JPH02277818A - スクリーン紗用ポリエステルモノフィラメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、スクリーン印刷に用いられるメツシュ織物に
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高
強度で弾性率が高く、かつ寸法安定性に優れたスクリー
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ツシュ織物
が広く使用されてきた。また、柔軟性や耐久性が重視さ
れ、ナイロンやポリエステルなどの有機繊維より成るメ
ツシュ、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、かつ低価格であることもあって広く普及しつ
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、寸法安定性に優れ、高強度で、高弾性率のスクリー
ン紗が要求されている。また、メツシュの細かい高密度
の織物が必要とされ、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、高弾性率であり
、かつ細デニール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、高弾性率化するた
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
晶化の高いもの程この傾向が激しくなり、製織を一時中
断し、清掃をする必要が生じ、作業性を損なうと同時に
Ｒ機を停止した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
その部分が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。

特に、上記した、高強度、高弾性率のモノフィラメント
で、かつスカムの発生の少ない、製織性に優れたものを
両立させることは非常に困難であった。また、同時に寸
法安定性も満足するものは、得られて、いなかった。

スカムの軽減を目的にした改善技術は数多く提案されて
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。しかしながら、高伸度糸を得ると
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、必然的にモジュラスの高い紗を１ｑる
ことか困難となる。また、特開昭５９２０７２８９号公
報は、同心円状の芯鞘構造とし、鞘の酸化チタン含有量
を少なくすることにより、スカムの軽減を図ろうとする
ものである。

確かに、酸化チタンの脱落に対しては効果が市るが、５
Ｑ／ｄあるいはそれ以上の高強度のモノフィラメントの
場合には、表面の酸化チタン含有量の減少にともない、
表面がより平滑になり、摩隙係数が増大する結果、かえ
ってスカムの発生を助長する場合もある。

ざらに、特開昭６２−２１５０１３号公報では、モノフ
ィラメント原糸の強伸度曲線に注目し、破断伸度の７５
％以上の後半の部分に相当する曲線の立ち上がりが大き
いことを特徴とする技術が提案されている。確かに、該
発明に記載されているように、紗張り工程における破れ
に対しては、このような技術は有効であると思われる。

また、破れを避けることは紗を製造するために当然のこ
とではあるが、ただ単に、製造過程で破れなければ良い
というものではなく、その上に実用上は、使用時の寸法
安定性の良いことが重要である。即ち、実際に印刷工程
でかかる歪みは破断伸度よりは遥かに小さく、より小ざ
い歪みにおける寸法安定性が問題となるのである。

また、特開昭６２−１８４１１６号公報には、伸びが１
０％に相当する時の強度を低く保ち、かつ、２００′Ｃ
１１５分の乾熱収縮率を１２％以下とするモノフィラメ
ントが提案されている。

これも上記と同様、１０％伸度時の強度が低いために、
使用時の寸法安定性に欠けるという欠点がある。

［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、スカムの発生の少ない高強度、高弾性率のモノフィ
ラメントであり、かつ、印刷時の寸法安定性にも優れた
スクリーン紗を製造するのに好適なモノフィラメントを
提供するものである。

［課題を解決するための手段］ 前記本発明の目的は、平均粒径０，２５〜０゜５５μの
酸化チタンを０．４〜０．６重量％含有するポリエステ
ルからなり、下記特性を満足するポリエステルモノフィ
ラメン１〜により’ｙＷ成される。

く１）　強１【≧５　ｇ／　ｄ （２）　　Ｆ　１２．５／　Ｆ　ｂ≧０．６５本発明者
らは、前記目的を達成すべく鋭意検討し、強度が５（Ｊ
／ｄ以上と、高強度でありながら、スカムの発生の少な
いスクリーン紗用モノフィラメントを製造する技術を見
出したものである。

本発明でいうポリエステルとは、テレフタル酸とエチレ
ングツコールからなるポリエチレンテレフタレートを主
たる対象とするが、酸成分の一部として、他の二官能性
カルボン酸、例えば、イソフタル酸、ナフタレンジカル
ボン酸、ｐ−オキシ安息香酸、アジピン筬、シュウ酸、
レバモジ駿、１，４−シクロヘキサンジカルボン駿など
の芳香族、脂肪族、脂環族の二官能性カルボン酸などを
含むことができ、また、ジオ“−ル成分としても、テト
ラメチレングリコール、シクロヘキサンジメタツール、
ネオペンチルグリコール、ポリオキシアルキレングリコ
ールなどを一部に含むものであっても良い。また、極限
粘度は０．６５以上、好ましくは、０．７２以上、より
好ましくは、０．８〜１．２でおることが、高強度のモ
ノフィラメントを得るのに適している。

