(57)【要約】【課題】  製織性が良好であり、かつ耐久性及び印刷精度に優れたハイメッシュスクリーン紗用が得られるスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントを提供する。【解決手段】  ポリエチレンナフタレートを主成分とするポリエステルを芯成分とし、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステルを鞘成分とする芯鞘型複合モノフィラメントにおいて、芯成分の複屈折率を０．３２以上、鞘成分の複屈折率を０．１７以下、かつ芯成分と鞘成分との複屈折率の差を０．２６以下とし、モノフィラメント横断面における芯成分／鞘成分の面積比率を９０／１０〜５０／５０としたスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンナフタレートを主成分とするポリエステルを芯成分とし、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステルを鞘成分とする芯鞘型複合モノフィラメントであって、芯成分の複屈折率が０．３２以上、鞘成分の複屈折率が０．１７以下、かつ芯成分と鞘成分の複屈折率の差が０．２６以下であり、モノフィラメント横断面における芯成分／鞘成分の面積比率が９０／１０〜５０／５０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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製織性が良好であり、耐久性及び印刷精度に優れたハイメッシュスクリーン紗が得られるクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーン印刷分野においては、高度な精密さ、即ち高強度・高弾性率が要求されており、ステンレススクリーン紗が広く使用されている。しかし、ステンレスモノフィラメントは高強度・高弾性率であり、吸湿や温度変化に対する寸法変化が極めて少ないものの、微小な歪でも降伏を起こしやすく、印刷を繰り返す間に永久変形が起こり、使用不可となる。
【０００３】
かかる実情に対して、合成モノフィラメントからなるスクリーン紗が種々提案されており、例えば、熱可塑性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モノフィラメントを用いたスクリーン紗が特許文献１〜３等に提案されている。しかし、これらに提案されているモノフィラメントは強度及び弾性率が低いため、スクリーン紗としての耐久性が不十分であり、しかも高張力下での製織性も悪く特に該モノフィラメントからハイメッシュのスクリーン紗を製織することは困難である。
【０００４】
一方、高強度・高弾性率のポリエチレンナフタレートからなるスクリーン紗が特許文献４等に提案されている。しかしながら、ポリエチレンナフタレートを用いることにより、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が、その分子構造から結晶配向性が高いため、スカムやフィブリルが発生しやすく、製織時の糸切れが発生するという欠点がある。
【０００５】
この問題を解決するために、ポリエチレンナフタレートを芯成分とし、ポリエチレンテレフタレートを鞘成分とするスクリーン紗用モノフィラメントが、特許文献５に提案されており、加熱延伸後に冷間ストレッチ処理を施し、弾性率１６０ｇ／ｄ以上、応力緩和時間を５０００秒以上とすることにより、力学特性に優れ、しかも製織時のスカムや鞘割れが発生し難いとしている。しかしながら、上記のようにモノフィラメントをその製造段階で冷間ストレッチ処理すると、ポリエチレンナフタレートとポリエチレンテレフタレートとの界面に応力が集中し、界面剥離が起こり易くなる。このため上記モノフィラメントにおいても、製織時のスカムの発生を十分に抑えるのには限界があり、特に製織が難しいハイメッシュスクリーン紗用モノフィラメントではさらなる改善が望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１０４７９５号公報
【特許文献２】特開昭６２−２１５０１３号公報
【特許文献３】特開平２−１２７５１３号公報
【特許文献４】特開平４−１００９１４号公報
