TWI496966B - 聚酯單絲、及其製造方法、及使用其之網版用紗之製造方法 - Google Patents

聚酯單絲、及其製造方法、及使用其之網版用紗之製造方法 Download PDF

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Description

聚酯單絲、及其製造方法、及使用其之網版用紗之製造方法
本發明關於400網眼(網眼：每1吋=2.54cm的絲條根數)以上的高網眼網版用紗所適用的聚酯單絲及聚酯單絲之製造方法，以及用該聚酯單絲的網版用紗之製造方法。
向來，作為網版印刷用織物，廣泛使用由蠶絲等的天然纖維或不銹鋼等的無機纖維所構成的網眼織物，但是近年來廣泛使用柔軟性或耐久性、成本性能優異的合纖網眼。其中，聚酯所成單絲係尺寸安定性優異等而網版用紗適合性高，亦使用於CD的標籤印刷等的圖形設計印刷或電子基板電路印刷等。
近年來，電子機器的高性能化或小型化係顯著進行中，為了回應構成電子機器的電子基板之小型化或基板電路的精密化要求，對於更高網眼且纖徑不均等織物缺點少的網版用紗之要求係升高。因此，作為滿足此等網版用紗要求特性的聚酯單絲，必須更細纖度且高強度，同時纖徑均一性優異，織造時不發生浮渣等的缺點。
例如，專利文獻1所示之芯成分‧鞘成分皆為PET的聚酯單絲係斷裂強度高，而且在織造時由於單絲表面與筘齒的摩擦所產生的浮渣之發生少。然而，實施例中所具體化的單絲之纖度為高到10.0dtex，不適用於得到400網眼以上的高網眼網版用紗。
專利文獻2中有比專利文獻1更細纖度、高強度的發明之揭示，但由於細纖度化‧高強度化所致的伸長度大幅降低，故實施例所示的韌度為頂多27左右的脆弱，由於整經‧織造時的稍微張力變動，絲容易斷裂，故此聚酯單絲係難以安定地製造400網眼以上的高網眼網版用紗。
專利文獻3中有纖度6dtex、強度8.0cN/dtex、韌度33的發明之揭示。然而，要以所例示的方法或說明書中記載的方法來得到細纖度、高韌度單絲時，由於絲長纖度變動變大，在本例所示的355網眼左右之網版用紗中，雖然不均度係不明顯，但是若作為400網眼以上的網版用紗，則印刷不均係顯著發生，而不耐實用。
專利文獻4的實施例2中記載於將纖度12.0dtex的網版用紗用聚酯單絲熔融紡絲之際，在紡絲溫度298℃，噴嘴正下方所配設的加熱筒之長度為10cm，加熱筒內壁溫度300℃，從絲條到加熱筒內壁為止的距離為4.5cm，牽引速度850m/分鐘下，藉由2步驟法施予拉伸的製造方法。此方法係以纖度粗的單絲當作對象，推測單孔吐出量為4.6克/分鐘，由於加熱筒長度與單孔吐出量不相稱而過短，故得不到高韌度。加上，由於牽引速度高，且經由2步驟法所製造，故例如即使降低單孔吐出量而使細纖度化，也得不到本發明的聚酯單絲之物性。
先行技術文献 專利文獻
專利文獻1：特開2005-47020號公報(申請專利範圍、實施例)
專利文獻2：特開2003-213520號公報(申請專利範圍、實施例)
專利文獻3：特開2005-240266號公報(申請專利範圍、實施例)
專利文獻4：特開2006-169680號公報(實施例)
本發明之目的為解決上述問題，可得到高精密網版印刷所用的高網眼網版用紗之使細纖度、高強度、高韌度並存的聚酯單絲及其製造方法，以及用聚酯單絲的網版用紗之製造方法。
為了達成前述目的，本發明係採用以下的構成。
(1)一種聚酯單絲，其係由芯成分為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、鞘成分為比芯成分小0.2以上的固有黏度(IV)之PET所構成的芯鞘複合聚酯單絲，纖度為3～8dtex，強度為7.5cN/dtex以上，韌度(強度×伸長度0.5 )為29以上，且絲長纖度變動為1.5%以下。
(2)如(1)記載之聚酯單絲，其中相對於單絲橫斷面的平均纖徑而言，+20%以上的粗徑部為1個/10萬米以下。
