(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯鞘複合型のスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントであって、１７５℃で１時間加熱後の着色度（ＡＰＨＡ）が３０以下であり且つ数平均分子量が３００〜４０００のポリアルキレンオキサイドを、ポリエステルに対し２〜１０重量％添加共重合したポリエステルが鞘成分であり、芯：鞘の面積比が６０：４０〜９０：１０の範囲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。
【請求項２】
鞘成分測定周波数１１０Ｈｚにおける力学的損失正接（ｔａｎδ）のピーク温度（Ｔｍａｘ）が、芯のそれより１０℃以上低い９７〜１２０℃のポリエステルである請求項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】
単糸の太さが８〜２２デシテックス（ｄＴｅｘ）の範囲である請求項１または２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４】
破断伸度が１５〜３０％、破断強度が５．７ｃＮ／ｄＴｅｘ以上である請求項１〜３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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
本発明は、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、精密スクリーン印刷に好適なスクリーン紗用モノフィラメントに関するものである。
【０００２】
背景技術
印刷スクリーン用の織物としては、古くはシルクが広く使用されてきたが、近年合繊メッシュ、ステンレスメッシュが広く使われるようになってきた。特に、弾性回復性、コストパフォーマンスに優れる合繊メッシュが好んで使われている。中でも、ポリエステルモノフィラメントは寸法安定性に優れるなどスクリーン用適性が高く広く普及している。
【０００３】
なお、電子回路の印刷などプリント分野においては、近時急速に高分解能の高精密印刷の必要性が高まっており、スクリーン紗は細繊度フィラメントをハイメッシュ製織する方向へと進んでいる。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の筬刃の接触頻度及び摩擦力が増大し、フィラメント表面が削りとられてのヒゲ状または粉状のスカムが発生しやすい。生じたスカムは織機の汚れとなるばかりではなく、その一部がスクリーン紗の中に織り込まれてしまうと精密印刷時の印刷の欠点となる。
【０００４】
そのため、スカム発生の軽減を目的にこれまで数多くの改善技術の提案がされている。例えば、特開昭５８−２３９３６号公報では、非晶性且つ非反応性のポリマーまたはシリカゲルなどを混合したポリエステルが提案されているが、モノフィラメントの強力、伸度などの物性低下が避けられない問題点を有している。
【０００５】
また、特開昭６２−２７６０４８号公報では、ポリエステルを芯とし、ナイロンなどの削れにくいポリマーを鞘とする複合モノフィラメントが提案されている。該モノフィラメントではナイロンの使用によってスカムの発生を防止することはできるが、ナイロンの高吸湿性による寸法安定性の不足、及びナイロンの低薬品耐性によるスクリーン使用分野の制限など、スクリーン素材として完全に満足できるまでには至っていない。
【０００６】
本発明は、かかる従来のスクリーン紗用モノフィラメントの欠点であった製織時のスカム発生を完全に防止し、また、紗張り性良好で紗の寸法安定性に優れ、更には感光樹脂接着性にも優れた、ハイメッシュスクリーン紗用モノフィラメントを提供することを目的とする。
【０００７】
発明の開示
前記本発明の目的は、芯鞘複合型のスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントであって、１７５℃で１時間加熱後の着色度（ＡＰＨＡ）が３０以下であり且つ数平均分子量が３００〜４０００のポリアルキレンオキサイドを、ポリエステルに対し２〜１０重量％添加共重合したポリエステルが鞘成分であり、芯：鞘の面積比が６０：４０〜９０：１０の範囲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とすることによって達成できる。
【０００８】
