JP5487629B2 - ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、精密印刷向けスクリーン紗用途に適したポリエステルモノフィラメント、詳しくは、ポリエチレンテレフタレート系複合ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法に関するものである。
従来、印刷用のスクリーン紗としては絹などの天然繊維やステンレスなどの無機繊維からなるメッシュ織物が広く使用されてきたが、近年、柔軟性や耐久性があり、かつ寸法安定性のあるナイロンやポリエステルなどの有機繊維からなるメッシュ織物が使用されることが多くなっている。そのなかで現在、ポリエステルモノフィラメントからなるスクリーン紗はナイロンからなるものと比較して水分の影響も少なく、また価格面からも有利であるためとりわけ広く利用されてきている。
しかしながら、最近の家電や携帯電話、パソコン向けなどの電子回路の印刷分野などにおいては印刷精度向上に対する要求が厳しくなってきていることから、メッシュがより細かく、紗張りなどにおいて伸びの少ない寸法安定性に優れたスクリーン紗が要求されてきている。すなわちスクリーン紗用原糸に対しては細繊度化、高強度、高モジュラスが求められている。
一般に、ポリエステル繊維を高強度、高モジュラス化するためには、原糸の製造工程において高倍率で延伸を行い、高配向、高結晶化すれば良いことが判っているが、高倍率延伸を実施すると、急激な構造変化により繊維内部に力学的な歪み、すなわち応力が発生し蓄積される。この力学的歪みは時間とともに減少していく傾向にあり、これを応力緩和と称しているが、この応力緩和は高倍率延伸で得られた繊維をボビンに巻き取した際にはパーンパッケージ全体に均一に進まないことが多く、応力緩和の進んでいない部分は筋状の光沢異常となって現れてくる。この異常をパーン引けと称している。
現在、スクリーン紗は製織後乳剤を塗布してそれを感光、硬化させることにより、電子回路を写し取るという工程を経て印刷用となる。このため、乳剤を感光、硬化させる際に、照射光のハレーションが発生すると印刷精度の悪化を招くことから、製織後淡色系染料にて染色することでハレーションの発生を軽減させている。しかしながら前述のパーン引けの部分は染色後においても筋状の異常部分として残ってしまうため、スクリーン紗の品位を低下させるのみならず、正常部分との光沢差が発生し乳剤感光時に感光斑などを発生させる原因となってしまい、ひいては印刷精度の低下が発生しハイメッシュ化による高精度印刷には適さない品位のものとなってしまう。
また、精密印刷向けの高品位スクリーン紗を得るためには、ポリエステルモノフィラメントに付随するスナールが問題となることが判っている。詳しくは、通常スクリーン紗の製織工程において経糸は約６００〜８００本単位の部分整経機にて２００ｍ／分〜５００ｍ／分の解舒速度で整経ドラムに巻き取られる。この整経工程において、工程上やむを得ない運転の一時停止等によりオーバー解舒となり「糸だるみ」が発生、さらにフィラメント同士で絡み合い、撚糸となって固定される。これがいわゆるスナールである。再度の運転時、この形状を維持したまま整経ドラムに巻き込まれることで、製織時に経糸切れを多発させ、一部は紗内へ織り込まれる事により紗品位を著しく低下させる。整経解舒時には通常リングテンサー、ワッシャーテンサー等にて解舒張力が５〜１０ｇに設定されているが、この張力調整によるスナール抑制は極めて効果が低いことが確認されている。更にポリエステルモノフィラメントの繊度が１３ｄｔｅｘ以下のような細繊度では悪化傾向を示すことが認められた。
ここにスナール体質とは、未延伸糸を通常の延伸機（ドローツイスター）にて延伸する際に、トラベラーの回転により糸が加撚された結果であると考えられる。
従来、ポリエステルモノフィラメントの製造においては、一旦紡糸し巻き取った未延伸糸を、公知の延伸機（ドローツイスター）を用いて５００〜１５００ｍ／分の速度で一段または多段にて延伸してパーン状に巻き取る方法が提案されている（特許文献１〜４参照）。しかしながら、ドローツイスターでは一般的に、糸条をリングによってボビン方向にトラバースさせ、リング状にボビン周方向に回転自在に取り付けられたトラベラーによって糸条の走行方向を９０°方向転換しボビンに巻き付けるが、このトラベラーのしごきによって巻取張力が高くなり、パッケージ端部とパッケージ中央で糸条の残留収縮応力の緩和の度合いが異なり、パーン引けを回避することはできない。また、延伸機（ドローツイスター）によって糸が加撚されるため、スナールの問題を回避することはできない。
また、未延伸糸を公知の延伸機（ドローツイスター）を用いて延伸してパーン状に巻き取る方法において、パーンパッケージの端部面積の割合を極力小さくした形状とすることで、パッケージ端部とパッケージ中央での糸条の残留収縮応力差を抑え、パーン引けを回避する方法が提案されている（特許文献５、６参照）。しかしながらこの方法は、実質的には一段延伸であるため、本願の目的とするような高強度、高モジュラスのポリエステルモノフィラメントを得ることはできない。その上、延伸機（ドローツイスター）によって糸が加撚されるため、スナールの問題を回避することはできない。
また、ポリエステルモノフィラメントの他の製造方法としては、紡糸した未延伸糸を一旦巻き取ることなく直接延伸して巻き取る、いわゆる直接紡糸延伸法が知られており、従来例では３０００ｍ／分以上の速度で張力付与ロール、加熱供給ロール、加熱延伸ロールおよび非加熱のゴデットロールからなる延伸系において、加熱延伸ロールと非加熱のゴデットロールの間で糸条に０．１％〜１０％のストレッチを与え、ドラム巻きする方法が提案されている（特許文献７参照）。また別に、同様の方法にて直接紡糸延伸した後にボビン巻きする方法が提案されている（特許文献８参照。）。しかしながら、これらの方法は、いずれも実質的に一段延伸であるため、本願の目的とするような高強度、高モジュラスのポリエステルモノフィラメントを得ることはできない。その上、最終ホットロールの後の非加熱のゴデットロールが１セット、もしくは存在しないため、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間にかけるべき高張力と、巻取時にかけるべき低張力を両立することができないため、本願が目的とするような高モジュラスと応力緩和の均一性、すなわちパーン引けの回避を両立することはできない。
このように従来技術では原糸の高強度、高モジュラス化と、パーン引けの防止という相反する課題を解決するには至っていなかったのである。
したがって、精密印刷向けのスクリーン紗を得るために必要な特性、すなわち細繊度、高強度、高モジュラスで、スクリーン紗に使用した際に寸法安定性に優れ、かつパーン引けやスナールなどの問題がなく優れた紗品位となるポリエステルモノフィラメントの出現が強く求められていた。
特開２００４−２３２１８２号公報（特許請求の範囲） 特開２００３−２１３５２０号公報（特許請求の範囲） 特開２００３−２１３５２７号公報（特許請求の範囲） 特開２００３−２１３５２８号公報（特許請求の範囲） 特開２００１−３５５１２３号公報（特許請求の範囲） 特開２００１−２７９５２６号公報（特許請求の範囲） 特開平５−２９５６１７号公報（特許請求の範囲） 特開２００４−２２５２２４号公報（特許請求の範囲）
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決しようとするものであり、細繊度、高強度、高モジュラスで、スクリーン紗に使用した際に寸法安定性に優れ、かつパーン引けやスナールなどの問題がなく優れた紗品位となるポリエステルモノフィラメント、詳しくは、ポリエチレンテレフタレート系複合ポリエステルモノフィラメントを糸切れが少なく工程的に安定して提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するため、ポリエステルモノフィラメントの製造において、ボビン巻きのパッケージ形状と多段延伸後の巻取条件を適正化することで、高強度、高モジュラスと、繊維長手方向の湿熱応力差、スナール抑制の両立、すなわちスクリーン紗とした際に、優れた寸法安定性とパーン引けやスナール等ない優れた紗品位を両立できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は上記の目的を達成するため、次の構成を採用するものである。