(3)一種聚酯單絲之製造方法，係纖度3～8dtex的聚酯單絲之製造方法，其特徵為：將芯成分與鞘成分的聚對苯二甲酸乙二酯各自個別地熔融，使經過紡絲頭組合(spin block)所安裝的紡絲孔板(spin pack)而由複合紡絲噴嘴所紡出的絲條，通過噴嘴面正下方且與紡絲頭組合連續配設的加熱筒後，進行冷卻固化，給予紡絲油劑，暫時不捲繞牽引輥所牽引的未拉伸絲而拉伸後，在捲繞之際，加熱筒的內壁溫度T為270~325℃，從噴嘴面到加熱筒下端為止的距離L1及加熱筒的長度L2係滿足下式，牽引輥的速度為300~800m/分鐘，120≦L1(mm)≦(-0.78×Q-2.56)×T+(294×Q+980) 50≦L2(mm)
Q：每1個吐出孔的吐出量(克/分鐘)
T：加熱筒內壁溫度(℃)。
(4)如(3)記載的聚酯單絲之製造方法，其中總拉伸倍率為4.5~7.0倍，第1段的拉伸倍率為總拉伸倍率的50~80%。
(5)如(3)或(4)記載的聚酯單絲之製造方法，其中在使芯成分及/或鞘成分的聚對苯二甲酸乙二酯熔融之際，使用擠壓機(extruder)型擠出機，且擠壓機螺桿前端到配管壁面為止的距離d1與擠壓機螺桿最終溝深度d2之比d2/d1為0.5~1.5。
(6)一種網版用紗之製造方法，其經絲及/或緯絲的50%以上使用(1)或(2)記載之聚酯單絲。
得到具有強度、韌度、纖徑均一性的聚酯單絲。又，由此單絲得到優異的高網眼網版用紗。
 (實施發明的最佳形態)
以下詳細說明本發明。
本發明中的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)係以重複單位的90莫耳%以上為對苯二甲酸乙二酯者當作對象。本發明的聚酯單絲係芯成分、鞘成分皆為PET的芯鞘型複合纖維，鞘成分的固有黏度(IV)比芯成分的IV至少小0.2以上，較佳為小0.3以上。據此，與鞘成分的IV比芯成分的IV小0.2以下的情況或鞘成分的IV為芯成分的IV之同等以上的情況相比，由於所得到的聚酯單絲表層部之分子配向度可能降低，故織造時不易因為與筘齒的摩擦而產生絨毛狀或黏著質狀的浮渣。再者，由於鞘成分的IV比芯成分的IV小0.2以上，鞘成分承擔熔融紡絲的噴嘴吐出孔內壁面之剪切應力，芯成分受到的剪切力變小。因此，芯成分由於分子鏈配向度低，而且以均勻的狀態紡出，故亦具有提高最終所得之聚酯單絲的強度之優點。
芯成分PET的IV，從高強度化的觀點來看，較佳為0.7以上，更佳為0.8以上。另一方面，從熔融紡絲中熔融聚合物的流動性之觀點來看，芯成分的IV較佳為1.4以下，更佳為1.3以下。由芯成分的PET主要擔負聚酯單絲的強度，故在聚酯纖維中所添加的以氧化鈦為代表的無機粒子之添加物較佳為低於0.5wt%。
鞘成分PET的IV必須比芯成分PET的IV還小0.2以上，從熔融押出機或紡絲噴嘴內的安定計量性之觀點來看，IV較佳為0.4以上。由於鞘成分的PET主要擔負聚酯單絲的耐磨耗性，較佳為添加0.1～0.5wt%的以氧化鈦為代表的無機粒子。
又，只要不損害本發明的效果，則於芯成分、鞘成分的任一PET中，亦可添加共聚合成分。作為共聚合成分之例，在酸成分可舉出如間苯二甲酸、苯二甲酸、二溴對苯二甲酸、萘二羧酸、二苯氧基乙烷羧酸、氧基乙氧基苯甲酸的二官能性芳香族羧酸，如癸二酸、己二酸、草酸的二官能性脂肪族羧酸、環己烷二羧酸，在二醇成分可舉出丙二醇、丁二醇、新戊二醇、雙酚A，或聚乙二醇、聚丙二醇等的聚伸氧烷基二醇。再者，於芯成分‧鞘成分的任一PET中，可適宜添加當作添加物的抗氧化劑、抗靜電劑、可塑劑、紫外線吸收劑、著色劑等。
本發明的聚酯單絲之纖維橫斷面中的鞘/芯面積比較佳為40/60～5/95。如前述，由於芯成分擔負強度，鞘成分擔負耐磨耗性，若在該範圍內則任一者皆沒有損害而可使並存。更佳為30/70～10/90。
本發明的聚酯單絲之纖度為3～8dtex。為了得到較適合於精密印刷的400網眼以上、更佳450網眼以上的高網眼網版用紗，纖度係8dtex以下。以往之比較高網眼的網版用紗係使用250～350網眼左右、纖度10～20dtex的單絲。然而，例如在400網眼(每1吋=2.54cm有400條)的高網眼網版用紗之情況中，每1條的網眼格子間隔為約63μm，若以一般的聚酯纖維之比重1.38g/cm3 為前提來計算，則纖維與纖維的間隔在纖度10dtex(約30μm)時係約1格子的50%，由於筘與聚酯單絲的間隙變極小，故由於筘齒與聚酯單絲的摩擦而容易發生浮渣，結果無法得到400網眼以上的高網眼網版用紗。因此，本發明的聚酯單絲之纖度的上限為8dtex，較佳為6.5dtex以下。為了使織造性尤其緯絲飛送性成為充分，纖度的下限為3dteX以上，更佳為4dtex以上。
