JP2006002256A - Monofilament, method for producing the same and toothbrush - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はポリエステル系モノフィラメント及びその製造方法並びにそれからなる歯ブラシに関する。更に詳しくは、柔軟性と透明性、清拭性・使用耐久性を兼ね備えた、ポリエステル系モノフィラメント及びその製造方法並びにそれからなる歯ブラシに関する。 The present invention relates to a polyester monofilament, a method for producing the same, and a toothbrush comprising the same. More specifically, the present invention relates to a polyester monofilament having both flexibility and transparency, wiping property and durability, a method for producing the same, and a toothbrush comprising the polyester monofilament.
近年、ポリトリメチレンテレフタレート（以下、単に「ＰＴＴ」と称す）を成分とするモノフィラメント及び、このモノフィラメントからなる歯ブラシがその回復性能から着目されている。
特許文献１には、ＰＴＴを用いた歯ブラシが開示され、優れた回復性を有することが記載されている。
特許文献２には、ＰＴＴを毛材として使用した各種ブラシが開示され、歯ブラシとして用いた場合に、毛材のはりこしや弾性回復性に優れ、かつ低吸湿のために、経時的変化が少ない高性能ブラシが記載されている。
特許文献３には、ＰＴＴからなるモノフィラメントが開示され、屈曲回復性あるいは長期使用に対する耐久性に優れたブラシが記載されている。
これらの特許文献では、ＰＴＴモノフィラメントの製造にあたり、特定の条件で弛緩熱処理を施し沸水収縮率を２％以下とすることにより、ＰＴＴの分子構造が安定して、長期間使用において、毛開き耐久性に優れたブラシが得られることが記載されている。
特許文献４には、ＰＴＴ５〜４５ｗｔ％にＰＴＴ以外のポリエステル系樹脂９５〜５５ｗｔ％を混合したモノフィラメントが開示され、吸水時の弾性変化が小さくかつ耐久性が向上したブラシ材が記載されている。
しかし、前記文献１〜４に開示されているＰＴＴモノフィラメントからなる歯ブラシは、弾性回復性や屈曲耐久性に優れるものの、剛性が高く歯ブラシに使用すると柔軟性に乏しいために、幼児などには歯茎に刺激を与えるなど課題があることが明らかになった。また、従来から歯ブラシに用いられるポリアミドに比較して、透明性が低いことが明らかになった。この原因は明らかではないが、ＰＴＴポリマーが結晶性に優れていることから、歯ブラシ製造過程の熱処理により結晶化が進行しているためと推定される。
In recent years, a monofilament containing polytrimethylene terephthalate (hereinafter simply referred to as “PTT”) and a toothbrush made of the monofilament have attracted attention because of its recovery performance.
Patent Document 1 discloses a toothbrush using PTT and describes that it has excellent recoverability.
Patent Document 3 discloses a monofilament made of PTT and describes a brush excellent in bending recovery or durability against long-term use.
In these patent documents, the PTT monofilament is subjected to relaxation heat treatment under specific conditions and the boiling water shrinkage rate is set to 2% or less, so that the molecular structure of PTT is stable and the hair opening durability is maintained over a long period of use. It is described that an excellent brush can be obtained.
Patent Document 4 discloses a monofilament obtained by mixing 95 to 55 wt% of a polyester resin other than PTT with 5 to 45 wt% of PTT, and describes a brush material that has a small elastic change at the time of water absorption and has improved durability.
However, although toothbrushes made of PTT monofilaments disclosed in the above documents 1 to 4 are excellent in elastic recovery and bending durability, they have high rigidity and lack flexibility when used in toothbrushes. It became clear that there were problems such as giving stimuli. Moreover, it became clear that transparency was low compared with the polyamide conventionally used for a toothbrush. The cause of this is not clear, but it is presumed that the crystallization proceeds due to the heat treatment in the toothbrush manufacturing process because the PTT polymer is excellent in crystallinity.
本発明の目的は、ポリエステル系モノフィラメントからなる歯ブラシの欠点であった、柔軟性と透明性に優れ、且つ、耐久性を兼ね備えたポリエステル系モノフィラメント及びそれからなる歯ブラシを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polyester monofilament excellent in flexibility and transparency, which has been a drawback of a toothbrush made of a polyester monofilament, and also has durability, and a toothbrush made thereof.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討した結果、モノフィラメントを水冷紡糸し、延伸した後、熱処理して巻取るに際し、特にポリマー種、ブレンド状態を特定し、モノフィラメント物性を限定することにより、上記課題が解決されることを見出した。
すなわち、本発明は、
（１）主としてポリトリメチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートが混合され、下記（ａ）〜（ｄ）を満足する溶融紡糸されたポリエステル系モノフィラメント、
（ａ）ポリトリメチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート重量比で７０／３０〜４５／５５の割合で混合され、モノフィラメントの固有粘度が０．７〜１．３ｄｌ／ｇ
（ｂ）無機系微粒子の含有率が０〜０．１ｗｔ％
（ｃ）窒素雰囲気下２６０℃で１分間溶融後、冷却速度５０℃／秒以上で３０℃まで急冷して非晶化した後に、示差走査熱量計で測定される結晶化ピーク温度が、５０〜６５℃であり、且つ、融解ピーク温度が２００〜２３０℃
（ｄ）沸水収縮率が１〜５％
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors of the present invention specify a polymer type and a blended state, and limit monofilament physical properties when a monofilament is subjected to water-cooled spinning, drawing, and then heat-treating and winding. Thus, it has been found that the above problems can be solved.
That is, the present invention
(1) A melt-spun polyester monofilament mainly mixed with polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate and satisfying the following (a) to (d):
(A) Polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate are mixed at a weight ratio of 70/30 to 45/55, and the intrinsic viscosity of the monofilament is 0.7 to 1.3 dl / g.
(B) The content of inorganic fine particles is 0 to 0.1 wt%
(C) After melting at 260 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere, rapidly cooling to 30 ° C. at a cooling rate of 50 ° C./second or more, and then amorphousizing, the crystallization peak temperature measured with a differential scanning calorimeter is 50 to 65 ° C. and melting peak temperature of 200 to 230 ° C.
(D) Boiling water shrinkage is 1 to 5%
（２）ポリトリメチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートが重量比で６５／３５〜５０／５０の割合で混合されていることを特徴とする上記（１）に記載のポリエステル系モノフィラメント、
（３）乾熱収縮応力測定による収縮応力の発現開始温度が、１００〜２００℃で、且つ、極値温度が１５０〜２２０℃であることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のポリエステル系モノフィラメント、
（４）沸水収縮率が２〜４％であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のポリエステル系モノフィラメント、
（５）ポリトリメチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートを重量比で７０／３０〜４５／５５の割合で混合したのち、溶融温度２５０〜２７０℃、滞留時間２〜２０分間、スクリューせん断速度５〜３００（１／秒）で溶融押出して、紡糸、延伸、熱処理されたモノフィラメントを一旦巻き取った後、非拘束下で熱処理し、沸水収縮率を１〜５％とすることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載ポリエステル系モノフィラメントの製造方法、
（６）（１）〜（４）のいずれかに記載のポリエステル系モノフィラメントを立毛部に使用した歯ブラシ、
である。
(2) The polyester-based monofilament according to (1) above, wherein polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate are mixed at a weight ratio of 65/35 to 50/50,
(3) The onset temperature of shrinkage stress measured by dry heat shrinkage stress is 100 to 200 ° C, and the extreme temperature is 150 to 220 ° C, as described in (1) or (2) above Polyester monofilament,
(4) The polyester monofilament according to any one of the above (1) to (3), wherein the boiling water shrinkage is 2 to 4%,
(5) After mixing polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate in a ratio of 70/30 to 45/55 by weight, melting temperature 250 to 270 ° C.,
(6) A toothbrush using the polyester monofilament according to any one of (1) to (4) as a raised portion,
It is.
