JPH04100914A - スクリーン紗用ポリエチレン―２，６―ナフタレートモノフィラメント - 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］ 本発明は、スクリーン紗用ポリエチレン−２，６−ナフ
タレートモノフィラメントに関するものである。

［従来の技術］ 近年、各種電子回路の印刷はもちろん、その他の印刷分
野においても、スクリーン印刷は、それ以外の印刷技術
に比較して、簡便で、生産性に優れた印刷方法であり、
その普及には目覚ましいものがある。

このようなスクリーン印刷において、スクリーン紗は、
紗枠に高張力で固定され、印刷時にはスキージで繰返し
擦過される。従って印刷用スクリーン紗には、高度の緊
張に耐え得る強度、寸法安定性が要求されるが、高性能
印刷において重要なことは、原版図形と被印刷図形のズ
レを、どこまで少なくできるかであり、該ズレには、印
刷を繰返すことによって、徐々に大きくなるいわゆる原
版の経時的寸法変化と、スクリーン紗の弾性率が低いこ
とによるスクリーン原版と被印刷体との距離、すなわち
オフコンタクトが大きいために生ずるズレとがあり、両
者の特性を満たすことが要求されている。

例えば、ナイロンからなるスクリーンを用いると、弾性
率が低いこと、および吸湿により寸法が変化するという
欠点を有している。

一方、ポリエチレンテレフタレート繊維からなるスクリ
ーンの場合は寸法安定性に優れており、弾性率も１００
〜１５０　ｇ／ｄと高く、電子回路をスクリーン印刷す
るのに好適に用いられている。しかし、電子回路の高集
積化は日進月歩であり高精密印刷のためには、さらに初
期弾性率の高いものが要求されている。

この要求に対し、有機繊維ではない金属の高弾性率素材
として、ステンレス繊維製スクリーンが知られている。

スレンレス繊維は、高弾性率で、吸湿や温度変化による
寸法変化もないが、微小な歪でも降伏を起しやすい。そ
のため、取扱い時の過度の変形や衝撃などにより、また
、印刷を繰返す間に永久変形を起こし、使用不能になる
という欠点があり、しかも高価でもある。

従って寸法安定性の良い、有機繊維で弾性率の高いスク
リーン紗用モノフィラメント素材が要求されている。

例えばポリエチレンテレフタレートにおいても、特開昭
８３−１９８７１１に見られるように、極めて重合度の
高いポリマを用い、溶剤の作用を利用しながら多段延伸
を行うことにより初期引張弾性率か２００ｇ／ｄを超え
る高弾性率糸を得ることも出来る。しかしながら、かか
る製法は極めて複雑であり、タイヤコードやロープなど
の資材用の太デニールのマルチフィラメントの製造には
適しているが、ＬＯｄ前後の細デニールモノフィラメン
トの製造にはコスト負荷が大きく、好ましくない。また
、このようにして得られる高弾性率ポリエチレンテレフ
タレート繊維は一般に伸度が低く、織目の屈曲の激しい
、３００メツシユを超えるような高密度のスクリーン紗
の製織には適していない。

このような高弾性率繊維のスクリーン紗用途への展開に
際し、製織性や印刷特性を改善するための方法が特開昭
６３−２４７０９３に提案されている。該公報は２００
ｇ／ｄ以上の高弾性率繊維をポリアミド系樹脂で被覆す
るのである。しかしながら上記方法にも次のような欠点
がある。ポリアミドは確かに感光性樹脂との接着性が良
く、又製織時にスカムが生じに（いという長所はあるが
、湿潤時の寸法安定性が悪く、たとえ被覆といえどもポ
リアミドを用いると寸法安定性の点から精密印刷の精度
に悪影響を与える。被覆層の厚みを薄くすることでこの
問題を軽減することも出来るが、芯となる高弾性率糸と
の接着性の点から界面で剥離を生じ易くかえってスカム
を助長することになる。

また、被覆することにより真円度が高く線径変動の小さ
い繊維を得ることは極めて困難であり、精密印刷には不
可欠の目開きの均一なスクリーン紗織物を得る方法とし
ては適していない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、破断強度、弾性率等の力学特性に優れ
、製織工程でのスカム、削れ発生の少ないスクリーン紗
用モノフィラメントを提供するにある。

特に寸法安定性に優れ、高い紗張張力でオフコンタクト
の小さいスクリーン印刷版の製造に適したポリエステル
系の高強度・高弾性率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］ 前記した本発明の目的を達成する本発明のスクリーン紗
用モノフィラメントの構成は、次のとおりである。

すなわち、ポリエチレン−２，６−ナフタレートからな
るモノフィラメントか下記（イ）〜（ハ）を同時に満足
すると共に、その結節強度が３．５ｇ／ｄ以上であるこ
とを特徴とするスクリーン紗用ポリエチレン−２，６−
ナフタレートモノフィラメント、 （イ）６．０≦　破断強度（ｇ／ｄ　）（ロ）　３　≦
　破断伸度（％）≦３０（ハ）１７０　　≦　弾性率　
（ｇ／ｄ）によって達成することができる。