於能充分耐得住在由3～8dtex的細纖度之聚酯單絲得到高網眼網版用紗的織造步驟之負荷或施加於網版印刷之負荷的程度，本發明的聚酯單絲之強度為7.5cN/dteX以上，較佳為8.0cN/dtex以上，更佳為8.5cN/dtex以上。
絲的斷裂係由斷裂強度與斷裂伸長度來決定，由於與固定應力的變形有關的強度，與固定長度的變形有關的伸長度，例如即使達成前述的強度7.5cN/dtex，斷裂伸長度若小則可說絲係脆弱而容易斷裂。因此，作為對於斷裂的耐性，不僅以強度‧伸長度的任一者來表現，而且應該以加有任一者的參數來表現。例如，於拉伸試驗的應力-應變曲線中，達到斷裂為止的曲線之積分值係相當於它；作為簡便的指標，若使用韌度(強度×伸長度0.5 )，則顯示與其良好的相關。為了以3～8dtex的細纖度之聚酯單絲作為高網眼網版用紗，以使作為網版用紗而耐得住印刷，必須使如前述的強度成為7.5cN/dtex，同時使韌度成為29以上，較佳為31以上，更佳為32以上。本發明的聚酯單絲之伸長度只要滿足強度7.5cN/dtex以上及韌度29以上即可，若為伸長度11%以上，則織造性尤其投緯時的張力安定，不易發生斷絲，故較宜。
作為400網眼以上的高網眼網版用紗，從施予精密印刷時的印刷品位或使構成網眼的一條一條之強伸度均一化的觀點來看，本發明的聚酯單絲之絲長纖度變動較佳為1.5%以下，尤佳為1.0%以下，更佳為0.7%以下。
尚且，一般地在纖維的絲長方向纖度不均的評價中，使用烏斯特(USTER)公司的烏斯特測定機，由於該測定機的檢測下限為10dtex，故若測定如本發明的聚酯單絲之3～8dtex的細纖度絲，則無法充分檢測出實際存在的纖度不均。因此，為了評價3～8dtex的聚酯單絲之纖度不均，在絲長方向連續地採集光學式外徑測定器的纖徑數據，藉由後述實施例記載的方法來作數據運算，而得到絲長纖度變動(%)。可知若為此方法，則大概顯示與烏斯特測定器的烏斯特值(正規)之同等值。
又，作為纖徑均一性，除了前述的絲長纖度變動為1.5%以下，單絲的平均纖徑對比+20%以上、直徑大的局部粗徑部較佳為1個/10萬米以下。局部粗徑部若為1個/10萬米以下，則作為網版用紗的品位係更佳，不易發生印刷缺點。更佳為0.5個/10萬米以下。
藉由經絲及/或緯絲的50重量%以上使用上述本發明的聚酯單絲，可得到適合於高精度印刷的網版用紗。因此，不僅提高作為網版用紗的印刷精度，而且若用於經絲，也可防止浮渣所致的印刷缺點，若用作為緯絲，雖然為細纖度，但緯絲不會斷裂，可安定的織造高品質的網版用紗。
作為網版用紗的製造方法，可使用習知的方法，在用蘇爾澤(sulzer)織機或劍桿(rapier)織機等機械地抓住‧飛送緯絲的方式(有梭織機)進行織造後，按照需要施予精練‧染色‧定型。又，以改良網版用紗的帶電性或潤濕性為目的，可進行電漿處理或藥液處理。
第1圖係顯示本發明的聚酯單絲之製造方法的裝置之一例。首先，藉由擠壓機型擠出機將芯成分、鞘成分各自的PET熔融、擠出，以計量泵(未圖示)計量所欲的吐出量後，導引至紡絲頭組合所安裝的紡絲孔板。使熔融聚合物通過紡絲孔板內所設的過濾器(未圖示)等後，由紡絲孔板內所設的複合紡絲噴嘴之吐出孔吐出成芯鞘狀。由噴嘴吐出孔所紡出的絲條，在通過噴嘴面正下方且與紡絲頭組合連續配設的加熱筒後，以冷卻風吹出方式等的冷卻裝置進行冷卻固化。經冷卻固化的絲條在經由給油輥等的計量給油裝置給予油劑後，經由導絲輥1牽引。
為了得到本發明的聚酯單絲，在從熔融至牽引為止的步驟中，可一邊留意以下(1)～(5)之點，一邊採用常用方法的熔融紡絲。
(1)較佳為盡量減少從熔融到紡出跟前為止的PET熔融通過時間、加熱溫度，而抑制PET的分子量降低。
(2)較佳為使用擠壓機型擠出機當作熔融擠出機，而且使擠壓機螺桿前端到配管壁面為止的距離d1與擠壓機螺桿最終溝深度d2之比d2/d1為0.5～1.5。
(3)使導絲輥的牽引速度為300～800m/分鐘，以抑制紡出絲條的分子配向度上升。
