JP7304285B2 - 液晶ポリエステル繊維からなるメッシュ織物 - Google Patents

Description

本発明は液晶ポリエステル繊維からなるため高強度であり塑性変形しにくく、耐薬品性に優れ、かつメッシュ数が大きく、低紗厚であるためスクリーン版とした際にペーストの透過体積が小さく、薄膜印刷に適したメッシュ織物に関するものである。

液晶ポリエステル繊維は、高強度、高弾性率、耐薬品性の特徴に代表されるスーパー繊維の中で唯一溶融紡糸により製造される繊維であり、繊維の真円性に優れメッシュ織物用のモノフィラメントに適している。その一方で液晶ポリエステル繊維は耐摩耗性に劣り、特に製織工程でのフィブリル化が生じやすいため、メッシュ織物とするために耐摩耗性向上が望まれている。

液晶ポリエステル繊維の耐摩耗性改善については、液晶ポリエステル繊維を、示差熱量測定において５０℃から２０℃／分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク温度（Ｔｍ１）＋１０℃以上の温度、すなわち融点＋１０℃以上で熱処理する技術が提案されている（特許文献１、２参照）。この技術により耐摩耗性は向上し、製織可能な液晶ポリエステル繊維が得られているが、フィルター、スクリーン印刷用等のメッシュ織物に対しては、性能向上のため織密度の高密度化（高メッシュ化）が求められており、さらに電子回路関係のスクリーン印刷用メッシュ織物に対しては、導電性ペーストの使用量削減のため、透過体積の減少が求められている。

ここでメッシュの透過体積について説明する。透過体積（ｃｃ／ｍ^２）とはメッシュ織物１ｍ^２における開口部（透過部）の体積を表す指標である。透過体積はスクリーン印刷においてメッシュに保持されるペースト量と正の相関があることが知られており、透過体積が小さいほどペースト使用量が少なく、印刷膜厚が薄い印刷を行うことができる。この透過体積は紗厚（μｍ）を用いて以下の式で求めることができる。
透過体積＝ＯＰＡ／１００×紗厚

ここでＯＰＡ（％）とはオープニングエリアである。オープニングエリアとはメッシュの開口部の面積比率を表す指標であり、以下の式で求められる。
ＯＰＡ＝ＯＰ^２／（ＯＰ＋繊維径）^２×１００

ここでＯＰ（μｍ）とはオープニングであり、メッシュ織物における繊維と繊維の間の距離、すなわち開口部の辺の長さを表している。ＯＰ（μｍ）はメッシュ織物２．５４ｃｍ（＝１インチ）幅あたりの繊維本数であるメッシュ数（本／インチ）と繊維径（μｍ）から以下の式で算出できる。
ＯＰ＝２５４００／メッシュ数－繊維径

上記関係から分かるように、透過体積減少にはＯＰＡを小さくし、紗厚を小さくすることが必要であり、ＯＰＡを小さくするにはＯＰを小さく、繊維径を大きくすることが有効である。またＯＰを小さくするにはメッシュ数を大きくし、繊維径を大きくすることが有効である。

しかし、繊維径が大きすぎる場合、メッシュ織物での繊維の交点の高さが紗厚と関係するため紗厚が大きくなり透過体積が大きくなるという課題がある。さらにスクリーン印刷においてはメッシュの繊維部分はペーストが透過しないものの、繊維部分の後ろ側にペーストが回りこみ、印刷後にペーストの表面張力でレベリングすることで膜厚が均一になるのであるが、繊維径が大きすぎるとペーストの回り込みが不十分となり膜厚ムラが発生する課題がある。これらのことから、透過体積の減少に向けては、メッシュ数が大きく、紗厚が小さいメッシュが望まれている。

この課題に対し、液晶ポリエステルとほぼ同義であるポリアリレートを繊維原料の一部として用いた薄膜印刷用スクリーンが提案されている（特許文献３）。この技術では液晶ポリエステルを芯成分に、熱可塑性ポリマーを海、液晶ポリエステルを島とする海島ブレンドポリマーを鞘成分とする芯鞘複合繊維を用いてメッシュ織物を得て、これをカレンダー加工することで紗厚が小さいスクリーンを得ている。

また別の技術として、極細径の溶融異方性（液晶性）芳香族ポリエステル繊維からなるメッシュ織物の技術が提案されている（特許文献４）。この技術では芯成分が溶融異方性（液晶性）芳香族ポリエステル、鞘成分がポリオレフィン系ポリマーである芯鞘複合繊維を用いてメッシュ織物を製織し、その後、複合繊維の鞘成分を溶剤で溶解させて抽出除去することで極細径のメッシュ織物を得ている。

特開２００８－２４０２３０号公報（第１８頁～第１９頁） 特開２０１０－２４８６８１号公報（第８頁） 特開２００８－７４０７３号公報（第２頁） 特開２００１－１４０１４１号公報（第２頁）

