JP2009228175A

JP2009228175A - スクリーン紗用ポリエステルモノフィラメント

Info

Publication number: JP2009228175A
Application number: JP2008077546A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Oguchi; 朝弘小口; Hiroshi Yamamoto; 浩史山本; Yushi Nagamachi; 祐志長町
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2028-03-25
Also published as: JP4924504B2

Abstract

【課題】製織時にスカムや削れ発生のない、高精度印刷可能な寸法安定性に優れたスクリーン紗を得ることができ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】全粒子数の６０％以上が一次粒子径０．１〜０．６μｍであり、かつ一次粒子径１．０μｍ以上の粒子が全粒子数の１０％以下である粒度分布を持つ酸化チタンを０．３〜０．８重量％含有したポリエチレンテレフタレートからなり、強度５．６〜６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５〜３５％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。
【選択図】なし

Description

本発明は、高い印刷精度および寸法安定性を有しつつ、製織時の削れやスカムの発生がない製織性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ものである。

印刷用のスクリーン紗は、強度や寸法安定性、またコストの点から、現在ではポリエステルまたはナイロンからなるメッシュ織物が多く使用されている。特にポリエステル製メッシュ織物は寸法安定性に優れ、高度の精密さを必要とするプリント基板の印刷に好適であるため、多用されている。しかしながら、近年の電子情報材料への印刷に際しては、更に高レベルな印刷精度が要求されており、この要求に応えるべく益々高強度、高弾性のスクリーン紗としていく必要がある。ポリエステルモノフィラメントを高強度、高弾性率化するには、原糸の製造工程で、高粘度のポリマーを高倍率で延伸する手法が古くから行われているが、スクリーン紗とする際に極めて高密度で製織するため、筬をはじめとする織機の各部位で強い擦過をうけることになり、高倍率で延伸した高配向の原糸であるほど、繊維表面が削り節状に削り取られ易く、これが紗に織り込まれ残った場合、欠点に直結する問題がある。また、削り取られたスカムによって織機が汚染されてしまうため、定期的に清掃する必要があり、スカム発生が多いほど生産性が低下する。

かかる欠点を解決する手段として、原糸の強伸度を規定し、削れやスカムを回避する手段が多く提案されている（特許文献１等）。しかしながら、いずれも原糸のモジュラスを低下させることが前提であり、必要とされる高強度、高弾性のスクリーン紗を得ることが困難である。一方で、ポリエステル中の酸化チタンに注目し、平均粒径０．２５〜０．５５μｍの酸化チタンを０．４〜０．６重量％含有したポリエステルを使用した特定の強度、乾熱収縮率を有するモノフィラメントが提案されている（特許文献２）。確かに平均粒径を規定することで、製織時のスカム発生には一定の効果が見られるが、製織時の削れやスカム発生には、平均粒径もさることながら、酸化チタンの粒径分布、特に特定粒径範囲の存在割合および一定値以上の粗大粒子の存在割合が大きく影響しており、本発明の酸化チタンとしても、特に高強度、高弾性率とした場合、削れやスカム発生を回避できない場合がある。
特開昭５５−１６９４８号公報（請求項１）特開平２−２７７８１８号公報（請求項１）

本発明は、かかる従来技術の欠点を改良し、モノフィラメント製織時に削れやスカム発生が少なく、かつ高い印刷精度と寸法安定性性を有したモノフィラメントを提供するものである。

上記発明の目的は、以下によって達成することができる。すなわち、全粒子数の６０％以上が一次粒子径０．１〜０．６μｍであり、かつ一次粒子径１．０μｍ以上の粒子が全粒子数の１０％以下である粒度分布を持つ酸化チタンを０．３〜０．８重量％含有したポリエチレンテレフタレートからなり、強度５．６〜６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５〜３５％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である。

