JP4249744B2 - Polylactic acid monofilament and method for producing the same - Google Patents

Polylactic acid monofilament and method for producing the same Download PDF

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Description

本発明は、植物性原料を主成分とし、加工性に優れ、かつ機械的強度が高く、テニスラケット用ストリングとして使用したときに耐久性、耐熱性、反発性、及びテンション保持性が改善されたポリ乳酸系モノフィラメントに関する。また、本発明は、ポリ乳酸系モノフィラメントの製造方法にも関する。   The present invention is mainly composed of plant raw materials, has excellent processability, high mechanical strength, and improved durability, heat resistance, resilience, and tension retention when used as a tennis racket string. The present invention relates to a polylactic acid monofilament. The present invention also relates to a method for producing a polylactic acid monofilament.

近年、自然環境保護の見地から、原料を石油に依存しない植物性原料の生分解性ポリマー及びその加工品が注目されている。特に、その一例としてポリ乳酸は、とうもろこし、さとうきびなどの植物を原料としており、燃焼熱量はポリエチレンの半分以下であり、土中や水中で自然に加水分解が進行し、次いで微生物により無害な分解物となる。現在、ポリ乳酸を用いて成形物、具体的にはフィルム・シート・繊維などを得る検討がなされており、実用化されてきている。ポリ乳酸は、延伸加工することによってその強度を向上させることが可能であるが、硬くて脆い材料であり、しなやかさに劣り使い勝手が悪いだけでなく、縦割れしやすく、また、結節強力が低く実用的でないという問題がある。これは、単繊維が太いモノフィラメントの場合には、より大きな問題となる。   In recent years, from the viewpoint of protecting the natural environment, biodegradable polymers of plant materials that do not depend on petroleum as raw materials and processed products thereof have attracted attention. In particular, as an example, polylactic acid is made from plants such as corn and sugar cane, and its combustion heat is less than half that of polyethylene. It naturally hydrolyzes in soil and water, and then harmless by microorganisms. It becomes. At present, studies are being made to obtain molded articles, specifically films, sheets, fibers, and the like using polylactic acid, which have been put into practical use. Polylactic acid can be improved in strength by being stretched, but it is a hard and brittle material. There is a problem that it is not practical. This is a bigger problem when the monofilament is a thick monofilament.

このため、ポリ乳酸に柔軟性を付与する目的で、柔軟成分や可塑剤を添加することが数多く提案されている。本発明者らは、ポリ乳酸が高張力下でソフトであるためラケット用ストリングとして打ち味が良いことを見出し、ラケット用ストリングに好適なモノフィラメントとして、ポリ乳酸にポリ乳酸以外の他の脂肪族ポリエステルをブレンドし、さらに架橋構造を導入することにより、相溶性が向上し、耐熱性も向上したモノフィラメントを提案した(特開2001−40529号公報)。このモノフィラメントは、ラケット用ストリングとした場合、天然ガットなみのソフトな打ち味を有するという特徴があるが、添加する柔軟成分(ポリ乳酸以外の他の脂肪族ポリエステル)は強力にほとんど寄与していないため、十分な強力が得られず、耐久性が必ずしも十分ではなかった。   For this reason, many proposals have been made to add a soft component or a plasticizer for the purpose of imparting flexibility to polylactic acid. The inventors of the present invention have found that polylactic acid is soft under high tension and therefore has a good taste as a string for rackets. As a monofilament suitable for a string for rackets, polylactic acid is used as an aliphatic polyester other than polylactic acid. A monofilament with improved compatibility and improved heat resistance has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-40529). When this monofilament is used as a string for a racket, it has a characteristic that it has a soft feel like natural gut, but the added soft component (aliphatic polyester other than polylactic acid) hardly contributes strongly. Therefore, sufficient strength cannot be obtained and durability is not always sufficient.

強力及び耐久性を改善するため、本発明者らは、ポリ乳酸に、融点の高い柔軟成分としてポリ乳酸とポリ乳酸以外の他の脂肪族ポリエステルとのブロック共重合体をブレンドした材料からなるモノフィラメントを提案した(特開2005−15970号公報)。このモノフィラメントでは、強力は向上し、耐久性も向上したが、実用的には不十分であった。   In order to improve strength and durability, the present inventors have made a monofilament made of a material in which polylactic acid is blended with a block copolymer of polylactic acid and an aliphatic polyester other than polylactic acid as a soft component having a high melting point. (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-15970). In this monofilament, the strength was improved and the durability was improved, but it was insufficient for practical use.

一方、特許2725870号公報には、ポリ乳酸に、ポリブチレンテレフタレートのハードセグメントとポリエーテルグリコールのソフトセグメントとのブロック共重合体(セグメント化ポリエステルエラストマー)をブレンドした組成物が開示されている(請求項30〜33、第16欄35〜45行)。しかしながら、同特許公報には、前記組成物からモノフィラメントを形成することについては何ら開示されていない。   On the other hand, Japanese Patent No. 2725870 discloses a composition in which polylactic acid is blended with a block copolymer (segmented polyester elastomer) of a hard segment of polybutylene terephthalate and a soft segment of polyether glycol (claimed). Terms 30-33, column 16, lines 35-45). However, this patent publication does not disclose anything about forming a monofilament from the composition.

特開2004−189991号公報には、ポリ乳酸と、可塑剤としてのポリエチレングリコールと、親水性シリカ粒子とを含む樹脂組成物が開示されている(請求項1〜3、段落[0044]実施例1など)。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-189991 discloses a resin composition containing polylactic acid, polyethylene glycol as a plasticizer, and hydrophilic silica particles (claims 1 to 3, paragraph [0044] Examples) 1).

特開2001−40529号公報JP 2001-40529 A 特開2005−15970号公報JP 2005-15970 A 特許2725870号公報Japanese Patent No. 2725870 特開2004−189991号公報JP 2004-189991 A

以上の背景技術に鑑み、ラケット用ストリングとして好適な、耐久性、耐熱性、実用的性能に優れるポリ乳酸系モノフィラメントの開発が望まれる。   In view of the above background art, it is desired to develop a polylactic acid-based monofilament excellent in durability, heat resistance, and practical performance suitable as a racket string.

本発明の目的は、加工性に優れ、かつ十分な機械的強度を有するポリ乳酸系モノフィラメントを提供することにある。特に、本発明の目的は、ラケット用ストリングとして使用したときに実用上十分な機械的強度を有すると共に、耐久性、耐熱性、反発性、及びテンション保持性が改善されたポリ乳酸系モノフィラメントを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a polylactic acid-based monofilament having excellent processability and sufficient mechanical strength. In particular, an object of the present invention is to provide a polylactic acid monofilament having sufficient mechanical strength when used as a racket string, and improved durability, heat resistance, resilience, and tension retention. There is to do.

本発明者らは、柔軟成分として生分解性素材に限定せずに種々検討した結果、ポリエステル系エラストマーをポリ乳酸に対して特定割合で配合し、さらに架橋構造を導入することにより、ラケット用ストリングとして用いた場合、耐久性は大幅に向上すると共に、耐熱性、反発性、及びテンション保持性が改善されたモノフィラメントが得られることを見出した。   As a result of various investigations without limiting the biodegradable material as a soft component, the present inventors have blended a polyester-based elastomer at a specific ratio with respect to polylactic acid, and further introduced a cross-linked structure, thereby providing a string for rackets. It has been found that a monofilament with improved durability, heat resistance, resilience, and tension retention can be obtained.

