筛网织物用单丝以及筛网织物的制造方法

申请号 CN200880017196.8 申请日 2008-05-15 公开(公告)号 CN101702924A 公开(公告)日 2010-05-05
申请人 帝人纤维株式会社; 发明人 冈有希;
摘要 将湿 热处理 后的、刚要达一次屈服点前的拉伸-应 力 曲线的斜率设为A、将刚达一次屈服点后的拉伸- 应力 曲线的斜率设为B,则筛网织物用单丝的斜率的变化率B/A为0.6以上且小于1.0,对由上述筛网织物用单丝构成的织物进行沸 水 处理 后,在经纬分别拉伸0.2~5%的状态下对其进行热定形,进而拉伸0.3~5%、进行固定,由此能够获得织制加工 稳定性 、或作为筛网织物的稳定性、连续印刷性能优异的高目数且高拉伸模量的筛网织物。
权利要求

1.筛网织物用单丝,其特征在于,将聚酯单丝经湿热处理后的、刚要达一次屈服点前的拉伸-应曲线的斜率设为A、刚达一次屈服点后的拉伸-应力曲线的斜率设为B时,则斜率的变化率B/A为0.6以上且小于1.0。
2.根据权利要求1所述的筛网织物用单丝,其特征在于,单丝为芯鞘型复合聚酯单丝。
3.根据权利要求2所述的筛网织物用单丝,其特征在于,单丝满足下述A~H的要件:
1)单丝的湿热处理前的原丝最大点断裂强度为5.5~8.0cN/dtex、拉伸5%时的强度为3.8~5.5cN/dtex、最大点伸长率为8~20%、以及湿热收缩率为0.5~3.5%;
2)单丝的湿热处理后的原丝最大点断裂强度为5.0~7.8cN/dtex、最大点伸长率为15~30%;
3)芯侧聚酯的主成分是特性粘度为0.50~0.80dL/g的聚甲酸乙二醇酯;
4)鞘侧聚酯是特性粘度为0.40~0.65dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯;
5)鞘侧聚酯的双折射率为140×10-3~170×10-3;
6)垂直于纤维轴的断面的芯鞘面积比率为30∶70~90∶10;
7)单丝纤度为4~24dtex;
8)单丝纤维的纤维长度方向50万米中,相对于纤维直径的1.1倍以上的疙瘩丝为1个以下。
4.筛网织物的制造方法,其特征在于,对由权利要求1~3所述的筛网织物用单丝构成的织物进行沸处理后,在经纬分别拉伸0.2~5%的状态下进行热定形,进一步拉伸0.3~5%,进行固定。

说明书全文

技术领域

发明涉及筛网织物(screen fabric)用单丝,其可通过去除一次屈服点前后显著的拉伸应的变化,而在织物伸长时无需进行很大的拉伸,便获得具有高度精密性的筛网织物。

背景技术

单丝(monofilament)在衣料领域、甚至产业资材领域均受到广泛应用。例如,作为产业资材领域上的用途实例,有轮胎帘线、绳索、网、钓鱼线、防布、帐篷、滑翔降落伞以及帆布等他用途的筛网织物用单丝等。
特别是作为筛网织物用的单丝,出于相对于热、湿度的稳定性或经济方面的理由,到目前为止多使用聚酯单丝(例如日本特开平2-289120号公报等)。
但是,近年来随着在电子电路领域中印刷的高集成化,提高对印刷用筛网织物的印刷的致密性以及印刷性的要求也变得越来越高,该情形中,聚酯单丝由于受到染色等的沸水处理,而具有即使拉伸至伸长率8~10%左右应力也不怎么发生变化的区域(一次屈服点),正成为筛网织物的生产、使用上的制约。
即,由于铺展印刷涂料的刮刀(blade),筛网织物在不断伸缩的同时而被使用,但是当构成筛网织物的单丝被拉伸至一次屈服点附近时,即使撤去刮刀后单丝也不会收缩,故具有花纹错离的问题,因此作为其对策,需要在制作筛网织物的阶段将聚酯单丝拉伸近14%,阻碍了作业的效率化。
另外,当单丝大大地拉伸时,若发生网格偏移、斜行,则有无法应用于精密印刷上的问题。因此,希望能够开发出即使不拉伸14%也可作为筛网织物使用的聚酯芯鞘型单丝。