一般に、スクリーン紗においては、印刷用の原版焼き付
は工程におけるハレーションを防止するために、艶消し
剤の添加されたものが用いられる。艶消し剤としては、
各種の無機粒子が考えられるが、粒子の硬度が高すぎる
と、工程中のガイドや織機の筬などを摩耗し易く、また
、ポリマとの屈折率が接近すると、艶消し効果が軽減す
るなどの問題もおり、衣料用繊維でも広く使われている
酸化チタンが最も適している。

衣料用繊維においては一般に鼠化チタン粒子の平均粒径
は０．６〜０．８μ程度でおる。また、その含有量は目
的により異なり、０．１〜２張看％程度が一般的である
。

（〕かるに、本発明者らの検討によれば、この酸化チタ
ンが、製織時のスカムの発生に強く関与していることが
認められた。

特に、本発明の目的である、高強度、高弾性率のフィラ
メントにおいては、強度の増大に伴い製織時のスカムの
発生が助長される。従って、擦過体との摩擦抵抗を下げ
、モノフィラメントの表面の平滑性を高めておくことが
重要であり、川に、前記したようなハレーションや艶消
しなどの光学的な効果のみならず、スカム発生防止の観
点から、添加する酸化チタンの性状を適正化しておく必
要がある。

即ち、含有量が少なくなると、粒子により形成される微
少な凹凸がなくなり、摩擦抵抗が増大するため、酸化チ
タンの含有量はポリエステルに対して０．４重量％は必
要であり、一方、添加呈が多くなると、酸化チタンその
ものが削りとられ、スカムとなって滞積するようになる
ので、０．６重量％が限度でおる。

しかしながら、この様な含有量であっても、酸化チタン
粒子の粒径が大きく、特に二次的に凄集した粗大粒子を
含むものにおいては、スカムの発生が著しい。本発明者
らの検討によれば、平均粒径を０．２５〜０．５５μと
することによって、上記問題点が解消されることが判明
した。０．５５μより大きな粒子が多数存在すると、そ
の粗大粒子の部分がスカムの発生原因になり、白色の粉
末状スカムが大量に見られる。

より好ましくは０．３０〜０．４μである。しかし、粒
径が０．２５μを下まわるようになると、粒子により形
成される表面の微細な凹凸による摩擦の低減効果が少な
くなり、ポリマ自体が削れ易くなる。また、酸化チタン
は、微細化し比表面積が増大すると、ポリエステルとの
反応活性を示すようになり、ポリマが着色したり、甚だ
しい場合には、重合度が上がらなくなったりするため、
０．２５μより粒径の細かいものは好ましくない。

特に、本発明は、高強度、高弾性率の七ノフイラメント
を対象としており、ポリエステル繊維としてはスカムが
生じやすい構造になるため、スカムの発生を抑制するた
めには、酸化チタンの含有量と同時に、その粒径を前述
の如く特定化することが必須でおる。

一般に酸化チタンは、ポリエステルの重縮合反応が完結
するまでの任意の段階で添加することが出来る。ただし
、添加に当っては、市販の酸化チタン微粉末を単にその
まま用いても、上記粒径範囲に保つことは出来ない。市
販の微粉末酸化チタンには数多くの凝集粗大粒子が含ま
れており、それらを分散、分級する必要がある。

即ち、平均的な一次粒子径ではなく、凝集状態などの反
映された結果としての平均粒径が重要なのである。

この様な、分散、分級を行うための具体的な方法として
は、まず酸化チタンの微粉末（例えば、ＢＥＴ法で得た
平均−欠粒径０．８μ以下）をエチレングリコールなど
の溶媒中で、攪拌、分散し、次いで遠心分離、沈降など
により粗大粒子を分離し、ろ過などの工程を経て準備す
ることができる。撹拌、分散に際しては、ホモジナイザ
ーやサンドグラインダを用いることも出来るが、酸化チ
タンより硬度が高く、かつ粒径が数１００倍以上大きな
他の粒子と同時に攪拌することによって効率良く行うこ
とが出来る。

本発明では、かかる特定の酸化チタンを含有するポリエ
ステルを原料とすることにより、５ｑ／ｄという高強度
のモノフィラメントにおいてスカムの発生を抑制せんと
するものであるが、それでもなお、高倍率延伸により、
高強度、高弾性率のモノフィラメントになると、それだ
けでは不十分であることが判明した。即ち、ポリエステ
ルは、高度の延伸により配向、結晶化が進むと、繊維軸
方向には強度の増大となるが、一方繊維は脆くなり、曲
げ、剪断、削れなどに対してはかえって弱くなるためで
ある。