本発明には、以下の発明が含まれる。
(1) 重量比で表して、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部と、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部と、架橋剤(C)0.01〜5重量部とを含む材料から形成されたモノフィラメントであって、
ポリエステル系エラストマー(B)は、芳香族含有ポリエステル成分からなるハードセグメントと、ポリエーテルグリコール成分又は脂肪族ポリエステル成分からなるソフトセグメントとのポリエステルブロック共重合体である、モノフィラメント
(2) ポリエステル系エラストマー(B)の融点は150〜190℃である、上記(1)に記載のモノフィラメント。
(3) 架橋剤(C)は、過酸化物架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び、アリル又はビニル系架橋剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である、上記(1)又は(2)に記載のモノフィラメント。
(4) 架橋剤の反応により架橋構造を有している、上記(1)〜(3)のうちのいずれかに記載のモノフィラメント。
(5) 上記(1)〜(4)のうちのいずれかに記載のモノフィラメントからなるラケット用ストリング。
(6) 上記(1)〜(4)のうちのいずれかに記載のモノフィラメントが構成部材の一部として用いられているラケット用ストリング。
(7) 重量比で表して、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部と、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部と、架橋剤(C)0.01〜5重量部とを含む材料を溶融紡糸し延伸する工程と、
溶融紡糸前もしくは溶融紡糸時に、又は延伸の後に、架橋反応させる工程と、
を含むモノフィラメントの製造方法であって、
ポリエステル系エラストマー(B)は、芳香族含有ポリエステル成分からなるハードセグメントと、ポリエーテルグリコール成分又は脂肪族ポリエステル成分からなるソフトセグメントとのポリエステルブロック共重合体である、モノフィラメントの製造方法
The present invention includes the following inventions.
(1) Expressed by weight ratio, polylactic acid polymer (A) 80 to 97 parts by weight, polyester elastomer (B) 3 to 15 parts by weight, and crosslinking agent (C) 0.01 to 5 parts by weight a monofilament formed of a material containing,
The polyester elastomer (B) is a monofilament that is a polyester block copolymer of a hard segment made of an aromatic-containing polyester component and a soft segment made of a polyether glycol component or an aliphatic polyester component .
(2) The monofilament according to the above (1) , wherein the melting point of the polyester elastomer (B) is 150 to 190 ° C.
(3) The crosslinking agent (C) is at least one selected from the group consisting of a peroxide crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, and an allyl or vinyl crosslinking agent, (1) Or the monofilament as described in (2) .
(4) The monofilament according to any one of the above (1) to (3) , which has a crosslinked structure by a reaction of a crosslinking agent.
(5) A racket string comprising the monofilament according to any one of (1) to (4 ) above.
(6) A racket string in which the monofilament according to any one of (1) to (4) is used as a part of a constituent member.
(7) Expressed by weight ratio, polylactic acid polymer (A) 80 to 97 parts by weight, polyester elastomer (B) 3 to 15 parts by weight, and crosslinking agent (C) 0.01 to 5 parts by weight Melt spinning and stretching a material containing
A step of crosslinking reaction before or after melt spinning, or after stretching,
A method for producing a monofilament comprising
The polyester elastomer (B) is a method for producing a monofilament, which is a polyester block copolymer of a hard segment composed of an aromatic-containing polyester component and a soft segment composed of a polyether glycol component or an aliphatic polyester component .

本発明によれば、加工性に優れ、かつ十分な機械的強度を有するポリ乳酸系モノフィラメント、とりわけ、ラケット用ストリングに好適であり、実用上十分な機械的強度を有すると共に、改善された耐久性、耐熱性、反発性、及びテンション保持性を有するポリ乳酸系モノフィラメントが提供される。   According to the present invention, it is suitable for a polylactic acid monofilament excellent in processability and sufficient mechanical strength, particularly a string for rackets, and has practically sufficient mechanical strength and improved durability. A polylactic acid monofilament having heat resistance, resilience, and tension retention is provided.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のモノフィラメントは、重量比で表して、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部と、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部と、架橋剤(C)0.01〜5重量部とを含む材料から形成されるものである。各構成成分について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The monofilament of the present invention is represented by a weight ratio of 80 to 97 parts by weight of the polylactic acid polymer (A), 3 to 15 parts by weight of the polyester elastomer (B), and 0.01 to 5 of the crosslinking agent (C). It is formed from the material containing a weight part. Each component will be described.

本発明におけるポリ乳酸系重合体(A)は、実質的にL−乳酸及び/又はD−乳酸由来のモノマー単位のみからなるポリマーである。ここで「実質的に」とは、本発明の効果を損なわない範囲で、L−乳酸又はD−乳酸に由来しない、他のモノマー単位を含んでいても良いと言う意味である。また、ポリL−乳酸とポリD−乳酸を混合した、いわゆるステレオコンップレックスも本発明におけるポリ乳酸系重合体(A)に含まれる。   The polylactic acid polymer (A) in the present invention is a polymer consisting essentially of monomer units derived from L-lactic acid and / or D-lactic acid. Here, “substantially” means that other monomer units not derived from L-lactic acid or D-lactic acid may be included as long as the effects of the present invention are not impaired. In addition, a so-called stereo complex in which poly L-lactic acid and poly D-lactic acid are mixed is also included in the polylactic acid polymer (A) in the present invention.

ポリ乳酸系重合体(A)の重量平均分子量(Mw)としては、50,000〜500,000の範囲が好ましい。上記範囲を下回ると、得られるモノフィラメントの機械物性等が十分発現されない傾向がある。一方、上記範囲を上回ると、溶融状態における粘度が高くなるため、モノフィラメントへの紡糸が難しくなる等、加工性に劣る傾向がある。   The weight average molecular weight (Mw) of the polylactic acid polymer (A) is preferably in the range of 50,000 to 500,000. Below the above range, the mechanical properties and the like of the resulting monofilament tend not to be sufficiently expressed. On the other hand, if it exceeds the above range, the viscosity in the molten state becomes high, so that it tends to be inferior in workability such as difficulty in spinning into a monofilament.

ポリ乳酸系重合体(A)の製造方法としては、公知の任意の重合方法を採用することができる。最も代表的なものとしては、乳酸の無水環状二量体であるラクチドを開環重合する方法(ラクチド法)であるが、乳酸を直接縮合重合しても構わない。   As a method for producing the polylactic acid polymer (A), any known polymerization method can be employed. The most typical one is a method of ring-opening polymerization of lactide, which is an anhydrous cyclic dimer of lactic acid (lactide method), but lactic acid may be directly subjected to condensation polymerization.

ポリ乳酸系重合体(A)が、L−乳酸及び/又はD−乳酸に由来するモノマー単位のみからなる場合には、重合体は結晶性で高融点を有するが、L−乳酸/D−乳酸由来のモノマー単位の比率(L/D比と略称する)を変化させることにより、結晶性・融点を調節することができるので、モノフィラメントの用途に応じ、実用特性を制御することが可能である。また、ポリ乳酸の性質を損なわない程度に、他のヒドロキシカルボン酸などを少量共重合して、結晶性・融点を調節しても構わない。   When the polylactic acid polymer (A) is composed only of monomer units derived from L-lactic acid and / or D-lactic acid, the polymer is crystalline and has a high melting point, but L-lactic acid / D-lactic acid. Since the crystallinity and melting point can be adjusted by changing the ratio of the derived monomer units (abbreviated as L / D ratio), it is possible to control the practical characteristics according to the use of the monofilament. Further, the crystallinity and the melting point may be adjusted by copolymerizing a small amount of other hydroxycarboxylic acid or the like so as not to impair the properties of polylactic acid.

本発明におけるポリエステル系エラストマー(B)は、いわゆるハードセグメントとソフトセグメントとからなるブロックポリエステルであり、芳香族含有ポリエステル成分からなるハードセグメントと、ポリエーテルグリコール成分又は脂肪族ポリエステル成分からなるソフトセグメントとのポリエステルブロック共重合体である。ポリエステル系エラストマー(B)の配合によって、ポリ乳酸系重合体(A)に柔軟性を付与し改質することができる。 Polyester-based elastomer (B) in the present invention, soft consisting called hard segment and the block polyester der consisting of soft segment is, a hard segment consisting of Kaoru aromatic containing polyester component, polyether glycol component or an aliphatic polyester component It is a polyester block copolymer with a segment. By blending the polyester elastomer (B), the polylactic acid polymer (A) can be imparted with flexibility and modified.

