JP4775207B2 - スクリーン紗用芯鞘型複合モノフィラメント - Google Patents

Description

本発明は製織時のスカム発生が少なく、かつマスキング樹脂との接着性、またインクの保持性に優れたスクリーン紗用芯鞘型複合モノフィラメントに関するものである。

印刷用のスクリーン紗は、強度や寸法安定性、またコストの点から、現在ではポリエステルまたはナイロンからなるメッシュ織物が多く使用されている。特にポリエステル製メッシュ織物は寸法安定性に優れ、高度の精密さを必要とするプリント基板の印刷に好適であるため、多用されている。しかしながら、ポリエステルはスクリーン上にパターンを形成するための感光性乳剤等のマスキング樹脂との接着性に劣るという問題があり、反復使用時の耐久性が劣るという欠点があった。また、ポリエステルは親水性に劣るため、インクでのぬれ性、インクの保持性が悪いという弱点もあった。

かかる欠点を解決する方法として、例えば、低温プラズマでポリエステルスクリーン紗を処理する方法が提案されている（特許文献１、２等）。上述の低温プラズマ処理する方法は、特殊な真空容器、放電装置を必要とするため、多額の設備投資を要し、加工コストの大幅なアップは避けがたい。また、プラズマ処理は、真空容器内でスクリーン紗を走行させつつ処理を施すのが一般的である。真空器内においては斜行発生防止のための制御手段の導入が困難であり、またスクリーン紗用の織物は一般的に弾性率が高いなど本質的な要素のために、斜行やシワが発生しやすい。発生した該シワを除去するためには、テンターなどを用いて緊張セットする必要があるが、その際に紗が破れるなどの工程上の欠点があった。さらに、プラズマ処理においては繊維強度の若干の低下が避けられず、例えば自動紗張り機などの、紗枠への紗張り時の衝撃的なテンションによっても破れが発生しやすく、問題があった。

また、特許文献３には、芯成分がポリエステル、鞘成分が特定量のポリアルキレングリコールからなる第３成分を共重合した芯鞘型複合モノフィラメントを用いたスクリーン紗の製造方法が提案されている。しかしながら、鞘成分に単にポリアルキレングリコールを特定量共重合させたポリマーを使用しても、繊維表面の親水性はほとんど向上せず、樹脂との接着性、インクの保持性は不十分なものであった。
特開昭６２−２２０３９２号公報（特許請求の範囲） 特開昭６３−１７００３４号公報（特許請求の範囲） 特開平４−３０７２９４号公報（特許請求の範囲）

本発明は、かかる従来技術の欠点を改良し、スクリーン紗とマスキング樹脂との接着性を改善し、かつ耐久性に優れたスクリーン紗用芯鞘型複合モノフィラメントを提供するものである。

上記本発明の目的は、以下によって達成することができる。すなわち、芯鞘型の複合モノフィラメントであって、極限粘度０．７〜１．２のポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、極限粘度０．３〜０．６のポリエチレンテレフタレートに、吸放湿率（ΔＭＲ）が４〜２０％である親水性成分を分散させた繊維形成性重合体を鞘成分とし、かつ繊維横断面において鞘成分中の親水性成分の分散経が１．２μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とする、スクリーン紗用芯鞘型複合モノフィラメントである。

本発明により、製織時のスカム発生が無く、スクリーン紗のマスキング樹脂との接着性が優れ、かつインクの保持性が良好なモノフィラメントを得ることができる。

本発明のスクリーン紗用モノフィラメントは、特定粘度のポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、親水性成分を分散した特定粘度のポリエチレンテレフタレートを鞘成分とした芯鞘型複合繊維とすることが重要である。当該芯成分は、スクリーン紗としての強度発揮、鞘成分は親水性の付与の観点から必須となる。芯鞘の複合比率は重量比で９０：１０〜６０：４０とすることが好ましい。さらに好ましくは８０：２０〜７０：３０である。芯の複合比率を９０％以下とすることで、マスキング樹脂との十分な接着性を発揮する親水性が得られ、６０％以上とすることで、スクリーン紗としての十分な強度を保持することが可能となる。

本発明の芯鞘型複合モノフィラメントは、極限粘度０．７〜１．２のポリエチレンテレフタレートを芯成分とすることが必要である。極限粘度０．７以上とすることでスクリーン紗用としての原糸強度を保持することが可能となり、また１．２以下とすることで、原糸を安定的に製糸することが可能となる。芯成分のポリエチレンテレフタレートは、酸化チタン、有機顔料のほか抗酸化剤、着色防止剤、帯電防止剤、耐光剤等が添加されても良い。

