KR20200105848A - 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하는 메쉬 직물 - Google Patents

Abstract

액정 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 메쉬수가 350개/인치 이상이며, 또한 사 두께가 25㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 메쉬 직물. 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 메쉬수가 크고, 사 두께가 작은 메쉬 직물에서, 스크린판으로 했을 때에 페이스트의 투과 체적이 작아 박막 인쇄에 적합한 메쉬 직물을, 액정 폴리에스테르 섬유에 있어서 발생하기 쉬운 제직 공정에서의 피브릴화와 내마모성의 저하를 방지하면서, 소성 변형되기 어려운 고강도와 우수한 내약품성으로 제공한다.

Description

액정 폴리에스테르 섬유를 포함하는 메쉬 직물

본 발명은 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하기 때문에 고강도이며 소성 변형되기 어렵고, 내약품성이 우수하고, 또한 메쉬수가 크고, 사(紗) 두께가 작기 때문에 스크린판으로 했을 때에 페이스트의 투과 체적이 작아, 박막 인쇄에 적합한 메쉬 직물에 관한 것이다.

액정 폴리에스테르 섬유는, 고강도, 고탄성률, 내약품성의 특징으로 대표되는 슈퍼 섬유 중에서 유일하게 용융 방사에 의해 제조되는 섬유이며, 섬유의 진원성이 우수하여 메쉬 직물용의 모노 필라멘트에 적합하다. 한편 액정 폴리에스테르 섬유는 내마모성이 떨어지고, 특히 제직 공정에서의 피브릴화가 발생하기 쉽기 때문에, 메쉬 직물로 하기 위하여 내마모성 향상이 요망되고 있다.

액정 폴리에스테르 섬유의 내마모성 개선에 대해서는, 액정 폴리에스테르 섬유를, 시차 열량 측정에 있어서 50℃에서부터 20℃/분의 승온 조건으로 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크 온도(Tm1)+10℃ 이상의 온도, 즉 융점+10℃ 이상에서 열처리하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1, 2 참조). 이 기술에 의해 내마모성은 향상되어 제직 가능한 액정 폴리에스테르 섬유가 얻어지고 있지만, 필터, 스크린 인쇄용 등의 메쉬 직물에 대해서는, 성능 향상을 위하여 직밀도의 고밀도화(고메쉬화)가 요구되고 있고, 또한 전자 회로 관계의 스크린 인쇄용 메쉬 직물에 대해서는, 도전성 페이스트의 사용량 삭감을 위해 투과 체적의 감소가 요구되고 있다.

여기서 메쉬의 투과 체적에 대하여 설명한다. 투과 체적(cc/㎡)이란 메쉬 직물 1㎡에 있어서의 개구부(투과부)의 체적을 나타내는 지표이다. 투과 체적은 스크린 인쇄에 있어서 메쉬에 보유 지지되는 페이스트량과 정의 상관이 있는 것이 알려져 있고, 투과 체적이 작을수록 페이스트 사용량이 적고, 인쇄 막 두께가 얇은 인쇄를 행할 수 있다. 이 투과 체적은 사 두께(㎛)를 사용하여 이하의 식으로 구할 수 있다.

투과 체적=OPA/100×사 두께

여기서 OPA(％)란 오프닝 에어리어이다. 오프닝 에어리어란 메쉬의 개구부의 면적 비율을 나타내는 지표이며, 이하의 식으로 구해진다.

OPA=OP²/(OP+섬유 직경)²×100

여기서 OP(㎛)란 오프닝이며, 메쉬 직물에 있어서의 섬유와 섬유 간의 거리, 즉 개구부의 변의 길이를 나타내고 있다. OP(㎛)는 메쉬 직물 2.54㎝(=1인치)폭당의 섬유 개수인 메쉬수(개/인치)와 섬유 직경(㎛)으로부터 이하의 식으로 산출할 수 있다.

OP=25400/메쉬수-섬유 직경

상기 관계로부터 알 수 있는 바와 같이, 투과 체적 감소에는 OPA를 작게 하고, 사 두께를 작게 하는 것이 필요하고, OPA를 작게 하기 위해서는 OP를 작게, 섬유 직경을 크게 하는 것이 유효하다. 또한 OP를 작게 하기 위해서는 메쉬수를 크게 하고, 섬유 직경을 크게 하는 것이 유효하다.

그러나 섬유 직경이 너무 클 경우, 메쉬 직물에서의 섬유의 교점의 높이가 사 두께와 관계하기 때문에 사 두께가 커져 투과 체적이 커진다는 과제가 있다. 또한 스크린 인쇄에 있어서는 메쉬의 섬유 부분은 페이스트가 투과하지 않지만, 섬유 부분의 후방측으로 페이스트가 돌아 들어가고, 인쇄 후에 페이스트의 표면 장력으로 레벨링함으로써 막 두께가 균일해지는 것인데, 섬유 직경이 너무 크면 페이스트의 돌아 들어가기가 불충분해져 막 두께 불균일이 발생하는 과제가 있다. 이러한 점에서 투과 체적의 감소를 위해서는, 메쉬수가 크고, 사 두께가 작은 메쉬가 요망되고 있다.

이 과제에 대하여 액정 폴리에스테르와 거의 동의인 폴리아릴레이트를 섬유 원료의 일부로서 사용한 박막 인쇄용 스크린이 제안되어 있다(특허문헌 3). 이 기술에서는 액정 폴리에스테르를 코어 성분으로 하고, 열가소성 폴리머를 바다, 액정 폴리에스테르를 섬으로 하는 해도(海島) 블렌드 폴리머를 시스 성분으로 하는 코어-시스 복합 섬유를 사용하여 메쉬 직물을 얻고, 이것을 캘린더 가공함으로써 사 두께가 작은 스크린을 얻고 있다.