(4)在紡絲噴嘴正下方設置加熱筒，以將內壁溫度保持在270～325℃，而抑制伸張變形所致的紡出絲條之分子配向度上升。
(5)使紡絲拉伸比(=牽引速度/噴嘴吐出孔內的平均線速度)較佳為100以下，更佳為70以下，以緩和紡出絲條的紡絲線上變形，抑制紡出絲條的分子配向度。
從提高所得到的聚酯單絲之強度、韌度的觀點來看，較佳為如(1)地盡量抑制PET的水分所致的分子量降低。具體地，較佳為使PET的熔融保持溫度為300℃以下，平均時間為20分鐘以下。藉此可提高韌度，同時可抑制PET的氧化分解生成物即凝膠狀化合物的生成，故減少單絲中的局部粗徑部，提高纖徑均一性。
作為減少單絲中的局部粗徑部之其它手段，較佳為使用如(2)的擠壓機型擠出機。擠壓機型擠出機，由於在從固體狀的PET之供給到熔融‧擠出為止的之間，成為理想的活塞流，故滯留時間分布變小，而抑制凝膠狀化合物的生成。又，作為此擠壓機型擠出機的前端形狀，從螺桿前端到配管壁面為止的距離d1與擠壓機螺桿最終溝深度d2的比d2/d1較佳為0.5～1.5。通常，從擠壓機螺桿的最終溝到前端，由於急劇地容積增大，故熔融PET的流速極度變慢，而發生異常滯留，因此生成凝膠狀化合物。特別地，當如本發明的聚酯單絲之纖度低時，必然地擠壓機的擠出速度亦會降低，異常滯留容易明顯存在化。因此，為了抑制從螺桿的最終溝到前端的流速降低，螺桿前端到配管壁面為止的距離d1與擠壓機螺桿最終溝深度d2之比d2/d1較佳為0.5～1.5。
為了以最大限度提取所得到的單絲之強度、韌度，較佳為將紡絲步驟的分子配向度小的紡絲絲條在拉伸步驟中以高拉伸倍率的使配向，具體地如(3)～(5)地盡量抑制紡絲絲條的分子配向度係有效。所吐出的絲條之分子配向度，簡言之若紡絲的“繃拉”力愈強則愈大。作為紡絲線上的作用力，可舉出牽引速度的拉伸力，伸張黏性或空氣阻力所致的變形阻力，但於單絲的情況，由於空氣阻力極小而可幾乎忽視。為了得到纖度3～8dtex的聚酯單絲，若以常用方法來紡絲，則由於紡出絲條細而容易被冷卻，由於變形阻力變大而紡出絲條的分子配向度變大，結果難以得到強度7.5cN/dtec以上、韌度29以上。為了減小牽引速度所致的拉伸力，可降低(3)導絲輥的牽引速度，為了得到本發明的單絲，可採用300～800m/分鐘以下，較佳為600m/分鐘以下。從為了減小伸張黏性所致的變形阻力，而提高伸張變形時的絲條溫度，減低伸張黏性的觀點來看，必須(4)將噴嘴正下方加熱保溫在270～325℃。較佳為(5)減小紡絲拉伸比，具體地較佳為100以下，更佳為70以下，要是那樣的話，則更提高所得到的聚酯單絲之韌度。
於得到本發明的聚酯單絲之際，(4)加熱筒的溫度若成為過度高溫，或加熱筒的長度成為過度長，則由於給予過剩的熱而喪失纖徑均一性，故特別重要的是此等係按照所要得到的聚酯單絲之纖度，即單孔吐出量來恰當地設定。即，作為加熱筒的長度，重要的是從噴嘴面到加熱筒下端為止的距離L1及加熱筒的長度L2係滿足下式。
120≦L1(mm)≦(-0.78×Q-2.56)×T+(294×Q+980)
50≦L2(mm)
Q：每1個吐出孔的吐出量(克/分鐘)
T：加熱筒內壁溫度(℃)。
從噴嘴面到加熱筒下端為止的距離L1若低於上式下限，則伸張黏度變高而無法提高韌度，若高於上述上限，則由噴嘴正下方的絲條長時間保持半熔融狀態，受到從噴嘴到牽引輥之間的絲搖晃之影響，無法保持纖徑均一性。
加熱筒之目的為加熱絲條所通過的加熱筒內之環境，但加熱筒的長度L2若低於上述下限，則L1中的L2的長度變得過短，而無法達成本來的加熱筒目的。
又，吐出絲條到加熱筒內壁面的距離，較佳為自配設有吐出孔的同心圓之直徑起，在該直徑變大的方向中，距離15mm以上，更佳20mm以上。加熱筒內的環境，若考慮加熱筒內壁的加熱，則可容易想像加熱筒內壁側為最高，朝向加熱筒中心徐徐地變低。調查加熱筒內的環境溫度，結果查明從加熱筒內壁到15mm為止，係急劇的溫度梯度。因此，藉由在自配設有吐出孔的同心圓之直徑起，於該直徑變大的方向中使加熱筒內壁距離15mm以上，所紡出的絲條變成通過溫度梯度比較小的加熱筒內環境中，即使絲條的絲搖晃等導致絲道變化，在絲長方向之來自加熱筒內環境的受熱狀態也不會變化，長度方向的纖徑變動不易發生。
