(57)【要約】【課題】高強力、高モジュラスで製織性の優れたスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法を提供する。【解決手段】ポリエステルモノフィラメントであって、下記要件を満足す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。ａ）ポリエステルが、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであって、イソフタル酸、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物の群から選ばれる少なくとも一種の成分がポリエステル中の全酸成分、又は全グリコール成分に対して０．５〜２５モル％の割合で共重合されたものであること。ｂ）ポリエステルがフェニルホスフィン酸又はその誘導体、及び／又はフェニルホスホン酸又はその誘導体であるリン化合物を含むこと。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルモノフィラメントであって、下記要件を満足す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。
ａ）ポリエステルが、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであって、イソフタル酸、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物の群から選ばれる少なくとも一種の成分がポリエステル中の全酸成分、又は全グリコール成分に対して０．５〜２５モル％の割合で共重合されたものであること。
ｂ）ポリエステルがフェニルホスホン酸又はその誘導体、及び／又はフェニルホスフィン酸又はその誘導体である下記一般式（１）で表されるリン化合物を含むこと。
【化１】
2011006799.tif 000005
［上の式中、Ｒ１は炭素数１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基であり、Ｒ２は水素原子又は炭素数の１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基、Ｘは、水素原子または−ＯＲ３基であり、Ｘが−ＯＲ３基である場合、Ｒ３は水素原子又は炭素数の１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基、であり、Ｒ２とＲ３は同一であっても異なっていても良い。］
【請求項２】
紡糸後巻き取ることなく延伸して得られたものである請求項１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１〜２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の製造方法であって、紡糸過程においてＧＲ１速度が３００〜１０００ｍ／ｍｉｎ、ＧＲ２速度が１５００〜４０００ｍ／ｍｉｎ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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントに関するものである。さらに詳細には、紡糸・延伸工程が一段階ででき、且つ高強力、高モジュラスを達成するスクリーン紗用ポリエチレンテレフタレートモノフィラメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モノフィラメントは衣料分野ではもちろん、産業資材の分野でも幅広く利用されてきている。特に後者の産業資材の分野での用途の例として、スクリーン印刷用メッシュ織物がある。特に最近の電子回路分野での印刷においては集積度が高まる一方であり、スクリーン紗としての印刷精密さ及び印刷性向上のため、高強度・高モジュラスで且つハイメッシュといった要求がますます強くなっている。原糸についても、高強力、高モジュラスで且つより細繊度のものが要求されており、この目的のためにポリエチレンナフタレートからなるスクリーン紗が提案されている。（特許文献１）
確かにポリエチレンナフタレートはポリエチレンテレフタレートと比較してモノフィラメントの強度、弾性率は大きく向上するためよりハイメッシュのスクリーン紗とすることができるが配向性が高いため毛羽やフィブリルが発生しやすく製織時の糸削れ、糸切れが多発するという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決させるため、これまでに芯鞘型複合モノフィラメントとする対策が図られてきた。（特許文献２、３、４）
確かにこの対策で糸削れ、糸切れの問題は解決できるものの、しかしながら、ポリエチレンナフタレートはコストが高く、またこれらの芯鞘型モノフィラメントの製造方法は、強伸度を維持するために紡糸・延伸工程を別工程で行なう必要があり、生産性や物性の面で課題が残るものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１００９１４号公報
