JP2008095242A - Polyester monofilament for screen gauze - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、寸法安定性及び印刷精度に優れたスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントに関するのである。 The present invention relates to a polyester monofilament for screen wrinkles excellent in dimensional stability and printing accuracy.
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。 Conventionally, in the field of screen printing, high precision, that is, high strength and high elastic modulus has been demanded, and stainless steel screens have been widely used. However, although stainless monofilament has high strength and high elastic modulus and undergoes very little dimensional change with respect to moisture absorption or temperature change, it tends to yield even with minute strains, making permanent deformation during repeated printing and making it unusable.
このような問題を解決すべく、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、高張力下での製織が困難かつ紗の成形工程にかけるテンションにより伸びてしまいハイメッシュのスクリーン紗を得ることは困難である。 In order to solve such problems, various screen cages made of synthetic monofilaments have been proposed. For example, screen cages using monofilaments made of polyethylene terephthalate, which is a thermoplastic polymer, have been proposed in Patent Documents 1-3. Yes. However, the monofilaments proposed in these materials have low strength and elastic modulus, so that weaving under high tension is difficult and it is difficult to obtain high mesh screen wrinkles due to tension applied in the wrinkle forming process. .
一方、高強度・高弾性率を目的として、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２等に提案されている。ポリエチレンナフタレートは、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ため、よりハイメッシュなスクリーン紗の製織が期待されるが、配向性が高いため、毛羽やフィブリルが発生しやすく、製織時の糸切れが多発するという欠点がある。また、スクリーン紗用モノフィラメントを作成する場合には、非常に低吐出であるため、スクリューで均一に混練することが難しく、ポリエチレンナフタレートのような高結晶性のポリマーでは未溶融部分が発生してしまう。溶融ゾーンで発生したこの未溶融部分は延伸時に十分引き伸ばすことができないために、結果としてモノフィラメント中に節状の繊維径の太い部分が存在してしまう。この節部分がスクリーン紗に存在すると、均一な目開きとならず、精密印刷が難しく、欠点となってしまう。１反につきこの節部分が３箇所以上ある場合は、不良品となってしまうため、幅３ｍ、長さ３０ｍの３００メッシュのスクリーン紗であれば、約１００万ｍ中に３箇所以下とすることが必要である。 On the other hand, for the purpose of high strength and high elastic modulus, a screen cage made of polyethylene naphthalate is proposed in Patent Document 2 and the like. Polyethylene naphthalate is expected to produce higher mesh mesh weaves because the strength and elastic modulus of monofilaments are greatly improved compared to polyethylene terephthalate, but it is highly oriented and fluff and fibrils are generated. There is a drawback that yarn breakage occurs frequently during weaving. In addition, when producing a screen filament monofilament, since it is very low discharge, it is difficult to knead uniformly with a screw, and an unmelted part is generated in a highly crystalline polymer such as polyethylene naphthalate. End up. This unmelted portion generated in the melting zone cannot be sufficiently stretched during stretching, and as a result, a portion having a thick node-like fiber diameter exists in the monofilament. If this knot portion is present on the screen ridge, a uniform opening is not obtained, and precision printing is difficult and disadvantageous. If there are three or more knots per piece, it will be a defective product, so if it is a 300-mesh screen cage with a width of 3m and a length of 30m, it should be less than 3 in about 1 million meters. is necessary.
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方法が、特許文献５や６に提案されている。しかしながら、この方法では、毛羽やフィブリルの発生は抑えられるものの、ポリエチレンナフタレートに起因する節部分の解消についての問題は残ったままである。 Patent Documents 5 and 6 propose methods using polyethylene naphthalate as a core component and polyethylene terephthalate as a sheath component. However, with this method, although the generation of fluff and fibrils can be suppressed, there remains a problem regarding the elimination of the nodal portion caused by polyethylene naphthalate.
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、寸法安定性が良好であり、欠点の極めて少ないため印刷精度にも優れる、特にハイメッシュスクリーン紗に適した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。 The present invention has been made against the background of the above-described prior art, and the purpose thereof is a polyester for screen wrinkles particularly suitable for high-mesh screen wrinkles, which has good dimensional stability and excellent printing accuracy due to extremely few defects. It is to provide a monofilament.
本発明者らが鋭意検討した結果、上記目的は、芯鞘型複合横断面を有するモノフィラメントであって、芯成分がナフタレンジカルボン酸成分に対してイソフタル酸成分を１〜５ｍｏｌ％共重合したポリエチレンナフタレート、鞘成分がポリエチレンテレフタレートであり、芯成分／鞘成分の重量比率が８０／２０〜６０／４０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を見出した。 As a result of intensive studies by the present inventors, the above object is a monofilament having a core-sheath-type composite cross section, and the core component is a polyethylene naphthalene dicarboxylic acid component copolymerized with 1 to 5 mol% of an isophthalic acid component. It has been found that this can be achieved by a polyester monofilament for screen wrinkles characterized in that the phthalate and sheath components are polyethylene terephthalate and the weight ratio of the core component / sheath component is 80/20 to 60/40.
