導電性ポリエステル繊維およびその製法
【課題】導電性、環境安定性に優れ単糸繊度ばらつきの小さい導電性ポリエステル繊維およびその製法を提供する。
【解決手段】カーボンブラックを２０〜３０重量％を含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルを芯部に配し、芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）の同心円状の芯鞘複合繊維であって、平均抵抗率１０５〜１０８Ω／ｃｍ以下、単糸繊度ＣＶが５％以下である導電性ポリエステル繊維。
【解決手段】カーボンブラックを２０〜３０重量％を含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルを芯部に配し、芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）の同心円状の芯鞘複合繊維であって、平均抵抗率１０５〜１０８Ω／ｃｍ以下、単糸繊度ＣＶが５％以下である導電性ポリエステル繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性に優れたポリエステル繊維およびその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで高機能性繊維の開発は盛んに行われてきているが、中でも「導電性」は、最も重要な機能の一つである。導電性を有した繊維は、クリーンルーム用の衣料繊維やカーペットへの混繊繊維として、また装置内に組み込まれる部品に使用される繊維として、静電気を除去する目的や装置内で電荷を付与する目的で使用され、衣料用や各種産業用など幅広い分野において大きな需要が期待される。
【０００３】
繊維への導電性付与の方法としてカーボンブラックを添加する技術がいくつか提案されている。ナイロンを初めとするポリアミド繊維はカーボンブラックの分散性が良いことから、これまで導電成分にカーボンブラックを混練したナイロンを用いた導電性繊維が多くあるが、季節や気候の変動、温湿変化といった外部の影響により導電性能が変化することが問題であった。一方ポリエステルを用いた場合、導電性は外部環境に依らず安定であるが、ナイロンと比較するとカーボンブラックの分散性が悪く、多量に添加すると著しく増粘し紡糸性が悪化することが問題であった。これらの問題を解決するため、導電成分に主たる繰り返し構造がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル「ポリトリメチレンテレフタレート」にカーボンブラックを混練したポリエステルを用いる発明が開示されている（特許文献１）。カーボンブラック混練ポリトリメチレンテレフタレートを導電成分に用いると、温度、湿度などの変化によらず導電性能は安定であり、また紡糸性もカーボンブラックを混練したポリエチレンテレフタレートやポリテトラメチレンテレフタレートなどの従来ポリエステル対比良好である。
【０００４】
電子写真装置用ブラシなどの用途では、均一かつ高い導電性が求められることから導電性ポリエステル繊維を使用することで、高温条件下でも安定した導電性が得られるとして注目されている。しかし、カーボンブラックをポリトリメチレンテレフタレートに混練した場合でも、カーボンブラックを混練していない従来ポリエステル対比溶融粘度が増大するため、カーボンブラック混練ポリエチレンテレフタレートを単成分で紡糸すると、得られる繊維の単糸繊度斑が大きくなるため、電子写真装置用ブラシとして加工した場合、導電性が不均一になり鮮明な画像が得られないという問題があった。
【０００５】
単繊維の電気抵抗値ばらつきを低減するため、紡糸後の熱処理によって制御する方法を提供している（特許文献２）が、この方法では紡糸段階にて生じた繊度ばらつきを抑制することができず、結果として単糸毎の電気抵抗値ばらつきを制御することができず、均一かつ高い導電性を得ることはできなかった。