【特許文献２】特開２００８−１０１３０３号公報
【特許文献３】特開２００８−２９１３８５号公報
【特許文献４】特開平２−２８９１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は紡糸・延伸工程が一段階ででき、且つ高強力、高モジュラスで製織性の優れたスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、
ポリエステルモノフィラメントであって、下記要件を満足す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、
ａ）ポリエステルが、主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであって、イソフタル酸、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物の群から選ばれる少なくとも一種の成分がポリエステル中の全酸成分、又は全グリコール成分に対して０．５〜２５モル％の割合で共重合されたものであること。
ｂ）ポリエステルがフェニルホスホン酸又はその誘導体、及び／又はフェニルホスフィン酸又はその誘導体である下記一般式（１）で表されるリン化合物を含むこと。
【化１】
2011006799.tif 000002
［上の式中、Ｒ１は炭素数１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基であり、Ｒ２は水素原子又は炭素数の１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基、Ｘは、水素原子または−ＯＲ３基であり、Ｘが−ＯＲ３基である場合、Ｒ３は水素原子又は炭素数の１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基、であり、Ｒ２とＲ３は同一であっても異なっていても良い。］
が提供される。
【０００７】
更に製造方法として、紡糸後一旦巻き取ることなく延伸することが好ましく、また紡糸過程においてＧＲ１速度が３００〜１０００ｍ／ｍｉｎ、ＧＲ２速度が１５００〜４０００ｍ／ｍｉｎで行なう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の製造方法。
が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
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において、第三成分を特定量共重合したポリエチレンテレフタレートとすること及びフェニルホスフィン酸又はその誘導体、及び／又はフェニルホスホン酸又はその誘導体であるリン化合物を、該変性ポリエチレンテレフタレートに含ませることにより、ポリマーの粗大な結晶成長が抑制されて微小化することにより紡糸・延伸工程が一段階としても高延伸でき高強力、高モジュラスモノフィラメントとすることができると共に、製織時の糸削れが改善される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明で用いられるポリエステルとしては主たる繰り返し単位がエチレンテレフタレートであるポリエチレンテレフタレートに第三成分として、イソフタル酸、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールＡのプロピレンオキサイド付加物の群から選ばれる少なくとも一種の成分がポリエステル中の全酸成分、又は全グリコール成分に対して０．５〜２５モル％の割合で共重合されたものであることが必要である。中でもイソフタル酸が好ましい。
【００１０】
第三成分の共重合量が０．５モル％未満であれば固有粘度を０．４５〜０．５５としても製糸時の粘度が高くなるとともに複屈折率が高くなり又紡糸工程調子が低下する。一方２５％を超える場合原糸の熱収縮率が高くなり好ましくない。好ましくは１．０〜２０モル％であり、より好ましくは５〜１５モル％である。
【００１１】
本発明で用いられる上記変性ポリエチレンテレフタレートポリマーは、樹脂チップの極限粘度として、０．４５〜０．５５とすることが好ましく、この範囲にある場合に（ソフトである故に）製織時の筬によるスカム発生、糸削れ性が防止できる。０．４５未満であれば耐熱性が低下し好ましくない。０．５５を超える場合は製糸時の粘度が高くなり複屈折率が高くなり好ましくない。
【００１２】
該変性ポリエチレンテレフタレートポリマーがフェニルホスフィン酸又はその誘導体、及び／又はフェニルホスホン酸又はその誘導体であるリン化合物を、ポリマーを構成するジカルボン酸のモル数に対して０．１〜３００ミリモル％含むポリマー組成物であることが必要である。