本発明のポリエステルモノフィラメントとすることで、高い印刷精度を有し、製織時の削れやスカム発生が少ないスクリーン紗用モノフィラメントを得ることができる。

本発明のスクリーン紗用モノフィラメントは、耐候性、寸法安定性、機械的特性の観点から、ポリエチレンテレフタレートからなる必要がある。目的を損なわない範囲であれば、少量の共重合成分を含有しても良い。また、本発明のモノフィラメントの固有粘度は得られるモノフィラメントの強度および製糸安定性から０．６８〜０．７７とすることが好ましい。

また、本発明者らは、モノフィラメントの製織時の削れやスカム発生について鋭意検討した結果、モノフィラメントの製織性向上には、モノフィラメントを構成するポリエチレンテレフタレート中の酸化チタンの含有量のみならず、酸化チタンの一次粒子径の分布状態が大きな影響を及ぼすことを見出した。すなわち、本発明のスクリーン紗用モノフィラメントは、酸化チタンを０．３〜０．８重量％含有していることが必要であり、かつ、全粒子数の６０％以上が一次粒子径０．１〜０．６μｍであり、かつ一次粒子径１．０μｍ以上の粒子が全粒子数の１０％以下である粒度分布を持つことが必要である。

酸化チタンの含有量は０．３重量％以上とすることで、走行する糸と金属の摩擦を十分に低減することが可能となり、０．８重量％以下とすることで、目的の原糸強度を得ることが可能となり、また製織時に接触する金属と原糸との擦過を抑制することができる。好ましくは０．４〜０．６重量％である。

さらに、全酸化チタンの粒子数の６０％以上が、一次粒子径が０．１〜０．６μｍであり、かつ一次粒子径１．０μｍ以上の粒子が全粒子数の１０％以下であることが必要である。全酸化チタン粒子数の３０％以上が０．２〜０．４μｍ、１．０μｍ以上が全酸化チタン粒子数の８％以下であることがさらに好ましい。本発明者らの検討によれば、製織時の削れやスカムは繊維表面中に存在する粗大粒子部を起点として発生し、たとえ平均一次粒子径を特定範囲で規定しても、粒径分布がブロードであったり、１．０μｍ以上の粗大粒子が一定の割合で混入したりしていた場合、削れ発生を回避することはできない。このように、モノフィラメントに含有している酸化チタンの一次粒子径の分布を特定の範囲に制御することで、製織時の、経糸の筬等との擦過を極力低減することが可能となる。また、酸化チタンの一次粒子径が、０．１μｍより小さいものが多数存在している場合は、モノフィラメントとした際に、繊維表面の摩擦が高くなり、さらに繊維自体が削られやすくなり粉状のスカム発生が増加する問題がある。

酸化チタンの粒径分布を本発明の範囲に制御する方法は特に限定するものではないが、まず添加する酸化チタンは、トーマ氏分散粗粒測定法で５μｍ以上の粗大粒子が３０（個／５．５×１０^―４ｃｍ^３）以下のものを使用することがあげられる。３０を超えると、この後の製造工程で酸化チタンを分級処理しても１μｍ以上の粗大粒子を１０％以下とすることが困難となる。また、酸化チタンの分級方法としては、酸化チタンをエチレングリコールのスラリーとした後、スーパーデカンター等の設備により粗大粒子を遠心沈降させ分離する方法が好ましい。分級させるスラリーは酸化チタン濃度が低い方が安定的に分級可能であり、酸化チタン量がスラリー１００ｃｃ中に２０ｇ以下の濃度であることが好ましい。重合工程を経て、ポリマーをペレット化、さらに繊維化する際には、酸化チタンの２次凝集を抑制することが重要であり、ポリマーが溶融状態の時間を極力短くすることが好ましい。また、本発明の目的を損なわない範囲であれば、酸化チタン以外でもシリカ、アルミナ等の無機粒子や有機顔料のほか抗酸化剤、着色防止剤、帯電防止剤、耐光剤等を少量含有していてもよい。