しかしながら、特許文献３の技術では紗厚を小さくできているのはメッシュ数が小さい場合であり、メッシュ数が大きい場合は紗厚が小さくできていない（比較例５、メッシュ数３８０では紗厚４１μｍ）。これは繊維として液晶ポリエステルではない成分を含むため、繊維を潰す際に高い荷重が必要となり、交点数が多い高メッシュでは紗厚が十分に小さくできないものと考えられる。特許文献４の技術では開口率として記載されているＯＰＡ（オープニングエリア）が大きく、透過体積は小さくできていないことに加え、溶剤抽出後の繊維径が実施例でタテ１３μｍ、ヨコ１４μｍであることから繊維の交点の高さと関係する紗厚も小さくできていない。

本発明の課題は、液晶ポリエステル繊維からなるため高強度であり塑性変形しにくく、耐薬品性に優れ、かつメッシュ数が大きく、低紗厚であるためスクリーン版とした際にペーストの透過体積が小さく、薄膜印刷に適したメッシュ織物を提供することにある。

前記した本発明の課題は以下の手段により達成される。
液晶ポリエステル繊維からなり、メッシュ数が３５０本／２．５４ｃｍ（＝１インチ）以上かつ紗厚が２５μｍ以下であるメッシュ織物。

本発明のメッシュ織物は、液晶ポリエステル繊維からなるため高強度であり塑性変形しにくく、耐薬品性に優れる。加えてメッシュ数が大きく、低紗厚であるためスクリーン版とした際にペーストの透過体積が小さく、薄膜印刷に適する。

以下、本発明の液晶ポリエステル繊維からなるメッシュ織物について詳細に説明する。
本発明のメッシュ織物に用いられる液晶ポリエステル繊維は、実質的に液晶ポリエステル単成分からなる。実質的にとは他成分との複合繊維や海島繊維ではなく単成分からなる繊維であることを指す。ただし後述するような液晶ポリエステルの特性を損ねない範囲の５重量％程度以下の他ポリマーの添加や各種添加剤の添加は構わない。

本発明で用いられる液晶ポリエステルとは、溶融時に異方性溶融相（液晶性）を形成し得るポリエステルである。この特性は例えば、液晶ポリエステルからなる試料をホットステージにのせ、窒素雰囲気下で昇温加熱し、試料の透過光を偏光下で観察することにより確認できる。

本発明に用いられる液晶ポリエステルとしては、例えば芳香族オキシカルボン酸の重合物（ａ）、芳香族ジカルボン酸（ｂ）と芳香族ジオール、脂肪族ジオールの重合物、芳香族オキシカルボン酸の重合物（ａ）と芳香族ジカルボン酸（ｂ）との共重合物（ｃ）などが挙げられるが、高強度、高弾性率、高耐熱のためには脂肪族ジオールを用いない全芳香族ポリエステルが好ましい。ここで芳香族オキシカルボン酸としては、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキシナフトエ酸など、または上記芳香族オキシカルボン酸のアルキル、アルコキシ、ハロゲン置換体などが挙げられる。また、芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニルエタンジカルボン酸など、または上記芳香族ジカルボン酸のアルキル、アルコキシ、ハロゲン置換体などが挙げられる。さらに、芳香族ジオールとしては、ハイドロキノン、レゾルシン、ジオキシジフェニール、ナフタレンジオールなど、または上記芳香族ジオールのアルキル、アルコキシ、ハロゲン置換体などが挙げられ、脂肪族ジオールとしてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコールなどが挙げられる。

本発明に用いられる液晶ポリエステルとしては、ｐ－ヒドロキシ安息香酸成分と４，４’－ジヒドロキシビフェニル成分とハイドロキノン成分とテレフタル酸成分および／またはイソフタル酸成分とが共重合されたもの、ｐ－ヒドロキシ安息香酸成分と６－ヒドロキシ２－ナフトエ酸成分とが共重合されたもの、ｐ－ヒドロキシ安息香酸成分と６－ヒドロキシ２－ナフトエ酸成分とハイドロキノン成分とテレフタル酸成分とが共重合されたもの、などが高強度、高弾性率、耐薬品性に優れ、好ましい例として挙げられる。

本発明に用いられる液晶ポリエステルは、特に下記構造単位（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）からなる液晶ポリエステルであることが好ましい。なお本明細書において構造単位とはポリマーの主鎖における繰り返し構造を構成し得る単位を指す。

この組み合わせにより分子鎖は適切な結晶性と非直線性を持つため、繊維の強度、弾性率を高めることができ、かつ耐摩耗性を向上させることができるため高メッシュ織物に適しており、さらに繊維を横方向（繊維軸垂直方向）に潰しやすいために紗厚を小さくできる。

さらに構造単位（ＩＩ）、（ＩＩＩ）のような嵩高くなく、直線性の高いジオールからなる成分を組み合わせることが重要であり、この成分を組み合わせることにより繊維中で分子鎖は秩序だった乱れの少ない構造を取ると共に、結晶性が過度に高まらず繊維軸垂直方向の相互作用も維持できる。これにより高い強度、弾性率が得られることに加えて、固相重合後に高温熱処理を施すことで特に優れた耐摩耗性も得られるのである。

