KR102168814B1

KR102168814B1 - 탄성 모노필라멘트

Info

Publication number: KR102168814B1
Application number: KR1020167006010A
Authority: KR
Inventors: 노부아키 다나카; 히로시 츠치쿠라; 고타 나카무라; 히데토시 사카이; 다쿠야 료모토
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2013-08-09
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2020-10-22
Also published as: EP3031960A4; WO2015020163A1; CN105765118B; MX2016001715A; EP3031960B1; JP6489773B2; US20160194788A1; EP3031960A1; CN105765118A; KR20160040292A; JP2015057522A; CA2920777A1; CA2920777C

Abstract

본 발명은, 특히 굽힘 방향의 내(耐)처짐성, 탄성, 및 고온 부여 후의 크리프 특성이 우수한 탄성 모노필라멘트를 제공한다. 본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 직경이 0.1 내지 1.0㎜이고, 코어 성분의 비율이 2 내지 40부피%인 코어-시스 복합 구조를 갖고, 상기 코어 성분이 중합체 중의 열가소성 폴리에스테르 단위가 95 내지 100질량%인 열가소성 폴리에스테르이고, 시스 성분이 경질 세그먼트와 연질 세그먼트를 갖는 공중합계 열가소성 엘라스토머이며, 인장 강도가 0.3 내지 3.0cN/dtex인 탄성 모노필라멘트이다.

Description

탄성 모노필라멘트 {ELASTIC MONOFILAMENT}

본 발명은, 굽힘 방향의 반복 변형에 대한 내피로성이 우수하고, 수산 자재, 건축 자재, 안전 자재, 의복 재료 자재, 토목 자재, 농업 자재, 차량 자재 및 스포츠 자재 등의 각종 산업 용도, 특히 탄성을 갖는 직편 구조체 용도에 적합한 탄성 모노필라멘트에 관한 것이다.

열가소성 엘라스토머를 사용한 모노필라멘트는 우수한 고무 탄성을 갖는 것이 알려져 있으며, 이러한 열가소성 엘라스토머제 모노필라멘트를 사용한 직편물은 우수한 탄성을 갖는 점에서, 스타킹 등의 의복 재료 자재, 서포터 등의 의료 자재, 트램펄린 등의 스포츠 자재, 침대 등의 침구 자재, 및 사무용 의자/카 시트 등의 착석 자재 용도로의 전개가 진행되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1 내지 3에는, 열가소성 엘라스토머를 사용한 직편물이 사무용 의자나 자동차용 의자 용도 등에 적절히 사용 가능한 것이 제안되어 있다.

이러한 용도에 적용되는 직편물을 구성하는 모노필라멘트의 일례로서, 그의 주성분을 폴리에스테르나 폴리에테르로 하는 열가소성 엘라스토머제 모노필라멘트가 알려져 있지만, 종래의 열가소성 엘라스토머로 구성되는 모노필라멘트를 사용한 직편물은, 반복 변형 시의 탄성 회복률의 저하, 소위 장기 사용 시의 처짐이 과제가 되어 있으며, 이 과제에 대하여, 역학 특성 및 반복 변형 시의 탄성 회복성이 우수한 직편물을 얻는 것을 목적으로 하여 탄성 모노필라멘트가 제안되어 있다(특허문헌 2와 3 참조).

구체적으로 특허문헌 2에는, 2성분의 폴리에스테르계 엘라스토머를 주원료로 하고, 섬유 단면적에서 차지하는 코어부의 면적비가 50% 이상인 시스(코어-시스 구조의 시스)·코어(코어-시스 구조의 코어) 형상이며, 코어부 성분의 융점이 150℃ 이상 200℃ 미만이고, 또한 시스부 성분의 융점은 코어부 성분의 융점보다 20℃ 이상 50℃ 미만 낮은 탄성 복합 모노필라멘트를 사용하여, 시스측에 배치되는 저융점 성분을 부분 융해 또는 융착시켜, 편·직 조직의 교점부에서 융착점을 형성하여 구속력을 향상시킴으로써, 패브릭의 반복 변형 시에 있어서의 편직 구조의 변화가 적어, 장기적인 내구성이 우수한 효과가 얻어진다고 기재되어 있다.

또한 특허문헌 3에는, 특정한 성분으로 구성되는 중합체를 사용하고, 또한 실온에서 15% 신장 응력 하에서의 80℃, 24시간의 크리프율이 5% 이하인 단성분 모노필라멘트가, 반복 변형에 의한 특성 변화가 적은 모노필라멘트로서 제안되어 있다.

이들 제안에 있어서는, 탄성 모노필라멘트에는 높은 고무 탄성을 발현시키는 것이 필요할 것으로 생각되며, 열가소성 엘라스토머를 포함하는 단성분 모노필라멘트(특허문헌 3 참조), 및 2종의 중합체를 포함하는 코어-시스 복합 모노필라멘트(특허문헌 2 참조) 중 어느 것에 있어서도, 모노필라멘트(코어-시스 복합 모노필라멘트의 경우에는 코어 및 시스 중 모두)는 열가소성 엘라스토머로 구성되고, 최대한 높은 고무 탄성을 발현시키는 것이 전제가 되어 있다.

일본 특허 공표 평9-507782호 공보 일본 특허 공개 평11-152625호 공보 일본 특허 공개 평11-172532호 공보

그러나 상기 특허문헌 2와 3에 개시되어 있는 탄성 시트 등의 처짐 개선에 관한 제안에서는, 실사용 시의 내(耐)처짐성은 여전히 충분치 않았다.

따라서 본 발명의 목적은, 탄성 시트 등의 실사용 시에 있어서의 내처짐성이 우수한 탄성 모노필라멘트를 제공하는 데 있다.

본 발명자들은, 종래의 모노필라멘트로부터 얻어진 직편물에 원하는 내처짐성이 얻어지지 않는 원인을 검토한 결과, 종래 기술에서는, 직편물의 내처짐성을 향상시키기 위하여 모노필라멘트 인장 방향의 반복 변형에 대한 내피로성을 개선하고 있었지만 이것만으로는 불충분하며, 모노필라멘트 굽힘 방향의 반복 변형에 대한 내피로성을 향상시키는 것이 필요하리라는 생각 하에, 모노필라멘트의 굽힘 방향의 반복 변형에 대한 내피로성을 개선하는 구성을 검토한 바, 하기 구성을 채용함으로써 종래와 비교하여 직편물의 내처짐성을 현저히 향상시킬 수 있음을 알아낸 것이다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 직경이 0.1 내지 1.0㎜이고, 코어 성분의 비율이 2 내지 40부피%인 코어-시스 복합 구조를 갖고, 상기 코어 성분이 중합체 중의 열가소성 폴리에스테르 단위가 95 내지 100질량%인 열가소성 폴리에스테르이고, 시스 성분이 경질 세그먼트와 연질 세그먼트를 갖는 공중합계 열가소성 엘라스토머이며, 인장 강도가 0.3 내지 3.0cN/dtex인 것을 특징으로 하는 탄성 모노필라멘트이다.