作為得到本發明之聚酯單絲的拉伸．捲繞步驟，係將所紡出牽引的絲條於經加熱到玻璃轉移點以上的加熱輥、經加熱到結晶化溫度以上的拉伸輥之間拉伸，捲繞成木管(pirn)狀或筒子(cheese)狀。為了以最大限度引出所得之的聚酯單絲之韌度，主要可留意以下之點。
(6)從所得到的單絲之纖度不均．物性偏差減低之觀點來看，係成為暫時不捲繞未拉伸絲而直接進行拉伸的紡絲拉伸。
(7)拉伸係藉由3對以上的輥之多段拉伸，第一段的拉伸倍率比率較佳為50~80%。
(8)較佳係最終拉伸輥以前的拉伸輥溫度為130℃以下，更佳為110℃以下，而抑制拉伸途中的結晶化。
(9)較佳係最終拉伸輥的溫度為180℃以上，更佳為200℃以上，而提高所得到的聚酯單絲之結晶化度。
由於由前述熔融紡絲方法所得之紡絲絲條之配向度極低，故作為未拉伸絲，若一度捲繞，則到拉伸之前分子配向．結晶狀態會經時地變化，在長度方向中容易發生偏差。特別，為了如本發明之聚酯單絲地得到細纖度、高強度由於對細纖度未拉伸絲施予4.5~7.0倍的高倍率拉伸，未拉伸絲的分子配向．結晶狀態之差係當作絲長纖度變動而容易顯化。由於未拉伸絲的分子配向．結晶狀態若均一著而進行拉伸的話，可減低絲長纖度變動或物性的偏差，故成為(6)在紡絲後，暫時不捲繞而直接施予拉伸的紡絲拉伸。
再者，為了均一地拉伸低配向度‧細纖度單絲未拉伸絲，較佳為如(7)、(8)地進行第一段倍率比率為50～80%的多段拉伸，最終拉伸輥以前的拉伸輥之加熱溫度較佳為130℃以下，更佳為110℃以下。輥的個數之上限係沒有特別的限定，若為3對以上的熱輥，同樣地可得到多段拉伸的效果，但是若極端增加個數，則裝置變複雜化，故通常3、4對左右係足夠。再者，關於熱輥，可使用1熱輥-1分離輥的構成或2熱輥構成(所謂的雙重型)的任一者，於雙重型中，2熱輥中與1對逆向。
再者，(9)提高最終所得之聚酯單絲的結晶化度而得到高韌度的最終拉伸輥溫度，較佳為180℃以上，更佳為200℃以上。又，於最終拉伸輥到捲取機之間更可配置數個導絲輥。當於最終拉伸輥與導絲輥之間給予負的速度差時，由於可緩和拉伸所發生的分子非晶部位之變形，故得到伸長度上升而韌度提高的效果與不易發生浮渣的耐磨耗性升高效果。另一方面，當於最終拉伸輥與導絲輥之間給予正的速度差時，由於提高所得之聚酯單絲的初期彈性模數，於作為高網眼網版用紗而用於印刷之際，偏移小，印刷精度升高。此等係可根據各印刷用途的要求特性來適宜決定。
於得到本發明的聚酯單絲之步驟的任一部分中，以提高所得之聚酯單絲的平滑性、耐磨耗性、抗靜電性為目的，較佳為給予油劑。作為給油方式，可為給油導槽方式、塗油輥方式、噴霧方式等在從紡出到捲繞之間的複數次數給油。
上述本發明的聚酯單絲之製造方法係使細纖度‧高強度‧高韌度‧低絲長纖度變動並存者，非由以往的發明之記載方法所可容易想像達成者。以下說明與習知技術的對比。
專利文獻4的實施例2中記載於將纖度12.0dtex的網版用紗用聚酯單絲熔融紡絲之際，在紡絲溫度298℃，噴嘴正下方所配設的加熱筒之長度為10cm，加熱筒內壁溫度300℃，從絲條到加熱筒內壁為止的距離為4.5cm，牽引速度850m/分鐘下，藉由2步驟法施予拉伸的製造方法。此方法係以纖度粗的單絲當作對象，推測單孔吐出量為4.6克/分鐘。若與本發明的方法對比，加熱筒長度與單孔吐出量係不相稱而過短，得不到高韌度。加上，由於牽引速度高，且經由2步驟法所製造，故例如即使降低單孔吐出量而使細纖度化，也得不到本發明的聚酯單絲之物性。
專利文獻1的實施例1記載將纖度10.0dtex的網版用紗用聚酯單絲熔融紡絲之際，噴嘴正下方所配設的加熱筒之長度為10cm，加熱筒內壁溫度300℃，從絲條到加熱筒內壁為止的距離為4.5cm，牽引速度850m/分鐘，藉由2步驟法施予拉伸的製造方法，此外，比較例4中記載牽引速度為600m/分鐘以外，與實施例1相同的製造方法。於此實施例1及比較例4中，若由所記載的拉伸倍率來計算，推測每一吐出孔的吐出量各自為3.8克/分鐘及2.7克/分鐘。若與本發明的方法對比，由於加熱筒長度與單孔吐出量不相稱而過短，故得不到高韌度。加上，由於藉由2步驟法來製造，故例如即使降低單孔吐出量而使細纖度化，也得不到本發明的聚酯單絲之物性。