（１）芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルが芯鞘型に複合されたポリエステルモノフィラメントであって、次の（ａ）〜（ｅ）の構成要件を全て満足することを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
（ａ）繊度が３．０〜１３．０ｄｔｅｘであること。
（ｂ）破断強度が６．０〜９．３ｃＮ／ｄｔｅｘであること。
（ｃ）１０％伸長時の強度が５．０〜９．０ｃＮ／ｄｔｅｘであること。
（ｄ）繊維長手方向の湿熱応力差が３．０ｃＮ以下であること。
（ｅ）残留トルク値が４コ／ｍ以下であること。
（２）芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルの２成分を芯鞘型に複合して紡糸口金から溶融押出しして、冷却固化した後、得られた未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して延伸し巻き取る直接紡糸延伸法によりポリエステルモノフィラメントを製造するに際して、次の（ｆ）〜（ｉ）の工程要件を全て満足することを特徴とする（１）記載のポリエステルモノフィラメントの製造方法。
（ｆ）芯成分を構成する高粘度ポリエステルの固有粘度が０．７０〜１．５０であり、鞘成分を構成する低粘度ポリエステルの固有粘度が０．４０〜０．７０であり、さらに芯成分ポリエステルと鞘成分ポリエステルの固有粘度差が０．２０〜１．００である。
（ｇ）未延伸糸を、ホットロールを３セット以上有する多段延伸工程により４．０〜７．０倍で多段延伸した後に、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間で−２％〜８％でリラックス処理を行う。
（ｈ）最終ホットロールにより熱処理された糸条を、２個以上の非加熱のゴデットロールを介して巻き取る。
（ｉ）非加熱のゴデットロールを出て走行する糸条の進行方向に対して、回転軸が直角となるようスピンドルを配置し、該スピンドルをスピンドル回転軸方向にトラバース動作させることで、スピンドルに装着されたボビン上に糸条をパッケージの両端部がテーパー状となるように巻き上げ、パーンのパッケージ形状を下記式とする。
０．１Ｌ≦Ｌｔ≦０．４Ｌ
ここで、Ｌ：パーンにおいて糸が巻き取られている部分の長さ、Ｌｔ：パーンパッケージにおけるテーパー部分の長さ、をそれぞれ表す。
（ｊ）巻取張力を０．１〜０．４ｇ／ｄｔｅｘに制御する。
本発明によれば、従来技術では成し得なかった精密印刷向けスクリーン紗用途に適したポリエチレンテレフタレート系複合ポリエステルモノフィラメントが得られる。更に詳しくは、本発明によれば、ポリエステルモノフィラメントの製造において、ボビン巻きのパッケージ形状と多段延伸後の巻取条件を適正化することで、高強度、高モジュラスと、繊維長手方向の湿熱応力差、スナール抑制の両立、すなわちスクリーン紗とした際に、優れた寸法安定性とパーン引けやスナール等ない優れた紗品位を両立できるポリエステルモノフィラメントが得られ、その製造に際して糸切れが少なく工程的に安定した製糸性が得られる。
本発明におけるパーンのパッケージ形状の一例を示す図。 本発明で用いられる製糸工程（直接紡糸延伸法）の一例を示す側面図。 本発明の実施例で用いる直接紡糸延伸装置の概略図。 本発明の比較例で用いる延伸装置の概略図。
本発明のポリエステルモノフィラメントについて説明する。
本発明のポリエステルモノフィラメントは、その横断面において芯成分が鞘成分により覆われ、芯成分が表面に露出していないように配置された芯鞘型複合ポリエステルモノフィラメントである。
一般に、ポリエステル繊維を高強度、高モジュラス化するためは、原糸の製造過程において高倍率で延伸を行い、高配向、高結晶化すれば良いことが判っているが、スクリーン紗の製造工程は高密度の織物を高速で製織するため、極めて多数回、筬などの強い摩擦にさらされることとなり、表面の結晶化の進行と相まってフィラメント表面の一部が削り取られ、ヒゲ状あるいは粉状のかす、いわゆるスカムが発生しやすいが、この現象は高配向、高結晶化したものほど重度となる傾向にある。このスカムは量的に少量であっても織機に飛散し、その一部はスクリーン紗の中に織り込まれる危険性がある。こうなると精密印刷用のハイメッシュ織物においては、メッシュの詰まりという致命的な欠陥となる恐れがあり、スカムの発生防止はスクリーン紗においては重要な課題である。
本発明のポリエステルモノフィラメントは、良好な耐スカム性を得るという観点から鞘成分に用いるポリエステルの固有粘度を芯成分ポリエステルの固有粘度より低くする必要があり、その差を０．２０〜１．００にすることが好ましい。固有粘度の差を０．２０以上とすることで鞘成分のポリエステル、すなわちポリエステルモノフィラメント表面の配向度および結晶化度を抑えることができ、良好な耐スカム性を得ることができる。また、溶融紡糸の口金吐出孔内壁面におけるせん断応力を鞘成分が担うため、芯成分が受けるせん断力は小さくなる。これにより芯成分は分子鎖配向度が低く、かつ均一な状態で紡出されるため、最終的に得られるポリエステルモノフィラメントの強度が向上する。一方、ポリエステルモノフィラメントが高強度を有するためには鞘成分の配向も適度に必要となるため、固有粘度の差が１．００より大きいと満足する原糸強度が得られない。さらに好ましいポリエステルの固有粘度差は０．３０〜０．７０である。
本発明におけるポリエステルの固有粘度は、芯成分の高粘度ポリエステルにおいては０．７０〜１．５０の範囲であることが好ましい。固有粘度を０．７０以上とすることにより、十分な強度と伸度を兼ね備えたポリエステルモノフィラメントを製造することが可能となる。より好ましい固有粘度は０．８０以上である。また、固有粘度の上限は溶融押出し等の成形の容易さの点から１．５０以下が好ましく、さらに製造コストや工程途中の熱や剪断力によって起きる分子鎖切断による分子量低下の影響を考慮すると、より好ましくは１．５０以下である。
一方、鞘成分の低粘度ポリエステルは、固有粘度を０．４０以上にすることにより安定した製糸性が得られる。より好ましい固有粘度は０．５０以上である。また、良好な耐摩耗性、すなわち耐スカム性を得るためには、低粘度ポリエステルの固有粘度は０．７０以下であることが好ましい。
ここで、本発明のポリエステルモノフィラメントのポリエステルとしては、ポリエチレンレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する）を主成分とするポリエステルが用いられる。
本発明で用いるＰＥＴとしては、テレフタル酸を主たる酸成分としエチレングリコールを主たるグリコール成分とする、９０モル％以上がエチレンテレフタレートの繰り返し単位からなるポリエステルを用いることができる。ただし、１０モル％未満の割合で他のエステル結合を形成可能な共重合成分を含むものであっても良い。このような共重合成分としては、例えば、酸性分として、イソフタル酸、フタル酸、ジブロモテレフタル酸、ナフタリンジカルボン酸、オクトエトキシ安息香酸のような二官能性芳香族カルボン酸、セバシン酸、シュウ酸、アジピン酸、ダイマ酸のような二官能性脂肪族カルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などのジカルボンサン類が挙げられ、また、グリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡや、シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールなどのポリオキシアルキレングリコールなどを挙げることができるが、これらに限られるものではない。
また、艶消剤として二酸化チタン、滑剤としてシリカやアルミナの微粒子、抗酸化剤としてヒンダードフェノール誘導体、さらには難燃剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤および着色顔料等を必要に応じてＰＥＴに添加することができる。
また、芯成分のＰＥＴはポリエステルモノフィラメントの強度を主に担うため、通常ポリエステル繊維に添加される酸化チタンに代表される無機粒子の添加物は０．５ｗｔ％未満であることが好ましい。一方、鞘成分のＰＥＴはポリエステルモノフィラメントの耐摩耗性を主として担うため酸化チタンに代表される無機粒子を０．１ｗｔ％〜０．５ｗｔ％程度添加させることが好ましい。
次に、本発明のポリエステルモノフィラメントの形状について説明する。