또한 본 발명의 탄성 모노필라멘트의 바람직한 형태에 따르면, 상기 코어 성분에 사용되는 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도 (Ⅳ)는 0.7 이상이다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트의 바람직한 형태에 따르면, 상기 경질 세그먼트는 방향족 폴리에스테르 단위를 주된 구성 단위로 하고, 상기 연질 세그먼트는 지방족 폴리에테르 단위 및/또는 지방족 폴리에스테르 단위를 주된 구성 단위로 하는 것이며, 상기 방향족 폴리에스테르 단위는 폴리부틸렌테레프탈레이트 단위이고, 상기 지방족 폴리에테르 단위 및/또는 지방족 폴리에스테르 단위는 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜 단위이다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트의 바람직한 형태에 따르면, 상기 경질 세그먼트와 상기 연질 세그먼트의 비율은 35:65 내지 75:25(질량비)이다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트의 바람직한 형태에 따르면, 본 발명의 탄성 모노필라멘트의 굽힘 경도는 2.0 내지 10cN이고, 그리고 일정 길이 하 160℃의 온도 조건 하에서 3분 간 열처리한 후, 0.1cN/dtex 장력 하에서 12시간 유지했을 때의 치수 변화율은 0 내지 5%이다.

본 발명에 따르면, 굽힘 방향의 내피로성이 우수한 탄성 모노필라멘트가 얻어진다. 이것에 의하여, 트램펄린, 서포터, 침대, 카 시트 및 사무용 의자 등으로 대표되는 직편물의 실사용 시의 내처짐성을 현저히 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 종래의 열가소성 엘라스토머만을 사용한 탄성 모노필라멘트와는 달리, 코어 성분에, 중합체 중의 열가소성 폴리에스테르 단위가 95 내지 100질량%인 열가소성 폴리에스테르를 배치하고 있는 점에서, 모노필라멘트가 신장 및/또는 굴곡되었을 때 필라멘트가 받는 응력의 일부를 코어 성분이 부담한다. 이로 인하여, 본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 신장 및/또는 굴곡되었을 때도 열가소성 엘라스토머 성분의 신장 변형 및 소성 변형이 억제되기 쉽다. 즉, 본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 신장 및/또는 굴곡 변형을 받았을 때도 처지기 어려운 점에서, 트램펄린, 서포터, 침대, 카 시트 및 사무용 의자 등으로 대표되는 직편물에 사용하더라도, 상기 직편물의 내처짐성을 현저히 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명에 있어서의 처짐양의 측정 방법을 설명하기 위한 모식 측면도이다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 직경이 0.1 내지 1.0㎜이고, 코어 성분의 비율이 2 내지 40부피%인 코어-시스 복합 구조를 갖고, 상기 코어 성분이 중합체 중의 열가소성 폴리에스테르 단위가 95 내지 100질량%인 열가소성 폴리에스테르이고, 시스 성분이 경질 세그먼트와 연질 세그먼트를 갖는 공중합계 열가소성 엘라스토머이며, 인장 강도가 0.3 내지 3.0cN/dtex인 탄성 모노필라멘트이다.

즉, 본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 고무 탄성을 갖는 열가소성 엘라스토머와 고무 탄성을 갖지 않는 특정한 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 열가소성 폴리에스테르 수지를 특정한 구성으로 조합함으로써, 굽힘 방향의 반복 변형에 대한 내피로성을 향상시킨 것이며, 종래 기술에서는 저하시키지 않는 것이 전제였던 모노필라멘트 인장 방향의 고무 탄성을 굳이 저하시킴으로써, 굽힘 방향의 탄성을 유지하면서 내처짐에 관한 현저한 효과가 얻어지는 것을 알아낸 것이다.

이러한 현저한 효과가 얻어진 이유에 대해서는 하기와 같이 추측하고 있다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트의 사용 형태의 전형예로서, 탄성 모노필라멘트를 씨실에 사용하고 폴리에틸렌테레프탈레이트 모노필라멘트를 날실에 사용한 탄성 직물을 사무용 의자나 카 시트 등에 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 이러한 사용 형태에서는, 탄성 직물에 대하여 착석 시의 하중은 대략 수직 방향에서 부여된다. 이때, 탄성 모노필라멘트 1개의 변형 거동에 대하여 주목해 보면, 탄성 직물에 수직 방향에서의 하중에 대하여 날실에 의하여 이동이 억제된 탄성 모노필라멘트는 크게 굽힘 방향으로 변형된다. 또한 탄성 모노필라멘트의 굴곡부에 대하여 미시적으로 주목해 보면, 굴곡부의 내측에서는 탄성 모노필라멘트는 압축되고, 굴곡부의 외측에서는 탄성 모노필라멘트는 크게 신장된다.

이러한 장소에 있어서, 종래의 열가소성 엘라스토머만을 사용한 탄성 모노필라멘트에 있어서는, 굴곡 외측에 있어서 크게 신장됨으로써, 본래 열가소성 엘라스토머가 갖는 탄성 변형 가능 신장 이상의 변형이 발생하여 소성 변형을 야기하고, 그 결과, 직편물에 처짐이 발생하는 것으로 생각된다.