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明には、高分解能及び精密な水準の印刷を目的として、２５０〜４００メッシュ（本／２．５４ｃｍ）の高密度スクリーンを得るため８〜２２ｄＴｅｘの細繊度モノフィラメントを用いる。高密度スクリーン用モノフィラメントには、高破断強度、織機筬による摩耗への耐性、感光樹脂接着性、およびインク親和性などが求められる。
【０００９】
破断強度は、製織性、紗張り性、及び紗の寸法安定上高い値が好ましい。スクリーン紗張り工程においては、紗の寸法安定上一定値以上の張力が必要とされる。張力は、強度（ｃＮ／ｄＴｅｘ）×メッシュによって定まる。細繊度モノフィラメントを用いハイメッシュ化を進める場合、ｄＴｅｘの逆数値に正比例するほどメッシュ値は増大できない。そのため、ｄＴｅｘ値が小さいほど強度は高目が要求される。８〜２２ｄＴｅｘモノフィラメントの場合で、必要強度は４．９ｃＮ／ｄＴｅｘ以上、好ましくは５．７ｃＮ／ｄＴｅｘ以上である。
【００１０】
スクリーン紗用モノフィラメントは、一般的に高破断強度を得るため、ポリマー分子が低配向状態となるよう紡糸し、捲きとった後に高倍率延伸して高配向化される。高配向度延伸糸は物性の一面として脆くなり、曲げ、剪断、削れなどに対し弱くなる。その結果、ハイメッシュスクリーン製織時、筬により摩耗される度合が大きくなる。ハイメッシュスクリーン製織上、フィラメントの高破断強度保持とスカム発生防止の２点を同時に満足することは、良好なスクリーンを得るための重要な課題である。
【００１１】
また、得られるモノフィラメントの適性破断伸度は、工程通過性及びスクリーン紗の品質上１５〜３０％が好ましく、特に２０〜２５％が最も好ましい。１５％未満の場合は、製織時のスカム発生が増加し、紗張り性も低下するので好ましくない。一方、伸度が３０
％を超えると、破断強度が低下し、紗の寸法安定性も低下するので好ましくない。
【００１２】
またスクリーン紗には、感光樹脂との良好なる接着性、及び印刷時の良好なるインク透過性も求められる。感光樹脂接着性及びインク透過性は、フィラメント側面の濡れ性ともいえるものであり、フィラメントのポリマー成分と樹脂及びインクとの親和性の良いことが必要である。
【００１３】
本発明においては、該課題を物性の異なる２種の繊維形成性ポリマーからなる芯鞘型複合フィラメントとすることによって克服した。本発明に用いられる芯成分の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があげられる。なかでも、ＰＥＴは溶融紡糸を行う際の操業性、製造コスト競争力などの観点より特に好ましく用いられる。
【００１４】
本発明に用いられるＰＥＴは、５．７ｃＮ／ｄＴｅｘ以上のフィラメント強度を得るため、ＩＶについて０．６０〜０．９０の高粘度域のポリマーを用いることが好ましい。特に好ましくは、０．６５〜０．８５のＩＶを有するＰＥＴが用いられる。
【００１５】
一方、本発明の鞘成分に用いられるポリエステルとは、数平均分子量が３００〜４０００のポリアルキレンオキサイドを２〜１０重量％共重合した変性ポリエステルである。ポリアルキレンオキサイド以外にも、ポリエステルと共重合できるグリコール成分としては多くの種類が存在するが、重合反応性及びポリマー溶融粘度の減粘効果性より、本発明にはポリアルキレンオキサイドを用いる。
【００１６】
ポリアルキレンオキサイドとしては、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体が挙げられるが、本発明にはポリエチレンオキサイドが好ましく用いられる。なお、本発明に用いられるポリアルキレンオキサイドとしては、共重合ポリマーの物性向上を目的として、ポリマー着色要因となる不純物含量の極めて少ないものを用いる。具体的には、１７５℃で１時間加熱後の着色度（ＡＰＨＡ）が３０以下であることが必要である。不純物の少ないポリアルキレンオキサイドを用いた本発明の共重合ポリマーは、白度及び物性に優れ、該ポリマーを鞘に用いたスクリーン紗用モノフィラメントは製織性、感光樹脂接着性などに優れている。
【００１７】
ポリアルキレンオキサイドの分子量は、数平均分子量として３００〜４０００であることが必要であり、６００〜３０００がより好ましい。数平均分子量が３００未満の場合、重合反応速度の低下を生じ、更には沸点の低さが原因の重合系外飛散を生じ、結果的に共重合所定量をコントロールすることが困難となる。また、数平均分子量が４０００を超えるとポリマーの共重合ランダム性が低下する結果、スクリーン紗製織性が低下する、すなわちスカム発生につながる。
【００１８】