本発明のポリエステルモノフィラメントは、先に述べたように、その横断面において芯成分が鞘成分により覆われ、芯成分が表面に露出していないように配置された芯鞘型複合ポリエステルモノフィラメントである。ここで芯鞘型とは芯成分が鞘成分により完全に覆われていれば良く、必ずしも同心円状に配置されている必要はない。なお、断面形状については丸、扁平、三角、四角、五角など幾つもの形状があるが、安定した製糸性および高次加工性を得やすいという点や、スクリーン紗の目開きの安定性などにより丸断面が好ましい。
本発明においては、芯成分、鞘成分ともにポリエステルであるため、ポリエステル／ナイロン複合糸に度々発生するような複合界面での剥離という減少は起きにくい。しかしながら鞘成分によるスカム抑制効果と芯成分による高強度化を両立するという点で、芯成分：鞘成分の複合比は６０：４０〜９５：５の範囲とすることが好ましく、より好ましい複合比は、７０：３０〜９０：１０の範囲である。
ここで、本発明で定義する複合比とは、ポリエステルモノフィラメントの横断面写真においてポリエステルモノフィラメントを構成する２種のポリエステルの横断面積比率である。
本発明のポリエステルモノフィラメントの繊度は、３．０ｄｔｅｘ〜１３．０ｄｔｅｘの範囲であることが重要である。精密印刷に適した＃４００（１インチ＝２．５４ｃｍ当たり４００本）以上のハイメッシュスクリーン紗を得るためには、繊度として１３．０ｄｔｅｘ以下である。従来、中程度のメッシュ数のスクリーン紗は＃１２０〜３００であり、これらに対して繊度１５〜２５ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントが使用されている。しかしながら、＃４００以上のハイメッシュスクリーン紗の場合、１本あたりのメッシュ格子間隔は非常に小さいものとなるため、繊度１５〜２５ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを使用した場合、１格子当たりのオープニング（目開き）が非常に小さくなるため、筬とポリエステルモノフィラメントの擦過によってスカムが発生し易くなり、結果として＃４００以上のスクリーン紗が得られないこととなる。したがって本発明のポリステルモノフィラメントの繊度の上限としては１３．０ｄｔｅｘであり、＃４５０以上のスクリーン紗では８．０ｄｔｅｘ以下、＃５００以上のスクリーン紗では６．０ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。また、繊度の下限としては、製織性、特にスルーザ織機における緯糸の飛送性の点で３．０ｄｔｅｘ以上であり、より好ましくは４．０ｄｔｅｘ以上である。上記のような繊度を達成するためには、ポリエステルモノフィラメントの製造において、吐出量および紡糸口金を適宜変更すればよい。
次に、本発明のポリエステルモノフィラメントの物性について述べる。
スクリーン印刷では、一般的に印刷パターンの精度を向上させるために、紗張りテンションを高くし、スクリーン紗と被印刷物の距離を小さくする方法が採られている。紗張りの際、テンションを高くするためにはポリエステルモノフィラメント１本あたりの強力を向上させる。
また、印刷業界の要求は厳しく、細繊度でハイメッシュ、すなわち、織密度の高いメッシュ織物を要求している製織過程で糸にかかる張力は必ずしもその繊度に比例するわけではなく、ポリエステルモノフィラメント１本当たりの強力が高いことが必要であり、細くなればなるほど、より破断強度の高いものとする必要がある。
ここで、本発明のポリエステルモノフィラメントは、高精度印刷に適した高強力モノフィラメントであり、破断強度を６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、１０％伸長時の強度（モジュラス）を５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることにより、製織性の低下や紗伸びなどの発生を抑え、高い寸法安定性を得ることができる。また、前記したように紗張りのテンションをより高くし、より精密な印刷を可能にするには、破断強度を７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが好ましく、より好ましくは８．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることである。また、１０％伸長時の強度（モジュラス）は好ましくは６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは７．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とするのがよい。一方、耐スカム性の点で配向や結晶化度を抑える必要があるため、破断強度は９．３ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、９．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。また、１０％伸長時の強度（モジュラス）は９．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下でがあり、８．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。上記のような破断強度および１０％伸長時の強度（モジュラス）を達成するためには、後述のとおり、高粘度のポリエステルを使用し溶融紡糸して、未延伸糸を高倍率多段延伸した後、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間で適正な範囲で正負のリラックス処理を行えばよい。
次に、本発明におけるポリエステルモノフィラメントは、繊維長手方向における湿熱収縮時の応力差が３．０ｃＮ以下である。本発明において要求される高強度、高モジュラスのスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントを得るために高延伸倍率を実施すると、急激な構造変化によって繊維内部に応力が発生し、かつその応力の緩和はパーンおいては均一に進まず、その差異がパーン引けの原因となることは先に述べた。その応力緩和の状態は、その繊維を湿熱収縮させた際に発生する応力を測定することで確認できるが、その湿熱収縮時の応力が繊維長手方向で差異が認められるということは、ある部分は応力緩和が進んでおり、一方ある部分は応力緩和が進んでいないことを示している。その応力の差、すなわち繊維長手方向での湿熱収縮時の応力差がある一定の限界、すなわち３．０ｃＮを超えるとパーン引けが認められるようになるため、これによりスクリーン紗の品位低下を招いてしまうのである。したがって、繊維長手方向での湿熱収縮時の応力差を３．０ｃＮ以下とすることでパーン引けの発生を抑制することができるため、本願の目的とする優れた寸法安定性を有し、かつパーン引けなどの品位の問題もなく高品位で精密印刷に好適なスクリーン紗用途原糸を得ることが可能となる。さらにこの応力差を２．０ｃＮ以下とすることで、より高いパーン引け抑制効果を得ることができるため好ましい。上記のような繊維長手方向での湿熱収縮時の応力差を達成するためには、後述のとおり、ポリエステルモノフィラメントの繊維内部において応力の緩和が均一となるような条件にて巻き取ることが重要である。
また、本発明のポリエステルモノフィラメントは、残留トルク試験で得られる残留トルク値が４コ／ｍ以下であることである。該残留トルク値が４コ／ｍを超えると、整経工程で、解舒スナールが発生することにより、ポリエステルモノフィラメントが整経ドラム内へ巻き込まれる現象を抑制できず、本発明の目的である高品位のスクリーン紗を達成することはできない。該値は少なければ少ないほど、すなわち０に近づけば近づくほど好ましく、好ましくは３コ／ｍ以下、より好ましくは２コ／ｍ以下であるのがよい。上記のような残留トルク値を達成するためには、後述のとおり、未延伸糸を通常の延伸機にて延伸する２工程法ではなく、紡糸口金から吐出された糸条を一旦巻き取ることなく、引き続き延伸を行う直接紡糸延伸法（以下、ＤＳＤ法と称することがある。）にて製造すればよい。
次に本発明のポリエステルモノフィラメントの好ましいパッケージ形状について説明する。
繊維の巻取方法にはボビン巻きやドラム巻きなどが一般的に用いられるが、巻取張力を低く設定でき高倍率延伸により発生した応力緩和を進め易い点、高次加工工程での解舒性が良好で高次通過性が安定している点、型くずれ、糸落ちなどがなくパッケージが安定している点、設備的および作業的に細繊度化にも対応しやすい点などにより、ボビン巻きとなす方がより好ましい。
