JPH01118611A - 複合有機繊維 - Google Patents

複合有機繊維

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JPH01118611A
JPH01118611A JP62275508A JP27550887A JPH01118611A JP H01118611 A JPH01118611 A JP H01118611A JP 62275508 A JP62275508 A JP 62275508A JP 27550887 A JP27550887 A JP 27550887A JP H01118611 A JPH01118611 A JP H01118611A
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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〕 本発明は近年続々として発明されている微細補強ｉ１ｍ
を、有機樹脂マトリックス中に分散させ、かつその微細
性により従来得られなかった微少径の複合繊維として成
形し、微細補強繊維の持つ強度、剛性、導電性、熱電導
性、摺動特性、耐摩耗性等の優れた特性が複合化された
連続繊維として得るものであり、その応用分野としては
連続！！維として紡織工程を経て布あるいはシートとし
て成形して利用する方法、複合化された連続繊維として
、この繊維自体を補強繊維として、例えばプリプレグシ
ートとして成形する方法、あるいは複合化された繊維と
して成形した後、チップ状に細断し、更に樹脂、セメン
ト等に混合し、強度、剛性、電導性を向上する方法など
のために複合塞材として利用することが出来る複合有機
繊維に関する。
〔従来の技術およびその問題点〕
従来得られている繊維あるいは複合繊維の複合化効果と
して強度及び導電性を例にとり議論を進めるが、本発明
の特徴である補強Ｉ１ｍの微細性を利用した複合ｍｅｎ
の特性は上記２点に特定されず、補強繊維の持つ熱伝導
性、摺動特性、耐摩耗性、その他種々な特性の複合化効
果に適用可能である。
従来、導電性繊維としてはＰＡＮ、ピッチで代表される
炭素繊維が周知である。これら炭素ｍＨは高い導電性を
有しており、その比抵抗ρは１５００〜２０００μΩα
、黒鉛化したものは８００〜１０００μΩｃ＃ｌである
。また、強度、弾性率が高く、補強材としてゴルフ用具
、釣竿、ラケット等のレジャー用品に広く用いられてい
るが、その製造工程が複雑なため極めて高価なものとな
っている。
また、最近、気相成長法で炭素繊維を効率よく安価に製
造する方法が開発された。この気相成長法による炭素繊
維（以下ＶＧＣＦという）は、強度、弾性率等の機械的
特性が優れているとともに、導電性が良く、さらにこれ
を黒鉛化すれば比電気抵抗ρが１００μΩ０以下となる
が、短時間でつくろうとすると直径１μ以上の長いｔＩ
維は得られない。しいて１１維径の太い、かつ長いもの
をつろうとすると長時間を要し、高価なものとなってし
まうので、この方法によって太くて長い経済的に実用可
能な炭素繊維をつくることは不可能である。
また、有機物（合成樹脂）に金属粉、カーボンブラック
などの導電竹粉を混合すると、導電性となることが知ら
れているが、これを紡糸しで繊維としたものは、機械的
特性が劣化するのみならずフィラーのアスペクト比が不
足するために、実用性のある導電度を得ようとすると大
量のフィラーを混入する必要があり、ますます機械的強
度を劣化させるという欠点を有していた。またＰＡＮ。
ピッチ等の従来周知の炭素繊維で補強する場合には、補
強用の繊維そのものが１０μ以上の径を有するため、複
合化繊維の径としては数１０μ以上となり、かつ剛直な
ものとなる欠点を有していた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
そこで、本発明者等は、有機物と混合するフィラーとし
て微細な繊維状フィラーを選択すれば、強度も向上し導
電性についても優れた繊維が得られると考えた。したが
って、Ｐ　Ａ　Ｎなどの炭素繊維製造の場合のように、
紡糸後に炭化したり、或は非常に細い１ａ維を得るため
、一般に行なわれている、俗に云われる金太部飴方式な
どは、高価な繊維となるため、これらを除外して鋭意研