本発明のモノフィラメントは、歯ブラシの毛材に使用した場合、柔軟性と透明性に優れ、且つ、清拭性・使用耐久性を兼ね備え、歯ブラシとして使用する際に折れにくいモノフィラメントが得られる。 When the monofilament of the present invention is used as a bristle material for a toothbrush, it is excellent in flexibility and transparency, and has a wiping property and durability for use, and a monofilament that is difficult to break when used as a toothbrush is obtained.
以下、本願発明について具体的に説明する。
本発明におけるポリトリメチレンテレフタレート（以下、「ＰＴＴ」と称す）あるいはポリブチレンテレフタレート（以下、「ＰＢＴ」と称す）は、９０モル％以上がトリメチレンテレフタレート、あるいはブチレンテレフタレート繰り返し単位からなるものを対象とする。これらの繰り返し単位が９０モル％未満ではＰＴＴあるいはＰＢＴの融点が２００℃以下の低温になり資材用途には適さない。
本発明におけるＰＴＴあるいはＰＢＴは、１０モル％以下のその他のエステル繰り返し単位を含むホモ又は共重合ポリトリメチレンテレフタレートあるいはホモ又は共重合ポリブチレンテレフタレートである。共重合成分の代表例は、例えば、酸成分としては、イソフタル酸や５−ナトリウムスルホイソフタル酸に代表される芳香族ジカルボン酸、アジピン酸やイタコン酸に代表される脂肪族ジカルボン酸等である。グリコール成分としては、エチレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール等である。また、ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸もそれに用いることのできる例である。これらの酸成分、及び／又はグリコール成分が複数共重合されていても良い。
Hereinafter, the present invention will be specifically described.
In the present invention, polytrimethylene terephthalate (hereinafter referred to as “PTT”) or polybutylene terephthalate (hereinafter referred to as “PBT”) is used in which 90 mol% or more is composed of trimethylene terephthalate or butylene terephthalate repeating units. And If these repeating units are less than 90 mol%, the melting point of PTT or PBT becomes a low temperature of 200 ° C. or less, which is not suitable for material use.
PTT or PBT in the present invention is homo or copolymer polytrimethylene terephthalate or homo or copolymer polybutylene terephthalate containing 10 mol% or less of other ester repeating units. Typical examples of the copolymer component include, for example, an aromatic dicarboxylic acid typified by isophthalic acid and 5-sodium sulfoisophthalic acid, an aliphatic dicarboxylic acid typified by adipic acid and itaconic acid, and the like as the acid component. Examples of the glycol component include ethylene glycol, butylene glycol, and polyethylene glycol. Hydroxycarboxylic acids such as hydroxybenzoic acid are also examples that can be used for it. A plurality of these acid components and / or glycol components may be copolymerized.
本発明の特徴の１つは、混合する２種のポリエステルとして、ＰＴＴとＰＢＴを選択することにより、柔軟性、透明性、耐久性をすべて兼ね備えるポリエステル系モノフィラメントが得られたことである。その理由は定かではないものの、以下のように推定している。
まず、ＰＴＴとＰＢＴという２種のポリエステルはポリエステル樹脂であることから吸湿性が低く、環境中の湿度変化に伴う物性・機能変化が小さい。ＰＴＴは分子鎖が平面ジグザグ構造をとることから、伸張回復性能に優れる特徴を有する。この特徴は、歯ブラシ用毛材に使用した際には、毛材が塑性変形を起こす現象、いわゆる「毛開き」を抑制する効果をもたらす。一方、ＰＢＴも、ＰＴＴには及ばないものの、比較的伸張回復性能に優れるポリマーであるので、ＰＴＴにＰＢＴを混合しても、伸張回復性能はさほど低下しない。また、ＰＢＴは、ＰＴＴに対比して、芳香族ポリエステルで比較的構造が近似しているので、適度な相溶性を有しており、混合した際に両ポリマー境界部からの剥離は生じ難い。融点は、ＰＴＴ、ＰＢＴともに２３０℃前後で近似しているので、溶融時のポリマーブレンドも行いやすい。
One of the features of the present invention is that a polyester monofilament having all of flexibility, transparency, and durability is obtained by selecting PTT and PBT as two kinds of polyesters to be mixed. The reason is not clear, but is estimated as follows.
First, since two types of polyesters, PTT and PBT, are polyester resins, their hygroscopicity is low, and their physical properties and functional changes accompanying changes in humidity in the environment are small. PTT has a feature of excellent stretch recovery performance because the molecular chain has a planar zigzag structure. This feature brings about an effect of suppressing the phenomenon that the bristle material undergoes plastic deformation, that is, so-called “hair opening” when used in the bristle material for toothbrushes. On the other hand, PBT is also a polymer that is relatively excellent in stretch recovery performance, although it does not reach PTT. Therefore, even if PBT is mixed with PTT, the stretch recovery performance does not deteriorate so much. In addition, PBT is an aromatic polyester that has a relatively close structure compared to PTT, and therefore has moderate compatibility, and when mixed, peeling from the boundary between the two polymers hardly occurs. Since the melting point is approximately 230 ° C. for both PTT and PBT, polymer blending at the time of melting is easy.
本発明のモノフィラメントでは、非晶相においてはＰＴＴとＰＢＴが相溶しており、結晶相ではＰＴＴとＰＢＴがそれぞれ独立に存在していると考えられる。 非晶相で相溶していることにより、モノフィラメントの透明性が向上し、結晶相が独立して存在することにより、ＰＴＴの特徴の１つである伸張回復性が発現する。
一方、２種のポリエステルは、溶融状態で混合すると、一般的にエステル交換反応を起こして共重合化する。生成される共重合物が多くなるに伴い、共重合物が相溶化剤の役割を果たすためにＰＴＴとＰＢＴの相溶性が増し、ＰＴＴ及びＰＢＴの結晶性が低下する傾向がある。
In the monofilament of the present invention, PTT and PBT are compatible in the amorphous phase, and PTT and PBT are considered to exist independently in the crystalline phase. The compatibility in the amorphous phase improves the transparency of the monofilament, and the presence of the crystalline phase independently exhibits the stretch recovery property that is one of the characteristics of PTT.
On the other hand, when two kinds of polyesters are mixed in a molten state, they generally undergo a transesterification reaction and are copolymerized. As the amount of copolymer produced increases, the copolymer acts as a compatibilizing agent, so that the compatibility between PTT and PBT increases, and the crystallinity of PTT and PBT tends to decrease.