そこで、本発明者らはスクリーン紗の実際の使用時の挙
動を詳細に検討し、延伸倍率をそれほど高くしなくとも
、スクリーン紗の寸法安定性を確保する手段を見出した
。即ち、実際の印刷時にスクリーン紗にかかる歪みは１
０〜１５％であることが明らかとなった。したがって、
スクリーン紗を構成するモノフィラメントにおいても１
０〜１５％の歪みに相当する張力が高ければ良いことに
なる。

一般にポリエステルフィラメントの強伸度曲線は図１の
（Ａ＞に示すように初期に立ち上がり、その後降伏を示
す。降伏点の伸度は１０％より遥かに低い値である。し
かしながら、前述の印刷時に紗にかかる歪みを考慮する
と、１０〜１５％の歪みに相当する張力が高くなければ
ならない。したがって本発明では伸度が１２゜５％の時
の強力く以下Ｆ１２．５と表示する）に注目し、破断時
の強力との対比でこれを適正化した。

理想的に言えば、たとえ低い伸度で降伏しようとも、Ｆ
　１２．５が高ければよいわ【プであるが、ポリエステ
ルのごとき有ｍｌ維では、このような金属的な降伏現象
は期待できない。すなわち、図１の（８）に示すように
、明瞭な降伏を示さず、かつ、Ｆ　１２．５の高いもの
が好ましいのである。本発明者の検討によれば、この値
は破断時の強力（以下Ｆｂと表示する）の６５％以上、
好ましくは７０％以上とする必要がおることが判明した
。

単に、使用時の寸法安定性だけに注目すれば、このＦ１
２．５は高ければ高いほど良いことになる。

しかしながら、実用に耐えるスクリーン紗とするために
は、前述した通りスカムの発生のないことが重要である
。ただ単に延伸倍率を高くし、Ｆ　１２．５を高めたも
のは、スカムの欠点により実用的でない。すなわち、強
伸度曲線の勾配を単に大きくすることではスカムの解消
は図れず、むしろ途中の勾配を低くし、上方にふくらみ
のある形状にすることが好ましいという結論に達したの
である。

図１に示す通常のポリエステルモノフィラメント（Ａ＞
ではＦ１２．５／Ｆｂは０．６ないしそれ以下である。

そのため、Ｆ１２．５を高くすると、Ｆｂがざらに高く
なり、結果として結晶配向度の極めて高いものとなり、
スカムが生じ易くなるのである。したがって本発明のポ
リエステルモノフィラメント（Ｂ）の様な強伸度曲線を
とることが好ましい。

かかる特性のポリエステルモノフィラメントを得るため
の好ましい具体的な方法は、以下に述べる方法によるこ
とができるが、必ずしもこれに限定されるものではない
。

前記したような酸化チタンの粒径と含有量を満足するポ
リエステルを常法に従い溶融紡糸し、延伸を施すことに
より得られる。紡糸工程で一旦未延伸糸として巻き取り
、改めて延伸工程に供給する事も出来るが、紡糸工程と
直結して延伸を行う方が好ましい。少なくとも、熱ビン
や熱板などと接触飲過する延伸方法は避けるべきでおる
。これらの擦過体により傷が付けられると、製織時にス
カムの原因となるためである。

直接紡糸延伸においては、数対の加熱ボデーロールを用
い、−段または多段で延伸し、しかる浚、熱処理を施す
。この時、「１゜、５／Ｆｂが０．６５以上となるよう
に熱処理時の温度、緊張率を定める必要がある。これら
の値はポリマ組成や延伸倍率などによっても異なるが、
若干の弛緩処理することも出来る。ただし、弛緩率が高
すぎると、Ｆ　１２．５が低下し、Ｆ１２．５／Ｆｂを
０．６５以上に保つことが出来なくなる。ポリエチレン
テレフタレートの場合であれば、この緊張率は一２％〜
５％程度とするのが良い。

また、この時の温度は熱処理時間にもよるが、セット性
を付与するためには、ポリエステルの結晶化温度より高
く、かつ、２００′Ｃ未満としておくことが好ましい。

スクリーン紗の製造過程では製織後、寸法安定性を付与
するために、織物を経および緯に緊張しつつ熱処理を施
すが、この時の温度は一般的に最高でも２１０’Ｃ程度
である。したがって原糸の製造過程でこれより高い温度
で熱セットされていると、織物でのセットが十分に行え
ないためで必る。

