(57)【要約】【課題】本発明は紡糸・延伸工程が一段階ででき、且つ高強力、高モジュラスを達成する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。【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ナフタレートであること。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ナフタレートであること。
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】
2011006800.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のいずれか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、ポリエステルモノフィラメントに関する。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ポリエチレンナフタレートモノフィラメントおよびそ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）
【０００３】
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。
【０００４】
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）
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、これらの芯鞘型モノフィラメントはコストが高く、また製造方法は、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る等、課題が残るものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は紡糸・延伸工程が一段階ででき、且つ高強力、高モジュラスを達成する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】
【０００７】
上記課題を解決するために鋭意検討を行なった結果得られたもので、
即ち、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ナフタレートであること。
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】
2011006800.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。］
好ましくは紡糸後巻き取ることなく延伸して得られたスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメント、
が提供される。
【０００８】
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、
が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のポリエチレンナフタレートモノフィラメントにおいて、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リン化合物が含まれることにより、ポリエチレンナフタレートの結晶が微細均一化することにより、剛直性が低下すると共に高延伸倍率としても毛羽やフィブリルの発生が少なく行なうことができ、紡糸・延伸工程が一段階で高強力、高モジュラスモノフィラメントとすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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ナフタレートであるポリエステルで、好ましくはエチレン−２，６−ナフタレート単位を８０％以上、特には９０％以上含むポリエチレンナフタレートであることが好ましい。
【００１１】
上記のポリエチレンナフタレートのＩＶは０．４５〜０．５５とすることが必要で、この範囲にある場合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を超える場合は複屈折率が高くなりスカム発生、糸削れ性が多発し好ましくない。
【００１２】
該ポリエチレンナフタレートポリマー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リン化合物を含有することにより、ポリマー組成物の結晶性が向上し、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ナ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。
【００１３】
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。
【００１４】
【化２】
2011006800.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。］
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
本発明のモノフィラメントの強度は５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、伸度が１０〜３５％、熱水収縮率が２〜８％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。
【００１８】
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。
前記したリン化合物含有ポリエチレンナフタレート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。
【００１９】
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・延伸することによってより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。しかし本発明では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、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ったものである。
【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が、本発明はこれらによって限定されるものではない。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］
ポリエチレンナフタレートの作製：
２，６−ナフタレンジカルボン酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール５０重量部と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のポリエチレンナ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、表１に記載した固有粘度のポリエチレンナ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２５％、沸水収縮率５％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、ポリエチレンナ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、ポリエチレンナ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、ポリエチレンナ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。延伸倍率を３．０倍で行なった結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2011006800.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００２８】
スクリーン印刷用として製織時の糸削れ性の向上した高強力、高モジュラスのポリエステルモノフィラメントが得られる。