JPH01201520A - 導電性モノフイラメントおよびその製造方法 - Google Patents

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、直径が０．１〜３．０ｍｍ、電気抵抗値がｌ
×ｌ０１ｔ′Ω／ｃｍ以下、湧水収縮率が５％以下で、
かつ耐加水分解性に優れた導電性モノフィラメントおよ
びその製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

熱可塑性重合体と導電性物質を含有する熱可塑性重合体
とからなる導電性繊維に関しては、繊維断面、導電性物
質、添加助剤や形態を規定したもの、あるいは製造方法
に関するもの等、従来より敗多くの提案がなされている
。

そして、これらの導電性繊維においては、導電性を付与
するために導電性物質が添加されており。

その導電性物質としては、それ自体の導電性が良好であ
ることだけでなく１分散性、熱安定性、均質性２粒子径
１色目等を考慮して選ばれている。

具体例としては、導電性カーボンブラック、酸化チタン
、酸化亜鉛、酸化錫、沃化第一銅等が挙げられ、これら
の中でも良好な導電性を示す導電性カーボンブラックが
最もよ（使用されている。

次に、導電性繊維を製造するに際しては、繊維横断面形
状や複合比もさることながら、延伸工程での延伸倍率や
延伸温度等の延伸条件、弛緩熱処理条件等に配慮がなさ
れ、特に延伸工程で繊維中の導電性物質の連続性を保つ
ことに多大の努力がなされている。

例えば、特公昭５２−３１４５０号公報および特公昭５
７−２５６４７号公ｔａには、熱可塑性重合体に導電性
カーボンブラックを組み合わせて細繊度の複合繊維を製
造するに際し、加熱状態で延伸することによって導電性
の低下を防止する方法が提案されている。

しかし、この方法は細繊度糸に関してはある程度有効で
あるが、直径が０．１ｍｍ以上の繊度の大きいモノフィ
ラメントに適用しても同様の効果を得ることはできない
。

また、特開昭６１−２０１００８号公報には、導電性カ
ーボンブラックを含有した複合モノフィラメントを特定
の条件下で弛緩熱処理することにより、直径が０．１〜
３．０ｍｍで、かつ体積固有抵抗値が１×１０’Ω・０
ｍ以下の導電性モノフィラメントを製造する方法が提案
されており、得られたモノフィラメントは除電ブラシや
導電性搬送ベルト用基布織物等の用途に適していること
が記載されている。

通常、基布織物に導電性モノフィラメントを一定割合で
打ち込み使用する場合、モノフィラメントの物性、特に
乾熱収縮率、湧水収縮率を主構成繊維の収縮率に合わせ
、基布織物の物性を満足させる必要がある。さらに、モ
ノフィラメントがポリアミドからなる場合は、水分や熱
の影響に関しても考慮する必要がある。

例えば、抄紙装置用モノフィラメントは織物として使用
に供され、その使用環境は苛酷な加水分解状況になって
いる。従来、抄紙装置用モノフィラメントとしては、ポ
リエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ナイ
ロン６やナイロン６６のようなポリアミドからなるモノ
フィラメントが知られているが、ポリエステルの場合、
耐加水分解性が悪く、その改善方法としてカルボシル末
端基を種々の薬剤で封鎖することにより、耐加水分解性
の向上を図っている。

一方、従来からよく知られたナイロン６やナイロン６６
のようなポリアミドの場合、温熱処理後の直線強力およ
び引掛強力の保持率が低く、かつ加水分解による分子量
の低下を伴い、織物の交換周期が短くなるという問題が
あった。抄紙装置用モノフィラメント織物は、それ自体
搬送ベルトの働きをしており、特にその接合部の引掛強
力の保持率が低下したり、使用時に発生する静電気によ
ってゴミが付着する等の不都合が生じ、製品および工程
上問題であった。従って、十分な強力、導電性、耐加水
分解性および良好な寸法安定性を有する大繊度のモノフ
ィラメントが当業界で強く望まれているのが実情である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、耐加水分解性に優れたナイロン４６重合体か
らなり、優れた導電性と強力を有するとともに、良好な
寸法安定性を有する大繊度のモノフィラメントを提供し
ようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の問題点を解決するため鋭意検討し
た結果５本発明を完成するに至った。