한편, 마찬가지의 경우에 있어서, 본 발명과 같이, 코어 성분에 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 열가소성 폴리에스테르를 사용하고, 시스 성분에, 열가소성 엘라스토머를 특정한 구성으로 배치한 코어-시스형 복합 모노필라멘트에서는, 코어 성분이 일정한 응력을 부담함으로써, 굴곡 외측에 있어서의 열가소성 엘라스토머 성분의 신장 변형 및 소성 변형이 억제되어, 시스 성분에 배치한 열가소성 엘라스토머의 우수한 스트레치백성이 손상되기 어렵다. 또한 코어 성분에 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 열가소성 폴리에스테르를 배치함으로써, 장시간 굽힘 변형에 노출되었을 때의 크리프 신장도 억제된다. 이로 인하여, 본 발명의 탄성 모노필라멘트를 사용한 직편물은, 장기간에 걸쳐 처지기 어려워, 우수한 탄성을 계속해서 발현할 수 있을 것으로 생각된다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트에 있어서는, 내열 크리프 특성의 향상, 및 굽힘 방향으로의 탄성을 양립시키는 관점에서, 코어 성분의 비율이 2 내지 40부피%의 범위일 것이 필요하다. 코어 성분의 비율이 2부피% 미만인 경우에는, 상술한 코어 성분에 의한 굴곡 외측의 과신장을 억제할 수 없고, 또한 코어의 성분이 40부피%를 초과하는 경우에는, 열가소성 엘라스토머 성분이 지나치게 적어지기 때문에, 목적으로 하는 탄성이 발현되기 어렵다. 이러한 관점에서, 코어 성분은 3 내지 20부피%의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 13부피%의 범위이다.

또한 본 발명의 탄성 모노필라멘트의 단면 형상으로서는, 환단면 외에 타원, 사각, 다각 및 다엽 단면 등의 이형 단면 형상을 취할 수 있다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 그의 직경이 1.0㎜ 이하 0.7㎜ 이하인 것이 바람직하다. 직경이 지나치게 굵은 경우에는, 굴곡 변형 시의 굴곡 외측의 신장 절대량이 증대되어 소성 변형이 발생하기 쉬워져, 직편물로 했을 때 처짐을 야기하기 쉬워진다. 탄성 모노필라멘트가 그의 기능을 발현하는 데 있어서, 직경의 하한값은 본래 없지만, 직경이 지나치게 미세한 경우에는 코어-시스 복합 형태의 형태가 곤란해지는 점에서, 직경은 0.1㎜ 이상이다.

여기서, 탄성 모노필라멘트의 단면 평균 직경을 L1이라 하고, 코어 성분의 단면 평균 직경을 L2라 하며, 코어의 성분의 단면의 무게 중심으로부터 탄성 모노필라멘트의 외주에 그은 임의의 선분 t를 따른 시스 성분의 두께를 Lt라 했을 때, 탄성 모노필라멘트의 외주 전체 둘레에 걸쳐 임의의 선분 t에 대응하는 Lt가, 다음의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다.

-15(%)≤(Lt-LT)×100/LT≤15(%)

여기서, LT=(L1-L2)/2이다.

단면의 평균 직경 L1 및 L2는 면적 상당 원의 직경을 나타내는 것으로 한다. 상기 관계를 만족시키면, 시스 성분의 두께가 탄성 모노필라멘트의 전체 둘레에 걸쳐 일정한 두께를 유지하는 점에서, 부분적으로 시스 성분량이 적은 영역이 발생하거나 극단적으로 많은 부분이 발생하거나 하지 않기 때문에, 굴곡 변형 시에 과신장되어 시스 성분이 갈라지거나 탄성 회복성이 불균일해지는 등의 문제를 발생시키기 어렵다.

코어의 성분에 사용할 수 있는 열가소성 폴리에스테르로서는, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 및 방향족 폴리에스테르 등을 들 수 있지만, 범용성, 내열성 및 고강성의 관점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하게 사용된다.

코어 성분에 사용되는 열가소성 폴리에스테르의 고유 점도 (Ⅳ)는 0.7 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1.0 이상이다. 고유 점도 (Ⅳ)가 지나치게 낮으면, 코어 성분이 응력을 받을 때의 분자쇄 1개당 부하가 커지기 때문에, 얻어지는 탄성 모노필라멘트가 처질 가능성이 높아지는 경향이 있다. 얻어지는 탄성 모노필라멘트의 크리프 특성 향상, 기계 특성 향상, 및 굽힘 부여 시의 변형 제어성의 관점에서, 고유 점도에 본래 상한은 없지만, 용융 가공성의 관점에서 고유 점도 (Ⅳ)는 1.4 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 코어 성분에 사용되는 열가소성 폴리에스테르는, 열가소성 폴리에스테르 단위가 95 내지 100질량%인 중합체이다. 여기서 열가소성 폴리에스테르 단위란, 폴리에스테르 골격을 갖고, 또한 후술하는 열가소성 엘라스토머에 해당하는 성분 이외를 말한다. 열가소성 폴리에스테르 단위 이외의 구조의 성분으로서는, 5질량% 미만이면, 열가소성 폴리에스테르와 공중합 가능한 성분과의 공중합체, 또는 블렌드 가능한 다른 열가소성 중합체를 사용할 수 있다.

한편, 열가소성 폴리에스테르 단위가 95질량% 미만의 경우에는, 공중합 또는 블렌드에 의하여 열가소성 폴리에스테르의 기계 특성이 손상되기 때문에, 결과적으로 직편물로 했을 때 처짐이 발생하기 쉬운 탄성 모노필라멘트가 된다. 공중합 가능한 성분으로서는, 이소프탈산이나 나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 아디프산, 세바스산 및 아젤라산 등의 지방족 디카르복실산, 디에틸렌글리콜이나 1,4-부탄디올 등의 디올 화합물, 다관능 화합물, 5-술포이소프탈산 금속염 및 인 함유 화합물 등을 들 수 있지만, 본 발명에서는, 코어 성분을 구성하는 열가소성 폴리에스테르는, 실질적으로 100질량%가 열가소성 폴리에스테르 단위를 포함하는, 소위 단독 중합체인 것이 바람직하다.

또한 코어 성분에 사용되는 열가소성 폴리에스테르는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위, 구체적으로는 5질량% 이하이면, 산화티타늄, 탄산칼슘, 카올린, 클레이 등의 광택 제거제, 안료, 염료, 활제, 산화 방지제, 내열제, 내증열제, 내광제, 자외선 흡수제, 대전 방지제 및 난연제 등의 첨가제를 포함할 수 있다. 그 중에서도 산화티타늄에 대해서는, 얻어지는 탄성 모노필라멘트의 번들거림이 억제되어 고급감이 발생하는 것, 및 상세한 기구는 불분명하지만, 탄성 모노필라멘트 내구성 향상의 관점에서, 0.01 내지 1질량% 함유하는 것이 바람직하다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트의 시스 성분을 구성하는 열가소성 엘라스토머로서는, 스티렌계 엘라스토머, 폴리에스테르계 엘라스토머, 폴리우레탄계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머와 같은 경질 세그먼트와 연질 세그먼트를 갖는 공중합계 열가소성 엘라스토머일 것이 필요하다. 그 이유는, 올레핀계 엘라스토머로 대표되는 블렌드형 열가소성 엘라스토머에서는, 내열성이 부족하거나, 해도(海島) 성분의 계면 박리나 리사이클성 등에 우려를 갖기 때문이다. 본 발명에서 사용되는 열가소성 엘라스토머에 대해서는, 내열성 및 기계 특성 등의 관점에서, 그의 융점이 150℃ 이상이고, 특히 180℃ 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 엘라스토머로서는, 경질 세그먼트는, 주로 방향족 디카르복실산 또는 그의 에스테르 형성성 유도체와, 디올 또는 그의 에스테르 형성성 유도체로부터 형성되는 방향족 폴리에스테르 단위를 주된 구성 단위로 하는 것이 바람직한 형태이다.