また、本発明のスクリーン紗用芯鞘型複合モノフィラメントの鞘成分は、極限粘度０．３〜０．６のポリエチレンテレフタレートに、吸放湿率（ΔＭＲ）が４〜２０％である親水性成分を分散させた繊維形成性重合体であることが必要である。親水性成分を分散させるポリエチレンテレフタレートの極限粘度は、芯成分のポリエチレンテレフタレートの極限粘度と差が大きいほど、製織時のスカム発生抑制効果がある。極限粘度が、０．３以上であることで安定的に製糸することが可能となり、０．６以下であることにより、製織時のスカム発生を大幅に抑制することが可能となる。

本発明の親水性成分とは、ポリエステル繊維に親水性、吸湿性を付与する成分であり、これを分散させるポリエチレンテレフタレートよりも高い吸湿性を有するものである。マスキング樹脂との接着性で重要となるモノフィラメント表面の親水性は、表面の繊維形成性重合体の吸湿性と関係があり、親水性成分の親水性成分としては、吸湿特性（ΔＭＲ）が４〜２０％のものを用いることが必要であり、５〜１５％のものがより好ましい。吸湿特性（ΔＭＲ）の定義については、後述する。ΔＭＲを４％以上とすることで、ます金樹脂との接着性に必要な親水性を得ることが可能となり、２０％以下とすることで、安定製糸および良好な寸法安定性を得ることができる。

当該条件を満たし得る代表的な化合物として、ポリエーテルエステル系化合物、ポリエーテルエステルアミド系化合物、ポリオキシアルキレン化合物、ポリオキサゾリン類、ポリアクリルアミドとその誘導体、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリル酸およびその塩、ポリヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ポリビニルアルコール、およびポリビニルピロリドンなどがあげられる。その中でもポリエーテルエステル系化合物が好ましい。

具体的にポリエーテルエステル化合物とは、同一分子鎖内にエーテル結合とエステル結合を有する共重合体である。より具体的にはジカルボン酸とジオールとのポリエステル成分とポリオキシアルキレングリコールからなるポリエーテル成分の共重合体である。

ポリエステルの酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸等があげられる。またグリコール成分としてエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール等があげられる。また、本発明の効果を損なわない範囲でトリメリット酸、ピロメリット酸等の多官能カルボン酸、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリストール如きポリオールを用いても良い。

ポリオキシアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリ（１，２−または１，３−プロピレンオキシド）グリコール、ポリテトラメチレンオキシドグリコール、ポリヘキサメチレンオキシドグリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドまたはテトラヒドロフランとのランダムまたはブロック共重合等があげられ、特にポリエチレングリコールが好ましい。また、ポリエチレングリコールのポリエーテルエステル化合物に対する共重合量は２０〜６０量％が好ましく、より好ましくは３０〜５０重量％である。共重合比率の上限は製糸性の観点から設定され、下限については吸湿特性から設定される。また親水性成分には、本発明の目的を損なわない範囲で酸化チタン、有機顔料、アルキルベンゼンスルホン酸塩等の界面活性剤、抗酸化剤、着色防止剤、帯電防止剤、耐光剤等が添加されても良い。

本発明においては鞘成分におけるポリエチレンテレフタレート中の親水性成分の分散状態が非常に重要であり、親水性成分をある範囲で微分散させることで親水性、吸湿性が向上し、かつする。具体的には、親水性成分の分散径は２．０μｍ以下とすることが重要であり、好ましくは１．５μｍ以下である。分散径を２．０μｍ以下とすることで、目的とする親水性、吸湿性を得ることが可能となる。なお、ここでいう親水性成分の分散径は、たとえば親水性成分がポリエーテルエステルの場合繊維断面をオスミニウム酸で染色し、ＴＥＭ写真撮影し、無作為に選ぶ１０カ所の最長径を測定し平均することで求めることができる。

鞘成分における親水性成分の混率は、２０〜７０重量％であることが好ましく、さらに３０〜６０重量％とすることが好ましい。混率は、適用するマスキング樹脂等に応じて任意に選ぶことができる。この混率の下限は十分な親水性、吸湿性を付与する目的から設定され、混率の上限は紡糸性の低下や繊維物性の低下、寸法安定性の低下を防止する観点から設定される。

また、本発明のスクリーン紗用モノフィラメントは、断面を芯鞘型とすることが必要であるが、完全な同心円状であっても、扁心でもよく、また新成分の一部が鞘に露出する形状であってもよく、用途に応じ適宜選択することが可能である。