高倍率延伸によって発生した力学的な歪み、すなわち応力は、繊維がボビンに巻き取られた直後から緩和し始めるが、その緩和はパーンパッケージ全体に均一に起こるのではなく、パッケージのテーパー部分と他の部分では進み方に差異があり、テーパー部分の方がより応力が残留しやすいことが判っている。したがって許す限りパッケージのテーパー部分の割合を小さくすることによってこの差異を小さくすることができ、ひいてはパーン引けの発生を抑制することができる。
しかしながらパーンパッケージの形状は、先に述べた解舒性や型くずれなどと密接な関係があるため、型くずれの防止とパーン引けの防止の観点から、そのパッケージ形状を下記（１）式とするのが好ましい。
０．１Ｌ≦Ｌｔ≦０．４Ｌ ・・・式（１）
（ここでＬはパーンにおいて糸が巻き取られている部分の長さを、Ｌｔはパーンパッケージにおけるテーパー部分の長さをそれぞれ表す。）Ｌｔを０．４Ｌ以下とすることで、パーン引けの抑制効果が得られて好ましく、０．３Ｌ以下がより好ましい。図１に、本発明におけるパーンのパッケージ形状の一例を示す。
次いで、本発明のポリエステルモノフィラメントの好ましい製造方法について説明する。
本発明のポリエステルモノフィラメントは、芯成分である高粘度ＰＥＴと鞘成分である低粘度ＰＥＴをそれぞれ溶融し押出し、複合紡糸機を用い、所定の複合パックに送り、パック内で両ポリマーを濾過した後、紡糸口金で芯鞘型に貼り合わせて複合紡糸し、紡糸口金から吐出された糸条を一旦巻き取ることなく引き続き延伸を行う直接紡糸延伸法（以下、ＤＳＤ法と称する）によって製造することができる。
本発明の製造法における特徴は、第１に、紡糸口金から吐出された糸条を一旦巻き取ることなく、ホットロールを３セット以上有する多段延伸工程により４．０倍〜７．０倍に多段延伸した後に、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間で−２〜８％のリラックス処理を行うことである。
本発明の多段延伸とは多段に組み合わされたホットロールの回転数を変更することにより、未延伸糸を４．０倍〜７．０倍に延伸する工程をいう。本発明の目的である高強度、高モジュラスを達成するためには未延伸糸を高倍率延伸することが必要となるが、２セットのホットロールで１段延伸にてこれを行うと、延伸張力が増大するため、糸斑が増大したり、糸切れが多発したりする等の問題が発生するため、多段のロールを組み合わせることにより行う必要がある。但し、コスト、装置スペースおよび操作性を考えるとホットロールの数は３〜６セットとすることが好ましい。なお、ホットロールについては１ホットロール−１セパレートロールの構成、あるいは２ホットロール構成（いわゆるデュオタイプ）の何れを用いても良く、２ホットロールで１セットとカウントするものである。
また、本発明に用いるホットロールの表面状態は特に限定されるものではない。
本発明における多段延伸のトータル延伸倍率は４．０倍〜７．０倍とすることが好ましい。延伸倍率を４．０倍未満とした場合、得られる延伸糸の繊維構造が低配向となるため、高強度ポリエステルモノフィラメントを得ることが困難となる。７．０倍を超える倍率で行った場合、延伸張力が極めて高くなるため、糸切れが多発し、製糸性が悪化するだけでなく、残留応力の増加によるパーン引けの悪化を助長する。したがって、多段延伸の際の延伸倍率は４．０倍〜７．０倍とすることが好ましく、より好ましくは４．５倍〜６．５倍、更に好ましくは５．０倍〜６．０倍とすることである。
本発明におけるリラックス処理とは、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間でロールの回転数を変更することによって行われる。
通常、リラックス熱処理と言われる技術は２セットのホットロール間で行われ、十分に結晶化を行い、繊維構造を固定し、延伸糸の熱収縮率の低下を目的とした技術であり、本技術のリラックス処理とは技術内容およびその目的が異なる、
本発明のリラックス処理は、ポリエステルモノフィラメントの非晶部分の配向制御、すなわちモジュラスの制御（高モジュラス化）を目的としており、−２％〜８％の範囲のリラックス率をとることである。具体的には最終ホットロール速度（Ｖ１）と非加熱のゴデットロール速度（Ｖ２）の速度比（Ｖ２／Ｖ１）が０．９２〜１．０２となるようにする。リラックス率を−２％未満とした場合、ロール間の張力が高くなるため糸切れが多発する。一方、リラックス率が８％を超える範囲で行うと非晶部分の配向が低下するため高モジュラスのポリエステルモノフィラメントを得ることができない。より好ましいリラックス率の範囲は−１％〜３％である。
本発明の製造法における特徴は、第２に、最終ホットロールにより熱処理された糸条を、２個以上の非加熱のゴデットロールを介して巻き取ることである。
本発明の目的である高強度、高モジュラスを達成するためには、前述のとおり最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間でリラックス処理を行う。一方、後述のとおりパーン引けを回避する点で非加熱のゴデットロールを出た糸条をパーンに巻き取る際の巻取張力は、極力低いことが好ましいが、本発明のような細繊度糸条の低張力巻取は非常に困難である。したがって、両者の要求を満足するためには非常に高度な張力管理が要求される。
そこで、本発明のポリエステルモノフィラメントを製造するにあたっては、最終ホットロール後に非加熱のゴデットロールを２個以上設ける構成とするのが好ましい。最終ホットロールから巻取までの間に２個以上のゴデットローラを設けると、最終ホットロール−非加熱のゴデットロール間でリラックス処理により物性を固め、次に複数の非加熱のゴデットロール間で、熱セットされた糸条を冷却すると共に、ロール間に速度差を設けることで繊維構造を一定レベル緩和させることができる上に高度な張力調整が可能となるため、非加熱のゴデットロール−巻取間での物性変化が無く、糸条にかかる張力を容易に調整することができ、安定した低張力巻取が可能となるのである。
また、本発明に用いる非加熱のゴデットロールの表面状態は特に限定されるものではないが、糸条把持性を維持するためには、鏡面や溝付き鏡面ロールであることが好ましい。梨地ロールも使用可能であるが、高度な張力管理が要求される。仮に非加熱のゴデットロール上で糸条のスリップが発生した場合、糸条のリラックス処理不足や長手方向での繊度斑を誘発し、強度、モジュラス低下や糸切れを引き起こす。
ここでいう鏡面とは、ローラの表面粗度が１Ｓ以下のものであり、梨地とは表面粗度が２〜４Ｓのものを指す。表面粗度とは、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１に記載される最大高さ（Ｒｍａｘ）の区分である。鏡面または溝付き鏡面とすることにより、糸条を効率的に把持することができる。そのため、糸条はロールの前後で一定の張力を保って安定した走行が可能となり、糸条の長手方向での物性ばらつきの小さい良好な品質の製品を得易くなる。
本発明の製造法における特徴は、第３に、非加熱のゴデットロールを出て走行する糸条の進行方向に対して、回転軸が直角となるようスピンドルを配置し、該スピンドルをスピンドル回転軸方向にトラバース動作させることで、スピンドルに装着されたボビン上に糸条をパッケージの両端部がテーパー状となるように巻き上げ、パーンのパッケージ形状を（１）式とすることである。前述のとおり、本発明のポリエステルモノフィラメントにおいてパーン引けを抑制するためには、パーンパッケージの形状において許す限りテーパー部分の割合を小さくすることによって、残留応力の差異を小さくすることが好ましい。ここで、パーンを上記の形状にて巻き取るにあたっては、通常の２工程法のおける延伸機のように、ロールを出て走行する糸条がガイド類（トラベラー）による屈曲を経てパッケージに巻き取られるような構成では糸削れが発生する頻度が高い。さらにガイド類（トラベラー）のしごきによって巻取張力が高くなると、パーン引けの発生が顕著になってしまう。そこで、本発明においては走行する糸条の進行方向に対して、回転軸が直角となるようスピンドルを配置し、該スピンドルに装着されたボビン上に糸条を巻き取る構成とすることにより糸削れ、パーン引けを回避することが可能となる。また、パッケージの両端部をテーパー状に巻き上げるにあたっては、ボビンを装着したスピンドルをトラバース動作させ、その制御を巻き始めから巻き終わりに向けてトラバース幅を徐々に減じるようにすればよい。トラバース制御は、トラバースの反転位置の繰り返し精度が低いと、パッケージ端部で糸条がオーバーランして糸落ちにつながってしまうため、十分に高い位置制御精度をもつ制御装置によって構成するのが好ましい。
