(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５０００ｍ／分以上の速度で紡糸したポリエステルモノフィラメントであって、前記ポリエステルモノフィラメントは、ポリエチレンテレフタレート成分が８５％以上からなるポリエステル（Ｓ）を海成分、ポリエチレンナフタレート成分が８５％以上からなるポリエステル（Ｉ）を島成分とし、（Ｓ）が１０〜６０ｗｔ％、（Ｉ）が４０〜９０ｗｔ％、前記島成分の数が４以上であり、海島型複合繊維であり、その繊度が７．０ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
強度が４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、１５０℃乾熱収縮率が４％以下、デラミ発生指数が１０％以上の請求項１に記載のスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の前記ポリエステルモノフィラメントで製造されたスクリーン紗。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン紗、特にハイメッシュスクリーン紗として有用な細繊度のものであって、引張強度、高弾性率、製織時及び使用時等の耐摩擦性に優れ、かつ生産効率の良い、複合断面ポリエステルモノフィラメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン紗は、電子回路のプリント等のエレクロトニクス分野等で用いられるが、印刷精度の向上に対する要求が増している。そのため、高強度で、高弾性のスクリーン紗が必要である。加えて、ハイメッシュのものが必要とされるので、スクリーン紗を構成するモノフィラメントは細繊度のものが良い。また、従来、ステンレススクリーン紗が使用されているが、耐久性が不十分であるという問題がある。
【０００３】
この問題を改善するため、従来、合成繊維からなるスクリーン紗が種々提案されている。例えば、液晶性ポリマーからなる高強度・高弾性繊維は、ステンレス繊維より寸法精度はやや劣るものの耐久性は向上する。しかしこの場合、その分子鎖が繊維軸方向に極めて配向しやすいため、摩擦により容易にフィブリル化が起こるという問題がある。
【０００４】
かかるフィブリル化の問題を改善するため、非液晶性ポリマーであるポリエチレンテレフタレートからなる繊維を使用したスクリーン紗が、特開昭６２−１０４７９５号公報、特開昭６２−２１５０１３号公報、特開平２−１２７５１３号公報等に提案されている。しかし、該繊維は強度及び弾性率が低いため、スクリーン紗の耐久性及び寸法精度は不十分であり、しかも高張力下での製織性が不十分なために高密度スクリーン紗を得ることが困難であるという問題がある。
【０００５】
一方、非液晶性ポリマーであるポリエチレンナフタレートからなる繊維を使用したスクリーン紗が、特開平４−１００９１４号公報、特願平２−２７２３８７号公報等に提案され、フィブリルの発生が抑制され、繊維強度と弾性率がバランスした高密度スクリーン紗が得られるとされている。しかし、われわれの検討によれば、高密度スクリーン紗に製織する際にスカムが発生しやすいという問題があることが判明した。これは、ポリエチレンナフタレートが、液晶的性質をもった分子構造であることに由来するものと推定される。また、特開２０００−３３６５２３号公報では、改質ポリエチレンナフタレートモノフィラメント及びその製造方法が記載されているが、まだ十分なものではなかった。
【０００６】
さらに、特開平２−８０６４０号公報には、液晶性の芳香族ポリエステルを３６の島成分とし、非液晶性のポリエチレンテレフタレートを海成分とする多芯複合繊維を用いたスクリーン紗が提案されている。しかし、この繊維は３５００ｍ／分程度の高速で紡糸されたａｓ−ｓｐｕｎ糸を、パッケージで熱処理して製造されるため、糸が巻取りパッケージのどこに存在するかによって熱処理効果が異なるため、例えば巻き終わりと巻き始めにおいて、また巻取りパッケージ間で、品質のばらつきが大きいという問題がある。
【０００７】