상기 방향족 디카르복실산 구체예로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산, 나프탈렌-2,7-디카르복실산, 안트라센디카르복실산, 디페닐-4,4'-디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 4,4'-디페닐에테르디카르복실산, 5-술포이소프탈산 및 3-술포이소프탈산나트륨 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 방향족 디카르복실산을 주로 사용하지만, 필요에 따라서는 이 방향족 디카르복실산의 일부를, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 시클로펜탄디카르복실산 및 4,4'-디시클로헥실디카르복실산 등의 지환족 디카르복실산이나, 아디프산, 숙신산, 옥살산, 세바스산, 도데칸디온산 및 다이머산 등의 지방족 디카르복실산으로 치환할 수도 있다. 또한 디카르복실산의 에스테르 형성성 유도체, 예를 들어 저급 알킬에스테르, 아릴에스테르, 탄산에스테르 및 산할로겐화물 등도 물론 동등하게 사용할 수 있다.

다음으로, 상기 디올의 구체예로서는, 분자량 400 이하의 디올, 예를 들어 1,4-부탄디올, 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 데카메틸렌글리콜 등의 지방족 디올, 1,1-시클로헥산디메탄올, 1,4-디시클로헥산디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올 등의 지환족 디올 및 크실릴렌글리콜, 비스(p-히드록시)디페닐, 비스(p-히드록시)디페닐프로판, 2,2'-비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판, 비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐]술폰, 1,1-비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐]시클로헥산, 4,4'-디히드록시-p-터페닐 및 4,4'-디히드록시-p-쿼터페닐 등의 방향족 디올이 바람직하게 사용되며, 이러한 디올은 에스테르 형성성 유도체, 예를 들어 아세틸체나 알칼리 금속염 등의 형태로도 사용할 수 있다.

이들 디카르복실산, 그의 유도체, 디올 성분 및 그의 유도체는 2종 이상 병용할 수도 있다.

이러한 경질 세그먼트의 바람직한 예는, 테레프탈산 및/또는 디메틸테레프탈레이트와 1,4-부탄디올로부터 유도되는 폴리부틸렌테레프탈레이트 단위이다. 또한 테레프탈산 및/또는 디메틸테레프탈레이트로부터 유도되는 폴리부틸렌테레프탈레이트 단위와, 이소프탈산 및/또는 디메틸이소프탈레이트와 1,4-부탄디올로부터 유도되는 폴리부틸렌이소프탈레이트 단위를 포함하는 경질 세그먼트도 바람직하게 사용된다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 엘라스토머의 연질 세그먼트는, 지방족 폴리에테르 단위 및/또는 지방족 폴리에스테르 단위를 주된 구성 단위로 하는 것이다. 지방족 폴리에테르로서는, 폴리(에틸렌옥시드)글리콜, 폴리(프로필렌옥시드)글리콜, 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜, 폴리(헥사메틸렌옥시드)글리콜, 에틸렌옥시드와 프로필렌옥시드의 공중합체, 폴리(프로필렌옥시드)글리콜의 에틸렌옥시드 부가 중합체, 및 에틸렌옥시드와 테트라히드로푸란의 공중합체 글리콜 등을 들 수 있다.

또한 지방족 폴리에스테르로서는, 폴리(ε-카프로락톤), 폴리에난트락톤, 폴리카프릴로락톤, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리에틸렌아디페이트 등을 들 수 있다. 이들 지방족 폴리에테르 및/또는 지방족 폴리에스테르 중에서, 얻어지는 폴리에스테르계 엘라스토머의 탄성 특성에서는, 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜, 폴리(프로필렌옥시드)글리콜의 에틸렌옥시드 부가물, 에틸렌옥시드와 테트라히드로푸란의 공중합체 글리콜, 폴리(ε-카프로락톤), 폴리부틸렌아디페이트 및 폴리에틸렌아디페이트 등의 사용이 바람직하며, 이들 중에서도 특히 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜이 구성 단위인 것이 바람직한 형태이다. 또한 이들 연질 세그먼트의 수 평균 분자량은, 공중합된 상태에서 300 내지 6000 정도인 것이 바람직하다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 상기 경질 세그먼트와 상기 연질 세그먼트의 비율, 즉 공중합 비율이 35:65 내지 75:25(질량비)의 범위인 것이 바람직하다. 경질 세그먼트와 연질 세그먼트의 비율을 상기 범위로 함으로써, 복합 방사 시에 열분해되기 어려운 열 특성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 시스 성분이 적당한 탄성을 갖기 때문에, 스트레치백성이 우수한 탄성 모노필라멘트를 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 탄성 모노필라멘트에 있어서는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위이면, 열 접착성의 부여 등의 목적으로 제3 성분을, 열가소성 엘라스토머를 포함하는 시스 성분의 외측, 또는 열가소성 폴리에스테르를 포함하는 코어 성분의 추가로 내측에 배치할 수 있다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트에 있어서, 시스 성분을 구성하는 열가소성 엘라스토머는, 쇼어 D 경도가 30 내지 65의 범위인 것이 바람직하다. 쇼어 D 경도를 상기 범위로 함으로써, 소성 변형되기 쉬운 경질 세그먼트의 양을 조절하면서 굴곡 변형 시의 과대한 신장을 억제하는 것이 가능해진다.