本発明の製造法における特徴は、第４に、巻取張力を０．１ｇ／ｄｔｅｘ〜０．４ｇ／ｄｔｅｘの範囲で制御することである。一般に、巻取張力が高いとパーンパッケージの端部と中央で糸条の残留収縮応力の緩和差が大きくなり、パーン引けの問題が起こりやすい。本発明においては巻取張力を０．４ｇ／ｄｔｅｘ以下に設定することでパーン引けを回避することが可能となる。また、巻取張力を０．１ｇ／ｄｔｅｘ以上に設定することにより、非加熱のゴデットロールから巻取機間の糸揺れを低減することができ、巻取速度を上げた場合でも安定して糸条を巻き取ることができる。より好ましい巻取張力は、０．２ｇ／ｄｔｅｘ〜０．３ｇ／ｄｔｅｘである。巻取張力を制御するにあたっては、公知の巻取制御装置を用いて、張力センサによって検出された走行糸条の張力を一定とするように、ボビンが装着されたスピンドルモータの回転数を制御すればよい。
上記の技術を満足することによって、本発明のポリエステルモノフィラメントが製造可能となり、高強度、高モジュラスによる優れた寸法安定性を有しつつもパーン引け、スナール等の問題のない、紗品位の優れた高精度スクリーン印刷に好適なハイメッシュスクリーン紗が達成されるものである。
本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法の一例として、次に、非加熱の第１ゴデットロール、第１ホットロール、第２ホットロール、第３ホットロールおよび２個の非加熱のゴデットロールを介する方法について詳しく説明する。
本発明のポリエステルモノフィラメントを溶融紡糸する上では、芯成分である高粘度ＰＥＴと鞘成分である低粘度ＰＥＴをそれぞれ２８０℃〜３００℃の範囲の温度で溶融することが好ましい。ＰＥＴを溶融する方法として、プレッシャーメルター法およびエクストルーダー法が挙げられるが、均一溶融と滞留防止の観点から、エクストルーダー法による溶融が好ましい。
別々に溶融されたポリマーは、別々の配管を通り、計量された後、紡糸口金パックへ流入される。この際、熱劣化を抑制する観点から、配管通過時間は３０分以内であることが好ましい。パックへ流入された両ポリマーは、前述の紡糸口金により合流され、芯鞘型の形態に複合され、紡糸口金から吐出される。この際の紡糸温度は、２８０〜３００℃の範囲が適当である。紡糸温度がこの範囲であれば、ＰＥＴの特徴を活かしたポリエステルモノフィラメントが製造できる。
次に紡出引取の際、繊度３．０ｄｔｅｘ〜１３．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得るべく定法で紡糸すると、紡出糸条が細いために冷却され易く、変形抵抗力が大きくなるために繊維配向が大きくなり、高倍率延伸が困難となるため、紡糸口金直下の雰囲気温度を２６０℃以上に加熱保温することが好ましい。
また、非加熱のゴデットロールによる引取速度は、３００ｍ／分〜１５００ｍ／分の範囲とすることが好ましく、より好ましくは５００ｍ／分〜１０００ｍ／分の範囲とすることである。該引取速度を３００ｍ／分〜１５００ｍ／分の範囲とすると、紡糸線上で未延伸糸の繊維配向が形成されること無く、高倍率延伸が可能となり、生産性も良好に高強度ポリエステルモノフィラメントを得ることが可能となる。
延伸、巻取工程としては、紡出された糸条をホットロールと非加熱のゴデットロールを介して多段延伸、リラックス処理し、パーン状に巻き取る。
多段延伸の際、ホットロールの温度条件は走行糸条がロールに融着しない程度の温度を適宜用いることが可能であるが、通常第１ホットロールは芯成分ポリエステルのガラス転移温度＋１０℃〜３０℃とし、第２ホットロール以降は徐々に温度を増加していくことが適正である。但し、最終ホットロール前のロール温度は、最終ホットロール温度以下とすることが好ましい。
また、本発明の最終ホットロール温度は１３０℃〜２３０℃の範囲とするのが好ましい。最終ホットロール温度を１３０℃以下とすると、既記した配向の制御が困難になる上、繊維の結晶化が進みにくく、高強度ポリエステルモノフィラメントが得られない。一方、２３０℃を超えた場合には最終ホットロールでの融着が起こりやすく、製糸性が悪化するため好ましくない。より好ましい最終ホットロール温度は２００℃〜２２０℃の範囲である。
巻取速度は、通常２５００〜５０００ｍ／分の範囲において製造可能であり、工程安定性を考慮すると巻取速度は２７００〜４５００ｍ／分の範囲であることがより好ましい態様である。
なお、本発明を実施するにあたり、工程の何れかの部分において、得られるポリエステルモノフィラメントの平滑性、耐摩耗性、制電性を向上させる目的で、適当な仕上げ剤（油剤）を付与することが好ましい。給油方式としては給油ガイド方式、オイリングロール方式、スプレー方式などを挙げることができ、紡糸から巻取までの間で複数回給油しても構わない。
図２は、本発明で用いられる製糸工程（直接紡糸延伸法）の一例を示す側面図である。
図２において、紡糸口金１から吐出された糸条は、冷却後、油剤付与装置４によって油剤が付与される。次いで、速度３００ｍ／分〜１５００ｍ／分の範囲で非加熱の第１ゴデットロール５に引取られ、温度９０℃〜１１０℃の範囲、速度３００ｍ／分〜１５００ｍ／分の範囲で、鏡面の第１ホットロール６上に数ターン巻き付けられて予熱された後、第２ホットロール７との間で延伸される。次いで、第２ホットロール７と第３ホットロール８との間で延伸される。このとき、トータルの延伸倍率は４．０倍〜７．０倍である。さらに、温度１３０℃〜２３０℃の範囲の第３ホットロール８上に数ターン巻き付けられて熱セットされ、ホットロール８より−２〜８％遅い速度で回転するゴデットローラ９、１０へ引き回される。熱セットされた糸条は、ゴデットローラ９、１０によって冷却されるとともに張力が調整され、巻取機で速度２５００〜５０００ｍ／分の範囲でパッケージ１２に巻き付けられる。巻取機においては、パッケージ１２が装着されているスピンドルの回転数を制御することによって、パッケージ巻取張力が０．１ｇ／ｄｔｅｘ〜０．４ｇ／ｄｔｅｘの範囲に調整される。
本発明のポリエステルモノフィラメントは細繊度である上に、高強度、高モジュラスと、繊維長手方向の湿熱応力差、スナール抑制の両立、すなわちスクリーン紗とした際に、優れた寸法安定性とパーン引け、スナール等のない優れた紗品位を両立できるため、よりハイメッシュでスクリーン紗の紗品位要求が厳しい用途、例えば、コンパクトディスクのレーベルなどのグラフィックデザイン物や電子基盤回路などの高精密印刷に好適に用いることができる。スクリーン紗としては、このまま単独で経糸や緯糸に用いてもよく、他の繊維と交織して用いてもよく、本発明のポリエステルモノフィラメントの特長を発揮させるいかなる方法を用いても何ら差し支えない。
以下、本発明のポリエステルモノフィラメントについて実施例をもって具体的に説明する。実施例の測定値は、次の方法で測定した。
（１）固有粘度（ＩＶ）
定義式のηｒは、２５℃の温度の純度９８％以上のｏ−クロロフェノール（以下、ＯＣＰと略記する。）１０ｍＬ中に試料ポリマーを０．８ｇ溶かし、２５℃の温度にてオストワルド粘度計を用いて相対粘度ηｒを下式により求め、固有粘度（ＩＶ）を算出した。
ηｒ＝η／η０＝（ｔ×ｄ）／（ｔ０×ｄ０）
固有粘度（ＩＶ）＝０．０２４２ηｒ＋０．２６３４
ここで、
η：ポリマー溶液の粘度
η０：ＯＣＰの粘度
ｔ：溶液の落下時間（秒）
ｄ：溶液の密度（ｇ／ｃｍ３）
ｔ０：ＯＣＰの落下時間（秒）
ｄ０：ＯＣＰの密度（ｇ／ｃｍ３） 。
（２）繊度
糸条を５００ｍかせ取り、かせの質量（ｇ）に２０を乗じた値を繊度とした。
（３）破断強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）と１０％伸長時の強度（モジュラス）（ｃＮ／ｄｔｅｘ）
ＪＩＳ Ｌ１０１３（１９９９）に従い、オリエンテック製テンシロンＵＣＴ−１００を用いて測定した。
（４）繊維長手方向の湿熱収縮応力差（ｃＮ）
東レ（株）製フィラメントサーマルアナライシスシステム（略称：ＦＴＡ−５００）を用い、下記の測定条件にて測定を行い、熱収縮により繊維に発生する収縮応力を張力計で連続的に測定しチャート化した上で、最大応力と最小応力の差異を読みとった。
湿熱温度：１００℃
給糸張力：２０ｇ
給糸速度：１０ｍ／分
測定糸長：４００ｍ 。
（５）残留トルク値（コ／ｍ）
測定試料とするポリエステルモノフィラメントを、解舒撚りが加わらないように、また撚りもどりが起こらないようにして、ピンを支点に試料をＵ字に二つ折りにし、０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの初荷重下でその試料長が１ｍになるように両上端を固定した。支えピンの試料部分に０．４ｃＮ／ｄｔｅｘの微荷重をかけてから測定試料から支えピンを外し、懸垂状態のまま自己旋回させた。自己旋回が止まってから検撚し、旋回数を測ってトルク値とした。同一試料に対して１０回測定し、その平均値を算出し単位を「コ／ｍ」で表した。ただし、測定雰囲気は温度２０℃、相対湿度６５％とした。