本発明者らは、製織性に優れ、耐久性及び寸法精度にも優れたものとして、先に特願２０００−２８８４００号公報で、ポリエチレンナフタレートを主成分とする島成分及びポリエチレンテレフタレートを主成分とする海成分からなる、所定の海島型複合繊維のスクリーン紗用モノフィラメントを提案した。しかし、更に高密度・高品位のスクリーン印刷のニーズの発生から、高弾性と耐摩耗性等については、より高度なポリエステルモノフィラメントが要求される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐摩耗性、耐フィブリル化、寸法安定性、高弾性、高強度、及び紡糸性に優れ、ハイメッシュスクリーン紗用途に適した超細繊度のモノフィラメントを、生産効率良く、提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、５０００ｍ／分以上の速度で紡糸したポリエステルモノフィラメントであって、前記ポリエステルモノフィラメントは、ポリエチレンテレフタレート成分が８５％以上からなるポリエステル（Ｓ）を海成分、ポリエチレンナフタレート成分が８５％以上からなるポリエステル（Ｉ）を島成分とし、（Ｓ）が１０〜６０ｗｔ％、（Ｉ）が４０〜９０ｗｔ％、前記島成分の数が４以上である海島型複合繊維であり、その繊度が７．０ｄｔｅｘ以下であることを特徴とするスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントである。
【００１０】
また、本発明のスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントは、強度が４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、１５０℃乾熱収縮率が４％以下、デラミ発生指数が１０％以上が好ましい。
【００１１】
さらに、本発明は、前記ポリエステルモノフィラメントで製造されたスクリーン紗である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ポリエチレンナフタレート繊維を単独でスクリーン紗として使用する場合は、ポリエチレンナフタレートポリマーが液晶ポリマー的溶融紡糸挙動を示すので、繊維軸方向に繊維が高配向し、繊維軸方向と繊維断面方向の強度及び弾性率差は大きい。その結果、界面剥離による筬摩耗、スカム発生及びデラミ現象を根本的に解決することは不可能であった。そこで、ポリエチレンナフタレートのもつ高強度、高弾性及び寸法安定性を生かし、かつ優れた耐摩耗性を持たせるためには、ポリエチレンテレフタレートを海成分、ポリエチレンナフタレートを島成分とした海島型複合繊維で、しかも５０００ｍ／分以上の速度で高速紡糸されたものであることが最適である。
【００１３】
本発明の海島型複合繊維の島成分は、８５モル％以上がポリエチレンナフタレートであるポリエステル（以下、「ポリエステルＩ」という。）からなる。ポリエチレンナフタレートには、例えば、ポリエチレン−２，６−ナフタレートがある。ポリエステルＩには、安定剤、艶消し剤、着色剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤を、本発明の目的を阻害しない範囲で添加してもよい。
【００１４】
ポリエステルＩの溶融押し出し後の極限粘度（測定溶媒がフェノール／テトラクロロエタン＝６／４（重量比）の混合溶剤、測定温度２０℃、ウベローデ法による。）は、０．５０〜０．７０の範囲にあることが好ましい。極限粘度がこの範囲であると、高速紡糸性に優れ、得られるフィラメントの強度も十分なものとなる。
【００１５】
本発明の海島型複合繊維の海成分は、８５モル％以上がポリエチレンテレフタレートであるポリエステル（以下、「ポリエステルＳ」という。）からなる。ポリエステルＳには、安定剤、艶消し剤、着色剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤を本発明の目的を阻害しない範囲で添加してもよい。
【００１６】
ポリエステルＳの溶融押し出し後の極限粘度（測定溶媒がフェノール／テトラクロロエタン＝６／４（重量比）の混合溶剤、測定温度２０℃、ウベローデ法による。）は、０．５〜０．９の範囲が好ましく、この範囲内にあると紡糸性に優れ、得られるフィラメントの強度も十分なものとなる。
【００１７】