また、上記した構造単位（Ｉ）は構造単位（Ｉ）、（ＩＩ）および（ＩＩＩ）の合計に対して４０～８５モル％が好ましく、より好ましくは６５～８０モル％、さらに好ましくは６８～７５モル％である。このような範囲とすることで結晶性を適切な範囲とすることができ、高い強度、弾性率が得られる。

構造単位（ＩＩ）は構造単位（ＩＩ）および（ＩＩＩ）の合計に対して６０～９０モル％が好ましく、より好ましくは６０～８０モル％、さらに好ましくは６５～７５モル％である。このような範囲とすることで結晶性が過度に高まらず繊維軸垂直方向の相互作用も維持できることから、耐摩耗性を向上させることができるため高メッシュ織物に適しており、さらに繊維を横方向（繊維軸垂直方向）に潰しやすいために紗厚を小さくできる。

構造単位（ＩＶ）は構造単位（ＩＶ）および（Ｖ）の合計に対して４０～９５モル％が好ましく、より好ましくは５０～９０モル％、さらに好ましくは６０～８５モル％である。このような範囲とすることでポリマーの直線性が適度に乱れることから、耐摩耗性を向上させることができるため高メッシュ織物に適しており、さらに繊維を横方向（繊維軸垂直方向）に潰しやすいために紗厚を小さくできる。

本発明に用いられる液晶ポリエステルの各構造単位の好ましい範囲は以下のとおりである。この範囲の中で上記した条件を満たすよう組成を調整することで本発明に用いられる液晶ポリエステル繊維が好適に得られる。
構造単位（Ｉ）４５～６５モル％
構造単位（ＩＩ）１２～１８モル％
構造単位（ＩＩＩ）３～１０モル％
構造単位（ＩＶ）５～２０モル％
構造単位（Ｖ）２～１５モル％

なお本発明で用いられる液晶ポリエステルには上記構造単位以外に３，３’－ジフェニルジカルボン酸、２，２’－ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジオン酸などの脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸（１，４－シクロヘキサンジカルボン酸）などの脂環式ジカルボン酸、クロロハイドロキノン、４，４’－ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’－ジヒドロキシジフェニルスルフィド、４，４’－ジヒドロキシベンゾフェノン等の芳香族ジオールおよびｐ－アミノフェノールなどを本発明の効果を損なわない５モル％程度以下の範囲で共重合させても良い。

また本発明の効果を損なわない５重量％程度以下の範囲で、ポリエステル、ポリオレフィンやポリスチレンなどのビニル系重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、芳香族ポリケトン、脂肪族ポリケトン、半芳香族ポリエステルアミド、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂などのポリマーを添加しても良く、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６Ｔ、ナイロン９Ｔ、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメタノールテレフタレート、ポリエステル９９Ｍなどが好適な例として挙げられる。

さらに本発明の効果を損なわない範囲内で、各種金属酸化物、カオリン、シリカなどの無機物や、着色剤、艶消剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、結晶核剤、蛍光増白剤、末端基封止剤、相溶化剤等の各種添加剤を少量含有しても良い。

本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維のポリスチレン換算の重量平均分子量（以下、分子量と記載する）は２５．０万以上２００．０万以下であることが好ましい。２５．０万以上の高い分子量を有することで高い強度、弾性率、伸度を有する。分子量は高いほど強度、弾性率が向上するため、３０．０万以上がより好ましい。分子量の上限は特に限定されないが、本発明で達し得る上限としては２００．０万程度であり、１００．０万で十分高い効果が得られる。なお本明細書で言う分子量とは実施例記載の方法により求められた値とする。

本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維は、示差熱量測定において、５０℃から２０℃／分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピーク（Ｔｍ１）におけるピーク半値幅が１５℃以上であることが好ましい。この測定法におけるＴｍ１は繊維の融点を表し、ピーク形状はその面積が広いほど、即ち融解熱量ΔＨｍ１が大きいほど結晶化度が高く、またその半値幅が狭いほど結晶の完全性は高いと言える。液晶ポリエステルは溶融紡糸した後、固相重合を施すことでＴｍ１が上昇、ΔＨｍ１が増加、半値幅は減少し、結晶化度、結晶の完全性が高くなることで繊維の強度、伸度、弾性率が増加、耐熱性が向上する。一方で耐摩耗性が悪化するが、これは結晶の完全性が高まることにより、結晶部と非晶部の構造差が顕著となるため、その界面で破壊が起こるためと考えられる。そこで本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維では固相重合した繊維の特徴である高いＴｍ１、高い強度、伸度、弾性率を維持したまま、ピーク半値幅を、固相重合していない液晶ポリエステル繊維のような１５℃以上という値に増加させることで、結晶性を低下させて破壊の起点となる結晶／非晶の構造差を減少させ、フィブリル構造を乱し、繊維全体を柔軟化させることで耐摩耗性を高めることができる。Ｔｍ１におけるピーク半値幅は、高い方が耐摩耗性は高いため、好ましくは２０℃以上である。なお、上限は特に制限されないが、工業的に達し得る上限は８０℃程度であり、５０℃で十分高い効果が得られる。