（６）操業性（製糸性）
３２錘建て直接紡糸延伸機を用いて、１６８時間（７日間）連続紡糸を行い、製糸性（糸切れ率）を次の４段階で評価した。合格レベルは、○以上である。
○○：糸切れ率が３．０％未満
○ ：糸切れ率が３．０％以上５．０％未満
△ ：糸切れ率が５．０％以上７．０％未満
× ：糸切れ率が７．０％以上 。
（７）スクリーン紗品位
経糸、緯糸共に本発明の各実施例および各比較例のポリエステルモノフィラメントを用いて、スルーザ型織機により織機の回転数２００回転／分として下記のスクリーン紗（＃４００）を製織した。
経密度 ：４００本／２．５４ｃｍ
緯密度 ：４００本／２．５４ｃｍ
得られたスクリーン紗を速度２ｍ／分で走行させ、目視で熟練した検査技術者が検反し、スクリーン紗の検反規定に沿ってパーン引けおよび紗品位の評価を行った。その後、１０００枚印刷時の寸法安定による印刷パターンの歪みを観察し、次の４段階で総合的に評価した。合格レベルは○以上である。
○○：パーン引け等の紗品位の欠点がなく、寸法安定性が極めて良好
○ ：パーン引け等の紗品位の欠点がなく、寸法安定性が良好
△ ：パーン引け等の紗品位の欠点はないが、寸法安定性が不良
もしくは、パーン引け等の紗品位の欠点はあるが、寸法安定性が良好
× ：パーン引け等の紗品位の欠点があり、寸法安定性が不良 。
（実施例１〜１３、比較例１〜１６）
本実施例と比較例については、表１〜表５のとおりの製造条件で、ＤＳＤ法および２工程法にてポリエステルモノフィラメントを得た。なお、表中ではホットロールをＨＲ、ゴデットロールをＧＲと称する。
実施例１
芯成分として固有粘度１．００のＰＥＴ（ガラス転移温度８０℃）と鞘成分として固有粘度０．５０のＰＥＴを、エクストルーダーを用いてそれぞれ２９５℃の温度で溶融後、ポリマー温度２９０℃で、複合比が芯成分：鞘成分＝８０：２０となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。口金にかかる圧力は各ポリマーそれぞれ１５ＭＰａであった。また、各ポリマーの配管通過時間はそれぞれ１５分であった。口金から吐出された糸条は、図２の設備を用いて紡糸・延伸した。すなわち、紡糸口金１から吐出されたポリエステルモノフィラメント糸条を紡糸口金直下の雰囲気温度が２９０℃となるよう、加熱体２により積極的に加熱保温し、その後、糸条冷却送風装置３により冷却し、油剤付与装置４により仕上げ剤を付与した後、５００ｍ／分の速度で非加熱の第１ゴデットロール５に引き取り、一旦巻き取ることなく５０５ｍ／分の速度で９０℃の温度に加熱された第１ホットロール６、２０９２ｍ／分の速度で９０℃の温度に加熱された第２ホットロール７、２９２９ｍ／分の速度で２２０℃の温度に加熱された第３ホットロール８に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、２９４４ｍ／分、２９５８ｍ／分の速度で２個の表面粗度０．８Ｓ、非加熱のゴデットロール９、１０に引き回した後、巻取張力が０．２ｇ／ｄｔｅｘとなるようにスピンドル回転数を制御して、パーンの形状がＬｔ＝０．２Ｌとなるようにパッケージ１２に巻き取り、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。このポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表１のとおりであり、非常に優れた製糸性およびスクリーン紗品位が得られた。
実施例２
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例１と同様にして１０．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表１のとおりであり、製糸性は実施例１と同等に非常に優れていたが、繊度が大きくなったためスクリーン紗とした際にオープニングが小さいものとなり、スクリーン紗品位は実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例３
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例１と同様にして３．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表１のとおりであり、繊度が非常に小さくなったために製糸性は実施例１に一歩譲るものとなった。スクリーン紗品位についても緯糸の飛送性が悪く製織時に緯糸切れ発生したため、実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例４
芯成分ポリエステル（ガラス転移温度８０℃）の固有粘度を１．５０としたこと以外は、実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表１のとおりであり、固有粘度が大きくなったために紡糸張力がやや大きくなり製糸性は実施例１に一歩譲るものとなった。また残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例５
芯成分ポリエステル（ガラス転移温度８０℃）の固有粘度を０．８０とし、トータル延伸倍率を４．２倍、第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を１．４％となるように吐出量、各ロール速度および第３ホットロール温度を変更した以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表１のとおりであり、製糸性は実施例１同等非常に優れたものとなったが、芯成分の固有粘度が小さくなったために強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例６
トータル延伸倍率が６．８倍となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表１のとおりであり、延伸倍率が大きくなったために延伸張力が増加し、製糸性は実施例１に一歩譲るものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例７
トータル延伸倍率を４．６倍、第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を５．０％となるように吐出量、各ロール速度および第３ホットロール温度を変更した以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表１のとおりであり、製糸性は実施例１と同等に非常に優れていたが、延伸倍率、リラックス率を変更したことにより強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例１に一歩譲るものとなった。
Figure 0005487629
実施例８
第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を−１．５％となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表２のとおりであり、第３ホットロール−第２ゴデットロール間の張力が大きくなったために製糸性は実施例１に一歩譲るものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例９
第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を８．０％となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表２のとおりであり、製糸性は実施例１同等に非常に優れるものとなったが、リラックス率が大きくなったことで強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例１０
パーンの形状がＬｔ＝０．４Ｌとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表２のとおりであり、製糸性は実施例１同等に非常に優れるものとなったが、パッケージのテーパー部分と他の部分で残留応力の緩和の進み方に差異が生じたことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位については実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例１１