ポリエステルＩとポリエステルＳのモノフィラメント中の重量比率は、ポリエステルＩが４０〜９０ｗｔ％、ポリエステルＳが６０〜１０ｗｔ％の範囲が好ましい。ポリエステルＩが４０ｗｔ％以下の場合、強度４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上を達成することができず、一方９０ｗｔ％以上では、海島断面形成が困難になり、島成分単独になったり、吐出が不安定で紡糸性が悪くなったりする。
【００１８】
本発明の海島型複合繊維の島数は、複数個とする。島数が１個、すなわちシースコア断面の場合は、製織時や使用時等の摩擦で繊維表面にかかる応力が、繊維内部に分散せず、表層およびＰＥＮ／ＰＥＴの界面に集中して、デラミ発生指数が小さくなる。従って、島数は、複数個、特に４個以上が好ましく、口金内スペースに応じて、島数は多い方がよい。高弾性と製糸性の両立より、好ましい島数は、４〜３６個であり、より好ましい島数は、８〜３０個である。
【００１９】
島成分の断面形状は、特に限定されないが、通常製糸性の観点から略丸断面が採用される。また、前記島成分の各々は独立又は前記島成分の一部が他の前記島成分と連帯していても良い。
【００２０】
複合繊維の断面形状も、特に限定されないが、丸、三角、四角、マルチローバル断面、さらには偏平断面のいずれの形状であってもよい。
【００２１】
本発明では、ポリエチレンテレフタレート成分が８５％以上からなるポリエステル（Ｓ）を海成分、ポリエチレンナフタレート成分が８５％以上からなるポリエステル（Ｉ）を島成分とし、（Ｓ）が１０〜６０ｗｔ％、（Ｉ）が４０〜９０ｗｔ％、島成分の数が４以上の海島型複合繊維のポリエステルモノフィラメントを、５０００ｍ／分以上の速度で紡糸することが必要である。
【００２２】
紡糸速度は５０００ｍ／分以上であることが重要である。特に、５０００ｍ／分以上、７５００ｍ／分以下で紡糸することが好ましい。より好ましくは、６０００ｍ／分以上である。５０００ｍ／分以上で紡糸することによって、耐摩耗性が向上し、デラミ現象の発生を減少できる。一方、紡糸速度があまりに大きいものは、現段階では現実性に乏しい。
【００２３】
本発明のモノフィラメントの繊度は、７．０ｄｔｅｘ以下である。繊度が７．０ｄｔｅｘを超える場合には、必要とされる超ハイメッシュのスクリーン紗とすることは難しい。従来、１３．０ｄｔｅｘ〜３１．０ｄｔｅｘ程度の高強度モノフィラメントを用いたハイメッシュスクリーン紗が提供されているが、更に高精度の印刷を行うには、７．０ｄｔｅｘ以下の高強度モノフィラメントが要求される。
【００２４】
本発明のモノフィラメントの強度は、４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。７．０ｄｔｅｘ以下のモノフィラメントを使用すると、細繊度となって、全体としての強力が弱くなるが、モノフィラメントの強度は４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが適している。４．４ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であれば、製織時や紗張り時にスクリーン紗の強度が不足し、糸切れが生じやすい。
【００２５】
本発明のモノフィラメントの弾性率は、１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。弾性率が、１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の場合、剛性が不足して、繰り返し使用した結果、紗自身がたるんだり、断糸したりして、高品位の捺染が難しくなる。
【００２６】
本発明のモノフィラメントの伸度は、特に限定するものではないが、好ましくは、１０％以上２０％以下である。１０％以下の場合は、強度も低く、最適な紡糸条件が採用されず、また紡糸調子も悪い。一方、２０％以上の伸度を有した繊維は、本発明の要件を満たす弾性率との両立が困難である。
【００２７】
本発明のデラミ発生指数は、１０％以上、特に１３〜３０％であることが好ましい。デラミ発生指数が１０％以上であると、超ハイメッシュスクリーン紗を製織する際に、繊維が受ける微小な間隔での屈曲圧縮負荷でも、繊維の破壊が起こらないので、品位の良好なものを得ることができる。また、得られるスクリーン紗の耐久性も良好なものとなる。
【００２８】
