JP2580816B2 - スクリーン紗用ポリエステルモノフィラメント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、スクリーン印刷に用いられるメッシュ織物
に好適なポリエステルモノフィラメントに関する。さら
に詳しくは、電子回路などの高度な精密性を要求される
ハイメッシュでハイモジュラスのスクリーン紗を得るの
に好適なポリエステルモノフィラメントに関する。

［従来の技術］ 印刷用のスクリーン織物としては、従来、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。また、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
の有機繊維より成るメッシュ織物、即ちスクリーン紗が
使用されることが多くなっている。就中、ポリエステル
モノフィラメントより成るスクリーン紗は、ナイロンと
比較して水分の影響も少なく、かつ低価格であるために
広く普及しつつある。

しかしながら、最近の電子回路の印刷分野において
は、印刷精度の向上に対する要求が益々厳しくなってき
ており、高強度で、高モジュラスのスクリーン紗が要求
されている。なおかつ、メッシュの細かいものが必要と
され、そのため、用いられるポリエステルモノフィラメ
ントも必然的に高強度、高モジュラスであり、かつ細繊
度のものとする必要がある。

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、原糸の製造過程で、高倍率の延伸を付与
し、高度に配向、結晶化させたものとすれば良いが、ス
クリーン紗の製造工程は、極めて高密度の織物を高速で
製織するため、筬などとの強い擦過を繰り返し受けるこ
とになり、フィラメントの表面の一部が削りとられ、ヒ
ゲ状のあるいは粉状のスカムが発生しやすい。特に、配
向、結晶化の高いものほどこの傾向が激しくなり、製織
を一時中断し、織機の清掃をする必要が生じ、作業性を
損なうと同時に、その部分が織り段となるため、製品欠
点につながる。また、清掃を必要とする程でなくとも、
生じたスカムの一部が紗の中に織り込まれてしまうと、
精密印刷時には印刷の欠点となるため、スカムの発生を
防ぐことは、極めて重要な検討課題である。

このため、スカム発生の軽減を目的にして数多くの改
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38〜60％の高伸度の原糸を経糸に
用いることが提案されている。高伸度糸を用いるという
ことは、原糸製造過程でその延伸倍率を低く設定するこ
とを意味し、必然的に最終製品でモジュラスの高い紗を
得ることが困難となる。即ち、この従来の技術ではスカ
ムの発生を防ぐために、高強度、高モジュラスの特性を
犠牲にしているものである。そのため、よりハイメッシ
ュの紗を得るために、細デニール化をはかると、強力が
不足することになり、製織性を著しく阻害し、精密印刷
用のハイメッシュスクリーン紗を得ることは困難であ
る。従って伸度が低く、モジュラスの高いモノフィラメ
ントを、いかにスカムの発生を抑制しつつ製織できるか
が解決すべき課題である。

また、特開昭62−276048号公報ではポリエステルを芯
とし、例えばナイロンなどの印刷用の乳剤や樹脂との接
着性が良く、かつ削れに対して耐久性のあるポリマを鞘
とした複合モノフィラメントが提案されている。ナイロ
ンはポリエステルに比較して削れが少ないという点で、
スカムの発生は防止できるが、一方、ナイロンは吸湿性
が高く、寸法安定性に欠けるという欠点がある。従っ
て、製織性は改善されるものの精密印刷を精度よくする
本発明の目的は達成されていないのが実情である。

従って、寸法安定性の優れたポリエステルからなる高
強度、高モジュラスのモノフィラメントが必要とされて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明はかかる従来の欠点に鑑み、ポリエステルから
なり、かつスカムの発生の少ないモノフィラメントを提
供するものである。

即ち、本発明の目的は、精密印刷に適した高強力で高
モジュラスで、かつハイメッシュ化が可能な細繊度のポ
リエステルモノフィラメントを提供することを目的とし
ている。

［課題を解決するための手段］ 前記本発明の目的は、ポリエステルよりなる芯・鞘型
複合モノフィラメントにおいて、破断強度が6g/d以上、
伸度10％時のモジュラスが3.5g/d以上、破断伸度が15％
以上、33％未満であり、鞘を形成するポリエステルのガ
ラス転移点温度（Tg）が芯のそれより低く、かつ、35〜
73℃であり、芯：鞘の面積比が70:30〜95:5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
ィラメントによって達成できる。

