(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯成分がポリアルキレングリコール系ポリアミド共重合体、ポリアルキレングリコール系ポリエステル共重合体、ポリアルキレングリコール系ポリエステルアミド共重合体より選ばれる１種以上の制電性ポリマー、鞘成分が繊維形成性ポリマーからなる芯鞘型モノフィラメントであり、前記制電性ポリマーからなる芯成分は鞘成分に対して０．３〜５重量％配合されており、芯成分が０．１≦ｒ／Ｒ≦０．５（但し、Ｒは糸の半径、ｒは糸の表層から芯成分までの最短距離）の範囲内に存在し、芯成分が３〜８個の回転対称に位置した多芯型であることを特徴とするハイメッシュ用制電性複合モノフィラメント。
【請求項２】
ＪＩＳ−Ｌ−１０９４法における６０秒後の摩擦帯電圧が５００Ｖ以下、半減期が３秒以内であることを特徴とする請求項１記載の制電性複合モノフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイメッシュ製織時に糸割れがなく、制電剤の配置が最適である為に糸質ムラもなく、制電性能が良好な制電性複合モノフィラメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、グラフィック印刷、電子回路印刷をはじめとするスクリーン紗や、濾過フィルター等の用途においては、精密な織密度に対する要求がますます厳しくなってきており、細繊度かつ高破断強度のモノフィラメントを使用したハイメッシュ紗織物が広く用いられている。その材料としては、コストパフォーマンス、生産性が優れている合成繊維が広く用いられ、中でもポリエステルモノフィラメントは、耐水性、寸法安定性に優れており、ハイメッシュ紗織物に好ましく用いられている。
【０００３】
ところが、ポリエステル繊維をはじめ、合成繊維は電気抵抗が高く静電気が発生しやすいという欠点がある。静電気が織物に帯電すると、静電気による感電や痛みなど不快感を与えられるだけでなく、静電気が爆発等の事故を引き起こすことがあり、好ましくない。特にハイメッシュ製織においては、走行フィラメントと小ピッチ配列となっている筬歯との接触頻度及び摩擦力が増大するので、使用する紗織物が極めて静電気を帯びやすくなる。従って、ハイメッシュ用モノフィラメントには優良な制電性能が必要である。
【０００４】
合成繊維に制電性能を付与させる方法は、後加工により糸や紗織物に制電剤を付与する方法と、制電性を有するポリマーと繊維形成性ポリマーとを複合繊維にする方法がある。前者は、製織後の洗浄工程により制電剤が脱落し、繰り返し使用すると性能が低下したり、流出する洗浄排水が環境汚染を引き起こすという問題点がある。一方、後者にて実施する場合、現在使用されている制電性ポリマーは、ほとんどが親水性ポリアルキレンオキシド系であるが、このポリアルキレンオキシド系制電剤は、溶融粘度が低く曵糸性に乏しいため、芯鞘形のような繊維軸方向に連続した複合繊維には適しないことが多い。
【０００５】
このような制電性ポリマーを複合繊維にするためにこれまで数多くの改善技術が提案されている。例えば、特開平２−２８９１１９号公報には、芯成分にポリアルキレンエーテルを含有する芯鞘型制電複合モノフィラメントが提案されている。この方法では制電性ポリマーが繊維形成性ポリマーに混合されているので、複合状態をコントロールする事は容易だが、優良な制電性能が発揮できない。また、特開平３−２０６１２０号公報には、制電剤単独で繊維軸方向に筋状に連続的に存在するような繊維構造を作り出す方法が提案されている。