ハードセグメントを構成するポリエステルセグメント成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4' −ジフェニルジカルボン酸、ビス(4−カルボキシフェニル)メタン、ビス(4−カルボキシフェニル)スルホン等の芳香族ジカルボン酸又はそのエステルと、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、2,2−ジメチルトリメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、p−キシリレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等のジオールとから製造される芳香族含有ポリエステル、あるいはこれら2種類以上のジカルボン酸及び/又は2種類以上のジオールを用いた芳香族含有コポリエステル類等が挙げられる。   Examples of the polyester segment component constituting the hard segment include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-diphenyldicarboxylic acid, bis (4-carboxyphenyl) methane, bis (4-carboxyphenyl) sulfone, and the like. Aromatic dicarboxylic acid or its ester, ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, 2,2-dimethyltrimethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, p-xylylene glycol, cyclohexanedimethanol Aromatic-containing polyesters produced from diols such as these, or aromatic-containing copolyesters using these two or more dicarboxylic acids and / or two or more diols, etc. And the like.

一方、ソフトセグメントとしては、分子量400〜6000程度の重合体が好ましく、その構成セグメント成分としては、例えば、ポリ(エチレンオキサイド)グリコール、ポリ(プロピレンオキサイド)グリコール、ポリ(テトラメチレンオキサイド)グリコール等のポリアルキレンエーテルグリコール及びこれらの混合物、更にはこれらのポリエーテルグリコール成分を共重合した共重合ポリエーテルグリコール等が例示される。   On the other hand, as the soft segment, a polymer having a molecular weight of about 400 to 6000 is preferable, and as the constituent segment component, for example, poly (ethylene oxide) glycol, poly (propylene oxide) glycol, poly (tetramethylene oxide) glycol, etc. Examples thereof include polyalkylene ether glycols and mixtures thereof, and copolymer polyether glycols obtained by copolymerizing these polyether glycol components.

また、ソフトセグメント成分としては、炭素数2〜12程度の脂肪族ジカルボン酸と炭素数2〜10程度の脂肪族グリコールとから製造される脂肪族ポリエステルを用いることができる。このような脂肪族ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリテトラメチレンドデカネート、ポリテトラメチレンアゼレート、ポリカプロラクトン等を示すことができる。更に、上記脂肪族ポリエステルとポリエーテルを組合せたポリエステルポリエーテル共重合体なども使用することができる。   Moreover, as a soft segment component, the aliphatic polyester manufactured from C2-C12 aliphatic dicarboxylic acid and C2-C10 aliphatic glycol can be used. Examples of such aliphatic polyesters include polyethylene adipate, polytetramethylene adipate, polyethylene sebacate, polytetramethylene dodecanate, polytetramethylene azelate, polycaprolactone, and the like. Furthermore, a polyester polyether copolymer in which the above aliphatic polyester and polyether are combined can also be used.

上記ポリエステルブロック共重合体中に占めるソフトセグメント成分の割合は、好ましくは20重量%以上80重量%以下である。ソフトセグメント成分の割合が20重量%未満であると、モノフィラメントへの柔軟性付与効果が弱くなる傾向にあり、一方、ソフトセグメント成分の割合が80重量%を超えると、柔軟性付与効果は十分であるがモノフィラメントの強力が低下する傾向にある。   The proportion of the soft segment component in the polyester block copolymer is preferably 20% by weight or more and 80% by weight or less. When the proportion of the soft segment component is less than 20% by weight, the effect of imparting flexibility to the monofilament tends to be weakened. On the other hand, when the proportion of the soft segment component exceeds 80% by weight, the effect of imparting flexibility is sufficient. However, the monofilament strength tends to decrease.

これらの中でも、融点が150℃〜190℃の範囲であるポリエステル系エラストマー(B)が、ポリ乳酸系重合体(A)との融点の差が小さいため、本発明において好ましく用いられる。   Among these, the polyester elastomer (B) having a melting point in the range of 150 ° C. to 190 ° C. is preferably used in the present invention because the difference in melting point from the polylactic acid polymer (A) is small.

また、柔軟性を付与する目的のため、ショアー硬度(JIS Dスケール)で24〜40程度の比較的柔軟なポリエステル系エラストマー(B)がより好ましく用いられる。   For the purpose of imparting flexibility, a relatively flexible polyester elastomer (B) having a Shore hardness (JIS D scale) of about 24 to 40 is more preferably used.

本発明においては、性能及び経済性などの観点から、ポリブチレンテレフタレートとポリエーテルグリコールとのコポリマーがとくに好ましく用いられる。   In the present invention, a copolymer of polybutylene terephthalate and polyether glycol is particularly preferably used from the viewpoint of performance and economy.

本発明において、ポリ乳酸系重合体(A)とポリエステル系エラストマー(B)の配合比率は、重量比で表して、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部である。エラストマー(B)が3重量部未満では、ポリ乳酸系重合体(A)への改質効果が小さく、エラストマー(B)が15重量部を超えると、ポリ乳酸系重合体(A)との相溶性が悪くなり、紡糸延伸でタテ割れを生じたり、モノフィラメント製品として使用中にタテ割れを生じやすくなるので好ましくない。   In the present invention, the blending ratio of the polylactic acid-based polymer (A) and the polyester-based elastomer (B) is expressed as a weight ratio, and 80 to 97 parts by weight of the polylactic acid-based polymer (A), the polyester-based elastomer (B). 3 to 15 parts by weight. When the elastomer (B) is less than 3 parts by weight, the modification effect on the polylactic acid polymer (A) is small, and when the elastomer (B) exceeds 15 parts by weight, it is in phase with the polylactic acid polymer (A). This is not preferable because the solubility becomes poor and warp cracking occurs during spinning drawing, or warp cracking tends to occur during use as a monofilament product.

ポリエステル系エラストマー(B)は、他のポリウレタン系エラストマーなどに比べて、ポリ乳酸系重合体(A)への改質効果が大きい。   The polyester elastomer (B) has a greater modification effect on the polylactic acid polymer (A) than other polyurethane elastomers.

また、本発明においては、必要に応じ第3のポリマー成分として、ポリ乳酸系重合体(A)及びエラストマー(B)以外の他の樹脂を本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができる。第3成分の樹脂としては、主成分のポリ乳酸系重合体(A)との相溶性の点からポリエステル系の樹脂が好ましい。第3成分を使用する場合の配合量は、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部の場合に、15重量部未満が好ましい。   In the present invention, if necessary, as the third polymer component, other resins than the polylactic acid polymer (A) and the elastomer (B) can be blended as long as the effects of the present invention are not impaired. . The third component resin is preferably a polyester resin from the viewpoint of compatibility with the main component polylactic acid polymer (A). When the third component is used, the blending amount is preferably less than 15 parts by weight in the case of 80 to 97 parts by weight of the polylactic acid polymer (A) and 3 to 15 parts by weight of the polyester elastomer (B).

本発明においては、ポリ乳酸系重合体(A)とポリエステル系エラストマー(B)との相溶性を向上すると共に、モノフィラメントの耐久性、耐熱性などを改善するために、架橋剤(C)を配合する。架橋剤(C)の配合によって、ポリ乳酸系重合体(A)及びポリエステル系エラストマー(B)に、それぞれ単独及び/又は相互に架橋構造を導入することができる。   In the present invention, a cross-linking agent (C) is added to improve the compatibility between the polylactic acid polymer (A) and the polyester elastomer (B) and to improve the durability and heat resistance of the monofilament. To do. By blending the crosslinking agent (C), a crosslinked structure can be introduced into the polylactic acid polymer (A) and the polyester elastomer (B) individually and / or mutually.

架橋剤(C)は、過酸化物架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び、アリル又はビニル系架橋剤から選ばれる。   The crosslinking agent (C) is selected from a peroxide crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agent, an epoxy crosslinking agent, and an allyl or vinyl crosslinking agent.