【特許文献１】特開２００７−１９１８４３号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００４―１１０４７号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題を解決するため、導電性および環境安定性に優れ単糸繊度の均一性が高い導電性ポリエステル繊維およびその製法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明は、カーボンブラックを２０〜３０重量％を含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルを芯部に配し、芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）の同心円状の芯鞘複合繊維であって、平均抵抗率１０５〜１０８Ω／ｃｍ以下、単糸繊度ＣＶが５％以下であることを特徴とする導電性ポリエステル繊維を得ることで解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明において得られた導電性ポリエステル繊維は、外部影響に依らず導電性が安定であり、単糸繊度ばらつきが小さいことから、精密な印刷が要求される電子写真装置用ブラシの原糸などに適した素材となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
本発明の導電性ポリエステル繊維は、繊維中にカーボンブラック（以下ＣＢ）を含有する、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル「ポリトリメチレンテレフタレート（以下ＰＴＴ）」を少なくとも構成単位の一部として含む。このＣＢ含有ＰＴＴが本発明の繊維において主たる導電性を担う。
【００１１】
通常、一般的に用いられるポリエステル「ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴ）」、「ポリテトラメチレンテレフタレート（以下ＰＢＴ）」では、ＣＢを２０重量％程度含有させると、溶融粘度が著しく増大し、溶融紡糸中の糸切れが多発し全く引き取りが出来ない。一方ＰＴＴでは、ＣＢを２０重量％以上含有させた場合であっても溶融紡糸が可能である。また特許文献２のように導電成分としてＣＢを混練するポリマがナイロン６である場合、ポリエステル対比ＣＢ混練による溶融粘度の増大は小さいため、紡糸性はほとんど変わらないが、外部環境により導電性が変化する問題がある。
【００１２】
本発明の導電性ポリエステル繊維に用いるＰＴＴは、カルボン酸であるテレフタル酸とアルコールであるトリメチレングリコールのエステル化反応により形成される、主たる繰り返し構造がトリメチレンテレフタレートからなるポリマである。主たる繰り返し構造とは、トリメチレンテレフタレート単位が５０モル％以上であることを意味する。
【００１３】
また本発明の要旨を損ねない範囲で共重合成分などが含有されていてもよい。例えばジカルボン酸化合物、ジオール系化合物、ヒドロキシカルボン酸などの誘導体、付加体、構造異性体、光学異性体などを１種類単独で用いても、また本発明の趣旨を損ねない範囲であれば、それらを二種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
本発明の導電性ポリエステル繊維に用いるＰＴＴに含有されるＣＢは、ＰＴＴに含有せしめた際、繊維物性を損ねず、また凝集しないことが重要であるから、ファーネス法により得られるファーネスブラック、ケッチェン法により得られるケッチェンブラック、アセチレンガスを原料とするアセチレンブラックが好ましい。また紡糸時の濾圧上昇や糸切れ、また繊維強度の低下がないことから、ＣＢ粒子径は１〜５００ｎｍの範囲が好ましく、５〜４００ｎｍがより好ましい。さらにＰＴＴのＣＢ含有量は２０〜３０重量％であり、さらに好ましくはＣＢ含有量２３〜２７重量％である。ＣＢ濃度２０〜３０重量％とすることで十分な導電性を維持しつつ、溶融粘度の増大による紡糸性の低下、単糸繊度ＣＶの増大を抑制できる。
【００１５】
本発明の導電性ポリエステル繊維は、繊維形成能に優れるＣＢ非含有ポリエステル系ポリマを芯部に、ＣＢ含有ＰＴＴを鞘部に配列した芯鞘複合糸である。芯部をＣＢ非含有ポリエステル系ポリマとすることで、鞘部のＣＢ含有ＰＴＴの伸張変形を補助するので、紡糸性に優れ、かつ単糸繊度ＣＶの小さい導電性ポリエステル繊維が得られる。芯部のポリマの組成は、例えばＰＥＴ、ＰＢＴおよびそれらを主とした共重合ポリエステルを好ましく用いることができる。
【００１６】