究を進めた結果、Ｖ　Ｇ　ＣＦのような微細補強繊維は
導電性がカーボンブラックなどと比べてはるかに高く、
また汎用樹脂とのなじみもよく、射出成型などにおいて
も、流動性の優れていることから、例えば溶融紡糸のよ
うな１次元的な成形手法を試みた結果、複合組成物とし
て極めて優れた紡糸性を有することを知見した。
本発明は上記の知見に基づいてなされたもので、径、長
さが自由に選択可能で、強度が高く、導電性においても
優れた安価な複合有機繊維を提供することを目的とする
。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記の目的を達成すべくなされたもので、その
要旨は、直径が１μ以下の微細補強繊維が有機樹脂連続
相に分散している複合有機繊維にある。
本発明に用いられる有機物としては、一般合成樹脂、例
えばナイロン６、ナイロン１１、ナイ【］ン１２、ナイ
ロン６６、ナイロン６１２などのポリアミド類、ポリエ
チレンテレフタート、ポリブチレンテレフタレートなど
のポリ１ステル類、ポリビスフェノールＡ１カーボネー
トなどのポリカーボネ−ト類、ポリアミドイミド、ポリ
フェニレンスルフフィト、ポリフェニレンオキシド、ポ
リスルフォン、ポリオレフィン、スチレン系樹脂、アク
リル系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リビニルアルコール等が好ましく使用出来る。
また、微細補強！１維としてＶＧＣＦを使用する場合に
は、安価に得られる範囲である、径が０．１〜１．０μ
、長さが３〜５００μのＶＧＣＦ、またはこれを黒鉛化
したＶＧＣＦを用いることができる。
使用するＶＧＣＦの径が０．１μ未満では強度が低く、
１．０μを越えると、経済的に不利となり、かつ！ｌ帷
とした場合の径が制限される。また長さが３μ未満では
、繊維の引張強度が低くなり、５００μを越えると、Ｖ
ＧＣＦ製造コストが高価となって経抗性を失う。
その他の微細補強繊維とし１強度、摺動特性を期待する
場合には、チタン酸カリウムウィスカーを使用すること
ができ、更にＶ　Ｇ　Ｃ’　Ｆ　、およびチタン酸カリ
ウムウィスカーを併用することもできる。
上記合成樹脂およびＶＧＣＦ等を用いて繊維をつくるに
は、合成樹脂にＶＧＣＦ等を、仝休として２〜７０ｖｔ
％とｔするように混合するとともに、樹脂の種類によっ
て、通常行なわれる湿式紡糸法、乾式紡糸法、溶融紡糸
法を用いて繊維化する。その際、必要に応じ１表面処理
を行なってもよい。
さらに紡糸のあと、或は紡糸と併行して繊維を軸方向に
延伸し、配向させることによって強度が高まり、導電性
が促進され、径３〜５００μの繊維とすることが出来る
。
上記ＶＧＣＦの含有量が２ｗｔ％未満では複合繊維とし
ての特徴が出ず、７０ｗｔ％を越えると紡糸が困難とな
る。
次に実施例を示して本発明に係る複合有機４１１を説明
する。
〔実施例１〕 昭和電工製ポリプロピレン粉末ＭＡ５１０（ＭＦｌ　　
１２ｇ／１０分）７０重Ｑ部（以下部という）に対し、
ＶＧＣＦ（２３００℃で熱処理、径０．３〜０．４μ、
平均長３０μ）３０部をヘンシェルミキサーにてゲレー
ション処理（特願昭６２−８１１６９号）した後、これ
を溶融紡糸した。
紡糸条件は、口金径１００μ、口金形状Ｌ／Ｄ−２，５
、吐出速度３ｇ／ｍｉｎ、紡糸速度４０００ｍ／ｍｉｎ
。
溶融温度２３０℃、押出圧力３０Ｋｇ／ＣＩｉとした。
その結果、直径３０μの長繊維が得られた。この繊維の
比抵抗ρは１０Ω備、引張強度ＴＳは１０００　Ｋｇ／
　ｃｄであった。
〔実施例２〕 ポリプロピレンを５０部、ＶＧＣＦを５０部とし、吐出
速度を２ｇ／ｎｔｉｎ、紡糸速度を２ｏ００ｍ　／１ｎ
１押出圧力を４０Ｋｇ／ｃｉとした他は実施例１と同じ
条件で、直径３２μの長繊維を得た。このＩＩＭの物性
を測定したところ、比抵抗ρは１Ωα、引張強度Ｔｓは
１ｌ１００１（／ｄであった。これよりＶＧＣＦの量を
増加することにより強度は大きく増加しないが、導電性
は顕著に増加することがわかる。
〔実施例３〕 ポリプロピレンを８５部、ＶＧＣＦを５０部とし、吐出
速度を３ｇ／ｌｎ、紡糸速度を４０００７７１　／１ｎ
１押出圧力を２０　Ｋ９　／　ｃｉとした他は実施例１
と同一条件で溶融紡糸を行い更にこれを８５℃の温水浴
中で延伸比３の延伸を行い、直径１０μの艮ｍ維を得た