加えてピーク半値幅を１５℃以上に増加させることで結晶性が低下し、繊維全体が柔軟化することで繊維を横方向（繊維軸垂直方向）に潰す際の荷重を小さくできる。このため製織後のカレンダー加工等により紗厚を小さくすることが容易となる。

なお、本発明の液晶ポリエステル繊維においては、吸熱ピークは１つであるが、固相重合が不十分な場合など繊維構造によっては２つ以上のピークが観測されることがある。この場合のピーク半値幅はそれぞれのピークの半値幅を合計した値とする。

本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維の融点（Ｔｍ１）は２９０℃以上が好ましく、３００℃以上がより好ましく、３１０℃以上がさらに好ましい。このような高い融点を有することでメッシュとしての耐熱性が優れる。繊維の高融点化を達成するためには、高融点の液晶ポリエステルポリマーを製糸するなどの方法があるが、特に高い強度、弾性率を有し、さらに長手方向の均一性に優れる繊維を得るためには溶融紡糸した繊維を固相重合することが好ましい。なお、融点の上限は特に限定されないが、本発明で達し得る上限としては４００℃程度である。

また本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維の融解熱量ΔＨｍ１の値は、液晶ポリエステルの構成単位の組成により変化するが、６．０Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。ΔＨｍ１が６．０Ｊ／ｇ以下に低下することで結晶化度は低下し、フィブリル構造が乱れ、繊維全体が柔軟化し、かつ破壊の起点となる結晶／非晶の構造差が減少することで耐摩耗性が向上するため高メッシュ化に適しており、かつ繊維を横方向（繊維軸垂直方向）に潰す際の荷重を小さくできる。ΔＨｍ１は低いほど耐摩耗性は向上するため５．０Ｊ／ｇ以下がより好ましい。なおΔＨｍ１の下限は特に限定されないが、高い強度、弾性率を得るためには０．２Ｊ／ｇ以上が好ましい。

分子量が２５．０万以上と高いにも関わらず、ΔＨｍ１が６．０Ｊ／ｇ以下と低いことは驚くべきことである。分子量が２５．０万以上の液晶ポリエステルは融点を超えても粘度が著しく高く流動せず溶融紡糸が困難であり、このような高分子量の液晶ポリエステル繊維は低分子量の液晶ポリエステルを溶融紡糸し、この繊維を固相重合することで得られる。液晶ポリエステル繊維を固相重合すると分子量が増加し強度、伸度、弾性率、耐熱性は向上し、同時に結晶化度も高まりΔＨｍ１が増加する。結晶化度が高まると強度、伸度、弾性率、耐熱性はさらに向上するが、結晶部と非晶部の構造差が顕著となり、その界面が破壊されやすくなり耐摩耗性は低下してしまう。これに対し本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維では固相重合した繊維の１つの特徴である高い分子量を持つことで高い強度、伸度、弾性率、耐熱性を保持すると共に、固相重合をしていない液晶ポリエステル繊維のような低い結晶化度すなわち低いΔＨｍ１を有することで耐摩耗性を向上できるのである。本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維では、液晶ポリエステルのみからなる繊維を、構造変化すなわち結晶化度を低下させることにより耐摩耗性向上を達成できたため高メッシュ織物に適しており、かつ結晶化度が低いため繊維を横方向（繊維軸垂直方向）に潰す際の荷重を小さくできることから低紗厚に適している。

また本発明に用いられる液晶ポリエステル繊維のＴｍ２は組成により変化するが、耐熱性を高めるためには３００℃以上が好ましい。Ｔｍ２は繊維を一旦Ｔｍ１よりも高温に保持した後、冷却、再昇温した際に観測される融解ピーク温度であり、繊維構造の影響を最小化した、樹脂そのものの融点に近い温度である。Ｔｍ２の上限は特に制限されないが、本発明で到達し得る上限としては４００℃程度である。

本発明で用いられる液晶ポリエステル繊維のΔＨｍ２は過度に大きいとポリマーそのものの結晶性が高くなり、耐摩耗性の向上が難しくなるため５．０Ｊ／ｇ以下が好ましく、２．０Ｊ／ｇ以下がより好ましい。ΔＨｍ２は繊維を一旦Ｔｍ１よりも高温に保持した後、冷却、再昇温した際に観測される融解熱量であり、繊維構造の影響を最小化した、樹脂そのものの結晶融解熱量であり、樹脂そのものの結晶性の指標となる。なお、本発明に用いられる液晶ポリエステル繊維においては上記した測定条件における冷却後の再昇温時の吸熱ピークは１つであるが、２つ以上のピークが観測されることがある。この場合のΔＨｍ２はそれぞれのピークのΔＨｍ２を合計した値とする。