耐久性が向上する理由としては、次のように考えられる。
ＰＢＴのガラス転移温度は約２５℃であり、ＰＴＴのガラス転移温度である約５０℃よりも低いため一般的な使用温度である２５〜５０℃の範囲では、ＰＴＴとＰＢＴの混合物の非晶相ではガラス状態であるＰＴＴとゴム状態であるＰＢＴとが存在することとなる。口腔内温度は約３６℃で上記温度範囲内であることから、ＰＴＴとＰＢＴの混合物を歯ブラシ用毛材として用い、その歯ブラシを長時間使用した際、歯ブラシ表面にできる傷がクラックに成長し、さらに毛の破断、いわゆる「毛折れ」へと成長する現象をゴム状態のＰＢＴが防ぐ効果を有している。そのため、ＰＴＴとＰＢＴの混合物は、ＰＴＴ１００％のモノフィラメントよりも耐久性が向上する。
また、ＰＢＴがゴム状態に転移すると非晶部の弾性率が低下することから、モノフィラメントの柔軟性が増す。
The reason why the durability is improved is considered as follows.
Since the glass transition temperature of PBT is about 25 ° C., which is lower than the glass transition temperature of PTT of about 50 ° C., the amorphous phase of the mixture of PTT and PBT is within the range of 25 to 50 ° C. which is a general use temperature. Then, PTT in a glass state and PBT in a rubber state exist. Since the intraoral temperature is about 36 ° C. and within the above temperature range, a mixture of PTT and PBT is used as a toothbrush bristle material, and when the toothbrush is used for a long time, a scratch formed on the toothbrush surface grows into a crack, Further, the rubber-like PBT has an effect of preventing the phenomenon of hair breakage, that is, the so-called “hair breakage”. Therefore, the durability of the mixture of PTT and PBT is improved as compared with the monofilament of 100% PTT.
Moreover, since the elastic modulus of an amorphous part will fall if PBT changes to a rubber state, the flexibility of a monofilament will increase.
このようなモノフィラメントの性質により、ＰＴＴモノフィラメントと比較して、特に歯ブラシとして使用する際には、歯垢などの除去効果が大きく、清拭性に優れる効果を奏する。また、モノフィラメントの柔軟性に優れるため、歯ブラシとしての使用耐久性に優れる効果を奏する。
すなわち、本発明のポリエステル系モノフィラメントは従来のナイロン系やポリエステル系モノフィラメントと比較して、清拭性・使用耐久性と比較しても効果が大きい。
本発明のモノフィラメントでは、ＰＴＴとＰＢＴの混合比は、重量比で７０／３０〜４５／５５の割合であることが必要である。ＰＴＴの混合比が４５ｗｔ％未満であると、ＰＴＴ結晶相が少ないことにより、モノフィラメントの伸張回復性能が不足する。一方、ＰＴＴの混合比が７０％を超えると、前述したＰＢＴによる耐久性や柔軟性を上げる効果が低下する。好ましい混合比は、重量比で６５／３５〜５０／５０である。
Due to such properties of the monofilament, the effect of removing plaque and the like is large and the wiping property is excellent compared to the PTT monofilament, particularly when used as a toothbrush. Moreover, since the flexibility of the monofilament is excellent, the use durability as a toothbrush is excellent.
That is, the polyester monofilament of the present invention is more effective than the conventional nylon or polyester monofilament in comparison with the wiping property and durability.
In the monofilament of the present invention, the mixing ratio of PTT and PBT needs to be a ratio of 70/30 to 45/55 by weight. If the mixing ratio of PTT is less than 45 wt%, the monofilament stretch recovery performance is insufficient due to the small number of PTT crystal phases. On the other hand, when the mixing ratio of PTT exceeds 70%, the effect of increasing the durability and flexibility of the PBT described above decreases. A preferred mixing ratio is 65 / 35-50 / 50 by weight.
本発明においては、溶融混合・紡糸して得られるモノフィラメントの固有粘度は０．７〜１．３ｄｌ／ｇの範囲であることが必要である。固有粘度が０．７ｄｌ／ｇ未満では繊維のタフネス（破断強度×破断伸度）が小さく、資材用途に用いることは難しい。溶融紡糸中の熱分解により固有粘度低下のため、固有粘度が１．３ｄｌ／ｇを越える範囲のポリエステル系モノフィラメントの製造困難である。モノフィラメントの固有粘度の好ましい範囲は、０．８〜１．２ｄｌ／ｇである。
本発明のモノフィラメントは、無機系微粒子の含有率が０〜０．１ｗｔ％の範囲であることが必要である。無機系微粒子の含有率が０．１ｗｔ％を超えると、モノフィラメントの透明度が低下する。一方、モノフィラメントの平滑性を高め、溶融紡糸性を上げるためには、無機系微粒子の含有率を０．０３〜０．０８ｗｔ％の範囲とすることがより好ましい。本発明のモノフィラメントで用いる無機微粒子としては、例えば酸化チタン等の艶消し剤、抗菌剤等が挙げられる。
In the present invention, the intrinsic viscosity of the monofilament obtained by melt mixing and spinning needs to be in the range of 0.7 to 1.3 dl / g. When the intrinsic viscosity is less than 0.7 dl / g, the toughness (breaking strength × breaking elongation) of the fiber is small, and it is difficult to use it for materials. Due to a decrease in intrinsic viscosity due to thermal decomposition during melt spinning, it is difficult to produce polyester monofilaments having an intrinsic viscosity exceeding 1.3 dl / g. A preferable range of the intrinsic viscosity of the monofilament is 0.8 to 1.2 dl / g.
The monofilament of the present invention needs to have a content of inorganic fine particles in the range of 0 to 0.1 wt%. When the content of the inorganic fine particles exceeds 0.1 wt%, the transparency of the monofilament is lowered. On the other hand, in order to improve the smoothness of the monofilament and improve the melt spinnability, it is more preferable that the content of the inorganic fine particles is in the range of 0.03 to 0.08 wt%. Examples of the inorganic fine particles used in the monofilament of the present invention include matting agents such as titanium oxide and antibacterial agents.
本発明のモノフィラメントは、窒素雰囲気下２６０℃で１分間溶融後、５０℃／秒以上で３０℃まで急冷して非晶化した後に、示差走査熱量計（以下、ＤＳＣと称す）で測定される結晶化ピーク温度が、５０〜６５℃であり、且つ、融解ピーク温度が２００〜２３０℃であることが必要である。
これら結晶化ピーク温度や融解ピーク温度は、モノフィラメントを構成するＰＴＴ、ＰＢＴブレンドモノフィラメントの非晶相、及び結晶相の状態を示す指標である。本発明のポリエステル系モノフィラメントでは、非晶相においてはＰＴＴとＰＢＴが相溶しており、結晶相ではＰＴＴとＰＢＴがそれぞれ独立に存在していると考えられる。
The monofilament of the present invention is measured by a differential scanning calorimeter (hereinafter referred to as DSC) after being melted at 260 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere, rapidly cooled to 30 ° C. at 50 ° C./second or more, and then amorphousized. It is necessary that the crystallization peak temperature is 50 to 65 ° C and the melting peak temperature is 200 to 230 ° C.
