WO2001075200A1

WO2001075200A1 - Fil monofilament et son procede de fabrication

Info

Publication number: WO2001075200A1
Application number: PCT/JP2001/002599
Authority: WO
Inventors: Yasunori Yuuki; Teruhiko Matsuo; Tadashi Koyanagi
Original assignee: Asahi Kasei Kabushiki Kaisha
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2001-10-11
Also published as: JP3685758B2; BR0109612A; EP1275758A4; KR20020086706A; EP1275758B1; ATE347629T1; TW515856B; US20030044607A1; DE60125027D1; ES2272451T3; CN1420950A; DE60125027T2; EP1275758A1; CN1190534C; HK1054251A1; US6673444B2; CA2404345A1; AU2001244600A1; MXPA02009428A; KR100486329B1

Description

明細書モノフィラメント糸及びその製造方法技術分野

本発明は、ポリトリメチレンテレフタレート（以下、 P T Tと略称する。）モノフィラメント糸、その製造方法及び該モノフィラメント糸を用いたブラシに関する。背景技術 '

従来、歯ブラシ、化粧用ブラシ、ヘアーブラシ、各種工業用ブラシ等のブラシ毛用素材としては、ナイ口ン等の熱可塑性樹脂を原料とするモノフィラメントが多く用いられている。例えば、歯ブラシ用としては、使用感がソフトで歯や歯茎を痛めにくいことや弾性回復性が比較的良好なことから、ナイロン 6 1 2がブラシ毛として多く使用されている。しかし、ナイロンは吸湿性が高く、かつ吸湿すると物性や弾性回復性が低下したり寸法が大きく変化するため、ブラシとして継続使用すると、毛開きしゃすく耐久性に問題があった。また、樹脂の原料コストが高いという問題もあった。

一方、 P T T繊維は古くから知られており、衣料用のマルチフィラメント糸は、特開昭 5 2— 5 3 2 0号公報、特開昭 5 8— 1 0 4 2 1 6号公報などに記載されている。また、 P T Tモノフイラメント糸は、（A) 特開平 5— 2 6 2 8 6 2号公報、（B) 特開平 8— 1 2 0 5 2 1号公報、（C) 特開平 1 1 — 4 8 6 3 1号公報などに記載されており、 P T Tモノフィラメント糸を使用した歯ブラシは、 (D) 特開平 8— 1 7 3 2 4 4号公報、（E) WO 9 9 / 0 5 9 3 6号公開パンフレツトに記載されている。上記文献（A) にはテニスラケットのガットに適した P T Tモノフィラメント糸が記載されており、その実施例 5には、 P T Tの極限粘度が 1. 0 5 d 1 / g、繊度が 6 5 7デニール（ 7 3 0 d t e X ) のテニスガット用のモノフィラメント糸が開示されている。文献（B) には抄紙用キャンパスに適した P T Tモノフィラメント糸が開示されている。文献（B) に開示されている P T Tモノフイラメント糸の特徴は、末端カルボキシル基濃度が小さいことであり、その効果として高い耐加水分解性（耐湿熱性）を有することが記載されている。そして実施例 1 には、極限粘度 0. 9 5 d 1 / g 、直径 0. 4 mm (繊度 1 7 1 6 d t e x ) の P T Tモノフィラメント糸が記載されている。

文献（C) には P T Tモノフィラメント糸を使用した印刷用スクリーン紗が開示されている。文献（C) に記載されているスクリーン紗用 P T Tモノフィラメント糸は、繊度 8〜 5 5 d t e x ( 7〜 5 0デニール）が好ましいと記載されている。そして実施例 1には、極限粘度 0. 8 9 d 1ノ g、繊度 1 7 d t e X、破断伸度 4 5 % の P T Tモノフィラメント糸が記載されている。

しかし、文献（A) 、 ( B ) 、 ( C ) のいずれにも、 P T Tモノフィラメント糸のブラシ毛への適性については記載も示唆もされてレヽなレヽ。

文献（D) 、（E) には、 P T Tモノフィラメント糸を使用したブラシが開示されている。そして文献（E) の実施例には、歯ブラシ用として直径 0. 1 7 5 mm (繊度約 3 2 5 d t e x ) 及び 0. 2 0 8 mm (繊度約 4 6 0 d t e x ) の P T Tモノフィラメント糸が記載されている。しかしながら、本発明者等の研究によれば、歯ブラシ用として、単に P T Tモノフィラメント糸を適用するだけでは、屈曲回復性や寸法安定性において満足できる歯ブラシは得られない。

文献（D) には、 P T Tモノフィラメント糸の極限粘度は 0. 5 d l Z g以上が好ましいと記載されており、その実施例 1には、極限粘度 0. 7 0 d l / gの P T T樹脂を用いて、紡糸、冷却、加熱延伸を行った後に、 1 4 0 °Cで 1 0分の条件で定長熱セットを行つて得られた、直径 0. 2 2 mm (繊度約 5 1 5 d t e x ) の P T T モノフィラメント糸を植毛した歯ブラシが記載されている。しかし、この条件で得られた P T Tモノフィラメント糸は、極限粘度が低い（すなわち重合度が低い）ために、タフネスが低く弾性回復性も低い。そのためブラシ毛に使用した場合、短時間の使用で、ブラシ毛のささくれや摩耗、へたりによる毛開きが発生する。

