JP2001279526A - 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 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のモノフィラメント繊維では得られなかっ
た優れた寸法安定性、スカム抑制効果、パーン引け防止
効果、ハレーション抑制効果を有し、かつハイメッシュ
化が可能な細繊度でかつ高強度、高モジュラスなスクリ
ーン紗用ポリエステルモノフィラメント繊維を提供す
る。 【解決手段】スクリーン紗用ポリエステルモノフィラメ
ントを製造するに際して、ホットロールを２セット以上
有する多段延伸工程により延伸を行い、かつ多段延伸工
程の延伸倍率が下記（１）、（２）式であることを特徴
とするスクリーン紗用モノフィラメントの製造方法。 Ｒｔ≧３．５０ ・・・ 式（１） Ｒｆ≦１．０５ ・・・ 式（２） （ここでＲｔは多段延伸工程のトータル延伸倍率を、Ｒ
ｆは多段延伸工程の最終段の延伸倍率をそれぞれ表
す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクリーン印刷用メ
ッシュ織物に好適な、さらに詳しくは高度な精密印刷に
用いられる、ハイメッシュでハイモジュラスなスクリー
ン紗織物を得るのに好適な、優れた寸法安定性を有し、
かつスカムの発生やパーン引けなど品位の問題もなく、
ハレーション抑制効果などを有する高品位なポリエステ
ルモノフィラメントの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】印刷用のスクリーン織物としては、従来
は絹などの天然繊維やステンレスなどの無機繊維から成
るメッシュ織物が広く使用されてきたが、最近は柔軟性
や耐久性があり、かつ寸法安定性もあるナイロンやポリ
エステルなどの有機繊維から成るメッシュ織物、即ちス
クリーン紗が使用されることが多くなってきている。こ
のうち特にポリエステルモノフィラメントからなるスク
リーン紗織物は、ナイロンからなるものと比較して水分
の影響も少なく、また価格面からも有利であるため広く
使用されてきている。

【０００３】しかしながら、最近の家電や携帯電話、パ
ソコン向けなどの電子回路の印刷分野などにおいては印
刷精度向上に対する要求が厳しくなってきていることか
ら、メッシュがより細かく紗張りなどにおいて、伸びの
少ない寸法安定性に優れたスクリーン紗が要求されてき
ている。すなわち、スクリーン紗用原糸に対しては細繊
度化、高強度、高モジュラス化が求められている。

【０００４】一般にポリエステル繊維を高強度、高モジ
ュラス化するためには、原糸の製造過程において高倍率
で延伸を行い、高配向、高結晶化すれば良いことがわか
っているが、スクリーン紗の製造工程は高密度の織物を
高速で製織するため、原糸は極めて多回数、筬などとの
強い摩擦にさらされることとなり、表面結晶化の進行と
相まってフィラメントの表面の一部が削り取られヒゲ状
の、あるいは粉状のかす、いわゆるスカムが発生しやす
い。この現象は高結晶化したものほど重度となる傾向に
なる。このスカムは量的には少量であっても、織り機に
飛散しその一部はスクリーン紗織物の中に取り込まれる
危険性がある。こうなると精密印刷用のハイメッシュ織
物においては、メッシュ詰まりという致命的な結果にな
るおそれがあり、スカム発生防止はスクリーン紗におい
ては重要な課題である。

【０００５】このために、スカムの発生の軽減、防止を
目的として多くの改善技術が提案されている。例えば、
特開昭５５−１６９４８号公報には破断伸度が３５％〜
６０％という高伸度糸を用いる事が提案されている。し
かしながら、高伸度ということは、すなわち低倍率延伸
を行うということであり、必然的に低強度、低モジュラ
スということになる。つまりここで提案されているこの
技術ではスカム発生の軽減を優先させているために、高
強度、高モジュラスという特性を犠牲にしているもので
ある。これではハイメッシュ化の要求の沿って細繊度化
した際に強力が不足することとなり、製織性が低下する
ばかりか紗伸びなどが発生し寸法安定性の悪化を招き、
精密印刷には不適なものとなってしまう。