또한 별도의 기술로서, 극세경의 용융 이방성(액정성) 방향족 폴리에스테르 섬유를 포함하는 메쉬 직물의 기술이 제안되어 있다(특허문헌 4). 이 기술에서는 코어 성분이 용융 이방성(액정성) 방향족 폴리에스테르, 시스 성분이 폴리올레핀계 폴리머인 코어-시스 복합 섬유를 사용하여 메쉬 직물을 제직하고, 그 후, 복합 섬유의 시스 성분을 용제로 용해시켜서 추출 제거함으로써 극세경의 메쉬 직물을 얻고 있다.

일본 특허 공개 제2008-240230호 공보(제18 페이지 내지 제19 페이지) 일본 특허 공개 제2010-248681호 공보(제8 페이지) 일본 특허 공개 제2008-74073호 공보(제2 페이지) 일본 특허 공개 제2001-140141호 공보(제2 페이지)

그러나, 특허문헌 3의 기술에서는 사 두께가 작게 되어 있는 것은 메쉬수가 작은 경우이며, 메쉬수가 큰 경우에는 사 두께가 작게 되어 있지 않다(비교예 5, 메쉬수 380에서는 사 두께 41㎛). 이것은 섬유로서 액정 폴리에스테르가 아닌 성분을 포함하기 때문에, 섬유를 찌부러 뜨릴 때에 높은 하중이 필요해지고, 교점수가 많은 고메쉬에서는 사 두께를 충분히 작게 할 수 없는 것으로 생각된다. 특허문헌 4의 기술에서는 개구율로서 기재되어 있는 OPA(오프닝 에어리어)가 크고, 투과 체적은 작게 되어 있지 않은 것에 더하여, 용제 추출 후의 섬유 직경이 실시예에서 세로 13㎛, 가로 14㎛인 것으로부터 섬유의 교점의 높이와 관계하는 사 두께도 작게 되어 있지 않다.

본 발명의 과제는, 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하기 때문에 고강도이며 소성 변형되기 어렵고, 내약품성이 우수하고, 또한 메쉬수가 크고, 사 두께가 작기 때문에 스크린판으로 했을 때에 페이스트의 투과 체적이 작아, 박막 인쇄에 적합한 메쉬 직물을 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 과제는 이하의 수단에 의해 달성된다.

액정 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 메쉬수가 350개/2.54㎝(=1인치) 이상이며, 또한 사 두께가 25㎛ 이하인 메쉬 직물.

본 발명의 메쉬 직물은, 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하기 때문에 고강도이며 소성 변형되기 어렵고, 내약품성이 우수하다. 추가로 메쉬수가 크고, 사 두께가 작기 때문에 스크린판으로 했을 때에 페이스트의 투과 체적이 작아, 박막 인쇄에 적합하다.

이하, 본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하는 메쉬 직물에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 메쉬 직물에 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유는, 실질적으로 액정 폴리에스테르 단성분을 포함한다. 실질적으로는 타 성분과의 복합 섬유나 해도 섬유가 아니라 단성분을 포함하는 섬유인 것을 가리킨다. 단 후술하는 바와 같은 액정 폴리에스테르의 특성을 손상시키지 않는 범위의 5중량％ 정도 이하의 타폴리머의 첨가나 각종 첨가제의 첨가는 상관없다.

본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르란, 용융 시에 이방성 용융상(액정성)을 형성할 수 있는 폴리에스테르이다. 이 특성은 예를 들어, 액정 폴리에스테르를 포함하는 시료를 핫 스테이지에 얹고, 질소 분위기 하에서 승온 가열하고, 시료의 투과광을 편광 하에서 관찰함으로써 확인할 수 있다.

본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르로서는, 예를 들어 방향족 옥시카르복실산의 중합물(a), 방향족 디카르복실산(b)과 방향족 디올, 지방족 디올의 중합물, 방향족 옥시카르복실산의 중합물(a)과 방향족 디카르복실산(b)의 공중합물(c) 등을 들 수 있는데, 고강도, 고탄성률, 고내열을 위해서는 지방족 디올을 사용하지 않는 전체 방향족 폴리에스테르가 바람직하다. 여기서 방향족 옥시카르복실산으로서는, 히드록시벤조산, 히드록시나프토산 등, 또는 상기 방향족 옥시카르복실산의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체 등을 들 수 있다. 또한, 방향족 디카르복실산으로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 디페닐디카르복실산, 나프탈렌디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐에탄디카르복실산 등, 또는 상기 방향족 디카르복실산의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체 등을 들 수 있다. 또한, 방향족 디올로서는, 하이드로퀴논, 레조르신, 디옥시디페닐, 나프탈렌디올 등, 또는 상기 방향족 디올의 알킬, 알콕시, 할로겐 치환체 등을 들 수 있고, 지방족 디올로서는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜 등을 들 수 있다.

본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르로서는, p-히드록시벤조산 성분과 4,4'-디히드록시비페닐 성분과 하이드로퀴논 성분과 테레프탈산 성분 및/또는 이소프탈산 성분이 공중합된 것, p-히드록시벤조산 성분과 6-히드록시2-나프토산 성분이 공중합된 것, p-히드록시벤조산 성분과 6-히드록시2-나프토산 성분과 하이드로퀴논 성분과 테레프탈산 성분이 공중합된 것 등이 고강도, 고탄성률, 내약품성이 우수하여, 바람직한 예로서 들 수 있다.

본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르는, 특히 하기 구조 단위 (I), (II), (III), (IV), (V)를 포함하는 액정 폴리에스테르인 것이 바람직하다. 또한 본 명세서에 있어서 구조 단위란 폴리머의 주쇄에 있어서의 반복 구조를 구성할 수 있는 단위를 가리킨다.

이 조합에 의해 분자쇄는 적절한 결정성과 비직선성을 갖기 때문에, 섬유의 강도, 탄성률을 높일 수 있고, 또한 내마모성을 향상시킬 수 있기 때문에 고메쉬 직물에 적합하고, 또한 섬유를 가로 방향(섬유축 수직 방향)으로 찌부러 뜨리기 쉽기 때문에 사 두께를 작게 할 수 있다.