また、文献（D) の実施例では、延伸工程後の熱セット条件が不適切であるため、残留熱収縮率が高い。そのため、歯ブラシの植毛工程において、毛先のトリミング (毛先を揃える）やエンドラウンデイング（毛先を丸める）を行う際に発生する熱によって、ブラシ毛が曲がったり毛先が開いたりする等、ブラシ毛の立毛性（直線性 ) が悪くなる。更に、ブラシ形成後の高温滅菌処理等の熱処理によつても、ブラシ毛の変形やよじれ、毛開きが発生する等の問題があり、ブラシ毛として満足できるものではなかった。発明の開示

本発明は、柔軟性、屈曲回復性あるいは長期間の使用に対する耐久性に優れたモノフィラメント糸、及びその製造方法を提供することを目的とする。

すなわち本発明は下記の通りである。

1 . 9 0モル⁰/。以上のトリメチレンテレフタレート繰り返し単位及び 1 0モル％以下のその他のエステル繰り返し単位からなる P T Tで構成され、単糸繊度が 5 0 d t e x以上であり、極限粘度が 0 . 8〜 1 . 3 d 1 / g、沸水収縮率が 2 %以下であることを特徴とする P T Tモノフィラメント糸。

2. 沸水収縮率が 0〜 1. 5 %であることを特徴とする上記 1記載の P T Tモノフィラメント糸。

3. 力学的損失正接のピーク温度が 1 0 0〜 1 2 0 °Cであることを特徴とする請求項 1 または 2記載の P T Tモノフィラメント糸。

4. 平均粒子径 0. 0 1〜 5 μ mの粒子を 0. 0 1〜 5 w t %含有していることを特徴とする上記 1、 2または 3記載の P T Tモノフィラメント糸。

5. 上記 1 、 2、 3または 4に記載の P T Tモノフィラメント糸を植毛してなることを特徴とするブラシ。

6. 単糸繊度が 5 0 d t e x以上である P T Tモノフィラメント糸を紡糸、延伸後、弛緩率— 1 0〜+ 1 5 %、熱処理温度 1 0 0〜 1 8 0 °Cで弛緩熱処理することを特徴とする P T Tモノフイラメント糸の製造方法。

7. 弛緩率が 1〜 1 5 %であることを特徴とする上記 6記載の P T Tモノフィラメント糸の製造方法。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の P T Tモノフィラメント糸の製造方法の一例を示す概略図である。発明を実施するための最良の形態

本発明者等は前記目的を達成するために鋭意研究した結果、 P T T樹脂の極限粘度を適正化すると同時に、未延伸糸を延伸後、特定の条件で熱処理を行って熱収縮性を特定の範囲にすることにより、柔軟性、屈曲回復性あるいは耐久性に優れた P ττモノフィラメント糸が得られることを見出し、本発明をなすに至った。

本発明のモノフイラメント糸は種々の用途に適用することができるが、なかでもブラシ毛に適しており、ブラシを製造するときの加ェ性が良好で、立毛性が高く、使用感がソフトで、長期間の使用でも毛のへたりによる毛開きがなく、熱処理したときの形態安定性に優れる等の特長を少なくとも一つ以上有する。

以下、本発明につき詳細に説明する。

本発明の Ρ Τ Τモノフィラメント糸は、単糸繊度が 5 O.d t e X 以上である。 P T Tモノフィラメント糸は、ヤング率が低いため非常にソフトであり、かつ弾性回復性が優れているという特徴を有している。単糸繊度が 5 0 d t e x以上であると、強力、屈曲回復性が共に十分であり、目的とする用途における要求性能を満たすことができる。単糸繊度のより好ましい範囲は 5 6 d t e xよりも大、さらに好ましくは 1 0 0〜 8 0 0 0 0 d t e xであり、用途に応じて適宜設定すればよい。

本発明において、 P T Tとは、トリメチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とするポリエステルをいい、トリメチレンテレフタレート単位を 9 0モル⁰ /₀以上含有するものをいう。従って第三成分として、他の酸成分及び/又はダリコール成分の合計量が 1 0モル％以下の範囲で含有された P T Tを包含する。

P T Tは、テレフタル酸、又は例えばテレフタル酸ジメチルなどのテレフタル酸の機能的誘導体と、トリメチレングリコ一ル又はその機能的誘導体とを、触媒の存在下で、適当な反応条件下に縮合せしめることにより合成される。この合成過程において、適当な一種又は二種以上の第三成分を添加して共重合ポリエステルとしてもよいし、又、ポリエチレンテレフタレート（以下、 P E Tと略称する。 ) 等の P T T以外のポリエステルやナイロンと、 P T Tとをブレンドしたり、複合紡糸（紡糸時に複合化して、鞘芯、サイドバイサイド等の断面構造の糸とする等）してもよい。

複合紡糸に関しては、特公昭 4 3— 1 9 1 0 8号公報、特開平 1 1一 1 8 9 9 2 3号公報、特開 2 0 0 0— 2 3 9 9 2 7号公報、特開 2 0 0 0— 2 5 6 9 1 8号公報等に例示されるような、第一成分としての Ρ Τ Τと、第二成分としての Ρ Τ Τ、 Ρ Ε Τ、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等とを、並列的あるいは偏芯的に配置したサイドバイサイド型又は偏芯シースコア型に複合紡糸したものが挙げられる。特に、丁丁と共重合？丁丁の組み合わせや、極限粘度の異なる二種類の Ρ Τ Τの組み合わせが好ましい。なかでも、特開 2 0 0 0— 2 3 9 9 2 7号公報に例示されるような、極限粘度の異なる二種類の Ρ Τ Τを用い、低粘度側が高粘度側を包み込むように接合面形状が湾曲しているサイドバイサイド型に複合紡糸したものが、高度のストレツチ性と嵩高性を兼備するものであり、特に好ましい。