本発明のスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントは、繰り返し印刷に対する寸法安定性に優れ、節部の発生がほとんどなく欠点が極めて少ないため印刷精度に優れている。このため、上記モノフィラメントを用いたスクリーン紗、特にハイメッシュスクリーン紗のよれば、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。 The polyester monofilament for screen wrinkles of the present invention is excellent in dimensional stability against repeated printing and has excellent printing accuracy because there are almost no knots and very few defects. For this reason, according to the screen cage using the monofilament, particularly the high mesh screen cage, precise screen printing can be stably performed for a long period of time.
本発明のスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントは、芯鞘型複合断面を有するモノフィラメントである。
本発明においては、芯成分がナフタレンジカルボン酸成分に対してイソフタル酸成分を１〜５ｍｏｌ％共重合したポリエチレンナフタレート、鞘成分がポリエチレンテレフタレートであり、芯成分／鞘成分の重量比率が後述する要件を満足していることが肝要である。
The polyester monofilament for screen wrinkles of the present invention is a monofilament having a core-sheath composite cross section.
In the present invention, the core component is polyethylene naphthalate copolymerized with 1 to 5 mol% of isophthalic acid component with respect to the naphthalene dicarboxylic acid component, the sheath component is polyethylene terephthalate, and the weight ratio of the core component / sheath component is described later. It is important to satisfy
特に、芯成分のポリエチレンナフタレートにイソフタル酸を共重合されていることによって溶融性が向上し、紡糸においてスクリュー部分での均一な溶融が可能となり、未溶融部が解消されるため、作成したモノフィラメントにおいて直径が太い部分、いわゆる節部分の発生を著しく抑制することができる。このとき、共重合されるイソフタル酸成分は１〜５ｍｏｌ％であり、１ｍｏｌ％未満では均一な溶融ができないため、モノフィラメントの節部分を減少させることが難しい。また、５ｍｏｌ％を超えるとポリエチレンナフタレートの高強度、高弾性率の特性を生かすことができず、寸法安定を向上させることが難しくなる。 Especially, the meltability is improved by copolymerizing isophthalic acid with polyethylene naphthalate, which is the core component, so that the melt can be uniformly melted at the screw part in spinning, and the unmelted part is eliminated. The generation of a portion having a large diameter, that is, a so-called node portion can be remarkably suppressed. At this time, the isophthalic acid component to be copolymerized is 1 to 5 mol%, and if it is less than 1 mol%, uniform melting cannot be performed, so it is difficult to reduce the node portion of the monofilament. On the other hand, if it exceeds 5 mol%, the high strength and high modulus properties of polyethylene naphthalate cannot be utilized, and it becomes difficult to improve dimensional stability.
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。 On the other hand, the polyethylene terephthalate constituting the sheath component is a polyester having ethylene terephthalate as a main repeating unit, and the third component other than terephthalic acid and ethylene glycol is 20 mol% or less, preferably 10 mol% or less of the total acid component. However, polyethylene terephthalate homopolyester is particularly preferable.
本発明においては、芯成分と鞘成分の重量比率を、芯成分／鞘成分＝８０／２０〜６０／４０とする必要がある。芯成分比率が８０％を超える場合には、紡糸における鞘部分の吐出量は非常に少なくなり、安定した吐出が難しくなる。このために、繊維断面形成性が低下し、安定した製糸ができなくなる。一方、繰り返し印刷による寸法変化を抑制するためには、モノフィラメントの５％強度を４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることが特に好ましいが、芯成分比率が６０％未満の場合はこれを達成するのが難しくなる。 In the present invention, the weight ratio of the core component and the sheath component needs to be core component / sheath component = 80/20 to 60/40. When the core component ratio exceeds 80%, the discharge amount of the sheath portion during spinning becomes very small, and stable discharge becomes difficult. For this reason, the fiber cross-section formability is lowered, and stable yarn production cannot be performed. On the other hand, in order to suppress the dimensional change due to repeated printing, it is particularly preferable that the 5% strength of the monofilament is 4 cN / dtex or more, but this is difficult to achieve when the core component ratio is less than 60%. .
