ES2232367T3 - Fibra de material compuesto electricamente conductora. - Google Patents
Fibra de material compuesto electricamente conductora.Info
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Abstract
Fibra de material compuesto eléctricamente conductora, compuesta de una capa (A) de polímero eléctricamente conductora de poliamida termoplástica que contiene 15-50% en peso de negro de humo eléctricamente conductor, y de una capa (B) de polímero protectora de poliamida termoplástica que tiene un punto de fusión no menor que 170ºC, en la que dicha capa (A) de polímero eléctricamente conductora se expone en tres o más sitios en la superficie de la fibra a lo largo de la periferia de una sección transversal arbitraria de tal modo que la longitud (L1 m) de una parte expuesta satisface la expresión (1) indicada más adelante, dicha capa (B) de polímero protectora cubre no menos del 60% de la periferia de la sección transversal de la fibra y representa del 50-97% en peso del peso total de la fibra, y dicha poliamida termoplástica, que constituye dicha capa (B) de polímero protectora, es una que se sintetiza a partir de un ácido dicarboxílico, en el que un ácido dicarboxílico aromático representade no menos del 60% en moles, y de una diamina, en la que una alquilendiamina alifática de C6-12 representa de no menos del 60% en moles: 0, 1 L1 L2/10 (1) (en la que L2 representa la longitud (en m) de la periferia de una sección transversal de un filamento).
Description
Fibra de material compuesto eléctricamente
conductora.
La presente invención se refiere a una fibra de
material compuesto que presenta buenas propiedades desestatizantes.
Más particularmente, la presente invención se refiere a una fibra de
material compuesto eléctricamente conductora que elimina la
formación de polvo en el uso práctico, mantiene un buen
comportamiento conductor durante un período de tiempo prolongado, y
se puede mezclar con otra fibra para obtener prendas de vestir que
presentan una buena resistencia al planchado y una buena fijación
del color. Además, la presente invención se refiere asimismo a una
fibra de material compuesto eléctricamente conductora que muestra un
buen comportamiento desestatizante durante un período de tiempo
prolongado cuando se usa como un cepillo de carga para máquinas
copiadoras e impresoras, produciendo de ese modo imágenes impresas
de alta calidad durante un período de tiempo prolongado, a pesar de
su bajo contenido de negro de humo eléctricamente conductor.
Se ha propuesto una variedad de fibras
eléctricamente conductoras con buenas propiedades desestatizantes. A
una de ellas se le da conductividad eléctrica mediante chapado
metálico sobre la superficie de una fibra que carece de
conductividad eléctrica. Otra de ellas se hace eléctricamente
conductora por medio de una capa de revestimiento eléctricamente
conductora formada sobre la misma, a partir de resina o de caucho
incorporado con negro de humo eléctricamente conductor.
Desafortunadamente, las mismas requieren procesos de producción
complejos y difíciles, o pierden fácilmente la conductividad
eléctrica durante el decapado al ácido (que implica un tratamiento
químico) y en uso real (que implica desgaste y lavado repetido).
Otro ejemplo de fibra eléctricamente conductora
es una fibra metálica, tal como una fibra de acero. Aunque la fibra
metálica se conoce por sus buenas propiedades desestatizantes, la
fibra es cara e incompatible con materias orgánicas normales, lo que
provoca problemas en las etapas de tejido y de tinción. Además, se
rompe fácilmente y se cae durante el lavado, y su conductividad
eléctrica da una sensación desagradable y provoca la formación de
chispas y la fundición de la tela.
Otro ejemplo adicional de fibra eléctricamente
conductora es aquella que se produce a partir de un polímero que
contiene negro de humo eléctricamente conductor disperso
uniformemente en el mismo. Una desventaja de este tipo de fibra es
la dificultad de su proceso de producción debido a la gran cantidad
de negro de humo eléctricamente conductor contenido en ella. Tiene
malos rendimientos y un elevado coste de producción. Las propiedades
de la fibra son extremadamente malas, y sólo se puede producir con
dificultades usando un proceso especial.
Se han propuesto nuevas ideas a fin de abordar
estas problemas. Por ejemplo, la patente U.S. nº 3.803.453 describe
una fibra de material compuesto de tipo
núcleo-corteza en la que el polímero del núcleo
contiene un negro de humo eléctricamente conductor, y la corteza
está formada de un polímero normal formador de fibras. Además, la
solicitud de patente japonesa nº 44579/1978 describe una fibra de
material compuesto eléctricamente conductora en la que el núcleo que
contiene un negro de humo eléctricamente conductor está cubierto
sólo parcialmente por la corteza.
La fibra descrita en la patente U.S. está
limitada en su tamaño del núcleo (más pequeño que el 50%), de forma
que muestra propiedades de fibra necesarias. Esto conduce a una
corteza gruesa (que no es conductora) y a un núcleo muy lleno de
negro de humo. La descrita en la patente japonesa, que está
destinada a resolver este problema, tiene una mala resistencia
química y una mala durabilidad, y es susceptible a la separación del
núcleo-corteza debido a que el núcleo no está
completamente cubierto por la corteza. Además, la patente japonesa
abierta al público nº 152513/1977 describe una fibra de material
compuesto que presenta una configuración lado con lado, que está
compuesta de una capa de polímero eléctricamente conductor que
contiene un negro de humo eléctricamente conductor, y de una capa de
polímero eléctricamente no conductor que no contiene negro de humo,
siendo los dos polímeros del mismo tipo. Esta fibra eléctricamente
conductora también adolece de una resistencia química y una
durabilidad deficientes debido a que la capa que contiene un negro
de humo eléctricamente conductor está expuesta en su superficie.
Por otro lado, las patentes japonesas abiertas al
público nº 147865/1978 y nº 34470/1979 describen una fibra
eléctricamente conductora que está compuesta de un polímero formador
de fibras y de un polímero lineal, que contiene una sustancia
orgánica eléctricamente conductora, disperso en forma de rayas en la
fibra. Esta fibra es menos propensa al pelado y al desgaste de la
superficie, y tiene una mejor resistencia al lavado (durabilidad),
debido a que su componente eléctricamente conductor está encerrado
en ella.
La desventaja de esta fibra es la baja
resistencia que surge del hecho de que el polímero lineal, que
contiene una sustancia orgánica eléctricamente conductora, está
disperso y se mezcla de forma discontinua en la dirección
longitudinal, sin contribuir a la resistencia de la fibra, en el
polímero formador de fibras, el cual es completamente incompatible
con el polímero lineal. Además, la conductividad eléctrica de esta
fibra fluctúa dependiendo de cómo está disperso el polímero
eléctricamente conductor. Esto hace difícil controlar las
condiciones de fabricación y la calidad del producto. En el caso en
el que un polímero se mezcle con y se disperse en un polímero
incompatible, el componente disperso no está encerrado completamente
en el componente matriz sino que está expuesto parcialmente en la
superficie; por lo tanto, el componente disperso (o el polímero
eléctricamente conductor) disminuirá parcialmente. Además, esta
fibra tiene una mala productividad debido a que su producción sufre
un baloneamiento excesivamente grande del hilo que mancha las
hileras y provoca la ruptura de la fibra.