또한 시스 성분에 사용되는 열가소성 엘라스토머는, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위, 구체적으로는 5질량% 이하이면, 산화티타늄, 탄산칼슘, 카올린, 클레이 등의 광택 제거제, 안료, 염료, 활제, 산화 방지제, 내열제, 내증열제, 내광제, 자외선 흡수제, 대전 방지제 및 난연제 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 그의 인장 강도가 0.3 내지 3.0cN/dtex의 범위이며, 바람직하게는 0.3 내지 2.94cN/dtex이고, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2.5cN/dtex이다. 인장 강도가 상기 범위를 만족시키는 경우, 직편 공정 등의 고차 가공 공정에 있어서, 단사 등에 의한 공정 통과성 악화를 야기하기 어려우며, 또한 충분히 탄성을 유지한 탄성 모노필라멘트가 된다. 특히 인장 강도가 3.0cN/dtex를 초과하는 경우, 코어-시스 복합 모노필라멘트의 강성이 지나치게 높아 굽힘 방향의 탄성이 손상되기 때문에, 직편 구조체로 했을 때의 고무 탄성이 손상되기 쉽다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 굽힘 경도가 2.0 내지 10.0cN인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로서 2.5 내지 8.0cN을 예시할 수 있다. 굽힘 경도가 지나치게 낮은 경우에는, 굴곡 시에 굴곡 외측에서 과도하게 탄성 모노필라멘트가 신장될 우려가 있고, 한편, 굽힘 경도가 지나치게 큰 경우에는, 굴곡 변형되기 어려워 목적으로 하는 탄성이 발현되지 않을 우려가 발생한다. 이러한 관점에서, 내구성이 우수하고 또한 탄성이 우수한 모노필라멘트를 얻기 위해서도, 굽힘 경도는 상기 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 일정 길이 하 160℃의 온도 조건 하에서 3분 간 열처리한 후, 0.1cN/dtex 장력 하에서 12시간 유지했을 때의 치수 변화율이 0 내지 5%인 것이 바람직하다. 여기서 160℃의 온도에서 3분의 열처리란, 탄성 모노필라멘트를 직편물로 하여 열 세팅 등이 실시되는 것을 상정한 것이며, 일정 길이이며 160℃의 온도에서 3분 간 열처리한 후, 0.1cN/dtex 장력 하에서 12시간 유지했을 때의 치수 변화율이 상기 범위를 만족시키는 경우에는, 직편물 등의 제품으로서 열 세팅된 후에도 과도하게 신장되지 않고, 또한 우수한 크리프 특성을 가질 수 있다. 일정 길이 하 160℃의 온도 조건 하에서 3분 간 열처리한 후의, 0.1cN/dtex 장력 하에서 12시간 유지했을 때의 치수 변화율의 보다 바람직한 범위로서는, 0 내지 3%를 예시할 수 있다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 그의 비등수 수축률이 3 내지 10%인 것이 바람직하다. 비등수 수축률을 상기 범위로 함으로써, 열 부여 시의 치수 안정성이 우수하고, 직편물로 했을 때도 주름이 지기 어려운, 품위가 뛰어난 제품을 얻는 것이 가능해진다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 단독으로 사용하는 것은 물론, 본 발명의 탄성 모노필라멘트를 복수 개 사용하는 것, 또는 본 발명의 탄성 모노필라멘트와 타 소재의 필라멘트를 합사하여 사용할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 탄성 모노필라멘트의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하지만, 탄성 모노필라멘트의 제조 방법은 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 종래 알려진 공압출 설비를 사용한 코어-시스 복합 방사법에 의하여 제조할 수 있기 때문에, 생산성이 높고 저비용으로 생산하는 것이 가능하다.

즉, 코어-시스 복합 모노필라멘트의 코어 성분을 구성하는 열가소성 폴리에스테르 중합체와 시스 성분을 구성하는 열가소성 엘라스토머를 각각의 익스트루더에서 용융시킨 후, 각각 기어 펌프에서 계량하여 복합 팩 내에 유입시킨다. 복합 팩 내에 유입된 코어 성분과 시스 성분의 2종의 중합체는 팩 내에서 금속 부직포 필터나 금속 메쉬로 여과된 후, 복합 구금에 도입되고, 코어 성분이 시스 성분에 둘러싸인 형태로 방출된다.

이때, 방사에 사용되는 열가소성 엘라스토머 및 열가소성 폴리에스테르의, 방사기 내에 있어서의 가수분해를 억제할 목적으로, 방사에 사용되는 중합체를, 사전에 진공 건조기 등을 사용하여 수분율 200ppm 미만으로 하는 것이 바람직한 형태이다. 수분율이 상기 범위를 만족시키는 경우, 복합 이상이 발생하기 어려울 뿐만 아니라 내구성이 우수한 탄성 모노필라멘트를 얻기 쉬워진다.

또한 탄성 모노필라멘트에 원착화, 내광성 부여 및 항균성 부여 등의 기능 부여를 행하는 경우, 원하는 안료, 내광제 및 항균제 등을 다량으로 함유한 마스터 칩을 제작해 두고, 열가소성 폴리에스테르 수지 및/또는 열가소성 엘라스토머 수지에 이들을 필요량 블렌드하여 방사를 할 수 있다.

특히 본 발명의 탄성 모노필라멘트에는, 실사용 시의 자외선 등에 기인하는 열화를 저감시킬 목적으로, 열가소성 엘라스토머 수지에 내광제를 첨가하는 것이 바람직한 형태이다. 본 발명의 탄성 모노필라멘트에 내광제를 부여하기 위한 바람직한 내광제 첨가 마스터 칩으로서, 도레이 듀폰 제조의 "하이트렐"(등록 상표) 21UV를 예시할 수 있다.

복합 구금으로부터 방출된 용융 모노필라멘트는, 복합 구금 바로 아래에 배치된 가열통 및/또는 단열통 내를 통과시키는 것이, 구금 구멍 내에서 발생한 분자 구조의 변형을 제거하는 관점에서 바람직한 형태이다. 가열통 및/또는 단열통의 길이는, 얻어지는 탄성 모노필라멘트의 길이 방향의 섬도 불균일 저감의 관점에서, 10 내지 150㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다.

필요에 따라 가열통 및/또는 단열통을 통과한 용융 모노필라멘트는, 용매를 물이나 폴리에틸렌글리콜 등으로 하는 냉각욕 내에서 냉각된 후, 원하는 표면 속도로 회전하는 인취 롤에서 인취된다. 냉각욕의 온도에 대해서는, 얻어지는 탄성 모노필라멘트의 진원도나 섬도 불균일를 확인하면서 변경할 수 있지만, 본 발명의 탄성 모노필라멘트를 얻기 위한 냉각 온도로서는, 20 내지 80℃의 범위를 예시할 수 있다. 또한 인취 속도에 대해서는, 냉각욕 내에서 용융 모노필라멘트의 냉각 고화가 완료되는 속도이면 되며, 미연신사의 섬유 구조를, 본 발명의 탄성 모노필라멘트를 얻기 위하여 적합한 범위로 설정하기 위해서는, 5 내지 50m/분의 범위로 하는 것이 바람직하다.