또한 구조 단위 (II), (III)과 같은 부피가 크지 않고, 직선성이 높은 디올을 포함하는 성분을 조합하는 것이 중요하며, 이 성분을 조합함으로써 섬유 중에서 분자쇄는 질서 있고 흐트러짐이 적은 구조를 취함과 동시에, 결정성이 과도하게 높아지지 않고 섬유축 수직 방향의 상호 작용도 유지할 수 있다. 이에 의해 높은 강도, 탄성률이 얻어지는 것에 더하여, 고상 중합 후에 고온 열처리를 실시함으로써 특히 우수한 내마모성도 얻어지는 것이다.

또한, 상기한 구조 단위 (I)은 구조 단위 (I), (II) 및 (III)의 합계에 대하여 40 내지 85몰％가 바람직하고, 보다 바람직하게는 65 내지 80몰％, 더욱 바람직하게는 68 내지 75몰％이다. 이러한 범위로 함으로써 결정성을 적절한 범위로 할 수 있고, 높은 강도, 탄성률이 얻어진다.

구조 단위 (II)는 구조 단위 (II) 및 (III)의 합계에 대하여 60 내지 90몰％가 바람직하고, 보다 바람직하게는 60 내지 80몰％, 더욱 바람직하게는 65 내지 75몰％이다. 이러한 범위로 함으로써 결정성이 과도하게 높아지지 않고 섬유축 수직 방향의 상호 작용도 유지할 수 있는 것으로부터, 내마모성을 향상시킬 수 있기 때문에 고메쉬 직물에 적합하고, 또한 섬유를 가로 방향(섬유축 수직 방향)으로 찌부러 뜨리기 쉽기 때문에 사 두께를 작게 할 수 있다.

구조 단위 (IV)는 구조 단위 (IV) 및 (V)의 합계에 대하여 40 내지 95몰％가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 90몰％, 더욱 바람직하게는 60 내지 85몰％이다. 이러한 범위로 함으로써 폴리머의 직선성이 적절하게 흐트러지는 것으로부터, 내마모성을 향상시킬 수 있기 때문에 고메쉬 직물에 적합하며, 또한 섬유를 가로 방향(섬유축 수직 방향)으로 찌부러 뜨리기 쉽기 때문에 사 두께를 작게 할 수 있다.

본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르의 각 구조 단위의 바람직한 범위는 이하와 같다. 이 범위 중에서 상기한 조건을 충족하도록 조성을 조정함으로써 본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유가 적합하게 얻어진다.

구조 단위 (I) 45 내지 65몰％

구조 단위 (II) 12 내지 18몰％

구조 단위 (III) 3 내지 10몰％

구조 단위 (IV) 5 내지 20몰％

구조 단위 (V) 2 내지 15몰％

또한 본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르에는 상기 구조 단위 이외에 3,3'-디페닐디카르복실산, 2,2'-디페닐디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 도데칸디온산 등의 지방족 디카르복실산, 헥사히드로테레프탈산(1,4-시클로헥산디카르복실산) 등의 지환식 디카르복실산, 클로로하이드로퀴논, 4,4'-디히드록시디페닐술폰, 4,4'-디히드록시디페닐술피드, 4,4'-디히드록시벤조페논 등의 방향족 디올 및 p-아미노페놀 등을 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 5몰％ 정도 이하의 범위에서 공중합시켜도 된다.

또한 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 5중량％ 정도 이하의 범위에서, 폴리에스테르, 폴리올레핀이나 폴리스티렌 등의 비닐계 중합체, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리페닐렌술피드, 폴리페닐렌옥시드, 폴리술폰, 방향족 폴리케톤, 지방족 폴리케톤, 반방향족 폴리에스테르아미드, 폴리에테르에테르케톤, 불소 수지 등의 폴리머를 첨가해도 되고, 폴리페닐렌술피드, 폴리에테르에테르케톤, 나일론6, 나일론66, 나일론46, 나일론6T, 나일론9T, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메탄올테레프탈레이트, 폴리에스테르99M 등을 적합한 예로서 들 수 있다.

또한 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서, 각종 금속 산화물, 카올린, 실리카 등의 무기물이나, 착색제, 광택 소거제, 난연제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광 증백제, 말단기 밀봉제, 상용화제 등의 각종 첨가제를 소량 함유해도 된다.

본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유의 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(이하, 분자량이라고 기재한다)은 25.0만 이상 200.0만 이하인 것이 바람직하다. 25.0만 이상의 높은 분자량을 가짐으로써 높은 강도, 탄성률, 신도를 갖는다. 분자량은 높을수록 강도, 탄성률이 향상되기 때문에, 30.0만 이상이 보다 바람직하다. 분자량의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에서 달할 수 있는 상한으로서는 200.0만 정도이고, 100.0만에서 충분히 높은 효과가 얻어진다. 또한 본 명세서에서 말하는 분자량이란 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다.