この方法では少量でも良好な制電性能が得られるが、曵糸性に乏しい制電剤を複合繊維とする場合、すなわち、スタティックミキサーによる制電性ポリマーと通常のポリエステルとの複合技術においては、複合状態をコントロールする事が非常に困難であり、断面形状および糸質の不均一という問題点を解決する事ができない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はハイメッシュ製織でも糸割れを起こさず、糸質ムラもなく、制電性が良好なハイメッシュ用制電性複合モノフィラメントを提供する事を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記本発明の目的は、芯成分がポリアルキレングリコール系ポリアミド共重合体、ポリアルキレングリコール系ポリエステル共重合体、ポリアルキレングリコール系ポリエステルアミド共重合体より選ばれる１種以上の制電性ポリマー、鞘成分が繊維形成性ポリマーからなる芯鞘型モノフィラメントでありで、前記制電性ポリマーからなる芯成分は鞘成分に対して０．３〜５重量％配合した芯鞘型モノフィラメントであり、芯成分が０．１≦ｒ／Ｒ≦０．５（但し、Ｒは糸の半径、ｒは糸の表層から芯成分までの最短距離）の範囲内に存在し、芯成分が３〜８個の回転対称に配した多芯型であることを特徴とするハイメッシュ用制電性複合モノフィラメントによって達成される。
【０００８】
以下、本発明を詳細に説明する。
精密印刷に適した、２５０〜４００メッシュのハイメッシュスクリーンを得るためには、繊度８〜４４デシテックス（以下、ｄｔｅｘと記す）の細繊度モノフィラメントが用いられ、特にポリエステルモノフィラメントは寸法安定性、耐水性に優れており特に好ましく用いられる。しかし、合成繊維は電気抵抗が高いうえ、ハイメッシュ製織時において、走行フィラメントと筬歯との接触頻度及び摩擦力が増大するため、製織した織物が静電気を帯びやすくなり、作業性、製織性が著しく低下する。
【０００９】
制電性とは、織物表面に摩擦等で発生した静電気を速やかに漏洩させて、帯電圧を実用上障害にならない範囲に保持する事である。合成繊維に半永久的に制電性能を保持させるためには、制電性ポリマーを単独で用い繊維軸方向に筋状に連続的に存在させる芯鞘型構造にすることが効果的である。ここで、ソフトセグメントである制電ポリマーを横断面の中心に配する形の同心円型とした場合、充分な制電性能を得るためには多量の制電性ポリマーを使用しなければならない。これにより繊維軸方向の引裂伸度にバラツキを生じやすくなるだけでなく、ハイメッシュ製織時は外部応力が強くかかるので、糸のつぶれが生じやすくなり、糸割れの原因となる。また、芯を繊維表層に露出させると、制電性は良好となるが、筬の擦過による糸割れが起きやすくなる。優れた制電性を発揮するためには、制電性ポリマーと糸の表層までの距離をできるだけ小さくすることが有利である。そして、糸割れや糸質ムラを抑制するためには、単芯にするよりも多芯とし、できるだけ芯を均等に分散させることが必要である。本発明の特徴は、製織時に問題となる糸割れや糸質ムラを抑制しつつ、制電性能も優良であるハイメッシュ織物用モノフィラメントを得られる事である。
【００１０】
本発明の制電性複合モノフィラメントの断面形状は、芯の数が３個以上８個以下の多芯型であることが必要である。この範囲であると、芯が適度に分散できるので、良好な制電性能を維持しつつ糸割れが抑制できる。２個以下であると、糸横断面においてソフトセグメントである芯成分の占める面積が大きくなるため、ハイメッシュ製織時に外部応力により糸が楕円形につぶれやすくなったり、糸質ムラが出やすくなる。９個以上であると、芯１個あたりの吐出量が少なくなり、吐出ムラのために断面形状が不安定となり好ましくない。また芯は、横断面において回転対称に配されている事が、紡糸の安定性の面で必要である。
【００１１】
また、いずれの芯成分も０．１≦ｒ／Ｒ≦０．５（但し、Ｒは糸の半径、ｒは糸の中心から芯成分までの最短距離）の範囲内に存在する事が必要であり、特に０．２≦ｒ／Ｒ≦０．３が最も好ましい。芯が表層に露出すると、耐摩擦性の低い制電性ポリマーが、ハイメッシュ製織時に筬歯に削られてスカム発生の原因となる。ｒ／Ｒ＜０．１の場合、鞘成分の芯成分に対する保護効果が低下し、スカム発生や糸割れの原因となる。ｒ／Ｒ＞０．５の場合、良好な制電性能を得る為に多量の制電剤が必要となるだけでなく、ハイメッシュ製織などの外部応力が強くかかる際に、密集した芯によって、繊維形成性ポリマーに亀裂が入り、糸割れが起きやすくなる。