인취 롤에서 인취된 미연신 모노필라멘트는 일단 권취된 후, 또는 일단 권취되지 않고 연신 공정에 제공된다. 연신 공정에서의 연신 단수는, 본 발명의 탄성 모노필라멘트를 얻기 위해서는 2단 이상의 다단 연신법을 채용하는 것이 바람직하다. 또한 연신 시의 열매체에 대해서도, 온수, PEG욕, 증기 및 건열 연신기를 사용할 수 있다.

또한 연신 온도에 대해서는, 본 발명의 탄성 모노필라멘트를 얻기 위해서는 2단째의 연신 온도를, 시스 성분에 배치되는 열가소성 엘라스토머의 융점-50℃ 내지 융점-10℃로 설정하는 것이 바람직한 형태이다. 2단째의 연신 온도를, 열가소성 엘라스토머의 분자 운동성이 극히 높은 상기 범위로 설정함으로써, 연신 공정에서의 열가소성 엘라스토머의 과도한 배향을 억제하여, 굽힘 방향으로 변형되었을 때도 우수한 탄성을 갖는 탄성 모노필라멘트를 얻는 것이 가능해진다.

연신 후의 탄성 모노필라멘트는 계속해서 이완 열처리가 실시된다. 이완 배율은, 실 떨림 억제 및 반복 굽힘 변형에 제공되었을 때의 탄성 회복성의 확보의 관점에서 0.99 내지 0.85의 범위인 것이 바람직하다. 또한 이완 열처리 온도는, 시스 성분에 배치되는 열가소성 엘라스토머의 융점-50℃ 내지 융점-10℃로 설정하는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로서 열가소성 엘라스토머의 융점-40℃ 내지 융점-10℃를 예시할 수 있다. 이완 열처리 온도를 상기 범위로 설정함으로써, 열처리 공정에 있어서 탄성 모노필라멘트 간의 열 융착을 억제하면서, 연신 공정에 있어서 시스 성분에 발생한 과도한 배향을 완화함으로써, 굽힘 방향으로 변형되었을 때도 우수한 탄성을 갖는 모노필라멘트를 얻는 것이 가능해진다.

본 발명의 코어-시스 수지 구성에 있어서, 상술한 본 발명의 인장 강도 범위를 만족시키기 위해서는, 연신 배율에 이완 배율을 곱하여 얻어지는 총 연신 배율을 4.0배 미만으로 설정하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위로서 3.8배 미만을 예시할 수 있다.

이완 처리 후의 탄성 모노필라멘트는 권취기에 의하여 권취되지만, 이때, 권취 장력은 0.10cN/dtex 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 권취 장력을 상기 범위로 함으로써, 권취 시에 탄성 모노필라멘트가 받는 부하가 저감되고, 그 결과, 내구성이 우수한 탄성 모노필라멘트를 얻는 것이 가능해진다. 권취 장력의 하한은, 실사용에 적용 가능한 권취 패키지를 얻기 위해서는 0.02cN/dtex 이상인 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 본 발명의 탄성 모노필라멘트를 얻을 수 있다.

본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 특히 굽힘 방향의 내처짐성, 탄성, 및 고온 부여 후의 크리프 특성이 우수한 점에서, 수산 자재, 건축 자재, 안전 자재, 의복 재료 자재, 토목 자재, 농업 자재, 차량 자재 및 스포츠 자재 등의 각종 산업 용도는 물론, 특히 실사용 시에 굽힘 방향으로 변형을 받기 쉬운 카 시트나 사무용 의자 등의 탄성 직편 구조체 용도에 적절히 이용할 수 있다.

실시예

다음으로, 실시예에 의하여 본 발명의 탄성 모노필라멘트에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 실시예에 있어서 이용한 특성의 정의와 측정 방법은 다음과 같다. 측정 n수에 대해서는, 특별히 기재하지 않은 경우에는 1로 행하였다.

[직경]

안리쓰 제조의 레이저 외경 측정기를 사용하여, 탄성 모노필라멘트의 외경을 길이 방향으로 10점 측정하고, 얻어진 외경의 평균값을 직경으로 하였다.

[섬도]

JIS L1013: 2010 8.3.1 B법에 준하여 측정하였다.

[강력, 신도 및 인장 강도]

오리엔텍 사 제조의 텐실론 UTM-4-100형 인장 시험기를 사용하여, JIS L1013: 2010 8.5.1에 준하여, 정속 긴장형 클램프 간격 25㎝로 모노필라멘트의 강력을 3점 측정하고, 그 시행 횟수 3회의 평균 강력, 평균 신도를 구하였다. 강도에 대해서는, 평균 강력을 상기 섬도로 나누어 구하였다.

[코어 성분의 직경과 코어 성분의 비율]

탄성 모노필라멘트를, 섬유 축과 수직 방향으로 절단하여 얻어진 절단면을 키엔스 제조의 디지털 현미경 VHX-100F로 관찰하여, 디지털 현미경의 길이 측정 툴을 사용하여 코어 성분의 직경을 측정하고, 면적 측정 툴을 사용하여 얻어진 탄성 모노필라멘트의 단면적 및 코어 성분의 단면적으로부터 코어 성분의 비율(부피%)을 구하였다.

[융점]

퍼킨엘머 사 제조의 시차 주사형 열량계 DSC-7형을 사용하여, 시료 10㎎을 승온 속도 10℃/분으로 하여 측정하여 얻어진 융해 흡열 곡선의 극값을 부여하는 온도를 융점으로 하였다.

[굽힘 경도]

수평 방향으로 10㎜ 간격으로 2개 설치된 직경 2㎜의 스테인레스 막대 아래에 길이 약 4㎝로 커팅한 탄성 모노필라멘트를 세팅하고, 2개의 스테인레스 막대의 중앙부의 위치에서 탄성 모노필라멘트에 직경 1㎜의 J자형 스테인레스제 훅을 걸고, 가부시키가이샤 미네베아 제조의 TCM-200형 만능 인장·압축 시험기를 사용하여 스테인레스제 훅을 속도 50㎜/분으로 끌어올려, 이때 발생하는 최대 응력을 굽힘 경도로 하였다.

