JP3951010B2 - Conductive synthetic resin filament for antistatic, its production method and its use - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性および真円性に優れ、かつ線径斑の小さい静電防止用導電性合成樹脂フィラメントとその効率的な製造方法、および前記静電防止用導電性合成樹脂フィラメントの工業用織物やブラシなどに代表される用途に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
導電性フィラメントは様々な工業分野に使用されており、例えば芯鞘複合型ポリエステルモノフィラメントは、使用中の帯電による障害を防ぐことを目的とした小麦粉などの粉体篩分けフィルター、布帛の乾燥時や紙おむつや生理製品などサニタリー製品製造時に水分や有機溶剤を乾燥させることを目的としたドライヤーベルトおよび抄紙機のドライヤーカンバスなどの工業用織物の経糸および／または緯糸の少なくとも一部、あるいはヘアブラシや工業用ブラシなどの用途に広く使用されている。
【０００３】
従来の導電性フィラメントとしては、主原料となるポリマチップと導電性のカーボンブラックを高濃度にブレンドしたポリマ樹脂を混練して溶融押出し、冷却、熱延伸してフィラメント化したもの、または鞘成分もしくは芯成分の一部を導電性樹脂とする複合フィラメントが主として知られていた。
【０００４】
例えば、芯が芳香族ポリエステル／脂肪族ポリエステル（混合重量比率８０／２０〜９８／２）の混合ポリマおよび導電性カーボンブラックとの混合物から成り、鞘が芳香族ポリエステルから成る導電性複合繊維が提案されている（特開昭５６−８５４２３号）。しかし、この導電性複合繊維においては，鞘成分に導電性カーボンブラックが存在しないため導電性が不十分であるばかりか、芯成分に対しカーボンブラックを実質的には２０〜３０重量％と多量に混合する必要があるため、紡糸の際に紡糸口金孔周辺汚れが多発し、その結果コブ糸や線径斑の発生という不具合が招かれ、さらには長時間の安定した生産が困難になるという問題があった。
【０００５】
また、フィラメント断面外周部の回転対称位置に導電性付与物質であるカーボンブラックを用いた導電成分を点在させた複合構造を有する導電性複合繊維（特開昭６１−２６６６１５号）および高導電性カーボンブラック４〜１５重量％と、ブチレンテレフタレート単位および／またはブチレンイソフタレート単位９０〜９８％および脂肪族ジカルボン酸のジブチルエステル単位１０〜２重量％からなる共重合成分で構成される共重合ポリエステル９６〜８５％重量との混合物から成る導電性ポリエステルフィラメント（特開平６−６３２８６号）が提案されているが、これらはいずれも紡糸機で溶融共押出した後に延伸されることによって、高導電性カーボンブラックを含むポリマも延伸されるために、高導電性カーボンブッラクの鎖状構造が破壊されて、十分な導電性が得られないという問題があった。
【０００６】
さらに、繊維形成性熱可塑性重合体成分と、導電性物質と熱可塑性重合体との混合物質成分とからなる複合繊維であって、導電性物質としてヨウ化銅微粒子と体積抵抗値を１００Ω・ｃｍ以下に調整した酸化第IIスズで表面コーティングした導電性酸化チタン微粒子との混合物を用いた導電性複合繊維（特開昭６３−８５１１３号）が提案されているが、この導電性複合繊維の電気比抵抗値は高々１０6 Ω・ｃｍのオーダーであり、上述した特開昭６１−２６６６１５号などで得られる導電性フィラメントに比べても、十分な導電性を有するものではなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、導電性および真円性に優れ、かつ線径斑の小さい静電防止用導電性合成樹脂フィラメント（以下、特に指定しない限り導電性合成樹脂フィラメントと言う）およびその効率的な製造方法とその用途を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、この芯層の表面に溶融被覆した導電性の被覆層とから成り、前記被覆層は高導電性カーボンブラックを含有し、前記被覆層を形成するポリマの融点Ａ（℃）と、前記芯層を形成するポリマの融点Ｂ（℃）が、Ａ≦（Ｂ−２０℃）の関係を満たす複層繊維からなり、フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２ ）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１１６．８Ω・ｃｍ以上１０００Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする。
【００１０】
なお、本発明の導電性合成樹脂フィラメントにおいては、
前記体積固有抵抗値が１１６．８Ω・ｃｍ以上５００Ω・ｃｍ未満であること、
前記被覆層を形成するポリマの融点Ａ（℃）と、前記芯層を形成するポリマの融点Ｂ（℃）が、Ａ≦（Ｂ−３０℃）の関係を満たす複層繊維からなること、
レーザー外径測定機を用い、フィラメントを繊維軸方向を軸として回転させて測定した最大直径Ｄ１ と最小直径Ｄ２ から、下記式（Ｉ）によりＲを求め、繊維軸方向１０箇所／１００ｍについて測定したＲの平均値で示される真円度が９０％以上であること、
Ｒ＝［（１−２（Ｄ１ −Ｄ２ ）／（Ｄ１ ＋Ｄ２ ）］×１００・・・（Ｉ）
レーザー外径測定機により測定した糸長３００ｍの線径斑が５％以下であること、
前記被覆層の全断面積に対し占める割合が３〜５０％であること、
前記被覆層が、高導電性カーボンブラック１０〜３０重量％と、前記Ａ≦（Ｂ−２０℃）の関係を満たすポリマ９０〜７０重量％との混合物からなること、および
前記芯層の断面形状が３葉状以上の異形断面で、その中心から山部までの距離をＲ１ 、谷部までの距離をＲ２ としたときに、Ｒ２ ／Ｒ１ の値で示される凹凸比が、下記式（II）の範囲を満たすこと
が、いずれも好ましい条件として挙げられ、これらの条件を満たす場合にはさらに優れた効果の取得を基体することができる。
【００１１】
０．５≦Ｒ2 ／Ｒ1 ＜１．０・・・（II）
そして、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、芯層を形成するポリマを溶融押出、延伸してモノフィラメントまたはマルチフィラメントとなし、このフィラメントの表面に導電性ポリマを溶融被覆して導電性の被覆層を形成することにより、複層繊維となすことにより製造され、このようにして得られる本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、これを経糸および／または緯糸の少なくとも一部に使用した工業用織物あるいはこれを少なくとも一部に使用したブラシとしての用途に用いた場合に、優れた静電防止効果を発揮する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳述する
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、この芯層の表面に溶融被覆した導電性の被覆層とから成り、前記被覆層は高導電性カーボンブラックを含有し、前記被覆層を形成するポリマの融点Ａ（℃）と、前記芯層を形成するポリマの融点Ｂ（℃）が、Ａ≦（Ｂ−２０℃）の関係を満たす複層繊維からなり、フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２ ）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１１６．８Ω・ｃｍ以上１０００Ω・ｃｍ未満、特に１１６．８Ω・ｃｍ以上５００Ω・ｃｍ未満と、従来の導電性複合繊維に比較して極めて優れるものである。
【００１３】
すなわち、従来の高導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂を主原料と混合して溶融押出し形成された導電性繊維あるいは複合紡糸口金を使用して溶融複合紡糸機で共押出された導電性モノフィラメントは、延伸工程で高導電性カーボンブラックを含むポリマも延伸されてポリマ分子が配向し、それに伴い高導電性カーボンブラックの鎖状構造が破壊されるため、導電性が低下する問題があったが、本発明の導電性合成樹脂フィラメントにおいては、高導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂が無配向の状態で被覆層を形成するために、高導電性カーボンブラックの鎖状構造が破壊されず、高導電性カーボンブラックが持つ本来の導電性能を失うことなく、これをフィラメントに担持させることができ、その結果従来よりも優れた導電性を発現することが可能となるのである。
【００１４】
また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、レーザー外径測定機を用い、フィラメントを繊維軸方向を軸として回転させて測定した最大直径Ｄ1 と最小直径Ｄ2 から、上記式（Ｉ）によりＲを求め、繊維軸方向１０箇所／１００ｍについて測定したＲの平均値で示される真円度が９０％以上と、真円性に極めて優れるものである．