本発明においてポリエチレン−２，６−ナフタレートと
は、ポリエチレン−２，６−ナフタレート単独重合体が
代表的であるが、１５モル％以下の割合で、公知の第３
成分を共重合したものなども使用可能である。ここで主
要な第３成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸な
どのジカルボン酸成分、ポリエチレングリコール、ブタ
ンジオールなどのグリコール成分などかあるかその他公
知のものが任意に使用できる。

また該ポリエステルには、二酸化チタン、アルミナ、カ
ルシウム化合物、着色顔料、特に感光性樹脂を硬化させ
る際に照射する紫外線の散乱反射を抑制する紫外線吸収
剤などが含まれていても良く、リン酸や亜リン酸及びそ
れらのエステルなどの安定剤が含まれていても良い。

さらに、ポリエチレンテレフタレート等を混合して用い
ても良く、また、芯鞘複合繊維の芯成分として用いても
良い。この場合には鞘にはスカムの生じにくい、比較的
Ｔｇの低いポリエステルを選択することが好ましい。

ポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維については、
特公昭４７−４９７６９号公報、特公昭４７−４９７７
０号公報、特公昭４７−５０３２９号公報、特公昭５Ｂ
−４２６８２号公報等に提案されており、力学的性質や
熱的性質の要求される各種工業用資材、例えばタイヤ、
ベルト、ホース等の補強材、電気絶縁材として有用であ
ることか提示されている。

ポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維は、従来スク
リーン紗用原糸として広く用いられているポリエチレン
テレフタレート繊維に比べ弾性率を高く出来ることはよ
く知られているか、単に繊維軸方向の引張強度や弾性率
が高いだけでは高密度のメツシュ織物を製織することは
困難である。即ち、メツシュ織物の製織過程において、
特にその経糸は極めて速い数百ストロ−２７分の筬によ
る擦過を繰り返し受ける。また経緯の交点間の距離も、
３００メツシユを超えるような高密度織物においては繊
維直径の２倍程度になる。従って非常に微小な間隔て繊
維は屈曲されなければならない。

そのため、高強度・高弾性率とは一見相矛盾する柔軟性
を備えていることか必要である。本発明者らはこの問題
に対して鋭意検討し、モノフィラメントの結節強度が極
めて重要であることを見出し、本発明に至ったものであ
る。

本発明におけるモノフィラメントは、ポリエチレン−２
，６−ナフタレートからなるポリマーを溶融紡糸し、延
伸し、必要に応じて熱処理することによって得られる。

まず、ポリエチレン−２，６−ナフタレートを溶融紡糸
して未延伸モノフィラメントを得るが、紡糸に供するポ
リマーとしては、フェノールとオルトジクロロベンゼン
との混合溶液（混合比６：４）中で３５℃にて測定した
極限粘度［ηコが０．４５以上、好ましくは０．５５〜
Ｌ、Ｏのものを使用する。極限粘度［η］が０．４５未
満のものは、強度が６ｇ／ｄ以上でかつ結節強度３．５
ｇ／ｄ以上を有する繊維が得難く、スクリーン紗製織時
に織機ベルトおよび筬による繊維削れ屑、およびスカム
が発生しやすくなり好ましくない。

極限粘度［η］が高くなる程、結節強度、結節伸度は大
きくなる傾向にあり、繊維削れ、スカム発生の防止に有
利となるが、極限粘度［η］が１．０以上の高重合度ポ
リマーては、溶融粘度が高くなり、流動性か不良で均〜
な糸を紡糸することか困難である。紡糸温度を高めて溶
融粘度を下げることも可能ではあるか、熱分解による分
子量の低下をきたし、またその変動も大きくなるので同
様に均一な糸を得ることか困難となる。

溶融紡糸口金孔数は１孔でもよいが、２〜４孔で同時に
吐出し分繊して巻取る方か生産性が高く、しかも紡出糸
条の極限粘度［ηコの低下も少なく好ましい。

本発明のポリエチレン−２，６−ナフタレートモノフィ
ラメントは、繊度が２０デニール以下のモノフィラメン
トを対象とするときに効果が顕著である。高精密印刷に
おいては、なるべ（細繊度のモノフィラメントを用い、
ハイメツシュの織物を必要とし、ＬＯｄ以下、場合によ
っては５ｄ程度までの細繊度糸が用いられる。

本発明のモノフィラメントの破断強度は６０ｇ／ｄ以上
であることが必要である。弾性率が１７０ｇ／ｄを超え
る高弾性率モノフィラメントを製織するに当って、その
製織時の開口、筬打、ヨコ打込み等による繊維への衝撃
力は、ポリエチレンテレフタレート繊維、ナイロン繊維
に比べて、はるかに大きく、糸切れが頻発しやすい。