過酸化物架橋剤としては、公知の有機過酸化物の内から、分解温度、反応性などを考慮して選択することができる。代表的には、ジアシルパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、パーオキシエステル類、パーオキシケタール類などから選択することができる。   The peroxide crosslinking agent can be selected from known organic peroxides in consideration of decomposition temperature, reactivity, and the like. Typically, it can be selected from diacyl peroxides, dialkyl peroxides, peroxyesters, peroxyketals and the like.

カルボジイミド系架橋剤としては、分子中に2個以上好ましくは3個以上のカルボジイミド基を有するポリカルボジイミド化合物が用いられる。例えば、ジイソシアネートを触媒存在下脱炭酸縮合反応することによって得られるポリカルボジイミド化合物が挙げられる。これらは、例えば日清紡(株)の「カルボジライト」として市販されている。   As the carbodiimide-based crosslinking agent, a polycarbodiimide compound having 2 or more, preferably 3 or more carbodiimide groups in the molecule is used. For example, a polycarbodiimide compound obtained by subjecting diisocyanate to a decarboxylation condensation reaction in the presence of a catalyst can be mentioned. These are commercially available, for example, as “Carbodilite” from Nisshinbo Co., Ltd.

エポキシ系架橋剤としては、分子中に2個以上好ましくは3個以上のエポキシ基を有する化合物が用いられる。好ましくは、高分子タイプのスチレンアクリルやアクリル系樹脂をベースにした多エポキシ化合物を用いることができる。例えば、東亜合成(株)の「アルフォンUG4030、UG4070」(スチレン・アクリル系)、「アルフォンXG4000、XG4010」(アクリル系)、ダイセル化学工業(株)の「エポフレンド」(エポキシ化スチレン系エラストマー) 等が挙げられる。   As the epoxy-based crosslinking agent, a compound having 2 or more, preferably 3 or more epoxy groups in the molecule is used. Preferably, a multi-epoxy compound based on a polymer type styrene acrylic or acrylic resin can be used. For example, “Alfon UG4030, UG4070” (styrene / acrylic) from Toa Gosei Co., Ltd., “Alfon XG4000, XG4010” (acrylic), “Epofriend” (epoxidized styrene elastomer) from Daicel Chemical Industries, Ltd. Etc.

過酸化物架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、及びエポキシ系架橋剤では、熱により架橋反応が進行する。   In the peroxide crosslinking agent, carbodiimide crosslinking agent, and epoxy crosslinking agent, the crosslinking reaction proceeds by heat.

アリル又はビニル系架橋剤としては、重合性の二重結合を分子中に2個以上好ましくは3個以上有する化合物が挙げられる。熱安定性の高いトリアリルイソシアヌレートなどの多官能アリル化合物はモノフィラメントの紡糸条件でも安定であり、延伸後の任意の段階で紫外線又は電子線などの高エネルギー線照射により架橋反応することができるので好ましい。また、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物を用いてもよい。   Examples of the allyl or vinyl-based crosslinking agent include compounds having 2 or more, preferably 3 or more polymerizable double bonds in the molecule. Polyfunctional allyl compounds such as triallyl isocyanurate with high thermal stability are stable even under the spinning conditions of monofilament, and can be crosslinked by irradiation with high energy rays such as ultraviolet rays or electron beams at any stage after stretching. preferable. Moreover, you may use polyfunctional acrylate compounds, such as hexanediol di (meth) acrylate, a pentaerythritol tri (meth) acrylate, and a trimethylol propane tri (meth) acrylate.

架橋剤(C)としては、上記架橋剤の内から、1種又は2種以上を用いることができる。   As a crosslinking agent (C), 1 type (s) or 2 or more types can be used from the said crosslinking agent.

本発明において架橋構造を導入する方法としては、
(1) 溶融紡糸操作前に、予め、架橋反応させた樹脂材料のペレットを作製しておく方法; すなわち、ポリ乳酸系重合体(A)、ポリエステル系エラストマー(B)及び架橋剤(C)を混合溶融し、架橋反応させ、架橋構造が導入された樹脂材料のペレットを作製しておき、そのペレットを用いてモノフィラメントの溶融紡糸を行う方法、
(2) 溶融紡糸時に架橋反応させながら紡出する方法; すなわち、溶融紡糸時に、ポリ乳酸系重合体(A)、ポリエステル系エラストマー(B)及び架橋剤(C)を混合溶融し、架橋反応させながら紡出する方法、
(3) 溶融紡糸延伸した後、架橋反応させる方法; すなわち、ポリ乳酸系重合体(A)、ポリエステル系エラストマー(B)及び架橋剤(C)を混合した材料を実質的に架橋を生じさせることなく溶融紡糸延伸し、その後、紫外線又は電子線などの高エネルギー線照射により架橋反応させる方法、
のいずれをも行うことができる。
As a method for introducing a crosslinked structure in the present invention,
(1) A method in which pellets of a resin material subjected to a crosslinking reaction are prepared in advance before the melt spinning operation; that is, a polylactic acid polymer (A), a polyester elastomer (B), and a crosslinking agent (C). A method of mixing and melting, causing a crosslinking reaction, preparing pellets of a resin material introduced with a crosslinked structure, and performing melt spinning of monofilaments using the pellets,
(2) A method of spinning while performing a crosslinking reaction at the time of melt spinning; that is, at the time of melt spinning, a polylactic acid polymer (A), a polyester elastomer (B) and a crosslinking agent (C) are mixed and melted to cause a crosslinking reaction. While spinning,
(3) A method in which a cross-linking reaction is performed after melt spinning and stretching; that is, a material in which a polylactic acid polymer (A), a polyester elastomer (B) and a cross-linking agent (C) are mixed is substantially cross-linked. Without melt spinning and drawing, followed by a crosslinking reaction by irradiation with high energy rays such as ultraviolet rays or electron beams,
Either of these can be performed.

また、上記各方法の変形法も行うことができる。例えば、上記(1) により半架橋状態の樹脂材料ペレットを作製しておき、そのペレットを用いて、上記(2) や(3) の方法を行うこともできる。   Moreover, the modification method of said each method can also be performed. For example, the method (2) or (3) can be carried out by preparing a semi-crosslinked resin material pellet according to the above (1) and using the pellet.

このような操作によって、ポリ乳酸系重合体(A)同士の間、ポリエステル系エラストマー(B)同士の間、及び/又はポリ乳酸系重合体(A)とポリエステル系エラストマー(B)との相互間に架橋構造が形成される。   By such an operation, between the polylactic acid polymers (A), between the polyester elastomers (B), and / or between the polylactic acid polymer (A) and the polyester elastomer (B). A crosslinked structure is formed.

架橋構造の導入の有無については、上記(1) 、(2) については樹脂材料の溶融粘度の上昇などで確認可能である。また、上記(3) の後架橋では、モノフィラメントの物性の変化、溶剤溶解性の変化で確認可能である。   Whether or not a cross-linked structure is introduced can be confirmed with respect to (1) and (2) above by an increase in the melt viscosity of the resin material. Further, the post-crosslinking of (3) above can be confirmed by a change in physical properties of the monofilament and a change in solvent solubility.

本発明においては、ポリ乳酸系重合体(A)とポリエステル系エラストマー(B)とが、それぞれ単独及び/又は相互に架橋構造を有することにより、(A)及び(B)両者の相溶性が改善されると共に、モノフィラメントの耐熱性、耐久性がさらに向上し、モノフィラメントをラケット用ストリングとして用いた場合、張設後のガットの面圧低下も小さくなることが分かった。相溶性の改善によって、モノフィラメントのタテ割れの問題が解消されることが分かった。このように、架橋構造の導入によって、十分な機械的強度を有するモノフィラメントが得られ、ラケット用ストリングとして使用したときにおいても実用上十分な機械的強度を有すると共に、耐久性、耐熱性、反発性、及びテンション保持性が大きく改善されたモノフィラメントが得られる。   In the present invention, the polylactic acid-based polymer (A) and the polyester-based elastomer (B) each independently and / or mutually have a crosslinked structure, thereby improving the compatibility of both (A) and (B). At the same time, it was found that the heat resistance and durability of the monofilament were further improved, and when the monofilament was used as a racket string, the reduction in the surface pressure of the gut after tensioning was reduced. It was found that the problem of warping of the monofilament was solved by improving the compatibility. In this way, the introduction of a cross-linked structure yields a monofilament having sufficient mechanical strength, which has practically sufficient mechanical strength even when used as a racket string, and has durability, heat resistance, and resilience. And a monofilament with greatly improved tension retention.