【００１３】
フェニルホスフィン酸又はその誘導体、及び／又はフェニルホスホン酸又はその誘導体であるリン化合物を含有することにより、変性ポリエチレンテレフタレートポリマーの結晶性が向上し、溶融し、紡糸口金から吐出する段階で、微小結晶を多数形成する。そしてこの微小結晶が、紡糸工程で生じるポリエチレンテレフタレート繊維の粗大な結晶成長を抑制し結晶を微分散化させ、実用的な延伸倍率を高めることができ、より高い強度のモノフィラメントを得ることが可能となったのである。
【００１４】
また、高い結晶性向上の効果を示すためには、下記一般式（１）で表されるリン化合物のＲ１がベンジル基であることが、さらにはフェニル基であることが好ましく、本発明のリン化合物がフェニルホスホン酸及び／又はフェニルホスフィン酸であるリン化合物であることが好ましい。特にはフェニルホスホン酸およびその誘導体であることが最適である。
【００１５】
【化２】
2011006799.tif 000003
［上の式中、Ｒ１は炭素数１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基であり、Ｒ２は水素原子又は炭素数の１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基、Ｘは、水素原子または−ＯＲ３基であり、Ｘが−ＯＲ３基である場合、Ｒ３は水素原子又は炭素数の１〜１２個の炭化水素基であるアルキル基、アリール基又はベンジル基、であり、Ｒ２とＲ３は同一であっても異なっていても良い。］
【００１６】
本発明で用いられる変性ポリエチレンテレフタレートポリマーにおけるリン化合物含有量としては、ポリエステルを構成するジカルボン酸成分のモル数に対して０．１〜３００ミリモル％であることが好適である。リン化合物の量が０．１ミリモル％未満であると結晶性向上効果が不十分になる傾向にあり、３００ミリモル％を超える場合には紡糸時の異物欠点が発生するために製糸性が低下する傾向にある。リン化合物の含有量はポリエステルを構成するジカルボン酸成分のモル数に対して１〜１００ミリモル％の範囲がより好ましく、１０〜８０ミリモル％の範囲がさらに好ましい。
【００１７】
また、前記のポリマー中には、各種の添加剤、たとえば二酸化チタンなどの艶消剤、熱安定剤、消泡剤、整色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、蛍光増白剤、可塑剤、耐衝撃剤の添加剤、または補強剤としてモンモリナイト、ベントナイト、ヘクトライト、板状酸化鉄、板状炭酸カルシウム、板状ベーマイト、あるいはカーボンナノチューブなどの添加剤が含まれていてもよいことはいうまでもない。
【００１８】
本発明のモノフィラメントの強度は５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が２０〜３５％、熱水収縮率が４．０〜１０％であることが好ましい。これらの物性を同時に達成することにより、製織性に優れ、且つ、高い印刷耐久性を持つスクリーン紗が可能となる。
【００１９】
かかる特性のモノフィラメントを得るための具体的な製造法について説明する。
前記したポリエステルを公知の紡糸口金を用いて、溶融紡糸することにより上記物性を有する原糸が得られる。
紡糸工程としては、ＧＲ１速度が３００〜１０００ｍ／ｍｉｎ、ＧＲ２速度が１５００〜４０００ｍ／ｍｉｎ、捲取速度が１５００〜４０００ｍ／ｍｉｎである一段階で紡糸・延伸を行なう方法であり、３．０〜５．０倍延伸することが好ましい。
【００２０】
このように高速・高倍率にて紡糸・延伸できることによって高強度の延伸繊維を得ることが可能である。従来は一段階で紡糸・延伸した場合、強伸度が低下してしまうため紡糸工程の後、延伸工程を経て製糸していた。しかし本発明においては第三成分共重合ポリエステルとすること、及びリン化合物の配合により延伸による結晶化において微細結晶が均一に形成されるため、毛羽等の延伸欠点が発生しにくく高倍率に延伸でき、繊維を高強度化することが可能となるとともに、製織工程での糸削れが防止できるものである。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例、比較例における各特性値は以下の方法で測定した。
（１）極限粘度ＩＶｆ
樹脂あるいは繊維をフェノールとオルトジクロロベンゼンとの混合溶媒（容量比６：４）に溶解し、３５℃でオストワルド型粘度計を用いて測定して求めた。
（２）原糸の強度、伸度
原糸の強度および伸度はＪＩＳ−Ｌ１０１７に準拠し、オリエンテック社製のテンシロンを用いてサンプル長２５ｃｍ、伸長速度３０ｃｍ／ｍｉｎで測定し、サンプル破断した時の強度と伸度である。５％ＬＡＳＥは上記の測定時のサンプルが５％伸長した時の応力を測定した。
（３）熱水収縮率（ＢＷＳ）
枠周１．１２５ｍの検尺機で捲数２０回のカセを作り、０．０２２ｃＮ／ｄｔｅｘの過重を掛けて、スケール板に吊るして初期のカセ長Ｌ０を測定する。その後、このカセを１００℃の熱水浴中で３０分間処理後、放冷し再びスケール板に吊るし収縮後の長さＬを測定し次式で沸水収縮率を計算する。