[비등수 수축률(비수(沸收))]

JIS L1013: 2010 8.18.1(B법)에 준하여 측정하였다.

[고유 점도]

플라스크 내에 오르토클로로페놀 100㎖에 대하여, 윌리형 분쇄기(필터 구멍 직경 1㎜)에서 분쇄한 시료 8g을 첨가하고, 160℃의 온도에서 10분 간 열처리한다. 열처리 후의 플라스크를 유수로 15분 간 냉각한 후, 얻어진 용액의 상대 점도 η를, 오스왈드식 점도계를 사용하여 25℃의 온도에서 측정하고, 고유 점도=(K1×η)+K2의 근사식에 의하여 고유 점도를 구하였다. 상수 K1은 0.0242이고, 상수 K2는 0.2634이다.

[열처리 후 치수 변화율]

길이 30㎝의 철제 플레이트에, 원사의 이완이나 원사 간의 간극이 없도록 10회 감은 원사 샘플(탄성 모노필라멘트)을 160℃의 온도의 건열 오븐에서 3분 간 열처리한 후, 건열 오븐으로부터 취출하고 자연 냉각하였다. 다음으로, 열처리 후의 원사 샘플을 오리엔텍 사 제조의 텐실론 UTM-4-100형 인장 시험기에 필라멘트 길이 25㎝로 설치한 후, 0.1cN/dtex의 하중을 부여했을 때의 신도(E₀)%와, 0.1cN/dtex의 하중을 부여한 상태에서 12시간 방치했을 때의 신도(E₁₂)%를 구하고, E₁₂-E₀을 열처리후 치수 변화율로 하였다. 측정 n수=5로 하고, 이들의 평균값을 채용하였다.

[탄성 평가]

시판 중인 배드민턴 라켓에 탄성 모노필라멘트를 날실·씨실 모두 0.1cN/dtex 하중으로 장설하였다. 탄성 모노필라멘트를 장설한 후, 피험자에게 타구면과 수직 방향에서 손바닥으로 5회의 반복 하중-제중 운동을 시킨 후, 하기 기준으로 채점을 실시하였다. 피험자 수는 10명으로 하고, 10명의 점수의 평균값을 결과로서 이용하였다. 3점 내지 5점을 합격으로 하였다.

5점: 우수한 고무 탄성을 가짐

4점: 3점과 5점의 중간

3점: 고무 탄성을 가짐

2점: 3점과 1점의 중간

1점: 단단함

[처짐양]

JIS L1095: 2008 9.10.(B법)에 준한 굴곡 마모 특성 시험기를 사용하여, 고정된 직경 0.6㎜의 마찰자(경질 강선 SWP-A) 상에 접촉시킨, 편단부를 파지하고, 미리 마찰자의 왕복 스트로크 폭의 외측에 간격 200㎜의 마킹을 실시한 탄성 모노필라멘트를, 당해 탄성 모노필라멘트가 마찰자의 좌우 각 55°의 각도로 굴곡되도록 설치된 2개의 프리 롤러 아래에 걸고, 모노필라멘트의 파지된 실끝과는 반대의 실끝에 2.5㎏/㎟의 하중을 부여한 상태에서 시험기에 세팅하고, 왕복 스트로크 25㎜, 속도 120왕복/분으로 마찰자를 탄성 모노필라멘트에 250회 왕복 접촉시킨 후, 상기 하중을 부여한 상태에서 24시간 유지하였다.

처리 후의 샘플(탄성 모노필라멘트)을 굴곡 마모 특성 시험기로부터 제거하고, 즉시 도 1에 기재된 바와 같이 6g/㎟의 하중(2)을 부여한 상태에서 연직 방향으로 매달았다. 매단 샘플(탄성 모노필라멘트(1))에 대하여, 마킹 간을 연결한 선 a로부터 변형 최대점을 향하여 그은 수선의 거리 A(㎜)를 구하고, 측정 5회의 평균값을 처짐양으로 하였다.

[공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-1)의 제조]

테레프탈산 51.9질량부, 1,4-부탄디올 39.7질량부 및 수 평균 분자량 약 1400의 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜 47.6질량부를, 티타늄테트라부톡시드 0.04질량부와 모노-n-부틸-모노히드록시틴옥시드 0.02질량부를 모두 헬리컬 리본형 교반 날개를 구비한 반응 용기에 투입하고, 190℃의 온도로부터 서서히 가열하여 3시간으로 225℃의 온도까지 가열하고, 반응수를 계 외로 유출시키면서 에스테르화 반응을 행하였다. 반응 혼합물에 테트라-n-부틸티타네이트 0.2질량부를 추가로 첨가 하고, "이르가녹스"(등록 상표) 1098(시바 가이기 사 제조의 힌더드페놀계 산화 방지제) 0.05질량부를 첨가한 후 245℃의 온도로 승온하고, 계속해서 50분에 걸쳐 계 내의 압력을 27㎩의 감압으로 하고, 그 조건 하에서 1시간 50분 중합을 행하였다. 얻어진 중합체를 수중에 스트랜드상으로 토출하고, 커팅에 의하여 하드/소프트비 48/52(질량비)인 공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-1)의 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿의 융점은 200℃이고, 쇼어 경도 D는 47이었다.

[공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-2)의 제조]

테레프탈산 32.9질량부, 이소프탈산 9.6질량부, 1,4-부탄디올 40.3질량부 및 수 평균 분자량 약 1400의 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜 46.7질량부를, 티타늄테트라부톡시드 0.04질량부와 모노-n-부틸-모노히드록시틴옥시드 0.02질량부를 모두 헬리컬 리본형 교반 날개를 구비한 반응 용기에 투입하고, 190℃의 온도로부터 서서히 가열하여 3시간으로 225℃의 온도까지 가열하고, 반응수를 계 외로 유출시키면서 에스테르화 반응을 행하였다. 반응 혼합물에 테트라-n-부틸티타네이트 0.15질량부를 추가로 첨가하고, "이르가녹스"(등록 상표) 1098(시바 가이기 사 제조의 힌더드페놀계 산화 방지제) 0.05질량부를 첨가한 후 245℃의 온도로 승온하고, 계속해서 50분에 걸쳐 계 내의 압력을 27Pa의 감압으로 하고, 그 조건 하에서 1시간 50분 중합을 행하였다. 얻어진 중합체를 수중에 스트랜드상으로 토출하고, 커팅에 의하여 하드/소프트비 49/51(질량비)인 공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-2)의 펠릿으로 하였다. 얻어진 펠릿의 융점은 160℃이고, 쇼어 경도 D는 40이었다.