【特許文献５】特許第２９５９１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術を背景になされたもので、その目的は、製織性が良好であり、かつ耐久性及び印刷精度にも優れたハイメッシュスクリーン紗が得られるスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者の研究によれば、上記目的は、「ポリエチレンナフタレートを主成分とするポリエステルを芯成分とし、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステルを鞘成分とする芯鞘型複合モノフィラメントであって、芯成分の複屈折率が０．３２以上、鞘成分の複屈折率が０．１７以下、かつ芯成分と鞘成分との複屈折率の差が０．２６以下であり、モノフィラメント横断面における芯成分／鞘成分の面積比率が９０／１０〜５０／５０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」により達成できることがわかった。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のモノフィラメントは、高張力下でも安定に製織することができるため、該モノフィラメントからは高品位のハイメッシュスクリーン紗を得ることができる。しかも、上記スクリーン紗は、耐久性及び印刷精度に優れているため、精密なスクリーン印刷を長期間安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のスクリーン紗用モノフィラメントは、ポリエチレンナフタレートを主成分とするポリエステルを芯成分とし、ポリエチレンテレフタレートを主成分とするポリエステルを鞘成分とする芯鞘型複合モノフィラメントである。
【００１１】
芯成分を構成するポリエチレンナフタレートは、エチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルであって、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸及びエチレングリコール以外の第三成分を全酸成分の２０モル％以下、好ましくは１０モル％以下の割合で共重合したものであってもよいが、特にポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートホモポリエステルが好ましい。
【００１２】
一方、鞘成分を構成するポリエチレンテレフタレートは、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルであって、テレフタル酸及びエチレングリコール以外の第三成分を全酸成分の２０モル％以下、好ましくは１０モル％以下の割合で共重合したものであってもよいが、特にポリエチレンテレフタレートホモポリエステルが好ましい。
【００１３】
上記の両ポリエステルには、本発明の目的を阻害しない範囲で酸化チタン、アルミナ、カルシウム化合物、着色顔料、紫外線吸収剤、リン酸や亜リン酸及びそれらのエステル等の安定剤など各種添加剤が含まれていてもよい。
【００１４】
本発明のモノフィラメントにおける、芯成分及び鞘成分の横断面形状は、上記の要件が満足されれば、円形、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く、芯成分は単芯、多芯のいずれでもよいが、製糸性の観点から芯成分と鞘成分が同心円形の単芯の芯鞘型複合断面となっているものが好ましい。
【００１５】
一般に、ポリエステルモノフィラメントの高強度・高モジュラス化としては、高分子量のポリマーを高度に配向させる方法が広くとられている。しかしながら、ハイメッシュスクリーン紗の製織、特に１０ｄｔｅｘ以下のスクリーン紗の製織においては、数μのクリアランスの筬で３０００回以上の摩擦を受けるため、このときに起こる筬によるモノフィラメントの削れを抑制することが重要となる。本発明者らは、これに対して、モノフィラメントの芯成分及び鞘成分の複屈折率に着目し、高強度・高モジュラスを維持したまま筬によるモノフィラメントの削れを抑制できるところがあることを見出した。
【００１６】
すなわち、本発明においては、芯成分の複屈折率を０．３２０以上、好ましくは０．３３０〜０．３７０、より好ましくは０．３４０〜０．３６５、鞘成分の複屈折率を０．１７０以下、好ましくは０．１２０〜０．１６５、より好ましくは０．１３０〜０．１６０、且つ芯成分と鞘成分との複屈折率の差が０．２６以下、好ましくは０．１６０〜０．２５０、より好ましくは０．１８０〜０．２４０とすることが肝要である。
【００１７】
ハイメッシュのスクリーン紗においては高張力下での製織となるため、モジュラスの低いモノフィラメントでは、部分的に弱い箇所が他の部分よりも大きな伸長を受けやすくなり、得られる紗に経筋やたるみなどが発生してスクリーン紗の品位が低下しやすくなる。さらに、印刷時にはスキージ等により応力が加えられるが、高強度のモノフィラメントからなるスクリーン紗であっても、この応力により歪んでしまうと高度な印刷精度を保つことができなくなる。このため芯成分の複屈折率が０．３２以下の場合は十分な強度及びモジュラスが得られないために、精密印刷に適したスクリーン紗を得ることが困難となる。
