(57)【要約】【課題】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、高速紡糸により生産効率良く提供すること。【解決手段】ネオペンチルグリコール成分を１０ｍｏｌ％以下共重合させた改質ＰＥＮからなる繊度５ｄｔｅｘ以下のモノフィラメントであり、破断強度が５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で結節強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする改質ＰＥＮモノフィラメント。改質ＰＥＮモノフィラメントを紡速６０００ｍ／分以上で紡糸巻取りするに際し、紡糸ドラフトが７００〜１３００であることを特徴とする改質ＰＥＮモノフィラメントの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネオペンチルグリコール成分を１０ｍｏｌ％以下共重合させた改質ポリエチレンナフタレートからなる繊度５ｄｔｅｘ以下のモノフィラメントであり、破断強度が５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で結節強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする改質ポリエチレンナフタレートモノフィラメント。
【請求項２】
請求項１記載の改質ポリエチレンナフタレートモノフィラメントを紡速６０００ｍ／分以上で紡糸巻取りするに際し、紡糸ドラフトが７００〜１３００であることを特徴とする改質ポリエチレンナフタレートモノフィラメントの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の改質ポリエチレンナフタレートモノフィラメントを用いてなるスクリーン紗。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイメッシュ印刷スクリーン紗用モノフィラメントに関する。さらに詳しくは、破断強度が高いので製織時の筬による耐摩擦性良好で、結節強度が高いので高い張力での紗張り性が良好で、感光樹脂との接着性に優れた改質ポリエチレンナフタレートモノフィラメント、及び高速紡糸法により生産性良く製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の電子回路印刷等のプリント分野においては、精密な印刷精度に対する要求がますます厳しくなってきており、スクリーン紗は細繊度、高破断強度モノフィラメントを、３００メッシュ以上のハイメッシュ製織する方向へと進んでいる。スクリーン紗をハイメッシュにすることにより、細線のパターンが作成できるので緻密な印刷が可能となる。しかし、細繊度化するに従って糸の強力は低下し、製織時の糸切れが増加する。また、破断強度が小さいと、紗張り時に十分な張力で張り付けることができないので、印刷性の良好なスクリーン紗を得ることができない。
【０００３】
従来、かかる高強度、高弾性率モノフィラメントとして、ステンレススチール、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと記す。）が用いられてきた。中でもＰＥＴは、強度、寸法安定性、コストの面から最も多く使用されている。しかし、５００メッシュ以上の超ハイメッシュとなるとＰＥＴモノフィラメントでも満足できるものではなく、より細繊度、高強度、高弾性の素材として、例えば特許文献２に開示されているような、ポリエチレンナフタレート（以下、ＰＥＮと記す。）モノフィラメントが用いられるようになってきた。
【０００４】
しかし、上記従来技術の方法では、１０００ｍ／分以下の紡糸速度で一旦巻き取ったものを延伸する工程であるので、生産効率が非常に悪い。また、ＰＥＮのホモポリマーであるために、製織時の筬によってモノフィラメントがフィブリル化しやすく、また感光樹脂接着性も悪いという欠点がある。
【０００５】
特許文献１、特許文献４には、ポリエステルにポリエチレングリコール成分を共重合させて感光樹脂接着性を改善する方法が提案されている。しかし、該公報に開示されているモノフィラメントは５ｄｔｅｘ以上のモノフィラメントにかかるものである。また、ポリエチレングリコールは耐熱性が悪く、重合チップや糸が黄変色しやすいという問題があった。また、該公報では１５００ｍ／分で紡糸巻取りしたものを多段延伸するという技術であり、２段階の工程を経るので生産効率が悪い。