なお本明細書で言うＴｍ１、Ｔｍ２、Ｔｍ１ピーク半値幅、ΔＨｍ１、ΔＨｍ２とは実施例記載の方法により求められた値とする。
本発明のメッシュ織物はメッシュ数が３５０本／２．５４ｃｍ（＝１インチ）以上かつ紗厚が２５μｍ以下である。メッシュ数が３５０本／インチ以上かつ紗厚が２５μｍ以下であることでメッシュの透過体積が小さく、スクリーン版とした際にペーストの透過体積が小さく、薄膜印刷に適する。

本発明のメッシュ織物のメッシュ数は３５０本／インチ以上である。すなわち、２．５４ｃｍ（＝１インチ）幅当たりに３５０本以上の繊維があることでオープニング（ＯＰ）が小さくなり、透過体積が小さくなり薄膜印刷に適する。この観点からメッシュ数は大きいほうが良く、３８０本／インチ以上がより好ましい。メッシュ数の上限は特に制限されないが、本発明で到達し得る上限としては６００本／インチ程度である。なお本明細書で言うメッシュ数とは実施例記載の方法により求められた値とする。

本発明のメッシュ織物の紗厚は２５μｍ以下である。２５μｍ以下であることで透過体積が小さくなり薄膜印刷に適する。この観点から紗厚は小さいほうが良く、２３μｍ以下がより好ましい。紗厚の下限は特に制限されないが、本発明で到達し得る下限としては１０μｍ程度である。なお本明細書で言う紗厚とは実施例記載の方法により求められた値とする。

本発明のメッシュ織物の繊維径は２５μｍ以上が好ましい。繊維径が２５μｍ以上であることでオープニングを小さくでき、透過体積が小さくなり薄膜印刷に適する。この観点から繊維径は大きいほうが良く、３０μｍ以上がより好ましい。繊維径が大きすぎると印刷時にペーストの回りこみが不十分となり、膜厚ムラが生じる懸念があるため、繊維径は５０μｍ以下が好ましい。本明細書で言う繊維径とは実施例記載の方法により求められた値とする。なお本発明のメッシュ織物の繊維断面は真円ではなく、繊維軸垂直方向に潰された楕円形に近い形である。本明細書ではメッシュ織物の繊維径と記載するが、その長さは楕円形の断面の長軸に相当する長さであることに注意が必要である。

本発明のメッシュ織物のオープニング（ＯＰ）は５０μｍ以下が好ましい。ＯＰが５０μｍ以下であることで透過体積が小さくなり薄膜印刷に適する。この観点からＯＰは小さいほうが良く４５μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下がさらに好ましい。ＯＰの下限は特に制限されないが、本発明で到達し得る下限としては１０μｍ程度である。なお本明細書で言うＯＰとは実施例記載の方法により求められた値とする。

本発明のメッシュ織物のオープニングエリア（ＯＰＡ）は３０％未満が好ましい。ＯＰＡが３０％未満であることで透過体積が小さくなり薄膜印刷に適する。この観点からＯＰＡは小さいほうが良く２５％以下がより好ましく、２０％以下がさらに好ましい。ＯＰＡの下限は特に制限されないが、本発明で到達し得る下限としては１０％程度である。なお本明細書で言うＯＰＡとは実施例記載の方法により求められた値とする。

本発明のメッシュ織物の引張強度は２００Ｎ／５ｃｍ以上が好ましい。液晶ポリエステル繊維からなるメッシュ織物で引張強度が２００Ｎ／５ｃｍ以上であれば強度が十分に高く、メッシュが塑性変形しにくいため印刷耐久性に優れる。この観点から引張強度は高い方が良く３００Ｎ／５ｃｍ以上がより好ましい。引張強度の上限は特に制限されないが、本発明で到達し得る上限としては６００Ｎ／５ｃｍ程度である。なお本明細書で言う引張強度とは実施例記載の方法により求められた値とする。

本発明のメッシュ織物は、液晶ポリエステル繊維からなるため高強度であり塑性変形しにくく、耐熱性耐薬品性に優れる。このためスクリーン版や耐熱耐薬品フィルター等に好適に使用される。特にメッシュ数が大きく、低紗厚であるためペーストの透過体積が小さく、薄膜印刷に適したスクリーン版とすることができる。

以下、本発明のメッシュ織物の製造例を示す。
本発明に好適に用いられる液晶ポリエステルの組成は前記の通りである。このような組成の液晶ポリエステルを用いて、特開２００８－２４０２３０号公報や特開２０１０－２４８６８１号公報、ＷＯ２０１５／１１５２５９号公報に記載の技術により、溶融紡糸、固相重合、ならびに繊維を走行させながらの高温熱処理を行うことで耐摩耗性に優れる液晶ポリエステル繊維を得る。このようにして得られた液晶ポリエステル繊維を整経し、公知のレピア織機等を用いて高メッシュ織物を得る。