En las patentes japonesas abiertas al público nº
134117/1979, nº 132624/1986 y nº 279416/1997, se describen otras
fibras de material compuesto eléctricamente conductoras. Se
construyen de forma tal que la capa de polímero eléctricamente
conductora se expone parcialmente en la superficie de la fibra. Se
desgastan muy poco por fricción con el metal en la producción de la
fibra y en el procesamiento de la fibra, y evitan que los
componentes constituyentes se separen entre sí y que disminuya el
componente eléctricamente conductor.
La fibra de material compuesto eléctricamente
conductora convencional, compuesta de una capa de polímero
eléctricamente conductor y de una capa de polímero eléctricamente no
conductor, no presenta problemas durante la producción, pero sufre
las desventajas de la disminución de la conductividad debido al
pelado después del uso prolongado en forma de producto de fibra. La
fibra de material compuesto eléctricamente conductora se mezcla
habitualmente con fibra normal cuando se usa para prendas de vestir
tales como uniformes. Tales tejidos de unión no son satisfactorios
cuando se secan, debido a que la fibra eléctricamente conductora
tiene una mala fijación del color.
En la tecnología convencional de fibras
eléctricamente conductoras para uso en prendas de vestir, no se ha
prestado atención a la durabilidad a largo plazo de la
conductividad, a la resistencia al pelado de los componentes
constituyentes, ni al comportamiento en el uso.
No ha habido ninguna fibra de material compuesto
eléctricamente conductora, para aplicaciones distintas de las de las
prendas de vestir, que tenga buenas propiedades tales como una
conductividad estable que no se vea afectada por la temperatura (o
el medioambiente), un voltaje de partida bajo, un buen
comportamiento desestatizante a un voltaje aplicado elevado, una
disminución muy pequeña en el comportamiento desestatizante después
del uso prolongado, y una capacidad para producir imágenes nítidas
de forma continua a lo largo de un período de tiempo prolongado.
Es un objetivo de la presente invención
proporcionar una fibra de material compuesto eléctricamente
conductora que no sufra desgaste ni separación de los componentes
durante su producción o durante su procesamiento en tejidos, sino
que mantenga su buen comportamiento inicial incluso después de su
uso (en forma de tejido) durante un período de tiempo
prolongado.
Es otro objetivo de la presente invención
proporcionar una fibra de material compuesto eléctricamente
conductora que presente una buena fijación del color de forma que no
provoque migración del color a la otra fibra cuando la fibra de
material compuesto eléctricamente conductora se mezcle con otra
fibra para obtener un tejido mixto, y cuando el tejido se tiña.
La presente invención se refiere a una fibra de
material compuesto eléctricamente conductora compuesta de una capa
(A) de polímero eléctricamente conductora, de poliamida
termoplástica, que contiene 15-50% en peso de negro
de humo eléctricamente conductor, y de una capa (B) de polímero
protectora, de poliamida termoplástica, que tiene un punto de fusión
no menor que 170ºC, en la que dicha capa (A) de polímero
eléctricamente conductora se expone en tres o más sitios en la
superficie de la fibra, a lo largo de la periferia de una sección
transversal arbitraria, de forma que la longitud (L_{1} \mum) de
una parte expuesta satisface la expresión (1) más abajo, dicha capa
(B) de polímero protectora cubre no menos del 60% de la periferia de
la sección transversal de la fibra y representa el
50-97% en peso del peso total de la fibra, y dicha
poliamida termoplástica, que constituye dicha capa (B) de polímero
protectora, es una que se sintetiza a partir de un ácido
dicarboxílico, en el que un ácido dicarboxílico aromático representa
no menos del 60% en moles, y a partir de una diamina, en la que una
alquilendiamina alifática de C_{6-12} representa
no menos del 60% en moles.
(1)0,1 \leq
L_{1} \leq
L_{2}/10
(en la que L_{2} representa la
longitud (en \mum) de la periferia de una sección transversal de
un
filamento).
En una realización preferida de la presente
invención, la capa (A) eléctricamente conductora contiene al menos
dos tipos de negro de humo eléctricamente conductor que difieren en
la absorción de aceite, de forma que la relación de la absorción de
aceite del primer negro de humo a la absorción de aceite del segundo
negro de humo es de 1,2 a 25, y tiene una resistencia eléctrica R
(\Omega/cm\cdotf) para un voltaje aplicado de 100 V,
satisfaciendo R la expresión a continuación:
(2)log \ R =
7,0-11,9
La fibra de material compuesto eléctricamente
conductora de la presente invención se puede usar para prendas de
vestir (tales como uniformes) así como para cepillos de carga y/o
para cepillos desestatizantes incorporados en impresoras y en
máquinas copiadoras.
La Fig. 1 es una vista en sección que muestra una
configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 2 es una vista en sección que muestra
otra configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 3 es una vista en sección que muestra
otra configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 4 es una vista en sección que muestra
otra configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 5 es una vista en sección que muestra
otra configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 6 es una vista en sección que muestra
otra configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 7 es una vista en sección que muestra
otra configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 8 es una vista en sección que muestra
otra configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la presente invención.
La Fig. 9 es una vista en sección que muestra una
configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora en el Ejemplo Comparativo 3.
La Fig. 10 es una vista en sección que muestra
una configuración de la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora en el Ejemplo Comparativo 4.
Según la presente invención, la capa (A) de
polímero eléctricamente conductora debe contener, como un componente
de la misma, negro de humo eléctricamente conductor en una cantidad
de 15-50% en peso, preferiblemente
20-40% en peso. Con un contenido menor que 15% en
peso, el negro de humo eléctricamente conductor no produce la
conductividad deseada y, por tanto, la fibra de material compuesto
eléctricamente conductora no muestra un comportamiento
desestatizante satisfactorio. Con un contenido superior al 50% en
peso, el efecto del negro de humo eléctricamente conductor se
estabiliza, y el polímero que constituye el núcleo tiene una muy
mala fluidez y una muy mala capacidad para ser hilado.
El negro de humo eléctricamente conductor debe
tener "estructura" (una estructura de partículas de tipo
cadena), de forma que muestre una buena conductividad eléctrica. El
negro de humo que está compuesto de partículas dispersas tiene una
mala conductividad eléctrica. A fin de producir un polímero
eléctricamente conductor, es importante dispersar un negro de humo
eléctricamente conductor en un polímero base, sin romper la
"estructura".