次に、本発明のスクリーン紗用芯鞘型複合モノフィラメントの製造方法は、溶融紡糸する際に、親水性成分とポリエチレンテレフタレートとを個別に溶融してから、混練して分散後、別に溶融した芯成分のポリエチレンテレフタレートとともに芯鞘複合口金より紡出せしめる。そうすることで、鞘成分は、チップの状態でブレンドする方法等に比べより親水性成分を微分散させることが可能となり、前述のような特定の親水性成分の分散径を得ることができる。

親水性成分とポリエチレンテレフタレートとの混練手段としては例えば、静止混練子を用いることができ、静止混練子の段数としては、３段〜１０段とすることが好ましい。

紡出した芯鞘型モノフィラメントは所定の速度で引取った後、一旦パッケージに巻上げ、得られた未延伸糸を延伸機にて延伸する。また、紡出糸を一旦巻取ることなく連続して延伸を行ってもよい。

以下に本発明を詳細に説明する。尚、実施例中の評価は以下の評価方法に従った。
Ａ．極限粘度［η］
オルトクロロフェノール１０ｍｌに対し試料０．１０ｇを溶解し、温度２５℃においてオストワルド粘度計を用いて測定した。
Ｂ．強度、伸度
東洋ボールドウィン社製テンシロン引張り試験機を用いて試長２０ｃｍ、引張り速度２０ｃｍ／分の条件で応力−歪み曲線から値を求めた。
Ｃ．吸放湿性（ΔＭＲ）
試料がポリマの場合はチップを約２ｍｍ角の立方体状に裁断し、６０℃で１２時間真空下で乾燥し、乾燥後の重量をおよそ１ｇとし、２０℃×６５％ＲＨあるいは３０℃×９０％ＲＨの雰囲気下、恒温恒湿器（タバイ製ＰＲ−２Ｇ）中に２４時間放置後の重量との重量変化から、次式で求めた。
吸湿率（％）＝［（吸湿後の重量−乾燥後の重量）／乾燥後の重量］×１００
上記測定した２０℃×６５％ＲＨおよび３０℃×９０％ＲＨの条件での吸湿率（それぞれＭＲ１およびＭＲ２とする）から、
ΔＭＲ（％）＝ＭＲ２−ＭＲ１
を求めた。
Ｄ．製糸性
後述する実施例の方法でモノフィラメントを得るに当たり、チップ原料１０００ｋｇから得られたモノフィラメントの収率が１００％以下９０％以上を○○、９０％未満〜８０％以上を○、８０％未満〜７０％以上を△、７０％未満を×とし、○○および○を合格とした。
Ｅ．製織時のスカム発生評価
各実施例で得られたモノフィラメントを、実施例１の方法でスクリーン紗とする際、筬の洗浄周期および発生したスカムの形状から総合的に判定し、○○、○、△、×の４段階で評価し、○○および○を合格とした。洗浄周期が短く、スカムが削り節状のもの程不良、周期が長く、スカムが粉状のもの程良とした。
Ｆ．紗張り性
実施例１の方法で４５Ｎ／ｃｍで紗張りした際、紗破れが無いものを○、一部破れたものを△、大幅に破れたものを×とし、○のみ合格とした。
Ｇ．マスキング樹脂との接着性
各実施例で得られたモノフィラメントを、実施例１に記載の方法でスクリーン紗とし、各スクリーン紗のパターン上に住友スリ−エム社の＃８１０（スコッチ・メンディングテープ）を貼付けた後、このテープを引き剥がすという操作を同一面に５回繰り返して実施し、テープに付着した碁盤目の個数の合計を記録した。テープに付着した碁盤目の合計個数が少ないほど、スクリーン紗とマスキング樹脂との接着強度が高いことを示す。
Ｈ．総合評価
各評価項目について総合的に判断し、○○、○、△、×の４段階で評価し、○○および○を合格とした。

実施例１
ジメチルテレフタル酸１９４部、エチレングリコール４８部、およびテトラブチルチタネート０．１部を加え、１４０〜２３０℃でメタノールを留出しつつエステル交換反応を行った後、リン酸トリメチル０．０８部のエチレングリコール溶液および分子量４０００のポリエチレングリコール１９５部、抗酸化剤としてＩｒｇａｎｏｘ １０１０（チバガイギー社製）０．２部、消泡剤としてシリコン０．２部、およびテトラブチルチタネート０．１部を加え、−１０１ｋＰａの減圧下２８０℃の条件下４時間重合を行いポリエーテルエステル系化合物を得た。またこの共重合体に共重合されたポリエチレングリコールの割合は３０ｗｔ％であった。得られたポリエーテルエステル系化合物のΔＭＲは５％であった。