專利文獻3的實施例1中記載於將6dtex的網版用紗用聚酯單絲熔融紡絲之際，加熱筒的長度為10cm，加熱筒內壁溫度300℃，從絲條到加熱筒內壁為止的距離為4.5cm，牽引速度850m/分鐘，藉由2步驟法施予拉伸的製造方法。於此方法中，由於藉由2步驟法來製造，故絲長纖度變動變大。因此，若使用此來獲得網版用紗，雖然在所例示的355網眼左右沒有成為大問題，但是若作為400網眼以上的高網眼網版用紗，則印刷不均係顯著，不耐實際使用。
實施例
以下藉由實施例來更詳細說明本發明。再者，實施例中的評價係依照以下的方法。
(固有黏度：IV)
使0.8克試料完全溶解在10ml的鄰氯苯酚中，在25℃測定。
(纖度)
將絲條取成500m的絞絲，以絞絲重量乘以20的值當作纖度。
(強度、伸長度、韌度)
使用ORIENTECH公司製Tensilon拉伸試驗機，測定初期試料長20cm、拉伸速度2cm/分鐘的斷裂時之強度、伸長度，以各自5次測定的值之平均值當作強度(cN/dtex)、伸長度(%)。而且由此等強度、伸長度算出韌度(強度×伸長度0.5 )。
(絲長纖度變動、粗徑部個數)
使所得到的絲條以500m/分鐘的速度通過ANRITSU株式會社製雷射外徑測定機KL1002A/E檢測部，於數據平均化個數16點的輸出條件下，在120秒得到約22000點的絲徑數據。所得到的絲徑數據r(μm)係藉由下述式換算成絲長纖度變動(%)。
[數1]
但是，n：數據點數，rave ：n個ri 的平均值，ri ：第i號的數據r
粗徑部個數係在相同測定條件下，使100萬米的絲通過，計數平均纖徑+20%以上的尖峰個數，以除以10後之值當作粗徑部個數(個/10萬米)。
(織造評價)
蘇爾澤織造機的織機之回轉數為120rpm，織造寬度2.2m、長度300m的480網眼織物。注視該情況下的斷絲、筘斑狀態，藉由以下指標來判定，○及△為合格。
○：良好(斷絲5次以下，且沒有筘斑)
△：稍差但良好(斷絲、筘斑的至少一者為○與×之間的範圍)
×：無法量產(斷絲15次以上，或筘斑顯著持續而無法織造)
(印刷評價)
在所得到的網眼織物上，藉由感光性乳劑以50μm間隔形成50μm的線圖案，觀察印刷後的狀態，藉由以下指標來判定。
○：線再現良好，△：在線的邊界看到凹凸但是沒有問題，×：不良
(實施例1)
將常用方法所聚合且碎片化的固有黏度(IV)1.15之PET當作芯成分，將固有黏度(IV)0.63之含有0.3wt%的氧化鈦之PET當作鞘成分，藉由各自個別的擠壓機型擠出機(d1/d2=1.1)使熔融。使熔融PET通過290℃保溫的配管內後，由公知的芯鞘型複合紡絲噴嘴，以芯：鞘的面積比率成為8:2的方式，以1.3克/分鐘的單孔吐出量紡出芯鞘型複合絲條。吐出絲條係藉由從噴嘴面到加熱筒下端為止的距離L1為170mm，加熱筒長度L2為100mm，加熱筒內徑89mm，加熱筒內壁溫度299℃(加熱筒內環境溫度293℃)，加熱筒內壁到吐出孔為止的距離52mm之加熱筒來積極保溫後，將25℃的空氣以10m/分鐘的風速吹向絲條，使冷卻固化。經冷卻固化的絲條在經由給油輥給予紡絲油劑後，於通過表面速度500m/分鐘的導絲輥1(鏡面)、表面速度505m/分鐘、表面溫度90℃的熱輥2(鏡面)、表面速度1800m/分鐘、表面溫度100℃的熱輥3(鏡面)、表面速度2930m/分鐘、表面溫度220℃的熱輥4(鏡面)、表面速度2959m/分鐘的導絲輥5(鏡面)後，以捲繞張力成為0.5克的方式，藉由速度經控制的絲條捲取裝置來捲繞聚酯單絲。此時，紡絲拉伸比為64，總拉伸倍率為5.8倍，第1段倍率比率(第1段拉伸倍率/總拉伸倍率×100)為62%。第1圖中顯示製絲程序的概略圖。
所得之單絲的纖度為4.5dtex、強度9.1cN/dtex、伸長度13.1%、韌度32.9、絲長纖度變動為0.49%、粗徑部個數為0.1個/10萬米。於使用所得之聚酯單絲的織造評價中，幾乎沒浮渣的發生、斷絲的發生而良好，印刷評價中線的再現性良好。
(實施例2～4、比較例1)