但し、異なる二種のポリマーを並列的あるいは偏芯的に配置した複合糸は、自発的にコイル状の捲縮が発現する場合があるので、モノフイラメント糸の直線性があまり要求されないような用途又は分野に用いることが適切である。

Ρ Τ Τに含有させることができる第三成分としては、脂肪族ジカルボン酸（シユウ酸、アジピン酸等）、脂環族ジカルボン酸（シク口へキサンジカルボン酸等）、芳香族ジカルボン酸（イソフタル酸、ソジゥムスルホイソフタル酸等）、脂肪族ダリコール（エチレングリコーノレ、 1， 2 _プロピレングリコーノレ、テトラメチレングリコール等）、脂環族グリコール（シクロへキサンジメタノール等）、芳香族を含む脂肪族グリコール（ 1， 4 _ ビス（ j8— ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等）、ポリエーテルグリコール（ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等）、脂肪族ォキシカルボン酸（ ω—ォキシカブロン酸等）、芳香族ォキシカルボン酸（ ρ _ ォキシ安息香酸等）等が挙げられる。又、 1個又は 3個以上のエステル形成性官能基を有する化合物（安息香酸等又はグリセリン等）も、重合体が実質的に線状である範囲内で用いることもできる。

Ρ Τ Τモノフィラメント糸には、酸化チタン等の艷消剤、リン酸等の安定剤、ヒドロキシベンゾフエノン誘導体等の紫外線吸収剤、タルク等の結晶化核剤、ァエロジル等の易滑剤、ヒンダードフヱノール誘導体等の抗酸化剤、抗菌剤、難燃剤、制電剤、顔料、蛍光増白剤、赤外線吸収剤、消泡剤等の改質添加剤が含有されていてもよい。

モノフィラメント糸の製造時には平滑性が要求されることから、本発明の Ρ Τ Τモノフィラメント糸は、平均粒子径 0. 0 1〜 5 μ m、好ましくは 0. 0 1〜 2 111の粒子を 0. 0 1〜 5 w t %含有するのが好ましい。平均粒子径 0. 0 1〜 5 μ mの粒子を 0. 0 1 〜 5 w t %含有することにより、平滑性が高く、紡糸性に優れ、充分な強度を有する P T Tモノフィラメント糸が得られる。

含有する粒子は酸化チタンや顔料が好ましい。例えば、歯ブラシ等のようにブラシ毛の白度が要求される用途には、酸化チタンを 0 . 5 0〜 5 w t %含有するのが好ましい。 P T Tモノフィラメント糸は、 P E Tモノフィラメント糸よりも透明度が高いため、 P E T モノフィラメント糸と同レベルの白度を達成するためには、酸化チタンをやや多めに含有するのが好ましい。また、着色したモノフィラメント糸を得るためには、紡糸後に染色することもできるが、歯ブラシ等の用途では顔料を含有させた着色ポリマーを紡糸するのが好ましい。本発明の P T Tモノフィラメント糸は、極限粘度が 0. 8〜 1. 3 d l Zgであり、好ましくは 0. 8〜： L . l d l / gである。極限粘度が 0. 8 d 1 Z g以上であると、得られる P T Tモノフイラメント糸のタフネスが大きく、弾性回復性も高いため、例えばブラシ毛に使用した場合に、長時間の使用によってもブラシ毛のささくれゃ摩耗、へたりによる毛開きが発生しない。また、極限粘度が 1 . 3 d l Zg以下であると、熱処理工程でのモノフィラメント糸のそりがないため、例えばブラシ毛に使用した場合には、ブラシ毛の直線性が保持されるのでブラシへの加工が容易である。即ち、極限粘度を 0. 8〜 1 . 3 d 1 / g とすることによって、直線性が良く、タフネスと屈曲回復性に優れた P T Tモノフィラメント糸を得ることが出来る。

なお、極限粘度〔〕は、ォストワルド粘度管を用い、 3 5 °C、 '

0—クロ口フエノールを用いて、比粘度 7J S P と濃度 C ( g / 1 0 0 ミリリットル）の比（ 77 S _P C) を濃度ゼロに外挿し、以下の式に従って求めた。

L η J = 1 i m ( ?? s p / C)

C→ 0

本発明の P T Tモノフィラメント糸は、沸水収縮率が 2 %以下であり、好ましくは 2 %未満、さらに好ましくは 0〜 1 . 5 %である。 P T Tモノフィラメント糸は、ナイロンモノフィラメント糸や P E Tモノフィラメント糸と比較すると、伸長弾性回復性に優れた糸であるが、一方で熱収縮性が高いという特性を有している。沸水収縮率が 2 %以下であると、ブラシ等の製品の加工時や使用時に熱が加わっても熱収縮が起こりにくく、モノフィラメント糸の寸法変化や変形、よじれ等が起きにくい。例えば、歯ブラシの製造工程においては、所定の長さにカットしたモノフィラメント糸の束を、歯ブラシの柄に開けた穴に押し込んだ後、トリミング（毛先を揃える）とエンドラウンデイング（毛先を丸める）を行うのが一般的であるが、この際、高速回転する砥石等で毛先を研磨するために熱が発生する。このような場合でも、沸水収縮率が 2 %以下であると、発生する熱によるブラシ毛の変形やよじれが生じることがなく、また、毛先が開いたりして立毛性（直線性）が損なわれることがない。更に、モノフィラメント糸が使用される用途（例えばブラシ毛や立体構造布帛の連結糸等）では、曲げ変形に対する高い回復性が要求される場合が多いが、本発明者らの研究によれば、熱収縮性が小さい程、曲げ変形に対する回復性も著しく向上することが判った。沸水収縮率を 2 %以下にすることにより、曲げ変形に対して高い回復性を有する P T Tモノフィラメント糸が得られ、例えばブラシ毛に適用した場合は、長期間の使用でもへたりによる毛開きが発生しにくい、耐毛開き性の極めて優れたブラシ毛が得られる。