본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유는, 시차 열량 측정에 있어서, 50℃에서부터 20℃/분의 승온 조건으로 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크(Tm1)에 있어서의 피크 반값폭이 15℃ 이상인 것이 바람직하다. 이 측정법에 있어서의 Tm1은 섬유의 융점을 나타내고, 피크 형상은 그 면적이 넓을수록, 즉 융해열량 ΔHm1이 클수록 결정화도가 높고, 또한 그 반값폭이 좁을수록 결정의 완전성은 높다고 할 수 있다. 액정 폴리에스테르는 용융 방사한 후, 고상 중합을 실시함으로써 Tm1이 상승하고, ΔHm1이 증가하고, 반값폭은 감소하고, 결정화도, 결정의 완전성이 높아짐으로써 섬유의 강도, 신도, 탄성률이 증가하고, 내열성이 향상된다. 한편 내마모성이 악화되는데, 이것은 결정의 완전성이 높아지는 것에 의해, 결정부와 비결정부의 구조차가 현저해지기 때문에, 그의 계면에서 파괴가 일어나기 때문이라고 생각된다. 따라서 본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유에서는 고상 중합한 섬유의 특징인 높은 Tm1, 높은 강도, 신도, 탄성률을 유지한 채, 피크 반값폭을, 고상 중합하고 있지 않은 액정 폴리에스테르 섬유와 같은 15℃ 이상이라고 하는 값으로 증가시킴으로써, 결정성을 저하시켜서 파괴의 기점이 되는 결정/비결정의 구조차를 감소시키고, 피브릴 구조를 흐트러뜨려 섬유 전체를 유연화시킴으로써 내마모성을 높일 수 있다. Tm1에 있어서의 피크 반값폭은 높은 쪽이 내마모성은 높기 때문에, 바람직하게는 20℃ 이상이다. 또한, 상한은 특별히 제한되지 않지만, 공업적으로 달할 수 있는 상한은 80℃ 정도이고, 50℃에서 충분히 높은 효과가 얻어진다.

추가로 피크 반값폭을 15℃ 이상으로 증가시킴으로써 결정성이 저하되고, 섬유 전체가 유연화됨으로써 섬유를 가로 방향(섬유축 수직 방향)으로 찌부러 뜨릴 때의 하중을 작게 할 수 있다. 이 때문에 제직 후의 캘린더 가공 등에 의해 사 두께를 작게 하는 것이 용이하게 된다.

또한, 본 발명의 액정 폴리에스테르 섬유에 있어서 흡열 피크는 1개이지만, 고상 중합이 불충분한 경우 등 섬유 구조에 따라서는 2개 이상의 피크가 관측 되는 경우가 있다. 이 경우의 피크 반값폭은 각각의 피크의 반값폭을 합계한 값으로 한다.

본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유의 융점(Tm1)은 290℃ 이상이 바람직하고, 300℃ 이상이 보다 바람직하고, 310℃ 이상이 더욱 바람직하다. 이러한 높은 융점을 가짐으로써 메쉬로서의 내열성이 우수하다. 섬유의 고융점화를 달성하기 위해서는, 고융점의 액정 폴리에스테르 폴리머를 제사(製絲)하는 등의 방법이 있는데, 특히 높은 강도, 탄성률을 갖고, 또한 길이 방향의 균일성이 우수한 섬유를 얻기 위해서는 용융 방사한 섬유를 고상 중합하는 것이 바람직하다. 또한, 융점의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 본 발명에서 달할 수 있는 상한으로서는 400℃ 정도이다.

또한 본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유의 융해열량 ΔHm1의 값은 액정 폴리에스테르의 구성 단위 조성에 따라 변화하는데, 6.0J/g 이하인 것이 바람직하다. ΔHm1이 6.0J/g 이하로 저하됨으로써 결정화도는 저하되고, 피브릴 구조가 흐트러져 섬유 전체가 유연화하고, 또한 파괴의 기점이 되는 결정/비결정의 구조차가 감소함으로써 내마모성이 향상되기 때문에 고메쉬화에 적합하고, 또한 섬유를 가로 방향(섬유축 수직 방향)으로 찌부러 뜨릴 때의 하중을 작게 할 수 있다. ΔHm1은 낮을수록 내마모성은 향상되기 때문에 5.0J/g 이하가 보다 바람직하다. 또한 ΔHm1의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 높은 강도, 탄성률을 얻기 위해서는 0.2J/g 이상이 바람직하다.

분자량이 25.0만 이상으로 높음에도 불구하고, ΔHm1이 6.0J/g 이하로 낮은 것은 놀랄 만한 일이다. 분자량이 25.0만 이상인 액정 폴리에스테르는 융점을 초과해도 점도가 현저하게 높아 유동하지 않아 용융 방사가 곤란하며, 이러한 고분자량의 액정 폴리에스테르 섬유는 저분자량의 액정 폴리에스테르를 용융 방사하고, 이 섬유를 고상 중합함으로써 얻어진다. 액정 폴리에스테르 섬유를 고상 중합하면 분자량이 증가하여 강도, 신도, 탄성률, 내열성은 향상되고, 동시에 결정화도도 높아져 ΔHm1이 증가한다. 결정화도가 높아지면 강도, 신도, 탄성률, 내열성은 더욱 향상되지만, 결정부와 비결정부의 구조차가 현저해져서, 그의 계면이 파괴되기 쉬워져 내마모성은 저하되어버린다. 이에 반해 본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유에서는 고상 중합한 섬유의 하나의 특징인 높은 분자량을 가짐으로써 높은 강도, 신도, 탄성률, 내열성을 유지함과 함께, 고상 중합을 하고 있지 않은 액정 폴리에스테르 섬유와 같은 낮은 결정화도, 즉 낮은 ΔHm1을 가짐으로써 내마모성을 향상시킬 수 있는 것이다. 본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유에서는, 액정 폴리에스테르만으로 이루어지는 섬유를 구조 변화, 즉 결정화도를 저하시킴으로써 내마모성 향상을 달성할 수 있었기 때문에 고메쉬 직물에 적합하고, 또한 결정화도가 낮기 때문에 섬유를 가로 방향(섬유축 수직 방향)으로 찌부러 뜨릴 때의 하중을 작게 할 수 있는 것으로부터, 작은 사 두께에 적합하다.

또한 본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유의 Tm2는 조성에 따라 변화하는데, 내열성을 높이기 위해서는 300℃ 이상이 바람직하다. Tm2는 섬유를 일단 Tm1보다 고온으로 유지한 후, 냉각, 재승온했을 때에 관측되는 융해 피크 온도이며, 섬유 구조의 영향을 최소화한, 수지 그 자체의 융점에 가까운 온도이다. Tm2의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명에서 도달할 수 있는 상한으로서는 400℃ 정도이다.