本発明の導電性ポリエステル繊維において、すべての任意の箇所における断面形状はＣＢ含有ＰＴＴが繊維表面に同心円状に配列した形態であり、繊維表面から中心点に向かうＣＢ含有ＰＴＴの厚さが均等である。これにより得られた導電性繊維の抵抗率は繊維全体で均一となり、電子写真装置用ブラシに該繊維を用いると、ブラシ全体の導電性も均一にする事ができる。また芯と鞘の断面積比は８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）であることが必要であり、さらには７５／２５〜５５／４５（芯／鞘）であることが最も好ましい。芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）とすることで、紡糸時の伸長変形挙動が良好であり、優れた導電性を有するポリエステル繊維が得られる。
【００１７】
本発明の導電性ポリエステル繊維の抵抗率は１０５〜１０８Ω／ｃｍの範囲であることが必要であり、さらに好ましくは１０５〜１０７Ω／ｃｍである。これにより該繊維は導電性が高く、また導電性ばらつきも小さくなるため、電子写真装置用ブラシに用いた場合、優れた効果を得ることができる。
【００１８】
本発明の導電性ポリエステル繊維は、単糸繊度ＣＶが５％以下であることが必要であり、さらに好ましくは４％以下である。電子写真装置用ブラシなどとして導電性繊維を使用した場合、感光ドラム等に接触する際の導電性が均一であることが大変重要であり、マルチフィラメントにおける各単糸１つ１つが感光ドラムに接触する際の単糸断面積を均一に制御することで精細な画像を得ることができる。これまで導電性を決める上で重要なパラメータとして考えられてきた長手方向の導電性ばらつきを制御するだけでは不十分であり、用途に適った優れた導電性を得ることはできない。
【００１９】
本発明の導電性ポリエステル繊維を電子写真装置用ブラシなどとして使用する場合、単糸繊度が細いほど感光ドラムとの接触状態が密で均一となり、良好かつ安定な静電潜像が得られるため、単糸繊度は５ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、また単糸繊度ＣＶが小さくなる領域として単糸繊度２〜５ｄｔｅｘがより好ましい。
【００２０】
しかし上記した特徴を有する導電性ポリエステル繊維は、特に単糸繊度が５ｄｔｅｘ以下と細繊度である場合、ＰＥＴ対比ＣＢ混練による溶融粘度増加が小さいＰＴＴがＣＢ含有ポリマであっても、口金直下のＣＢ含有ＰＴＴの伸張変形に追随できなくなるため紡糸性は低下し、たとえ紡糸可能であっても単糸繊度ＣＶは増大し、そのため電子写真装置用ブラシとして加工した際、導電性にばらつきが生じる懸念がある。特許文献２では、単繊維の電気抵抗値ばらつきを低減するため、紡糸後の熱処理によって制御する方法を提供しているが、この方法では紡糸段階にて生じた繊度ばらつきを抑制することができず、結果として単糸毎の導電性ばらつきの抑制が不十分であるため、均一かつ高い導電性を得ることはできなかった。しかし本発明のように口金直下の雰囲気温度を制御し、吐出糸条の伸張変形を均一にすることで、５ｄｔｅｘ以下の細繊度であっても、本発明の導電性ポリエステル繊維を得ることが出来る。すなわち、ＣＢ含有ＰＴＴを導電成分とする導電性ポリエステル繊維を複合溶融紡糸する際、口金下１０〜３０ｍｍの雰囲気温度を１５０〜２００℃かつ口金下５０〜１００ｍｍの雰囲気温度を５０〜１５０℃に制御する製造方法である。口金下１０〜３０ｍｍの雰囲気温度を１５０〜２００℃とすれば口金面温度の低下、吐出糸条の温度低下を抑制できることから、溶融粘度が高く、単糸繊度が細くとも吐出糸条の伸長均一性に優れ、またさらに口金下５０〜１００ｍｍを５０〜１５０℃に制御することで、糸条の変形速度が極大となる区間での過冷却や冷却不足を抑制できる。
【００２１】
本発明の導電性ポリエステル繊維の製造方法として、例えば別々の溶融押出機にてＣＢ含有ＰＴＴをと繊維形成能の優れたポリエステルを溶融せしめ、ＣＢ含有ＰＴＴが鞘に、繊維形成能の優れたポリエステルが芯になるよう複合紡糸口金より吐出せしめ、冷却、給油し、５００〜２０００ｍ／ｍｉｎで一旦巻き取り、未延伸糸マルチフィラメントが得た後、これを５０〜１００℃の熱ローラーを介し、残留伸度が２０〜７０％になるよう延伸し、さらに１１０〜１８０℃のヒートプレート上で熱処理を行って巻き取る方法等が挙げられる。
【実施例】
【００２２】
以下実施例より本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何等限定されるものではない。なお、実施例中の各特性値は以下の方法を用いて測定した。
【００２３】
１．繊度［ｄｔｅｘ］および単糸繊度［ｄｔｅｘ］の測定