【０００６】
生産性を挙げるために、特許文献３では高速紡糸にて、紡糸ドラフトを２５００〜４５０００とする方法が提案されている。しかし、該公報は太繊度に適応するものであり、５ｄｔｅｘ以下の細繊度には対応することができない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−１０４７２３号公報
【特許文献２】
特開平３−４５７４１号公報
【特許文献３】
特開平９−１１１５３３号公報
【特許文献４】
特開２０００−３３６５２３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来の技術の欠点を解決し、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、高速紡糸により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】
本発明により、感光樹脂接着性を改善するためにネオペンチルグリコールを共重合したＰＥＮを用い、繊度が５ｄｔｅｘ以下のモノフィラメントを特定の条件により高速紡糸することにより、高破断強度で紗張り性良好で、高結節強度で筬による耐摩擦性良好なモノフィラメントが得られる。
【００１０】
すなわち、本発明はネオペンチルグリコール成分を１０ｍｏｌ％以下共重合させた改質ＰＥＮからなる繊度５ｄｔｅｘ以下のモノフィラメントであり、破断強度が５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で結節強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする改質ＰＥＮモノフィラメントである。
【００１１】
また、本発明は改質ＰＥＮモノフィラメントを紡速６０００ｍ／分以上で紡糸巻取りするに際し、紡糸ドラフトが７００〜１３００であることを特徴とする改質ＰＥＮモノフィラメントの製造方法である。
【００１２】
さらに、本発明のスクリーン紗は、上記の特徴を有する改質ＰＥＮモノフィラメントからなることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用されるＰＥＮは、ポリエチレン−２，６−ナフタレートを主体とし、ネオペンチルグリコールを１０ｍｏｌ％以下共重合させたものである。共重合成分は、ネオペンチルグリコールであることが必要である。ネオペンチルグリコールは耐熱性良好で、重合操業性が安定する。また、ネオペンチルグリコールを用いることにより剛直なＰＥＮをソフト化して結節強度をアップさせる上、感光樹脂接着性を向上させる。
【００１４】
ネオペンチルグリコールの共重合率は、１０ｍｏｌ％以下が必要であり、特に好ましくは３〜７ｍｏｌ％である。１０ｍｏｌ％を超えると、モノフィラメントの強度が５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ未満となり目的とする性能のスクリーン紗が得られない。
【００１５】
改質ＰＥＮには、安定剤、艶消し剤、着色剤などを添加してもよい。
【００１６】
改質ＰＥＮの極限粘度〔η〕は、０．４５〜０．６０の範囲にあることが好ましい。この範囲にあると溶融紡糸性が良好であり、モノフィラメントの破断強度が高くなる。
【００１７】
モノフィラメントの繊度は、５ｄｔｅｘ以下であることが必要である。５ｄｔｅｘ以上であると、筬による糸削れが激しくなり、５００メッシュ以上の超ハイメッシュスクリーン紗を作製することができない。繊度はできるだけ小さい方がスクリーン紗をよりハイメッシュにすることができるが、モノフィラメントの生産性やスクリーン紗の製織性の面から２ｄｔｅｘまでで十分である。
【００１８】
スクリーン紗を紗枠に張り付けて印刷する際、できるだけ高い張力で紗張りしたほうが、ひずみやゆがみがなく、良好な印刷性能が得られる。しかしながら、５ｄｔｅｘ以下の細繊度にするとスクリーン紗の強力は低くなるので、モノフィラメントの破断強度をより高くする必要がある。従って、モノフィラメントの破断強度は、５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要であり、特に好ましくは６．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。５．７ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、スクリーン紗を紗張りした際、十分な張力で紗枠に張り付けられなくなる。