【０００６】また、特開平１−１３２８２８号公報には
ポリエステルを芯に、削れに対してポリエステルよりも
耐久性のあるナイロンを鞘に使用する芯鞘型複合繊維が
提案されている。確かにナイロンはポリエステルに比べ
て削れの発生が少ないことがわかっており、スカム発生
の抑制という点では有利ではある。しかしながら一方で
ナイロンはポリエステルに比べて吸湿性が高く、寸法安
定性に欠けるという欠点を持っている。このためナイロ
ンを鞘に使用した芯鞘型複合繊維では、スカムの発生は
軽減できるものの、精密印刷に欠かすことができない寸
法安定性に乏しいということになる。更にナイロンとポ
リエステルの剥離という現象も発生する可能性があり品
位的な問題が発生する可能性がある。

【０００７】このように従来技術では、原糸の高強度、
高モジュラス化と、スカム発生の防止という相反する課
題を解決するには至っていなかったのである。

【０００８】更に、高強度、高モジュラスにするために
高倍率延伸を実施すると、急激な構造変化により繊維内
部に力学的な歪み、すなわち応力が発生し蓄積される。
この力学的歪みは時間とともに減少してくる傾向にあ
り、これを応力緩和と称しているが、この応力緩和は高
倍率延伸で得られた繊維をボビンに巻き取りした際には
ボビン全体に均一に進まないことが多く、応力緩和は進
んでいない部分は筋状の光沢異常となって現れてくる。
この異常をパーン引けと称している。

【０００９】現在、スクリーン紗は製織後乳剤を塗布し
てそれを感光、硬化させることにより、電子回路を写し
取るという工程を経て印刷用となる。このため乳剤を感
光、硬化させる際に照射光のハレーションが発生する
と、印刷精度の悪化を招くことから製織後、淡色系染料
にて染色をしてハレーションの発生を軽減させている。
しかしながら前述のパーン引けの部分は染色後において
も筋状の異常部分として残ってしまうため、スクリーン
紗の品位を低下させるのみならず、正常部分との光沢差
が発生し乳剤感光時に感光斑などを発生させる原因とな
ってしまい、ひいては印刷精度の低下が発生しハイメッ
シュ化による高精度印刷には適さない品位のものとなっ
てしまうのである。

【００１０】このように従来の技術では、精密印刷向け
のスクリーン紗織物を得るために必要な特性、すなわち
高強度、高モジュラスで寸法安定に優れ、かつパーン引
けなどの品位の問題もなく、ハレーション問題の発生し
ない高品位なポリエステルモノフィラメントは得られな
かったのである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述の問題点
を改良し、従来のモノフィラメントでは得られなかった
優れた寸法安定性を有し、かつスカムの発生やパーン引
けなどの品位の問題もなく、ハレーション抑制効果を有
する高品位で精密印刷に好適な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を目的とするもの
である。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の目的を
達成するために、次の構成よりなるものである。すなわ
ち、本発明はスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメ
ントを製造するに際して、ホットロールを２セット以上
有する多段延伸工程により延伸を行い、かつ多段延伸工
程の延伸倍率が下記（１）、（２）式であることを特徴
とするスクリーン紗用モノフィラメントの製造方法によ
り前述の目的を達成することができる。

【００１３】Ｒｔ≧３．５０ ・・・ 式（１） Ｒｆ≦１．０５ ・・・ 式（２） （ここでＲｔは多段延伸工程のトータル延伸倍率を、Ｒ
ｆは多段延伸工程の最終段の延伸倍率をそれぞれ表
す。）