破断強度を６ｇ／ｄ以上にすると、製織時の糸切れを大
幅に改善することができ、破断強度７ｇ／ｄ以上でほぼ
皆無とすることができる。

一方、本発明のモノフィラメントの破断伸度は、３〜３
０％の範囲であることが必要である。

破断伸度が３％以下では、製織時の経糸の張力変動およ
び緯糸の張力変動が大きく、糸切れが発生しやすくなり
好ましくない。特に織機回転数が２００回／分を超える
高速織機においては、経糸および緯糸の張力変動が大き
く糸切れが発生しやすい。さらに、紗枠への紗張時、お
よび、印刷時においても糸切れが発生しやすくなり好ま
しくない。

破断伸度を３％以上にすることで、前記の糸切れを減少
させることができる。糸切れは破断伸度が大きい程少な
くなるが、破断強度とも関係があるので、６％以上とす
るのがより好ましい。

なお、本来伸度は高い程、製織時の取扱いやスカム発生
の点からは好ましい。しかし本発明の目的である高強度
・高弾性率を実現するためには伸度は３０％以下、より
好ましくは１５％以下とすることが必要である。

本発明のモノフィラメントの弾性率は１７０ｇ／ｄ以上
とする必要がある。スクリーン印刷において、特に電子
回路等の高精密スクリーン印刷において、高弾性率で寸
法安定性に優れた素材が要求されており、ポリエチレン
−２，６−ナフタレートの場合は、弾性率を１７０ｇ／
ｄ以上にすることによって、寸法安定性が大幅に向上す
る。特に応力緩和を小さくすることができる。

このことによって、高い紗張テンションが得られ、しか
も、テンション緩和の小さい印刷原版を得ることかでき
るので好ましい。

このように高強度・高弾性率のポリエチレン−２，６−
ナフタレート繊維はそれだけでは満足に製織することが
出来ない。それは、繊維軸方向の配向と結晶化が進み過
ぎると繊維がもろくなり、製織時の擦過により表層の部
分か削られ、いわゆるスカムとなって織機の各部に堆積
するためである。そのために、ある程度の柔軟性が必要
であり、その指標として結節強度がよく対応することが
わかった。

即ち本発明のモノフィラメントの結節強度は３．５ｇ／
ｄ以上であることが必要である。さらに好ましくは４．
２ｇ／ｄ以上である。結節強度が３．５ｇ／ｄ未満では
、スクリーン紗製織時にベルトおよび筬羽による擦過で
、モノフィラメント表面が削られやすくなり筬羽洗浄の
ための停機を頻繁に行なうことが必要となる。さらに、
短繊維状の削れ屑が製品に織込まれると、除去のための
補修が必要となり、高精密スクリーン印刷に使用するこ
とは困難となる。本発明者等は、ポリエチレン−２，６
−ナフタレート繊維の高強度、高弾性率の物性を保持し
、がっ製織時の削れを防止すべく鋭意研究を行なった結
果、結節強度を３．５ｇ／ｄ以上とすることによって、
削れを実用レベルまで減少できることを発見した。結節
強度は、繊維のもろさと密接な関係があり、結節強度か
大きい程、もろさは小さくなる。

このような結節強度を具体的に実現するためには紡糸の
引取速度に応じて延伸倍率を最適化して設定することが
重要である。延伸倍率が低いと強力発現自体が十分でな
く、従って結節強度も低くなる。一方延伸倍率が高（な
り過ぎると、配向結晶化が進み過ぎ繊維軸方向の引張に
は強くなるが、屈曲には弱く、もろい繊維となる。

本発明者らの検討によれば、その目安は延伸されたモノ
フィラメントの密度で代表されることが確認されている
。延伸糸の密度は熱処理条件にも依存するが本発明で必
要とする結節強度３．５ｇ／ｄ以上を与えるためには１
．３６ｇ／ｃｍｔ以下、好ましくは１．３４５〜１．３
５７ｇ／ｃｍｆとすることにより実現される。

次に本発明のモノフィラメントの製造方法の一例を第１
図を用いて説明する。

極限粘度［η］が０．４５〜１．０のポリマーを紡糸温
度３００〜３２０°Ｃで紡糸し、６００〜１５００ｍ／
ｍｉｎで巻取り、未延伸糸を得る。紡糸口金面下５ｃｍ
以上４０ｃｍ以内は保温領域とし、口金面温度を２９０
〜３０５℃に保つ、これ以降でチムニ−によって１０〜
３０ｍ／ｍｉｎの風速で空気冷却し、引続いて公知の方
法で繊維処理剤を０．１〜０．５％ｏｗｆ付与する。