本発明の範囲であれば、モノフィラメントの形態は特に規定するものではなく、２成分のポリエチレンテレフタレートからなる複合モノフィラメント、例えば芯鞘複合、バイメタル複合でもよいし、単成分の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でもよいが、製糸の容易さと製造コストを考慮すると、単成分のポリエチレンテレフタレートからなることが好ましい。

また、本発明のスクリーン紗用モノフィラメントは、強度が強度５．６〜６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５〜３５％であることが必要である。ここでいう強度および伸度とは、引張試験での破断点における強度および伸度をさす。破断強度を５．６ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とすることで、高強度・高弾性のスクリーン紗とすることが可能で、要求される高い印刷精度に対応することが可能となる。また、６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ以下とすることで、原糸配向が高すぎることで発生する、製織時の削り節状の削れを抑制することが可能となる。好ましい強度の範囲は、５．７〜６．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。また、伸度を２５％以上とすることで、製織をはじめとする高次工程での通過性が向上し、３５％以下とすることで、スクリーン紗とした場合に、紗伸び等発生しない優れた寸法安定性を得ることができる。好ましい破断伸度の範囲は２７〜３３％である。

以下に本発明を詳細に説明する。尚、実施例中の評価は以下の評価方法に従った。

Ａ．固有粘度
オルトクロロフェノール１０ｍｌに対しモノフィラメント０．１０ｇを溶解し、温度２５℃においてオストワルド粘度計を用いて測定した。

Ｂ．酸化チタン一次粒子径分布
得られたモノフィラメントをオルトクロロフェノールに溶解させ溶液とし、溶液の吸光度が１．０〜０．５の範囲となるように濃度を調整し、該溶液を、ＨＯＲＩＢＡ製ＣＡＰＡ−７００を用い、遠心沈降させながら粒径分布を測定した。Ｎ＝１０で測定し、０．１〜０．６μｍおよび１．０μｍ以上の一次粒子径の存在割合（％）の平均値を求めた。

Ｃ．強伸度
東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用いて試長２０ｃｍ、引張り速度２０ｃｍ／分の条件で、応力−歪み曲線から破断点での値を求めた。

Ｄ．トーマ氏分散粗粒数測定
酸化チタン粉末１５．９ｇをエチレングリコール１００ｍｌに入れ、振盪機にて３０分間振盪し、分散させたものを、注射器で２滴トーマ氏血球盤に滴下し、カバーガラスをのせ、３０分静置し、５μｍ以上の粗粒の数を読みとった。測定はＮ＝５で行い、平均値を求めた。

Ｅ．製糸性
後述する実施例の方法でモノフィラメントを得るに当たり、チップ原料１０００ｋｇから得られたモノフィラメントの収率が１００％以下９５％以上を○○、９５％未満〜８０％以上を○、８０％未満〜７０％以上を△、７０％未満を×とし、○○および○を合格とした。

Ｆ．製織性
得られたモノフィラメントを常法に従いスルーザー織機にて３００メッシュのスクリーン紗とし、得られたスクリーン紗の１ｍ^３あたりの削れ欠点発生個数によって評価し、０．０５個以下を合格とした。