These crystallization peak temperature and melting peak temperature are indices indicating the states of the amorphous phase and the crystalline phase of PTT constituting the monofilament and the PBT blend monofilament. In the polyester monofilament of the present invention, PTT and PBT are compatible in the amorphous phase, and PTT and PBT are considered to exist independently in the crystalline phase.
上記方法で測定される結晶化ピーク温度は、ＰＴＴ１００％の場合は、約７０℃であり、ＰＢＴ１００％の場合は、本発明の急冷方法では結晶化を抑制することができないために、急冷後のＤＳＣ測定において結晶化ピークが見られない。 ＰＴＴとＰＢＴの混合比（ｗｔ％）７０／３０〜４５／５５である本発明のポリエステル系モノフィラメントの結晶化ピークは、大部分がＰＴＴの結晶化発熱によると考えられる。結晶化ピーク温度が５０℃未満であれば、混合物の不純物が結晶核剤として作用している状態であるので、モノフィラメントの耐久性、歯ブラシ用毛材での「毛折れ」を抑制する効果が低下する。結晶化ピーク温度が６５℃を超えると、ＰＴＴの結晶化がＰＴＴとＰＢＴの共重合物により遅延している状態であるので、ＰＴＴの結晶化状態が不十分となり、モノフィラメントの回復性、歯ブラシ用毛材での「毛開き」を抑制する効果が低下する。結晶化ピーク温度は、５５〜６５℃であることが必要である。 The crystallization peak temperature measured by the above method is about 70 ° C. in the case of PTT 100%, and in the case of PBT 100%, crystallization cannot be suppressed by the rapid cooling method of the present invention. In the DSC measurement, no crystallization peak is observed. It is considered that the crystallization peak of the polyester monofilament of the present invention having a mixing ratio (wt%) of PTT and PBT of 70/30 to 45/55 is mainly due to the crystallization heat generation of PTT. If the crystallization peak temperature is less than 50 ° C., the impurities of the mixture are acting as a crystal nucleating agent, so the durability of monofilament and the effect of suppressing “breaking” in the toothbrush bristle material are reduced. To do. When the crystallization peak temperature exceeds 65 ° C., the crystallization of PTT is delayed by the copolymer of PTT and PBT, so the crystallization state of PTT becomes insufficient, the recovery of monofilament, and for toothbrushes The effect of suppressing “open hair” in the hair material is reduced. The crystallization peak temperature needs to be 55 to 65 ° C.
本発明のポリエステル系モノフィラメントの融解ピークは、ＰＴＴとＰＢＴの結晶融解による吸熱であると考えられる。ＰＴＴ１００％、ＰＢＴ１００％ともに、本発明に記載している方法で測定される融解ピーク温度は２３０℃である。そのため、ＰＴＴとＰＢＴの混合物の本発明に記載している方法で測定される融解ピーク温度は、２３０℃以下である。
融解ピーク温度が２００℃未満であれば、ＰＴＴ及び／又はＰＢＴの結晶化がＰＴＴとＰＢＴの共重合物により阻害されている状態であるので、ＰＴＴの結晶化状態が不十分となり、モノフィラメントの回復性、歯ブラシ用毛材での「毛開き」を抑制する効果が低下する。好ましい融解ピーク温度の範囲は、２１０〜２３０℃である。
本発明のモノフィラメントは、沸水収縮率が１〜５％であることが必要である。沸水収縮率が５％を超えると、モノフィラメントを長期間保管した際に、巻き締まりによる解舒不良を起こす場合がある。一方、沸水収縮率が１％未満では、モノフィラメントに過度な熱セットを施している状態であり、紡糸中に糸切れ等を起こしやすい傾向にある。より好ましい沸水収縮率は、２〜４％である。
The melting peak of the polyester monofilament of the present invention is considered to be endothermic due to crystal melting of PTT and PBT. For both PTT 100% and PBT 100%, the melting peak temperature measured by the method described in the present invention is 230 ° C. Therefore, the melting peak temperature of the mixture of PTT and PBT measured by the method described in the present invention is 230 ° C. or lower.
If the melting peak temperature is less than 200 ° C., since the crystallization of PTT and / or PBT is inhibited by the copolymer of PTT and PBT, the crystallization state of PTT becomes insufficient and the monofilament recovers. And the effect of suppressing “opening” in the toothbrush bristle material is reduced. A preferred melting peak temperature range is 210-230 ° C.
The monofilament of the present invention needs to have a boiling water shrinkage of 1 to 5%. When the boiling water shrinkage rate exceeds 5%, when the monofilament is stored for a long period of time, unwinding failure due to tightening may occur. On the other hand, if the boiling water shrinkage is less than 1%, the monofilament is excessively heat set, and yarn breakage or the like tends to occur during spinning. A more preferable boiling water shrinkage is 2 to 4%.
本発明のモノフィラメントは、乾熱収縮応力測定による収縮応力の発現開始温度が、１００〜２００℃で、且つ、極値温度が１５０〜２２０℃であることが好ましい。収縮応力の発現開始温度が１００℃未満では、モノフィラメントを長期間保管した際に、巻き締まりによる解舒不良を起こす場合がある。一方、収縮応力の発現開始温度が２００℃を超えると、モノフィラメントに過度な熱セットを施している状態であり、糸切れ等を起こしやすい傾向にある。より好ましい発現開始温度は、１１０〜１５０℃である。
収縮応力の極値温度が１５０℃未満では、モノフィラメントを長期間保管した際に、巻き締まりによる解舒不良を起こす場合がある。一方、収縮応力の極値温度が２２０℃を超えると、モノフィラメントに過度な熱セットを施している状態であり、糸切れ等を起こしやすい傾向にある。より好ましい収縮応力の極値温度は、１６０〜２１０℃である。
本発明のモノフィラメントの繊度は、用途に応じて任意に設定できるが、２０〜１０００ｄｔｅｘが好ましい。
本発明のモノフィラメントの断面形状は特に限定されるものではなく、丸、三角、四角、Ｈ、Ｗ字状の異型断面や、中空型断面形状であってもよい。
本発明のポリエステル系モノフィラメントを歯ブラシに用いた場合、モノフィラメントのもつ柔軟性と透明性、耐久性に優れ、使用時に歯垢の除去効果に優れた歯ブラシが得られる。歯ブラシに用いるモノフィラメントの繊度は３０〜１０００ｄｔｅｘが好ましい。
The monofilament of the present invention preferably has an onset temperature of shrinkage stress measured by dry heat shrinkage stress of 100 to 200 ° C and an extreme temperature of 150 to 220 ° C. When the onset temperature of shrinkage stress is less than 100 ° C., unwinding failure due to winding tightening may occur when the monofilament is stored for a long time. On the other hand, when the onset temperature of the shrinkage stress exceeds 200 ° C., the monofilament is excessively heat set and tends to cause yarn breakage or the like. A more preferable expression start temperature is 110 to 150 ° C.
When the extreme temperature of the shrinkage stress is less than 150 ° C., unwinding failure due to winding tightening may occur when the monofilament is stored for a long time. On the other hand, if the extreme temperature of the shrinkage stress exceeds 220 ° C., the monofilament is excessively heat set, and the yarn tends to break. A more preferable extreme temperature of the shrinkage stress is 160 to 210 ° C.
The fineness of the monofilament of the present invention can be arbitrarily set according to the use, but 20 to 1000 dtex is preferable.