すなわち９本発明の要旨は次のとおりである。

（ロ相対粘度が２．８以上のナイロン４６重合体からな
る非導電性成分（Ａ）と導電性物質を含有した熱可塑性
重合体からなる導電性成分（Ｂ）とから形成された直径
０．１〜３．０ｍｍの導電性複合モノフィラメントであ
って、成分（Ｂ）が成分（Ａ）で包囲された横断面形状
を有するとともに、下記（イ）および（ＩＩ＋）の特性
を有することを特徴とする導電性モノフィラメント。

（イ）電気抵抗値　　：１×１０１０Ω／ｃｍ以下（［
Ｉ）湧水収縮率△Ｓ：５％以下 （２）相対粘度が２．８以上のナイロン４６重合体から
なる非導電性成分（Ａ）と導電性物質を含有した熱可塑
性重合体からなる導電性成分（Ｂ）とから形成されてな
り、成分（Ｂ）が成分（Ａ）で包囲された横断面形状を
有する導電性複合モノフィラメントを溶融紡糸後、１６
０℃以上の温度に保たれた１以上の液体浴を用いて延伸
し９次いで５〜１５％の弛緩率で弛緩熱処理を行うこと
を特徴とする請求項１記載の導電性モノフィラメントの
製造方法。

本発明において、成分（Ａ）を構成するナイロン４６重
合体とは２分子鎖の繰り返し単位としてテトラメチレン
アジパミドを７０重量％以上含有する実質的にポリテト
ラメチレンアジパミドよりなるものであって、　３０重
重量未満のナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２．
ナイロン６１０．ナイロン６１２等の成分を共重合した
重合体あるいはブレンドした重合体をも含むものである
。共重合割合あるいはブレンド割合が３０重量％以上に
なると、得られる導電性モノフィラメントの寸法安定性
および耐加水分解性が低下するので好ましくない。

また１本発明において、ナイロン４６重合体の相対粘度
は９６重重量の硫酸を溶媒として、温度２５℃。

濃度Ｌｇｌｄｌで測定した値を意味し、相対粘度が２．
８以上のものを使用することが、溶融紡糸性およびモノ
フィラメントの力学的性能を確保する上で必要である。

本発明における４電性物質としては、導電性カーボンブ
ラック、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラッ
クおよびチャンネルブラックが特に好ましく用いられる
が、他に酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫、沃化第一銅等
の微粉末を用いることもできる。

本発明において、成分（Ｂ）を構成する熱可塑性重合体
としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２．
ナイロン６１０．ナイロン６１２等が用いられるが、成
分（Ａ）を構成するナイロン４６重合体よりも融点の低
い重合体を用いることが好ましい。

成分（Ｂ）を構成する重合体組成物は９辺電性物質を上
記重合体に添加し２通常の二輪スクリュ型押出機により
導電性物質を混練した後紡糸口金より吐出し２次いで水
冷、チップ化した後乾燥工程を経て作製される。

本発明のモノフィラメントの複合形態は、成分（Ｂ）が
成分（Ａ）に包囲された横断面構造からなる。

すなわち、海島構造、−重あるいは多重芯鞘構造等が挙
げられる。

成分（Ｂ）がモノフィラメントの表面に配置された横断
面構造であると、延伸時に成分（Ｂ）内の導電性物質が
脱落してローラ汚れを生じたり、また製品を汚したりす
るので好ましくない。本発明においては、耐湿熱特性に
優れた重合体からなる成分（Ａ）をモノフィラメントの
表面に配置するので。