Ｇ．総合評価
各評価項目について総合的に判断し、○○、○、△、×の４段階で評価し、○○および○を合格とした。

実施例１
トーマ氏分散粗粒数が２８個の酸化チタン粉末をエチレングリコールに分散させ、チタン濃度２０ｇ／１００ｃｃのスラリーとし、該スラリーをスーパーデカンターにて５．７Ｌ／分の流量で分級処理し、最終的に、酸化チタン濃度１５．９ｇ／１００ｃｃのエチレングリコールスラリーとした。該スラリーを用いて、常法に従い重縮合反応を行い、固有粘度０．７８、酸化チタン含有量０．５重量％のポリエチレンテレフタレートペレットを得た。次いで、該ペレットをプレッシャーメルターで３００℃で溶融・押出し、ポリマー通過時間１５分で紡糸温度３００℃で紡糸パックに導き、８００ｍ／分の速度で一旦未延伸糸を巻き取った。次いで、未延伸糸を、表面温度９０℃の第１ホットロールと表面温度１３０℃の第２ホットロール間で４．４倍で延伸した後、表面速度が第２ホットロールと同速度の冷ロールを介してからスピンドルに巻き取り延伸糸とした。得られた延伸糸は固有粘度０．７３、繊度１３デシテックス、強度５．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３０％であり、含有している酸化チタンは、全粒子数の６８％が、一次粒子径０．１〜０．６μｍの範囲であり、一次粒子径１．０μｍ以上の粗粒は７％であった。製糸性は問題なく、収率は９６％であった。

このモノフィラメントを経および緯糸に用い、常法によって整経し、スルーザー織機にて製織し、３００メッシュのスクリーン紗を得た。この際、工程通過性は極めて良好であり、特に問題は見られなかった。得られた織物を検査した結果、削れ欠点箇所は０．０２８個／ｍ^３と良好な結果が得られた。

実施例２〜３、比較例１〜２
実施例１と同様の酸化チタンエチレングリコールスラリーを使用し、ポリエチレンテレフタレートの重合度を変更した以外は、実施例１と全く同一の方法で、表１および表２にまとめた実施例２、３および比較例１、２の結果を得た。比較例２では製織の際の削れ発生が非常に多いものとなった。

実施例４〜５、比較例３〜４
実施例１と同様の酸化チタンエチレングリコールスラリーを使用し、ポリエチレンテレフタレート中の酸化チタン添加量を変更した以外は、実施例１と全く同一の方法で、実施例４、５および比較例３、４の結果を得た。結果を表１および表２にまとめる。

実施例６、比較例５
実施例６では、スーパーデカンターで処理する酸化チタンスラリーの流量を５．８Ｌ／分、比較例５では、６．１Ｌ／分とした以外は実施例１と同様の方法で実施し、表１および表２にまとめた実施例５および比較例５の結果を得た。比較例５では、粒径分布が実施例１と比較してブロードになっており、製織時の削れ発生も比較的多いものであった。

実施例７、比較例６
実施例７では、トーマ氏分散粗粒数が３０の酸化チタン、比較例６ではトーマ氏分散粗粒数が４５の酸化チタンを使用し、それ以外は実施例１と同様の方法で実施し、表１および表２にまとめた実施例７および比較例６の結果を得た。比較例６では製織時の削れが多いものであった。

実施例８
実施例１と同様の酸化チタンスラリーを使用し、酸化チタン量０．５重量％、固有粘度０．５１および０．７８のポリエチレンテレフタレートペレットをそれぞれ得、これらを別々のプレッシャーメルターで３００℃で溶融・押出しし、別々に３００℃で紡糸パックに導いて芯成分に高粘度、鞘成分に低粘度ポリマー、芯鞘比＝８／２となるように芯鞘型の紡糸口金で合流させ、８００ｍ／分の速度で芯鞘型複合モノフィラメントの未延伸糸を一旦巻き取った。それ以外は実施例１と同様の方法で実施し、表１に記載の実施例８の結果を得た。若干製糸性に劣るものの、製織時の削れ性は良好なものであった。

本発明の方法により得られたスクリーン紗用モノフィラメントおよびスクリーン紗は、高強度、高弾性であり、高精度スクリーン印刷に好ましく用いることができる。

Claims

全粒子数の６０％以上が一次粒子径０．１〜０．６μｍであり、かつ一次粒子径１．０μｍ以上の粒子が全粒子数の１０％以下である粒度分布を持つ酸化チタンを０．３〜０．８重量％含有したポリエチレンテレフタレートからなり、強度５．６〜６．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５〜３５％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。
ポリエチレンテレフタレート単成分からなる請求項１記載のスクリーン紗用モノフィラメント。