沸水収縮率を適正な範囲に設定するためには、例えば、紡糸、延伸後の P T Tモノフィラメント糸を適当な条件で熱処理する。熱処理は、紡糸、延伸に引き続いて連続で行ってもよいが、一旦、 P T Tモノフィラメント糸を巻き取った後、熱処理を行う方法が好ましい。

沸水収縮率が本発明の範囲を満たす限り、熱処理は、弛緩熱処理、定長熱処理、緊張熱処理のいずれであってもよいが、次の式で計算される弛緩率が一 1 p〜+ l 5 %の範囲で熱処理することが好ましい。ここで、弛緩率とは、熱処理前のモノフィラメント糸の長さを L 0、熱処理中の拘束長さを L 1 としたときに、次式で計算される。

弛緩率（％) = { ( L 0 - L 1 ) / L 0 } X 1 0 0

弛緩熱処理とは、弛緩率が 0 よりも大きい場合であり、モノフィラメント糸が自由に収縮できる状態、あるいは熱処理前の長さよりも一定比率で収縮可能なように規制した状態で熱処理することを言う。 P T Tモノフィラメント糸に弛緩熱処理を行う場合、熱処理を行う温度における熱収縮率と同じか、やや小さめの弛緩率で弛緩熱処理を行う方法が、熱処理後にモノフィラメント糸が直線状に保持されているため最も好ましく、具体的には弛緩率は 1〜 1 5 %であることが好ましく、 5〜 1 2 %であることがより好ましい。弛緩率が 1 5 %を越える過度に弛緩された状態での熱処理、すなわち熱処理後もモノフィラメント糸が弛んでいる状態であると、モノフイラメント糸の直線性が損なわれる傾向がある。

定長熱処理とは、弛緩率が 0の場合であり、熱処理中にモノフィラメント糸の長さが熱処理前と変化しないように規制した状態で熱処理することを言う。緊張熱処理とは、弛緩率が 0 よりも小さい場合であり、熱処理前の長さから一定比率で伸長した状態で熱処理することを言う。 P T Tモノフィラメント糸を定長熱処理または緊張熱処理を行う場合は、弛緩率が一 1 0〜 0 %であることが好ましい。但し、定長熱処理や緊張熱処理では、沸水収縮率を 2 %以下にするためには、高い温度で熱処理をする必要があり、温度が高すぎると熱処理時に P T Tモノフィラメント糸が切れたり、強度が低下する場合がある。

P T Tモノフィラメント糸の熱処理温度は 1 0 0〜 1 8 0 °Cが好ましく、 1 2 0〜 1 6 0 °Cがより好ましい。熱処理温度が 1 0 0 °C 以上であると、過度の弛緩状態で熱処理をしなくとも沸水収縮率を 2 %以下まで下げることができるので、モノフィラメント糸の直線性が損なわれることがない。また、熱処理温度が 1 8 0 °C以下であると、熱処理時に切れ糸が生じたり強度が低下することがない。熱処理時間は、熱処理するモノフィラメント糸の集束状態によつて適宜設定すればよい。例えば、直径 0. 2 mm (繊度が約 4 3 0 d t e x ) 程度の P T Tモノフィラメント糸を 2 0 0〜 4 0 0本程度、総状に束ねたものを熱処理する場合には、内部のモノフィラメント糸まで充分に熱処理を行うために、熱処理時間は 2 0分以上が好ましく、 3 0分以上がより好ましい。熱処理時間が短すぎる場合は、沸水収縮率を 2 %以下まで下げることが難しいばかりでなく、モノフィラメント糸間、あるいはモノフィラメント糸の長さ方向に熱セット斑が発生するため、熱収縮性にばらつきが生じる。そのため、例えばブラシ毛に用いる場合は、ブラシの加工時に熱が加わつたり、ブラシに形成した後に高温滅菌処理等の熱処理を行うと、毛の変形やよじれが発生したり毛先が開いたりする傾向がある。

一方、延伸後の Ρ Τ Τモノフィラメント糸を束ねずに、すなわちモノフィラメント糸同士を密着させずに連続的に熱処理する場合は

、モノフィラメント糸の 1本 1本まで熱が伝わりやすいため熱処理時間は短くてもよく、本発明の要件を満足する限りにおいて、例えば 1分以下でもよい。

本発明の Ρ Τ Τモノフィラメント糸は、動的粘弾性測定から求められる力学的損失正接のピーク温度（以下、 Tm a x という。）が 1 0 0〜 1 2 0 °Cであることが好ましく、 1 0 5〜 1 1 4°Cがより好ましい。 Tm a Xをこの範囲にするためには、例えば、紡糸、延伸後の P T Tモノフィラメント糸を適当な条件で熱処理するという方法が挙げられる。 Tm a xがこの範囲内であると、沸水収縮率が 2 %以下となり曲げ変形に対する回復性が優れ、' 直線性の優れたモノフィラメント糸が得られる。