The cross-sectional shape of the monofilament of the present invention is not particularly limited, and may be a round, triangular, square, H, W-shaped atypical cross section, or a hollow cross-sectional shape.
When the polyester monofilament of the present invention is used for a toothbrush, a toothbrush excellent in flexibility, transparency and durability of the monofilament and excellent in removing plaque during use can be obtained. The fineness of the monofilament used for the toothbrush is preferably 30 to 1000 dtex.
本発明のＰＴＴモノフィラメントの製造方法を更に詳しく説明する。
本発明におけるＰＴＴ及びＰＢＴポリマーの製造方法は、公知のもので良く、その代表例は一定の固有粘度までは溶融重合で重合度を上げ、続いて固相重合で所定の固有粘度に相当する重合度まで上げる２段階重合法で得られる高粘度ＰＴＴ及びＰＢＴ樹脂である。
本発明のポリエステル系モノフィラメントは、図１に示す公知の水冷紡糸機及びそれに連続する延伸熱処理機用いて、ＰＴＴとＰＢＴの混合樹脂を溶融紡糸し、冷却し、続いて延伸し、更に続いて熱処理することにより得られる。そして、そのとき紡糸条件、延伸温度、延伸比及び熱処理温度、巻取速度等を調節することによって、本発明の結晶化ピーク温度、融解ピーク温度、沸水収縮率を有するポリエステル系モノフィラメントが得られる。熱処理は延伸後別ラインで行っても良いし、紡糸に連続して引き続き延伸しても良い。
The method for producing the PTT monofilament of the present invention will be described in more detail.
The production method of the PTT and PBT polymers in the present invention may be known, and a typical example thereof is to increase the degree of polymerization by melt polymerization up to a certain intrinsic viscosity, and then polymerize corresponding to a predetermined intrinsic viscosity by solid phase polymerization. It is a high-viscosity PTT and PBT resin obtained by a two-stage polymerization method that raises the temperature.
The polyester monofilament of the present invention is melt-spun using a known water-cooled spinning machine shown in FIG. 1 and a drawing heat treatment machine continuous thereto, melt-spun PTT / PBT mixed resin, cooled, and then drawn, followed by heat treatment. Can be obtained. At that time, the polyester monofilament having the crystallization peak temperature, the melting peak temperature, and the boiling water shrinkage of the present invention can be obtained by adjusting the spinning conditions, the drawing temperature, the drawing ratio, the heat treatment temperature, the winding speed and the like. The heat treatment may be performed in a separate line after stretching, or may be continued following spinning.
重量比で７０／３０〜４５／５５の割合で事前に混合されたＰＴＴとＰＢＴ樹脂混合物を、乾燥機１中で乾燥し、次いで混合物を押出機２に供給し、樹脂混合物の溶融体とする。樹脂混合物の溶融体は次にベンド３を経てスピンヘッド４に送られ、その中に装着されるギヤポンプ５で計量され、紡糸口金６より紡出される。
紡出された樹脂混合物はフィラメント状ポリマー７となり、冷却浴８中に導かれて冷却されつつ、一定速度で回転している第１ロール群９によって引っ張られて所定の繊度まで細化され、未延伸モノフィラメントとなる。冷却浴の温度は、２０〜６０℃、好ましくは３０〜５０℃が採用される。未延伸モノフィラメントは第１ロール群９を経た後、所定の温度の延伸浴１０中で一定速度で回転する第２ロール群１１に引張られて第１段の延伸が施される。延伸浴の温度は、好ましくは４０〜９０℃、更に好ましくは５０〜７０℃である。その後モノフィラメントは所定の温度の熱処理浴１２中で熱セット処理を受け、第３ロール群１３を経た後、巻取機１４にて巻き取られる。熱処理浴の温度は、１２０〜１８０℃であることが好ましい。更に好ましくは、１４０〜１８０℃である。
The PTT and PBT resin mixture premixed at a weight ratio of 70/30 to 45/55 is dried in the dryer 1, and then the mixture is supplied to the
The spun resin mixture becomes a filament polymer 7 and is drawn into the cooling bath 8 and cooled, and is pulled by the first roll group 9 rotating at a constant speed to be reduced to a predetermined fineness. It becomes a stretched monofilament. The temperature of the cooling bath is 20 to 60 ° C, preferably 30 to 50 ° C. After passing through the first roll group 9, the unstretched monofilament is pulled by the
なお、本発明におけるポリエステル系モノフィラメントは、延伸工程は１段延伸でよいが、複数回に分けた２段延伸以上の延伸工程を設けるのが好ましい。その後、ＰＴＴモノフィラメントを所定の温度、時間、及び所定のリラックス率で熱処理を行うことによりモノフィラメントの沸水収縮率を所望の値に調節する。熱処理浴１３に使用する熱媒としては、熱風やスチーム、シリコン油、アルキレングリコールなどから選択される。熱処理時間は、生産性を阻害しない範囲で長時間である方が好ましい。通常、１〜１００秒が好ましい。
本発明のＰＴＴモノフィラメントは、後工程の工程通過性を良くするために摩擦抵抗を低下させたり、制電性を付与する等の機能を有する仕上げ剤を付与することが好ましい。更に、要求される機能に応じて撥水剤や吸水剤等を付与してもよい。仕上げ剤の付与は、第３ロール群１４の後方で行うことが好ましい。
In the polyester monofilament in the present invention, the stretching process may be a single-stage stretching, but it is preferable to provide a stretching process of two or more stages divided into a plurality of times. Thereafter, the PTT monofilament is heat-treated at a predetermined temperature, time, and predetermined relaxation rate to adjust the boiling water shrinkage of the monofilament to a desired value. The heat medium used for the
The PTT monofilament of the present invention is preferably provided with a finish having functions such as lowering frictional resistance and imparting antistatic properties in order to improve process passability in subsequent steps. Furthermore, a water repellent or a water absorbing agent may be added according to the required function. The finishing agent is preferably applied behind the
本発明のモノフィラメント製造方法では、溶融温度を２５０〜２７０℃とすることが必要である。溶融温度が２５０℃未満であると、ＰＴＴ及び／又はＰＢＴの溶融が不完全であるためにモノフィラメントを工業的に安定して製造することができない。溶融温度が２７０℃を超えると、ＰＴＴ及び／又はＰＢＴの熱分解・分子量低下が進み、モノフィラメントの回復性、耐久性が低下する。好ましい溶融温度は、２５５〜２６５℃である。
本発明のモノフィラメント製造方法では、樹脂混合物を押出機に投入してから紡出されるまでの溶融体としての滞留時間を２〜２０分とすることが必要である。ＰＴＴとＰＢＴを溶融状態で混合すると、エステル交換反応を起こして共重合化する。生成される共重合物が多くなるに伴い、共重合物が相溶化剤の役割を果たすためにＰＴＴとＰＢＴの相溶性が増し、ＰＴＴ及びＰＢＴの結晶性が低下する傾向がある。滞留時間が２０分を超えると、共重合が進み、結果としてＰＴＴの結晶性が低下するので、モノフィラメントの回復性が低下する。滞留時間が２分未満であると、ＰＴＴ及び／又はＰＢＴの溶融が不完全であるためにモノフィラメントを工業的に安定して製造することができない。
In the monofilament manufacturing method of the present invention, the melting temperature needs to be 250 to 270 ° C. When the melting temperature is less than 250 ° C., the monofilament cannot be produced industrially stably because the melting of PTT and / or PBT is incomplete. When the melting temperature exceeds 270 ° C., PTT and / or PBT are thermally decomposed and molecular weight is lowered, and the recoverability and durability of the monofilament are lowered. A preferable melting temperature is 255 to 265 ° C.