さらに、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、レーザー外径測定機により測定した糸長３００ｍの線径斑が５％以下であり、線径斑が少なく、線径性に極めて優れるものである。
【００１５】
そして、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、小麦粉などの粉体篩分けフィルター、布帛の乾燥時や紙おむつや生理製品などサニタリー製品の製造時における繊維交絡点などの熱接着や、水分、有機溶剤などを乾燥させるために使用するドライヤーベルト、および抄紙機のドライヤーカンバスなどの工業用織物の経糸および／または緯糸の少なくとも一部、あるいはヘアブラシや工業用ブラシなどの用途に使用された場合に、特に優れた静電防止効果を発現する。
【００１６】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントにおいて、芯層を形成するポリマ樹脂については特に制限はなく、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、６ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロン、６／６６共重合体などのポリアミド樹脂またはその共重合体、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）、ポリブチレンテレフタレート（以下、ＰＢＴという）、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートなどのポリエステル類またはその共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体などのフッ素樹脂類、ポリカーボネート類、ポリフェニレンスルフィド（以下、ＰＰＳという）、ポリスルホン、非晶ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアリルエーテルニトリル、液晶ポリエステルなどが挙げられる。
【００１７】
さらに、上記ＰＥＴおよびＰＢＴは、そのジカルボン酸成分であるテレフタル酸の一部を、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸およびスルホン酸金属塩置換イソフタル酸などで置き換えたものであってもよく、またグリコール成分であるエチレングリコールまたは１，４−ブタンジオールの一部を、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノールおよびポリアルキレングリコールなどで置き換えたものであってもよい。
【００１８】
芯層を形成するモノフィラメントまたはマルチフィラメントは、エクストルーダーのような混練押出機、あるいはプレッシャーメルター型などの溶融紡糸機を用いてポリマ樹脂を溶融押出し、冷却・熱延伸・熱セットすることにより成形される。
【００１９】
なお、芯層がモノフィラメントの場合のモノフィラメント断面直径は、用途によって適宜選択できるが、０．０５〜３ｍｍの範囲が最もよく使用され、またマルチフィラメントの断面の場合は、これを撚糸として使用することができる。
【００２０】
また、芯層を形成するモノフィラメントまたはマルチフィラメントの単糸断面形状は、とくに限定されるものではなく、例えば円形、正方形、扁平、楕円形、半月状、三角形、５角以上の多角形、多葉状、繭型および中空状などに形成することができるが、円形以外の異形断面形状としては被覆層を形成する導電性ポリマ樹脂の付着性を向上させるために、３葉状以上であることが好ましく、この場合にはさらに、単糸の中心から山部までの距離をＲ1 、谷部までの距離をＲ2 としたとき、凹凸比Ｒ2 ／Ｒ1 が次式（II）の範囲を満たすことが好ましい。
【００２１】
０．５≦Ｒ2 ／Ｒ1 ＜１．０・・・（II）
さらに、次式（III ）の範囲を満たすことが一層好ましい。
【００２２】
０．５≦Ｒ2 ／Ｒ1 ≦０．８・・・（III ）
また、ポリエチレンやポリプロピレンのような素材は、無極性で結晶性が大きいために被覆層が付着しにくい。よって、このようなポリマ樹脂を使用する場合には、溶融被覆の前に、エネルギー線照射やプラズマ処理により素材表面に極性基を導入するか、極性基を有するプライマーを塗布することによって付着性を確保することが望ましい。
【００２３】
一方、被覆層を形成する導電性ポリマ樹脂としては、カーボンブラックを高濃度にブレンドしたポリマ樹脂組成物が使用されるが、この被覆層を形成するポリマ樹脂の融点Ａ（℃）と、前記芯層を形成するポリマ樹脂の融点Ｂ（℃）とは、Ａ≦（Ｂ−２０℃）の関係を満たすこと、つまり芯層のポリマ樹脂の融点より２０℃以上低いことが必要である。その理由は、芯層のポリマ樹脂の融点に近いあるいはそれ以上の融点を有する溶融状態の高導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂を芯層のモノフィラメントまたはマルチフィラメントの表面に被覆すると、芯層のフィラメントが軟化して、断面形状の変形や線径斑の原因となるばかりか、溶解して糸切れが発生するという好ましくない傾向となるためである。さらに、溶融被覆をより安定した状態で行なうためには、Ａ≦（Ｂ−３０℃）の関係を満たすことが一層好ましい。
【００２４】
また、被覆層を形成するポリマ樹脂に含まれる高導電性カーブンブラックとは、ＤＢＰ給油量（９ｇ法）が３４０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックをいう。このようなカーボンブラックとしては、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製“ケッチェンブラック”（商標）ＥＣや“ケッチェンブラック”（商標）EC600JD などが知られている。その他アセチレンブラックも知られている。
【００２５】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、ポリマ樹脂を溶融押出し、冷却・熱延伸・熱セット処理した芯層のモノフィラメントまたはマルチフィラメントの表面に、高導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂を溶融被覆することにより形成されるため、被覆層のポリマ樹脂組成物としては、高導電性カーボンブラックを１０〜３０重量％の高濃度で含有するものを使用することができ、高導電性ポリマ樹脂が占める体積が小さくても優れた導電性を発現し、さらに真円性や線径斑の優れたフィラメントが得られる。しかし、それ以下のカーボンブラック濃度では十分な導電性が得られず、またそれ以上のカーボンブラック濃度ではポリマ樹脂の流動性が著しく低下し、被覆する際のダイで異常昇圧が発生する恐れが生じる。
【００２６】
なお、高導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂は、公知の方法、例えば２軸混練押出機やドウミキサーなどで加熱下に混練することにより得ることができる。
【００２７】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントを製造するに際し、芯層を形成するモノフィラメントまたはマルチフィラメントの製造には何等特殊な方法を必要とせず、公知の紡糸方法で行うことができる。そして、熱延伸、熱セット処理され成形されたモノフィラメントまたはマルチフィラメントの表面には、コーティング装置により導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂が溶融被覆される。溶融被覆装置には、被覆されたポリマ樹脂の肉厚や外径の測定を行い、その結果をフィードバックして自動制御する外径検出器や、一定の速度と張力で送り出す送出機やダンサローラーが装備されていることが望ましい。
【００２８】
かくして得られる導電性合成樹脂フィラメントにおいては、被覆層の全断面積に対し占める割合が３〜５０％であり、芯層の全断面積に対し占める割合が９７〜５０％であることが必要である。被覆層の断面積比率が大きくなると、導電性は向上するものの、糸の強度が低下するばかりか、被覆層が肉厚になり線径斑が大きくなるため好ましくない。一方、断面積比率が小さいと、導電性が低下する傾向となるため好ましくない。したがって、優れた導電性、強度、真円性および線径斑を兼備させるためには、被覆層の全断面積に対し占める割合を５〜３０％、芯層の全断面積に対し占める割合を９５〜７０％とすることが好ましい。
【００２９】
このような構成からなる本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、線径斑が小さく、例えば工業用織物として使用した場合に、織り斑がなく平面平滑性の優れた織物が得られる。
【００３０】
また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントの引張強度は、糸の用途により異なるが、工業用織物として使用される場合には、特に３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
【００３１】