デラミ発生指数とは、モノフィラメントを交差させて任意の直径の輪を作製し、徐々にフィラメント両端を引き締めて輪の直径を小さくしていき、モノフィラメントの表面又は内部にキンクバンドが発生した時の輪の直径をＲとしたときの、モノフィラメントの直径とＲとの比（デラミ発生指数（％）＝（Ｄ／Ｒ）×１００）である。この指数は、圧縮変形に対する繊維構造破壊の耐性を示すもので、この値が大きいほど、繊維に歪がかかっても繊維構造破壊が発生し難いことを意味し、デラミ現象（界面剥離）が起きにくく、従って、耐フィブリル化性に優れていることを示す。
【００２９】
デラミ発生指数は、すなわち圧縮せん断弾性率を示し、繊維の結晶形態と相関がある。繊維内部の結晶が繊維軸方向に配向するほど、繊維の引張り強度や引張り弾性率は高くなるものの、繊維軸と垂直方向の強度や弾性率、さらに圧縮せん断弾性率は低下し、繊維軸方向に対して４５°傾いた方向に、応力集中点が発生しやすくなる。それを軽減するために、繊維の結晶界面方向、すなわち繊維軸方向に界面剥離が起こる。従って、繊維軸方向への繊維の配向が少ないほど、すなわちデラミ発生指数が大きいほど、製織時や使用時の耐摩耗及び耐疲労性に優れると考えられる。
【００３０】
本発明のポリエステルモノフィラメントの１５０℃乾熱収縮率は、４％以下である。４％以上の場合は、熱セット性が不十分なため、捺染時にかかる熱によって、収縮挙動があり、紗が不規則に波打つ現象がみられ、高品位の捺染が不可能である。
【００３１】
本発明の複合ポリエステルモノフィラメントは、以下の方法により製造することができる。すなわち、ポリエチレンテレフタレート（ポリエステルＳ）とポリエチレンナフタレート（ポリエステルＩ）を別々のルーダーで溶融し、海島形成用口金に導入し、押し出し後の放流糸の極限粘度が、ポリエチレンテレフタレート（ポリエステルＳ）は０．５〜０．９、ポリエチレンナフタレート（ポリエステルＩ）は０．５〜０．７であるモノフィラメントを、５０００ｍ／分以上のゴデッドローラー１対（２個）を介して巻き取る。
【００３２】
更に、口金から押し出されたモノフィラメントを片吹き冷却装置で冷却する際、冷却風を０．３ｍ／分以下の速度で吹き付けることが好ましい。０．３ｍ／分以下の冷却速度で吹き付けることにより、不均一冷却がなくなり、得られたモノフィラメントに顕在捲縮が発生しないので好ましい。モノフィラメントに顕在捲縮があると、スクリーン紗の紗張り工程において均一な張力を付与できず、斑が発生したり、更に糸切れ等の問題が発生したりするので好ましくない。
【００３３】
冷却されたモノフィラメントへの油剤の付与は、口金面から１ｍ以上下方で行うことが好ましい。口金表面から１ｍ未満に位置するモノフィラメントの領域では、モノフィラメントの温度は、ガラス転移点以上である。従って、この領域で油剤の付与を行うと、不均一な冷却が起こり、得られたモノフィラメントに捲縮が発生する。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。尚、以下の実施例における特性値は、次に示す方法によって測定したものである。
【００３５】
（１）溶融押出し後の極限粘度（η）
極限粘度（η）は、常法により、溶融し、口金より押出したポリエステルを、フェノール／テトラクロロエタン＝６／４（重量比）の混合溶剤中、２０℃で、ウベローデ法により測定した。
【００３６】
（２）強度・伸度・弾性率
島津製作所製オートグラフを用い、初期試長２００ｍｍの繊維に、繊度の１／３０ｃＮ／ｄｔｅｘの初期荷重をかけ、２００ｍｍ／分の速度で引張り試験を行い、破断強度・破断伸度を求めた。更に、強伸度曲線の初期傾斜から弾性率を求めた。
【００３７】
（３）１５０℃乾熱収縮率
カセを作成し、(カセのｄｔｅｘ×２／３０)ｇの荷重をかけて、初期試長を測定する。該荷重を取り除いたあと、１５０℃に制御された乾燥機内で、３０分間熱処理後、室温（２０℃）に戻す。糸温度が室温と等しくなった後、再び(カセのｄｔｅｘ×２／３０)ｇの荷重をかけて、熱処理後の試長を測定する。両試長より、収縮率を算出する。
【００３８】
（４）デラミ発生指数
モノフィラメント直径Ｄをマイクロメーターで測定する。一方、光学顕微鏡下で、モノフィラメントを交差させて任意の大きさの円をつくる。次いで、交差点（Ｘ）の円の対面側に位置するポイント（Ｐ）を観察しながら、徐々にモノフィラメントの両端を引き締めて円を小さくしていく。その際、観察ポイントの繊維の表面に繊維軸方向とほぼ４５°の角度をなして発生するキンクバンド（白化現象として観察される）が確認された時の円の直径（Ｒ）を計測する。デラミ発生指数を下記式により算出した。