。この！ｌ雑の比抵抗ρは、１０Ω１、引張強度Ｔ　Ｓ
　＝　１３００Ｋｇ／　ｃｄであり、驚くべきことに比
抵抗ではＶＧＣＦ含有量３０％品に相当し強度ではＶＧ
ＣＦ５０％品をしのぐ。その理由は延伸の効果により微
細補強繊維の配向が一層促進された結果であろうと解釈
される。またこれは、強度の高い導電性を有する極めて
細い複合！ｌ雑である。
〔実施例４〕 ポリプロピレンを７０部、ＶＧＣＦを１５部、チタン酸
カリウムウィスカー１５部とし、吐出速度を３ｇ／ｍｉ
ｎ、紡糸速度を４０００ｍ、’＋＋ｉｎ　、押出圧力を
２５に９／ｃｄとした他は実施例１と同一条件で溶融紡
糸を１うい、直径２８μの長繊維を得た。
この繊維の比抵抗ρは１００Ω備、引張強度Ｔｓは１５
００？ｃｙ／ｃｉであった。チタン酸カリウムウィスカ
ーの添加により強度が更に向上することがわかる。
〔実施例５〕 実施例１の繊維を長さ２０ｃＲに切断し、抄紙機を用い
て、厚さ約３００μ、目付７０ｇ／ＴＩＬのシートにし
た。
このシートを、モルタルの表面に貼りつけ或はセメント
に埋込んで電磁シールド性を測定したとコロ、１００に
Ｈ２〜１００ＨＨ２帯において、３０〜３５デシベル（
ｄｂ）の吸収能を示した。
このことはプラスチックなどに貼付すれば、ＥＭｌ材と
して使用可能なことを示すものである。
〔実施例６〕 ルクランシエタイプの乾電池の正極活物質にはＭｎ０ｚ
が使用されているが、このＨｎＯ２は導電性がないため
、通常アセチレンブラックが添加されている。このアセ
チレンブラックの半分の代りに実施例２の繊維を長さ約
３ａｓ＋切断し、ＨｎＯ２と混合し、アセチレンブラッ
クと混合したＨｎＯ２とその導電性を比較した。配合は
、Ｍｎ０ｚ８５部、実施例２の繊維を切断したもの５部
、アセチレンブラック５部、バインダーとしてでんぷん
５部を用い、それぞれの配合したものをヘンシェルミキ
サーで混合した後、圧力１０Ｋｇ／ｃｄで成形した。こ
の成形物の比抵抗を測定したところ、アセチレンブラッ
クのみを混合したｂｏのは１０００口であったのに対し
、実施例２の繊維を添加したものは４０Ω１で、導電性
が高くなることが確認された。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明に係る複合有機繊維は、−船
釣な樹脂と安価なＶＧＣＦｌその他微細補強繊維とを混
合し、通常行なわれている紡糸方法によって得られ、価
格が安く、強度が高く、径、長さの選択幅が広いので、
ＥＭＩ防止材、補強用複合素材、プリプレグシートなど
の他、種々な用途が予想され、その利用範囲の拡大が１
！Ｉ］持される優れたものである。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）直径が１μ以下の微細補強繊維が有機樹脂連続相
    に分散していることを特徴とする複合有機繊維。
  2. （２）微細補強繊維の含有量が２〜７０ｗｔ％である特
    許請求の範囲第１項記載の複合有機繊維。
  3. （３）微細補強繊維が気相成長法で作製した、直径が０
    ．１〜１．０μ、長さが３〜５００μの炭素繊維である
    特許請求の範囲第１項または第２項記載の複合有機繊維
    。
  4. （４）微細補強繊維が１３００〜３０００℃で熱処理し
    た炭素繊維である特許請求の範囲第１，２，３項いずれ
    かに記載の複合有機繊維。
  5. （５）微細補強繊維がチタン酸カリウムウィスカーであ
    る特許請求の範囲第１項または第２項記載の複合有機繊
    維。
  6. （６）微細補強繊維がチタン酸カリウムウイスカーおよ
    び気相成長法でつくられた炭素繊維を併用したものであ
    る特許請求の範囲１項または第２項記載の複合有機繊維
    。
  7. （７）微細補強繊維がチタン酸カリウムウィスカーおよ
    び１３００〜３０００℃で熱処理された気相成長法でつ
    くられた炭素繊維を併用したものである特許請求の範囲
    第１項または第２項記載の複合有機繊維。
  8. （８）複合有機繊維が、直径３μ以上の繊維である特許
    請求の範囲第１，２，３，４，５，６，７項いずれかに
    記載の複合有機繊維。
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