发明内容

本发明的目的在于提供适于应用于网板印刷的网眼织物的聚酯单丝,具体提供织物绷紧时,无需进行大的拉伸,便可获得作业性优异、且高精度的筛网织物的筛网织物用单丝。
为了达到上述目的,本发明人进行了深入的研究,结果发现,将经沸水处理后的单丝的一次屈服点前后的拉伸-应力曲线的斜率控制在特定的范围内时,能够实现本发明的目的。
即,根据本发明,提供:
(1)筛网织物用单丝,其特征在于,将聚酯单丝经沸水处理后的、刚要达一次屈服点前的拉伸-应力曲线的斜率设为A,刚达一次屈服点后的拉伸-应力曲线的斜率设为B时,则斜率的变化率B/A为0.6以上且小于1.0。和
(2)筛网织物的制造方法,其特征在于,对由上述筛网织物用单丝构成的织物进行沸水处理后,拉伸0.5~10%,进行固定。

具体实施方式

以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
通常,使用24dtex以下的细纤度单丝以供适于精密印刷的高目数筛网(200~500目)用。这样的细纤度单丝需要具有足以抑制织制性下降、印刷时发生筛网织物拉伸(尺寸稳定性下降)等的强度、伸长率等物性。
一般,根据原丝的伸长率5%时的应力(模量,以下有时称为5%LASE)来进行性能评价,但本发明人发现,为了获得更高的尺寸稳定性,不仅要依据5%LASE,而且重要的是还应考虑筛网织物的制造工序中湿热处理对原丝造成的影响(湿热处理通常是指对所织制的筛网织物进行精炼、染色等处理时的温水、蒸气处理)。
本发明基于这些见解而设,本发明的筛网织物用单丝必须是,按照后述的湿热收缩率测定方法,将该单丝以绞纱状态在高压下130℃的湿热环境中进行湿热处理10分钟后的、刚要达一次屈服点前的拉伸-应力曲线的斜率设为A,刚达一次屈服点后的拉伸-应力曲线的斜率设为B时,则斜率的变化率B/A为0.6以上且小于1.0。
作为本发明的优选实施方式,筛网织物用单丝包含单丝纤度为4~24dtex的芯鞘型复合聚酯单丝,该芯鞘型复合聚酯单丝以高IV的聚甲酸乙二醇酯作为芯成分且以低IV的聚酯作为鞘成分,通过使该单丝在湿热处理前的最大点断裂强度为5.5~8.0cN/dtex、拉伸5%时的强度为3.8~5.5cN/dtex、最大点伸长率为8~20%、湿热收缩率为0.5~35%,且使湿热处理后的最大点断裂强度为5.0~7.8cN/dtex、最大点伸长率为15~30%,则作为筛网织物经过织网调整、湿热定形或织物绷紧的工序后,可制得尺寸稳定性高度优异的筛网织物。应予说明,最大点断裂强度、伸长率是指原丝在载荷拉伸曲线中断裂时的强度、伸长率。
本发明的筛网织物用芯鞘型单丝,其芯侧使用0.5~0.8dL/g的高IV的萘二甲酸乙二醇酯,鞘侧使用0.40~0.65dL/g的聚酯,使用普通的复合纺丝装置来制作芯鞘型单丝。优选垂直于纤维轴的断面为圆形断面。断面上的芯与鞘部无需为相似形状,但芯部需要被鞘部充分地包覆。优选芯∶鞘的面积比率为30∶70~90∶10。
通过使芯侧的萘二甲酸乙二醇酯的IV为0.5~0.8,能够获得高强伸长率和高模量;通过使鞘部的聚酯的IV为0.40~0.65,则因为柔软而在织制时会增大筘造成的丝切削(糸削れ)。
作为用于鞘侧的聚酯,优选IV为0.40~0.65的聚对苯二甲酸乙二醇酯,若小于0.40则强度下降,若超过0.65则丝切削增大,故不优选。