Se considera que un material compuesto que
contiene negro de humo eléctricamente conductor muestra
conductividad eléctrica a través de contacto o mediante efecto túnel
entre las cadenas del negro de humo, dominando probablemente el
primero. Cuanto más largas son las cadenas del negro de humo, y
cuanto mayor sea la densidad del negro de humo en un polímero, mayor
es la conductividad eléctrica dada la elevada posibilidad de que las
partículas del negro de humo entren en contacto entre sí. Se ha
encontrado que la conductividad eléctrica debido al negro de humo
eléctricamente conductor es muy pequeña si el contenido es menor que
15% en peso, pero aumenta notablemente a medida que el contenido
aumenta hasta 20% en peso, y se estabiliza a medida que el contenido
supera el 30% en
peso.
peso.
La fibra de material compuesto eléctricamente
conductora de la presente invención debe estar compuesta de la capa
(A) eléctricamente conductora y de la capa (B) protectora, en una
relación específica. En otras palabras, la primera debe dar cuenta
del 3% en peso o más, y la última debe dar cuenta del 97% en peso o
más. De otro modo, la fibra de material compuesto resultante carece
de la estructura estable para la hilatura. Además, en el caso en el
que la fibra de material compuesto tenga una pluralidad de núcleos,
los núcleos son discontinuos en la dirección longitudinal. Si la
capa (A) eléctricamente conductora representa de más del 50% en
peso, la fibra de material compuesto resultante tiene una mala
capacidad para ser hilada y una mala capacidad para ser estirada,
incluso aunque la capa (B) de polímero protectora tenga buenas
propiedades formadoras de fibras.
El negro de humo eléctricamente conductor
disminuye la capacidad de la capa (A) eléctricamente conductora para
ser hilada, y, por supuesto, si la capa (A) eléctricamente
conductora, mala en su capacidad para ser hilada, representa de más
de la mitad, la fibra de material compuesto resultante tiene una
mala capacidad para ser hilada.
Por esta razón, la relación de la capa (A) de
polímero eléctricamente conductora a la capa (B) de polímero
protectora debe ser A:B = 3:97-50:50,
preferiblemente 7:93-35:65, en peso.
Según la presente invención, la fibra de material
compuesto eléctricamente conductora debe estar construida de forma
que la capa (A) de polímero eléctricamente conductora se exponga
parcialmente en la superficie de la fibra en tres o más sitios a lo
largo de la periferia de sección transversal arbitraria de la fibra.
El número de tales sitios no debe ser mayor que 10, preferiblemente
de 4 a 8.
Además, la capa (A) de polímero eléctricamente
conductora se debe exponer en un grado tal que la longitud (L_{1})
de una parte expuesta no sea menor que 0,1 \mum y no sea más larga
que L_{2}/10 medida en la dirección circunferencial de la sección
transversal de la fibra, en la que L_{2} es la longitud (en
\mum) de la periferia de la sección transversal de la fibra de
material compuesto.
En el caso de que la longitud (L_{1}) sea menor
que 0,1 \mum incluso aunque el número de partes expuestas sea 3 o
más, o en el caso de que el número de partes expuestas sea menor que
3, la fibra de material compuesto no produce una conductividad
estable debido a la baja probabilidad de que el polímero
eléctricamente conductor entre en contacto con el objeto en contacto
con la fibra de material compuesto. Por el contrario, si la longitud
(L_{1}) supera (L_{2}/10), entonces la fibra de material
compuesto presenta dificultades en el proceso de hilado y tiene una
mala resistencia al desgaste. Además, permite que la capa (A) de
polímero eléctricamente conductora y la capa (B) de polímero
protectora se separen fácilmente entre sí por pelado, y tiene una
mala conductividad eléctrica.
Según la presente invención, la capa (B) de
polímero protectora debe tener una longitud que dé cuenta de no
menos del 60%, preferiblemente no menos del 70%, de la longitud de
la periferia de la sección transversal de la fibra. De otro modo, la
fibra de material compuesto tiene una mala capacidad para el hilado
y una mala resistencia.
La capa (B) de polímero protectora es importante
para que la fibra de material compuesto muestre una buena capacidad
de hilado, buenas propiedades, y una buena durabilidad. La capa (B)
de polímero protectora está formada de una poliamida termoplástica
formadora de fibras que tiene un punto de fusión no menor que 170ºC.
Esta poliamida termoplástica debe ser una que esté compuesta de un
ácido dicarboxílico, en el que un ácido dicarboxílico aromático
representa de no menos del 60% en moles, y de una diamina, en la que
una alquilendiamina alifática de C_{6-12}
representa de no menos del 60% en moles. Esta poliamida se
caracteriza por su buena resistencia al calor (particularmente en
condición de calor húmedo) y una buena capacidad para el hilado, y
se caracteriza por dar una fibra que tiene una elevada resistencia y
una buena fijación del color.
Un ejemplo del ácido dicarboxílico aromático es
ácido tereftálico, que es deseable desde el punto de vista de la
resistencia al calor. Otros ejemplos incluyen ácido isoftálico,
ácido 2,6-naftalendicarboxílico, ácido
2,7-naftalendicarboxílico, ácido
1,4-naftalendicarboxílico, ácido
1,4-fenilendioxidiacético, ácido
1,3-fenilendioxidiacético, ácido difénico, ácido
dibenzoico, ácido 4,4'-oxidibenzoico, ácido
difenilmetano-4,4'-dicarboxílico,
ácido
difenilsulfona-4,4'-dicarboxílico y
ácido 4,4'-bifenildicarboxílico. Se pueden usar
solos o en combinación entre sí. El contenido del ácido
dicarboxílico aromático en el componente del ácido dicarboxílico
debe ser no menor que 60% en moles, preferiblemente no menor que 75%
en moles.
Los ejemplos de ácidos dicarboxílicos distintos
de los ácidos dicarboxílicos aromáticos mencionados anteriormente
incluyen ácidos dicarboxílicos alifáticos (tales como ácido
malónico, ácido dimetilmalónico, ácido succínico, ácido
3,3-dietilsuccínico, ácido glutárico, ácido
2,2-dimetilglutárico, ácido adípico, ácido
2-metiladípico, ácido trimetiladípico, ácido
pimélico, ácido azelaico, ácido sebácico, y ácido subérico) y ácidos
dicarboxílicos alicíclicos (tales como ácido
1,3-ciclopentanodicarboxílico y ácido
1,4-ciclohexanodicarboxílico). Se pueden usar solos
o en combinación entre sí.
Además, se pueden usar en combinación con un
ácido policarboxílico (tal como ácido trimelítico, ácido trimésico,
y ácido piromelítico), en una cantidad que no perjudique al
hilado.
Según la presente invención, el contenido de
ácido dicarboxílico aromático, en el componente de ácido
dicarboxílico, debe ser preferiblemente 100% desde el punto de vista
de la resistencia al calor y de las propiedades de la fibra.