パーンの形状がＬｔ＝０．１Ｌとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表２のとおりであり、製糸性は巻取中の糸落ちが発生し易くなったことで実施例１に一歩譲るものとなったが、スクリーン紗品位については実施例１同等に非常に優れたものとなった。
実施例１２
巻取張力が０．４ｇ／ｄｔｅｘとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表２のとおりであり、製糸性は実施例１同等に非常に優れたものとなったが、巻取張力が高くなったことで残留応力が大きくなり、パーン引けが発生しやすくなったためにスクリーン紗品位については実施例１に一歩譲るものとなった。
実施例１３
巻取張力が０．１ｇ／ｄｔｅｘとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表２のとおりであり、製糸性は巻取張力が小さくなったことでロール上の糸条走行性が不安定となり実施例１に一歩譲るものとなったが、スクリーン紗品位については実施例１同等に非常に優れたものとなった。
Figure 0005487629
比較例１
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例１と同様にして１５．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表３のとおりであり、製糸性は実施例１と同等に非常に優れていたが、繊度が大きくなったためスクリーン紗とした際にオープニングが非常に小さいものとなり、スクリーン紗品位は実施例１に及ばないものとなった。
比較例２
吐出量を変えて繊度を変更したこと以外は、実施例１と同様にして２．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表３のとおりであり、繊度が非常に小さくなったために製糸性は実施例１に大きく及ばないものとなった。スクリーン紗品位についても緯糸の飛送性が悪く製織時に緯糸切れ多発したため、実施例１に及ばないものとなった。
比較例３
芯成分ポリエステルの固有粘度を２．５０としたこと以外は、実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表３のとおりであり、固有粘度が大きくなったために紡糸張力が過大となり、製糸性は実施例１に大きく及ばないものとなった。また残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例１に及ばないものとなった。
比較例４
芯成分ポリエステルの固有粘度を０．５０とし、鞘成分ポリエステルの固有粘度を０．３０とし、トータル延伸倍率を４．２倍、第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を１．４％となるように吐出量、各ロール速度および第３ホットロール温度を変更した以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表３のとおりであり、両成分の固有粘度が小さくなったために糸の強度が極小となり、製糸性は実施例１に大きく及ばないものとなり、スクリーン紗品位についても寸法安定性の点で実施例１に及ばないものとなった。
比較例５
トータル延伸倍率が７．５倍となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表３のとおりであり、延伸倍率が大きくなったために延伸張力が過大となり、製糸性は実施例１に及ばないものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例１に及ばないものとなった。
比較例６
トータル延伸倍率を３．５倍、第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を５．０％となるように吐出量、各ロール速度、第３ホットロール温度を変更した以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は３のとおりであり、製糸性は実施例１と同等に非常に優れていたが、延伸倍率、リラックス率を変更したことにより強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例１に及ばないものとなった。
比較例７
第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を−２．５％となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表３のとおりであり、第３ホットロール−第２ゴデットロール間の張力が過大となり、製糸性は実施例１に大きく及ばないものとなった。また、残留応力が大きくなったことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位についても実施例１に及ばないものとなった。
比較例８
第３ホットロール−第２ゴデットロール間のリラックス率を１０．０％となるように吐出量および各ロール速度を変更した以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表３のとおりであり、製糸性は実施例１同等に非常に優れるものとなったが、リラックス率が大きくなったことで強度、モジュラスが大きく低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位は実施例１に及ばないものとなった。
Figure 0005487629
比較例９
パーンの形状がＬｔ＝０．６Ｌとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表４のとおりであり、製糸性は実施例１同等に非常に優れるものとなったが、パッケージのテーパー部分と他の部分で残留応力の緩和の進み方に差異が生じたことでパーン引けが発生しやすくなり、スクリーン紗品位については実施例１に及ばないものとなった。
比較例１０
パーンの形状がＬｔ＝０．０４Ｌとなるようにパッケージを巻き取った以外は実施例１と同様にして、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表４のとおりであり、製糸性は巻取中の糸落ちが多発したことで実施例１に及ばないものとなったが、スクリーン紗品位については実施例１同等に非常に優れたものとなった。
比較例１１
巻取張力が０．５ｇ／ｄｔｅｘとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表４のとおりであり、製糸性は巻取張力が大きくなったために糸切れ発生し実施例１に及ばないものとなり、また巻取張力が高くなったことで残留応力が大きくなり、パーン引けが発生しやすくなったためにスクリーン紗品位についても実施例１に及ばないものとなった。
比較例１２
巻取張力が０．０５ｇ／ｄｔｅｘとなるようにスピンドル回転数を制御して巻き取った以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表４のとおりであり、製糸性は巻取張力が非常に小さくなったことでロール上の糸条走行性が不安定となり、実施例１に大きく及ばないものとなったが、スクリーン紗品位については実施例１同様に非常に優れたものとなった。
比較例１３
比較例１３については第３ホットロール後の非加熱のゴデットロールを１個にした以外は実施例１と同様にして６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。得られたポリエステルモノフィラメントの特性評価指標は表４のとおりであり、非加熱のゴデットロールを１個にしたことで低張力巻取での張力調整が困難となり、糸条走行性が不安定となったため製糸性は実施例１に及ばないものとなった。また、非加熱のゴデットロール上で糸条がスリップすることにより、第３ホットロール−ゴデットロール間で必要以上のリラックス処理がなされ、強度、モジュラスが低下し、寸法安定性の点でスクリーン紗品位も実施例１に及ばないものとなった。
比較例１４