ポリアルキレンオキサイドの共重合量は、ポリマーに対し２〜１０重量％の範囲とする必要があり、より好ましくは３〜７重量％の範囲である。ポリアルキレンオキサイドの量が２重量％より少ないと、得られたポリエステルを鞘とするモノフィラメントを用いてのスクリーン紗を製造する際、筬による摩耗を受けてスカム（白粉）が発生して製織性の低下を生じるほか、感光樹脂接着性も劣るものとなり好ましくない。また、１０重量％を超えるとポリマー物性が過度に柔軟となり、製織時のスカム発生及び紗の寸法安定性の低下を招くので好ましくない。
【００１９】
特定のポリアルキレンオキサイドを一定量共重合した本発明のモノフィラメントの鞘成分のポリエステルは、測定周波数１１０Ｈｚにおける力学的損失正接（ｔａｎδ）のピーク温度（Ｔｍａｘ）が、結晶構造に由来して芯のそれより１０℃以上低い９７〜１２０℃の特有な物性を有する。Ｔｍａｘが９７℃未満のポリエステル鞘の場合は、フィラメントが過度に柔軟となり、製織時のスカム発生及び紗の寸法安定性の低下を招くので好ましくない。一方、鞘ポリエステルのＴｍａｘが１２０℃を超える場合もフィラメントの柔軟性が不良となり、スカム発生及び感光樹脂接着性の低下を招くので好ましくない。
【００２０】
本発明に用いる芯及び鞘用ポリエステルは、従来公知の重合方法によって得られる。例えばポリエチレンテレフタレートの場合、ジメチルテレフタレートのエステル交換反応から始めるＤＭＴ法、またはテレフタル酸の加圧エステル化から始める直接重合法があり、いずれを用いてもよい。
【００２１】
ポリアルキレンオキサイドの添加時期は、ポリエステル製造反応が完結するまでの任意の段階でよいが、反応の均一性を保つため、重縮合反応初期以前の段階で添加することが好ましい。
【００２２】
また、本発明の芯及び鞘用ポリエステルには公知の添加剤、例えば酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤等、及び各種粒子類、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よい。
【００２３】
本発明の複合モノフィラメントは、従来公知の複合紡糸法によって得られる。本発明の複合モノフィラメントの鞘の横断面形状は特に限定されないが、円形が最適である。異形断面糸は、感光乳剤の硬化工程でハレーションを生じて印刷精度を低下させたり、紗張り時フィラメントのねじれによって緊張フィラメントの直線性が不完全となり、目開きの均一精度を低下させたりすることがあるので特別の場合を除き用いられない。
【００２４】
一方、芯成分形状も特に限定されるものではないが、フィラメント表層への露出のないことが好ましい。紗張り後のスクリーンの寸法安定性上芯の形状及び配置は、鞘と同心的配置の単一円形が最適である。
【００２５】
また、芯：鞘の面積比は、フィラメント強度、製織時筬による摩耗への耐性等に関係して適正範囲が存在し、芯：鞘＝６０：４０〜９０：１０であることが必要であり、より好ましくは７０：３０〜８０：２０の範囲である。鞘成分の比率が上記範囲を上回るとフィラメント強度が不足し、一方上記範囲を下回ると厚みの不均一による薄皮部の摩擦損傷、または感光樹脂接着性の低下を生じる。
【００２６】
（実施例）
以下に実施例をあげて本発明を更に詳細に説明する。なお、実施例中の評価は以下の方法に従った。
【００２７】
Ａ．着色度（ＡＰＨＡ）：
５０ｍｌの標線付比色管に試料を標線まで入れる。試料が固体の場合は、融点より少し高目の温度で溶融する。管内に窒素ガスをフローしながら、比色管を１７５℃±０．５℃に調節したオイルバス中に浸漬する。１時間後に取り出した比色管のオイル汚れを拭き取った後、ＡＰＨＡのＳｔａｎｄａｒｄｍｅｔｈｏｄに準じて、塩化白金カリと塩化コバルトの各種標準濃度液の色相照合して加熱後、着色度（ＡＰＨＡ）を求める。
【００２８】
Ｂ．力学的損失正接（ｔａｎδ）のピーク温度（Ｔｍａｘ）：オリエンテック製レオバイブロンＤＤＶ−ＦＰ０１型動的粘弾性測定装置を用い、長さ３ｃｍの繊維に、一定荷重
０．０３（ｃＮ／ｄＴｅｘ）を施し、測定周波数１１０Ｈｚ、昇温速度１０℃／分で、−１０℃から２５０℃までの温度範囲におけるｔａｎδを測定し、α分散におけるｔａｎδの温度曲線よりＴｍａｘを求める。
【００２９】
Ｃ．破断強伸度：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強度及び伸度を求める。
【００３０】
Ｄ．スカムの評価：スルーザー型織機により、回転数３００ｒｐｍでスクリーン織物を製織し、筬のスカム汚れが進行して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までの製織長を求める。評価としては、製織長が５００ｍ以上のものを良好○、５００ｍ未満のものを不良×とする。