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明においてスクリーン紗用ポ
リエステルモノフィラメントを製造する際にはホットロ
ールを２セット以上有する多段延伸工程で延伸を行うこ
とが必要である。１段延伸工程であるホットロール／ホ
ットプレート系延伸では延伸張力が高かくなるため高倍
率延伸が難しく、目的とする高強力、高モジュラスのス
クリーン紗用モノフィラメントを得ることができない。
また多段延伸工程とすることで数回に分けて延伸を実施
することができるため、各段の延伸倍率を容易にコント
ロールすることが可能となる。これにより高倍率延伸に
よる急激な繊維の結晶化を緩やかに進めることや、繊維
内部の歪みの発生をコントロールすることができため、
スカムやパーン引けの発生を抑制することができるので
ある。

【００１５】多段延伸工程の延伸段数については、延伸
工程や機器の複雑さ、作業性、ホットロールによるエネ
ルギー負荷、さらには目的とする延伸倍率の範囲などか
ら２〜３段延伸工程が望ましい。なおここでいう多段延
伸工程とは、１段目の延伸実施後得られた繊維を巻き取
りすることなく２段目以降の延伸を連続して実施し規定
の延伸段数での延伸を実施した後に、熱処理を実施の上
巻き取り、製品となす工程をいう。なお多段延伸系にお
いては巻き取り前にコールドロール（またはドローロー
ルと呼ぶ）を経由して巻き取ることが一般的である。

【００１６】更に本願特許の効果を得るためには、この
多段延伸工程において延伸倍率を下記（１）、（２）式
をとすることが必要である。

【００１７】Ｒｔ≧３．５０ ・・・ 式（１） Ｒｆ≦１．０５ ・・・ 式（２） （ここでＲｔは多段延伸工程のトータル延伸倍率を、Ｒ
ｆは多段延伸工程の最終段の延伸倍率をそれぞれ表
す。） 多段延伸工程のトータル倍率Ｒｔが３．５０倍未満の場
合は、強度、モジュラスが目的とするものより低くなる
ため、高強度、高モジュラスで寸法安定性の優れたスク
リーン紗用のモノフィラメントを得ることができない。
なおＲｔを４．００倍以上とすることにより、より高強
度、高モジュラス化となすことができ、細繊度化による
ハイメッシュ化にも対応できる高性能なモノフィラメン
トを得ることが可能となるためより好ましい。

【００１８】一方、この多段延伸工程において最終段の
延伸倍率Ｒｆは１．０５以下とすることが必要である。
高強度、高モジュラスとなすために高倍率延伸を実施す
ると繊維内に力学的な歪み、すなわち応力が発生するこ
とは先にも述べたが、この応力は多段延伸工程におい
て、巻き取り直前の延伸倍率を低倍率とすることで応力
緩和を進めることができ、スクリーン紗用途モノフィラ
メントに対する要求特性を充分に有したまま、パーン引
けの発生を抑制できることを種々の検討の結果本願発明
において見いだすことができたものである。なおこの効
果は巻き取り前に糸に積極的にリラックスを与えること
により、より応力緩和が進むことが認められるため最終
倍率Ｒｆは１．００未満にすることがより好ましい。こ
れにより繊維内部に発生した応力を、巻き取り前に充分
緩和させることができるためパーン引けの発生を抑制す
ることができるのである。

【００１９】繊維の巻き取り方法には延伸機によるボビ
ン巻きや、巻き取り機（一般にはワインダーと称する）
によるドラム巻き（その材質により紙管巻きとも称す
る）などが一般的に用いられるが、巻き取り張力を低く
設定でき高倍率延伸により発生した応力緩和を進め易い
点、高次加工工程での解舒性が良好で高次通過性が安定
している点、型くずれ、糸落ちなどがなく巻パッケージ
が安定している点、設備的および作業的に細繊度化にも
対応しやすい点などより、ボビン巻きとなす方がより好
ましい。

【００２０】高倍率延伸によって発生した力学的な歪
み、すなわち応力は、繊維がボビンに巻き取られた直後
から緩和し始めるが、その緩和はボビン全体に均一に起
こるのではなく、ボビンのテーパー部分と他の部分とで
は、その進みかたに差異があり、テーパー部分の方がよ
り応力が残留しやすいことが判っている。従って許す限
りボビンのテーパー部分の割合を小さくすることによっ
てこの差異を小さくすることができ、ひいてはパーン引
けの発生を抑制することができるのである。