除了將所得之聚酯單絲的纖度如表1地變更以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。實施例4在印刷評價中雖然若干線的再現混亂，但是具有充分的印刷性能，比較例1不僅在織造中發生浮渣狀的缺點，而且在印刷評價中線的再現性係不充分。
(實施例5～7、比較例2)
除了將原料的PET之IV如表1地變更以外，藉由與實施例2同樣的方法來得到聚酯單絲。實施例7中由於強度‧韌度若干降低，在織造中發生斷絲，而且在印刷評價中印刷精度降低，但是具有充分的性能。另一方面，比較例2在織造中多發生浮渣而不耐使用。
表1中顯示以上實施例1～7、比較例1、2的結果。
(實施例8、9、比較例3)
除了將總拉伸倍率各自變更為5.3倍、5.0倍、4.6倍，使所得到的聚酯單絲之纖度成為固定而調整吐出量以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。由於隨著拉伸倍率的降低而強度降低，在實施例8中看到織造時的斷絲增加，在實施例9中看到織造時的斷絲增加及印刷精度的降低，但是具有充分的性能。另一方面，在比較例3中，強度係低到7.3cN/dtex，不僅織造時斷絲係多發生而為實質上不可能生產的織造性，而且印刷精度亦不充分。
(實施例10～12)
除了在原料之PET中所添加的氧化鈦之量係如表2地變更以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。實施例10中由於增加芯成分的氧化鈦含量，故看到韌度的降低，在織造中雖然斷絲增加，但是在可能生產的水平。實施例12中由於降低鞘成分的氧化鈦含量，故聚酯單絲的耐摩耗性降低，織造中雖然浮渣增加，但是為可能生產的水平。
表2中顯示以上實施例8～12、比較例3的結果。
(實施例13、比較例4)
除了將導絲輥速度、熱輥速度如表3地變更，使所得到的聚酯單絲之纖度成為固定而調整吐出量以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。在實施例13中雖然聚酯單絲的韌度降低，但是具有充分的性能。另一方面，在比較例4中韌度係顯著降低，織造時的斷絲係多發生，印刷精度亦顯著降低，不耐實質使用。
(實施例14～16)
除了在實施例14、15中將熱輥2的速度如表3地變更，而且在實施例16中不通過熱輥2而作一段拉伸以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。雖然在織造評價、印刷評價中皆看到充分的性能，但是在實施例15中看到織造時的斷絲增加，在實施例16中看到織造時的斷絲增加，而且看到印刷精度的降低。
表3中顯示以上實施例13～16、比較例4的結果。
(實施例17～20)
除了將熱輥3、4的溫度如表4地變更以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。在實施例17、18中雖然隨著熱輥3溫度的上升，看到韌度的降低，但是維持充分的水平。在實施例19、20中雖然隨著熱輥4溫度的降低，看到韌度的降低，但是維持充分的水平。
表4中顯示以上實施例17～20的結果。
(比較例5、6)
藉由與實施例1相同的方法，對未拉伸絲進行紡絲、冷卻‧給油後，藉由一度捲繞，然後給予後拉伸的2步驟法來得到聚酯單絲。將紡絲中的捲繞速度如表5地變更，將所得之未拉伸絲藉由3熱輥構成的拉伸機如表5地變更拉伸倍率，第1段拉伸倍率比率為0.7，熱輥溫度從第1個起依順序為90℃、100℃、220℃，在最終捲繞速度700m/分鐘下進行拉伸。與實施例1相比，比較例5中由於韌度降低，看到織造所致的斷絲，而且由於絲長纖度變動上升，看到印刷精度的降低。另一方面，於比較例6中，韌度係比比較例5還更降低，在織造中斷絲係多發生，而且印刷精度降低，皆不耐實質使用。
表5中顯示以上比較例5、6的結果。
(實施例21、22、比較例7，8)
除了將加熱簡內壁溫度如表6地變更以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。隨著加熱筒內壁溫度的降低，韌度有降低的傾向，在實施例21中雖然為30.7的充分，但是在比較例7中韌度為28.7之顯著降低。又，隨著加熱筒內壁溫度的上升，絲長纖度變動有上升的傾向，在實施例22中雖然為1.01%的充分，但是在比較例8中為1.72%之顯著上升。