従来、低伸度のポリエステルモノフィラメントはスカ
ムの発生が激しく、製織が不能であるとされてきた。し
かし、印刷業界の要求は益々厳しく、細繊度でハイメッ
シュの即ち、織密度の高いメッシュ織物を要求してい
る。製織過程で糸に加わる張力は、必ずしもそのデニー
ルに比例するわけではなく、モノフィラメント一本当り
の強力が高いことが必要であり、細くなればなるほど、
より破断強度の高い物とする必要がある。

使用する織機の種類や、製織時の回転数によっても異
なるが、本発明者らの検討によれば、強力が約50g/本以
上あれば、実用的に製織が可能となる。即ち、破断強度
が6g/d以上であれば、9d程度のモノフィラメントが提供
でき、さらに7g/d以上になれば7dまでの細繊度化も可能
となる。従って、モノフィラメントの破断強度は6g/dと
する必要があり、好ましくは7g/d以上である。

一方、強力の高いモノフイラメントからなるハイメッ
シュ紗であっても、印刷時のスキージなどにより加えら
れる応力により歪むと、高度な印刷精度を保つことは出
来ない。そのためにはモノフィラメントのモジュラスの
高いことが必要であり、これは、10％伸度時のモジュラ
スで代表することができる。このモジュラスは3.5g/d以
上とする必要があり、より好ましくは3.8g/d以上であ
る。なお、ここでモジュラスとは、原糸のＳ−Ｓ曲線に
おいて、10％伸度に相当する時の強力をそのデニールで
除した値をいう。

この様な、高破断強度、高モジュラスを達成するため
には、原糸の製造過程で高度の延伸を行なうことが必須
となる。そのために結果として、伸度の低い物となる
が、本発明の目的を達成するためには、モノフィラメン
トの伸度は33％未満であることが必要であり、好ましく
は30％未満である。勿論、糸の取り扱いの上から、伸度
が極端に低いものは好ましくなく、15％以上であること
が必要である。

一方、ポリエステルにおいて高破断強度、高モジュラ
ス化を達成しようとすると、一般にはそれに伴い製織時
のスカムの発生が助長される。これは、ポリエステル繊
維においては、配向、結晶化が進むと、繊維軸方向には
破断強度の増大となって現れるが、それにともない、繊
維は脆くなり、曲げ、剪断、削れなどに対して弱くなる
ためである。最終製品として高破断強度、高モジュラス
が求められる以上、繊維自体前記したような力学特性を
具備している必要があるが、更に本発明においてはスカ
ムの発生を防止することも重要な課題である。

本発明の第二の特徴は、かかる高破断強度、高モジュ
ラス、低伸度のモノフィラメントであって、いかに製織
性を良好に保つかの工夫にある。即ち、本発明では、芯
・鞘型の複合モノフィラメントをすることによってこの
問題を解決した。

本発明者らの検討によれば、Tgの低い共重合ポリエス
テルはスカムを生じ難いことが判明した。一般にTgが低
いということは、非晶部を形成する分子鎖が動き易く、
ガラス状よりゴム状に近いことを意味する。即ち、擦過
に対してもポリマがソフトであり、削れにくいことにな
る。ポリエステルのTgが73℃以下になるとスカム抑制の
効果が顕著に現れることが明らかとなり、本発明に到達
したものである。

前記スカム軽減のみが目的であれば、Tgは低ければ低
いほど良いことになるが、一方、Tgが室温付近になる
と、使用時の寸法安定性に欠けるため、本発明の目的で
ある、精密印刷用途には適さない。従って、精密印刷に
適したポリエステルとしてのTgは35℃〜73℃とする必要
がある、より好ましくは45〜65℃である。

かかるTgを有するポリマは、結晶性ポリエステルに分
子鎖の屈曲性を増すモノマ、あるいは、立体障害を生じ
にくいモノマや比較的分子量の低いポリマを共重合する
ことによって得られる。例えばポリエチレンテレフタレ
ートの場合、その好適な共重合体は、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を挙げること
ができる。

共重合量は、選択した共重合体によって、一概には決
められないので、前記したように、Tgが35℃〜73℃とな
るように適宜決定すれば良い。

また、一般には低重合度（低粘度）ポリマは高重合度
（高粘度）ポリマに比べ、熱により、結晶化し易くタフ
ネスが劣り、脆なる傾向を示す。従って、本発明の鞘成
分としては〔η〕が0.55以上の高重合度ポリマとするこ
とが好ましい。