繊維（マルチフィラメント）を長さ１００ｍ分カセ取りし、そのカセ取りした繊維の重量［ｇ］を測定して得た値に１００を掛ける。同様に測定して得た３回の平均値をその繊維の繊度とした。前述の繊度を、フィラメントを構成する単繊維の本数で割った値を単糸繊度［ｄｔｅｘ］とした。
【００２４】
２．カーボンブラックの平均粒径の確認
繊維、又は樹脂を包埋したブロックに酸化ルテニウム溶液を用いて染色を施した後、ウルトラミクロトームにて切削することで、厚さ６０〜１００ｎｍの超薄切片を作成した。これを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察装置にて、加速電圧７５ｋＶで、倍率２万〜１０万倍の任意の倍率で観察を行い、得られた写真を（株）三谷商事製ＷｉｎＲＯＯＦにて、白黒にデジタル化し、該写真上黒く見えるＣＢのすべての面積をそれぞれ計算し、ＣＢを略円形として計算して得られた直径の平均値とした。
【００２５】
３．単糸繊度ＣＶの測定および繊維中におけるＣＢ含有ＰＴＴの割合の算出
繊維のフィラメントをエポキシ樹脂中に包埋したブロックをミクロトームにて、繊維軸方向に垂直な、繊維横断面方向に切削して薄切片を作製し光学顕微鏡２００倍、透過光で観察・撮影した後、得られた繊維横断面写真について（株）三谷商事製ＷｉｎＲＯＯＦにて、同一繊維において、およそ３センチ間隔をおいた任意の５点における断面の画像を解析することで、全フィラメント数の単繊維直径を観察、測定し、単糸繊度ＣＶを算出した。同様の方法でＣＢ含有ＰＴＴ部分とそれ以外の部分の画像を解析することで、ＣＢ含有ＰＴＴの割合を算出した。
【００２６】
４．平均抵抗率［Ω／ｃｍ］の測定
温度２３℃湿度５５％で、試料を少なくとも１時間該雰囲気中に保持した後測定した。送糸ローラーと巻き取りローラーからなる１対の鏡面ローラーで糸を走行させ、ローラー間に東亜ＤＫＫ製絶縁抵抗計ＳＭ−８２２０に接続された２本の棒端子からなるプローブに、走行糸が接するように設置した状態で、棒端子の太さφ２ｍｍ、棒端子で接する糸の距離２０ｍｍ、印可電圧１００Ｖ、送糸速度７００ｍｍ／分、ローラー間の糸張力が０．０５〜０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲になるように調整し（この範囲であれば測定値に差はない）、絶縁抵抗計を用いてサンプリングレート０．２秒で１２００ｍｍの長さ分抵抗値を測定し、得られた値の平均（Ω）を棒端子間で接する糸の距離（２０ｍｍ）で割った値を平均抵抗率［Ω／ｃｍ］とした。
【００２７】
５．固有粘度（ＩＶ）の測定
試料濃度が６．０重量％になるようオルソクロロフェノール溶液で希釈し、オストワルド粘度計を用い、２５℃で測定した。
【００２８】
６．加熱筒内雰囲気温度の測定
（株）カスタム製デジタル温度計ＣＴ−１２００Ｄと高温測定用センサープローブＩＫ―１２００（測定範囲−１６０〜＋１２００℃）を用いて、口金下２０ｍｍおよび７５ｍｍの位置において、それぞれ任意の４点で測定した雰囲気温度の平均値を口金下１０〜３０ｍｍ加熱筒内雰囲気温度、口金下５０〜１００ｍｍ加熱筒内雰囲気温度とした。
【００２９】
実施例１
（イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴ／Ｉ）の調整）
テレフタル酸１５０重量部、イソフタル酸１６重量部およびエチレングリコール７５重量部から通常のエステル化反応によって得た低重量体に、着色防止剤としてリン酸８５％水溶液を０．０３重量部、重縮合触媒として三酸化アンチモン０．０６重量部、着色剤として酢酸コバルト４水塩を０．０６重量部添加し重縮合反応を行い、ＩＶ０．６５、融点（Ｔｍ）２２２℃のＰＥＴ／Ｉペレットを得た。これを溶融紡糸する際は、１３０℃で２４時間真空乾燥して用いた。
（ＰＴＴの製法およびＣＢを添加したＰＴＴ成分の調製）
テレフタル酸ジメチル１３０部（６．７モル部）、１,３−プロパンジオール１１４部（１５モル部）、酢酸カルシウム１水和塩０．２４部（０．０１４モル部）酢酸リチウム２水和塩０．１部（０．０１モル部）を仕込んで、メタノールを留去しながらエステル交換反応を行うことで得た低重量体に、トリメチルフォスフェート０．０６５部とチタンテトラブトキシド０．１３４部を添加して１,プロパンジオールを留去しながら、重縮合反応を行いチップ状のプレポリマを得た。得られたプレポリマを更に２２０℃、窒素気流下で固相重合を行い、ＩＶ１．１５、融点（Ｔｍ）２２９℃のＰＴＴペレットを得た。
【００３０】