In the monofilament manufacturing method of the present invention, it is necessary to set the residence time as a melt from 2 to 20 minutes from when the resin mixture is charged into the extruder to when it is spun. When PTT and PBT are mixed in a molten state, a transesterification reaction occurs to copolymerize. As the amount of copolymer produced increases, the copolymer acts as a compatibilizing agent, so that the compatibility between PTT and PBT increases, and the crystallinity of PTT and PBT tends to decrease. When the residence time exceeds 20 minutes, the copolymerization proceeds, and as a result, the crystallinity of PTT is lowered, so that the recoverability of the monofilament is lowered. If the residence time is less than 2 minutes, the melting of PTT and / or PBT is incomplete, and the monofilament cannot be produced industrially stably.
本発明のモノフィラメントの製造方法では、スクリュー剪断速度を５〜３００（１／秒）とすることが必要である。ここで、スクリュー剪断速度は、次式により算出した。
スクリュー剪断速度＝πＤＮ／６０／Ｈ
式中、π；円周率、Ｄ；スクリュー直径（ｍｍ）、Ｎ；スクリュー回転数（ｒｐｍ）、Ｈ；スクリュー計量部の溝深さ（ｍｍ）である。
スクリュー剪断速度が５（１／秒）未満では、ＰＴＴとＰＢＴの樹脂混合物を安定して押出機内に導入することができない。一方、スクリュー剪断速度が３００（１／秒）を超えると、樹脂混合物の剪断発熱が大きくなるために、ＰＴＴ及び／又はＰＢＴの熱分解・分子量低下が進み、モノフィラメントの回復性、耐久性が低下する。
In the method for producing a monofilament of the present invention, the screw shear rate needs to be 5 to 300 (1 / second). Here, the screw shear rate was calculated by the following equation.
Screw shear rate = πDN / 60 / H
In the formula, π is the circumference ratio, D is the screw diameter (mm), N is the screw rotation speed (rpm), and H is the groove depth (mm) of the screw metering section.
When the screw shear rate is less than 5 (1 / second), the resin mixture of PTT and PBT cannot be stably introduced into the extruder. On the other hand, when the screw shear rate exceeds 300 (1 / second), the heat generation of the resin mixture increases, so the thermal decomposition and molecular weight reduction of PTT and / or PBT progress, and the recovery and durability of the monofilament decrease. To do.
以下に実施例などを用いて本発明を更に詳細に説明する。なお、実施例において行った物性の測定方法及び測定条件を説明する。
（１）固有粘度
固有粘度［η］は、次式の定義に基づいて求められる値である。
［η］＝ｌｉｍ（ηｒ−１）／Ｃ
Ｃ→０
定義中のηｒは純度９８％以上のｏ−クロロフェノールで溶解したＰＴＴポリマー、ＰＢＴポリマー及びその混合物の稀釈溶液の３５℃での粘度を、同一温度で測定した上記溶液の粘度で除した値であり、相対粘度と定義されているものである。Ｃはｇ／１００ｍｌで現されるポリマー濃度である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the measurement method and measurement conditions of the physical property performed in the Example are demonstrated.
(1) Intrinsic viscosity Intrinsic viscosity [η] is a value determined based on the definition of the following equation.
[Η] = lim (ηr−1) / C
C → 0
Ηr in the definition is a value obtained by dividing the viscosity of a diluted solution of a PTT polymer dissolved in o-chlorophenol with a purity of 98% or more, a PBT polymer, and a mixture thereof at 35 ° C. by the viscosity of the above solution measured at the same temperature. Yes, defined as relative viscosity. C is the polymer concentration expressed in g / 100 ml.
（２）結晶化ピーク温度、融解ピーク温度
結晶化ピーク温度、融解ピーク温度は、ＤＳＣ−５０（島津製作所 社製）を用いて、下記条件で測定した。
サンプル重量；５ｍｇ
雰囲気；窒素気流３０ｍｌ／分
非晶化方法；ＤＳＣパン中で２０℃／分の昇温速度で２６０℃まで昇温し、そのまま１分間２６０℃で保持し、その後即座にサンプルのパンを取り出し、あらかじめ２５℃にしていた鉄板の上に置く（約４秒で３０℃まで降温した）。
結晶化ピーク温度；上記方法で非晶化したＤＳＣパン中のサンプルを、３０〜１００℃の温度範囲で、昇温速度５℃／分でＤＳＣ測定を行い、得られたチャートの発熱ピークの極値温度を結晶化ピーク温度とした。
融解ピーク温度；結晶化ピーク温度の測定後、１００〜２６０℃の温度範囲で、昇温速度２０℃／分でＤＳＣ測定を行い、得られたチャートの吸熱ピークの極値温度を融解ピーク温度とした。
(2) Crystallization peak temperature and melting peak temperature The crystallization peak temperature and melting peak temperature were measured under the following conditions using DSC-50 (manufactured by Shimadzu Corporation).
Sample weight: 5mg
Atmosphere; Nitrogen stream 30 ml / min Amorphization method: Heated to 260 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min in a DSC pan, held at 260 ° C. for 1 minute, and then immediately removed the sample pan. It is placed on an iron plate that has been set to 25 ° C. in advance (the temperature was lowered to 30 ° C. in about 4 seconds).
Crystallization peak temperature; DSC measurement was performed on a sample in the DSC pan amorphized by the above method in the temperature range of 30 to 100 ° C. at a rate of temperature increase of 5 ° C./min. The value temperature was taken as the crystallization peak temperature.
Melting peak temperature: After measuring the crystallization peak temperature, DSC measurement was performed at a temperature rising rate of 20 ° C./min in the temperature range of 100 to 260 ° C., and the extreme temperature of the endothermic peak of the obtained chart was defined as the melting peak temperature. did.
（３）沸水収縮率
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３の熱水収縮率Ｂ法（フィラメント収縮率）に基づいて測定した。
（４）乾熱収縮応力発現開始温度、極値温度
乾熱収縮応力発現開始温度と極値温度は、熱応力測定装置ＫＥ−２Ｓ（カネボウエンジニアリング社製）を用いて測定した。サンプルを２０ｃｍの長さに切り取り、これの両端を結んで輪を作り測定器に装填し、初荷重０．０４４ｃＮ／ｄｔｅｘ、昇温速度１００℃／分の条件で測定した。得られたチャートで、熱収縮応力が発現開始する温度を応力発現開始温度とした（ＫＥ−２Ｓに付属の解析ソフトで、Ｂｏｔｔｏｍ ｐｏｉｎｔとして算出）。一方、熱収縮応力は高温域で山型の曲線を描くが、この応力の極大値における温度を極値温度とした（ＫＥ−２Ｓに付属の解析ソフトで、Ｐｅａｋ ｐｏｉｎｔとして算出）。
(3) Boiling water shrinkage rate Measured based on the hot water shrinkage rate B method (filament shrinkage rate) of JIS-L-1013.