このような問題を生じるｑとがない。

さらに、複合モノフィラメントを構成する成分（Ａ）と
成分（Ｂ）の複合比率は、導電性物質の種類やモノフィ
ラメントの横断面形状にもよるが１通常酸分（Ｂ）がモ
ノフィラメント重量の２〜３５重星％、好ましくは５〜
３０重量％であり、かつモノフィラメントの電気抵抗値
が１×１０１０Ω／ｃｍ以下を満足するものであればよ
い。

また、必要に応じて、成分（Ａ）および／または成分（
Ｂ）に導電性物質以外の添加剤９例えば耐熱剤、酸化防
止剤、耐光剤等を単独あるいは組み合わせて添加するこ
とも可能である。特に、成分（Ａ）に耐熱剤として、沃
化第一銅および沃化カリウムを添加することが好ましい
。

本発明の導電性モノフィラメントは、以下の製造方法に
より生産性よく製造することができる。

すなわち、上記成分（Ａ）と成分（Ｂ）を各々通常のス
クリュ型押出機を用いて溶融し２通常の複合紡糸口金装
置に導入し、紡糸口金パック内部または紡糸口金孔部で
複合化して紡出し、紡糸口金面直下に配設した雰囲気温
度が２５０〜４００℃で、長さが５０〜５００ｍｍの加
熱筒を通した後、加熱筒の下方２０ｃｍ以内に液面があ
る６０℃以上の温度の温水浴中に引取って一旦巻取り感
電性複合未延伸モノフィラメントを得た後、あるいは−
旦巻取ることなく連続して、特定の条件により２段以上
の多段で延伸し１次いで弛緩熱処理を施す方法である。

本発明方法の延伸は、１６０℃以上の温度に保たれた１
以上の液体浴を含む延伸手段を用い、２段以上の多段で
全延伸倍率が３．０〜６．帆好ましくは３．５〜５．０
となるようにして実施する。

液体浴の液体としては、グリセリン、流動パラフィン、
シリコンオイル、ハイドロカーボン系オイル、ポリエチ
レングリコール、ジエチレングリコール等が用いられる
。また２通常モノフィラメントの延伸手段として用いら
れる乾熱空気浴、温・熱水浴、水蒸気浴等と組み合わせ
て延伸工程を構成することも可能である。

２段以上の多段延伸は１通常の乾熱空気浴、温・熱水浴
、水蒸気浴、有機の液体浴等の延伸手段を用いて延伸倍
率２．５〜４．０で第１段の延伸をし。

引き続いて第２段以降の延伸に上記１６０℃以上の温度
に保たれた１以上の液体浴を用い、第２段以降の延伸倍
率が１．１〜２．０程度となるようにして上記全延伸倍
率で延伸をする。

上記１６０℃以上の温度に保たれた１以上の液体浴の長
さは、０．５ｍ以上であることが好ましい。

なお、この延伸工程におけるモノフィラメントの上記液
体浴中の滞留時間は、０．５〜５秒間、好ましくは１〜
２秒間秒間色するのがよい。

一般に、導電性モノフィラメントを延伸するに際しては
、延伸工程でモノフィラメントに実用上の力学的性能を
付与するとともに、目的とする電気抵抗値が確保できる
ようにすることが重要である。本発明の延伸方法では、
延伸手段から延伸時の走行糸条に十分な熱量を与えるこ
とができ、しかもモノフィラメントの構成として成分（
Ａ）が成分（Ｂ）を包囲する横断面構造を採用している
ので。

モノフィラメントの導電性を損なうことなく延伸をする
ことができ、電気抵抗値がｌＸｌ０”Ω／ｃｍ以　　　
　下の導電性モノフィラメントを得ることが可能となる
。

本発明方法においては、延伸に引き続いて延伸モノフィ
ラメントに、１８０℃以上の温度に保たれた乾熱空気浴
または液体浴、８０℃以上の温度に保たれた温・熱水浴
、水蒸気浴等を用いて、５〜１５％の弛緩率で弛緩熱処
理を施す。