Según la presente invención, no menos del 60% en
moles del componente diamínico debe ser una alquilendiamina
alifática de C_{6-12}. Los ejemplos de tales
alquilendiaminas alifáticas incluyen
1,6-hexanodiamina,
1,8-octanodiamina,
1,9-nonanodiamina,
1,10-decanodiamina,
1,11-undecanodiamina,
1,12-dodecanodiamina,
2-metil-1,5-pentanodiamina,
3-metil-1,5-pentanodiamina,
2,2,4-trimetil-1,6-hexanodiamina,
2,4,4-trimetil-1,6-hexanodiamina,
2-metil-1,8-octanodiamina,
y
5-metil-1,9-nonanodiamina.
De estos ejemplos, se prefiere la 1,9-nonanodiamina
desde el punto de vista de la resistencia al calor y de las
propiedades de la fibra. Se puede usar en combinación con
2-metil-1,8-octanodiamina.
El contenido de la alquilendiamina alifática, en
el componente diamínico, no debe ser menor que 60% en moles,
preferiblemente no menor que 75%, particularmente no menor que 90%
en moles.
Los ejemplos de diaminas distintas de la
alquilendiamina alifática mencionada anteriormente incluyen diaminas
alifáticas (tales como etilendiamina, propilendiamina y
1,4-butanodiamina), diaminas alicíclicas (tales como
ciclohexanodiamina, metilciclohexanodiamina, isoforonadiamina,
norbornanodimetilamina, y triciclodecanodimetilamina), y diaminas
aromáticas (tales como p-fenilendiamina,
m-fenilendiamina, xililendiamina,
4,4'-diaminodifenilmetano,
4,4'-diaminodifenilsulfona, y
4,4'-diaminodifeniléter). Se pueden usar solas o en
combinación entre sí.
En el caso en el que se usen
1,9-nonanodiamina y
2-metil-1,8-octanodiamina
en combinación, como la alquilendiamina alifática, su cantidad total
debe ser 60-100% en moles del componente diamínico,
y la relación molar de la primera a la última debe ser
30:70-99:1, preferiblemente
40:60-95:5.
La poliamida usada en la presente invención debe
ser preferiblemente una en la que la cadena molecular contenga
unidades de CONH y unidades de CH_{2} en una relación de
1/2-1/8, particularmente
1/3-1/5.
La poliamida mencionada anteriormente debe tener
una viscosidad intrínseca de 0,6-2,0 dl/g,
preferiblemente 0,6-1,8 dl/g, y más preferiblemente
0,7-1,6 dl/g (medida a 30ºC en ácido sulfúrico
conc.), de forma que tenga una viscosidad en fundido adecuada para
el hilado, y de forma que dé fibras que tengan buenas propiedades y
buena resistencia al calor.
Además, la poliamida mencionada anteriormente
debe tener preferiblemente cadenas moleculares cuyos grupos
terminales estén parcialmente bloqueados mediante un agente de
bloqueo. La relación de grupos terminales bloqueados debe ser no
menor que 10%, preferiblemente no menor que 40%, y más
preferiblemente no menor que 70%.
La poliamida mencionada anteriormente se puede
producir mediante cualquier método conocido aplicable a poliamidas
cristalinas. Los ejemplos de tales métodos incluyen la
polimerización en disolución o la polimerización interfacial, que
comienza con un cloruro de ácido y una diamina, y la polimerización
en fundido o la polimerización en fase sólida, que comienza con un
ácido dicarboxílico (o un éster de alquilo del mismo) y una
diamina.
La poliamida mencionada anteriormente se adhiere
bien a la capa (A) de polímero eléctricamente conductora, la cual es
uno de los constituyentes importantes en la presente invención.
Además, es inmune al pelado interfacial, y es deseable desde el
punto de vista de la resistencia al calor y de las propiedades de la
fibra.
Según la presente invención, la capa (A) de
polímero eléctricamente conductora se forma a partir de un polímero
que se explica a continuación.
Según la presente invención, es importante usar
una poliamida termoplástica como el polímero que constituye la capa
(A) de polímero eléctricamente conductora. Los ejemplos de esta
poliamida termoplástica incluyen nailon-12,
nailon-11, nailon-6,
nailon-66 y elastómero de nailon. Se pueden
sustituir por la poliamida mencionada anteriormente que constituye
la capa (B) protectora.
La fibra eléctricamente conductora se usa
habitualmente en forma de ropa de trabajo para trabajar en un
medioambiente en el que la acumulación estática provoca explosión, o
en forma de cepillos de carga para máquinas copiadoras. La flexión
repetida, el estiramiento y el frotamiento, en su uso prolongado,
provocan daño (tal como agrietamiento) a la capa eléctricamente
conductora, deteriorando de ese modo el comportamiento
desestatizante. No hay ninguna manera de recuperarse de tal daño, y
es necesario sustituir las piezas dañadas en un breve período de
tiempo.
Se ha investigado la dispersión del negro de humo
eléctricamente conductor en una variedad de polímeros. Se encontró
que las poliamidas que tienen grupos polares son muy compatibles con
el negro de humo eléctricamente conductor, y retienen su elevada
fluidez incluso después de la incorporación con una gran cantidad de
negro de humo eléctricamente conductor. En otras palabras, las
poliamidas pueden entrar a formar parte de compuestos que tengan una
buena conductividad eléctrica y una buena fluidez. Tales compuestos
también son superiores en propiedades mecánicas, debido a la buena
adhesión entre la poliamida y el negro de humo eléctricamente
conductor.
Lo anterior sólo es cierto para las poliamidas.
Los poliésteres aumentan rápidamente su viscosidad y pierden fluidez
a medida que se incorporan con negro de humo eléctricamente
conductor, aunque la relación de mezclado sea baja. En otras
palabras, los poliésteres no pueden formar parte de un polímero
eléctricamente conductor que tenga la conductividad eléctrica
deseada y la capacidad de hilado deseada. No son competitivos con
las resinas poliamí-
dicas.
dicas.
Comparadas con los poliésteres, las poliolefinas
conservan una fluidez ligeramente mejor, incluso después de la
incorporación con negro de humo eléctricamente conductor, y por
tanto pueden entrar a formar parte fácilmente de un polímero
eléctricamente conductor. Desafortunadamente, el compuesto
resultante tiene propiedades mecánicas mucho peores que el compuesto
de poliamidas, debido a que las poliolefinas tienen una mala
adhesión al negro de humo eléctricamente conductor. Por lo tanto, el
compuesto de poliolefinas presentará dificultades tales como ruptura
de la capa de polímero eléctricamente conductora al procesarlo en
una fibra de material compuesto.