본 발명에서 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유의 ΔHm2는 과도하게 크면 폴리머 그 자체의 결정성이 높아지고, 내마모성의 향상이 어려워지기 때문에 5.0J/g 이하가 바람직하고, 2.0J/g 이하가 보다 바람직하다. ΔHm2는 섬유를 일단 Tm1보다 고온으로 유지한 후, 냉각, 재승온했을 때에 관측되는 융해열량이며, 섬유 구조의 영향을 최소화한, 수지 그 자체의 결정 융해열량이며, 수지 그 자체의 결정성의 지표가 된다. 또한, 본 발명에 사용되는 액정 폴리에스테르 섬유에 있어서는 상기한 측정 조건에 있어서의 냉각 후의 재승온 시의 흡열 피크는 1개이지만, 2개 이상의 피크가 관측되는 경우가 있다. 이 경우의 ΔHm2는 각각의 피크의 ΔHm2를 합계한 값으로 한다.

또한 본 명세서에서 말하는 Tm1, Tm2, Tm1 피크 반값폭, ΔHm1, ΔHm2는 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다.

본 발명의 메쉬 직물은 메쉬수가 350개/2.54㎝(=1인치) 이상이며, 또한 사 두께가 25㎛ 이하이다. 메쉬수가 350개/인치 이상이며, 또한 사 두께가 25㎛ 이하인 것에 의해 메쉬의 투과 체적이 작고, 스크린판으로 했을 때에 페이스트의 투과 체적이 작아, 박막 인쇄에 적합하다.

본 발명의 메쉬 직물의 메쉬수는 350개/인치 이상이다. 즉, 2.54㎝(=1인치)폭당 350개 이상의 섬유가 있음으로써 오프닝(OP)이 작아지고, 투과 체적이 작아져 박막 인쇄에 적합하다. 이 관점에서 메쉬수는 큰 쪽이 좋고, 380개/인치 이상이 보다 바람직하다. 메쉬수의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명에서 도달할 수 있는 상한으로서는 600개/인치 정도이다. 또한 본 명세서에서 말하는 메쉬수란 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다.

본 발명의 메쉬 직물의 사 두께는 25㎛ 이하이다. 25㎛ 이하인 것에 의해 투과 체적이 작아져 박막 인쇄에 적합하다. 이 관점에서 사 두께는 작은 쪽이 좋고, 23㎛ 이하가 보다 바람직하다. 사 두께의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명에서 도달할 수 있는 하한으로서는 10㎛ 정도이다. 또한 본 명세서에서 말하는 사 두께란 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다.

본 발명의 메쉬 직물의 섬유 직경은 25㎛ 이상이 바람직하다. 섬유 직경이 25㎛ 이상인 것에 의해 오프닝을 작게 할 수 있고, 투과 체적이 작아져 박막 인쇄에 적합하다. 이 관점에서 섬유 직경은 큰 쪽이 좋고, 30㎛ 이상이 보다 바람직하다. 섬유 직경이 너무 크면 인쇄 시에 페이스트의 돌아 들어가기가 불충분하게 되어, 막 두께 불균일이 발생할 우려가 있기 때문에, 섬유 직경은 50㎛ 이하가 바람직하다. 본 명세서에서 말하는 섬유 직경이란 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다. 또한 본 발명의 메쉬 직물의 섬유 단면은 진원이 아니라, 섬유축 수직 방향으로 찌부러 뜨려진 타원형에 가까운 모양이다. 본 명세서에서는 메쉬 직물의 섬유 직경이라고 기재하는데, 그 길이는 타원형의 단면의 장축에 상당하는 길이인 것에 주의가 필요하다.

본 발명의 메쉬 직물의 오프닝(OP)은 50㎛ 이하가 바람직하다. OP가 50㎛ 이하인 것에 의해 투과 체적이 작아져 박막 인쇄에 적합하다. 이 관점에서 OP는 작은 편이 좋고 45㎛ 이하가 보다 바람직하고, 40㎛ 이하가 더욱 바람직하다. OP의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명에서 도달할 수 있는 하한으로서는 10㎛ 정도이다. 또한 본 명세서에서 말하는 OP란 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다.

본 발명의 메쉬 직물의 오프닝 에어리어(OPA)는 30％ 미만이 바람직하다. OPA가 30％ 미만인 것에 의해 투과 체적이 작아져 박막 인쇄에 적합하다. 이 관점에서 OPA는 작은 편이 좋고 25％ 이하가 보다 바람직하고, 20％ 이하가 더욱 바람직하다. OPA의 하한은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명에서 도달할 수 있는 하한으로서는 10％ 정도이다. 또한 본 명세서에서 말하는 OPA란 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다.

본 발명의 메쉬 직물의 인장 강도는 200N/5㎝ 이상이 바람직하다. 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하는 메쉬 직물에서 인장 강도가 200N/5㎝ 이상이면 강도가 충분히 높아, 메쉬가 소성 변형되기 어렵기 때문에 인쇄 내구성이 우수하다. 이 관점에서 인장 강도는 높은 편이 좋고 300N/5㎝ 이상이 보다 바람직하다. 인장 강도의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명에서 도달할 수 있는 상한으로서는 600N/5㎝ 정도이다. 또한 본 명세서에서 말하는 인장 강도란 실시예에 기재된 방법에 의해 구해진 값으로 한다.

본 발명의 메쉬 직물은, 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하기 때문에 고강도이며 소성 변형되기 어렵고, 내열성, 내약품성이 우수하다. 이 때문에 스크린판이나 내열내약품 필터 등에 적합하게 사용된다. 특히 메쉬수가 크고, 사 두께가 작기 때문에 페이스트의 투과 체적이 작아, 박막 인쇄에 적합한 스크린판으로 할 수 있다.