この弛緩熱処理工程におけるモノフラメントの滞留時間
は、１〜５秒間、好ましくは１〜３秒間秒間色するのが
よい。

本発明方法では、この弛緩熱処理によって、モノフィラ
メントの沸水収縮率を５％以下とすることができる。弛
緩率が５％より小さいと、沸水収縮率を５％以下とする
ことが困難である。また。

弛緩率が１５％より大きいと、走行中のモノフィラメン
トがたるんで張力が低くなり、ローラに巻付く等のトラ
ブルを生じて安定して連続巻取をすることが困難である
。

以上のように１本発明の導電性モノフィラメントはナイ
ロン４６重合体を用いているので耐加水分解性に優れ、
導電性２寸法安定性および強力に優れ、しかも導電性物
質が脱落して製品等を汚すことがなく、産業資材用途に
好適に使用することができる。そして１本発明の方法に
よれば、上記の特性を有する導電性モノフィラメントを
効率的に生産することができる。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。

実施例におけるモノフィラメントの引張強度。

切断伸度および沸水収縮率の各特性値は、　ＪＩＳ　Ｌ
１０１３　ｒ化学繊維フィラメント糸試験法」に従って
測定したものである。また、モノフィラメントの電気抵
抗値は、長さ１０００ｍの試料の中からランダムに１０
ｃｍのモノフィラメントを合計３０回サンプリングし、
各々について１ｋＶの直流電圧を印加したときに測定さ
れる抵抗値の内で最大の値を示したものである。

実施例１ 相対粘度が３．０のナイロン６重合体に、平均粒径が０
．０５μｍの導電性カーボンブラックを３０重景％の割
合で均一に混合し２次いで二輪スクリュ型押出機を用い
て水中に押出し、カッティング工程を経た後乾燥し、導
電性組成物のチップを作製した。

上記導電性組成物を成分（Ｂ）とし、５重量％のカプロ
ラクタムを共重合した相対粘度が３．７のナイロン４６
重合体に沃化カリウムを０．１５重里％および沃化第一
銅を０．０３重量％添加した組成物を成分（Ａ）として
、各々通常のスクリュ型押出機を用いて溶融し、モノフ
ィラメントの横断面形状が第１図に示したような形状に
なる複合紡糸口金装置に導入し、紡糸温度を３００℃、
成分（Ａ）と成分（Ｂ）の複合比率を重量比率で７＝１
として紡出し、紡糸口金面直下に配設した雰囲気温度が
４００℃で。

長さが２００ｍｍの加熱筒を通した後、加熱筒の下方１
０ｃｍの位置に液面がある温度８０℃の温水浴中で冷却
固化させて引取り、−旦巻取ることなく連続して延伸し
た。

延伸は２段で実施し、延伸手段として第１段延伸域に温
度２５０℃の乾熱空気浴を、第２段延伸域に加熱された
流動パラフィン浴を用い、延伸条件としては延伸速度を
５０ｍ／ｍｉｎ、全延伸倍率を４．２５゜第２段の延伸
倍率を１．１５とした。このとき、第２段延伸域の流動
パラフィン浴の温度を種々変更して延伸した。得られた
延伸モノフィラメントを最終延伸ローラと巻取装置との
間に設けた温度９０℃の温水浴に通し１種々の弛緩率で
弛緩熱処理を施した後巻取り、直径０．４８ｍｒＬＩの
モノフィラメントを得た。

結果を第１表に示す。なお、第１表において○印を付し
た実験Ｎｏ、は実施例であり、他は比較例である。

第１表 本発明方法の要件を満足するＮｃｉ４．５．８および９
では、電気抵抗値が１×１０１ｏΩ／ｃｍ以下で、かつ
沸水収縮率が５％以下の導電性モノフィラメントを得る
ことができた。これに対し、第２延伸域の流動パラフィ
ン浴の温度が１６０℃未満のときは。