表6中顯示以上實施例21、22、比較例7、8的結果。
(實施例23、24、比較例9，10)
除了將加熱筒的長度、內壁溫度如表7地變更以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。加熱筒長度愈短則韌度愈低，加熱筒長度愈長則絲長纖度變動愈大的傾向，在實施例23、24中韌度、絲長纖度變動皆良好，相對地比較例9為韌度顯著降低，比較例10為絲長纖度變動顯著變高的結果。
(比較例11)
除了將加熱筒的長度如表7地變更以外，藉由與實施例2同樣的方法來得到聚酯單絲。由於增長加熱筒長度，絲長纖度變動係顯著變高。又，與相同加熱筒長度的實施例24比較下，由於纖度亦低，故絲長纖度變動係變更高。
(實施例25)
除了以纖度成為6.0dtex的方式如表7地變更單孔吐出量以外，藉由與比較例10同樣的方法來得到聚酯單絲。與比較例10相比，由於纖度粗，故即使為相同加熱筒長度，絲長纖度變動也顯示良好的值。
表7中顯示以上實施例23～25、比較例9～11的結果。
(實施例26、27)
除了變更加熱筒的內徑，將加熱筒內壁到吐出孔為止的距離如表8地調整以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。
隨著加熱筒內壁到吐出孔為止的距離變大，韌度降低，絲長纖度變動有變小的傾向，但是韌度、絲長纖度變動皆顯示良好的值。
表8中顯示以上實施例26、27的結果。
(實施例28～30)
除了將擠壓機型擠出機的螺桿前端部與配管壁面的距離d1以成為如表9的樣式變更螺桿前端二凸緣形狀以外，藉由與實施例1同樣的方法來得到聚酯單絲。在實施例28中，由於d2/d1低而擠出前端壓力會變動，絲長纖度變動、粗徑部個數亦比實施例1還稍高。實施例30中d2/d1低，若與實施例1相比，則粗徑部個數上升。
表9中顯示以上實施例28～30的結果。
(產業上的利用可能性)
由本發明所得之網版用紗用單絲及由其所得之網版用紗係可用於高精度網版印刷。又，由本發明的網版用紗用單絲所得之織物亦可適用作為過濾器等的網眼材料。
1．．．押出機
2．．．紡絲孔板
3．．．複合紡絲噴嘴
4．．．加熱筒
5．．．絲條冷卻裝置
6．．．給油輥
7．．．導絲輥1
8．．．熱輥2
9．．．熱輥3
10．．．熱輥4
11．．．導絲輥5
12．．．絲條捲取裝置
第1圍係顯示本發明的一實施形態之紡絲設備示意圖。

Claims (3)

  1. 一種聚酯單絲之製造方法，其係纖度3~8dtex的聚酯單絲之製造方法，其特徵為：將芯成分與鞘成分的聚對苯二甲酸乙二酯各自個別地熔融，使經過紡絲頭組合(spin block)所安裝的紡絲孔板(spin pack)而由複合紡絲噴嘴所紡出的絲條，通過噴嘴面正下方且與紡絲頭組合連續配設的加熱筒後，進行冷卻固化，給予紡絲油劑，暫時不捲繞牽引輥所牽引的未拉伸絲而拉伸後，在捲繞之際，加熱筒的內壁溫度T為270~325℃，從噴嘴面到加熱筒下端為止的距離L1及加熱筒的長度L2係滿足下式，牽引輥的速度為300~800m/分鐘，120≦L1(mm)≦(-0.78×Q-2.56)×T+(294×Q+980) 50≦L2(mm)Q：每1個吐出孔的吐出量(克/分鐘)T：加熱筒內壁溫度(℃)。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚酯單絲之製造方法，其中總拉伸倍率為4.5~7.0倍，第1段的拉伸倍率為總拉伸倍率的50~80%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聚酯單絲之製造方法，其中在使芯成分及/或鞘成分的聚對苯二甲酸乙二酯熔融之際，使用擠壓機型擠出機，且擠壓機螺桿前端到配管壁面為止的距離d1與擠壓機螺桿最終溝深度d2之比d2/d1為0.5~1.5。
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