이하, 본 발명의 메쉬 직물의 제조예를 나타낸다.

본 발명에 적합하게 사용되는 액정 폴리에스테르의 조성은 상기한 바와 같다. 이러한 조성의 액정 폴리에스테르를 사용하여, 일본 특허 공개 제2008-240230호 공보나 일본 특허 공개 제2010-248681호 공보, WO2015/115259호 공보에 기재된 기술에 의해, 용융 방사, 고상 중합, 그리고 섬유를 주행시키면서 고온 열처리를 행함으로써 내마모성이 우수한 액정 폴리에스테르 섬유를 얻는다. 이와 같이 하여 얻어진 액정 폴리에스테르 섬유를 정경하고, 공지된 레이피어 직기 등을 사용하여 고메쉬 직물을 얻는다.

다음으로 사 두께를 작게 하기 위하여 메쉬에 압력을 가하여 얇게 한다. 압력의 부여 방법은 평판을 사용한 프레스 가공, 2개의 회전하는 롤 사이에 메쉬를 통과시키는 캘린더 가공이 있는데, 긴 메쉬 직물을 연속 가공할 수 있는 점에서 캘린더 가공이 바람직하다. 캘린더 가공 조건으로서 예를 들어 금속(철제) 롤, 선압은 100kgf/㎝ 이상, 롤 온도 50℃ 이상으로 하여 캘린더 가공을 행함으로써 본 발명의 메쉬 직물이 얻어진다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 또한 실시예 중의 각 특성값은 다음 방법으로 구하였다.

A. 열특성(Tm1, Tm2, Tm1 피크 반값폭, ΔHm1, ΔHm2)

TA 인스트루먼츠사제 DSC2920에 의해 시차 열량 측정을 행하고, 50℃에서부터 20℃/분의 승온 조건으로 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크의 온도를 Tm1(℃)로 하고, Tm1에서의 융해열량을 ΔHm1(J/g)로 하였다. Tm1의 관측 후, Tm1+20℃의 온도에서 5분간 유지한 후, 20℃/분의 강온 조건에서 50℃까지 일단 냉각하고, 다시 20℃/분의 승온 조건으로 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크의 온도를 Tm2로 하고, Tm2에서의 융해열량을 ΔHm2(J/g)로 하였다. 섬유, 수지 모두 마찬가지의 측정을 행하고, 수지에서는 Tm2를 융점으로 하였다.

B. 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량(Mw)

용매로서 펜타플루오로페놀/클로로포름=35/65(중량비)의 혼합 용매를 사용하고, 액정 폴리에스테르의 농도가 0.04 내지 0.08 중량/체적％가 되도록 용해시켜 GPC 측정용 시료로 하였다. 또한, 실온 24시간의 방치에서도 불용물이 있는 경우에는, 추가로 24시간 정치하고, 상청액을 시료로 하였다. 이것을, 워터스사제 GPC 측정 장치를 사용하여 측정하고, 폴리스티렌 환산에 의해 중량 평균 분자량(Mw)을 구하였다.

칼럼: Shodex K-806M 2개, K-802 1개

검출기: 시차 굴절률 검출기 RI

온도: 23±2℃

유속: 0.8mL/분

주입량: 200μL

C. 섬유의 총 섬도, 단섬유 섬도

검척기로 섬유를 100m 타래 취하고, 그의 중량(g)을 100배하고, 1수준당 3회의 측정을 행하고, 평균값을 총 섬도(dtex)로 하였다. 이것을 필라멘트수로 나눈 몫을 단섬유 섬도(dtex)로 하였다.

D. 섬유의 강도, 신도, 탄성률

JIS L1013:2010에 기재된 방법에 준하여, 시료 길이 100㎜, 인장 속도 50㎜/분의 조건에서, 오리엔테크사제 텐실론 UCT-100을 사용하여 1수준당 10회의 측정을 행하고, 평균값을 강력(cN), 강도(cN/dtex), 신도(％), 탄성률(cN/dtex)로 하였다. 또한, 탄성률이란 초기 인장 저항도이다.

E. 메쉬 직물의 인장 강도

JIS L1913(2010년)의 6.3.1에 준하여, 샘플 사이즈 5㎝×30㎝, 잡기 간격 20㎝, 인장 속도 10㎝/분의 조건에서 n=3의 인장 시험을 행하고, 샘플이 파단했을 때의 강도를 인장 강도(N/5㎝)로 하고, 평균값을 산출하고 소수점 이하 둘째자리를 반올림한 것을 인장 강도(N/5㎝)로 하였다.

F. 사 두께

메쉬 직물을 한 변이 300㎜인 사각형의 판틀에 사 스트레칭한 상태에서, 미츠토요사제 디지매틱 인디케이터를 사용하여 계측하였다. 메쉬 직물 중의 다른 9군데의 계측을 행하고, 이것을 평균화한 것을 사 두께(㎛)로 하였다.

G. 메쉬 직물의 섬유 직경, OP, 메쉬수, OPA, 투과 체적

메쉬 직물을 한 변이 300㎜인 사각형의 판틀에 사 스트레칭한 상태에서, 키엔스사제 마이크로스코프 VHX-2000을 사용하여 섬유 직경, OP를 계측하였다. 계측 위치는 메쉬를 구성하는 섬유의 교점 사이의 거의 중간점으로 하고, 섬유 직경, OP를 메쉬 직물 중의 다른 10군데에서 계측하고, 이것을 평균화한 것을 섬유 직경(㎛), OP(㎛)로 하였다. 메쉬수(개/인치)에 대해서는 이하의 식으로 산출하였다.

메쉬수=25400/(OP+섬유 직경)

OPA(％)에 대해서는 이하의 식으로 산출하였다.

OPA=OP²/(OP+섬유 직경)²×100

투과 체적(cc/㎡)은 D항에서 얻어진 사 두께(㎛)를 사용하여 이하의 식으로 산출하였다.