Se concluye de lo anterior que las poliamidas
termoplásticas son las más adecuadas como el polímero a formar parte
de la capa de polímero eléctricamente conductora, mediante
incorporación con negro de humo eléctricamente conductor.
Según la presente invención, la fibra de material
compuesto eléctricamente conductora debe tener una resistencia
eléctrica R (\Omega/cm\cdotf) que se puede variar dependiendo de
las aplicaciones. Si la fibra de material compuesto eléctricamente
conductora se va a usar para prendas de vestir o para cepillos de
carga, debe tener una resistencia eléctrica R (\Omega/cm\cdotf),
a un voltaje aplicado de 100 V, que satisfaga la siguiente
expresión:
log \ R =
7,0-11,9
En particular, la fibra para cepillos de carga
debe tener preferiblemente un valor de R (\Omega/cm\cdotf) de
forma que log R = 8,5-11,5.
Para satisfacer los requisitos para tales
características de resistencia eléctrica en la presente invención,
es deseable usar en combinación dos tipos de negros de humo
eléctricamente conductores, que difieren en la absorción de aceite.
Un primero puede tener una absorción de aceite de
130-350 cc/100 g, y un segundo puede tener una
absorción de aceite de 15-130 cc/100 g. La relación
de la absorción de aceite del primero a la absorción de aceite del
último debe ser preferiblemente de 1,2 a 25. La absorción de aceite
se determina midiendo la cantidad máxima (en cc) de aceite de
semilla de linaza absorbido por 100 g de negro de humo.
Los dos tipos mencionados anteriormente de negros
de humo eléctricamente conductores también difieren en la
resistividad. El primero puede tener una resistividad de
10^{-3}-10^{2} \Omega\cdotcm, y el último
puede tener una resistividad de 10^{0}-10^{6}
\Omega\cdotcm.
La relación de mezclado del primero al último
debe ser preferiblemente de 10:1 a 1:10, de forma que la mezcla
resultante muestre la conductividad deseada.
La fibra de material compuesto eléctricamente
conductora de la presente invención se puede producir de cualquier
manera que no esté restringida específicamente. Por ejemplo, se
puede producir mediante hilado en fundido y el consiguiente estirado
con un aparato para fibra de material compuesto de múltiples
núcleos-corteza. El hilado en fundido normal se
puede sustituir por el hilado a alta velocidad, que obvia la
necesidad del estirado. En el procedimiento de hilado en fundido, es
importante ajustar las posiciones relativas de las entradas para el
polímero eléctricamente conductor y para el polímero protector, de
forma que la capa (A) de polímero eléctricamente conductora se
exponga en la superficie de la fibra como se desee, y de forma que
la relación de los dos polímeros se controle adecuadamente.
Para que la fibra de material compuesto
eléctricamente conductora de la presente invención tenga una
capacidad mejorada de estirado, es deseable incorporar la capa (B)
protectora con no más de 5% en peso de polvo fino inorgánico que
tiene un diámetro medio de partículas no mayor que 0,5 \mum.
La fibra de material compuesto eléctricamente
conductora de la presente invención, que se produce de la manera
mencionada anteriormente, puede tener cualquier medida de peso del
monofilamento por unidad de longitud que no esté específicamente
restringida. La medida de peso por unidad de longitud habitual
oscila de 2 a 34 dtex.
Según la presente invención, la capa (A)
eléctricamente conductora se expone parcialmente en la superficie de
la fibra de forma que muestre conductividad a un bajo voltaje
generado por fricción. Este efecto se logra sólo cuando la capa (A)
de polímero eléctricamente conductora se combina con la capa (B) de
polímero protectora especificada anteriormente.
La fibra de material compuesto de la presente
invención puede tener cualquier sección transversal que no esté
específicamente restringida, en tanto que la capa (A) de polímero
eléctricamente conductora se exponga como se ha mencionado
anteriormente. En las Figs. 1 a 8 se muestran ejemplos de la sección
transversal. Es más deseable una sección transversal como la
mostrada en la Fig. 3, debido a que los cuatro componentes del
núcleo están dispuestos en intervalos iguales a lo largo de la
periferia de la sección transversal, y cada componente del núcleo se
expone en la superficie de la fibra.
La fibra de material compuesto eléctricamente
conductora, mencionada anteriormente, encontrará un uso como un
cepillo de carga o como un cepillo desestatizante para máquinas
copiadoras e impresoras, debido a su buen comportamiento
desestatizante de larga duración, así como debido a sus buenas
características de la fibra. También encontrará uso en el campo de
las prendas de vestir (tales como ropa de trabajo y uniformes para
evitar la electricidad estática), dada su buena fijación del
color.
La invención se describirá con más detalle
haciendo referencia a los siguientes ejemplos, que no pretenden
restringir su alcance. Las propiedades características de cada
muestra se midieron de la siguiente manera.
Se mantuvo una muestra de la fibra de material
compuesto eléctricamente conductora (monofilamento) entre los
electrodos de pinzas en paralelo. Se aplicó un voltaje de corriente
continua de 25-500 V a la muestra, y la corriente
que fluye a través de la muestra se midió con un voltímetro. La
resistencia eléctrica de la muestra se calculó según la ley de Ohm a
partir del voltaje y de la corriente a ese voltaje. La resistencia
eléctrica especificada en la presente invención es aquella que se
mide a 100 V.
Se frotó una muestra con un tejido de fibra
acrílica a 20ºC y 40% de HR, y la cantidad de carga generada se
midió con un calibre de Faraday simple de acuerdo con JIS L1094.
Se corta una muestra (que mide 100 x 40 mm) del
tejido secado en la condición mostrada en el Ejemplo 1. A la
superficie de la muestra se le cosen lado a lado dos trozos de tela
de nailon (que mide 50 x 40 mm). La muestra se lava según JIS
L0844-1997, Método A-2.
- (1)
- El ensuciamiento del líquido se valora según JIS L0801-9 observando el líquido que queda después del lavado, que se ha colocado en un vaso de precipitados de porcelana (2 x 4 x 1 cm).
- (2)
- La suciedad de la tela de nailon se valora según JIS L0801-9.
Se pone en funcionamiento una máquina copiadora
con una tensión de polarización de corriente continua, con un
cepillo cargador bajo ensayo que gira en la dirección opuesta a la
del fotorreceptor. Las imágenes impresas se evalúan después de unas
copias iniciales y después de copias continuadas (10.000 copias).
Los criterios para la evaluación fueron los siguientes.
- (1)
- Evaluación después de unas copias iniciales
- \medcirc:
- Las imágenes son uniformes y claras.
- \Delta:
- Las imágenes tienen algunas señales debidas a una descarga anómala.
- \times:
- Las imágenes están borrosas, con evidentes marcas de rayas.
- (2)
- Evaluación después de unas copias continuadas
- \medcirc:
- Las imágenes son tan uniformes y claras como las de después de las copias iniciales.