(4) Dry heat shrinkage stress onset temperature, extreme temperature Dry heat shrinkage stress onset temperature and extreme temperature were measured using a thermal stress measuring device KE-2S (manufactured by Kanebo Engineering Co., Ltd.). A sample was cut to a length of 20 cm, both ends of the sample were tied, a ring was formed and loaded into a measuring device, and measurement was performed under conditions of an initial load of 0.044 cN / dtex and a temperature increase rate of 100 ° C./min. In the obtained chart, the temperature at which the heat shrinkage stress starts to appear was defined as the stress onset temperature (calculated as Bottom point with the analysis software attached to KE-2S). On the other hand, the heat shrinkage stress draws a mountain-shaped curve in the high temperature range, and the temperature at the maximum value of this stress was taken as the extreme temperature (calculated as Peak point with the analysis software attached to KE-2S).
（５）回復性
回復性は、モノフィラメントを歯ブラシの毛材とした際の、毛開きの程度で評価した。ブラシ毛材の長さを７．００±０．１５ｍｍに水平に切りそろえた歯ブラシを、公知の方法で作成した。その歯ブラシを実際に１０人のモニターに１ヶ月使用してもらい、１０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。
○；ほとんど毛開きしていない。
△；毛開きしているのがわかる。
×；毛開きが著しい。
（６）耐久性
耐久性は、モノフィラメントを歯ブラシの毛材とした際の、毛折れ等の損傷程度で評価した。ブラシ毛材の長さを７．００±０．１５ｍｍに水平に切りそろえた歯ブラシを、公知の方法で作成した。その歯ブラシを実際に１０人のモニターに１ヶ月使用してもらい、１０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。
○；毛折れ等の損傷がほとんどない。
△；毛折れ等の損傷がわかる。合格レベル。
×；毛折れ等の損傷が著しい。
(5) Recoverability Recoverability was evaluated based on the degree of opening when the monofilament was used as the hair material of a toothbrush. A toothbrush in which the length of the brush bristle material was cut horizontally to 7.00 ± 0.15 mm was prepared by a known method. The toothbrushes were actually used by 10 monitors for 1 month, and the average degree of openness of the 10 toothbrushes was determined according to the following criteria.
○;
Δ: The hair is open.
X: The hair opening is remarkable.
(6) Durability Durability was evaluated based on the degree of damage such as broken hair when monofilament was used as the hair brush material. A toothbrush in which the length of the brush bristle material was cut horizontally to 7.00 ± 0.15 mm was prepared by a known method. The toothbrush was actually used by 10 monitors for 1 month, and the average degree of damage of the 10 toothbrushes was determined according to the following criteria.
○: Almost no damage such as broken hair.
Δ: Damage such as broken hairs is found. Pass level.
X: Damage such as broken hair is significant.
（７）透明度
透明度は、モノフィラメントを２ｋｇパーン形状に巻いたサンプルの目視検査で評価した。評価は１０人の判定者で行い、１０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。
○；１０人が透明性良好と判断。
△；８〜９人が透明性良好と判断。合格レベル。
×；７人以下が良好と判断。
（８）総合評価
総合評価は、回復性、耐久性、透明性の結果を基に判断した。
○；回復性、耐久性、透明性全てが合格レベル。
×；回復性、耐久性、透明性のいずれかが、合格レベルに達していない。
(7) Transparency Transparency was evaluated by visual inspection of a sample in which a monofilament was wound into a 2 kg Pann shape. The evaluation was performed by 10 judges, and the average degree of damage of 10 toothbrushes was judged according to the following criteria.
○: Ten people judged that transparency was good.
Δ: Eight to nine people judged that transparency was good. Pass level.
X: 7 or less people judged good.
(8) Comprehensive evaluation Comprehensive evaluation was judged based on the result of recoverability, durability, and transparency.
○: Recovery, durability, and transparency are all acceptable levels.
X: Recovery, durability, or transparency does not reach the acceptable level.
次に、実施例および比較例によって本発明を説明する。
［実施例１］
極限粘度［η］＝０．９２ｄｌ／ｇの酸化チタンを含まないＰＴＴ（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製；ＣＰ５０９２０１）５５ｗｔ％と極限粘度［η］＝０．８４ｄｌ／ｇの酸化チタンを含まないＰＢＴ（大日本インキ（株）製；プラナックＢＴ−１０００−Ｓ０１）４５ｗｔ％とをあらかじめ混合し、１１０℃で乾燥後、以下の製造条件でモノフィラメントを巻き取った。
ポリマー吐出量 ２．５２（ｇ／分）
スクリュー剪断速度 ９．２（／秒）
滞留時間 ８（分）
紡糸温度 ２６０（℃）
冷却浴水温 ４０（℃）
引き取りロール（第１ロール）周速 １５．８（ｍ／分）
延伸浴水温 ５５（℃）
延伸ロール（第２ロール）周速 ８０（ｍ／分）
熱処理浴温度 １６０（℃）
熱処理媒体 熱風
第３ロール周速 ７２（ｍ／分）
巻き取り速度 ７２（ｍ／分）
上記条件で巻き取ったモノフィラメントを、非拘束下、８０℃で７２時間熱処理し、本発明のモノフィラメントを得た。
得られたＰＴＴモノフィラメントの物性を表１に示す。回復性、耐久性、透明性全てが良好であり、歯ブラシとして最適のモノフィラメントであった。
Next, the present invention will be described with reference to examples and comparative examples.
[Example 1]
PTT not containing titanium oxide with intrinsic viscosity [η] = 0.92 dl / g (made by Shell Chemicals; CP509201) 55 wt% and PBT not containing titanium oxide with intrinsic viscosity [η] = 0.84 dl / g (Dainippon Ink Co., Ltd .; Planac BT-1000-S01) 45 wt% was mixed in advance, dried at 110 ° C., and then the monofilament was wound up under the following production conditions.
Polymer discharge rate 2.52 (g / min)
Screw shear rate 9.2 (/ sec)
Residence time 8 (minutes)
Spinning temperature 260 (℃)
Cooling bath water temperature 40 (℃)
Take-up roll (first roll) peripheral speed 15.8 (m / min)
Stretch bath temperature 55 (° C)
Stretching roll (second roll) peripheral speed 80 (m / min)
Heat treatment bath temperature 160 (° C)
Heat treatment medium Hot air Third roll peripheral speed 72 (m / min)
Winding speed 72 (m / min)
The monofilament wound up under the above conditions was heat-treated at 80 ° C. for 72 hours under non-restraint to obtain the monofilament of the present invention.
Table 1 shows the physical properties of the obtained PTT monofilament. Recoverability, durability, and transparency were all good, and the monofilament was optimal as a toothbrush.