투과 체적=OPA/100×사 두께

본 발명의 메쉬 직물로서, 박막 인쇄에 적용할 수 있는 것은 투과 체적 6.0cc/㎡ 이하이다. 5.0cc/㎡ 이하가 보다 바람직하고, 4.0cc/㎡ 이하가 더욱 바람직하다.

참고예 1

교반 날개, 유출관을 구비한 5L의 반응 용기에 p-히드록시벤조산 870중량부, 4,4'-디히드록시비페닐 327중량부, 하이드로퀴논 89중량부, 테레프탈산 292중량부, 이소프탈산 157중량부 및 무수아세트산 1460중량부(페놀성 수산기 합계의 1.10당량)를 투입하고, 질소 가스 분위기 하에서 교반하면서 실온에서부터 145℃까지 30분으로 승온한 후, 145℃에서 2시간 반응시켰다. 그 후, 335℃까지 4시간으로 승온하였다.

중합 온도를 335℃로 유지하고, 1.5시간으로 133Pa로 감압하고, 또한 40분간 반응을 계속하고, 토크가 28kg㎝에 도달한 곳에서 중축합을 완료시켰다. 다음으로 반응 용기 내를 0.1MPa로 가압하고, 직경 10㎜의 원형 토출구를 1개 갖는 구금을 경유하여 폴리머를 스트랜드상물로 토출하고, 커터에 의해 펠레타이즈하였다.

얻어진 액정 폴리에스테르의 조성, 융점, 중량 평균 분자량(Mw)은 표 1에 기재된 바와 같다.

이 액정 폴리에스테르를 사용하여, 160℃, 12시간의 진공 건조를 행한 후, 오사카 세키 고사쿠 가부시키가이샤제 φ15㎜ 단축 압출기로 용융 압출하고, 기어 펌프로 계량하면서 방사 팩에 폴리머를 공급하였다. 방사 팩에서는 금속 부직포 필터를 사용하여 폴리머를 여과하고, 표 2에 기재된 조건으로 폴리머를 토출하였다. 또한 구금 구멍의 바로 위에 위치하는 도입 구멍은 스트레이트 구멍으로 하고, 도입 구멍과 구금 구멍의 접속 부분은 테이퍼로 한 것을 사용하였다. 토출한 폴리머는 40㎜의 보온 영역을 통과시킨 후, 25℃, 공기류의 환상 냉각풍에 의해 사조의 외측으로부터 냉각하여 고화시키고, 그 후 지방산에스테르 화합물을 주성분으로 하는 방사 유제를 부여하고, 전체 필라멘트를 표 2에 기재된 방사 속도로 제1 고뎃 롤에 인취하였다. 이것을 동일한 속도인 제2 고뎃 롤을 개재한 후, 전체 필라멘트 중의 1개 이외에는 석션 건으로 흡인하고, 나머지 필라멘트수 1의 섬유는 댄서 암을 개재하여 펀 와인더(가미츠 세이사쿠쇼사제 EFT형 테이크업 와인더, 권취 패키지에 접촉하는 콘택트 롤 없음)로 펀의 형상으로 권취하였다. 얻어진 방사 섬유 물성을 표 2에 나타내었다.

이 방사 섬유 패키지로부터 가미츠 세이사쿠쇼사제 SSP-MV형 리와인더(접촉 길이 200㎜, 와인드수 8.7, 테이퍼각 45°)를 사용하여 되감기를 행하였다. 방사 섬유의 해서(解舒)는, 세로 방향(섬유 둘레 방향에 대하여 수직 방향)으로 행하고, 조속 롤러는 사용하지 않고, 오일링 롤러(배껍질 무늬 처리의 스테인리스 롤)를 사용하여 고상 중합용 유제의 급유를 행하였다. 고상 중합용 유제에는 하기 화학식 (1)로 표시되는 인산계 화합물을 6.0중량％ 함유하는 수용액에, 탈크 SG-2000(닛본 탈크 가부시키가이샤제)을 1.0중량％ 분산시켰다

되감기의 코어재에는 스테인리스제의 천공 보빈에 케블라 펠트(단위 면적당 중량 280g/㎡, 두께 1.5㎜)를 감은 것을 사용하고, 면압은 100gf로 하였다. 되감기 후의 섬유에 대한 고상 중합유제의 유분 부착률, 그리고 되감기 조건을 표 3에 나타내었다.

다음으로 되감은 패키지로부터 스테인리스의 천공 보빈을 떼고, 케블라 펠트에 섬유를 권취한 패키지의 상태로 하여 고상 중합을 행하였다. 고상 중합은 밀폐형 오븐을 사용하고, 실온에서부터 240℃까지는 약 30분으로 승온하고, 240℃에서 3시간 유지한 후, 4℃/시간으로 표 3에 나타내는 최고 도달 온도까지 승온하고, 표 3에 나타내는 유지 시간 동안 유지하여, 고상 중합을 행하였다. 또한, 분위기는 제습 질소를 유량 20NL/분으로 공급하고, 고(庫) 내가 과도하게 가압으로 되지 않도록 배기구로부터 배기시켰다. 얻어진 고상 중합 후 섬유 물성을 표 3에 나타내었다.

이어서, 고상 중합 후의 패키지로부터 섬유를 해서하고, 연속하여 고온 비접촉 열처리를 행하였다. 고상 중합 후의 패키지를 프리 롤 크릴(축 및 베어링을 갖고, 외층부는 자유롭게 회전할 수 있다. 브레이크 및 구동원 없음.)에 끼우고, 여기서부터 실을 가로 방향(섬유 둘레 방향)으로 인출하고, 연속하여, 섬유를 양단에 슬릿을 마련한 욕 길이 150㎝(접촉 길이 150㎝)의 욕조(내부에 섬유와 접촉하는 가이드 없음) 내에 통과시켜서, 유제를 세정 제거하였다. 세정액은 비이온·음이온계의 계면 활성제(산요 가세이사제 그랜업 US-30)를 0.2wt％ 함유한 50℃의 온수로 하고, 외부 탱크에서 이것을 온도 조절하고, 펌프로 수조에 공급하였다. 수조에의 공급 시에는, 수조 내에 5㎝ 간격으로 구멍을 뚫은 파이프를 통과시키고, 이 파이프에 공급함으로써 수조 내에 액류를 부여하도록 하였다. 또한 슬릿 및 액면 조정용의 구멍으로부터 넘친 세정액은 회수하고, 외부 탱크로 되돌리는 기구를 마련하고 있다.