このＰＴＴペレットを１５０℃で１０時間真空乾燥した後、窒素雰囲気下で粉粒体とし、これを窒素雰囲気下、ＣＢの一種であるファーネスブラック（以下ＦＣＢ、平均粒径３１ｎｍ）と粉体同士で混ぜ合わせた後、２軸エクストルーダ（軸長Ｌ／軸径Ｄ＝４５）を用いて溶融混練した。ここでＦＣＢは混練終了時に得られるＰＴＴとＦＣＢの樹脂組成物においてＦＣＢが２５％になるよう調整し２８０℃で混練した。混練後吐出されたガット状の樹脂組成物を１５℃の水道水で冷却した後、カッターで切断し、ＰＴＴとＦＣＢの樹脂組成物（以下ＰＴＴ−ＦＣＢ）のペレットを得た。これを溶融紡糸する際は、１５０℃で１０時間真空乾燥して用いた。
（芯鞘複合繊維の製造）
エクストルーダ型溶融押出機（軸長Ｌ／軸径Ｄ＝３５）にて、鞘成分にＰＴＴ−ＦＣＢを、芯成分にＰＥＴ／Ｉをそれぞれ別々に溶融せしめ、紡糸温度２６０℃で、口径０．３ｍｍ、孔数が４８個の丸形の孔形状の口金から糸条を吐出させ、複合溶融紡糸を行った。吐出直後、加熱長３０ｍｍと７０ｍｍの加熱筒を用いて口金下雰囲気温度を制御した後冷却し、実効成分として糸に対し１重量％の付着量となるよう、油剤（実効成分２０重量％濃度）を付着せしめた後、１０００ｍ／分の引き取り速度で巻き取り、未延伸糸を得た。紡糸性に問題はなく１２時間の連続紡糸においても全く断糸が無かった。
【００３１】
得られた未延伸糸は５０℃の熱ローラーを介し、残留伸度が６０％になるよう延伸し、さらに１５０℃のヒートプレート上で熱処理を行って巻き取り、総繊度２２０ｄｔｅｘ、フィラメント数４８本の延伸糸を巻き取った。延伸中、全く問題なく延伸できた。また得られた繊維の平均抵抗率、単糸繊度ＣＶは目標値を達成した。
（画像品位の評価）
得られた繊維を密度６００００本／ｃｍ２パイル状に製織し、ベルベット状に加工した布帛を、バイアスに巻き付け、クリーナーブラシを得た。これを乾式複写機に搭載し、テストチャート紙を用いて印字評価を行った。得られた印刷物には一切の汚れがなく、印刷精度は非常に優れていた。表１に使用した繊維の糸物性と画像品位の査定結果について示す。また画像品位に関する指標は以下の通りであり、○○、○、△を合格と評価した。
○○：印刷物に汚れがない。
○：印刷物に１〜１０点の微少な筋状の汚れがあるものの、ほとんどわからない。
△：印刷回数１１〜２０点の微少な筋状の汚れがあるものの、あまり目立たない。
×：印刷物に２１点以上の筋状の汚れがあり、目立って見える。
表１に実施例１〜７までの結果をまとめて示す。
【００３２】
実施例２
単糸繊度を７．０ｄｔｅｘとした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶ、平均抵抗率とも良好であり、規定の目標値を達成した。また画像品位の評価において得られた印刷物に、微弱な筋状の汚れを１２点確認したが、問題のない程度であった。
【００３３】
実施例３
単糸繊度を１．５ｄｔｅｘとした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶ、平均抵抗率ともに増大したが、規定の目標値を達成した。画像品位の評価において得られた印刷物に、微弱な筋状の汚れを１４点確認したが、問題のない程度であった。
【００３４】
実施例４
含有ＣＢ濃度を２２重量％とした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比平均抵抗率が高かったが、単糸繊度ＣＶともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸においても問題なかった。また画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを１６点確認したものの、問題ない程度であった。
【００３５】
実施例５
含有ＣＢ濃度を３０重量％とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶが高かったが、平均抵抗率ともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸においても問題なかった。また画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを９点確認したものの、ほとんど問題ない程度であった。
【００３６】
実施例６