次に紗厚を小さくするためメッシュに圧力をかけて薄くする。圧力の付与方法は平板を用いたプレス加工、２本の回転するロール間にメッシュを通すカレンダー加工があるが、長いメッシュ織物を連続加工できる点からカレンダー加工が好ましい。カレンダー加工条件として例えば金属（鉄製）ロール、線圧は１００ｋｇｆ／ｃｍ以上、ロール温度５０℃以上としてカレンダー加工を行うことで本発明のメッシュ織物が得られる。

以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。なお実施例中の各特性値は次の方法で求めた。

Ａ．熱特性（Ｔｍ１、Ｔｍ２、Ｔｍ１ピーク半値幅、ΔＨｍ１、ΔＨｍ２）
ＴＡ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＤＳＣ２９２０により示差熱量測定を行い、５０℃から２０℃／分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピークの温度をＴｍ１（℃）とし、Ｔｍ１での融解熱量をΔＨｍ１（Ｊ／ｇ）とした。Ｔｍ１の観測後、Ｔｍ１＋２０℃の温度で５分間保持した後、２０℃／分の降温条件で５０℃まで一旦冷却し、再度２０℃／分の昇温条件で測定した際に観測される吸熱ピークの温度をＴｍ２とし、Ｔｍ２での融解熱量をΔＨｍ２（Ｊ／ｇ）とした。繊維、樹脂とも同様の測定を行い、樹脂ではＴｍ２を融点とした。

Ｂ．ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）
溶媒としてペンタフルオロフェノール／クロロホルム＝３５／６５（重量比）の混合溶媒を用い、液晶ポリエステルの濃度が０．０４～０．０８重量／体積％となるように溶解させＧＰＣ測定用試料とした。なお、室温２４時間の放置でも不溶物がある場合は、さらに２４時間静置し、上澄み液を試料とした。これを、Ｗａｔｅｒｓ社製ＧＰＣ測定装置を用いて測定し、ポリスチレン換算により重量平均分子量（Ｍｗ）を求めた。
カラム：ＳｈｏｄｅｘＫ－８０６Ｍ ２本、Ｋ－８０２ １本
検出器：示差屈折率検出器ＲＩ
温度 ：２３±２℃
流速 ：０．８ｍＬ／分
注入量：２００μＬ

Ｃ．繊維の総繊度、単繊維繊度
検尺機にて繊維を１００ｍカセ取りし、その重量（ｇ）を１００倍し、１水準当たり３回の測定を行い、平均値を総繊度（ｄｔｅｘ）とした。これをフィラメント数で除した商を単繊維繊度（ｄｔｅｘ）とした。

Ｄ．繊維の強度、伸度、弾性率
ＪＩＳ Ｌ１０１３：２０１０記載の方法に準じて、試料長１００ｍｍ、引張速度５０ｍｍ／分の条件で、オリエンテック社製テンシロンＵＣＴ－１００を用い１水準当たり１０回の測定を行い、平均値を強力（ｃＮ）、強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）、伸度（％）、弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）とした。なお、弾性率とは初期引張抵抗度のことである。

Ｅ．メッシュ織物の引張強度
ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０年）の６．３．１に準じ、サンプルサイズ５ｃｍ×３０ｃｍ、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０ｃｍ／分の条件でｎ＝３の引張試験を行い、サンプルが破断した時の強度を引張強度（Ｎ／５ｃｍ）とし、平均値を算出し小数点以下第二位を四捨五入したものを引張強度（Ｎ／５ｃｍ）とした。

Ｆ．紗厚
メッシュ織物を３００ｍｍ角の版枠に紗張りした状態で、ミツトヨ社製デジマチックインジケーターを用いて計測した。メッシュ織物中の異なる９ヶ所の計測を行い、これを平均化したものを紗厚（μｍ）とした。

Ｇ．メッシュ織物の繊維径、ＯＰ、メッシュ数、ＯＰＡ、透過体積
メッシュ織物を３００ｍｍ角の版枠に紗張りした状態で、キーエンス社製マイクロスコープＶＨＸ－２０００を用いて繊維径、ＯＰを計測した。計測位置はメッシュを構成する繊維の交点間のほぼ中間点とし、繊維径、ＯＰをメッシュ織物中の異なる１０ヶ所で計測し、これを平均化したものを繊維径（μｍ）、ＯＰ（μｍ）とした。メッシュ数（本／インチ）については以下の式で算出した。
メッシュ数＝２５４００／（ＯＰ＋繊維径）

ＯＰＡ（％）については以下の式で算出した。
ＯＰＡ＝ＯＰ^２／（ＯＰ＋繊維径）^２×１００

透過体積（ｃｃ／ｍ^２）はＤ項で得られた紗厚（μｍ）を用いて以下の式で算出した。
透過体積＝ＯＰＡ／１００×紗厚

本発明のメッシュ織物として、薄膜印刷に適用できるのは透過体積６．０ｃｃ／ｍ^２以下である。５．０ｃｃ／ｍ^２以下がより好ましく、４．０ｃｃ／ｍ^２以下がさらに好ましい。