以上説明したように、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、工業用織物として十分な糸物性を持ち、特に高導電性カーボンブラックが持つ本来の導電性を失うことなくフィラメントに担持させることができ、その体積固有抵抗値は１１６．８Ω・ｃｍ以上１０００Ω・ｃｍ未満、さらに１１６．８Ω・ｃｍ以上５００Ω・ｃｍ未満に達し、優れた導電性を発揮する。また、被覆層が芯層の表面に薄く溶融被覆されるため、優れた導電性、真円性、線径斑および物理的特性を兼備したものとなる。
【００３２】
そして、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、上記の特性を生かして、小麦粉などの粉体篩分けフィルター、布帛の乾燥、紙おむつや生理製品などサニタリー製品製造時に水分や有機溶剤を乾燥させるドライヤーベルト、および抄紙機のドライヤーカンバスなどの工業用織物の経糸および／または緯糸の少なくとも一部、あるいはヘアブラシや工業用ブラシなどの各用途に使用された場合には、特に優れた静電防止効果を発現する。
【００３３】
また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントの製造方法によれば、芯層を形成するモノフィラメントまたはマルチフィラメントの製造には何ら特殊な方法を必要とせず、芯層の表面にコーティング装置などにより導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂を溶融被覆して被覆層を形成するのみで、上記の特性を有する導電性合成樹脂フィラメントを効率的に製造することができる。
【００３４】
【実施例】
次に、実施例によって本発明を具体的に説明する。
まず、本実施例および比較例で行った各物性評価方法について説明する。
［ポリマ樹脂の融点］
ＪＩＳ−Ｋ７１２１に準じて示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定した。
［体積固有抵抗値］
東亜電波工業（株）製、極超絶縁計ＳＭ−１０型を使用して測定した。導電性合成樹脂フィラメント試料５ｃｍの両端にドータイトを塗り１時間乾燥させる。その後、試料の両端を電気抵抗の極めて低いクリンプ（電極）で十分把持し、印加して糸の抵抗値を測定し、次の計算式により体積固有抵抗値を求めた。なお、測定時の周囲条件は温度２０℃、湿度６５％とした。
【００３５】
アンリツ（株）製レーザー外径測定器ＫＬ−１５１Ａを使用した。導電性合成樹脂フィラメント試料を繊維軸方向を軸として回転させ、測定した最大直径Ｄ1 と最小直径Ｄ2 を用いて値Ｒを式（I）で求め、繊維軸方向１０個所／１００ｍのＲの平均値を真円度％とした。
【００３６】
Ｒ＝［１−２（Ｄ1 −Ｄ2 ）／（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）］×１００・・・（I）
［線径斑］
アンリツ（株）製レーザー外径測定器ＫＬ−１５１Ａを使用した。導電性合成樹脂フィラメント試料３００ｍを３０ｍ／分の速度で測定し、測定した最大直径と最小直径の差ΔＤを平均直径で割り、百分率で表した。
［断面積比および凹凸比］
導電性合成樹脂フィラメント試料をミクロトームで厚さ１５μｍに輪切りにし、その切片の断面を（株）ＫＥＹＥＮＣＥ製デジタルＨＤマイクロスコープＶＨ−７０００の面積測定機能を使用して測定した。真円や多角形以外の断面形状で、楕円形、半月状、多葉状、繭型など少なくとも一部に曲線部や複雑な形状を有する異形断面の面積は三十角形以上の多角形に近似して求めた。
［静電電位］
春日電機（株）製、デジタル静電電位測定器ＫＳＤ−０１０３を使用し、４００ｍ／分で走行するドライヤーベルトから１０ｃｍ、ブラシから２ｃｍの位置における静電電位を測定した。
【００３７】
［実施例１］
６ナイロン（東レ（株）製、Ｍ１０２１Ｔ、融点：２２２℃…以下、Ｎ６という）を、６．７×１０2 Ｐａ以下の減圧下、１２０℃で１０時間乾燥し、Ｎ６：８０．０重量％と、カーボンブラック（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製“ケッチェンブラックTMＥＣ”…以下ＣＢという）：２０．０重量％を混合した後、ベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出し・冷却・カッティングを行って、導電性Ｎ６樹脂組成物（ペレット）を得た。次いで、この樹脂組成物を、６．７×１０2 Ｐａ以下の減圧下、１２０℃で１０時間乾燥し、コーティング用樹脂として使用した。
【００３８】
一方、ＰＥＴ樹脂（東レ（株）製、Ｔ７０１Ｔ、融点：２５７℃）を、４０ｍｍφエクストルーダ溶融紡糸機で溶融押出して７０℃の温水で冷却固化した後、１８０℃の熱風浴中で５．０倍に延伸し、直径５００μｍのモノフィラメントを成型して芯層とした。
【００３９】
その後、（株）プラ技研製横型成型装置ＨＴ−６５Ｃを使用し、芯層に上記導電性Ｎ６樹脂組成物を溶融コーティングすることにより、直径５５０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００４０】
［実施例２］
ＰＰＳ樹脂（東レ（株）製、Ｅ２０８０、融点：２８５℃）を、４０ｍｍφエクストルーダ溶融紡糸機で溶融押出して、８５℃の温水で冷却固化した後、１０１℃のスチーム浴および１６０℃の熱風浴中で４．５倍に延伸し、直径５００μｍのモノフィラメントを成型して芯層とした。
【００４１】
これに実施例１で得られた導電性Ｎ６樹脂組成物を溶融コーティングすることにより、直径５５０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００４２】
［実施例３］
Ｎ６（東レ（株）製、Ｍ１０２１Ｔ、融点２２２℃）を、４０ｍｍφエクストルーダ溶融紡糸機で溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、６０℃温水浴および１２０℃の熱風浴中で４．５倍に延伸し、直径３００μｍのモノフィラメントを成型して芯層とした。
【００４３】
また、ポリプロピレン樹脂（チッソ（株）製、チッソポリプロＡ５０１４、融点：１７０℃…以下、ＰＰという）に、ＣＢを２０．０重量％を添加してベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出し・冷却・カッティングを行って、導電性ＰＰ樹脂組成物を得た。
【００４４】
この導電性ＰＰ樹脂組成物を、実施例１に記載する方法で調製してコーティング用樹脂とした。これを上記芯層に溶融コーティングすることにより、直径３３０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００４５】
［実施例４］
凹凸比Ｒ2 ／Ｒ1 が０．７（Ｒ1 ＝５００μｍ）の８葉状のＰＥＴ樹脂（東レ（株）製、Ｔ７０１Ｔ、融点２５７℃）モノフィラメントを、実施例１に記載する方法で成型して芯層とした。これに実施例１で得られた導電性Ｎ６樹脂組成物を溶融コーティングすることにより、直径５５０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表２に示す。
【００４６】
［実施例５］
凹凸比Ｒ2 ／Ｒ1 が０．８（Ｒ1 ＝５００μｍ）の１０葉状のＰＥＴ樹脂（東レ（株）製、Ｔ７０１Ｔ、融点２５７℃）モノフィラメントを、実施例１に記載した方法で成型して芯層とした。これに導電性カーボンを９重量％含むテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体（住友スリーエム（株）製、ＴＨＶ−５１０ＧＥＳＤ、融点１６５℃…以下、ＴＨＶという）を溶融コーティングすることにより、直径５５０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表２に示す。
【００４７】
［実施例６］
ＰＢＴ樹脂（東レ（株）製、Ｍ１１００Ｓ、融点２２０℃）に、ＣＢを２０．０重量％添加して、ベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出し・冷却・カッティングを行って、導電性ＰＢＴ樹脂組成物（ペレット）を得た。
【００４８】
この導電性ＰＢＴ樹脂組成物をコーティング用樹脂として使用し、実施例１で芯層として使用したＰＥＴモノフィラメントに溶融コーティングすることにより、直径５５０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００４９】
［実施例７］
高分子量飽和共重合ポリエステル樹脂（東レ（株）製、ケミット Ｑ−１５００、融点１７０℃）に、ＣＢを２０．０重量％添加して、ベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出し・冷却・カッティングを行って、導電性共重合ポリエステル樹脂組成物（ペレット）を得た。
【００５０】
この導電性共重合ポリエステル樹脂組成物をコーティング用樹脂として使用し、実施例１で芯層として使用したＰＥＴモノフィラメントに溶融コーティングすることにより、直径５５０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００５１】