繊維の形状を芯鞘複合比８対２とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比平均抵抗率が高かったが、単糸繊度ＣＶともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸共についても問題なかった。画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを１５点確認したものの、問題ない程度であった。
【００３７】
実施例７
繊維の形状を芯鞘複合比５対５とした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶが高かったが、平均抵抗率ともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸においても問題なかった。画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを７点確認したが、画像品位には問題ない程度であった。
【００３８】
比較例１
ＣＢ含有ポリマをＰＢＴとして紡糸した以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。ＰＴＴを使用した実施例１対比溶融粘度が大きく増大し、巻き取りはできたものの、紡糸、延伸ともに糸切れが多発し、また得られた繊維の単糸繊度ＣＶが大きく規定の目標値を達成することができなかった。画像品位の評価では、印刷物の各所に筋状の大きな汚れが目立ち印刷精度は非常に低くかった。表２に比較例１〜４の結果を示す。
【００３９】
比較例２
含有ＣＢ濃度を４０重量％とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。巻き取りはできたものの紡糸、延伸ともに糸切れが多発し、得られた導電性繊維は非常に高い導電性を有していたが、単糸繊度ＣＶが大きく目標値未達であった。画像品位の評価では印刷物上に斑が多く、目立って見えた。
【００４０】
比較例３
ＰＴＴ−ＦＣＢを芯成分とし、ＰＥＴ／Ｉを鞘成分とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。紡糸、延伸共に全く問題なく、単糸繊度ＣＶも非常に良好であったが、平均抵抗率が非常に高く目標値未達であった。画像品位の評価では、印刷物全体に無数の筋状の汚れがあり、画像精度は非常に低かった。
【００４１】
比較例４
ＰＴＴ−ＦＣＢのみを用いて溶融紡糸を行った以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。巻き取りはできたものの紡糸、延伸ともに糸切れが多発し、得られた導電性繊維は導電性に優れていたが、単糸繊度ＣＶが大きく目標値未達であった。画像品位の評価では、印刷物の各所に大きな筋状の汚れが目立った。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性に優れたポリエステル繊維およびその製法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで高機能性繊維の開発は盛んに行われてきているが、中でも「導電性」は、最も重要な機能の一つである。導電性を有した繊維は、クリーンルーム用の衣料繊維やカーペットへの混繊繊維として、また装置内に組み込まれる部品に使用される繊維として、静電気を除去する目的や装置内で電荷を付与する目的で使用され、衣料用や各種産業用など幅広い分野において大きな需要が期待される。
【０００３】
繊維への導電性付与の方法としてカーボンブラックを添加する技術がいくつか提案されている。ナイロンを初めとするポリアミド繊維はカーボンブラックの分散性が良いことから、これまで導電成分にカーボンブラックを混練したナイロンを用いた導電性繊維が多くあるが、季節や気候の変動、温湿変化といった外部の影響により導電性能が変化することが問題であった。一方ポリエステルを用いた場合、導電性は外部環境に依らず安定であるが、ナイロンと比較するとカーボンブラックの分散性が悪く、多量に添加すると著しく増粘し紡糸性が悪化することが問題であった。これらの問題を解決するため、導電成分に主たる繰り返し構造がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル「ポリトリメチレンテレフタレート」にカーボンブラックを混練したポリエステルを用いる発明が開示されている（特許文献１）。カーボンブラック混練ポリトリメチレンテレフタレートを導電成分に用いると、温度、湿度などの変化によらず導電性能は安定であり、また紡糸性もカーボンブラックを混練したポリエチレンテレフタレートやポリテトラメチレンテレフタレートなどの従来ポリエステル対比良好である。