参考例１
攪拌翼、留出管を備えた５Ｌの反応容器にｐ－ヒドロキシ安息香酸８７０重量部、４，４’－ジヒドロキシビフェニル３２７重量部、ハイドロキノン８９重量部、テレフタル酸２９２重量部、イソフタル酸１５７重量部および無水酢酸１４６０重量部（フェノール性水酸基合計の１．１０当量）を仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら室温から１４５℃まで３０分で昇温した後、１４５℃で２時間反応させた。その後、３３５℃まで４時間で昇温した。

重合温度を３３５℃に保持し、１．５時間で１３３Ｐａに減圧し、更に４０分間反応を続け、トルクが２８ｋｇｃｍに到達したところで重縮合を完了させた。次に反応容器内を０．１ＭＰａに加圧し、直径１０ｍｍの円形吐出口を１ケ持つ口金を経由してポリマーをストランド状物に吐出し、カッターによりペレタイズした。

得られた液晶ポリエステルの組成、融点、重量平均分子量（Ｍｗ）は表１に記載の通りである。

この液晶ポリエステルを用い、１６０℃、１２時間の真空乾燥を行った後、大阪精機工作株式会社製φ１５ｍｍ単軸エクストルーダーにて溶融押し出しし、ギアーポンプで計量しつつ紡糸パックにポリマーを供給した。紡糸パックでは金属不織布フィルターを用いてポリマーを濾過し、表２記載の条件にてポリマーを吐出した。なお口金孔の直上に位置する導入孔はストレート孔とし、導入孔と口金孔の接続部分はテーパーとしたものを用いた。吐出したポリマーは４０ｍｍの保温領域を通過させた後、２５℃、空気流の環状冷却風により糸条の外側から冷却し固化させ、その後、脂肪酸エステル化合物を主成分とする紡糸油剤を付与し、全フィラメントを表２記載の紡糸速度で第１ゴデットロールに引き取った。これを同じ速度である第２ゴデットロールを介した後、全フィラメント中の１本以外はサクションガンにて吸引し、残りのフィラメント数１の繊維はダンサーアームを介しパーンワインダー（神津製作所社製ＥＦＴ型テークアップワインダー、巻取パッケージに接触するコンタクトロール無し）にてパーンの形状に巻き取った。得られた紡糸繊維物性を表２に示す。

この紡糸繊維パッケージから神津製作所社製ＳＳＰ－ＭＶ型リワインダー（接触長２００ｍｍ、ワインド数８．７、テーパー角４５°）を用いて巻き返しを行った。紡糸繊維の解舒は、縦方向（繊維周回方向に対し垂直方向）に行い、調速ローラーは用いず、オイリングローラー（梨地仕上げのステンレスロール）を用いて固相重合用油剤の給油を行った。固相重合用油剤には下記化学式（１）で示されるリン酸系化合物を６．０重量％含有する水溶液に、タルクＳＧ－２０００（日本タルク株式会社製）を１．０重量％分散させた

巻き返しの芯材にはステンレス製の穴あきボビンにケブラーフェルト（目付２８０ｇ／ｍ^２、厚み１．５ｍｍ）を巻いたものを用い、面圧は１００ｇｆとした。巻き返し後の繊維への固相重合油剤の油分付着率、ならびに巻き返し条件を表３に示す。

次に巻き返したパッケージからステンレスの穴あきボビンを外し、ケブラーフェルトに繊維を巻き取ったパッケージの状態として固相重合を行なった。固相重合は、密閉型オーブンを用い、室温から２４０℃までは約３０分で昇温し、２４０℃にて３時間保持した後、４℃／時間で表３に示す最高到達温度まで昇温し、表３に示す保持時間の間保持し、固相重合を行った。なお、雰囲気は除湿窒素を流量２０ＮＬ／分にて供給し、庫内が過度に加圧にならないよう排気口より排気させた。得られた固相重合後繊維物性を表３に示す。

次に、固相重合後のパッケージから繊維を解舒し、連続して高温非接触熱処理を行なった。固相重合後のパッケージをフリーロールクリール（軸およびベアリングを有し、外層部は自由に回転できる。ブレーキおよび駆動源なし。）にはめ、ここから糸を横方向（繊維周回方向）に引き出し、連続して、繊維を両端にスリットを設けた浴長１５０ｃｍ（接触長１５０ｃｍ）の浴槽（内部に繊維と接触するガイドなし）内に通し、油剤を洗浄除去した。洗浄液は非イオン・アニオン系の界面活性剤（三洋化成社製グランアップＵＳ－３０）を０．２ｗｔ％含有した５０℃の温水とし、外部タンクにてこれを温調し、ポンプにて水槽に供給した。水槽への供給に際しては、水槽内に５ｃｍ間隔で穴を開けたパイプを通し、このパイプに供給することで水槽内に液流を与えるようにした。なおスリットおよび液面調整用の穴からあふれた洗浄液は回収し、外部タンクに戻す機構を設けている。