しかるに、Tgの低い、共重合ポリエステルは一般に、
ソフトである半面、破断強度、モジュラスあるいは伸度
を高くすることが困難である。従って、そのままでは本
発明のモノフィラメントの力学特性を満足するものを得
ることは出来ない。本発明においては、この点に関し
て、複合構造を採用し、鞘成分のみにTgの低いポリマを
配すことにより、この問題を解決した。

即ち、製織時に綜絖や筬などと接触し、削られるのは
表面のポリマである。従って表面にTgの低いポリマを配
しておけば十分である。破断強度やモジュラスあるいは
伸度などの力学特性は、芯を形成するポリマに期待すれ
ば良い。

この様な考え方に基づいているため、芯の比率は相対
的に高く設定することが必要であり、芯：鞘の面積比は
少なくとも70:30以上とする必要があり、好ましくは80:
20以上である。

本発明では、芯、鞘いずれもポリエステルであり、そ
のために複合の界面で剥離を生じることは少ないが、鞘
が薄くなり過ぎると、繊維表面の一部で芯のポリマが露
出したりする、いわゆる複合異状を生じ易くなる。その
ため、スカム発生を抑制するための効果が減少すること
になるため、面積比の限界は95:5である。

すなわち、70:30〜95:5の範囲であれば、良好な複合
状態が確保でき、かつ、スカム発生の抑制が可能であ
る。鞘の厚みは厚くても５μ以下程度とするのが適切で
ある。本発明で芯を構成するポリエステルとしてはコス
トなども考慮すると、衣料用途、産業用途で大量に使用
されているポリエチレンテレフタレートが最も好ましい
が、剛性率の高い1,2−ビス（フェノキシ）エタン−4,
4′ジカルボン酸や、2,6ナフタレンジカルボン酸とエチ
レングリコールからなるポリエステル、また、全芳香族
の液晶ポリエステルなども用いることが出来る。いずれ
にせよ、鞘を構成するポリマよりTgの高いことが必要で
あり、具体的にはTgが78℃以上であることが好ましい。
この範囲であれば、必要に応じ、さらに第三成分を添加
したり、共重合しても良い。

本発明の複合モノフィラメントを得るための具体的な
方法は、従来公知の複合紡糸法を適用することができ
る。即ち、芯および鞘を形成するポリマをそれぞれ独立
に溶融計量し、口金背面で芯・鞘構造となるように合流
させ、同一吐出孔から吐出させることにより得られる。

モノフィラメントの糸断面形状は、円形であることが
望ましい。その理由は、変形断面であると、感光乳剤を
硬化させるに際してハレーションを生じて印刷精度に悪
影響を与える場合がある。また、円形に比較して、変形
断面糸は真直性に劣り、目開き（オープニング）の均一
なスクリーンを得難いなどの欠点を有するためである。
ただし、芯の形状および本数は、必ずしも相似形で一本
である必要はなく、適宜必要に応じ選択決定することが
できる。

［実施例］ 以下に実施例により、本発明の効果を具体的に詳述す
るが、実施例中の評価は以下の方法に従った。

Tg: 使用ポリマの粉末10mgを採取し、示差走査熱量計（パ
ーキンエルマー社製:DSC−４型）を用いて、16℃／分で
昇温しつつ、昇温過程で発現するガラス転移に伴うピー
クを、パーキンエルマー社のデータ処理システムで処理
し、ガラス転移温度Tg（℃）を求める。

スカムの評価： スルーザー型織機により織機の回転数350rpm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
続して製織を行なうことが不能と判断されるときに停機
し、筬の洗浄を行った。その時点の製織長さを筬洗浄周
期（ｍ）とする。この洗浄周期が短いほどスカムの発生
が多いことを示す。

紗のモジュラス： 定速緊張型引張試験機を用いて、JIS L1068−1964記
載のラベルド・ストリップ法により、試験幅5cm、つか
み間隔20cm、引取速度20cm/分で、紗の強力−伸度曲線
を得、伸度10％に相当する時の強力（kg）を紗のモジュ
ラスとする。

実施例１ 固有粘度［η］＝0.80のポリエチレンテレフタレート
（Ａ）を複合モノフィラメントの芯成分として準備し
た。このポリマのTgは79℃であった。一方、鞘成分とし
ては分子量1000のポリエチレングリコールをポリエチレ
ンテレフタレートの重合時に８重量％添加した、固有粘
度［η］＝0.67のポリマ（Ｂ）を準備した。このポリマ
のTgは58℃であった。