［実施例２〜４］
実施例１におけるＰＴＴとＰＢＴのブレンド比、及びスクリュー剪断速度を変更した以外は、実施例１と同じ製造条件でモノフィラメントを巻き取り、熱処理を経た後、モノフィラメントを得た。
得られたＰＴＴモノフィラメントの物性を表１に示す。製造条件及び物性が本発明の範囲であれば、回復性、耐久性、透明性全てが良好であり、歯ブラシとして最適のモノフィラメントであった。
［実施例５］
実施例１におけるスクリュー剪断速度及び滞留時間を変更した以外は、実施例１と同じ製造条件でモノフィラメントを巻き取り、熱処理を経た後、モノフィラメントを得た。
得られたＰＴＴモノフィラメントの物性を表１に示す。回復性、耐久性、透明性全てが良好であり、歯ブラシとして最適のモノフィラメントであった。
[Examples 2 to 4]
The monofilament was wound up under the same production conditions as in Example 1 except that the blend ratio of PTT and PBT in Example 1 and the screw shear rate were changed, and after heat treatment, a monofilament was obtained.
Table 1 shows the physical properties of the obtained PTT monofilament. When the production conditions and physical properties were within the scope of the present invention, the recovery property, durability and transparency were all good, and the monofilament was optimal as a toothbrush.
[Example 5]
The monofilament was wound up under the same production conditions as in Example 1 except that the screw shear rate and the residence time in Example 1 were changed, and a monofilament was obtained after heat treatment.
Table 1 shows the physical properties of the obtained PTT monofilament. Recoverability, durability, and transparency were all good, and the monofilament was optimal as a toothbrush.
［比較例１〜２］
実施例１におけるＰＴＴとＰＢＴのブレンド比、及びスクリュー剪断速度を変更した以外は、実施例１と同じ製造条件でモノフィラメントを巻き取り、熱処理を経た後、モノフィラメントを得た。
得られたＰＴＴモノフィラメントの物性を表１に示す。製造条件及び物性が本発明の範囲とは異なるので、回復性、耐久性が歯ブラシとして合格レベルに達していなかった。
［比較例３］
ＰＴＴとして、極限粘度［η］＝０．９２ｄｌ／ｇの酸化チタンを０．２ｗｔ％含むＰＴＴ（ＳＨＥＬＬ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製；ＣＰ５０９２１Ｐ）５０ｗｔ％を用いた以外は、実施例２と同じ製造条件でモノフィラメントを巻き取り、熱処理を経た後、モノフィラメントを得た。
得られたＰＴＴモノフィラメントの物性を表１に示す。透明度が歯ブラシとして合格レベルに達していなかった。
[Comparative Examples 1-2]
The monofilament was wound up under the same production conditions as in Example 1 except that the blend ratio of PTT and PBT in Example 1 and the screw shear rate were changed, and after heat treatment, a monofilament was obtained.
Table 1 shows the physical properties of the obtained PTT monofilament. Since the manufacturing conditions and physical properties were different from the scope of the present invention, the recoverability and durability did not reach a passing level as a toothbrush.
[Comparative Example 3]
A monofilament was produced under the same production conditions as in Example 2 except that 50 wt% of PTT (manufactured by SHELL Chemicals; CP50921P) containing 0.2 wt% of titanium oxide having an intrinsic viscosity [η] = 0.92 dl / g was used as the PTT. After winding and heat treatment, a monofilament was obtained.
Table 1 shows the physical properties of the obtained PTT monofilament. The transparency did not reach the acceptable level as a toothbrush.
［比較例４］
実施例１と同じ製造条件でモノフィラメントを巻き取った後、熱処理を行わないモノフィラメントを用いた。
物性を表１に示す。物性が本発明の範囲とは異なるので、回復性、耐久性が歯ブラシとして合格レベルに達していなかった。
［比較例５〜６］
実施例１におけるスクリュー剪断速度、及び滞留時間を変更した以外は、実施例１と同じ製造条件でモノフィラメントを巻き取り、熱処理を経た後、モノフィラメントを得た。得られたＰＴＴモノフィラメントの物性を表１に示す。製造条件及び物性が本発明の範囲とは異なるので、回復性、耐久性が歯ブラシとして合格レベルに達していなかった。
[Comparative Example 4]
After winding the monofilament under the same production conditions as in Example 1, a monofilament that was not heat-treated was used.
The physical properties are shown in Table 1. Since the physical properties were different from the scope of the present invention, the recoverability and durability did not reach the acceptable level as a toothbrush.
[Comparative Examples 5-6]
The monofilament was wound up under the same production conditions as in Example 1 except that the screw shear rate and the residence time in Example 1 were changed, and a monofilament was obtained after heat treatment. Table 1 shows the physical properties of the obtained PTT monofilament. Since the manufacturing conditions and physical properties were different from the scope of the present invention, the recoverability and durability did not reach a passing level as a toothbrush.
本発明のモノフィラメントは、柔軟性と透明性に優れ、かつ、清拭性及び使用耐久性に優れたモノフィラメント及びそれを用いると優れた歯ブラシを提供できる。 The monofilament of the present invention can provide a monofilament excellent in flexibility and transparency, excellent in wiping property and durability, and an excellent toothbrush using the monofilament.
１：乾燥機
２：押出機
３：ベンド
４：スピンヘッド
５：ギヤポンプ
６：紡糸口金
７：フィラメント状ポリマー
８：冷却浴
９：第１ロール群
１０：延伸浴
１１：第２ロール群
１２：熱処理浴
１３：第３ロール群
１４：巻取機
1: Dryer 2: Extruder 3: Bend 4: Spin head 5: Gear pump 6: Spinneret 7: Filament polymer 8: Cooling bath 9: First roll group 10: Drawing bath 11: Second roll group 12: Heat treatment Bath 13: Third roll group 14: Winder
Claims (6)
（ａ）ポリトリメチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレート重量比で７０／３０〜４５／５５の割合で混合され、モノフィラメントの固有粘度が０．７〜１．３ｄｌ／ｇ
（ｂ）無機系微粒子の含有率が０〜０．１ｗｔ％
（ｃ）窒素雰囲気下２６０℃で１分間溶融後、冷却速度５０℃／秒以上で３０℃まで急冷して非晶化した後に、示差走査熱量計で測定される結晶化ピーク温度が、５０〜６５℃であり、且つ、融解ピーク温度が２００〜２３０℃
（ｄ）沸水収縮率が１〜５％ A polyester monofilament characterized in that polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate are mainly mixed, satisfy the following (a) to (d), and are melt-spun.
(A) Polytrimethylene terephthalate and polybutylene terephthalate are mixed at a weight ratio of 70/30 to 45/55, and the intrinsic viscosity of the monofilament is 0.7 to 1.3 dl / g.
(B) The content of inorganic fine particles is 0 to 0.1 wt%
(C) After melting at 260 ° C. for 1 minute in a nitrogen atmosphere, rapidly cooling to 30 ° C. at a cooling rate of 50 ° C./second or more, and then amorphousizing, the crystallization peak temperature measured with a differential scanning calorimeter is 50 to 65 ° C. and melting peak temperature of 200 to 230 ° C.
(D) Boiling water shrinkage is 1 to 5%
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|---|---|---|---|---|
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| CN106381538A (en) * | 2016-11-30 | 2017-02-08 | 南京右转信息科技有限公司 | Melt spinning device for polypropylene fiber spinning |
| DE112019007638T5 (en) | 2019-08-21 | 2022-05-05 | Asahi Kasei Advance Corporation | Polyester based monofilament for toothbrush |
-
2004
- 2004-06-15 JP JP2004176403A patent/JP2006002256A/en active Pending
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