【００１２】
本発明に用いられる制電性ポリマーは、ポリマーの芯鞘形成における繊維軸方向への連続性、及び制電性能の観点から、ポリアルキレングリコール系ポリアミド共重合体、ポリアルキレングリコール系ポリエステル共重合体、ポリアルキレングリコール系ポリエステルアミド共重合体からなる群より選ばれる制電性ポリマーが好ましく、特にポリアルキレングリコール系ポリエステルは、鞘成分との親和性が良好なためもっとも好ましく用いられる。なお、制電性ポリマーには、制電性能向上のために有機金属塩類を混合してもよい。
【００１３】
制電性ポリマーの量は、充分な制電性能を保持できる範囲で、できるだけ少ない方が好ましい。本発明では、制電性ポリマーからなる芯成分は、鞘成分に対して０．３〜５重量％が必要であり、特に１〜３重量％が最も好ましい。０．３重量％未満であると、制電性能が低下するだけでなく、制電性ポリマーの吐出量が少なくなり、安定した多芯形成が困難になる。５重量％以上であると、制電性能は良好となるが、芯成分の占める面積が大きくなるために糸質ムラが生じやすくなる。
【００１４】
鞘成分に用いられる繊維形成性ポリマーの種類としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、アクリル、ポリウレタンなどが挙げられ、芯鞘複合紡糸が可能なポリマーなら特に限定されず用いる事ができる。中でもポリエステルは、寸法安定性、制電性ポリマーとの親和性が良好であるため、好ましく用いられる。用いられるポリエステルの種類としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のような芳香族ポリエステル、または、ポリエチレンサクシネート、ポリカプロラクトンのような脂肪族ポリエステルなどが挙げられる。中でもＰＥＴは、溶融紡糸を行なう際の操業性、コストパフォーマンスなどの観点より特に好ましく用いられる。ポリエステルの分子量、分子量分布、極限粘度については、複合紡糸が可能であれば特に限定されない。
【００１５】
芯成分及び鞘成分のポリマーには公知の酸化防止剤、光安定剤、及び各種不活性粒子類、例えば酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム等を配合しても良い。
【００１６】
本発明のハイメッシュ用複合モノフィラメントの制電性能は、ＪＩＳ−Ｌ−１０９４法における６０秒後の摩擦帯電圧が５００Ｖ以下が好ましく、特に３００Ｖ以下が最も好ましい。６０秒後の摩擦帯電圧が５００Ｖ以下であると、作業性、製織性に問題なく、安全に取り扱う事ができる。また、半減期は３秒以内が好ましく、特に２秒以内が最も好ましい。半減期が３秒以内であると、短時間で静電気を放出しやすくなるため、作業性、製織性が良好となる。
【００１７】
【実施例】
以下に実施例あげて本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例中の評価は以下の方法に従った。
【００１８】
Ａ．制電性能評価
摩擦帯電圧は、延伸糸を織物として精錬を行い、ＪＩＳ−Ｌ−１０９４法に準じ、カネボウエンジニアリング（株）製のＥＳＴ−７型摩擦帯電圧測定装置を用いて摩擦帯電圧を測定した。摩擦布は羊毛とし、測定室内温度を２０℃、湿度４０％とした。
【００１９】
Ｂ．糸割れ評価
スルーザー型織機により、回転数３００ｒｐｍで３５０メッシュのハイメッシュスクリーン織物を製織した後、織物の経糸をほどき取り、断面を４００倍で顕微鏡観察した。筬による擦過後でも糸割れしていないものを良好（○）、糸割れ、もしくは鞘ポリマーのひび割れが生じて断面が著しく変化しているものを不良（×）とした。
【００２０】
Ｃ．断面形状観察