かかる熱処理を施すことによって本発明のモノフィラメ
ントの乾熱収縮率は１０％以下であり、かつ乾熱収縮応
力は０．３５ｑ／ｄ以下となる。このことは前記織物の
セット工程で、原糸の収縮に抗して経緯共に十分な緊張
を付与することが可能となり、寸法安定性の極めて良好
なスクリーン紗とすることができる。原糸の乾熱収縮率
や、収縮応力が高いと織物に均一な張力を付与すること
が難しく、オープニングの均一なものが得られないばか
りでなく、局部的な応力集中により破断じてしまう恐れ
もある。

このように本発明では第一にポリマ中に存在する酸化チ
タンの粒径および含有量を特定化し、第二にモノフィラ
メントの１２．５％伸度時の強力を高く保ち、かつ、熱
特性を適正化することにより、製織時にスカムの発生が
少なく、熱セット性の良い寸法安定性に優れたスクリー
ン紗を製造することを可能とするものである。

［実施例］ 以下、実施例を必げて本発明を具体的に説明する。

（強伸度曲線） 東洋ボールドウィン社製テンシロン引張試験機を用いて
試料長２００＃、引張速度２００ｓ／分、チャート速度
３００跡／分で強力伸度曲線（強伸度曲線）を求めた。

破断時の強力をデニールで徐した値を強度とした。又伸
度１Ｑ％時の強度を原糸モジュラスとした。

（平均粒径） モノフィラメント中に含有する無機粒子に対しＯ−クロ
ロフェノールの重量比が約１：２５゜０００となるよう
にモノフィラメントを秤量し、マグネチックスターラー
を使用して０−クロロフェノールに溶解した。該溶液に
ついて堀場遠心式自動粒度分布測定装＠ｃＡＰＡ−５０
０を用いて平均粒子径（μ）をｊｑた。１０回のくり返
し測定をおこないその平均値を平均粒径（μ）とする。

（乾熱収縮率） ０．１ＣＩ／ｄの荷重をかけつつ、原反ｆｌｏを測定し
た後、０．１ｍｙ／ｄ７Ｊ［Ｉ重下１６０°Ｃのオ−ア
ン中で１５分間処理する。処理後０．１ｑ／ｄの加重下
でα１を測定し、下式で求めた。

（乾熱収縮応力） カネボウエンジニアリング製熱応力測定器ＫＥ−２型を
用い、１５０°Ｃ／ｍ１ｎｒ−昇温し、乾熱収縮率応力
曲線を求める。この曲線の応力のピークを乾熱収縮応力
（ｇ／ｄ）とした。

［スカムの評１百］ スルーザー型織機により織機の回転数３５０１”ｐｍと
してメツシュ織物を製織する。筬の汚れ具合を観察しつ
つ、継続！！械不能と判断されるときに停機し、筬の洗
浄を行った。その時点の製織長ざを筬洗浄周明（ｍ）と
する。この洗浄周期が短いはどスカムの発生が多いこと
を示ず。

［紗のモジュラス］ 定速緊張型引張試験機を用いて、ＪＩＳ　　Ｌ１０９６
−ゴ９７９記載のラベルド・ストリップ法により、試験
機幅５　ｃｍ、つかみ間隔２０ｃｍ。

引張速度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（Ｋ３）を紗のモジュラス
とする。

実施例１ ８２丁法で得た平均−次粒径０．２０μの二酸化チタン
粉末をエチレングリコール中で平均粒子径１００μのガ
ラスピースとともに３５０Ｑｒｐｍで３．５時間潰拌し
、フィルターで一過しガラスピースを分離し二酸化チタ
ン含有エチレングリコールを１ｑだ。該エチレングリコ
ールを用いて常法により重縮合反応を実施して極限粘度
［η］＝０．８２のポリエチレンテレフタレートを１＊
た。次いで通常の紡糸部と１個の無加熱ボデーロールと
３個の熱ホットローラを具備する巻取部からなる直接紡
糸延伸機により、第１ゴデーロール至温、第２ゴデーロ
ール９５℃、第３、第４ゴデーロール１８０℃、第２〜
第３ゴデーロール間の倍率３．４倍、第３〜第４ゴデー
ロール間の緊張率１．０％の条件で１１．８デニールの
モノフィラメントを得た。

得られたモノフィラメント中の酸化チタンの平均粒径、
および含有量はそれぞれ０．３３μ、０．４８重量％で
あった。又、原糸の強伸度曲線において、強度５．５ｇ
／ｃｊ、伸度４ｏ％、モジュラス３．８０／ｄ、Ｆ１２
，５／Ｆｂは０゜７６であった。

１ｑられたモノフィラメントをスルーザー織機にて、織
密度３２０メツシユの織物を得た。筬洗浄周期は１４０
０ｍでありスカムの発生は極めて少なかった。又得られ
た紗のモジュラスは２３Ｋｇであり、ハイメツシュ紗で
あった。該紗を用いて３０００枚の高精密印刷を実施し
た。