また、本発明の P T Tモノフィラメント糸は、結晶配向度が 9 0 〜 9 5 %であることが好ましい。結晶配向度 9 5 %は P T Tモノフイラメント糸の取り得る最大値であり、結晶配向度が 9 0〜 9 5 % であると、タフネスや屈曲回復性に優れた P T Tモノフィラメント糸となる。

本発明の P T Tモノフィラメント糸の破断伸度は 3 5〜 6 5 %が好ましく、 3 5〜 5 5 %がより好ましい。破断伸度がこの範囲であると、モノフィラメント糸は強靭であり、例えばブラシ毛に用いた場合、長時間の使用によってもブラシ毛のささくれが起こることがなく、また、モノフィラメント糸の糸長方向の太さに斑が無く均一で、商品価値が高い。

本発明の P T Tモノフィラメント糸は、破断強度が 2. 2 c N/ d t e x以上であることが好ましい。破断強度が 2. 2 c N/ d t e x以上であると、強度が十分で、例えばブラシ毛に用いた場合に長時間の使用によってもブラシ毛のささくれゃ摩耗が発生しない。

本発明の P T Tモノフィラメント糸の繊度は、用途に応じて適宜設定すればよい。例えば歯ブラシ用途には 2 0 0〜 6 0 0 d t e x が好ましく、より好ましくは 2 5 0〜 5 5 0 d t e xである。繊度がこの範囲であると、歯ブラシの硬さが適度であるので、歯茎を痛めることなく歯の汚れを十分に除去することができ、且つブラシ毛が歯の隙間に引つかかることがない。

また、表裏二層の編地と該ニ層の編地を連結する連結糸から構成された立体編物において、本発明の P T Tモノフィラメント糸を該連結糸に用いる場合は、繊度は 5 0 d t e x以上、 1 2 0 0 d t e x以下であることが好ましく、より好ましくは 5 6 0 d t e x以下、更に好ましくは 2 8 O d t e x以下である。

本発明の P T Tモノフィラメント糸をテニスやバドミントン等のラケット用のガットに用いる場合は、繊度は 7 0 0 0〜 2 2 0 0 0 d t e Xが好ましく、ギター等の楽器用弦に用いる場合には、繊度は 2 0 0 0〜 1 4 0 0 0 (1 1 6 が好ましく、また、椅子張り用の織編物に用いる場合は、繊度は 5 0〜 2 5 0 0 d t e xが好ましいまた、本発明の P T Tモノフィラメント糸は、複数のモノフイラメント糸を合糸したり撚糸して用いてもよい。

本発明の P T Tモノフィラメント糸は、用途によっては、長さ方向に均一なものや太細のあるものや捲縮を付与したものでもよい。また、糸の断面形状は、丸型、三角型、 L型、 T型、 Y型、 W型、八葉型、偏平、ドッグボーン型等の多角形型、多葉型、中空型ゃ不定形なものでもよい。

また、ブラシ用途等では、 P T Tモノフィラメント糸の自由端を丸くしたり、先細となるようにテーパー化したりしてもよいし、自由端または糸表面にクレーターや微細な凹凸をつけてもよい。このように P T Tモノフィラメント糸の自由端または表面の形態を変化させる方法としては特に限定されないが、例えばアルカリ減量加工等を行う方法が挙げられる。

本発明の P T Tモノフィラメント糸は、紡糸、延伸までは公知の製造方法で得る事ができ、例えば以下の方法で製造される。

図 1において、乾燥機. （ 1 ) 中で P T Tペレットを乾燥し、次いでペレットを押出機（ 2 ) に供給し、 P T Tの溶融体とする。 P T T溶融体はベンド（ 3 ) を経てスピンヘッド（ 4 ) に送られ、その中に装着されるギヤポンプ（ 5 ) で計量され、紡糸口金（ 6 ) より紡出される。紡出された P T T溶融体はフィラメント状（ 7 ) となり、冷却水浴（ 8 ) 中に導かれて冷却されつつ、一定速度で回転している第 1 ロール群（ 9 ) によって引っ張られて所定の繊度まで細化され未延伸モノフィラメント糸となる。次いで、未延伸モノフィラメント糸は、所定の温度の温水浴（ 1 0 ) 中で一定速度で回転する第 2 口ール群（ 1 1 ) により引張られて第 1段の延伸が施される。その後モノフィラメント糸は所定の温度のスチーム浴（ 1 2 ) 中で定長又は弛緩熱処理を受け、第 3 口ール群（ 1 3 ) を経た後、卷き取り機（ 1 4 ) で卷き取られる。

なお、温水浴中の延伸は、 1段延伸に限らず、複数回に分けて延伸してもよい。また、 P T Tモノフィラメント糸の沸水収縮率は、熱処理時の温度、時間、弛緩率または伸長率等により調節することが出来る。

本発明の P T Tモノフィラメント糸は、後工程の工程通過性を良くするために摩擦抵抗を下げたり、制電性を付与する等の機能を有する仕上げ剤を付与するのが好ましい。更に、要求される機能に応じて撥水剤や吸水剤等を付与してもよい。仕上げ剤を付与するのは、スチーム浴（ 1 2 ) と第 3 ロール群（ 1 3 ) の間で付与するのが好ましい。