【０００４】
電子写真装置用ブラシなどの用途では、均一かつ高い導電性が求められることから導電性ポリエステル繊維を使用することで、高温条件下でも安定した導電性が得られるとして注目されている。しかし、カーボンブラックをポリトリメチレンテレフタレートに混練した場合でも、カーボンブラックを混練していない従来ポリエステル対比溶融粘度が増大するため、カーボンブラック混練ポリエチレンテレフタレートを単成分で紡糸すると、得られる繊維の単糸繊度斑が大きくなるため、電子写真装置用ブラシとして加工した場合、導電性が不均一になり鮮明な画像が得られないという問題があった。
【０００５】
単繊維の電気抵抗値ばらつきを低減するため、紡糸後の熱処理によって制御する方法を提供している（特許文献２）が、この方法では紡糸段階にて生じた繊度ばらつきを抑制することができず、結果として単糸毎の電気抵抗値ばらつきを制御することができず、均一かつ高い導電性を得ることはできなかった。
【特許文献１】特開２００７−１９１８４３号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００４―１１０４７号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題を解決するため、導電性および環境安定性に優れ単糸繊度の均一性が高い導電性ポリエステル繊維およびその製法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための本発明は、カーボンブラックを２０〜３０重量％を含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルを芯部に配し、芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）の同心円状の芯鞘複合繊維であって、平均抵抗率１０５〜１０８Ω／ｃｍ以下、単糸繊度ＣＶが５％以下であることを特徴とする導電性ポリエステル繊維を得ることで解決される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明において得られた導電性ポリエステル繊維は、外部影響に依らず導電性が安定であり、単糸繊度ばらつきが小さいことから、精密な印刷が要求される電子写真装置用ブラシの原糸などに適した素材となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１０】
本発明の導電性ポリエステル繊維は、繊維中にカーボンブラック（以下ＣＢ）を含有する、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステル「ポリトリメチレンテレフタレート（以下ＰＴＴ）」を少なくとも構成単位の一部として含む。このＣＢ含有ＰＴＴが本発明の繊維において主たる導電性を担う。
【００１１】
通常、一般的に用いられるポリエステル「ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴ）」、「ポリテトラメチレンテレフタレート（以下ＰＢＴ）」では、ＣＢを２０重量％程度含有させると、溶融粘度が著しく増大し、溶融紡糸中の糸切れが多発し全く引き取りが出来ない。一方ＰＴＴでは、ＣＢを２０重量％以上含有させた場合であっても溶融紡糸が可能である。また特許文献２のように導電成分としてＣＢを混練するポリマがナイロン６である場合、ポリエステル対比ＣＢ混練による溶融粘度の増大は小さいため、紡糸性はほとんど変わらないが、外部環境により導電性が変化する問題がある。
【００１２】
本発明の導電性ポリエステル繊維に用いるＰＴＴは、カルボン酸であるテレフタル酸とアルコールであるトリメチレングリコールのエステル化反応により形成される、主たる繰り返し構造がトリメチレンテレフタレートからなるポリマである。主たる繰り返し構造とは、トリメチレンテレフタレート単位が５０モル％以上であることを意味する。
【００１３】
また本発明の要旨を損ねない範囲で共重合成分などが含有されていてもよい。例えばジカルボン酸化合物、ジオール系化合物、ヒドロキシカルボン酸などの誘導体、付加体、構造異性体、光学異性体などを１種類単独で用いても、また本発明の趣旨を損ねない範囲であれば、それらを二種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１４】