本発明において、溶融紡糸操作前、あるいは溶融紡糸時に架橋する場合、架橋度が大きすぎると、紡糸、延伸性を悪化させてしまう。
そのため、過酸化物架橋剤を用いる場合は、架橋剤添加は微量として溶融混練することが好ましい。例えば、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部、及びポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部に対して、過酸化物架橋剤を0.01〜0.5重量部程度用いることが好ましく、0.1〜0.3重量部程度用いることがより好ましい。
カルボジイミド系架橋剤や、エポキシ系架橋剤の場合は、架橋反応は、ポリエステルの末端の水酸基及び/又はカルボキシル基との反応であって、架橋剤の分子量も高いので、架橋剤量としては、0.05〜5重量部程度用いることが好ましい。
In the present invention, when crosslinking is performed before the melt spinning operation or at the time of melt spinning, if the degree of crosslinking is too large, spinning and stretchability are deteriorated.
Therefore, when using a peroxide crosslinking agent, it is preferable to melt-knead addition of a crosslinking agent as a trace amount. For example, about 0.01 to 0.5 part by weight of the peroxide crosslinking agent is used for 80 to 97 parts by weight of the polylactic acid polymer (A) and 3 to 15 parts by weight of the polyester elastomer (B). It is more preferable to use about 0.1 to 0.3 parts by weight.
In the case of a carbodiimide crosslinking agent or an epoxy crosslinking agent, the crosslinking reaction is a reaction with a hydroxyl group and / or a carboxyl group at the end of the polyester, and the molecular weight of the crosslinking agent is also high. It is preferable to use about 0.05 to 5 parts by weight.

本発明者らの検討によれば、溶融紡糸操作前、あるいは溶融紡糸時に架橋する場合においては、架橋剤を上記のような適正量使用した場合、過酸化物架橋剤の使用により、より好ましい結果が得られている。   According to the study by the present inventors, in the case of cross-linking before the melt spinning operation or at the time of melt spinning, when a proper amount of the cross-linking agent is used as described above, the use of a peroxide cross-linking agent is more preferable result. Is obtained.

溶融紡糸延伸した後に架橋する場合、アリル又はビニル系架橋剤の量は、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部、及びポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部に対して、0.2〜5重量部程度が好ましい。後架橋の方が架橋度は上げることができるが、架橋剤量が過剰であったり、照射エネルギーが強すぎて架橋度合いが過剰となると、強伸度低下が大きくなり、もろくなるため、適正な配合量と照射条件を選定する必要がある。溶融紡糸時の熱に対して安定なアリル又はビニル系架橋剤は、高エネルギー線照射によって後架橋する場合に適している。   In the case of crosslinking after melt spinning drawing, the amount of allyl or vinyl crosslinking agent is 0 to 97 parts by weight of the polylactic acid polymer (A) and 3 to 15 parts by weight of the polyester elastomer (B). About 2 to 5 parts by weight is preferable. Post-crosslinking can increase the degree of cross-linking, but if the amount of cross-linking agent is excessive, or if the irradiation energy is too strong and the degree of cross-linking is excessive, the decrease in strength and elongation becomes brittle and brittle. It is necessary to select the blending amount and irradiation conditions. An allyl or vinyl crosslinking agent that is stable against heat during melt spinning is suitable for post-crosslinking by irradiation with high energy rays.

本発明のモノフィラメントにおいては、他の成分として、必要に応じて、充填剤、滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、安定剤、顔料、着色剤、静電気防止剤、離型剤、可塑剤、香料、抗菌剤等の各種添加剤等を加えることもできる。   In the monofilament of the present invention, as other components, as necessary, a filler, a lubricant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a stabilizer, a pigment, a colorant, an antistatic agent, a mold release agent, a plasticizer, and a fragrance. Various additives such as antibacterial agents can also be added.

また、本発明において、ラケット用ストリングとして十分な強力と耐久性を有するために、モノフィラメントの分子量が重要であり、高い分子量であることが好ましい。クロロホルム溶媒を用いたGPC法で測定したモノフィラメントの好ましい重量平均分子量(Mw)は、50,000〜400,000程度である。これらは、上記で説明した材料を用いて、溶融混練時及び溶融紡糸時に分解の少ない条件、短い溶融時間で、モノフィラメントを製造することで達成される。モノフィラメントの重量平均分子量が、上記範囲を下回ると、機械的物性が不十分となる傾向があり、上記範囲を上回ると、溶融状態における粘度が高く紡糸性が低下する傾向がある。   Further, in the present invention, in order to have sufficient strength and durability as a string for a racket, the molecular weight of the monofilament is important, and a high molecular weight is preferable. The preferable weight average molecular weight (Mw) of the monofilament measured by GPC method using a chloroform solvent is about 50,000 to 400,000. These can be achieved by using the materials described above to produce monofilaments under conditions with little decomposition and short melting time during melt-kneading and melt spinning. When the weight average molecular weight of the monofilament is less than the above range, the mechanical properties tend to be insufficient, and when it exceeds the above range, the viscosity in the molten state tends to be high and the spinnability tends to decrease.

また、モノフィラメントの物性として好ましい範囲は、強度2.5CN/dtex 以上、結節強度1.3CN/dtex 以上、伸度25〜45%である。強度及び結節強度の上限については特に限定されることはない。伸度が前記範囲よりも小さいとタテ割れ、フィブリル化を生じやすく、伸度が前記範囲よりも大きいと伸びやすくなり、ストリングやその他用途で好ましくない。   Moreover, preferable ranges for the physical properties of the monofilament are a strength of 2.5 CN / dtex or more, a knot strength of 1.3 CN / dtex or more, and an elongation of 25 to 45%. There are no particular limitations on the upper limits of strength and nodule strength. When the elongation is smaller than the above range, warp cracking and fibrillation are likely to occur, and when the elongation is larger than the above range, the elongation tends to occur, which is not preferable for strings and other applications.

本発明のモノフィラメントは、通常丸型断面形状が一般的であるが、芯部が空洞になった中空形状や多角形など非円形異形断面をしていても構わない。また、2成分を芯鞘、海島状などに複合したモノフィラメントも含まれる。複合モノフィラメントの場合、少なくとも1成分が本発明のモノフィラメントを構成する材料組成であれば良い。   The monofilament of the present invention generally has a round cross-sectional shape, but may have a non-circular irregular cross-section such as a hollow shape having a hollow core or a polygon. Also included are monofilaments in which the two components are combined into a core sheath, sea-island shape, or the like. In the case of a composite monofilament, at least one component may be a material composition constituting the monofilament of the present invention.

本発明のモノフィラメントの(断面の)直径は、特に限定されることなく、目的とする用途に応じて適宜決定すればよい。例えば、ラケット用ストリング用途にモノフィラメントガットとして用いる場合には、0.6mm〜1.50mm程度とすればよい。   The diameter (in cross section) of the monofilament of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately determined according to the intended use. For example, when used as a monofilament gut for a racket string application, the thickness may be about 0.6 mm to 1.50 mm.

また、本発明のモノフィラメントをガットの芯成分や皮成分として、あるいは集束して用いることもできる。この場合のモノフィラメント直径は0.05〜1.3mm程度のものが用いられる。   In addition, the monofilament of the present invention can be used as a core component or skin component of gut or in a focused state. In this case, a monofilament diameter of about 0.05 to 1.3 mm is used.