［実施例８］
ＣＢの添加量を３０．０重量％とした導電性ＰＥＴ樹脂組成物を、実施例１に記載する方法で調整し、これを実施例１に記載する方法で得られたＰＥＴ樹脂モノフィラメントに溶融コーティングすることにより、直径５１０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００５２】
［実施例９］
凹凸比Ｒ2 ／Ｒ1 が０．６（Ｒ1 ＝５００μｍ）の５葉状のＰＥＴ樹脂（東レ（株）製、Ｔ７０１Ｔ、融点２５７℃）モノフィラメントを、実施例１に記載する方法で成型してこれを芯層とした。
【００５３】
一方、ＣＢの添加量を１０．０重量％とした導電性ＰＥＴ樹脂組成物を、実施例１に記載した方法で調整し、これを上記芯層に溶融コーティングすることにより、直径６００μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表２に示す。
【００５４】
［実施例１０］
１４００ｄｔｅｘの６６ナイロン（東レ（株）製、Ｍ３００１、融点２６３℃…以下、Ｎ６６という）のマルチフィラメントを、６４２ｔ／１２７ｃｍで下撚りし、更に下撚りした２本を３２３ｔ／１２７ｃｍで上撚りして相当直径５９０μｍの撚糸を作り、これを芯層にして、実施例１に記載した導電性Ｎ６樹脂組成物を溶融コーティングすることにより、直径６５０μｍの導電性撚糸を成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００５５】
［比較例１］
Ｎ６６樹脂（東レ（株）製、Ｍ３００１、融点２６３℃）にＣＢを２０．０重量％を添加し、ベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出し・冷却・カッティングを行って、導電性Ｎ６６樹脂組成物を得た。次いで、この樹脂組成物を６．７×１０2 Ｐａ以下の減圧下、１００℃で１７時間乾燥し、コーティング用樹脂として使用した。
【００５６】
一方、芯層は実施例１に記載のＰＥＴ樹脂モノフィラメントとし、これに上記導電性Ｎ６６樹脂組成物を溶融コーティングすることにより、導電性合成樹脂モノフィラメントの成型を行った。
【００５７】
その結果、コーティング工程で芯層のＰＥＴ樹脂が軟化して線径斑や糸切れが多発し、安定したコーティングができなかった。
【００５８】
［比較例２］
６．７×１０2 Ｐａ以下の減圧下、１５０℃で８時間乾燥したＰＥＴ樹脂（東レ（株）製、Ｔ７０１Ｔ、融点２５７℃）８０．０重量％にＣＢ２０．０重量％を添加し、ベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄが３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製、ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出し・冷却・カッティングを行って、導電性ＰＥＴ脂組成物を得た。次いで、この樹脂組成物を減圧下、１３０℃で１０時間乾燥した。
【００５９】
次に、ＰＥＴ樹脂（東レ（株）製、Ｔ７０１Ｔ、融点２５７℃）と、上記で調製した導電性ＰＥＴ樹脂組成物とを１０：１の重量比で混合し、４０ｍｍφエクストルーダ型混練溶融紡糸機で溶融押出して７０℃の温水で冷却固化した後、１８０℃の熱風浴中で５．０倍に延伸し、直径５５０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００６０】
［比較例３］
芯層としてＰＥＴ樹脂（東レ（株）製、Ｔ７０１Ｔ、融点２５７℃）を、鞘層として比較例２で得られた導電性ＰＥＴ樹脂組成物を、それぞれ使用し、エクストルーダ型複合溶融紡糸機で溶融共押出して７０℃の温水で冷却固化した後、１８０℃の熱風浴中で５．０倍に延伸し、芯層の直径５００μｍ、鞘層の厚さが５０μｍの導電性合成樹脂芯鞘複合モノフィラメントを成型した。その物性測定結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
【表２】
工業用織物の例として、実施例４、比較例２および３で得られた各導電性合成樹脂モノフィラメントを、４本中１本の割合で緯糸の一部に使用して平織りの織物（密度：２０／２０（本／インチ）を作成した。それぞれの織物をドライヤーベルトとして走行中の静電電位を測定した結果、実施例４の導電性合成樹脂モノフィラメントを使用した織物（実施例１１）の静電電位は６．１ｋＶと優れていたのに対し、比較例２の導電性合成樹脂モノフィラメントを使用した織物（比較例４）の静電電位は６０．０ｋＶ、比較例３の導電性合成樹脂モノフィラメントを使用した織物（比較例５）の静電電位は４８．２ｋＶと、いずれも劣っていた。
【００６３】
［実施例１２、比較例６、７］
ブラシの例として、実施例４、比較例２および３で得られた各導電性合成樹脂モノフィラメントを、手動式植毛機を使用して耐熱性ＡＢＳ樹脂製本体（柄）の直径１．５ｍｍの穴部に４本中２本の割合で植毛した。それぞれのブラシについて、各２０回のブラッシングを行なった場合の静電電位を評価した結果、実施例４の導電性合成樹脂モノフィラメントを使用したブラシ（実施例１２）の静電電位は０．７ｋＶと優れていたのに対し、比較例２の導電性合成樹脂モノフィラメントを使用したブラシ（比較例６）の静電電位は２０．１ｋＶ、比較例３の導電性合成樹脂モノフィラメントを使用したブラシ（比較例７）の静電電位は１８．３ｋＶと、いずれも劣っていた。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、工業用織物として十分な糸物性を持ち、特に高導電性カーボンブラックが持つ本来の導電性を失うことなくフィラメントに担持させることができ、その体積固有抵抗値は１１６．８Ω・ｃｍ以上１０００Ω・ｃｍ未満、さらに１１６．８Ω・ｃｍ以上５００Ω・ｃｍ未満に達し、優れた導電性を発揮する。また、被覆層が芯層の表面に薄く溶融被覆されるため、優れた導電性、真円性、線径斑および物理的特性を兼備したものとなる。
【００６５】
そして、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、上記の特性を生かして、小麦粉などの粉体篩分けフィルター、布帛の乾燥、紙おむつや生理製品などサニタリー製品製造時における繊維交絡点などの熱接着や、水分、有機溶剤を乾燥させるドライヤーベルト、および抄紙機のドライヤーカンバスなどの工業用織物の経糸および／または緯糸の少なくとも一部、あるいはヘアブラシや工業用ブラシなどに使用した場合には、特に優れた静電防止効果を発現する。
【００６６】
また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントの製造方法によれば、芯層を形成するモノフィラメントまたはマルチフィラメントの製造には何ら特殊な方法を必要とせず、芯層の表面にコーティング装置などにより導電性カーボンブラックを含むポリマ樹脂を溶融被覆して被覆層を形成するのみで、上記の特性を有する導電性合成樹脂フィラメントを効率的に製造することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is excellent in electrical conductivity and roundness, and has small diameter irregularities For antistatic Conductivity Synthetic resin Filament and its efficient manufacturing method, and For antistatic Conductivity Synthetic resin The present invention relates to uses represented by filament industrial textiles and brushes.
[0002]
[Prior art]
Conductive filaments are used in various industrial fields. For example, a core-sheath polyester monofilament is a powder sieving filter such as flour for the purpose of preventing damage due to charging during use, when drying a fabric, At least part of the warp and / or weft of industrial fabrics such as dryer belts and dryer canvas for paper machines intended to dry moisture and organic solvents when manufacturing sanitary products such as disposable diapers and sanitary products, hair brushes and industrial products Widely used in applications such as brushes.