【００２１】しかしながらボビンの形状は、先に述べた
解舒性や型くずれのどと密接な関係があるため、型くず
れの防止とパーン引けの防止両立の観点から、その巻き
形状を下記（３）式とすることが好ましい。

【００２２】 ０．１Ｌ≦Ｌｔ≦０．４Ｌ ・・・ 式（３） （ここでＬはボビンにおいて糸が巻き取られている部分
の長さを、Ｌｔは巻き取られている糸形状におけるテー
パー部分の面長さをそれぞれ表す。）Ｌｔを０．４Ｌ以
下とすることで、パーン引けの抑制効果が得られて好ま
しく、０．３Ｌ以下がより好ましい。

【００２３】本発明におけるポリエステルモノフィラメ
ントは、高倍率延伸においても操業性の低下が発生せ
ず、また高強力、高モジュラスが得られるものであれば
どのようなポリマを用いても差し支えはない。また繊維
形態については単成分繊維でも複合繊維でも良いがスカ
ム抑制効果を有するポリマを鞘成分に、高強力、高モジ
ュラスを得ることができるポリマを芯成分に配置された
芯鞘型複合モノフィラメントであればより好ましい。こ
こで芯鞘型とは芯成分が鞘成分により完全に覆われてい
れば良く、必ずしも同心円状に配置されている必要はな
い。なお断面形状については丸、扁平、三角、四角、五
角など幾つもの形状があるが、安定した製糸性および高
次加工性を得やすいという点や、製織後乳剤を塗布して
感光させる際にハレーションの発生を抑えるため、スク
リーン紗の目開きの安定性などより丸断面が好ましい。

【００２４】さらに使用するポリマには必要に応じて第
３成分を共重合や添加することや、無機粒子などを添加
しても差し支えない。なおここでいう無機微粒子とは具
体的にはシリカゾル、シリカ、アルキルコートシリカ、
アルミナゾル、酸化チタン、炭酸カルシウムなどがある
が、ポリエステルに添加したときに化学的に安定してい
ればなんでもよい。好ましくは化学的安定性、対凝集性
および使いやすさ、価格などの見地よりシリカゾル、シ
リカ、アルキルコートシリカ、酸化チタンがよく、さら
に好ましくは酸化チタンがよい。酸化チタンを使用する
場合、酸化チタンの平均粒径は分散性の点から１μｍ以
下が好ましく０．７μｍ以下がより好ましい。またその
最大粒径は製糸性の点から５μｍ以下が好ましく、３μ
ｍ以下がより好ましい。

【００２５】またここでいう共重合成分とは、モノフィ
ラメント繊維表面の結晶化度を低下させて、スカムの発
生を抑制することができるものであれば特に制約はな
い。共重合ポリエステルとなすのに好適なものとして
は、イソフタル酸、アジピン酸、ダイマ酸などのジカル
ボン酸、ジエチレングリコール、ブタジエンジオールな
どの低分子量グリコール、ポリエチレングリコール、ポ
リテトラメチレングリコールなどのポリアルキレングリ
コール類などがあるが、このなかで、ポリアルキレング
リコール類が結晶化度を低下させ、スカムを抑制する効
果が十分得られることや、製糸性が良好なことから好適
に用いることができる。

【００２６】以下にその製法の一例を挙げる。芯成分用
ポリマーとしてポリエチレンテレフタレートを、鞘成分
用ポリマーとしてポリエチレングリコールを５〜９重量
％共重合した共重合ポリエチレンテレフタレートを用
い、これらを融点以上に加熱し、溶融させて、紡糸温度
２９０〜３００℃で同一口金より芯成分が鞘成分により
完全に覆われるように複合させ、吐出させる。これを冷
却、固化した後、９００〜１２００ｍ／ｍｉｎ．で巻き
取りして未延伸糸を得る。これを第一ホットロール温度
を９０℃、第二ホットロール温度を１５０℃に加熱した
２段延伸工程系の延伸機を用いて、トータル延伸倍率
３．５０倍以上、最終延伸倍率１．０５以下で延伸する
ものである。

