを特徴とするポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントの製造方法。
(A)吐出孔の吐出線速度=1.2〜7.5(m/min)
(B)紡糸口金から冷却浴表面までの距離(ホットディスタンス)=30〜200( mm)
(C)第1ロール群を離れ延伸浴に接触するまでの未延伸モノフィラメントの表面温 度≦30(℃)
(D)延伸倍率=5.1〜6.5
(E)延伸温度=40〜90(℃)
(F)熱セット温度=120〜190(℃)
(G)熱セット時のリラックス率=−5〜2(%)
It is composed of 90 mol% or more of trimethylene terephthalate repeating units and 10 mol% or less of other ester repeating units, is composed of polytrimethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.6 to 1.5 dl / g , and has a single yarn fineness. A method for producing a monofilament of 100 to 3000 (dtex), wherein the production of polytrimethylene terephthalate monofilament is characterized in that spinning, stretching and heat treatment are carried out under the following conditions (A) to (G): Method.
(A) Discharge linear velocity of discharge holes = 1.2 to 7.5 (m / min)
(B) Distance from spinneret to cooling bath surface (hot distance) = 30 to 200 (mm)
(C) Surface temperature of the unstretched monofilament until it leaves the first roll group and comes into contact with the stretching bath ≦ 30 (° C.)
(D) Stretch ratio = 5.1-6.5
(E) Stretching temperature = 40 to 90 (° C.)
(F) Heat setting temperature = 120 to 190 (° C.)
(G) Relaxation rate during heat setting = -5 to 2 (%)
90モル%以上のトリメチレンテレフタレート繰り返し単位と10モル%以下のその他のエステル繰り返し単位から構成され、極限粘度が0.6〜1.5dl/gのポリトリメチレンテレフタレートからなり、以下に示す(1)〜()の条件を同時に満足することを特徴とする請求項1記載の製造方法で得られたポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント。
)破断強度=3.0〜5.0(cN/dtex)
)破断伸度=30〜45(%)
)5%伸度における微分ヤング率≧15%伸度における微分ヤング率≧8(cN /dtex)
)糸長方向の繊度の変動率≦1.3(%)
It is composed of 90 mol% or more trimethylene terephthalate repeating units and 10 mol% or less other ester repeating units, and is composed of polytrimethylene terephthalate having an intrinsic viscosity of 0.6 to 1.5 dl / g. The polytrimethylene terephthalate monofilament obtained by the production method according to claim 1, wherein the conditions ( 4 ) to ( 4 ) are satisfied at the same time.
( 1 ) Breaking strength = 3.0 to 5.0 (cN / dtex)
( 2 ) Elongation at break = 30 to 45 (%)
( 3 ) Differential Young's modulus at 5% elongation ≧ differential Young's modulus at 15% elongation ≧ 8 (cN / dtex)
( 4 ) Fluctuation rate of fineness in the yarn length direction ≦ 1.3 (%)
伸長回復率測定において、100%弾性回復可能な伸長率(弾性回復限界伸度)が5〜25%であることを特徴とする請求項2に記載のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント。 3. The polytrimethylene terephthalate monofilament according to claim 2 , wherein an elongation rate at which 100% elastic recovery is possible (elastic recovery limit elongation) in an elongation recovery rate measurement is 5 to 25%. モノフィラメントの沸水収縮率が8〜14%であることを特徴とする請求項2または3に記載のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント。The polytrimethylene terephthalate monofilament according to claim 2 or 3 , wherein the monofilament has a boiling water shrinkage of 8 to 14%.
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