【００１９】
超ハイメッシュスクリーン紗を安定して製織するためには、破断強度を高くすると同時に柔軟性も備えていることが必要である。結節強度はこの繊維の柔軟性と密接な関係があり、結節強度が小さいほど屈曲に弱くなる傾向がある。その結果、製織時に筬による擦過でモノフィラメントの表面が削り取られてスカムが発生しやすくなる。従って、モノフィラメントの結節強度は３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が必要であり、特に好ましくは４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、製織時にスカムが発生しやすくなる。
【００２０】
繊維内部の結晶が繊維軸方向に配向するほど、繊維の破断強度は高くなるものの、繊維軸直角方向の強度や結節強度、弾性率が低下する傾向がある。ＰＥＮ繊維はその紡糸方法により、２種類の結晶形態をとることが知られている。通常の低紡速にて紡糸〜巻取り〜延伸による２段階延伸法、あるいは低紡速にて紡糸〜延伸〜巻取りする直接紡糸延伸法から得られる繊維は、分子鎖が繊維軸方向に配列したα型の構造をとる。これに対し、３０００ｍ／分以上の高速にて紡糸し延伸工程を経ず巻き取った繊維は、その分子鎖が繊維軸に対し幾分傾いたβ型の構造をとる。すなわち、結節強度が高い改質ＰＥＮモノフィラメントを得るためには、高速紡糸法が最適である。
【００２１】
改質ＰＥＮモノフィラメントを製造する際、紡速は６０００ｍ／分以上、好ましくは６０００ｍ／分以上７５００ｍ／分以下である。この範囲であると、結晶化度が高く破断強度の高いモノフィラメントを得ることができるうえ、細繊度モノフィラメントの生産効率に優れている。
【００２２】
紡速を上げていくにつれ、モノフィラメントはスキン・コア構造を発現する。これは、スキン部がコア部よりも先に固化し結晶化するために、コア部が半延伸状態に近い構造をとることである。スキン・コア構造をとると、紡速を上げても破断強度は低下する。また、冷却不足による紡糸張力変動が大きくなり、糸揺れが発生して糸切れしやすくなり、紡糸操業性も不安定になる。従って、紡糸線速度に対する紡速の速さ、すなわち紡糸ドラフトの制御が非常に重要となる。紡糸ドラフトは７００〜１３００が必要であり、特に８００〜１０００が好ましい。この範囲であると、紡糸操業性良好で破断強度の高いモノフィラメントが得られる。ドラフトが７００未満であると、紡速６０００ｍ／分以上の高速紡糸領域では冷却不足により繊度ムラや紡糸糸切れが多発する。ドラフトが１３００を超えると、高速紡糸領域では紡糸巻取り張力のバランスが崩れ、糸揺れが発生しやすくなり、紡糸糸切れが多発する。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。
【００２４】
Ａ．極限粘度
極限粘度は、溶媒にフェノール／テトラクロロエタン（体積比率６／４）を用いて、２０℃の恒温槽にて測定した。
【００２５】
Ｂ．モノフィラメントの破断強度および結節強度
モノフィラメントの破断強度は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じ、（株）島津製作所製のＡＧＳ−１ＫＮＧオートグラフ引張試験機を用い、試料糸長２０ｃｍ、定速引張速度２０ｃｍ／分の条件で求めた。
【００２６】
Ｃ．紡糸操業性評価
紡糸操業性評価は、溶融紡糸時のポリマー押出しの安定性、紡糸中の糸切れ、繊度ムラより判断した。操業性が安定して良好であった場合は良好（○）、不安定ながらも、どうにか糸が巻き取れる場合はやや不良（△）、まったく巻き取ることができなかった場合は不良（×）とした。
【００２７】
Ｄ．製織性評価
製織性評価は、スルーザー型織機にて、５５０メッシュの紗織物を製織する際の糸切れ発生、スカム発生頻度から、正常な製織を維持できず停機せざるを得なくなった時点での製織長を求めた。製織長が１０００ｍ以上のものを優良（◎）、５００ｍ以上のものを良好（○）、５００ｍ未満のものを不良（×）とした。
【００２８】
Ｅ．紗張り性評価
（Ｄ．）記載の紗織物を、紗枠に４０Ｎのテンションで紗張りし、スクリーン紗が破裂するかどうかを確認した。破裂しなかった場合は良好（○）、破裂した場合は不良（×）と判断した。更に良好の場合は、４５Ｎのテンションにて紗張りし、破裂しなかった場合は優良（◎）とした。
【００２９】
Ｆ．感光樹脂接着性：