洗浄後の繊維は引き続き、両端にスリットを設けた浴長２３ｃｍ（接触長２３ｃｍ）の浴槽（内部に繊維と接触するガイドなし）内に通し、５０℃の温水ですすいだ。すすぎ後の繊維はベアリングローラーガイドを通し、空気流を当てて水を吹き飛ばして除去した後にセパレートローラー付きの第１ローラーに通した。なお、クリールはフリーロールであるため、このローラーにより繊維に張力を付与することで、固相重合パッケージからの解舒を行い、繊維を走行させることになる。

ローラーを通過した繊維を加熱したスリットヒーター間を走行させ、表４に示した条件で高温非接触熱処理を行なった。スリットヒーター内にはガイド類を設けず、またヒーターと繊維も非接触としている。ヒーター通過後の繊維はセパレートローラー付きの第２ローラーに通した。なお、熱処理前の糸速度は第１ローラーの表面速度、熱処理後の糸速度は第２ローラーの表面速度を表している。第２ローラーを通過した繊維は、セラミック製のオイリングローラーにより脂肪酸エステル化合物を主体とする仕上げ油剤を付与し、ＥＦＴ型ボビントラバースワインダー（神津製作所社製）にてパーンの形状に巻き取った。高温熱処理後の繊維物性を表４に示す。

参考例２
参考例１で得られた液晶ポリエステルを用い、吐出量、紡糸速度を表２の通りに変えた以外は参考例１と同様の方法で溶融紡糸を行った。得られた紡糸繊維物性を表２に示す。次に巻き返し条件を表３の通りに変えた以外は参考例１と同様の方法で巻き返し、固相重合を行った。固相重合後の繊維物性を表３に示す。高温熱処理条件を表４の通りに変えた以外は参考例１と同様の方法で解舒、洗浄、高温熱処理を行った。高温熱処理後の繊維物性を表４に示す。

実施例１
参考例１で得られた液晶ポリエステル繊維を用い、経糸用の整経を行い、レピア織機を用いてメッシュ数が３８０本／インチとなるよう製織を行った。得られた織物を上下鉄ロールからなり、加熱温度が７０℃とし、線圧を２００ｋｇｆ／ｍ、加工速度３ｍ／分としてカレンダー加工を行い、メッシュ織物を得た。

このメッシュ織物の特性を表５に示す。メッシュ数は３５０本／インチ以上、紗厚は２５μｍ以下であることから透過体積は小さくなっており、ペースト使用量が削減可能である薄膜印刷に適したメッシュ特性であることが分かる。

比較例１、実施例２
実施例１と同様の方法で製織を行い、織物を得た。これを比較例１ではカレンダー加工を行わず、そのまま用い、実施例２では線圧を１００ｋｇｆ／ｍとすること以外は実施例１と同様の方法でカレンダー加工を行い、メッシュ織物を得た。

これらのメッシュ織物の特性を表５に示す。比較例１ではメッシュ数は３５０本／インチ以上であるが紗厚が２５μｍを超えるため透過体積が大きいことが分かる。メッシュ数が３５０本／インチ以上、紗厚が２５μｍ以下である実施例２では透過体積は小さくなっており、ペースト使用量が削減可能である薄膜印刷に適したメッシュ特性であることが分かる。

比較例２
参考例１で得られた液晶ポリエステル繊維を用い、メッシュ数を３３０本／インチとすること以外は実施例１と同様の方法で製織を行い、線圧を１００ｋｇｆ／ｍとすること以外は実施例１と同様の方法でカレンダー加工を行い、メッシュ織物を得た。

このメッシュ織物の特性を表５に示す。紗厚は２５μｍ以下であるがメッシュ数が３５０本／インチよりも小さいため透過体積が大きいことが分かる。

実施例３
参考例２で得られた液晶ポリエステル繊維を用い、実施例１と同様の方法で製織を行った。これを実施例１と同様の方法でカレンダー加工を行い、メッシュ織物を得た。

このメッシュ織物の特性を表５に示す。メッシュ数は３５０本／インチ以上、紗厚は２５μｍ以下であることから透過体積は小さくなっており、ペースト使用量が削減可能である薄膜印刷に適したメッシュ特性であることが分かる。

Claims (1)

1. フィラメント数１の液晶ポリエステル繊維からなり、メッシュ数が３５０本／２．５４ｃｍ以上かつ６００本／２．５４ｃｍ以下であり、紗厚が１０μｍ以上かつ２５μｍ以下であり、繊維径が２５μｍ以上かつ５０μｍ以下であって、前記液晶ポリエステル繊維が下記構造単位（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）および（Ｖ）からなることを特徴とするメッシュ織物。