また、ラケット用ストリングとしてモノフィラメントをそのまま使用する場合には、必要に応じ、30〜200回/mのヨリ(ねじり)を付与することができる。ヨリを付与することにより、ラケットへの張設性、打ち味とくにソフト感、スピン性が改善される。   Moreover, when using a monofilament as a racket string as it is, the twist (torsion) of 30-200 times / m can be provided as needed. By imparting twist, the stretchability to the racket, the feel especially softness, and the spin property are improved.

また、本発明のモノフィラメントをラケット用ストリングの構成成分として、芯糸、皮糸あるいは集束して用いることにより、よりソフトな打ち味を得ることができる。   Further, by using the monofilament of the present invention as a constituent component of the string for the racket, a core yarn, a leather yarn, or a concentrated yarn can be used to obtain a softer feel.

本発明のモノフィラメントの製造方法について説明する。
本発明のモノフィラメントは、重量比で表して、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部と、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部と、架橋剤(C)0.01〜5重量部とを含む材料を溶融紡糸し延伸する工程と、溶融紡糸前もしくは溶融紡糸時に、又は延伸の後に、架橋反応させる工程とを含む方法によって製造することができる。
The manufacturing method of the monofilament of this invention is demonstrated.
The monofilament of the present invention is represented by a weight ratio of 80 to 97 parts by weight of the polylactic acid polymer (A), 3 to 15 parts by weight of the polyester elastomer (B), and 0.01 to 5 of the crosslinking agent (C). It can be produced by a method comprising a step of melt spinning and stretching a material containing parts by weight, and a step of crosslinking reaction before or during melt spinning, or after stretching.

ポリ乳酸系重合体(A)とポリエステル系エラストマー(B)の混合方法や混合装置は、特に限定されないが、連続的に処理できる方法や装置が工業的には有利で好ましい。例えば、(A)及び(B)の2種類以上のペレット及び架橋剤(C)を所定比率で混合し、そのまま押出成形機のホッパー内に投入し、溶融させ、直ちにモノフィラメントに成形しても良い。また、それら各成分を溶融混合した後、一旦ペレット化し、その後で必要に応じてモノフィラメントに溶融成形してもよい。同じく、ポリ乳酸系重合体(A)とポリエステル系エラストマー(B)をそれぞれ別に押出機などで溶融し、これら及び架橋剤(C)を所定比率で静止混合機及び/又は機械的攪拌装置で混合し、直ちにモノフィラメントに成形しても良く、一旦ペレット化しても良い。押出機などの機械的攪拌による混合と、静止混合機とを組み合わせても良い。   The mixing method and mixing apparatus of the polylactic acid polymer (A) and the polyester elastomer (B) are not particularly limited, but a method and apparatus capable of continuous treatment are industrially advantageous and preferable. For example, two or more types of pellets (A) and (B) and the crosslinking agent (C) may be mixed at a predetermined ratio, and directly put into a hopper of an extruder, melted, and immediately molded into a monofilament. . Moreover, after melt-mixing these components, they may be once pelletized and then melt-molded into monofilaments as necessary. Similarly, the polylactic acid-based polymer (A) and the polyester-based elastomer (B) are separately melted by an extruder or the like, and these and the cross-linking agent (C) are mixed at a predetermined ratio by a static mixer and / or a mechanical stirring device. Then, it may be immediately formed into a monofilament or once pelletized. You may combine mixing by mechanical stirring, such as an extruder, and a static mixer.

均一に混合させるには、一旦ペレット化する方法がより好ましいが、溶融混合法の場合は、ポリマーの分解劣化、変質を実質的に防ぐことが必要で、できるだけ低温で短時間内に混合することが好ましい。溶融押出温度としては、使用する樹脂の融点及び混合比率を考慮して適宜選択するが、通常180〜250℃の範囲である。   In order to mix uniformly, the method of pelletizing once is more preferable, but in the case of the melt mixing method, it is necessary to substantially prevent degradation and deterioration of the polymer, and mixing within a short time at the lowest possible temperature. Is preferred. The melt extrusion temperature is appropriately selected in consideration of the melting point and mixing ratio of the resin used, but is usually in the range of 180 to 250 ° C.

溶融したポリマー材料はノズル孔から押し出された後、常法通り冷却される。冷却には水が一般的に用いられるが他の溶剤でも良い。水の温度は通常30〜70℃である。ポリマー材料は冷却された後、第1ロールに導かれ未延伸糸が得られる。通常引き続き延伸処理が行われるが、一旦未延伸糸として巻き取った後、延伸処理することもできる。   The molten polymer material is extruded from the nozzle holes and then cooled as usual. Water is generally used for cooling, but other solvents may be used. The temperature of water is usually 30 to 70 ° C. After the polymer material is cooled, it is guided to the first roll to obtain an undrawn yarn. Usually, the stretching process is continued. However, the film can be stretched after being wound up as an unstretched yarn.

延伸は、湿式又は乾式で行うことができる。ここで湿式とは熱水、スチームのほか、グリセリン、ポリエチレングリコールなどの液浴延伸を含む。乾式とは熱風、赤外線ヒーター、熱板、熱ロールなどによる延伸をいう。延伸は必要に応じ2回以上の多段延伸を行うことができる。標準的な工程としては、湿熱−乾熱、あるいは湿熱−湿熱の2〜3段の延伸を行うがこれに限定されるものではなく、適宜組み合わせ、選択することができる。また、延伸後又は中間段階で定長、又は弛緩熱処理を行うこともできる。延伸温度としては特に限定されないが70〜170℃が好ましい。トータルの延伸倍率は、好ましくは、3〜9倍程度である。延伸倍率を上げると強度は上がるがタテ割れ(フィブリル化)しやすくなる問題がある。特に好ましくは延伸倍率が4〜7倍であり、切断伸度が25%〜45%、特に好ましくは30〜40%となるように条件を設定することが良い。   Stretching can be performed wet or dry. Here, wet means includes hot water, steam, and liquid bath stretching such as glycerin and polyethylene glycol. Drying refers to stretching with hot air, an infrared heater, a hot plate, a hot roll, or the like. Stretching can be performed at a multistage stretching twice or more as required. As a standard process, wet-dry heat or wet-heat-wet heat stretching is performed in two to three stages, but is not limited to this, and can be selected and combined as appropriate. Further, a constant length or relaxation heat treatment can be performed after stretching or in an intermediate stage. Although it does not specifically limit as extending | stretching temperature, 70-170 degreeC is preferable. The total draw ratio is preferably about 3 to 9 times. When the draw ratio is increased, the strength is increased, but there is a problem that warp cracking (fibrillation) tends to occur. It is particularly preferable to set the conditions such that the draw ratio is 4 to 7 times, and the cut elongation is 25% to 45%, particularly preferably 30 to 40%.

延伸後に架橋処理を行う場合は、紫外線や電子線などの高エネルギー源を用い、架橋することができる。この場合照射条件を変えることにより、架橋密度を変えたり、モノフィラメント表層部のみに架橋を起こさせること等の制御が可能である。本発明によらず架橋剤を使用せずモノフィラメントに電子線などを照射した場合、ポリ乳酸においては分解が先行し、強力低下、伸度低下を招いてしまう。本発明に従って上述したような適正な架橋剤を使用した場合、低エネルギーで架橋反応が分解よりも優先して生じるものと推定される。   When the crosslinking treatment is performed after stretching, the crosslinking can be performed using a high energy source such as an ultraviolet ray or an electron beam. In this case, by changing the irradiation conditions, it is possible to control such as changing the crosslinking density or causing crosslinking only in the monofilament surface layer portion. Irrespective of the present invention, when a monofilament is irradiated with an electron beam or the like without using a crosslinking agent, polylactic acid is preceded by decomposition, leading to a decrease in strength and a decrease in elongation. When an appropriate cross-linking agent as described above according to the present invention is used, it is presumed that the cross-linking reaction takes place over decomposition over low energy.