另外,需要鞘侧聚酯的双折射率为110×10-3~170×10-3。若双折射率小于110×10-3,则沸水处理前后的原丝难以获得目标的强度,另一方面,若双折射率超过170×10-3,则在织制时削屑会附着在筘上,而使织制性能变差,故不优选。
本发明的芯鞘型单丝需要设计使得湿热处理前的最大点断裂强度为5.5~8.0cN/dtex、5%LASE为3.8~5.5cN/dtex、最大点伸长率为8~20%、湿热收缩率为0.5~3.5%。
若最大点强度小于5.5cN/dtex,则筛网织物强度不足,在织物绷紧时容易发生破裂;若超过8.0cN/dtex,则难以获得收缩率,在进行织制时容易发生由筘造成的切削。另外,若最大点伸长率小于8%,则多发生织制断头等,使丝的操作性变差。若最大点伸长率为20%以上,则容易发生织物的伸长。
优选5%LASE高的,但是,若其超过5.5cN/dtex,则织制时发生由筘造成切削而织入织物中,由于存在这样的缺陷,因此不优选。反之,若小于3.8cN/dtex,则使筛网织物伸长度增大,故不优选。
优选本发明的芯鞘型单丝的湿热收缩率在0.5~3.5%的范围内。
以下,将对用于获得所述特性的芯鞘型单丝的具体制造方法进行说明,但本发明并不限定于此。
采用常用方法,使用复合纺丝喷嘴,以上述聚对苯二甲酸乙二醇酯和低IV聚酯进行熔融纺丝而制备芯鞘型单丝,然后通过实施拉伸来获得。也可在纺丝工序中暂先作为未拉伸丝卷取而另外供于拉伸工序,但优选纺丝工序之后直接进行拉伸。
在直接纺丝拉伸中,优选使用数对加热辊,一段或多段地进行拉伸,确定拉伸倍率以使最终的强度、伸长率和收缩率均落入规定的范围内。该拉伸可以包括松弛拉伸等驰豫处理,能够将湿热收缩率调整到规定的范围内。
这样地调整织制前的原丝物性,供于所述后织制工序用,根据需要通过进行精炼、染色等湿热处理而使其收缩,使得丝经湿热收缩后具有规定的强度和伸长率特性,从而使得筛网织物具有高度的尺寸稳定性。
单丝表面所产生的疙瘩是织制时造成丝的断裂或浮渣产生的原因,故不优选,需要尽量防止其产生。作为产生疙瘩的主要原因,可列举聚合物中含有的未熔融杂质或聚合物自身的劣化。对于聚合物内的未熔融杂质,可通过在组件(pack)入口至喷嘴喷出口之间形成过滤层来抑制其排出,或使其分散。该过滤层优选为单丝直径的约10~15%大小的开孔量,若开孔量为10%以下,则组件内部会受到异常的压力,会引起组件内部件和组件主体的破损。若开孔量为15%以上,则作为产生疙瘩丝主因的未熔融杂质会以粗大粒子的状态包含于丝中,从而加大了疙瘩产生的可能性。另外,关于聚合物自身的劣化,其与聚合物送液有关,若减少配管的弯曲度,使从导入组件到喷出的时间在1分钟以内,则可通过尽量减少聚合物受到的热量而降低疙瘩发生的可能性。
在本发明中,由利用上述方法获得的单丝构成的织物经沸水处理后,在经纬分别拉伸0.2~5%的状态下进行热定形,进而还拉伸0.3~5%并固定在网屏框,使用作为筛网织物,从而该织物即使撤去铺展印刷涂料的刮刀后也不会收缩,由于难以发生网格偏移、斜行,因此,即使进行精密印刷也不会引起花纹错离的问题。
此时,用作筛网织物的织物的组织或密度可以任意采用以往公知的数值,例如,优选使用苏尔寿(sulzer)型织机,织制经密度为200~400条/英寸、纬密度为200~400条/英寸的平织物。
另外,经沸水处理后的拉伸、热定形优选使用拉伸辊、拉幅机(tenter)等,使经纬方向分别拉伸0.2~5%,并进行160℃~210℃的干燥热处理,固定优选使用拉网机等,向经向拉伸0.3~5%,向纬向拉伸0.3~5%。
实施例