（Ｄ．）記載の紗織物にジアゾ樹脂型感光樹脂の０．２×０．２ｍｍドットを０．４ｍｍピッチで２０μｍ厚みに塗布し、適正露光後スコッチメンディングテープ＃８１０を当て、１０往復擦ってテープを剥離し、テープに移行したドット数によって接着性を評価する。実質的に樹脂移行のない場合を◎、若干移行のある場合を○、実用上障害がある程度に移行の激しい場合を×と判定した。
【００３０】
実施例１
改質ＰＥＮの重合は、従来公知のＤＭＴ法に従った。すなわち、２，６−ナフタレンジカルボン酸メチルと２．０ｍｏｌ％のエチレングリコールと３ｍｏｌ％のネオペンチルグリコールを重合槽内に入れ、エステル交換触媒として酢酸カルシウム一水和物を０．０９（重量％／エステル）、酢酸マンガン四水和物を０．０３（重量％／エステル）加え、２３５℃でエステル交換反応を行なった。反応完了後、重合触媒として三酸化アンチモン０．０４（重量％／ポリマー）、安定剤としてリン酸トリメチル０．０４３（重量％）添加し、２８５℃高減圧下で重縮合反応を行ない、改質ＰＥＮを得た。なお、このときの極限粘度は０．５４であった。この改質ＰＥＮポリマーを、孔数２ホール、孔径０．７０ｍｍの口金を用いて、各ホールの吐出量を２．７ｇ／分となるように溶融押出し、紡速６０００ｍ／分、紡糸ドラフト９５３の条件で巻き取った。なお、このときのモノフィラメントの繊度は４．４ｄｔｅｘであった。このモノフィラメントを経緯使いにて、スルーザー型織機にて平織５５０メッシュの紗織物を作製した。
【００３１】
＜繊度の違いによる製織性評価＞
比較例１
繊度を７ｄｔｅｘとした以外は、実施例１の操作に準じて行った。なお、そのときの破断強度は５．８０ｃＮ／ｄｔｅｘ、結節強度は３．６３ｃＮ／ｄｔｅｘであった。この改質モノフィラメントを用いて（Ｄ．）記載の製織性評価を行ったところ、モノフィラメントの繊度が太いために筬により削られやすくなり、スカムが発生し、評価は不良（×）であった。
【００３２】
＜ネオペンチルグリコール量の違いによる感光樹脂接着性評価＞
実施例１の操作に従って改質モノフィラメントを紡糸し、その際にネオペンチルグリコールの共重合量を種々変化させて、破断強度評価および感光樹脂接着性評価を行った。その結果を表１に示す。（比較例２〜３、実施例１〜４）
【００３３】
【表１】
2004316016.tif 000002
【００３４】
比較例２は、ネオペンチルグリコールを共重合していないために、破断強度は高かったものの感光樹脂接着性は不良（×）であった。比較例３は、破断強度が低いために紗張り性評価が不良であった。一方、本発明に準ずる実施例１〜４は、感光樹脂接着性、紗張り性とも良好（○）であり、特に実施例１、３は優良（◎）であった。
【００３５】
＜結節強度の違いによる製織性、紗張り性評価＞
比較例４は、ＰＥＮポリマーの極限粘度を０．４９、紡速を５５００ｍ／分とした以外は、実施例１の操作に従って行った。比較例５は、ＰＥＮポリマーの極限粘度を０．４７、紡速を６５００ｍ／分とした以外は、実施例１の操作に従って行った。この製織性評価および紗張り性評価を表１に示す。
【００３６】
比較例４は、結節強度は十分であるが破断強度が低いために、高張力で紗張りができず、紗張り性評価は不良（×）であった。比較例５は、破断強度、結節強度ともに低いために、製織性評価、紗張り性評価とも不良（×）であった。
【００３７】
＜紡速、紡糸ドラフト変化による紡糸操業性評価、破断強度評価＞
紡糸ドラフト変化のために、口金孔径と紡速を表２に記載されている通り変化させる以外は、実施例１記載の方法に従って紡糸を行い、紡糸操業性評価および破断強度評価を行った。
【００３８】
【表２】
2004316016.tif 000003
【００３９】
比較例６は紡糸ドラフトが低いために、モノフィラメントの冷却が不十分となり繊度ムラや糸切れが発生し、紡糸操業性は不良（×）であった。比較例７は紡速ドラフトは最適だが紡速が低いために、溶融ポリマーの口金面からの剥離と巻取り張力のバランスが崩れ、紡糸操業性はやや不良（△）であった。比較例８は、紡糸ドラフトが高すぎるため、巻取り張力変動による糸揺れがあり、紡糸操業性は不良（×）であった。一方、実施例１、５、６は紡速と紡糸ドラフトが最適な条件であるので、紡糸操業性は良好であった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明より、５００メッシュ以上の超ハイメッシュのスクリーン紗に適した、高強度で感光樹脂との接着性に優れた超細繊度のモノフィラメントを、糸切れがなく安定した操業性で、効率良く製造することができる。