比較例１４については特開平５−２９５６１７号公報の実施例１を参考にして製造方法を変更し、表４のとおりの製造条件にて実験を行った。固有粘度１．００のＰＥＴと固有粘度０．５０のＰＥＴを、エクストルーダーを用いてそれぞれ２９５℃の温度で溶融後、ポリマー温度２９０℃で、複合比が芯成分：鞘成分＝８０：２０となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。口金にかかる圧力は各ポリマーそれぞれ１５ＭＰａであった。また、各ポリマーの配管通過時間はそれぞれ１５分であった。口金から吐出された糸条は、図３の設備を用いて紡糸・延伸した。すなわち、紡糸口金１３から吐出された糸条を紡糸口金直下の雰囲気温度が２９０℃となるよう、加熱体１４により積極的に加熱保温し、その後、糸条冷却送風装置１５により冷却し、油剤付与装置１６により仕上げ剤を付与した後、１２００ｍ／分の速度で非加熱の第１ゴデットロール１７に引き取り、一旦巻き取ることなく１２０５ｍ／分の速度で９２℃の温度に加熱された第１ホットロール１８、３９５０ｍ／分の速度で１３５℃の温度に加熱された第２ホットロール１９に引き回し、延伸、熱セットを行った。さらに、４０５０ｍ／分の速度で表面粗度０．８Ｓ、非加熱のゴデットロール２０に引き回した後、巻取張力が０．２ｇ／ｄｔｅｘとなるようにスピンドル回転数を制御して、パーンの形状がＬｔ＝０．２Ｌとなるようにパッケージ２２に巻き取り、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。このポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表４のとおりであり、非加熱のゴデットロールが１個（１セット）であるため低張力巻取での張力調整が困難となり、糸条走行性が不安定となったため、製糸性は実施例１に及ばないものとなった。また、スクリーン紗品位については、１段延伸である上に延伸倍率が低いため、強度が低い、すなわちスクリーン紗の寸法安定性が悪く、また、第２ホットロール−ゴデットロール間のリラックスが十分でないため残留応力が大きく、パーン引けが発生しやすくなったために、実施例１に大きく及ばないものとなった。
Figure 0005487629
比較例１５および比較例１６については、製造方法を変更して実験を行った。表５のとおりの製造条件にて２工程法でポリエステルモノフィラメントを得た。
比較例１５
比較例１５においては、固有粘度０．８０のＰＥＴ（ガラス転移温度８０℃）と固有粘度０．５０のＰＥＴを、エクストルーダーを用いてそれぞれ２９５℃の温度で溶融後、ポリマー温度２９０℃で、複合比が芯成分：鞘成分＝８０：２０となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。これを紡糸口金直下の雰囲気温度が２９０℃となるよう積極的に加熱保温し、紡糸速度１２００ｍ／分で引取り、２４．５ｄｔｅｘの芯鞘型ポリエステルモノフィラメント未延伸糸を得た。さらに該未延伸糸を環境温度２５℃×２日間エージングした後、図４に示す延伸機を用い、非加熱に設定した第１ホットロール２５、９０℃の温度に加熱された第２ホットロール２６、１３０℃の温度に加熱された第３ホットロール２７、第２ホットロール−第３ホットロール間延伸倍率３．２倍で延伸、熱処理し、さらに第３ホットロール−非加熱の表面粗度０．８Ｓの第１、第２ゴデットロール２８、２９の間で１．４％リラックス処理して、６．０ｄｔｅｘのポリエステルモノフィラメントを得た。該ポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表５のとおりであり、製糸性は実施例１同等に非常に優れたものであったが、スクリーン紗品位については延伸機における巻取張力が大きくなったために、残留応力が大きくパーン引けが発生し、また糸が加撚されたためスナールが発生し実施例１に及ばないものとなった。
比較例１６
比較例１６においては、固有粘度１．００のＰＥＴと固有粘度０．５０のＰＥＴを、エクストルーダーを用いてそれぞれ２９５℃の温度で溶融後、ポリマー温度２９０℃で、複合比が芯成分：鞘成分＝８０：２０となるようにポンプ計量を行い、芯鞘型となるよう公知の複合口金に流入させた。これを紡糸口金直下の雰囲気温度が２９０℃となるよう積極的に加熱保温し、紡糸速度１０００ｍ／分で引取り、２６．４ｄｔｅｘの芯鞘型ポリエステルモノフィラメント未延伸糸を得た。さらに該未延伸糸を環境温度２５℃×２日間エージングした後、図４に示す延伸機を用い、９０℃の温度に加熱された第１ホットロール２５、９０℃の温度に加熱された第２ホットロール２６、第１ホットロール−第２ホットロール間延伸倍率２．９倍で延伸後、さらに２００℃の温度に加熱された第３ホットロール２７にて、第２ホットロール−第３ホットロール間延伸倍率１．６倍で延伸、熱処理し、さらに第３ホットロール−非加熱の表面粗度０．８Ｓの第１、第２ゴデットロール２８、２９の間で５．０％リラックス処理して、６．０ｄｔｅｘのポリエステモノフィラメントを得た。該ポリエステルモノフィラメントの特性評価結果は表５のとおりであり、製糸性は実施例１同等に非常に優れたものであったが、スクリーン紗品位については延伸機における巻取張力が大きくなったために残留応力が大きくパーン引けが発生し、また糸が加撚されたためスナールが発生し実施例１に及ばないものとなった。
Figure 0005487629
Ｌ ：パーンにおいて糸が巻き取られている部分の長さ
Ｌｔ：パーンパッケージにおけるテーパー部分の長さ
１：紡糸口金
２：加熱体
３：糸条冷却送風装置
４：油剤付与装置
５：第１ゴデットロール
６：第１ホットロール
７：第２ホットロール
８：第３ホットロール
９：第２ゴデットロール
１０：第３ゴデットロール
１１：糸条巻取装置
１２：パッケージ
１３：紡糸口金
１４：加熱体
１５：糸条冷却送風装置
１６：油剤付与装置
１７：第１ゴデットロール
１８：第１ホットロール
１９：第２ホットロール
２０：第２ゴデットロール
２１：糸条巻取装置
２２：パッケージ
２３：未延伸糸
２４：供給ロール
２５：第１ホットロール
２６：第２ホットロール
２７：第３ホットロール
２８：第１ゴデットロール
２９：第２ゴデットロール
３０：パッケージ

Claims (2)

  1. 芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルが芯鞘型に複合されたポリエステルモノフィラメントであって、次の（ａ）〜（ｅ）の構成要件を全て満足することを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
    （ａ）繊度が３．０〜１３．０ｄｔｅｘであること。
    （ｂ）破断強度が６．０〜９．３ｃＮ／ｄｔｅｘであること。
    （ｃ）１０％伸長時の強度が５．０〜９．０ｃＮ／ｄｔｅｘであること。
    （ｄ）繊維長手方向の湿熱応力差が３．０ｃＮ以下であること。
    （ｅ）残留トルク値が４コ／ｍ以下であること。
  2. 芯成分の高粘度ポリエステルと、鞘成分の低粘度ポリエステルの２成分を芯鞘型に複合して紡糸口金から溶融押出しして、冷却固化した後、得られた未延伸糸を一旦巻き取ることなく連続して延伸し巻き取る直接紡糸延伸法によりポリエステルモノフィラメントを製造するに際して、次の（ｆ）〜（ｉ）の工程要件を全て満足することを特徴とする請求項１記載のポリエステルモノフィラメントの製造方法。
    （ｆ）芯成分を構成する高粘度ポリエステルの固有粘度が０．７０〜１．５０であり、鞘成分を構成する低粘度ポリエステルの固有粘度が０．４０〜０．７０であり、さらに芯成分ポリエステルと鞘成分ポリエステルの固有粘度差が０．２０〜１．００である。
    （ｇ）未延伸糸を、ホットロールを３セット以上有する多段延伸工程により４．０〜７．０倍で多段延伸した後に、最終ホットロールと非加熱のゴデットロールの間で−２％〜８％でリラックス処理を行う。
    （ｈ）最終ホットロールにより熱処理された糸条を、２個以上の非加熱のゴデットロールを介して巻き取る。
    （ｉ）非加熱のゴデットロールを出て走行する糸条の進行方向に対して、回転軸が直角となるようスピンドルを配置し、該スピンドルをスピンドル回転軸方向にトラバース動作させることで、スピンドルに装着されたボビン上に糸条をパッケージの両端部がテーパー状となるように巻き上げ、パーンのパッケージ形状を下記式とする。
    ０．１Ｌ≦Ｌｔ≦０．４Ｌ
    ここで、Ｌ：パーンにおいて糸が巻き取られている部分の長さ、Ｌｔ：パーンパッケージにおけるテーパー部分の長さ、をそれぞれ表す。
    （ｊ）巻取張力を０．１〜０．４ｇ／ｄｔｅｘに制御する。
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