以下,通过实施例以及比较例对本发明进行更具体的说明。
应予说明,实施例中所示的各测定值是以下述的方法测定得到的值。
(1)特性粘度
在35℃下,将样本溶解于邻氯苯酚中,制成各种浓度(C)的稀释溶液,依据后述式子,根据这些溶液的粘度(ηr)算出C接近于0时的值。
η=limit(ln(ηr/C))
应予说明,制作下述设计的喷嘴,即,使芯鞘的各成分在制丝时所使用的喷嘴中与熔融过程中的滞留时间相等,并且芯和鞘的聚合物能够分别喷出。在使排放状态充分稳定后,分别采集排放聚合物来进行测定。
(2)强度、伸长率
纤维的强度以及伸长率以JIS-L1017为准,使用ORIENTEC公司制造的万能拉力机,在样本长25cm、拉伸速度30cm/min的条件下进行测定,测出样本断裂时的强度和伸长率的值。
(3)伸长率5%时的应力(5%LASE)
测定进行上述强度和伸长率测定时的样本拉伸5%时的应力。
(4)湿热收缩率
取单丝5000m,以绞纱状态在高压下130℃的湿热环境中施加纤度×0.1倍(g)的载荷,同时进行10分钟的湿热处埋。对处理结束后的丝进行自然干燥,再次测定丝长。处理后的丝长与处理前的丝长5000m的比率以百分率表示,来作为湿热收缩率。
(5)疙瘩数的数目
在设置于整经机的经轴架出口处的停经片前,设置有间隙为丝径×1.1倍且公差为±2μm的12条导通的导槽(slit guide)。将丝穿过该导槽,将12条×8段=96条的单丝分别以500m/min的丝速进行各丝长20万m的整经。此时,将在导槽中发生断丝的次数视为疙瘩数,测定整经中的断丝次数。将所检测到的断丝次数换算为丝长10万m作为疙瘩数的数目。
(7)对丝切削的评价
采用苏尔寿(sulzer)型织机,以织机的转速250rpm使用织宽每英寸300条的经丝来织制网眼织物,使用织布检测机(検反機)对所织成的布匹进行目测检查。此时,以每织宽1.5m×织物长度300m作为单位来计数通常可看到黑色的网眼花纹出现白色化的织物缺陷的数量,按下述基准进行评价。
○:由丝切削造成的缺陷小于5个
△:上述缺陷有5处以上且小于10处
×:上述该缺陷有10处以上
(8)迟滞评价(筛网织物尺寸稳定性的代用特性)
以拉伸7%时的载荷作为初期载荷施加于经湿热处理后的原丝上,由此起,使其进行1000次1.5%连续拉伸时的载荷(B)与第30次的载荷(A)之比C(C=B/A×100)来表示。
若C值为98%以上,则可以说原丝具有充分的尺寸稳定性言。
(9)筛网织物的密度斑
使用密度计读取经向以及纬向的密度,测定其与设计密度之间的偏差。
(实施例1)
在芯侧使用特性粘度0.68dL/g的萘二甲酸乙二醇酯,在鞘侧使用特性粘度0.63dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯,二者均以300℃的温度进行熔融。排放开始2小时后采样的芯侧的特性粘度为0.61dL/g,鞘侧的特性粘度为0.54dL/g。
将包含上述聚合物的芯鞘型复合聚酯单丝以700m/分的纺速进行卷绕,一边使用加油辊使油剂附着,一边获得未拉伸丝。其后,使用已加热的热辊进行预热后,以230℃的缝隙加热器进行加热使其以5.0倍拉伸,在实施0.05倍的松驰处理后,进行卷绕,从而获得13dtex-1fi1的拉伸丝。
所获得的拉伸丝的强度为6.1cN/dtex、伸长率为15%、5%LASE为4.4cN/dtex、湿热收缩率为2.7%、湿热处理后的强度为6.0cN/dtex、伸长率为20%,15%LASE为5.4cN/dtex、湿热处理后的一次屈服点前后的斜率变化率B/A为0.8。