【００３１】
Ｅ．感光樹脂接着性：スクリーン紗にジアゾ樹脂型感光樹脂の０．２×０．２ｍｍドットを０．２ｍｍ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、テープに移行した樹脂量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×と判定する。
【００３２】
Ｆ．スクリーンの寸法安定性１０００枚印刷時の寸法安定性による印刷パターンの歪みを観察し、歪み無しを○、歪み有りを×と判定する。
【００３３】
ＩＶが０．７５のポリエチレンテレフタレートポリマーを芯成分とし、加熱後ＡＰＨＡ２５、数平均分子量１０００のポリエチレンオキサイドを添加量を変えて共重合した。ＩＶが０．６５±０．０１の共重合ポリエチレンテレフタレートポリマーを鞘成分として、従来公知の複合紡糸法に従い、オリフィス径φ０．３５の紡糸口金を用い、芯：鞘の複合比（面積比）が７５：２５の複合モノフィラメントを紡糸温度２９５℃、巻取速度１５００ｍ／分で紡糸した。得られた未延伸モノフィラメントを巻上げから約１日後に、速度８００ｍ／分、８０℃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、破断伸度が２３±１％の１３．０ｄＴｅｘ複合モノフィラメントを得た。次に、該モノフィラメントを製織、仕上げ加工し３００メッシュのハイメッシュスクリーン紗とした。ポリマーの物性、モノフィラメントの特性、製織性及びスクリーン評価の結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
0003998090.tif 000002
【００３５】
比較例１（実験Ｎｏ．１）ではポリマー変性度の不足により、製織性及び感光樹脂接着
性が不良となり、比較例２（実験Ｎｏ．５）では過度のポリマー変性により柔らかすぎとなり、スカム発生及びスクリーンの寸法安定性が不良となった。一方、本発明に準じた実施例１〜３（実験Ｎｏ．２〜４）は良好なスカムの評価、感光樹脂接着性、及びスクリーンの寸法安定性を与えた。
【００３６】
ポリエチレンオキサイドの添加量を５重量％一定とし、着色度及び数平均分子量を変化したポリエチレンオキサイドを共重合したポリエチレンテレフタレートポリマーを鞘成分に用いる以外、実施例１と同様の方法にて、紡糸、延伸、製織性を評価した結果を表２に示す。
【００３７】
【表２】
0003998090.tif 000003
【００３８】
本発明範囲外の平均分子量のポリエチレンオキサイドを用いた比較例３（実験Ｎｏ．８）及び比較例４（実験Ｎｏ．９）はポリマー物性が低下した結果、また本発明範囲外の着色度のポリエチレンオキサイドを用いた比較例５（実験Ｎｏ．１０）は、ポリマーが着色劣化した結果、スカムの評価及びスクリーンの寸法安定性が不良となった。一方、本発明に準じた実施例４，５（実験Ｎｏ．６，７）は、スカムの評価、スクリーンの寸法安定性とも良好であった。
【００３９】
ＩＶが０．７５のポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、加熱後ＡＰＨＡ２５、数平均分子量１０００のポリエチレンオキサイドを５重量％添加した共重合ポリエチレンテレフタレートを鞘成分として、芯：鞘の複合比を変化したモノフィラメントを実施例１の方法に準じて、紡糸、延伸、製織し評価した。結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
0003998090.tif 000004
【００４１】
比較例６（実験Ｎｏ．１１）は破断強度不足のため紗張り張力が低下した結果、スクリーン寸法安定性が不良となり、比較例７（実験Ｎｏ．１４）は製織時鞘層が一時破れての芯の露出があり、スカムも発生して製織性が不良となった。一方、本発明の実施例６，７（実験Ｎｏ．１２，１３）は製織時のスカム発生がなく、スクリーンの寸法安定性も良好であった。
【００４２】
産業上の利用可能性
本発明のポリエステルよりなる芯鞘型複合モノフィラメントは、鞘成分として優れた物性を与える共重合ポリエステルを用い、芯成分としてモノフィラメントの高い引張強力など優れた力学特性を与えるポリエステルを用いていることにより、従来問題となっていたハイメッシュスクリーン製織時のスカム発生の問題を解消し、感光樹脂接着性にも優れ、更にはスクリーン寸法安定性にも優れて良好な印刷精度が得られるスクリーン紗の供給も可能とした。