【００２７】なおここで、該モノフィラメントの未延伸
糸を得る際に、巻き取り速度は１２００ｍ／ｍｉｎ．以
下とすることが望ましい。先に述べたように繊維表面の
結晶化度が高くなるほどスカムが発生しやすいが、巻き
取り速度、ひいては紡糸速度が高くなるほど紡糸工程で
の繊維表面の結晶化が延伸工程ほどではないにしろ進む
こととなり、スカムの発生という点においては不利にな
るからである。なお巻き取り速度１０００ｍ／ｍｉｎ．
以下とすることで結晶化の進み方を抑制できるためなお
好ましい。

【００２８】また第二ホットロール温度については、ス
クリーン紗となしたときの寸法安定性の点から、熱収縮
率は低い方が良いため１４０℃以上とすることが望まし
い。なお、この温度は対象となるモノフィラメントの繊
度、使用ポリマおよび延伸速度などにより任意に設定で
きるが、沸水収縮率が１５％以下となるように設定する
ことが望ましく、１１％以下となることがより好まし
い。第一ホットロール温度については充分な繊維への加
熱ができ延伸に支障がない温度であれば良いため７５℃
以上あれば問題ない。一方、ホットロール上での糸走行
安定性、ひいては延伸安定性の点から１００℃以下とす
ることが望ましい。

【００２９】

【実施例】以下に実施例および比較例により本発明を具
体的に説明するが本発明はそれにより限定されない。な
お実施例および比較例中における各測定値は以下の方法
により測定および判定した値である。 Ａ．スカム発生度合い判定 スルーザー試験製織機を使用し、織機の回転数を３５０
ｒｐｍとしてメッシュ織物を製織する。その際に筬の汚
れを目視で観察し、スカムの付着状況や周囲への飛散状
況を確認する。その上でこれ以上製織の続行が不可能と
判断される時点での製織長さを評価値とした。すなわ
ち、この製織長さが短いほどスカムの発生状況が多いこ
とを示している。Ｂ．パーン引け得られたモノフィラメ
ントを製織しスクリーン紗となした後に、布帛を速度２
ｍ／分で走行させ目視で検反を実施し、スクリーン紗の
検反規定に沿って点数評価を行なった。なおここでは８
０点以上が合格である。

【００３０】実施例１および比較例１ 芯成分ポリマーとしてポリエチレンテレフタレートを、
鞘成分ポリマーとしてポリエチレングリコールを７．５
重量％共重合し、酸化チタンを０．３０重量％添加した
共重合ポリエチレンテレフタレートを用い、これらを個
別に融点以上に加熱し、溶融させて、紡糸温度２９５℃
で吐出孔が口金中心から同距離にある４つの吐出孔か
ら、芯成分が鞘成分により完全に覆われるように複合比
８０：２０で複合させ、吐出させる。これを冷却、固化
した後、１０００ｍ／ｍｉｎ．で巻き取りして未延伸糸
を得る。これを９０℃および１５０℃に加熱された２個
のホットローラーおよびドローローラーを有する２段延
伸工程を用いて、トータル延伸倍率４．３０倍、最終段
の延伸倍率０．９８倍で２段延伸することにより繊度８
ｄｔｅｘの芯鞘型複合モノフィラメントを得た。

【００３１】また、同様の製法でトータル延伸倍率およ
び最終段の延伸倍率を変えたものを製糸し、強度レベ
ル、スカム発生状況、パーン引け発生状況、ハレーショ
ン抑制効果、および製糸性を評価した。