(실시예 1 내지 6, 비교예 2, 비교예 4)

코어 성분용 중합체로서, 수분율이 100ppm 미만이 되기까지 건조한, 융점이 257℃이고, 고유 점도가 1.21이며, 산화티타늄을 0.1질량% 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(도레이 가부시키가이샤 제조의 T-701T)를 사용하여, 시스 성분용 중합체로서, 수분율이 100ppm 미만이 되기까지 건조한 공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-1)을 사용하여, 각각 설정 온도가 295℃인 φ30㎜ 익스트루더와, 설정 온도가 245℃인 φ40㎜ 익스트루더에서 용융시킨 후, 각각 245℃와 295℃의 온도로 보온된 기어 펌프를 사용하여, 표 1에 기재된 외경(직경) 및 코어 성분의 비율이 되도록 계량하고, 290℃의 온도로 보온된 복합 방사 팩에 도입하였다. 복합 방사 팩 내에서는, 각각의 용융 중합체를 200메쉬의 금망으로 여과한 후, 구멍 직경이 1.5㎜이고, 구멍 수가 10인 코어-시스 복합 구금으로부터 토출하였다. 토출된 필라멘트는, 구금 바로 아래에 설치된 길이 30㎜의 단열통을 통과시킨 후, 에어 갭 30㎜를 갖고 설치된 25℃의 온도의 냉각수욕을 통과시키고, 표면 속도 20m/분으로 회전하는 인취 롤러에서 미연신 모노필라멘트로서 인취하였다. 얻어진 미연신 모노필라멘트는 일단 권취하지 않고, 90℃의 온도로 조온된 온수조를 사용하여, 표 1에 기재된 연신 배율로 1단째의 연신을 행한 후, 표 1에 기재된 온도로 조온한 건열 연신조를 사용하여, 표 1에 기재된 배율로 2단째의 연신을 실시하였다. 연신 후의 모노필라멘트는, 계속해서 표 1에 기재된 온도로 조온한 건열조를 사용하여, 표 1에 기재된 배율로 이완 열처리를 행하고, 표 1에 기재된 권취 장력으로 권취하여 탄성 모노필라멘트를 얻었다. 얻어진 모노필라멘트의 특성은 표 1과 표 2에 나타내는 바와 같았다.

비교예 2는, 코어 성분의 비율이 적기 때문에 굴곡 외측의 과신장을 억제할 수 없어, 처짐양이 컸다. 비교예 4는, 인장 강도가 3.05cN/dtex를 초과하고 있으며, 굽힘 방향의 탄성이 손상되어 있었다.

(실시예 7)

시스 성분용 중합체로서, 97질량%의 공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-1)과, 3질량%의 "하이트렐"(등록 상표) 21UV를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 얻어진 모노필라멘트의 특성은 표 1에 나타내는 바와 같았다.

(실시예 8, 비교예 3, 비교예 5)

코어 성분용 중합체로서, 융점이 257℃이고, 고유 점도가 0.71, 산화티타늄을 0.1질량% 함유하는 폴리에틸렌테레프탈레이트 중합체(도레이 가부시키가이샤 제조의 T-301T)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 얻어진 모노필라멘트의 특성은 표 1과 표 2에 나타내는 바와 같았다.

비교예 3과 비교예 5는, 인장 강도가 3.05cN/dtex를 초과하고 있으며, 굽힘 방향의 탄성이 손상되어 있었다.

(비교예 1)

코어 성분용 중합체로서, 수분율이 150ppm 미만이 되기까지 건조한 공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-1)을 시스 성분용 중합체로 하고, 수분율이 150ppm 미만이 되기까지 건조한 공중합계 열가소성 엘라스토머 (A-2)를, 각각 설정 온도 250℃의 φ30㎜ 익스트루더, 설정 온도 215℃의 φ40㎜ 익스트루더에서 용융시킨 후, 각각 245℃와 250℃의 온도로 보온된 기어 펌프를 사용하여, 250℃의 온도로 보온된 복합 방사 팩에 도입한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 얻어진 탄성 모노필라멘트의 특성은 표 2에 나타내는 바와 같았다.

표 1과 표 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 탄성 모노필라멘트는, 굽힘 방향의 내처짐성, 탄성, 및 고온 부여 후의 크리프 특성이 우수하였다.

1: 굴곡 마모 특성 시험 후의 탄성 모노필라멘트
2: 하중
a: 마킹 간을 연결한 선
A: 마킹 간을 연결한 선 a로부터 변형 최대점을 향하여 그은 수선의 거리(처짐양)

Claims

직경이 0.1 내지 1.0㎜이고, 코어 성분의 비율이 2 내지 40부피%인 코어-시스 복합 구조를 갖고, 상기 코어 성분이 중합체 중의 에틸렌테레프탈레이트 단위가 95 내지 100질량%인 폴리에틸렌테레프탈레이트이고, 시스 성분이 경질 세그먼트와 연질 세그먼트를 갖는 공중합계 열가소성 엘라스토머이며, 인장 강도가 0.3 내지 3.0cN/dtex인 것을 특징으로 하는 탄성 모노필라멘트.
제1항에 있어서, 코어 성분에 사용되는 폴리에틸렌테레프탈레이트의 고유 점도 (Ⅳ)가 0.7 이상인 탄성 모노필라멘트.
제2항에 있어서, 경질 세그먼트가 방향족 폴리에스테르 단위를 주된 구성 단위로 하고, 연질 세그먼트가 지방족 폴리에테르 단위 및/또는 지방족 폴리에스테르 단위를 주된 구성 단위로 하는 탄성 모노필라멘트.
제3항에 있어서, 방향족 폴리에스테르 단위가 폴리부틸렌테레프탈레이트 단위이고, 지방족 폴리에테르 단위 및/또는 지방족 폴리에스테르 단위가 폴리(테트라메틸렌옥시드)글리콜 단위인 탄성 모노필라멘트.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 경질 세그먼트와 연질 세그먼트의 비율이 35:65 내지 75:25(질량비)인 탄성 모노필라멘트.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 굽힘 경도가 2.0 내지 10cN인 탄성 모노필라멘트.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 일정 길이 하 160℃의 온도 조건 하에서 3분 간 열처리한 후, 0.1cN/dtex의 장력 하에서 12시간 유지했을 때의 치수 변화율이 0 내지 5%인 탄성 모노필라멘트.