【００１８】
一方、鞘成分の複屈折率を０．１７以上とすると配向が高すぎるために、製織時の筬との摩擦によるスカム及びフィブリルの発生が多くなり、製織時の糸切れが多発することになる。
【００１９】
また、芯成分の複屈折率が高いほど高強度及び高モジュラスとすることができ、鞘成分の複屈折率が低いほど耐磨耗性に対しては有利となるが、芯成分と鞘成分の複屈折率の差が０．２６を超えると配向差が大きくなりすぎるため、界面への応力集中が大きくなり、製織での界面剥離の原因となる。
【００２０】
本発明においては、モノフィラメント横断面のおける芯成分／鞘成分の面積比率が９０／１０〜５０／５０であることが必要である。
【００２１】
鞘成分の占める面積比率が１０％未満であると、ポリマーの吐出量が少なくなり、吐出斑により断面形状の異常が起こるため安定した紡糸を行うことが困難となる。また、鞘成分の芯成分に対する保護効果が低下し、製織時の筬による擦過に絶えることができなくなり、スカムや鞘成分割れが発生する。一方、鞘成分の面積比率が５０％を超えると、高強度・高モジュラスであるポリエチレンナフタレートの力学特性が十分に発揮されなくなる。
【００２２】
本発明においては、モノフィラメントの５％強度を４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることにより、繰り返し印刷による寸法変化を抑制することができる。モノフィラメントの５％強度を４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とするためには上記の前述したようにモノフィラメントの芯成分の複屈折率を０．３２以上とすることで達成できる。
【００２３】
以上に説明した本発明のモノフィラメントを製造するには、例えば固有粘度が０．３〜０．８のポリエチレンテレフタレートと固有粘度が０．６〜１．０のポリエチレンナフタレートとを乾燥後、紡糸温度２８０〜３２０℃で溶融し、芯成分であるポリエチレンナフタレートの周囲を鞘成分であるポリエチレンテレフタレートが取り囲むとともに、ポリエチレンナフタレートがモノフィラメント表面に存在しない断面形状となるような複合紡糸口金を用いて、溶融紡糸する。次いで６００〜１５００ｍ／分の速度で巻き取って未延伸糸を得る。この際、紡糸口金下５〜４０ｃｍの範囲は保温領域とし、口金面温度が２９０〜３００℃の範囲に保たれるようにする。そして、該保温領域通過後、横吹き式冷却装置にて風速０．１〜０．４ｍ／分の空気を吹き付けて冷却し、公知の方法によりモノフィラメント処理剤を０．１〜０．５重量％付与して巻取り未延伸糸を得る。
【００２４】
未延伸糸は、８０〜１３０℃の第１加熱ローラー及び１２０〜２２０℃の第２加熱ローラーを介して延伸倍率３．６〜４．５倍で延伸熱処理し、延伸速度４００〜１０００ｍ／分で巻き取ることにより本発明のモノフィラメントを得ることができる。
【００２５】
本発明においては、上記のように第１加熱ローラーの温度を８０〜１３０℃とすることが好ましい。８０℃以下の温度では、十分に延伸することができないため、ハイメッシュスクリーン紗に必要な高強度・高モジュラスが得られにくい。また、１３０℃以上になると芯成分のポリエチレンナフタレートの配向は進むが、鞘成分であるポリエチレンテレフタレートの配向が進まないために芯成分と鞘成分の配向に差がつき過ぎる傾向にあり、界面の剥離現象が見られ、これが製織時におけるスカムの発生を助長する。
【００２６】
なお、延伸は、上記のような１段延伸でも、また多段延伸であってもよい。また、未延伸糸は、一旦巻き取ることなく連続して延伸してもよい。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例における各特性値の測定は下記にしたがった。
（１）強度・伸度
２０℃、６５％ＲＨの雰囲気下で引張試験機により、試料長２０ｃｍ、速度２０ｃｍ／分の条件で測定したときの、破断時の強度及び伸度である。測定数は１０とし、その平均を求めた。
（２）５％強度
強度・伸度測定で得られた伸長−歪みカーブの５％伸長時での応力をモノフィラメントの繊度で除した値である。５％強度が４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のモノフィラメントからは耐久性及び印刷制度に優れたスクリーン紗が得られる。
【００２８】
（３）複屈折率