この未延伸糸１をフィードローラ２を介して１３０℃〜
１５０℃の第１加熱ローラ３および第２加熱ローラ４で
加熱し、所定の倍率に延伸し、４００〜１０００ｍ／ｍ
ｉｎの延伸速度で巻取って本発明の延伸糸６（モノフィ
ラメント）を得る。

ここで、第１加熱ローラ３と第２加熱ローラ４間での延
伸は、１段延伸であっても良く、また中間加熱ローラを
用いて２段延伸を行なっても良い。なおドローローラの
表面温度は１４０°Ｃ以下、好ましくは室温とするのが
良い。

また、未延伸糸を一旦巻取ることなく、直接延伸して巻
取ってもよい。

［実施例］ 以下本発明を実施例により、さらに詳細に説明する。な
お、実施例中の物性は次のように測定した。

（Ａ）破断強伸度 試料を温度２０℃、相対湿度６５％の雰囲気中でインス
トロン万能試験機により、試長２０ｃｍ、速度２０ｃｍ
／分の条件で、測定したストレスストレインカーブでの
破断強伸度てあり、任意の部分で１０回繰り返し測定し
て得られた破断強伸度の平均値である。

（Ｂ）弾性率 破断強伸度の測定で得られたストレス−ストレインカー
ブの１％伸長点までの直線部分より算出した値である。

（Ｃ）結節強度 ＪＩＳ　Ｌ　１０７０に準じて測定した。

実施例１〜６、比較実施例１〜４ 極限粘度０，６２のポリエチレン−２，６−ナフタレト
を紡糸温度３０５℃で孔数２、孔径０．５ｍｍ、孔長０
．６ｍｍの口金を用いて、吐出量１３ｇ／ｍｉｎで溶融
紡糸し、仕上油剤を０．３％ｏｗｆ付与し、巻取速度１
０００ｍ　／　ｍｉｎで分繊し、巻取った。この時の口
金面温度は３００°Ｃてあった。

得られた未延伸糸を第１図に示す延伸装置を用いて、延
伸速度８００ｍ／ｍｊｎで延伸倍率、延伸温度を変更し
て第１表に示すモノフィラメントを得た。なお、ドロー
ローラは室温とした。

延伸モノフィラメントをスクリーン紗製織用のフラット
スチールベルトを用い、モノフィラメントとフラットス
チールベルトメール部を接触させ、モノフィラメント屈
曲角度１８０’　、静止時系張力１．５ｇ／ｄ、１５０
ストロ一ク／分で擦過し、破断に至るストローク数を測
定した。

１０回繰返し測定した値の平均値を第１表に示した。

さらに、この延伸モノフィラメントに１０〜１４２７本
の張力で４００本のモノフィラメントを引揃えメツシュ
スクリーン紗製織用筬で４００ストローク／１０で擦過
し、筬に発生した白粉スカムの量を肉眼により観察した
。

（以下余白） 第１表中、本発明に規定する要件を満足する実施例１，
２，３，４．　５．６はフラットスチルベルトとのスト
ローク擦過による破断ストローク数が大きく対金属摩耗
性に優れ、筬での白粉スカム発生量の少ない高強力、高
弾性率モノフィラメントであった。これに対して比較実
施例１は、ストローク擦過による対金属摩耗性に優れて
いるものの、筬での白粉スカム発生量は本発明のモノフ
ィラメントより、やや多く、さらに紗の表面品位が劣る
ものであった。

また比較実施例９，１０については、ストロク擦過によ
る対金属摩耗性が極めて悪く、筬での白粉スカム発生量
が多く、短時間で破断するものがあった。

［発明の効果］ 本発明のモノフィラメントは高強度で高弾性率であるた
め、容易に高テンションのスクリーン紗とすることがで
きる。特に高弾性率であることによって、スクリーン印
刷時のオフコンタクトを２ｍｍ以下と小さくすることが
可能であり高精密印刷に好適である。

さらにガラス転移点温度が１２５℃と高いため、印刷室
の温度変化に対する寸法安定性が優れており、印刷原版
のテンション緩和も小さく、安第１図は、本発明のモノ
フィラメントを得るための延伸装置の１例を示す図であ
る。

に未延伸糸 ２：フィードローラ ３：第１加熱ローラ ４：第２加熱ローラ ５・ドローローラ ６：延伸糸

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリエチレン−２，６−ナフタレートモノフィラメント
   からなるモノフィラメントが下記（イ）〜（ハ）を同時
   に満足すると共に、その結節強度が３．５ｇ／ｄ以上で
   あることを特徴とするスクリーン紗用ポリエチレン−２
   ，６−ナフタレートモノフィラメント。 （イ）６．０≦破断強度（ｇ／ｄ） （ロ）３≦破断伸度（％）≦３０ （ハ）１７０≦弾性率（ｇ／ｄ）