将上述单丝形成为经密度300条/英寸、纬密度为300条/英寸的平织物,结果1个疙瘩丝且无丝切削,显示了良好的织制性。在将该平织物沸水处理后,用拉伸辊在经向上3%拉伸,接着,在维持经向的拉伸倍率的状态下,使用拉幅机,在纬向上拉伸3%,再以170℃的温度进行热定形。其后,使用拉网机,向经向拉伸4%,向纬向拉伸4%,进行固定,从而获得了经纬向上的密度斑小于3%的均匀筛网织物。另外,对该筛网织物进行迟滞评价时,结果C的值为99%,显示了良好的尺寸稳定性。
(比较例1)
芯侧使用特性粘度0.85dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯,鞘侧使用特性粘度0.63dL/g的聚对苯二甲酸乙二醇酯,两者都以295℃的温度进行熔融。排放开始起2小时后取样的芯侧的特性粘度为0.74dL/g,鞘侧的特性粘度为0.52dL/g。
将包含上述聚合物的芯鞘型复合聚酯单丝以700m/分的纺速进行卷绕,一边使用加油辊使油剂附着,一边获得未拉伸丝。其后,使用加热至150℃的热辊进行预热后,再使用200℃的缝隙加热器进行加热,同时以4.2倍进行拉伸,在实施0.05倍的松驰处理后进行卷绕,从而得13dtex-1fi1的拉伸丝。
所获得的拉伸丝的强度为6.1cN/dtex、伸长率为25%、5%LASE为4.0cN/dtex、湿热收缩率为8.0%、湿热处理后的强度为6.0cN/dtex、湿热处理后的一次屈服点前后的斜率变化率B/A为0.2。
将上述单丝制成经密度300条/英寸、纬密度300条/英寸的平织物,结果疙瘩丝1个,且无丝切削,显示了良好的织制性。将该平织物经沸水处理后,用拉伸辊使其在经向上拉伸3%,接着,在维持经向的拉伸倍率的状态下,使用拉幅机使其在纬向上拉伸3%,再以170℃进行热定形。其后,使用拉网机,在经向上拉伸4%,在纬向上拉伸4%,进行固定,结果经纬向上的密度斑为8%,为不均匀的筛网织物。进而,进行了该筛网织物的迟滞评价,结果C值为92%,尺寸稳定性也不够。
在使用该平织物的情况下,为了获得密度斑小于3%的均匀筛网织物,若不在拉伸、热定形工序中拉伸7%以上,不在织物绷紧工序中拉伸7%以上,不共计拉伸14%以上,则无法获得均匀的筛网织物。此时的C值为99%。
(实施例2)
除了将实施例1中实施拉伸时的缝隙加热器温度变更为240℃以外,采用其他与实施例1同样的方法来获得拉伸丝。所获得的拉伸丝强度为6.1cN/dtex、伸长率为16%、5%LASE为4.3cN/dtex、湿热收缩率为2.3%、湿热处理后的强度为6.1cN/dtex、伸长率为20%、以及湿热处理后的一次屈服点前后的斜率变化率B/A为0.75。
将上述单丝制成经密度为300条/英寸、纬密度为300条/英寸的平织物,结果疙瘩丝1个,无丝切削,显示了良好的织制性。将该平织物沸水处理后,用拉伸辊在经向上拉伸3%,接着,在维持经向的拉伸倍率的状态下,用拉幅机在纬向上拉伸3%,以170℃进行热定形。其后,使用拉网机,在经向上拉伸4%,在纬向上拉伸4%,进行固定(经纬分别拉伸合计7%),由此获得经纬向上的密度斑小于3%的均匀筛网织物。另外,进行该筛网织物的迟滞评价,结果C值为99%,显示了良好的尺寸稳定性。
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