[0003]
As a conventional conductive filament, a polymer resin, which is a main raw material, and a polymer resin blended with a high concentration of conductive carbon black are kneaded, melt extruded, cooled and hot-drawn into a filament, or a sheath component or core. Composite filaments in which some of the components are conductive resins have been mainly known.
[0004]
For example, a conductive composite fiber is proposed in which the core is made of a mixture of an aromatic polyester / aliphatic polyester (mixed weight ratio 80/20 to 98/2) and a conductive carbon black, and the sheath is made of an aromatic polyester. (Japanese Patent Laid-Open No. 56-85423). However, in this conductive conjugate fiber, the conductive carbon black is not present in the sheath component, so that the conductivity is insufficient, and the carbon black is substantially 20 to 30% by weight with respect to the core component. Because it is necessary to mix, stains around the spinneret hole frequently occur during spinning, resulting in the problem of the occurrence of bumps and wire diameter irregularities, and further, the problem that stable production for a long time becomes difficult was there.
[0005]
In addition, a conductive composite fiber (Japanese Patent Laid-Open No. 61-266615) having a composite structure in which conductive components using carbon black as a conductivity imparting substance are scattered at rotationally symmetric positions on the outer periphery of the filament cross section and high conductivity Copolyester 96 comprising 4 to 15% by weight of carbon black, a copolymerization component comprising 90 to 98% of butylene terephthalate units and / or butylene isophthalate units and 10 to 2% by weight of dibutyl ester units of aliphatic dicarboxylic acid. Conductive polyester filaments (Japanese Patent Laid-Open No. 6-63286) composed of a mixture of up to 85% by weight have been proposed, all of which are stretched after being melt-coextruded by a spinning machine, thereby producing highly conductive carbon filaments. Since the polymer containing black is also stretched, the chain structure of highly conductive carbon black There are broken, sufficient conductivity was not be obtained.
[0006]
Furthermore, it is a composite fiber comprising a fiber-forming thermoplastic polymer component and a mixed material component of a conductive material and a thermoplastic polymer, and copper iodide fine particles and a volume resistance value of 100 Ω · cm as a conductive material. A conductive composite fiber (Japanese Patent Laid-Open No. 63-85113) using a mixture of conductive titanium oxide fine particles surface-coated with tin oxide prepared as described below has been proposed. The specific resistance value is at most 10. 6 It was on the order of Ω · cm, and even when compared with the conductive filament obtained by the above-mentioned JP-A No. 61-266615, it did not have sufficient conductivity.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been achieved as a result of studying the solution of the problems in the prior art described above as an issue.
[0008]
Therefore, the object of the present invention is excellent in conductivity and roundness, and small in wire diameter unevenness. For antistatic Conductive synthetic resin filament (Hereinafter referred to as conductive synthetic resin filament unless otherwise specified) And an efficient manufacturing method and use thereof.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the conductive synthetic resin filament of the present invention comprises a core layer made of synthetic resin monofilament or multifilament, and a conductive coating layer melt-coated on the surface of the core layer. The coating layer contains highly conductive carbon black, The melting point A (° C.) of the polymer forming the coating layer and the melting point B (° C.) of the polymer forming the core layer are composed of multi-layer fibers satisfying the relationship of A ≦ (B−20 ° C.). Resistance value (Ω) x Filament cross-sectional area (cm 2 ) / Volume specific resistance value represented by the distance (cm) between the electrodes when measuring the resistance value is 116.8Ω · cm or more It is less than 1000 Ω · cm.
[0010]
In the conductive synthetic resin filament of the present invention,
The volume resistivity value is 116.8Ω · cm or more Less than 500Ω · cm,
The melting point A (° C.) of the polymer forming the coating layer and the melting point B (° C.) of the polymer forming the core layer are made of multi-layer fibers satisfying the relationship of A ≦ (B−30 ° C.),
Maximum diameter D measured by rotating the filament around the fiber axis using a laser outer diameter measuring machine 1 And minimum diameter D 2 From the following formula (I), R is obtained, and the roundness indicated by the average value of R measured at 10 locations / 100 m in the fiber axis direction is 90% or more,
R = [(1-2 (D 1 -D 2 ) / (D 1 + D 2 ]] × 100 (I)
The wire diameter unevenness of the yarn length of 300 m measured by a laser outer diameter measuring machine is 5% or less,
The proportion of the total covering area of the coating layer is 3 to 50%,
The coating layer is composed of a mixture of 10 to 30% by weight of highly conductive carbon black and 90 to 70% by weight of a polymer satisfying the relationship of A ≦ (B−20 ° C.); and
The cross-sectional shape of the core layer is a deformed cross-section with three or more leaves, and the distance from the center to the peak is R 1 , R to the distance to the valley 2 R 2 / R 1 The unevenness ratio indicated by the value satisfies the range of the following formula (II)
However, all are mentioned as preferable conditions, and when these conditions are satisfied, acquisition of further excellent effects can be used as a base.
[0011]
0.5 ≦ R 2 / R 1 <1.0 ... (II)
In the conductive synthetic resin filament of the present invention, the polymer forming the core layer is melt-extruded and drawn to form a monofilament or a multifilament, and the surface of the filament is melt-coated to form a conductive coating layer. The conductive synthetic resin filament of the present invention thus obtained by forming a multi-layer fiber by forming an industrial fabric using this for at least a part of warp and / or weft When this is used for at least a part of a brush, it exhibits an excellent antistatic effect.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described in detail below.
The conductive synthetic resin filament of the present invention comprises a core layer made of a synthetic resin monofilament or multifilament, and a conductive coating layer melt-coated on the surface of the core layer. The coating layer contains highly conductive carbon black, The melting point A (° C.) of the polymer forming the coating layer and the melting point B (° C.) of the polymer forming the core layer are composed of multi-layer fibers satisfying the relationship of A ≦ (B−20 ° C.). Resistance value (Ω) x Filament cross-sectional area (cm 2 ) / Volume specific resistance value represented by the distance (cm) between the electrodes when measuring the resistance value is 116.8Ω · cm or more Less than 1000 Ω · cm, especially 116.8Ω · cm or more Less than 500 Ω · cm, which is extremely superior to conventional conductive composite fibers.
[0013]
That is, a conductive monofilament coextruded with a melt compound spinning machine using a conductive fiber or a composite spinneret formed by mixing a polymer resin containing a conventional highly conductive carbon black with a main raw material and melt extrusion, Although the polymer containing highly conductive carbon black is also stretched in the stretching process, the polymer molecules are oriented, and the chain structure of the highly conductive carbon black is destroyed accordingly. In the conductive synthetic resin filament of the invention, since the polymer resin containing the highly conductive carbon black forms a coating layer in a non-oriented state, the chain structure of the highly conductive carbon black is not destroyed, and the highly conductive carbon filament has high conductivity. Without losing the original conductive performance of carbon black, it can be supported on the filament, resulting in superior conductivity From becoming possible to express.
[0014]
The conductive synthetic resin filament of the present invention has a maximum diameter D measured by rotating the filament around the fiber axis direction using a laser outer diameter measuring machine. 1 And minimum diameter D 2 From the above formula (I), R is obtained, and the roundness indicated by the average value of R measured at 10 locations / 100 m in the fiber axis direction is 90% or more, which is extremely excellent in roundness.
Furthermore, the conductive synthetic resin filament of the present invention has an excellent wire diameter of 5% or less of the wire diameter unevenness of a yarn length of 300 m measured by a laser outer diameter measuring machine, and has few wire diameter unevennesses.
[0015]
And the conductive synthetic resin filament of the present invention is a powder sieving filter such as wheat flour, thermal bonding such as fiber entanglement point at the time of drying fabrics and sanitary products such as paper diapers and physiological products, moisture, organic solvent Especially when used in applications such as hairbrushes and industrial brushes, such as dryer belts used to dry, etc., and warp and / or wefts of industrial fabrics such as dryer canvas of paper machines Excellent antistatic effect.