干渉顕微鏡（カールツァイスイエナ社製インターファコ干渉顕微鏡）を用い、干渉縞法により求めた。浸漬液は所望の屈折率としたものを用いた。得られた干渉縞の写真から、干渉縞の間隔及びそのずれから屈折率を下記式より算出した。
λｄ／Ｄ＝（ｎ−Ｎ）ｔ
ただし、ｄ：干渉縞のずれ、Ｄ：干渉縞の間隔、λ：測定光源波長、ｎ：サンプルの屈折率、Ｎ：溶液の屈折率、ｔ：サンプルの線径
この解析を、モノフィラメントの半径をＡ、中心軸からの距離をａとした時の規格化した半径（ｒ＝ａ／Ａ）０〜０．９間で０．１間隔の１０点、繊維学会編の「繊維・高分子測定法の技術」：朝倉書店発行に記載の方法に準拠して行ない、サンプルのモノフィラメント軸方向に平行方向の屈折率、及び垂直方向の屈折率を求め下記式より算出した。
複屈折率（Δｎ）＝平行方向屈折率−垂直方向屈折率
また、ｒ＝０の複屈折率を芯成分の複屈折率の値とし、ｒ＝０．９の複屈折率を鞘成分の複屈折率の値とした。ｒ＝０は芯の複屈折率、ｒ＝０．９は鞘成分の複屈折率であることはモノフィラメント横断面で確認しており、これを前提として測定した。
【００２９】
（４）製織性
スルザー型織機により織機の回転数を２５０ｒｐｍとしてメッシュ織物を製織する。筬の汚れ具合を観察しつつ、継続して製織を行うことが不能とされるときに製織を中断し、筬の洗浄を行った。そのときの製織長さを筬洗浄周期（ｍ）とした。この洗浄周期が長いほど、スカムの発生が少ないことを示す。
スカムの評価
良好    ：２５０ｍ以上の製織可能
やや不良：１００ｍ以上２５０ｍ未満製織可能
不良    ：１００ｍ以上製織不可能
【００３０】
［実施例１］
固有粘度０．６２のポリエチレンテレフタレートと固有粘度が０．８のポリエチレンナフタレートとをそれぞれ２８０℃、３２０℃で溶融し、芯鞘型複合紡糸口金（吐出孔は直径０．４ｍｍ×ランド長０．８ｍｍ、孔数４ホール）を用い、口金面温度を３００℃とし、芯成分／鞘成分＝７０／３０の複合比率（体積比率）にてトータル吐出量１３．５ｇ／分で吐出した。この際、紡糸口金下１３ｃｍを保温した。吐出された糸条の冷却は、横吹き式冷却装置を用い、温度２５℃、風速０．２ｍ／分の冷却風を吹き付けて行い、該固化糸条を８００ｍ／分の速度で引取り、モノフィラメント処理剤を０．３％付与した後、分繊して巻き取った。巻き取った未延伸糸を第１加熱ローラー（ＨＲ１）を１００℃、第２加熱ローラー（ＨＲ２）を１４０℃、延伸倍率（ＤＲ）を４．２倍とし、５００ｍ／分の速度で延伸してモノフィラメントを得た。結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例２〜３、比較例５〜６］
芯／鞘の複合比率（体積比率）を、表１に示したように変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例２及び３、比較例５及び６のモノフィラメントを得た。結果を表１に示す。
【００３２】
［比較例１〜２］
延伸時の第１加熱ローラー（ＨＲ１）を１５０℃に変更した以外は実施例１と同様にして比較例１のモノフィラメントを得た。また、延伸時の第１加熱ローラー（ＨＲ１）を１５０℃、第２加熱ローラー（ＨＲ２）を１４０℃に変更した以外は実施例１と同様にして比較例２のモノフィラメントを得た。結果を表１に示す。
【００３３】
［実施例４、比較例３〜４］
延伸倍率を、４．６倍、３．０倍、５．０倍に変更した以外は、実施例１と同様にして、それぞれ実施例４、比較例３及び４のモノフィラメントを得た。結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例７］
固有粘度０．６２のポリエチレンナフタレートのみを３２０℃で溶融し、吐出孔を直径０．４ｍｍ×ランド長０．８ｍｍ、孔数４ホールの紡糸用口金を用いて紡糸したこと、延伸倍率（ＤＲ）を４．８倍としたこと以外は実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例８］
固有粘度０．８０のポリエチレンテレフタレートのみを２８０℃で溶融し、吐出孔の直径０．４ｍｍ×ランド長０．８ｍｍ、孔数４ホールの紡糸用口金を用いて紡糸したこと、延伸倍率（ＤＲ）を４．１倍としたこと以外は実施例１と同様にしてモノフィラメントを得た。結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、高強度・高モジュラスであるが、モノフィラメント表面はソフトで筬による削れに強いスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントを提供できる。また、上記モノフィラメントからは、高張力下での製織工程が安定で、かつ耐久性及び印刷精度に優れたハイメッシュスクリーン紗を得ることができ、その工業的価値の極めて高いものである。