得られた延伸糸を繊維軸と直角方向に切断し、顕微鏡により断面形状を確認した。これを４００倍で顕微鏡写真を撮影し、糸の直径及び糸の表層から芯までの距離を測定した。
【００２１】
Ｄ．糸質ムラ測定
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じ、島津製作所（株）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、試料が伸長破断したときの伸度を求めた。これを連続して３０回繰返し、伸度の標準偏差を求めた。これが３未満であれば良好（○）、３以上であれば不良（×）とした。
【００２２】
Ｅ．紡糸操業性評価
紡糸操業性評価とは、１日間の連続紡糸期間中の芯成分ポリマー及び鞘成分ポリマーの押出し安定性と収量、及び断面形状の安定性より判断した。いずれの項目も安定して良好であった場合は良好（○）、不良であった場合は不良（×）とした。
【００２３】
Ｆ．ＰＥＴの重合工程
今回用いたＰＥＴは従来公知のＤＭＴ法に従った。すなわち、ＤＭＴとエチレングリコールを用い、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。反応完了後の重縮合反応は、重合触媒として三酸化アンチモン０．０４（重量％／ポリマー）、熱安定剤としてリン酸トリメチル０．０４３（重量％）添加し、重合温度２８０℃、１３３Ｐａ以下の高真空条件下で行ない、ＰＥＴチップを得た。得られたチップの極限粘度〔η〕は０．６５、融点は２６３℃であった。
【００２４】
Ｇ．制電剤の重合工程
制電剤（以下、ＡＳＡと記す）の重合法は、芳香族ジカルボン酸エステルであるビス−ヒドロキシエチルテレフタレートの所定量中に、ポリエチレングリコール（以下、ＰＥＧと記す）所定量、重合触媒として三酸化アンチモン０．０４（重量％／エステル）、安定剤としてリン酸トリメチル０．０４３（重量％／エステル）、更に重合中のポリマー劣化防止のためヒンダードフェノール系安定剤であるイルガノックス１０１０（チバガイギー社製）０．１（重量％／エステル）を添加し、窒素気流下２３０℃で約２時間原料の撹拌混合、脱水を行なった。なお、同時にＤＢＳのナトリウム塩を所定量混合した。次に温度を２４５℃に徐々に昇温しつつ真空度１３０Ｐａへ約１時間で到達させ、更に２７〜６７Ｐａで重合を行なった。重合反応終了後、窒素注入により真空を常圧に戻してから、ポリマーの酸化防止のため、さらにイルガノックス１０１０を２％添加し、１０分間撹拌混合し、ＡＳＡを得た。
【００２５】
Ｈ．モノフィラメント紡糸
紡糸は、（Ｆ．）記載のＰＥＴを鞘成分、（Ｇ．）記載のＡＳＡを芯成分とし、紡糸方法は、例えば特開平３−１１３０１０号公報、特開平３−１０４９１２号公報などに記されているような従来公知の複合紡糸法に従った。すなわち、芯鞘成分を別々の濾過部を通過させ口金内に流し、吐出孔直前で会合させ、フィラメント群として吐出形成することによって、芯部と鞘部とからなる構造にすることができる。この時、紡糸温度２９５℃、ＡＳＡ圧入温度２００℃、紡速１５００ｍ／分で行なった。これを巻上げてから約１日後に、目標伸度を２２±２％として、速度８００ｍ／分、８５℃ローラーヒーター及び１５０℃プレートヒーター通しで延伸して、制電性複合モノフィラメントを得た。
【００２６】
＜芯形状の違いによる糸割れ性評価＞
（Ｈ．）記載の紡糸方法に従って、芯成分にＡＳＡを用い、配合量を３（重量％）として複合紡糸を行なった。その際、断面形状を種々変化させ、３３ｄｔｅｘの多芯型制電複合フィラメントを得た。このモノフィラメントの紡糸操業性、糸質評価、糸割れ性評価結果を表１に示す。なお、実施例及び芯鞘型（偏芯型）については、芯成分の位置を（ｒ／Ｒ）＝０．３０とした。
【００２７】
【表１】
0004726318.tif 000002
【００２８】