[0016]
In the conductive synthetic resin filament of the present invention, the polymer resin forming the core layer is not particularly limited. For example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, 6 nylon, 66 nylon, 610 nylon, Polyamide resins such as 612 nylon and 6/66 copolymer or copolymers thereof, polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET), polybutylene terephthalate (hereinafter referred to as PBT), polyethylene naphthalate, polycyclohexanedimethylene terephthalate, and other polyesters Or copolymers thereof, fluororesins such as polyvinylidene fluoride, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / vinylidene fluoride copolymer, etc. Polycarbonates, polyphenylene sulfide (hereinafter, referred to as PPS), polysulfone, acrylate polymer, polyetherimide, polyethersulfone, polyether ether ketone, polyamideimide, polyimide, polyallyl ether nitrile, a liquid crystal polyester.
[0017]
Furthermore, the above PET and PBT are a part of the dicarboxylic acid component terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid and sulfone. It may be replaced with an acid metal salt-substituted isophthalic acid or the like, and ethylene glycol or a part of 1,4-butanediol as a glycol component may be replaced with diethylene glycol, neopentyl glycol, 1,4-cyclohexanediol, 1 , 4-cyclohexanedimethanol and polyalkylene glycol may be substituted.
[0018]
The monofilament or multifilament forming the core layer is formed by melt-extruding a polymer resin using a kneading extruder such as an extruder or a melt spinning machine such as a pressure melter type, and then cooling, hot-drawing, and heat-setting. The
[0019]
In addition, the monofilament cross-sectional diameter when the core layer is monofilament can be appropriately selected depending on the application, but the range of 0.05 to 3 mm is most often used, and in the case of a multifilament cross-section, this should be used as a twisted yarn. Can do.
[0020]
In addition, the monofilament or multifilament cross-sectional shape of the monofilament or multifilament forming the core layer is not particularly limited, and for example, a circle, a square, a flat, an ellipse, a half moon, a triangle, a polygon having five or more corners, and a multileaf shape It can be formed into a saddle shape, a hollow shape, etc., but as an irregular cross-sectional shape other than circular, in order to improve the adhesion of the conductive polymer resin forming the coating layer, it is preferably a trilobal shape or more, In this case, furthermore, the distance from the center of the single yarn to the peak is R 1 , R to the distance to the valley 2 When the roughness ratio R 2 / R 1 Preferably satisfies the range of the following formula (II).
[0021]
0.5 ≦ R 2 / R 1 <1.0 ... (II)
Furthermore, it is more preferable to satisfy the range of the following formula (III).
[0022]
0.5 ≦ R 2 / R 1 ≦ 0.8 ... (III)
In addition, since materials such as polyethylene and polypropylene are nonpolar and have high crystallinity, the coating layer is difficult to adhere. Therefore, when such a polymer resin is used, the adhesion can be improved by introducing a polar group on the surface of the material by energy beam irradiation or plasma treatment or applying a primer having a polar group before the melt coating. It is desirable to ensure.
[0023]
On the other hand, as the conductive polymer resin forming the coating layer, a polymer resin composition in which carbon black is blended at a high concentration is used. The melting point A (° C.) of the polymer resin forming the coating layer and the core The melting point B (° C.) of the polymer resin forming the layer must satisfy the relationship of A ≦ (B−20 ° C.), that is, 20 ° C. or more lower than the melting point of the polymer resin of the core layer. The reason is that if the surface of the core layer monofilament or multifilament is coated with a polymer resin containing a molten highly conductive carbon black having a melting point close to or higher than that of the core layer polymer resin, the core layer filament This is because the softening causes not only the deformation of the cross-sectional shape and the unevenness of the wire diameter, but also the undesirable tendency of dissolution and breakage of the yarn. Furthermore, in order to perform melt coating in a more stable state, it is more preferable to satisfy the relationship of A ≦ (B−30 ° C.).
[0024]
Moreover, the highly conductive curve black contained in the polymer resin forming the coating layer refers to carbon black having a DBP oil supply amount (9 g method) of 340 ml / 100 g or more. As such carbon black, “Ketjen Black” (trademark) EC and “Ketjen Black” (trademark) EC600JD manufactured by Ketjen Black International are known. Other acetylene blacks are also known.
[0025]
Conductivity of the present invention Synthetic resin The filament is formed by melt-extrusion of polymer resin containing highly conductive carbon black on the surface of the monofilament or multifilament of the core layer that has been melt-extruded and cooled, hot-drawn, and heat-set. As the polymer resin composition of the layer, one containing high conductive carbon black at a high concentration of 10 to 30% by weight can be used, and excellent conductivity even if the volume occupied by the high conductive polymer resin is small. And a filament with excellent roundness and diameter irregularity can be obtained. But less car Bo When the carbon black concentration is not sufficient, sufficient conductivity cannot be obtained, and when the carbon black concentration is higher than that, the fluidity of the polymer resin is remarkably lowered, and an abnormal pressure increase may occur in the die during coating.
[0026]
The polymer resin containing highly conductive carbon black can be obtained by kneading under heating by a known method such as a biaxial kneading extruder or a dough mixer.
[0027]
Conductivity of the present invention Synthetic resin When producing a filament, no special method is required for producing a monofilament or a multifilament for forming a core layer, and a known spinning method can be used. Then, the surface of the monofilament or multifilament formed by hot drawing and heat setting is melt-coated with a polymer resin containing conductive carbon black by a coating apparatus. The melt coating equipment includes an outer diameter detector that automatically measures the thickness and outer diameter of the coated polymer resin and feeds back the results, as well as a feeder and dancer roller that feeds at a constant speed and tension. It is desirable to be equipped.
[0028]
Conductivity obtained in this way Synthetic resin In the filament, it is necessary that the ratio of the covering layer to the total cross-sectional area is 3 to 50%, and the ratio of the core layer to the total cross-sectional area is 97 to 50%. When the cross-sectional area ratio of the coating layer is increased, the conductivity is improved, but not only the strength of the yarn is decreased, but also the coating layer becomes thick and the wire diameter unevenness increases, which is not preferable. On the other hand, a small cross-sectional area ratio is not preferable because the conductivity tends to decrease. Therefore, in order to combine excellent conductivity, strength, roundness, and wire diameter unevenness, the ratio of the covering layer to the total cross-sectional area of the coating layer is 5 to 30%, the ratio of the core layer to the total cross-sectional area It is preferable to set it as 95 to 70%.
[0029]
The conductive synthetic resin filament of the present invention having such a configuration has small wire diameter unevenness, and when used as an industrial fabric, for example, a fabric having no weave unevenness and excellent flatness can be obtained.
[0030]
Moreover, although the tensile strength of the conductive synthetic resin filament of the present invention varies depending on the use of the yarn, it is particularly preferably 3.0 cN / dtex or more when used as an industrial fabric.
[0031]
As described above, the conductive synthetic resin filament of the present invention has sufficient yarn physical properties as an industrial fabric, and can be supported on the filament without losing the inherent conductivity of the highly conductive carbon black. The volume resistivity is 116.8Ω · cm or more Less than 1000 Ω · cm, and 116.8Ω · cm or more It reaches less than 500 Ω · cm and exhibits excellent conductivity. Further, since the coating layer is thinly melt-coated on the surface of the core layer, it has excellent conductivity, roundness, wire diameter unevenness and physical characteristics.
[0032]
The conductive synthetic resin filament of the present invention is a dryer belt that makes use of the above characteristics to dry moisture and organic solvents at the time of manufacturing sanitary products such as powder sieving filters such as flour, drying fabrics, paper diapers and physiological products. , And at least part of warps and / or wefts of industrial fabrics such as dryer canvas of paper machines, or when used in various applications such as hair brushes and industrial brushes. To do.