- \Delta:
- Las imágenes tienen algunas señales debidas a una descarga anómala.
- \times:
- Las imágenes están borrosas, con evidentes marcas de rayas.
Ejemplos de referencia 1 y
2
Los siguientes materiales de partida se colocaron
en un autoclave de 20 litros.
- Ácido tereftálico: 19,5 moles
- 1,9-nonanodiamina: 10,0 moles
- 2-metil-1,8-octanodiamina: 10,0 moles
- Ácido benzoico: 1,0 moles
- Hipofosfito sódico monohidratado: 0,06 moles (0,1% en peso de los materiales de partida)
- Agua destilada: 2,2 litros
La atmósfera en el autoclave se sustituyó con
nitrógeno. El contenido del autoclave se agitó a 100ºC durante 30
minutos, y entonces la temperatura en el autoclave se elevó hasta
210ºC durante 2 horas, y la presión en el autoclave se elevó hasta
22 kg/cm^{2} (2,16 x 10^{6} Pa) en el mismo período. La reacción
se continuó durante 1 hora a esta temperatura y presión. La
temperatura se elevó hasta 230ºC, y esta temperatura se mantuvo
durante 2 horas. La reacción se continuó a una presión constante de
22 kg/cm^{2} (2,16 x 10^{6} Pa), que se mantuvo mediante la
descarga del vapor desde el autoclave. La presión se redujo hasta 10
kg/cm^{2} (9,81 x 10^{5} Pa) durante 30 minutos. La reacción se
continuó durante 1 hora a esta presión. De este modo, se obtuvo un
prepolímero. Este prepolímero se secó a 100ºC durante 12 horas, a
presión reducida. El producto resultante se trituró en partículas
más pequeñas que 2 mm.
El producto triturado sufrió una polimerización
en fase sólida a 230ºC y 0,1 mmHg (13,3 Pa) durante 10 horas. De
este modo se obtuvo una poliamida deseada, que tiene una viscosidad
intrínseca de 0,9 y una relación CONH/CH_{2} de 1/3,9, según se
muestra en la Tabla 1.
Este ejemplo demuestra el comportamiento de una
fibra de material compuesto eléctricamente conductora, compuesta de
un componente (A) de polímero eléctricamente conductor y de un
componente (B) de polímero protector. El componente (A) es
nailon-6 que contiene 35% en peso de negro de humo
eléctricamente conductor (con una absorción de aceite de 115 cc/100
g). El componente (B) es la poliamida termoplástica (PA9MT) obtenida
en el Ejemplo de Referencia 1, cuyas propiedades se muestran en la
Tabla 1. Los componentes A y B, en una relación de 13/87 en peso, se
hilaron en una fibra de material compuesto de tipo
núcleo-corteza, que tiene la sección transversal
según se muestra en la Fig. 3. (Esta fibra de material compuesto
tiene cuatro núcleos que se exponen en la superficie de la fibra).
Al hilado le siguió el estirado. De este modo, se obtuvo la fibra de
material compuesto eléctricamente conductora deseada, que tiene una
medida de peso por unidad de longitud de 25 denier/4 pies (27,8
dtex/4 pies), y que también tiene una L_{2} = 88 \mum, que es la
longitud de la periferia de la sección transversal de un filamento.
No hubo ningún problema en el proceso de hilado. La fibra de
material compuesto eléctricamente conductora obtenida tiene la capa
(A) eléctricamente conductora que es uniformemente continua en la
dirección axial de la fibra. La capa (A) eléctricamente conductora
se expone en cuatro sitios en la superficie de la fibra. La longitud
(L_{1}) de cada parte expuesta es 0,6 \mum en la dirección
periférica de la sección transversal de la fibra. En otras palabras,
la fibra de material compuesto tiene una L_{1} y L_{2} que
satisfacen la condición 0,1 \leq L_{1} \leq L_{2}/10.
Además, la fibra de material compuesto tiene invariablemente una
resistencia eléctrica de 2 x 10^{8} \Omega/cm\cdotf (log R
=8,3) a 100 V. Muestra una buena conductividad eléctrica a un
voltaje aplicado bajo.
La fibra de material compuesto así obtenida se
cubrió con un hilo de mezcla de poliéster/algodón (65/35). Se tejió
una tela asargada 2/1 (80 urdimbres/pulgada, y 50 tramas/pulgada),
a partir de un hilo de mezcla de poliéster/algodón (65/35) que tiene
un número de hilo de algodón de 20 S/2, teniendo el hilo cubierto
mencionado anteriormente una pasada por 80 urdimbres. El poliéster y
el algodón en la tela asargada se seco secuencialmente de la
siguiente manera.
| Tinte disperso: | Dianix Blue BG-FS 3% omf |
| Dispersante: | Disper TL 1 g/l |
| Ácido acético (50%) 0,5 cc/l |
Relación del baño: 1:50
Temperatura de tinción x tiempo: 130ºC x 40
minutos
| Hiposulfito | 1 g/l |
| NaOH | 1 g/l |
| Amiladina D | 1 g/l |
El aclaramiento por reducción fue seguido de un
lavado con agua fría.
Tinte reactivo: Sumifix Supra BRF 150%
gran: 2% omf
Sulfato de sodio: 40 g/l
Relación del baño: 1:50
El tejido se mantuvo en el baño a 30ºC durante 20
minutos. Seguidamente, la temperatura del baño se elevó hasta 70ºC
durante 20 minutos. Después de dejar reposar a 70ºC durante 20
minutos, se suministra al baño Na_{2}CO_{3} (20 g/l). La tinción
se lleva a cabo durante 20 minutos. El enjabonado con jabón de
marsella (2 g/l) y Na_{2}CO_{3} (2 g/l) se lleva a cabo a 90ºC
durante 20 minutos. La tinción se finaliza mediante un lavado con
agua fría.
Se encontró que el tejido tiene una carga de 3,5
\muc/m^{2}. Después del uso real durante 2 años y de los lavados
repetidos (alrededor de 250 veces), el tejido tuvo una carga de 4,8
\muc/m^{2}. Esto indica que el tejido tiene un buen
comportamiento desestatizante, y una buena durabilidad. Véanse las
Tablas 2 y 3. Satisface el requisito para el valor estándar (menor
que 7 \muc/m^{2}) en "Recommended Practice for Protection
Against Hazards Arising out of Static Electricity in General
Industries" expedido por el Technology Institute of Industrial
Safety.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
Se repitió el mismo procedimiento que en el
Ejemplo 1, excepto que el componente (B) polímero protector se
sustituyó por la poliamida termoplástica (PA9T) en la Tabla 2, que
se preparó en el Ejemplo de Referencia 2. Este polímero mostró una
buena capacidad de hilado, y el tejido resultante también mostró un
buen comportamiento desestatizante y una buena durabilidad,
satisfaciendo la cantidad de carga (inicial y después de 250
lavados) los requisitos para los valores estándares. Véanse las
Tablas 2 y 3.