仕上げ剤の種類は特に限定されないが、脂肪族エステル、鉱物油、ポリエーテル、非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤等を組成成分として、適当な割合で混合した仕上げ剤を用いるのが好ましい。

仕上げ剤の付着量は、 0 . 0 1 〜 0 . 3 w t %であることが好ましレ、。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれら実施例等により何ら限定されるものではない。

なお、測定方法、評価方法等は以下の通りである。

( 1 ) 破断強度、破断伸度、沸水収縮率

J I S— L 一 1 0 1 3、引張強さ及び伸び率、熱水収縮率 B法（フィラメント収縮率）に従って、破断強度、破断伸度、沸水収縮率を測定し、各 1 0回の測定値の平均値を算出した。

( 2 ) 力学的損失正接のピーク温度東洋ポールドウイン社製レオパイブロン D D V _ E I I A型動的粘弾性測定装置を用い、試料約 0. l m g、測定周波数 1 1 O H z 、昇温速度 5 °C/分にて、乾燥空気中で各温度における力学的損失正接（ t a η δ ) —温度曲線から、 t a η δがピークを示す温度（ T m a X ) を求める。

( 3 ) 結晶配向度

X線回折装置を用い、試料の厚みを約 0. 5 mmとして、以下の条件で回折角 2 0が 7度から 3 5度までの回折強度曲線を描いた。測定条件は、 3 0 k V、 8 0 A, スキャンニング速度を 1度 Z分、チャート速度 1 0 mm/分、タイムコンスタント 1秒、レシービングスリット 0. 3 m mとした。

2 0 = 1 6度及び 2 2度に描かれる反射を各々（ 0 1 0 ) 、（ 1 1 0 ) とする。更に、（ 0 1 0 ) 面を— 1 8 0度〜 + 1 8 0度方位角方向に回折強度曲線を描く。 ± 1 8 0度で得られる回折強度曲線の平均値をとり、水平線を引きベースラインとする。ピークの頂点からベースラインに垂線をおろし、その高さの中点を求める。中点を通る水平線を引き、これと回折強度曲線との 2つの交点間の距離を測定し、この値を角度に換算した値を配向角 Hとする。

結晶配向度は次式で与えらえる。

結晶配向度（％) = { ( 1 8 0 -H) / 1 8 0 } X 1 0 0

( 4 ) 屈曲回復率（耐毛開き性）

J I S— S— 3 0 1 6、毛の屈曲回復率試験の方法に従って、屈曲回復率を測定し、 1 0回の測定値の平均値を算出した。なお、荷重を掛けて熱処理する時の温水の温度は、 6 0 ± 2 °Cと、 3 5 ± 2 °Cの 2水準で測定を行った。

( 5 ) 立毛性

ブラシ毛の長さを 7. 0 0 ± 0. 1 5 mmに水平に切りそろえた歯ブラシを作成し、ブラシ毛の立毛性（直線性）を目視で判定し、以下の基準で 3段階評価を行った。

〇：ブラシ毛の変形やよじれが全くない。

△ ：ブラシ毛の変形やよじれが少し見られる。

X ：ブラシ毛の変形やよじれが大きい。

( 6 ) 耐毛開き性

作成した歯ブラシを実際に 1 0人のモェターに 1週間使用してもらい、 1 0本の歯ブラシの平均的な毛開きの程度を、以下の基準で判定した。

〇：ほとんど毛開きしていない。

△ ：毛開きしているのが判る。

X ：毛開きが著しい。

( 7 ) 毛の損傷

作成した歯ブラシを実際に 1 0人のモニターに 1週間使用してもらい、 1 0本の歯ブラシの平均的な損傷の程度を、以下の基準で判定した。

〇：毛先のささくれゃ摩耗が全くない。

Δ ：毛先のささくれゃ摩耗が少し見られる。

X ：毛先のささくれゃ摩耗がはっきりと半【Jる。

( 8 ) 銅板摩擦試験（歯や歯茎への傷付け性）

作成した歯ブラシを、表面が滑らかな銅板にブラシ毛が直角に当たるように接触させ、単位植毛面積当たり 7 0 N Z c m ²の荷重を掛けたまま、ストローク長さ l c m、ストローク速度 1 2 0 スト口ーク /分の条件で銅板の表面を 1 0秒間研磨し、銅板表面の傷付きの程度を目視で判定した。以下の基準で 5段階評価を行い、 1 0回の測定の平均値を算出した。

5 ：傷が全く見られない。 4 ：見る角度によってわずかに傷が見える。

3 ：どの角度からでも傷が見える。

2 ：大きな傷がはっきりと見える。

1 ：著しく傷付いている。

( 9 ) 使用感

作成した歯ブラシを実際に 1 0人のモニターに 1週間使用してもらい、以下の基準で使用感の官能評価を行い、 1 0人の平均値を算出した。

5 ：極めてソフト

4 ややソフト

3 ふつう

2 硬い

1 極めて硬い

〔実施例 1〕

極限粘度〔 η〕が 0. 9 2 d l Z g、酸化チタン含有率が 0. 1 w t %の P T Tポリマーを用いて、以下の製造条件で P T Tモノフイラメント糸を製造した。