【００３２】実験Ｎｏ．４、５、７、８、９、１０、１
１については本発明であり、いずれの水準においても目
的としている高強度のものが得られており、スカム発生
量も問題ないレベルであり、パーン引け抑制効果、ハレ
ーション抑制効果も有し、製糸性も良好であった。な
お、この中で実験Ｎｏ．９と比較して、実験Ｎｏ．４、
５、７、８についてはパーン引け抑制効果とハレーショ
ン抑制効果がやや劣っており、また、実験Ｎｏ．４につ
いては、強度レベルがやや低め傾向であった。また、実
験Ｎｏ．１１についてはスカム発生量レベルと製糸性が
やや不良な傾向が見られた。

【００３３】実験Ｎｏ．１、２についてはトータル延伸
倍率が３．５０倍より低いため、目的とする高強度のも
のが得られず、実験Ｎｏ．３，６については最終段の延
伸倍率が１．０５倍より高いため、パーン引け抑制効果
やハレーション抑制効果が得られずスクリーン紗の製品
品位や印刷精度に問題があった。

【００３４】

【表１】

【００３５】実施例２ 実施例１と同様のポリマー、同様の製法で繊度８ｄｔｅ
ｘの芯鞘複合モノフィラメントを製造する際に、巻き取
り形状を種々変更して表２記載の水準を得た。これらを
用いて実施例１と同様の方法で、パーン引け発生状況、
ハレーション抑制効果の評価を実施した。

【００３６】実験Ｎｏ．２１〜２７については実施例で
あるが、この中で特に実験Ｎｏ．２３、２４について
は、他の水準と比較していずれもパーン引け抑制効果や
ハレーション抑制効果が良好で、型くずれもなく高次加
工での解舒性も良好で高い印刷精度と良好な高次加工性
が得られた。

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明において得られたポリエステルモ
ノフィラメントは、従来のモノフィラメントでは得られ
なかった優れた寸法安定性、スカム抑制効果、パーン引
け防止効果、ハレーション抑制効果を有し、高強度、高
モジュラスであり細繊度化に対応できる。このポリエス
テルモノフィラメントはスクリ−ン紗用途として、その
優れた寸法安定性や高強度、高モジュラスという特性を
生かして、電子基板など精密印刷に必要なハイメッシュ
化が可能であり、スカム抑制効果、パーン引け防止効
果、ハレーション抑制効果により、スクリーン紗の製織
工程の安定化と品位の向上が可能であるため、スクリー
ン紗用の原糸として適した素材となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用する延伸工程の一例を示す
図である。

【図２】本発明における糸巻き形状の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ；ピンチロール ２ ；フィードロール ３ ；第１ホットロール ４ ；第２ホットロール ５ ；ドローロール ６ ；ボビン Ｌ ；巻き取り部分長さ Ｌｔ；テーパー部分長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H114 AB05 DA56 DA76 EA08 FA01 4L035 BB31 BB77 BB81 BB91 DD14 FF01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スクリーン紗用ポリエステルモノフィラメ
   ントを製造するに際して、ホットロールを２セット以上
   有する多段延伸工程により延伸を行い、かつ多段延伸工
   程の延伸倍率が下記（１）、（２）式であることを特徴
   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。 Ｒｔ≧３．５０ ・・・ 式（１） Ｒｆ≦１．０５ ・・・ 式（２） （ここでＲｔは多段延伸工程のトータル延伸倍率を、Ｒ
   ｆは多段延伸工程の最終段の延伸倍率をそれぞれ表
   す。）
2. 【請求項２】スクリーン紗用ポリエステルモノフィラメ
   ントを製造するに際して、延伸糸をボビン巻とし、かつ
   その形状が下記（３）式であることを特徴とする請求項
   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
   の製造方法。 ０．１Ｌ≦Ｌｔ≦０．４Ｌ ・・・ 式（３） （ここでＬはボビンにおいて糸が巻き取られている部分
   の長さを、Ｌｔは巻き取られている糸形状におけるテー
   パー部分の面長さをそれぞれ表す。）