Ejemplos 3 a
5
Se repitió el mismo procedimiento que en el
Ejemplo 1, excepto que se cambiaron la relación (A/B) y/o la
longitud de la parte expuesta, según se muestra en las Tablas 2 y 3.
El polímero mostró una buena capacidad de hilado, y el tejido
resultante también mostró un buen comportamiento desestatizante y
una buena durabilidad, satisfaciendo la cantidad de carga (inicial y
después de 250 lavados) los requisitos para los valores estándares.
Véanse las Tablas 2 y 3.
Ejemplos 6 a
8
Se repitió el mismo procedimiento que en el
Ejemplo 1, excepto que se cambió la sección transversal de la fibra
a la mostrada en la Fig. 1 (Ejemplo 6), Fig. 6 (Ejemplo 7), Fig. 2
(Ejemplo 8). El polímero mostró una buena capacidad de hilado, y el
tejido resultante también mostró un buen comportamiento
desestatizante y una buena durabilidad, satisfaciendo la cantidad de
carga (inicial y después de 250 lavados) los requisitos para los
valores estándares. Véanse las Tablas 2 y 3.
Ejemplos 9 y
10
Se repitió el mismo procedimiento que en el
Ejemplo 1, excepto que la capa de polímero protectora se incorporó
con 2,0% en peso de polvo fino de SiO_{2} (en el Ejemplo 9), o que
el polímero matriz eléctricamente conductor se sustituyó por
nailon-12 (en el Ejemplo 10). El polímero mostró una
buena capacidad de hilado, y el tejido resultante también mostró un
buen comportamiento desestatizante y una buena durabilidad,
satisfaciendo la cantidad de carga (inicial y después de 250
lavados) los requisitos para los valores estándares. Véanse las
Tablas 2 y 3.
Ejemplos comparativos 1 a
4
Se prepararon fibras de material compuesto
eléctricamente conductoras, según se muestran en las Tablas 2 y 3,
de la misma manera que en el Ejemplo 1. Tenían una mala durabilidad
del comportamiento desestatizante, y una mala capacidad de hilado.
Véanse las Tablas 2 y 3.
Se repitió el mismo procedimiento que en el
Ejemplo 1, excepto que el componente (A) de polímero eléctricamente
conductor se sustituyó por nailon-6 incorporado con
35% en peso de dos tipos de negros de humo eléctricamente
conductores que difieren en la conductividad eléctrica (teniendo uno
una absorción de aceite de 180 cc/100 g, y teniendo el otro una
absorción de aceite de 80 cc/100 g, siendo la relación de mezclado
del primero al segundo 2/1). Se obtuvo una fibra de material
compuesto eléctricamente conductora que tiene una medida de peso por
unidad de longitud de 25 denier/4 pies (27,8 dtex/4 pies) siendo
L_{2} 88 \mum (longitud de la periferia de la sección
transversal de un filamento). El polímero tenía una buena capacidad
de hilado. La fibra de material compuesto eléctricamente conductora
resultante tiene la capa (A) de polímero eléctricamente conductora
que es continua en la dirección del eje de la fibra. La capa (A) de
polímero eléctricamente conductora se expone en la superficie de la
fibra, y el número de partes expuestas fue cuatro. La longitud
(L_{1}) de cada parte expuesta fue 0,6 \mum. De este modo, la
fibra de material compuesto satisface la condición de 0,1 \leq
L_{1} \leq L_{2}/10. Además, la fibra de material compuesto
tuvo una resistencia eléctrica de 1 x 10^{9} \Omega/cm\cdotf
(o log R = 9,0) a 100 V. En otras palabras, tiene una buena
conductividad a un voltaje aplicado bajo.
La fibra de material compuesto eléctricamente
conductora así obtenida se convirtió en un tejido apilado que tiene
una densidad de 50.000 fibras/pulgada^{2}. Este tejido apilado se
usó como un cepillo conductor para una máquina copiadora. Dio buenas
imágenes impresas, libres de señales debidas a una descarga anómala.
Mostró una buena durabilidad, y dio buenas imágenes impresas incluso
después de 10.000 copias. Refiérase a las Tablas 2 y 3 para la
composición, la forma de fibra, la capacidad de hilado, la
resistencia eléctrica, y la evaluación de la imagen.
Ejemplos 12 a
14
Se repitió el mismo procedimiento que en el
Ejemplo 11, excepto que se hicieron cambios en el tipo de negro de
humo, en la relación de mezclado de negro de humo, y en la cantidad
de negro de humo añadida al polímero matriz. El polímero resultante
tuvo una buena capacidad de hilado, y el tejido obtenido a partir de
la fibra de material compuesto dio buenas imágenes impresas. Véanse
las Tablas 2 y 3.
\newpage
Ejemplos comparativos 5 y
6
Se prepararon muestras de fibra de material
compuesto eléctricamente conductora según se muestra en la Tabla 2.
Los cepillos cargadores, obtenidos de ellas, dieron malas imágenes
impresas cuando se evaluaron de la misma manera que en el Ejemplo
11.
La presente invención proporciona una fibra de
material compuesto eléctricamente conductora que se forma de una
manera específica a partir de una poliamida que contiene una
cantidad específica de negro de humo eléctricamente conductor y de
una poliamida termoplástica de composición específica. La fibra de
material compuesto encuentra uso como prendas y cepillos cargadores
para máquinas copiadoras que mantienen un buen comportamiento
desestatizante durante un período de tiempo prolongado en el uso
práctico. Además, la fibra de material compuesto muestra una buena
fijación del color, y no provoca hinchamiento cuando se tiñe con
otra fibra.
Claims (4)
1. Fibra de material compuesto eléctricamente
conductora, compuesta de una capa (A) de polímero eléctricamente
conductora de poliamida termoplástica que contiene
15-50% en peso de negro de humo eléctricamente
conductor, y de una capa (B) de polímero protectora de poliamida
termoplástica que tiene un punto de fusión no menor que 170ºC, en la
que dicha capa (A) de polímero eléctricamente conductora se expone
en tres o más sitios en la superficie de la fibra a lo largo de la
periferia de una sección transversal arbitraria de tal modo que la
longitud (L_{1} \mum) de una parte expuesta satisface la
expresión (1) indicada más adelante, dicha capa (B) de polímero
protectora cubre no menos del 60% de la periferia de la sección
transversal de la fibra y representa del 50-97% en
peso del peso total de la fibra, y dicha poliamida termoplástica,
que constituye dicha capa (B) de polímero protectora, es una que se
sintetiza a partir de un ácido dicarboxílico, en el que un ácido
dicarboxílico aromático representa de no menos del 60% en moles, y
de una diamina, en la que una alquilendiamina alifática de
C_{6-12} representa de no menos del 60% en
moles:
(1)0,1 \leq
L_{1} \leq
L_{2}/10
(en la que L_{2} representa la
longitud (en \mum) de la periferia de una sección transversal de
un
filamento).
2. Fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la reivindicación 1, en la que la capa (A)
eléctricamente conductora contiene al menos dos tipos de negros de
humo eléctricamente conductores que difieren en la absorción de
aceite, y que presenta una resistencia eléctrica R
(\Omega/cm\cdotf) para un voltaje aplicado de 100 V,
satisfaciendo R la expresión siguiente:
(2)log \ R =
7,0-11,9
3. Fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según la reivindicación 2, en la que la capa (A)
eléctricamente conductora contiene dos tipos de negros de humo
eléctricamente conductores que difieren en la absorción de aceite,
de forma que la relación de la absorción de aceite del primer negro
de humo a la absorción de aceite del segundo negro de humo es de 1,2
a 25.
4. Fibra de material compuesto eléctricamente
conductora según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que
la capa (B) de polímero protectora contiene no más de 5% en peso de
polvo fino inorgánico que presenta un diámetro medio de partículas
no mayor que 0,5 \mum.
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| US20030119406A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Abuto Francis Paul | Targeted on-line stabilized absorbent structures |
| US6846448B2 (en) * | 2001-12-20 | 2005-01-25 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method and apparatus for making on-line stabilized absorbent materials |
| US20030119402A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent article with stabilized absorbent structure |
| US20030119413A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-06-26 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Absorbent article with stabilized absorbent structure |
| US20030129392A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-10 | Abuto Francis Paul | Targeted bonding fibers for stabilized absorbent structures |
| US20030119394A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-06-26 | Sridhar Ranganathan | Nonwoven web with coated superabsorbent |
| CN100345071C (zh) * | 2002-03-12 | 2007-10-24 | 郡是株式会社 | 导电性毛刷及电子照相复印装置 |
| US20050095935A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-05 | Mark Levine | Durable highly conductive synthetic fabric construction |
| KR100924319B1 (ko) * | 2005-02-15 | 2009-11-02 | 가부시키가이샤 아데랑스 홀딩스 | 인공 모발 및 인공 모발을 사용한 가발 |
| DE102005036129A1 (de) * | 2005-07-26 | 2007-02-01 | Wilhelm Stahlecker Gmbh | Transportband zum Transportieren eines Faserverbandes |
| US8110126B2 (en) | 2005-08-11 | 2012-02-07 | Teijin Fibers Limited | Electrically conductive fiber and brush |
| WO2007018000A1 (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-15 | Teijin Fibers Limited | 導電性繊維およびブラシ |
| CN101331251B (zh) * | 2005-10-21 | 2012-12-05 | 可乐丽股份有限公司 | 导电性复合纤维及其制备方法 |
| CN101437992A (zh) * | 2006-03-10 | 2009-05-20 | 可乐丽股份有限公司 | 导电复合纤维及其制备方法 |
| DE102006013054A1 (de) * | 2006-03-22 | 2007-09-27 | Rehau Ag + Co. | Zusammensetzung |
| CN101484621B (zh) * | 2006-07-03 | 2012-01-11 | 可乐丽股份有限公司 | 导电性皮芯型复合纤维及其制造方法 |
| TW200815514A (en) * | 2006-09-18 | 2008-04-01 | Nyco Minerals Inc | Wollastonite-based electrically-conductive reinforcing materials |
| DE102007009119A1 (de) | 2007-02-24 | 2008-08-28 | Teijin Monofilament Germany Gmbh | Elektrisch leitfähige Fäden, daraus hergestellte Flächengebilde und deren Verwendung |
| CN101680130B (zh) | 2007-06-07 | 2012-10-10 | 阿尔巴尼国际公司 | 导电单丝及织物 |
| CN102031588B (zh) * | 2009-09-29 | 2013-05-01 | 北京中纺优丝特种纤维科技有限公司 | 一种耐久性炭黑型导电纤维及其制备方法 |
| RU2548073C2 (ru) * | 2009-12-14 | 2015-04-10 | Басф Се | Способ изготовления металлизированных поверхностей, металлизированная поверхность и ее применение |
| JP2011128380A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Canon Inc | 画像形成装置 |
| US9271665B2 (en) | 2011-05-20 | 2016-03-01 | The Regents Of The University Of California | Fabric-based pressure sensor arrays and methods for data analysis |
| KR101439730B1 (ko) | 2013-01-18 | 2014-09-12 | 주식회사 효성 | 도전성 폴리에스테르 복합섬유의 제조방법 및 그에 의해서 제조된 도전성 폴리에스테르 복합섬유 |
| JP2015161050A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 株式会社クラレ | 導電性複合繊維 |
| WO2018084040A1 (ja) * | 2016-11-01 | 2018-05-11 | 帝人株式会社 | 布帛およびその製造方法および繊維製品 |
| US10338757B2 (en) | 2017-03-09 | 2019-07-02 | Google Llc | Connector integration for smart clothing |
| JP7107226B2 (ja) * | 2017-09-28 | 2022-07-27 | 東レ株式会社 | 導電性複合繊維 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0746419B2 (ja) * | 1986-08-25 | 1995-05-17 | コニカ株式会社 | 磁気記録媒体 |
| US5318845A (en) * | 1988-05-27 | 1994-06-07 | Kuraray Co., Ltd. | Conductive composite filament and process for producing the same |
| JP2833780B2 (ja) * | 1989-05-12 | 1998-12-09 | 株式会社クラレ | 導電性複合繊維 |
| JP2824130B2 (ja) * | 1989-07-25 | 1998-11-11 | 株式会社クラレ | 感温変色性複合繊維 |
| JP2801386B2 (ja) * | 1990-10-09 | 1998-09-21 | 株式会社クラレ | 導電性繊維 |
| TW224494B (es) * | 1991-07-25 | 1994-06-01 | Kuraray Co | |
| JPH07228776A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Kuraray Co Ltd | 成形材料用ポリアミド組成物 |
| JP3481729B2 (ja) * | 1995-06-23 | 2003-12-22 | 株式会社クラレ | ポリアミド繊維 |
| JPH09256219A (ja) * | 1996-03-19 | 1997-09-30 | Kuraray Co Ltd | ポリアミド繊維 |
| US5998010A (en) * | 1998-01-08 | 1999-12-07 | Xerox Corporation | Mixed carbon black transfer member coatings |
| JP2001049534A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-02-20 | Kuraray Co Ltd | 難燃性導電性複合繊維 |
| JP2001049532A (ja) * | 1999-08-03 | 2001-02-20 | Kuraray Co Ltd | 導電性複合繊維 |
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