比較例１は、糸割れはなかったが、糸横断面において中心にソフトセグメントであるＡＳＡが存在しており、かつ芯成分の面積が実施例と比較して大きいために糸質ムラが生じやすく、不良であった。比較例２は、芯成分の面積が大きいうえに繊維表層に近い部分に配されているので、外部応力に対して糸割れを起こしやすく、さらには芯配置バランスがとれていないので糸質ムラが大きく、不良であった。比較例３は、ソフトセグメントである制電剤が表層に露出しているので、糸が削れやすく、筬による擦過で糸割れも生じて不良であった。比較例４、５は、筬の擦過によりいずれも鞘の厚みが薄くなっている個所で糸割れを生じた。比較例６は、芯１個に対するポリマーの吐出量が少なくなるために安定した芯形成が困難となり、紡糸操業性不良であった。一方、本発明に準じた実施例１、２は、いずれの評価も良好であった。
【００２９】
＜芯の数の違いによる糸質評価＞
（Ｈ．）記載の紡糸方法に従って、芯成分にＡＳＡを用い、配合量を３（重量％）とした。また、モノフィラメント全ての芯成分の位置を（ｒ／Ｒ）＝０．３０として回転対称に配した。その際、芯の数を種々変化させ、３３ｄｔｅｘの多芯型制電複合モノフィラメントを得た。このモノフィラメントの紡糸操業性、糸質及び糸割れ性評価結果を表２に示す。
【００３０】
【表２】
0004726318.tif 000003
【００３１】
比較例７は、芯の断面積が実施例と比較して大きいために糸質ムラが生じやすく、糸質不良であった。比較例８は、芯１個当りの吐出量が少なくなるために吐出ムラが生じやすく紡糸操業性不良であり、それに伴い糸質ムラも生じ、不良であった。一方、本発明に準じた実施例３、４、５、６は、いずれも良好であった。
【００３２】
＜制電剤添加量の違いによる制電性能評価＞
芯成分にＡＳＡを用い、（Ｈ．）記載の紡糸方法に従って紡糸を行なった。モノフィラメント中の芯成分の数を６個とし、芯成分の位置を（ｒ／Ｒ）＝０．３０に回転対称に配した。その際、制電剤の添加量を種々変化させ、３３ｄｔｅｘの６芯型制電複合モノフィラメントを得た。このモノフィラメントの紡糸操業性及び制電性能結果を表３に示す。
【００３３】
【表３】
0004726318.tif 000004
【００３４】
比較例９は、制電剤の量が少なすぎるために安定した芯鞘構造が形成できず、紡糸操業性は不良であり、制電性能も不良であった。比較例１０は、制電性能は良好であったが、芯成分の占める面積が大きくなるために糸質ムラが生じ、不良であった。一方、本発明に準じた実施例７、８、９、１０、１１は、いずれも良好であり、特に実施例９、１０は紡糸操業性、糸質評価、制電性能とも優良であった。
【００３５】
＜横断面における芯成分の位置の違いによる制電性能評価＞
芯成分にＡＳＡを用い、（Ｈ．）記載の紡糸方法に従って紡糸を行ない、モノフィラメント中の芯成分の数を６個、制電剤添加量を３（重量％）とした。その際、芯成分の位置（ｒ／Ｒ）を種々変化させ、３３ｄｔｅｘの６芯型制電複合モノフィラメントを得た。このモノフィラメントの糸割れ評価、制電性能評価を表４に示す。
【００３６】
【表４】
0004726318.tif 000005
【００３７】
比較例１１は、芯が繊維の表層に近づきすぎているために、鞘成分の保護効果が低下し、糸割れを起こしたために糸割れ評価不良であった。また、比較例１２は、芯が繊維の表層から遠い位置に配されているので、静電気を逃がしにくくなるために、制電性能は不充分であった。一方、本発明に準じた実施例１０、１３、１４、１５は、芯の配置が最適であるので糸割れがなく、かつ制電性能も良好であり、特に実施例１０、１２、１３は糸割れ評価、制電性能とも優良であった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明より、従来では曵糸性不良のため困難とされていたソフトセグメントである制電剤単独の芯鞘複合紡糸を、制電剤を数ヶ所に分けて回転対称に配する多芯型とし、更には繊維の表層に露出しない構造とする事で、紡糸操業性良好で糸質ムラがなく、ハイメッシュ製織時の糸割れも無い、制電性良好な複合モノフィラメントの供給を可能にした。