沸水収縮率＝（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ０×１００（％）
（４）糸削れの評価
スルーザー型織機により、織機の回転数２５０ｒｐｍとして織幅１インチあたり３００本の経糸を用いてメッシュ織物を製織し、織りあがった反物を検反機にて目視検査を行った。この時、通常黒に見えるメッシュ模様が白色化して見える織物欠点の数を数えて評価した。
織幅１．５ｍ×織物長さ３００ｍあたり糸削れによる欠点５個未満を○、５以上１０ヶ未満を△、１０ヶ以上を×と判定した。
【００２２】
［実施例１］
変性ポリエチレンテレフタレートの作製：
テレフタル酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール５０重量部とイソフタル酸１０ｍｏｌ％の混合物に酢酸マンガン四水和物０．０３０重量部、酢酸ナトリウム三水和物０．００５６重量部を攪拌機、蒸留搭及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応器に仕込み、１５０℃から２４５℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを反応器外に留出させながら、エステル交換反応を行い、引き続いてエステル交換反応が終わる前にフェニルホスホン酸（ＰＰＡ）を０．０３重量部（５０ミリモル％）を添加した。その後、反応生成物に三酸化二アンチモン０．０２４重量部を添加して、攪拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた反応容器に移し、３０５℃まで昇温させ、３０Ｐａ以下の高真空下で縮合重合反応を行い、常法に従ってチップ化して極限粘度０．６５のポリエチレンテレフタレート樹脂チップを得た。このチップを６５Ｐａの真空度下、１２０℃で２時間予備乾燥した後、同真空下２４０℃で１０〜１３時間固相重合を行い、ポリエチレンテレフタレート樹脂チップを得た。
【００２３】
モノフィラメントの作製：
製糸化は以下の通り行った。上記の乾燥樹脂チップを紡糸設備にて常法で溶融し、ギヤポンプを経て紡糸ヘッドに供給した。溶融ポリマーは、ノズル孔径０．２５ｍｍの円形紡糸孔を１個有する紡糸口金から、通常のクロスフロー型紡糸筒からの冷却風で冷却・固化し、、ＧＲ１速度が４００ｍ／ｍｉｎ、ＧＲ２速度が１６００ｍ／ｍｉｎ、捲取速度が２０００ｍ／ｍｉｎにて巻き取りつつ、オイリングローラーにて油剤を付着させながら、１３ｄｔｅｘ−１ｆｉｌの延伸糸を得た。得られた延伸糸は強度５．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３５％、沸水収縮率７％であった。表１にポリエステル、原糸物性を示す。
原糸の節糸発生個数は０個であった。この原糸をスルーザー型織機で製織した際、糸削れ発生による織物欠点は３００ｍあたり０ヶであった。仕上げ加工したスクリーン紗を連続印刷したところ、伸びが少なく寸法安定性に優れるものであった。
【００２４】
［実施例２］
実施例１において、変性ポリエチレンテレフタレートの作製の際、フェニルホスホン酸（ＰＰＡ）の代わりに、フェニルホスフィン酸（ＰＰＩ）８０ミリモル％を使用したこと以外は実施例１と同様に実施し、モノフィラメントを得た。表１にポリエステル、原糸物性を示す。
【００２５】
［実施例３］
実施例１において、変性ポリエチレンテレフタレートの作製の際、フェニルホスホン酸（ＰＰＡ）の代わりに、フェニルホスフィン酸（ＰＰＩ）１００ミリモル％を使用したこと以外は実施例１と同様に実施し、モノフィラメントを得た。表１にポリエステル、原糸物性を示す。
【００２６】
［比較例１］
実施例１において、変性ポリエチレンテレフタレートの作製の際、リン化合物を含有させないこと以外は実施例１と同様に実施してポリエステル組成物からなるチップを得た。このチップを用い実施例１と同様にして溶融紡糸したが、断糸が発生し製造することができなかった。延伸倍率３．０で行なった結果を表１に示す。強度が低下しスクリーン紗用としては問題である。
【００２７】
［比較例２］
実施例１において、変性ポリエチレンテレフタレートの作製の際、イソフタル酸を共重合させなかった以外は、実施例１と同様に実施してポリエステル組成物からなるチップを得た。このチップを用い実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。毛羽の発生が多く製織時に糸削れが多く問題である。表１にポリエステル、原糸物性を示す。
【００２８】
【表１】
2011006799.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００２９】
製織性が優れ、高強力、高モジュラススクリーン印刷用モノフィラメントが得られる。