[0033]
Further, according to the method for producing a conductive synthetic resin filament of the present invention, no special method is required for producing a monofilament or a multifilament for forming a core layer, and the surface of the core layer is made conductive by a coating apparatus or the like. A conductive synthetic resin filament having the above characteristics can be efficiently produced simply by melt-coating a polymer resin containing carbon black to form a coating layer.
[0034]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described by way of examples.
First, each physical property evaluation method performed in the present example and the comparative example will be described.
[Melting point of polymer resin]
It measured by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS-K7121.
[Volume resistivity]
Measurement was performed using a super insulation meter SM-10 manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd. A doughite is applied to both ends of a conductive synthetic resin filament sample of 5 cm and dried for 1 hour. Thereafter, both ends of the sample were sufficiently grasped with crimps (electrodes) having an extremely low electric resistance, applied, the resistance value of the yarn was measured, and the volume specific resistance value was determined by the following calculation formula. The ambient conditions during measurement were a temperature of 20 ° C. and a humidity of 65%.
[0035]
Anritsu Co., Ltd. laser outer diameter measuring device KL-151A was used. Maximum diameter D measured by rotating a conductive synthetic resin filament sample around the fiber axis direction 1 And minimum diameter D 2 The value R was determined by the formula (I) using 10 and the average value of R at 10 points / 100 m in the fiber axis direction was defined as the roundness%.
[0036]
R = [1-2 (D 1 -D 2 ) / (D 1 + D 2 ]] × 100 ... (I)
[Diameter spot]
Anritsu Co., Ltd. laser outer diameter measuring device KL-151A was used. A 300 m conductive conductive resin filament sample was measured at a speed of 30 m / min, and the difference ΔD between the measured maximum diameter and minimum diameter was divided by the average diameter and expressed as a percentage.
[Cross-sectional area ratio and unevenness ratio]
The conductive synthetic resin filament sample was cut into a thickness of 15 μm with a microtome, and the cross section of the section was measured using the area measuring function of Digital HD microscope VH-7000 manufactured by KEYENCE Inc. The cross-sectional shape other than a perfect circle or polygon, and the area of an odd-shaped cross-section with an elliptical shape, half-moon shape, multi-leaf shape, saddle shape, etc., which has a curved part or a complicated shape at least partially approximates a polygon that is a triangle or more. Asked.
[Electrostatic potential]
Using a digital electrostatic potential measuring device KSD-0103 manufactured by Kasuga Electric Co., Ltd., the electrostatic potential was measured at a position 10 cm from the dryer belt running at 400 m / min and 2 cm from the brush.
[0037]
[Example 1]
6 nylon (manufactured by Toray Industries, Inc., M1021T, melting point: 222 ° C., hereinafter referred to as N6), 6.7 × 10 2 Dry at 120 ° C. for 10 hours under reduced pressure of Pa or less, N6: 80.0% by weight, carbon black (“Ketjen Black by Ketjen Black International Co., Ltd.) TM EC "... Hereinafter referred to as CB): After mixing 20.0 wt%, twin-screw kneading and extruding machine with a diameter of 37 mm having a vent, L / D of 38.9, and rotating in the same direction and fully meshing type (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., TEM35B), and kneading, extruding, cooling, and cutting were performed to obtain a conductive N6 resin composition (pellet). 2 The resultant was dried at 120 ° C. for 10 hours under a reduced pressure of Pa or less and used as a coating resin.
[0038]
On the other hand, PET resin (Toray Industries, Inc., T701T, melting point: 257 ° C.) was melt-extruded with a 40 mmφ extruder melt spinning machine, cooled and solidified with hot water at 70 ° C., and then 5.0 times in a hot air bath at 180 ° C. And a monofilament having a diameter of 500 μm was formed into a core layer.
[0039]
Thereafter, a conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 550 μm was molded by melt coating the conductive N6 resin composition on the core layer using a horizontal molding apparatus HT-65C manufactured by Pla Giken Co., Ltd. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0040]
[Example 2]
PPS resin (E2080, manufactured by Toray Industries, Inc., melting point: 285 ° C.) was melt-extruded with a 40 mmφ extruder melt spinning machine, cooled and solidified with 85 ° C. hot water, and then in a 101 ° C. steam bath and a 160 ° C. hot air bath. Was stretched 4.5 times, and a monofilament having a diameter of 500 μm was molded to form a core layer.
[0041]
A conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 550 μm was molded by melt coating the conductive N6 resin composition obtained in Example 1 on this. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0042]
[Example 3]
N6 (manufactured by Toray Industries, Inc., M1021T, melting point 222 ° C.) was melt-extruded with a 40 mmφ extruder melt spinning machine, cooled and solidified with water at 20 ° C., and then heated in a 60 ° C. hot water bath and a 120 ° C. hot air bath. The core layer was drawn by stretching a monofilament having a diameter of 300 μm.
[0043]
Further, 20.0% by weight of CB was added to polypropylene resin (manufactured by Chisso Corp., Chisso Polypro A5014, melting point: 170 ° C., hereinafter referred to as PP) to have a diameter of 37 mm and a L / D of 38. 9. It supplied to the biaxial kneading extruder (Toshiba machine company make, TEM35B) of the same direction rotation complete meshing type, kneading, extrusion, cooling, and cutting were performed, and the electroconductive PP resin composition was obtained.
[0044]
This conductive PP resin composition was prepared by the method described in Example 1 to obtain a coating resin. This was melt-coated on the core layer to form a conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 330 μm. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0045]
[Example 4]
Roughness ratio R 2 / R 1 Is 0.7 (R 1 = 500 μm) 8-leaf PET resin (manufactured by Toray Industries, Inc., T701T, melting point 257 ° C.) monofilament was molded by the method described in Example 1 to obtain a core layer. A conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 550 μm was molded by melt coating the conductive N6 resin composition obtained in Example 1 on this. The physical property measurement results are shown in Table 2.
[0046]
[Example 5]
Roughness ratio R 2 / R 1 Is 0.8 (R 1 = 500 μm) 10-leaf PET resin (manufactured by Toray Industries, Inc., T701T, melting point 257 ° C.) monofilament was molded by the method described in Example 1 to obtain a core layer. A tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / vinylidene fluoride copolymer containing 9% by weight of conductive carbon (THV-510GESD, melting point 165 ° C., hereinafter referred to as THV) manufactured by Sumitomo 3M Co. Thus, a conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 550 μm was molded. The physical property measurement results are shown in Table 2.
[0047]
[Example 6]
20.0% by weight of CB is added to PBT resin (manufactured by Toray Industries, Inc., M1100S, melting point 220 ° C.), the diameter of the vent is 37 mm, the L / D is 38.9, the same direction rotating fully meshing type 2 It supplied to the shaft kneading extruder (Toshiba machine company make, TEM35B), kneading, extrusion, cooling, and cutting were performed, and the electroconductive PBT resin composition (pellet) was obtained.
[0048]
By using this conductive PBT resin composition as a coating resin and melt coating the PET monofilament used as the core layer in Example 1, a conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 550 μm was molded. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0049]
[Example 7]
20.0% by weight of CB was added to a high molecular weight saturated copolymerized polyester resin (Chemit Q-1500, manufactured by Toray Industries, Inc., melting point 170 ° C.), and a diameter having a vent of 37 mm, L / D of 38.9, It supplied to the same direction rotation complete mesh type biaxial kneading extruder (Toshiba machine company make, TEM35B), kneading, extrusion, cooling, and cutting were performed, and the electroconductive copolymerization polyester resin composition (pellet) was obtained.