さらに、モノフィラメントの表面を高分子材料で被覆することにより、ガットとしての耐久性の向上が期待できる。被覆する高分子材料としては、特に限定されないが、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系等の樹脂で被覆することが好ましい。   Furthermore, by covering the surface of the monofilament with a polymer material, improvement in durability as a gut can be expected. Although it does not specifically limit as a polymeric material to coat | cover, It is preferable to coat | cover with resin, such as a polyester type, a polyamide type, and a polyurethane type.

以上、本発明のモノフィラメントについてラケット用ストリング用途を中心に述べた。しかしながら、本発明のモノフィラメントは、ラケット用ストリング用途のほか、モノフィラメント単独又はヨリ糸、組紐として、縫い糸、電気用などの紐、防鳥、防獣用糸、草刈り用、ブラシ、釣り糸などの各種用途にも用いることができる。   As mentioned above, the monofilament of the present invention has been described focusing on the racket string application. However, the monofilament of the present invention can be used for various purposes such as monofilament alone, twisted yarn, braided string, sewing thread, string for electric use, bird-proofing, anti-animal thread, mowing, brush, fishing line, etc. Can also be used.

以下、本発明について実施例及び比較例を用いてさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例及び比較例において、以下に示す原料を使用した。
<ポリ乳酸系重合体(A1)>
ポリL−乳酸 トヨタ自動車製「トヨタエコプラスチックU'z B1」
Mw=200,000、ガラス転移温度60℃、融点175℃
<ポリエステル系エラストマー(B1)>
東レ・デュポン製「ハイトレル3078」 融点172℃
<過酸化物架橋剤(C1)>
化薬アクゾ製「カヤヘキサAD40C」(2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン)
<エポキシ系架橋剤(C2)>
東亞合成製「アルフォン UG4070」(エポキシ変性スチレンアクリル樹脂)
<カルボジイミド系架橋剤(C3)>
日清紡製「カルボジライト LA−1」
<アリル系架橋剤(C4)>
日本化成製 トリアリルイソシアヌレート(TAIC)
<脂肪族ポリエステル(B2)比較用柔軟成分>
ポリ乳酸−脂肪族ポリエステル共重合体(大日本インキ製「Plamate PD−150」)
In the examples and comparative examples, the following raw materials were used.
<Polylactic acid polymer (A1)>
Poly L-lactic acid "Toyota Eco Plastic U'z B1" manufactured by Toyota Motor Corporation
Mw = 200,000, glass transition temperature 60 ° C., melting point 175 ° C.
<Polyester elastomer (B1)>
"Hotrel 3078" manufactured by Toray DuPont, melting point 172 ° C
<Peroxide crosslinking agent (C1)>
“Kayahexa AD40C” (2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane) manufactured by Kayaku Akzo
<Epoxy-based crosslinking agent (C2)>
“Alfon UG4070” manufactured by Toagosei (epoxy-modified styrene acrylic resin)
<Carbodiimide type crosslinking agent (C3)>
Nisshinbo "Carbodilite LA-1"
<Allyl crosslinking agent (C4)>
Nippon Kasei Triallyl Isocyanurate (TAIC)
<Flexible component for comparison with aliphatic polyester (B2)>
Polylactic acid-aliphatic polyester copolymer (Dainippon Ink "Plamate PD-150")

[実施例1〜3]
ポリ乳酸(A1)とポリエステル系エラストマー(B1)とを各々真空乾燥した後、表1に示すように(A1)、(B1)及び所定の架橋剤を、重量混合比(A1)/(B1)/(C1)=92/8/0.2(実施例1)、(A1)/(B1)/(C2)=92/8/1.0(実施例2)、(A1)/(B1)/(C3)=92/8/1.0(実施例3)にてV型ブレンダーで混合した。これを210℃に設定された30mm同方向2軸押出混練機に連続的に供給して溶融押出し、ストランド化、ペレタイズ化して紡糸原料を準備した。
[Examples 1 to 3]
After the polylactic acid (A1) and the polyester-based elastomer (B1) were each vacuum dried, as shown in Table 1, (A1), (B1) and a predetermined crosslinking agent were mixed in a weight mixing ratio (A1) / (B1). /(C1)=92/8/0.2 (Example 1), (A1) / (B1) / (C2) = 92/8 / 1.0 (Example 2), (A1) / (B1) /(C3)=92/8/1.0 (Example 3) and mixed with a V-type blender. This was continuously supplied to a 30 mm same-direction twin-screw extruder kneader set at 210 ° C., melt-extruded, made into a strand and pelletized to prepare a spinning raw material.

得られた原料を乾燥した後、温度210℃に設定した単軸溶融押出機に供給し、直径3mmの円形ノズルから押出して第1ローラーで引取りながら、ノズル直下で50℃に設定された冷却水槽に導いて冷却し、未延伸モノフィラメントを得た。   After the obtained raw material is dried, it is supplied to a single-screw melt extruder set at a temperature of 210 ° C., extruded from a circular nozzle with a diameter of 3 mm, and taken up by a first roller, and cooled to 50 ° C. just below the nozzle. It led to the water tank and cooled, and the unstretched monofilament was obtained.

これに連続して、93℃に温度設定された熱水の第1延伸槽に導いて、さらに第2ローラーにて引取速度比を4.2倍として延伸した。続いて、このモノフィラメントを98℃に温度設定された熱水第2延伸槽に導いて、さらに第3ローラーにて引取速度比1.5倍として延伸し(最終延伸倍率6.3倍)し、さらに98℃熱水中で熱固定(同速度)して巻取機により巻き取った。   Continuously, it was led to a first stretching tank of hot water set at 93 ° C., and further stretched with a second roller at a take-up speed ratio of 4.2 times. Subsequently, the monofilament was guided to a hot water second stretching tank set at 98 ° C., and further stretched with a third roller at a take-up speed ratio of 1.5 times (final draw ratio of 6.3 times). Furthermore, it heat-fixed in 98 degreeC hot water (same speed), and wound up with the winder.

得られたモノフィラメントの物性評価結果を表1に示す。強力(N)、強度(CN/Dtex) 、結節強力(N)及び伸度(%)は、JIS L 1013に準じて測定した。すなわち、引張試験機を用い、糸長さ250mm、引張速度300mm/分の条件で測定した。   Table 1 shows the physical property evaluation results of the obtained monofilament. Strength (N), strength (CN / Dtex), nodule strength (N) and elongation (%) were measured according to JIS L1013. That is, using a tensile tester, measurement was performed under the conditions of a yarn length of 250 mm and a tensile speed of 300 mm / min.

また、次のようにして、得られたモノフィラメントをガットとして耐久性と耐熱性を評価した。評価結果を表1に併せて示す。   Further, durability and heat resistance were evaluated using the obtained monofilament as a gut as follows. The evaluation results are also shown in Table 1.

(耐久性試験)
モノフィラメントにシリコーン系油剤を付与してガットを得た。得られたガットを40ポンドの張力でテニスラケットに張設し、これに硬式テニスボールを衝突させ(ボール速度100km/hr)、ストリングが切断するまでのボールの衝突回数を測定した。この衝突回数を耐久性の評価とした。
(Durability test)
A silicone oil was applied to the monofilament to obtain a gut. The obtained gut was stretched on a tennis racket with a tension of 40 pounds, and a hard tennis ball was allowed to collide with the tennis racket (ball speed 100 km / hr), and the number of collisions of the ball until the string was cut was measured. The number of collisions was evaluated as durability.