세정 후의 섬유는 이어서, 양단에 슬릿을 마련한 욕 길이 23㎝(접촉 길이 23㎝)의 욕조(내부에 섬유와 접촉하는 가이드 없음) 내에 통과시키고, 50℃의 온수로 헹궜다. 헹구기 후의 섬유는 베어링 롤러 가이드를 통과시키고, 공기류에 맞혀 물을 날려버려서 제거한 후에 세퍼레이트 롤러가 구비된 제1 롤러에 통과시켰다. 또한, 크릴은 프리 롤이기 때문에, 이 롤러에 의해 섬유에 장력을 부여함으로써, 고상 중합 패키지로부터의 해서를 행하고, 섬유를 주행시키게 된다.

롤러를 통과한 섬유를 가열한 슬릿 히터 사이를 주행시켜, 표 4에 나타낸 조건에서 고온 비접촉 열처리를 행하였다. 슬릿 히터 내에는 가이드류를 마련하지 않고, 또한 히터와 섬유도 비접촉으로 하고 있다. 히터 통과 후의 섬유는 세퍼레이트 롤러가 구비된 제2 롤러에 통과시켰다. 또한, 열처리 전의 실 속도는 제1 롤러의 표면 속도, 열처리 후의 실 속도는 제2 롤러의 표면 속도를 나타내고 있다. 제2 롤러를 통과한 섬유는, 세라믹제의 오일링 롤러에 의해 지방산에스테르 화합물을 주체로 하는 마무리 유제를 부여하고, EFT형 보빈 트래버스 와인더(가미츠 세이사쿠쇼사제)로 펀의 형상으로 권취하였다. 고온 열처리 후의 섬유 물성을 표 4에 나타내었다.

참고예 2

참고예 1에서 얻어진 액정 폴리에스테르를 사용하고, 토출량, 방사 온도를 표 2대로 바꾼 것 이외에는 참고예 1과 마찬가지의 방법으로 용융 방사를 행하였다. 얻어진 방사 섬유 물성을 표 2에 나타내었다. 다음으로 되감기 조건을 표 3대로 바꾼 것 이외에는 참고예 1과 마찬가지의 방법으로 되감고, 고상 중합을 행하였다. 고상 중합 후의 섬유 물성을 표 3에 나타내었다. 고온 열처리 조건을 표 4대로 바꾼 것 이외에는 참고예 1과 마찬가지의 방법으로 해서, 세정, 고온 열처리를 행하였다. 고온 열처리 후의 섬유 물성을 표 4에 나타내었다.

실시예 1

참고예 1에서 얻어진 액정 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 경사용의 정경을 행하고, 레이피어 직기를 사용하여 메쉬수가 380개/인치가 되도록 제직을 행하였다. 얻어진 직물을 상하 철 롤을 포함하고, 가열 온도를 70℃로 하고, 선압을 200kgf/m, 가공 속도를 3m/분으로 하여 캘린더 가공을 행하여 메쉬 직물을 얻었다.

이 메쉬 직물의 특성을 표 5에 나타내었다. 메쉬수는 350개/인치 이상, 사 두께는 25㎛ 이하인 것으로부터 투과 체적은 작아져 있어, 페이스트 사용량이 삭감 가능한 박막 인쇄에 적합한 메쉬 특성임을 알 수 있다.

비교예 1, 실시예 2

실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제직을 행하여 직물을 얻었다. 이것을 비교예 1에서는 캘린더 가공을 행하지 않고 그대로 사용하고, 실시예 2에서는 선압을 100kgf/m으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 캘린더 가공을 행하여 메쉬 직물을 얻었다.

이들 메쉬 직물의 특성을 표 5에 나타내었다. 비교예 1에서는 메쉬수는 350개/인치 이상인데 사 두께가 25㎛를 초과하기 때문에 투과 체적이 큰 것을 알 수 있다. 메쉬수가 350개/인치 이상, 사 두께가 25㎛ 이하인 실시예 2에서는 투과 체적은 작아져 있어, 페이스트 사용량이 삭감 가능한 박막 인쇄에 적합한 메쉬 특성임을 알 수 있다.

비교예 2

참고예 1에서 얻어진 액정 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 메쉬수를 330개/인치로 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제직을 행하고, 선압을 100kgf/m으로 하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 캘린더 가공을 행하여 메쉬 직물을 얻었다.

이 메쉬 직물의 특성을 표 5에 나타내었다. 사 두께는 25㎛ 이하인데 메쉬수가 350개/인치보다 작기 때문에 투과 체적이 큰 것을 알 수 있다.

실시예 3

참고예 2에서 얻어진 액정 폴리에스테르 섬유를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 제직을 행하였다. 이것을 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 캘린더 가공을 행하여 메쉬 직물을 얻었다.

이 메쉬 직물의 특성을 표 5에 나타내었다. 메쉬수는 350개/인치 이상, 사 두께는 25㎛ 이하인 것으로부터 투과 체적은 작아져 있어, 페이스트 사용량이 삭감 가능한 박막 인쇄에 적합한 메쉬 특성임을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 액정 폴리에스테르 섬유를 포함하고, 메쉬수가 350개/2.54㎝ 이상이며, 사(紗) 두께가 25㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 메쉬 직물.