上記の芯成分および鞘成分を構成するポリエステルには、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。 The polyester constituting the core component and the sheath component includes titanium oxide, alumina, calcium compounds, color pigments, ultraviolet absorbers, phosphoric acid, phosphorous acid and esters thereof as long as the object of the present invention is not impaired. Various additives such as a stabilizer may be included.
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、上記の要件を満足できれば、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。 The cross-sectional shape of the core component and the sheath component in the monofilament of the present invention may be any of a circular shape, a triangular shape, a square shape, a multi-loval cross section, and a flat cross section as long as the above requirements are satisfied. Either a single core or a multi-core may be used, but from the viewpoint of yarn production, it is preferable that the core component and the sheath component have a single-core core-sheath composite cross section with concentric circles.
本発明のモノフィラメントは、前述した要件を満足させることによって、節部分の発生が少なく、欠点の極めて少ないものとなる。具体的には、モノフィラメントの平均直径に対して１０％以上太い部分が１００万ｍ中に３箇所以下である極めて均一なモノフィラメントとすることができ、該モノフィラメントはハイメッシュスクリーン紗に好適に用いることができ、印刷精度に優れている。 The monofilament of the present invention satisfies the above-described requirements, so that the generation of nodal portions is small and the defects are extremely small. Specifically, it is possible to obtain a very uniform monofilament having a thickness of 10% or more with respect to the average diameter of the monofilament and 3 or less in 1 million meters, and the monofilament is preferably used for a high mesh screen. The printing accuracy is excellent.
以上に説明した本発明のモノフィラメントは、例えば以下の方法により製造することができる。すなわち、ナフタレンジカルボン酸成分に対してイソフタル酸成分を１〜５ｍｏｌ％共重合した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を、それぞれ２９０〜３４０℃、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、該紡糸口金から芯成分／鞘成分の重量比率が８０／２０〜６０／４０となるよう溶融モノフィラメントを吐出する。この際、紡糸口金下５〜４０ｃｍの範囲は保温領域とし、紡糸口金面温度を２９０〜３１０℃の範囲に保たれるようにする。そして、該保温領域通過後、冷却装置にて空気吹き付けて冷却し、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。この未延伸糸を、１００〜１５０℃の加熱ローラーで予熱し、１５０〜２２０℃の非接触加熱ヒーターでセットし、延伸倍率３〜６倍で延伸熱処理し、延伸速度４００〜１５００ｍ／分で巻き取ることにより製造することができる。 The monofilament of the present invention described above can be produced, for example, by the following method. That is, polyethylene naphthalate obtained by copolymerizing 1 to 5 mol% of an isophthalic acid component with respect to a naphthalenedicarboxylic acid component and polyethylene terephthalate were melted at 290 to 340 ° C. and 280 to 320 ° C., respectively. A composite spinneret is used in which polyethylene terephthalate, which is a sheath component, surrounds the phthalate and has a cross-sectional shape in which polyethylene naphthalate does not exist on the monofilament surface. The weight ratio of the core component / sheath component from the spinneret is 80 / A molten monofilament is discharged so that it may become 20-60 / 40. At this time, the range of 5 to 40 cm below the spinneret is set as a heat retaining region, and the spinneret surface temperature is maintained in the range of 290 to 310 ° C. And after passing this heat retention area | region, it cools by blowing air with a cooling device, a monofilament processing agent is provided 0.1 to 0.5weight% by a well-known method, and a winding undrawn yarn is obtained. This undrawn yarn is preheated with a heating roller at 100 to 150 ° C., set with a non-contact heater at 150 to 220 ° C., drawn and heat treated at a draw ratio of 3 to 6 times, and wound at a drawing speed of 400 to 1500 m / min. It can be manufactured by taking.
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、伸度の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。
（３）節部分のカウント
ＫＥＹＥＮＣＥ社製高速高精度デジタル寸法測定器ＬＳ−７５００を使用し、速度６５ｍ／分でモノフィラメントを走行させながら、該モノフィラメントの直径を測定し、該直径の平均値に対して１０μｍ以上太い部分の数をカウントした。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, the measurement of each characteristic value in an Example followed the following.
(1) Strength and elongation The strength and elongation at break when measured with a tensile tester in an atmosphere of 20 ° C. and 65% RH under the conditions of a sample length of 20 cm and a speed of 20 cm / min. The number of measurements was 10, and the average was obtained.
(2) 5% strength A value obtained by dividing the stress at the time of 5% elongation of the elongation-strain curve obtained by measuring the strength and elongation by the fineness of the monofilament.
(3) Counting the node portion Using a high-speed, high-precision digital dimension measuring device LS-7500 manufactured by KEYENCE, measure the diameter of the monofilament while running the monofilament at a speed of 65 m / min. The number of thick portions of 10 μm or more was counted.