得られたモノフィラメントは導電性に劣るものであった
。また、弛緩率が５％未満のときは、得られたモノフィ
ラメントは沸水収縮率が５％を超え。

寸法安定性の点で好ましくないものであった。さらに、
弛緩率が１５％を超えたときは、最終延伸ローラと巻取
装置との間でモノフィラメントがたるんで最終延伸ロー
ラに巻付き、連続巻取をすることができなかった。

実施例２ 平均粒径０．０５μｍの導電性カーボンブラックを°３
０重量％含有した相対粘度が３．０のナイロン６重合体
組成物を成分（Ｂ）とし、沃化カリウムを０．１５重量
％および沃化第一銅を０．０３重量％含有し、５重量％
のカプロラクタムを共重合した相対粘度が３．７のナイ
ロン４６重合体組成物を成分（Ａ）として。

モノフィラメントの横断面形状が第２図に示したような
形状になる複合紡糸口金を用いて、紡糸温度を３００℃
、成分（Ａ）と成分（Ｂ）の複合比率を重量比率で１４
：１として紡出し、紡糸口金面直下に配設した雰囲気温
度が４００℃で、長さが２００門の加熱筒を通した後、
加熱筒の下方１０ｃｍの位置に液面がある温度８０℃の
温水浴中で冷却固化させて引取り、温度２５０℃の乾熱
延伸浴を設けた第１段延伸域および温度１６０℃の流動
パラフィン浴を設けた第２段延伸域を介して、実施例１
と同一の延伸速度、延伸倍率で延伸した。得られた延伸
モノフィラメントを最終延伸ローラと巻取装置との間に
設けた加熱された乾熱空気浴に供給し１種々の温度と弛
緩率で弛緩熱処理を施した後巻取り、直径０．３５ｍｍ
のモノフィラメントを得た。

結果を第２表に示す。なお、第２表において○印を付し
た実験Ｎｏ、は実施例であり、他は比較例である。

第２表 本発明方法の要件を満足するＮ［ロ２，１５および１７
では、電気抵抗値が１×１Ｏ１０Ω／ｃｍ以下で、かつ
湧水収縮率が５％以下の導電性モノフィラメントを得る
ことができた。

〔発明の効果〕

本発明の導電性モノフィラメントは、電気抵抗値がｌＸ
ｌ０”Ω／ｃｍ以下、沸水収縮率が５％以下の特性を有
するとともに、耐加水分解性に優れ、モノフィラメント
単独で、あるいは織物として産業資材用途に好適に使用
することができる。そして。

本発明の方法によれば、上記の特性を有する導電性モノ
フィラメントを生産性よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は芯鞘型横断面形状を有する導電性モノフィラメ
ントの拡大断面図であり、第２図は海鳥横断面形状を有
する導電性モノフィラメントの拡大断面図である。 特許出願人　　　ユニチカ株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対粘度が２．８以上のナイロン４６重合体から
   なる非導電性成分（Ａ）と導電性物質を含有した熱可塑
   性重合体からなる導電性成分（Ｂ）とから形成された直
   径０．１〜３．０ｍｍの導電性複合モノフィラメントで
   あって、成分（Ｂ）が成分（Ａ）で包囲された横断面形
   状を有するとともに、下記（イ）および（ロ）の特性を
   有することを特徴とする導電性モノフィラメント。 （イ）電気抵抗値：１×１０＾１＾０Ω／ｃｍ以下（ロ
   ）沸水収縮率△Ｓ：５％以下
2. （２）相対粘度が２．８以上のナイロン４６重合体から
   なる非導電性成分（Ａ）と導電性物質を含有した熱可塑
   性重合体からなる導電性成分（Ｂ）とから形成されてな
   り、成分（Ｂ）が成分（Ａ）で包囲された横断面形状を
   有する導電性複合モノフィラメントを溶融紡糸後、１６
   ０℃以上の温度に保たれた１以上の液体浴を用いて延伸
   し、次いで５〜１５％の弛緩率で弛緩熱処理を行うこと
   を特徴とする請求項１記載の導電性モノフィラメントの
   製造方法。