ポリマー吐出量 2. 5 2 g 分

紡糸温度 2 6 0 °C

冷却浴水温 4 0 °C

引き取りロール（第 1 ロール）周速 1 5. 8 m 分

延伸浴水温 5 5 °C

延伸ロール（第 2 ロール）周速 7 9. 2 m. 分

熱処理浴スチーム温度 1 2 0 °C

第 3 ロール周速 7 2 mZ分

巻き取り速度 7 2 m/分

上記の製造条件で得られた P T Tモノフィラメント糸の物性は以下の通りであった。

極限粘度： 0. 9 0 d 1 Z g

： 0. 1 8 mm

繊度： ώ o 5 d t e x

破断強度 : 3. 0 c N/ d t e x

破断伸度 : 4 8. 1 %

沸水収縮率 : 6. 4 % '

製造された P T Tモノフィラメント糸を、かせに巻いて 4 0 0本の束にした後、以下の条件で熱処理を行った。

熱処理温度： 1 2 0 °C

熱処理時間： 6 0分

弛緩率： 5 %

得られた P T Tモノフィラメント糸を通常の歯ブラシ製造工程に供給し、歯ブラシを製造した。

得られた P T Tモノフィラメント糸の物性、屈曲回復性、及び歯ブラシの評価結果を表 1に示す。

〔実施例 2〜 6〕

表 1に示す熱処理条件で熱処理を行った以外は実施例 1 と同様にして、 P T Tモノフィラメント糸及び歯ブラシを得た。得られた P T Tモノフィラメント糸の物性、屈曲回復性、及び歯ブラシの評価結果を表 1に示す。

〔実施例 7〕

極限粘度〔 η〕が 1. 1 3 d 1ノ g、酸化チタン含有率が 0. 1 w t %の P T Tポリマーを用い、実施例 1 と同様の製造条件で P T Tモノフィラメント糸を製造し、実施例 3 と同様の熱処理条件で熱処理を行い P T Tモノフィラメント糸を得た。得られたモノフィラメント糸を用いて実施例 1 と同様に歯ブラシを製造した。得られた P T Tモノフィラメント糸の物性、屈曲回復性、及び歯ブラシの評価結果を表 1に示す。

〔実施例 8〜 1 0〕

酸化チタン含有率を、それぞれ 0 w t % (実施例 8 ) 、 3 w t % (実施例 9 ) 、 6 w t % (実施例 1 0 ) とした以外は実施例 1 と同様の製造条件で P T Tモノフィラメント糸を製造し、実施例 3 と同様の熱処理条件で熱処理を行い P T Tモノフィラメント糸を得た。得られたモノフィラメント糸を用いて実施例 1 と同様に歯ブラシを製造した。

〔比較例 1〜 3〕

表 2に示す熱処理条件で熱処理を行った以外は実施例 1 と同様にして、 P T Tモノフィラメント糸及び歯ブラシを得た。得られた P T Tモノフィラメント糸の物性、屈曲回復性、及び歯ブラシの評価結果を表 2に示す。

〔比較例 4〕

極限粘度〔〕が 0. 7 0 d l / g、酸化チタン含有率が 0. 1 w t %の P T Tポリマーを用い、実施例 1 と同様の製造条件で P T Tモノフィラメント糸を製造し、実施例 3 と同様の熱処理条件で熱処理を行い P T Tモノフィラメント糸を得た。得られたモノフィラメント糸を用いて実施例 1 と同様に歯ブラシを製造した。

得られた P T Tモノフィラメント糸の物性、屈曲回復性、及び歯ブラシの評価結果を表 2に示す。

〔比較例 5〕

熱処理後の繊度を 4 4 d t e X とした以外は実施例 1 と同様の製造条件、及び実施例 3 と同様の熱処理条件で P T Tモノフィラメント糸を得た。得られたモノフィラメント糸を用いて実施例 1 と同様に歯ブラシを製造した。 '

〔比較例 6〕

ナイロン 6 1 2 (以下、 N 6 1 2 と略称する。）モノフィラメント糸を用い、表 2に示す熱処理条件で熱処理を行い、実施例 1 と同様に歯ブラシを得た。モノフィラメント糸の物性、屈曲回復性、及び得られた歯ブラシの評価結果を表 2に示す。

項目実施例実施例実施例実施例実施例実施例実施例実施例実施例実施例

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ポリマーの種類 PTT PTT PTT PTT PTT PTT PTT PTT PTT PTT 糸の極限粘度 (dl/g) 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 0.90 1.09 0.90 0.90 0.90 熱温度 CO 120 140 160 110 160 160 160 160 160 160 処時間（分） 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 弛緩率（％) 5 5 10 5 0 -2 10 10 10 10 繊度 (dtex) 373 375 393 372 358 350 391 396 395 398

¾·径 (匪 J 0.19 0.19 0.20 0.19 0.18 0.18 0.20 0.20 0.20 0.20 破断強度（cN/dtex) 2.8 2.6 2.4 2.8 2.9 2.9 3.3 2.5 2.2 2.1

END

破断伸度（％) 54.2 53.1 60.3 53.8 46.5 40.7 50.5 59.2 54.8 51.7 沸水収縮率 (o/₀) 1.4 1.2 0.6 1.8 1.5 1.7 0.8 0.6 0.5 0.5

Tma X CC) 119.3 113.0 110.0 119.5 111.2 113.4 112.8 109.8 109.4 109.6 結晶配向度（％) 93.1 93.0 91.9 93.7 93.3 93.8 92.5 92.1 91.4 91.2 屈曲回復 35°C 77.3 78.9 82.7 76.3 78.1 75.9 83.7 83.0 81.6 80.4 率（％)