［実施例１］
芯成分としてイソフタル酸成分を３ｍｏｌ％共重合した２，６−ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用い、鞘成分として固有粘度（ｏ−クロロフェノールにより測定）が０．６２のポリエチレンテレフタレート（帝人ファイバー株式会社製）を用いて、それぞれ３２０℃、２９０℃で溶融し、芯鞘型複合紡糸口金（吐出孔は孔径０．４ｍｍφ×ランド長０．８ｍｍで孔数４ホール）を用い、口金面温度を３００℃とし、芯／鞘＝７０／３０の複合比率（重量比率）にてトータル吐出量２０．０ｇ／分で吐出した。この際、紡糸口金下１３ｃｍを保温した。吐出された溶融モノフィラメントの冷却は、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、繊維処理剤を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用いて、接触型加熱ローラーを１４０℃として予熱を行った後、４．８倍に延伸し、非接触型加熱ヒーターを１８０℃としてセットを行い、８００ｍ／分の速度でモノフィラメントを得た。
[Example 1]
2,6-polyethylene naphthalate (PEN) copolymerized with 3 mol% of isophthalic acid component as a core component and polyethylene terephthalate (Teijin Fibers Ltd.) having an intrinsic viscosity (measured by o-chlorophenol) of 0.62 as a sheath component Manufactured at a temperature of 320 ° C. and 290 ° C., respectively, and a core-sheath type composite spinneret (discharge hole has a hole diameter of 0.4 mmφ × land length of 0.8 mm and a hole number of 4 holes) is used. It discharged at a total discharge rate of 20.0 g / min at a composite ratio (weight ratio) of core / sheath = 70/30. At this time, 13 cm below the spinneret was kept warm. Cooling of the discharged molten monofilament is performed by blowing a cooling air at a temperature of 25 ° C. and a wind speed of 0.2 m / min by using a horizontal blow type cooling device, and the solidified yarn is taken up at a speed of 800 m / min. After applying 0.3% of the treatment agent, it was separated and wound up. The preheated contact-type heating roller was 140 ° C. using the wound undrawn yarn, and then it was stretched 4.8 times, set at a non-contact type heater at 180 ° C., and a speed of 800 m / min. A monofilament was obtained.
［実施例２及び５、比較例３及び４］
芯／鞘複合比率（重量比率）と延伸倍率（ＤＲ）を表１のように変更した以外は実施例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。
なお、芯／鞘＝９０／１０の複合比率（重量比率）とした比較例４は芯鞘断面形成性が悪く、安定した製糸ができなかった。
[Examples 2 and 5, Comparative Examples 3 and 4]
A monofilament was obtained in the same manner as in Example 1 except that the core / sheath composite ratio (weight ratio) and the draw ratio (DR) were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
In addition, Comparative Example 4 having a composite ratio (weight ratio) of core / sheath = 90/10 was poor in core-sheath cross-section formation, and stable yarn production was not possible.
［実施例３及び４、比較例１及び２］
芯成分として表１に示す共重合量のイソフタル酸成分（ＩＡ共重合量）を共重合したポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用い、延伸倍率（ＤＲ）を表１のように変更した以外は実施例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。
[Examples 3 and 4, Comparative Examples 1 and 2]
Example 1 except that polyethylene naphthalate (PEN) obtained by copolymerizing the isophthalic acid component (IA copolymerization amount) having the copolymerization amount shown in Table 1 was used as the core component, and the draw ratio (DR) was changed as shown in Table 1. A monofilament was obtained in the same manner as in 1. The results are shown in Table 1.
［比較例５］
芯成分としてイソフタル酸成分を共重合していないポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）を用いた以外は実施例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。
[Comparative Example 5]
A monofilament was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyethylene naphthalate (PEN) not copolymerized with an isophthalic acid component was used as the core component. The results are shown in Table 1.
本発明のスクリーン紗用ポリエステルモノフィラメントは、５％強度が４ｃＮ／ｄｔｅｘ以上と高く繰り返し印刷に対する寸法安定性に優れ、節部の発生がほとんどなく欠点の極めて少ないため印刷精度に優れている。このため、特にハイメッシュスクリーン紗に好適に用いることができる。 The polyester monofilament for screen wrinkles according to the present invention has a high 5% strength of 4 cN / dtex or more and excellent dimensional stability against repeated printing. For this reason, it can be suitably used particularly for high mesh screens.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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-
2006
- 2006-10-12 JP JP2006278550A patent/JP2008095242A/en active Pending
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| WO2022004225A1 (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-06 | 東レ株式会社 | Polyester monofilament |
| CN115605639A (en) * | 2020-06-30 | 2023-01-13 | 东丽株式会社（Jp） | Polyester monofilament |
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