従来公知の複合紡糸の方法に従い、紡糸温度295℃、
Ａを芯とし、Ｂを鞘とする同心円型複合モノフィラメン
トを1000m/分で紡糸した。この時の芯鞘の複合比率は面
積比で90:10とした。得られた未延伸モノフィラメント
を90℃および140℃に加熱された一対のホットロールを
用い、種々の延伸倍率で延伸し、繊度８デニールの延伸
モノフィラメントを得た。該モノフィラメントを製織
し、仕上加工をして330メッシュのハイメッシュ紗とし
た。延伸条件及び原糸の特性並びに紗の評価結果を表１
に示す。

実験No.1はモノフィラメントの破断強度が低く製織時
に糸切れが発生した。実験No.2はモノフィラメントのモ
ジュランスが低いため、モジュラスの低い紗となり、印
刷精度の悪い紗であった。実験No.6は伸度が低く長時間
の連続製織が出来ないので、好ましくなかった。実験N
o.3、４、５は高強度、高モジュラスモノフィラメント
であっても製織時のスカムの発生は少なかった。又、高
モジュランスハイメッシュ紗であり、線幅80ミクロンの
高度な精密印刷を可能とした。

施例２ 実施例１に従って固有粘度0.75のポリエチレンテレフ
タレート（Ａ）を芯成分として、Tgの種々異なる共重合
ポリエステルを鞘成分とし、芯鞘面積比の異なる単糸デ
ニールが７デニールの芯鞘複合フィラメントを得た。該
モノフィラメントを製織し、仕上加工をして360メッシ
ュのハイメッシュ紗を得た。それぞれの複合フィラメン
トのスカム評価結果を表２に示す。なお表中の寸法安定
性は3000枚印刷時の印刷パターンの歪みの程度を観察
し、歪みの少ないものを良、多いいものを不良とした。

実験No.7は共重合成分が少ないため共重合ポリエステル
のTgが高く、製織時スカムが発生した。実験No.11はTg
が低すぎるため、印刷時の寸法変化が大きく印刷物の印
刷パターンの歪みが大きく、そのため印刷精度の悪い紗
であった。実験No.14はTgの高くなる共重合成分を使用
したため共重合ポリエステルのTgが高く、製織時スカム
が発生した。実験No.15は芯成分の面積比が小さいため
低伸度となりスカムが発生した。実験No.16は鞘成分の
面積比が小さいため、スカム発生抑制効果がなくなりス
カムが発生した。実験No.8、９、10、12、13が本発明で
あり、高強度、高モジュラス原糸であってもスカムの発
生のないものであった。また、得られたハイメッシュ紗
は高モジュラス紗であって、線幅70ミクロンの高度な精
度印刷を可能とした。

［発明の効果］ 本発明のポリエステルよりなる芯鞘型複合モノフィラ
メントによれば、スカムの発生を抑制する鞘成分にスカ
ム発生のないガラス転移点の低いソフト性を有する共重
合ポリエステルを用い、芯成分にモノフィラメントの力
学特性を発揮するポリエステルを用いることにより、高
強度、高モジュラス、かつ低伸度モノフィラメントであ
っても、従来問題となっていた製織時のスカムの発生の
問題を解決することができた。その結果、細繊度モノフ
ィラメントからなるハイメッシュ、高強力高モジュラス
の紗を得ることが可能となり、印刷時の寸法変化のない
線幅100ミクロン以下の高精密印刷を精度よく印刷する
ことが出来るようになった。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエステルよりなる芯・鞘型複合モノフ
   ィラメントにおいて、破断強度が6g/d以上、伸度10％時
   のモジュラスが3.5g/d以上、破断伸度が15％以上33％未
   満であり、鞘を形成するポリエステルのガラス転移点温
   度（Tg）が芯のそれより低く、かつ、35〜73℃であり、
   芯：鞘の面積比が70:30〜95:5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。
2. 【請求項２】単糸デニールが９デニール未満である請求
   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。
3. 【請求項３】芯を形成するポリエステルがポリエチレン
   テレフタレートであり、鞘を形成するポリエステルがポ
   リエチレンテレフタレートを主成分とする共重合ポリエ
   ステルである請求項（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。