[0050]
By using this conductive copolymer polyester resin composition as a coating resin and melt coating the PET monofilament used as the core layer in Example 1, a conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 550 μm was molded. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0051]
[Example 8]
A conductive PET resin composition in which the amount of CB added was 30.0% by weight was prepared by the method described in Example 1, and this was melt coated on the PET resin monofilament obtained by the method described in Example 1. As a result, a conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 510 μm was molded. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0052]
[Example 9]
Roughness ratio R 2 / R 1 Is 0.6 (R 1 = 500 μm) 5-leaf PET resin (manufactured by Toray Industries, Inc., T701T, melting point 257 ° C.) monofilament was molded by the method described in Example 1 and used as a core layer.
[0053]
On the other hand, a conductive PET resin composition in which the amount of CB added was 10.0% by weight was prepared by the method described in Example 1, and this was melt-coated on the core layer, thereby providing a conductive layer having a diameter of 600 μm. A synthetic resin monofilament was molded. The physical property measurement results are shown in Table 2.
[0054]
[Example 10]
A multifilament of 1400 dtex 66 nylon (manufactured by Toray Industries, Inc., M3001, melting point 263 ° C., hereinafter referred to as N66) is twisted at 642 t / 127 cm, and two twisted two are twisted at 323 t / 127 cm. A conductive twisted yarn having a diameter of 650 μm was formed by making a twisted yarn having an equivalent diameter of 590 μm and using this as a core layer and melt coating the conductive N6 resin composition described in Example 1. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0055]
[Comparative Example 1]
N66 resin (Made by Toray Industries, Inc., M3001, melting point 263 ° C.) is added 20.0% by weight of CB, has a vent diameter of 37 mm, L / D is 38.9, and rotates in the same direction. The mixture was supplied to a kneading extruder (TEM35B, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) and kneaded, extruded, cooled, and cut to obtain a conductive N66 resin composition. Then, this resin composition was 6.7 × 10 2 It was dried at 100 ° C. for 17 hours under a reduced pressure of Pa or less and used as a coating resin.
[0056]
On the other hand, the core layer was a PET resin monofilament described in Example 1, and a conductive synthetic resin monofilament was molded by melt coating the conductive N66 resin composition.
[0057]
As a result, the PET resin of the core layer was softened in the coating process, causing frequent irregularities in the diameter and thread breakage, and stable coating could not be performed.
[0058]
[Comparative Example 2]
6.7 × 10 2 20.0% by weight of CB was added to 80.0% by weight of PET resin (Toray Industries, Inc., T701T, melting point 257 ° C.) dried at 150 ° C. for 8 hours under reduced pressure of Pa or less. / D is 38.9, supplied to a co-rotating fully meshed twin-screw kneading extruder (Toshiba Machine Co., Ltd., TEM35B), and kneaded, extruded, cooled, and cut to obtain a conductive PET fat composition. It was. Subsequently, this resin composition was dried at 130 ° C. for 10 hours under reduced pressure.
[0059]
Next, the PET resin (Toray Industries, Inc., T701T, melting point 257 ° C.) and the conductive PET resin composition prepared above were mixed at a weight ratio of 10: 1, and were mixed with a 40 mmφ extruder type kneading melt spinning machine. After melt-extruding and cooling and solidifying with hot water at 70 ° C., the conductive synthetic resin monofilament having a diameter of 550 μm was molded by stretching 5.0 times in a hot air bath at 180 ° C. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0060]
[Comparative Example 3]
Using a PET resin (T701T, melting point 257 ° C., manufactured by Toray Industries, Inc.) as the core layer and the conductive PET resin composition obtained in Comparative Example 2 as the sheath layer, each was melted with an extruder type compound melt spinning machine. Coextruded, cooled and solidified with hot water at 70 ° C., and then stretched 5.0 times in a hot air bath at 180 ° C., conductive synthetic resin core-sheath composite monofilament having a core layer diameter of 500 μm and a sheath layer thickness of 50 μm Was molded. The physical property measurement results are shown in Table 1.
[0061]
[Table 1]
[Table 2]
As an example of industrial fabric, each conductive synthetic resin monofilament obtained in Example 4 and Comparative Examples 2 and 3 was used as a part of a weft at a ratio of 1 out of 4 to a plain weave fabric (density: As a result of measuring the electrostatic potential during running using each woven fabric as a dryer belt, the static of the woven fabric (Example 11) using the conductive synthetic resin monofilament of Example 4 was measured. While the electric potential was excellent at 6.1 kV, the electrostatic potential of the fabric using the conductive synthetic resin monofilament of Comparative Example 2 (Comparative Example 4) was 60.0 kV, and the conductive synthetic resin monofilament of Comparative Example 3 The electrostatic potential of the fabric using Comparative Example 5 (Comparative Example 5) was inferior at 48.2 kV.
[0063]
[Example 12, Comparative Examples 6 and 7]
As an example of a brush, each conductive synthetic resin monofilament obtained in Example 4 and Comparative Examples 2 and 3 is a hole having a diameter of 1.5 mm in a heat-resistant ABS resin main body (pattern) using a manual flocking machine. The part was planted at a ratio of 2 out of 4 hairs. As a result of evaluating the electrostatic potential when brushing was performed 20 times for each brush, the electrostatic potential of the brush using the conductive synthetic resin monofilament of Example 4 (Example 12) was 0.7 kV. The electrostatic potential of the brush using the conductive synthetic resin monofilament of Comparative Example 2 (Comparative Example 6) was 20.1 kV, whereas the brush using the conductive synthetic resin monofilament of Comparative Example 3 (Comparative Example) The electrostatic potential of 7) was 18.3 kV, both of which were inferior.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, the conductive synthetic resin filament of the present invention has sufficient yarn physical properties as an industrial fabric, and can be supported on the filament without losing the inherent conductivity of the highly conductive carbon black. The volume resistivity is 116.8Ω · cm or more Less than 1000 Ω · cm, and 116.8Ω · cm or more It reaches less than 500 Ω · cm and exhibits excellent conductivity. Further, since the coating layer is thinly melt-coated on the surface of the core layer, it has excellent conductivity, roundness, wire diameter unevenness and physical characteristics.
[0065]
And, the conductive synthetic resin filament of the present invention makes use of the above-mentioned properties, such as powder sieving filters such as wheat flour, drying of fabric, thermal bonding such as fiber entanglement points in the manufacture of sanitary products such as paper diapers and physiological products, Especially when used for at least part of warps and / or wefts of industrial fabrics such as dryer belts for drying moisture and organic solvents and dryer canvas of paper machines, or for hair brushes and industrial brushes Expresses antistatic effect.
[0066]
Further, according to the method for producing a conductive synthetic resin filament of the present invention, no special method is required for producing a monofilament or a multifilament for forming a core layer, and the surface of the core layer is made conductive by a coating apparatus or the like. A conductive synthetic resin filament having the above characteristics can be efficiently produced simply by melt-coating a polymer resin containing carbon black to form a coating layer.
Claims (10)
Ｒ＝［（１−２（Ｄ１ −Ｄ２ ）／（Ｄ１ ＋Ｄ２ ）］×１００・・・（Ｉ）Using a laser outer diameter measuring machine, the filaments from the maximum diameter D 1 and a minimum diameter D 2 as measured by rotating the shaft the fiber axis direction, it obtains the R by the following formula (I), the the direction of fiber axis 10 points / 100m The conductive synthetic resin filament for antistatic according to any one of claims 1 to 3, wherein the roundness indicated by the measured average value of R is 90% or more.
R = [(1-2 (D 1 −D 2 ) / (D 1 + D 2 )] × 100 (I)
０．５≦Ｒ２ ／Ｒ１ ＜１．０・・・（II）When the cross-sectional shape of the core layer is an irregular cross-section having three or more leaves, the distance from the center to the peak is R 1 , and the distance from the valley is R 2 , which is indicated by the value of R 2 / R 1. 8. The conductive synthetic resin filament for antistatic according to any one of claims 1 to 7, wherein the unevenness ratio satisfies a range of the following formula (II).
0.5 ≦ R 2 / R 1 <1.0 (II)
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