印刷物のズレはなく寸法安定性の極めて良いものであっ
た。

比較例 実施例］で二酸化チタンの特別の分散手法を用いないで
極限粘度［η］＝０．６４のポリエチレンテレフタレー
トを得た。実施例１と同様の直接紡糸延伸をおこない１
１．８デニールのモノフィラメントを得た。モノフィラ
メント中の平均粒径、および含有量はそれぞれ０．７μ
、０．４８重量％であり、原糸の強伸度曲線において強
度５．２ｇ／ｄ伸度４５％、モジュラス２．９ｇ／ｄ、
Ｆ１２．５／Ｆｂ０．６１であった。

得られたモノフィラメン１−をスルーザー織機にて、織
密度３２０メツシユの織物を得た。筬洗浄周期は５００
ｍでありスカムが発生した。又得られた紗のモジュラス
は’＋８Ｋｇであり低モジュラスであった。該紗を用い
て３０００枚の高精密印刷をしたが、印刷物にズレが生
じ寸法安定性の悪いものでおった。

実施例２ 実施例１に従って、酸化チタンの種類と分散方法と添加
量、およびボデーロール温度とボデーロール間の倍率、
緊張率を変更して表１に示す種々のモノフィラメンを得
た。各モノフィラメントのスカム評価、紗のモジュラス
、寸法安定性の評価結果をおわせで表１に示す。表１に
おいて実験Ｎｏ、　１．３．４．５はそれぞれ酸化チタ
ンの平均粒子径が小さい場合と大きい場合と添加量が少
ない場合と多い場合であり、いずれの場合もスカムの発
生が多く問題であった。

実験Ｎα６は強度が低く製織時糸切れが発生した。

実験Ｎα７はＦ１２．５／Ｆｂが低く、得られた紗のモ
ジュラスが低いとともに、高精度印刷時の寸法安定性が
悪かった。実験Ｎα２．８が本発明であり、スカムの発
生が極めて少なくかつ紗のモジュラス、寸法安定性の評
価ともに優れていることが判る。

（以下余白） 実施例３ 実施例ゴに従って、ボデロール温度とボデロール間の倍
率、緊張率を変更して表２に示す種々モノフィラメント
を得た。３２０メツシユに製織後、紗の寸法安定の評価
を実施した。あわせて表２に示す。なお得られたモノフ
ィラメントは極限粘度［η］＝０．８２酸化チタンの平
均粒径は０．３μ、含有ｄは０．４５％であった。

（以下余白） 乾熱収縮率、乾熱収縮応力が高くなると実験Ｎα９のよ
うに紗の加工の除砂の破れが発生しやすくなる傾向にあ
り、又実験Ｎα１０のように紗の寸法安定性が悪くなっ
たり、オープニングの均一性が悪くなったりする傾向に
あった。

実施例４ 実施例１の装置を用い、使用するポリエチレンテレフタ
レートの極限粘度［η］を種々変更して表３に示す繊度
７デニール、平均粒径０゜５μの酸化チタンを０．５重
量％含有するポリエステルフィラメントを得た。あわせ
てスカムの評価結果を表３に示す。

表　　　　３ 表３から極限粘度［η］が高い程、高強度モノフィラメ
ントが得られることがわかる。

［発明の効果］ 本発明のモノフィラメントはモノフィラメント中に微細
な酸化チタン粒子を含有しているために、紗としたとき
にスカムの発生がない高強度、高弾性のモノフィラメン
トであるばかりでなく、高精度印刷において極めて優れ
た寸法安定性のあるスクリーン印刷用ポリエステル紗を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のポリエステルモノフィラメント（Ａ）と
、本発明における代表的なポリエステルモノフィラメン
ト（Ｂ）の強伸度曲線である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均粒径０．２５〜０．５５μの酸化チタンを０
   ．４〜０．６重量％含有するポリエステルからなり、下
   記特性を満足するスクリーン紗用ポリエステルモノフィ
   ラメント。（Ａ）強度≧５ｇ／ｄ （Ｂ）Ｆ＿１＿２＿．＿５／Ｆ＿ｂ≧０．６５（ここで
   、Ｆ＿１＿２＿．＿５は、原系の強伸度曲線において、
   伸度１２．５％に相当する時の強力、Ｆ＿ｂは破断時の
   強力をそれぞれ表わす。）（２）乾熱収縮率が１０％以
   下であり、かつ乾熱収縮応力が０．３５ｇ／ｄ以下であ
   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。