60。C 38.5 40.1 48.3 38.1 38.4 37.9 47.1 49.0 47.9 43.2 立毛性〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇耐毛開き性〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇毛の損傷〇〇〇〇〇〇〇〇〇 △ 銅板摩擦試験 4.3 4.2 4.1 4.3 4.2 4.1 4.1 4.2 3.9 3.7 使用感 4.6 4.5 4.3 4.7 4.2 4.1 4.1 4.4 4.1 3.8

t

以上の結果から、次のようなことが判明した。

実施例 1 〜 1 0では、 P T Tモノフィラメント糸はいずれも沸水収縮率が適正で、得られた歯ブラシはブラシ毛の変形やよじれが全くなく、毛の立毛性は良好であった。また、屈曲回復率が高く、実際の使用試験においても耐毛開き性が良好で毛の損傷もほとんど見られず、耐久性の高いものであった。銅板摩擦試験においても銅板表面への傷付きの程度は極めて小さく、使用感も極めてソフトであり、優れた歯ブラシであった。

比較例 1は、モノフィラメント糸の沸水収縮率が高過ぎるため、得られた歯ブラシはブラシ毛の変形やよじれが見られ、立毛性が悪いものであった。また、屈曲回復率が低く、歯ブラシの使用試験では毛開きが大きかった。

比較例 2は、熱処理時間が短く、熱処理条件が適正でないため、モノフィラメント糸の沸水収縮率が大きく、かつ沸水収縮率のばらつきが見られ、得られた歯ブラシは部分的にブラシ毛の変形やよじれが見られ、立毛性が悪いものであった。また、歯ブラシの使用試験中に煮沸消毒処理を行うと、ブラシ毛の変形やよじれが一層大きくなつた。また、屈曲回復率が低く、歯ブラシの使用試験では毛開きがやや大きかった。

比較例 3は、熱処理温度が高すぎるために、熱処理時に糸切れが発生した。得られたモノフイラメント糸の沸水収縮率が低く強度が小さいため、歯ブラシの使用試験でブラシ毛のささくれゃ摩耗が若干発生し、また使用感もやや硬いものであった。

比較例 4は、モノフィラメント糸の極限粘度が低すぎるために、破断強度、屈曲回復率がともに低く、歯ブラシの使用試験でブラシ毛のささくれや摩耗が発生し、耐毛開き性も悪い結果であった。比較例 5は、モノフィラメント糸の繊度が細すぎるため、モノフイラメント糸 1本あたりの絶対強度が充分でなく、また、屈曲回復率が低いため、歯ブラシの使用試験ではブラシ毛のささくれゃ摩耗が少し見られ、毛開きがやや大きかった。

比較例 6では、 N 6 1 2のモノフィラメント糸は、屈曲回復率が低く、歯ブラシの使用試験では耐毛開き性が悪く、ブラシ毛のささくれや摩耗が見られた。また、銅板表面への傷付きの程度もやゃ大きく、使用感も硬いものであった。産業上の利用の可能性

本発明の P T Tモノフィラメント糸は、ヤング率が低くてソフトなため、例えばブラシに適用した場合は、ブラシを作るときの加工性が良く、ブラシの使用感が極めてソフトであり、歯ブラシに使用したときも歯や歯茎を痛めることがない。また、熱収縮性が低いため、ブラシ毛の立毛性 (直線性）に優れた高品質なブラシが得られ、熱湯消毒等の熱処理によっても毛の変形やよじれがない。更に、タフネス、伸長回復性、あるいは屈曲回復性に優れているため、長期間の使用でも毛の損傷や摩耗、へたりによる毛開き等がなく、耐久性に優れている。

本発明の P T Tモノフィラメント糸は、歯ブラシをはじめ、化粧用ブラシ、ヘアーブラシ、各種工業用ブラシ等のブラシ毛に有用である。また、魚網、テグス、人工芝、ジップファスナー、マジックファスナー、ガット、楽器用の弦、立体編物の連結糸、椅子張り用の織編物、製紙用カンパス、抄紙網、スクリーン、フィルター、ベルト、工業用縫い糸、紐等にも有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 9 0モル⁰ /₀以上のトリメチレンテレフタレ一ト繰り返し単位及び 1 0モル⁰ /₀以下のその他のエステル繰り返し単位からなるポリトリメチレンテレフタレートで構成され、単糸繊度が 5 0 d t e X 以上であり、極限粘度が 0. 8〜 1 . 3 d l / g、沸水収縮率が 2 %以下であることを特徴とするポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント糸。

2. 沸水収縮率が 0〜 1 . 5 %であることを特徴とする請求項 1 記載のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント糸。

3. 力学的損失正接のピーク温度が 1 0 0〜1 2 0 °Cであることを特徴とする請求項 1 または 2記載のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント糸。

4. 平均粒子径 0. 0 1〜 5 μ mの粒子を 0. 0 1〜 5 w t %含有していることを特徴とする請求項 1、 2または 3記载のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント糸。

5. 請求項 1、 2、 3または 4に記載のポリトリメチレンテレフタレートモノフイラメント糸を植毛してなることを特徴とするブラシ。

6. 単糸繊度が 5 0 d t e x以上であるポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント糸を紡糸、延伸後、弛緩率一 1 0〜 + 1 5 %、熱処理温度 1 0 0〜 1 8 0 °Cで弛緩熱処理することを特徴とするポリトリメチレンテレフタレ一トモノフィラメント糸の製造方法。

7. 弛緩率が 1〜 1 5 %であることを特徴とする請求項 6記載のポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント糸の製造方法。