(耐熱性試験)
上記のガットを40ポンドの張力でテニスラケットに張設し、24時間室温放置した。放置後のラケットを70℃雰囲気中で16時間熱処理した。熱処理後、ラケットを取り出して面圧を測定し、熱処理前の面圧に対する保持率を求めた。
(保持率)=[(熱処理後の面圧)/(熱処理前の面圧)]×100
保持率50%以上:○
保持率25%以上50%未満:△
保持率25%未満:×
で判定した。
(Heat resistance test)
The gut was stretched on a tennis racket with a tension of 40 pounds and left at room temperature for 24 hours. The racket after standing was heat-treated in an atmosphere of 70 ° C. for 16 hours. After the heat treatment, the racket was taken out and the surface pressure was measured, and the holding ratio with respect to the surface pressure before the heat treatment was determined.
(Retention ratio) = [(surface pressure after heat treatment) / (surface pressure before heat treatment)] × 100
Retention rate 50% or more: ○
Retention rate 25% or more and less than 50%:
Retention rate less than 25%: ×
Judged by.

[比較例1]
ポリエステル系エラストマー(B1)の代わりに脂肪族ポリエステル(B2)を用いて、重量混合比(A1)/(B2)/(C1)=92/8/0.2とした以外は、実施例1と同条件の操作でモノフィラメントを製造した。得られたモノフィラメントの評価結果を表1に示す。比較例1のモノフィラメントは、実施例1〜3のモノフィラメントに比べ透明であった。
[Comparative Example 1]
Example 1 except that aliphatic polyester (B2) was used instead of polyester elastomer (B1) and the weight mixing ratio (A1) / (B2) / (C1) = 92/8 / 0.2 was used. Monofilaments were produced under the same conditions. The evaluation results of the obtained monofilament are shown in Table 1. The monofilament of Comparative Example 1 was more transparent than the monofilaments of Examples 1-3.

[比較例2]
架橋剤を添加しなかった以外は、実施例1と同条件の操作でモノフィラメントを製造した。得られたモノフィラメントの評価結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
A monofilament was produced by the same operation as in Example 1 except that no crosslinking agent was added. The evaluation results of the obtained monofilament are shown in Table 1.

表1から、実施例1〜3のモノフィラメントは、ポリ乳酸−脂肪族ポリエステル共重合体を用いた比較例1のモノフィラメントや、架橋剤を添加しなかった比較例2のモノフィラメントに比べ、耐久性、耐熱性が著しく向上したことが明らかである。実施例1〜3の中では、過酸化物架橋剤を用いた実施例1が最も良い結果が得られた。   From Table 1, the monofilaments of Examples 1 to 3 are more durable than the monofilament of Comparative Example 1 using a polylactic acid-aliphatic polyester copolymer and the monofilament of Comparative Example 2 in which no crosslinking agent was added. It is clear that the heat resistance has improved significantly. Among Examples 1 to 3, Example 1 using a peroxide crosslinking agent gave the best results.

[実施例4]
ポリ乳酸(A1)とポリエステル系エラストマー(B1)とを各々真空乾燥した後、表1に示すように(A1)、(B1)及び架橋剤トリアリルシアヌレート(C4)を、重量混合比(A1)/(B1)/(C4)=92/8/1.0にてV型ブレンダーで混合した。これを210℃に設定された30mm同方向2軸押出混練機に連続的に供給して溶融押出し、ストランド化、ペレタイズ化して紡糸原料を準備した。
[Example 4]
After the polylactic acid (A1) and the polyester-based elastomer (B1) were each vacuum dried, as shown in Table 1, (A1), (B1) and the crosslinking agent triallyl cyanurate (C4) were mixed in a weight mixing ratio (A1 ) / (B1) / (C4) = 92/8 / 1.0. This was continuously supplied to a 30 mm same-direction twin-screw extruder kneader set at 210 ° C., melt-extruded, made into a strand and pelletized to prepare a spinning raw material.

得られた原料を用いて、実施例1と同条件の操作でモノフィラメントを製造した。得られた未架橋モノフィラメントの評価結果を表1に示す。この未架橋状態では、耐熱性は劣っていた。   Using the obtained raw material, a monofilament was produced under the same conditions as in Example 1. The evaluation results of the obtained uncrosslinked monofilament are shown in Table 1. In this uncrosslinked state, the heat resistance was poor.

次に、未架橋モノフィラメントに電子線を照射して架橋させた。電子線照射条件は、15kGy、30kGyの2通りで行った。評価結果を表1に示す。架橋によって、モノフィラメントの耐熱性が向上した。   Next, the uncrosslinked monofilament was crosslinked by irradiation with an electron beam. The electron beam irradiation conditions were two ways of 15 kGy and 30 kGy. The evaluation results are shown in Table 1. Cross-linking improved the heat resistance of the monofilament.

Figure 0004249744
Figure 0004249744

Claims (7)

重量比で表して、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部と、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部と、架橋剤(C)0.01〜5重量部とを含む材料から形成されたモノフィラメントであって、
ポリエステル系エラストマー(B)は、芳香族含有ポリエステル成分からなるハードセグメントと、ポリエーテルグリコール成分又は脂肪族ポリエステル成分からなるソフトセグメントとのポリエステルブロック共重合体である、モノフィラメント
A material containing 80 to 97 parts by weight of a polylactic acid polymer (A), 3 to 15 parts by weight of a polyester elastomer (B), and 0.01 to 5 parts by weight of a crosslinking agent (C), expressed by weight ratio. a monofilament formed of,
The polyester elastomer (B) is a monofilament that is a polyester block copolymer of a hard segment made of an aromatic-containing polyester component and a soft segment made of a polyether glycol component or an aliphatic polyester component .
ポリエステル系エラストマー(B)の融点は150〜190℃である、請求項に記載のモノフィラメント。 The melting point of the polyester-based elastomer (B) is 150 to 190 ° C., the monofilament of claim 1. 架橋剤(C)は、過酸化物架橋剤、カルボジイミド系架橋剤、エポキシ系架橋剤、及び、アリル又はビニル系架橋剤からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1又は2に記載のモノフィラメント。 Crosslinking agent (C) is a peroxide crosslinking agent, a carbodiimide crosslinking agents, epoxy crosslinking agents, and is at least one selected from the group consisting of allyl or vinyl-based crosslinking agent, according to claim 1 or 2 Monofilament. 架橋剤の反応により架橋構造を有している、請求項1〜のうちのいずれか1項に記載のモノフィラメント。 The monofilament according to any one of claims 1 to 3 , which has a crosslinked structure by a reaction of a crosslinking agent. 請求項1〜のうちのいずれか1項に記載のモノフィラメントからなるラケット用ストリング。 The string for rackets which consists of a monofilament of any one of Claims 1-4 . 請求項1〜のうちのいずれか1項に記載のモノフィラメントが構成部材の一部として用いられているラケット用ストリング。 The string for rackets in which the monofilament of any one of Claims 1-4 is used as a part of structural member. 重量比で表して、ポリ乳酸系重合体(A)80〜97重量部と、ポリエステル系エラストマー(B)3〜15重量部と、架橋剤(C)0.01〜5重量部とを含む材料を溶融紡糸し延伸する工程と、
溶融紡糸前もしくは溶融紡糸時に、又は延伸の後に、架橋反応させる工程と、
を含むモノフィラメントの製造方法であって、
ポリエステル系エラストマー(B)は、芳香族含有ポリエステル成分からなるハードセグメントと、ポリエーテルグリコール成分又は脂肪族ポリエステル成分からなるソフトセグメントとのポリエステルブロック共重合体である、モノフィラメントの製造方法
A material containing 80 to 97 parts by weight of a polylactic acid polymer (A), 3 to 15 parts by weight of a polyester elastomer (B), and 0.01 to 5 parts by weight of a crosslinking agent (C), expressed by weight ratio. A step of melt spinning and stretching,
A step of crosslinking reaction before or after melt spinning, or after stretching,
A method for producing a monofilament comprising
The polyester elastomer (B) is a method for producing a monofilament, which is a polyester block copolymer of a hard segment composed of an aromatic-containing polyester component and a soft segment composed of a polyether glycol component or an aliphatic polyester component .
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