上記ポリエーテルエステル系化合物を本発明でいう親水性成分とし、これと極限粘度０．５１のポリエチレンテレフタレートを別々に溶融し、図１に示すような紡糸パックにおいて、ポリマー導入孔１，２から、溶融した親水性成分とポリエチレンテレフタレートとを重量比４０（親水性成分）：６０（ポリエチレンテレフタレート）で導入し、紡糸パック内に組み込んだ７段の静止混練子（東レエンジニアリング社製‘ハイミキサー’）を通過させ、モノフィラメントの鞘成分とし、これとは別に溶融した極限粘度０．７８のポリエチレンテレフタレートをポリマー導入孔３から導入して芯成分とし、芯鞘複合比率が８０：２０になるように吐出して紡糸速度１０００ｍ／分で巻取り未延伸糸を得、次いで４．２倍で延伸、１３０℃で熱処理することにより、１３デシテックスの芯鞘複合型モノフィラメントを得た。

得られたモノフィラメントを常法によって製織し、仕上加工をして３５０メッシュのスクリーン紗を得た。この際、該モノフィラメントは製織時にスカム発生がほとんどなく、特に削り節状の削れ発生がほとんどなかった。

次に得られたスクリーン紗を常法にしたがって、アルミ製の紗枠にテンション４５Ｎ／ｃｍで紗張りしたが、問題は見られず、次いで、直接法感光性乳剤プラスプリント３９９Ｒ−７（互応化学工業（株）社製）を塗布、乾燥し、重ね塗りによって膜厚１０μｍとした。感光性塗膜形成後の各スクリーン紗に、碁盤目を５０行２０列で１０００個とし、かつ基盤目の単位を各０．１ｍｍ×０．１ｍｍとしてパターンを焼付けた。次いで水に５分間浸漬した後、水スプレーによって未感光部分を除去した。

このようにして碁盤目パターンを焼付けたスクリーン紗についてテープ引き剥がしテストを実施したところ、良好な接着性を有していた。

実施例２〜３
芯鞘の複合比率を表１に示すように変更した以外は実施例１と同様な方法により芯鞘型モノフィラメントからなるスクリーン紗を得た。結果を表１にまとめる。

実施例４〜５、比較例６〜８
親水性成分のポリエチレングリコール共重合量を表１、表２示すように変更した以外は実施例１と同様な方法により芯鞘型モノフィラメントからなるスクリーン紗を得た。結果を表１、表２にまとめる。

実施例６
紡糸パック内の静止混練子を５段に変更した以外は実施例１と同様な方法により芯鞘型モノフィラメントからなるスクリーン紗を得た。結果を表１にまとめる。

実施例７〜８、比較例２〜３
芯成分のポリエチレンテレフタレートの極限粘度を表１、表２示すように変更した以外は実施例１と同様な方法により芯鞘型モノフィラメントからなるスクリーン紗を得た。結果を表１、表２にまとめる。

実施例９〜１０、比較例４〜５
鞘成分のポリエチレンテレフタレートの極限粘度を表１、表２示すように変更した以外は実施例１と同様な方法により芯鞘型モノフィラメントからなるスクリーン紗を得た。結果を表１、表２にまとめる。

比較例１
複合モノフィラメントとせず、極限粘度０．７８のポリエチレンテレフタレートのみで製糸を行い、実施例１と同様な方法でスクリーン紗を得た。結果を表１にまとめる。

本発明の方法により得られたスクリーン紗は、マスキング樹脂との接着性に優れ、印刷中にマスキング樹脂の剥離による脱落がなく、耐印刷性が向上する。さらにインキの保持性も向上するため、高い解像度が要求されるＩＣプリント配線等の電子部品の印刷に適している。

本発明の製造方法において好ましく採用される静止混練子組み込みパックの例示図である。

符号の説明

１，２：ポリマー導入孔（鞘成分）
３ ：ポリマー導入孔（芯成分）
４ ：静止混練子
５ ：複合口金

Claims (4)

1. 芯鞘型の複合モノフィラメントであって、極限粘度０．７〜１．２のポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、極限粘度０．３〜０．６のポリエチレンテレフタレートに、吸放湿率（ΔＭＲ）が４〜２０％である親水性成分を分散させた繊維形成性重合体を鞘成分とし、かつ繊維横断面において鞘成分中の親水性成分の分散経が１．２μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とする、スクリーン紗用芯鞘型複合モノフィラメント。
2. 鞘成分における親水性成分の混率が、２０〜７０重量％であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン紗用芯鞘複合モノフィラメント。
3. 芯成分と鞘成分の複合比率が、重量比で９０：１０〜６０：４０であることを特徴とする請求項１または２記載のスクリーン紗用芯鞘複合モノフィラメント。
4. 鞘成分中の親水性成分が、ポリエチレングリコールを２０〜６０重量％共重合したポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載のスクリーン紗用芯鞘複合モノフィラメント。

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