デラミ発生指数（％）＝（Ｄ／Ｒ）×１００
【００３９】
（５）筬摩耗破断回数
特開２０００−３３６５２３号に開示されている方法で行った。図１は、筬摩耗破断回数を測定するときに用いた装置の概略図である。モノフィラメント１に、｛０．２×（モノフィラメント１のｄｔｅｘ）｝ｇの分銅２をかけ、３００歯／インチ（１１８歯／ｃｍ）である筬３の歯に、糸通しを行う。モノフィラメント１を垂直方向に真っ直ぐにし、上部櫛歯４と下部櫛歯５の間に設置する。次に、上部櫛歯４において、モノフィラメント１を、垂直方向から右側に、筬３の４０歯分（約４．５ｍｍ）ずらして、設置する。モーター駆動によって、筬３が、１０ｃｍ幅で１４０回転／分の速度で上下動することにより、筬歯に接するモノフィラメント１を摩擦する。摩擦によりモノフィラメント１が切断するまでの回数を筬摩耗破断回数として測定する。
【００４０】
（６）紡糸性
２４時間連続紡糸運転中に何回断糸が発生したかで、判定する。２４時間運転中０〜２回未満であれば○、２４時間運転中２回以上であれば×、として評価した。
【００４１】
[実施例、比較例]
極限粘度が０．６５のポリエチレンテレフタレート（ポリエステルＳ）を海成分とし、極限粘度が０．６５のポリエチレンナフタレート（ポリエステルＩ）を島成分として、表１に示す、各吐出重量比、島数、及び紡糸速度で巻き取って製造した各モノフィラメントの特性値を、同じく表１に示す。
【００４２】
口金の孔数が２ホール、０．７ｍｍφの孔径の口金を用いて、溶融ポリマーを押出し、口金直下から１ｍ下方の長さに渡り、２５℃の冷却風を０．２ｍ／分で吹き付けて糸条を冷却した後、口金直下から１ｍ以下の場所で、ポリマーに油剤を付与し、ゴデッドローラーにて引取り、引き続き２番目ゴデッドローラーを介して分繊して、巻き取り機に巻き取った。
【００４３】
【表１】
0003725064.tif 000002
【００４４】
実施例１、２、３及び４は、紡糸性、及び繊維の特性とも本発明の目的を達成する。比較例１は、海成分比率（ＰＥＴ）の重量比率が大きく、島成分比率（ＰＥＮ）の重量比率が小さいため、強度及び弾性率が不十分であり、筬摩耗破断回数が低い、即ち耐摩耗性が低い。比較例２は、海成分比率（ＰＥＴ）の重量比率が小さく、島成分比率（ＰＥＮ）の重量比率が大きいために、複合断面形成が不安定で、繊度斑を起こし、かつ島成分（ＰＥＮ）単独断面の発生により、デラミ現象が顕著で、紡糸性も悪く、筬摩耗破断回数が著しく低くなった。比較例３は、島数が１の単純シースコア断面であるため、島成分（ＰＥＮ）による応力分散効果が不充分で、繊維表面層を形成する海成分（ＰＥＴ）に応力が集中し、デラミ発生指数が低く、筬摩耗破断は試験初期の回数で発生している。比較例４は、紡糸速度が５０００ｍ／分未満のため、強度、弾性率、及び、熱収縮性即ち寸法安定性が不充分で、筬破断回数が低かった。比較例５は、低紡速で一旦巻き取った糸を、２段延伸して熱処理を施したが、延伸性が不充分で均一に延伸できる倍率が比較的小さいために、配向が不十分で、強度、弾性率及びデラミ発生指数が低く、筬摩耗性が悪い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明では、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル（Ｓ）を海成分、ポリエチレンナフタレート系ポリエステル（Ｉ）を島成分とし、（Ｉ）が４０〜９０ｗｔ％、（Ｓ）が１０〜６０ｗｔ％、島成分の数が４以上である海島型複合繊維を、５０００ｍ／分以上の速度で紡糸して製造することによって、耐摩耗性、耐フィブリル化、寸法安定性、高弾性、高強度、及び紡糸性に優れ、ハイメッシュスクリーン紗用途に適した超細繊度のモノフィラメントを、安定した操業性で、生産効率良く、提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】筬摩耗破断回数を測定するために用いた装置の概略図。
【符号の説明】
１    モノフィラメント
２    荷重用分銅
３    筬
４    上部櫛歯
５    下部櫛歯
【図１】
0003725064.tif 000003