本発明の導電性ポリエステル繊維に用いるＰＴＴに含有されるＣＢは、ＰＴＴに含有せしめた際、繊維物性を損ねず、また凝集しないことが重要であるから、ファーネス法により得られるファーネスブラック、ケッチェン法により得られるケッチェンブラック、アセチレンガスを原料とするアセチレンブラックが好ましい。また紡糸時の濾圧上昇や糸切れ、また繊維強度の低下がないことから、ＣＢ粒子径は１〜５００ｎｍの範囲が好ましく、５〜４００ｎｍがより好ましい。さらにＰＴＴのＣＢ含有量は２０〜３０重量％であり、さらに好ましくはＣＢ含有量２３〜２７重量％である。ＣＢ濃度２０〜３０重量％とすることで十分な導電性を維持しつつ、溶融粘度の増大による紡糸性の低下、単糸繊度ＣＶの増大を抑制できる。
【００１５】
本発明の導電性ポリエステル繊維は、繊維形成能に優れるＣＢ非含有ポリエステル系ポリマを芯部に、ＣＢ含有ＰＴＴを鞘部に配列した芯鞘複合糸である。芯部をＣＢ非含有ポリエステル系ポリマとすることで、鞘部のＣＢ含有ＰＴＴの伸張変形を補助するので、紡糸性に優れ、かつ単糸繊度ＣＶの小さい導電性ポリエステル繊維が得られる。芯部のポリマの組成は、例えばＰＥＴ、ＰＢＴおよびそれらを主とした共重合ポリエステルを好ましく用いることができる。
【００１６】
本発明の導電性ポリエステル繊維において、すべての任意の箇所における断面形状はＣＢ含有ＰＴＴが繊維表面に同心円状に配列した形態であり、繊維表面から中心点に向かうＣＢ含有ＰＴＴの厚さが均等である。これにより得られた導電性繊維の抵抗率は繊維全体で均一となり、電子写真装置用ブラシに該繊維を用いると、ブラシ全体の導電性も均一にする事ができる。また芯と鞘の断面積比は８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）であることが必要であり、さらには７５／２５〜５５／４５（芯／鞘）であることが最も好ましい。芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）とすることで、紡糸時の伸長変形挙動が良好であり、優れた導電性を有するポリエステル繊維が得られる。
【００１７】
本発明の導電性ポリエステル繊維の抵抗率は１０５〜１０８Ω／ｃｍの範囲であることが必要であり、さらに好ましくは１０５〜１０７Ω／ｃｍである。これにより該繊維は導電性が高く、また導電性ばらつきも小さくなるため、電子写真装置用ブラシに用いた場合、優れた効果を得ることができる。
【００１８】
本発明の導電性ポリエステル繊維は、単糸繊度ＣＶが５％以下であることが必要であり、さらに好ましくは４％以下である。電子写真装置用ブラシなどとして導電性繊維を使用した場合、感光ドラム等に接触する際の導電性が均一であることが大変重要であり、マルチフィラメントにおける各単糸１つ１つが感光ドラムに接触する際の単糸断面積を均一に制御することで精細な画像を得ることができる。これまで導電性を決める上で重要なパラメータとして考えられてきた長手方向の導電性ばらつきを制御するだけでは不十分であり、用途に適った優れた導電性を得ることはできない。
【００１９】
本発明の導電性ポリエステル繊維を電子写真装置用ブラシなどとして使用する場合、単糸繊度が細いほど感光ドラムとの接触状態が密で均一となり、良好かつ安定な静電潜像が得られるため、単糸繊度は５ｄｔｅｘ以下であることが好ましく、また単糸繊度ＣＶが小さくなる領域として単糸繊度２〜５ｄｔｅｘがより好ましい。
【００２０】
しかし上記した特徴を有する導電性ポリエステル繊維は、特に単糸繊度が５ｄｔｅｘ以下と細繊度である場合、ＰＥＴ対比ＣＢ混練による溶融粘度増加が小さいＰＴＴがＣＢ含有ポリマであっても、口金直下のＣＢ含有ＰＴＴの伸張変形に追随できなくなるため紡糸性は低下し、たとえ紡糸可能であっても単糸繊度ＣＶは増大し、そのため電子写真装置用ブラシとして加工した際、導電性にばらつきが生じる懸念がある。特許文献２では、単繊維の電気抵抗値ばらつきを低減するため、紡糸後の熱処理によって制御する方法を提供しているが、この方法では紡糸段階にて生じた繊度ばらつきを抑制することができず、結果として単糸毎の導電性ばらつきの抑制が不十分であるため、均一かつ高い導電性を得ることはできなかった。しかし本発明のように口金直下の雰囲気温度を制御し、吐出糸条の伸張変形を均一にすることで、５ｄｔｅｘ以下の細繊度であっても、本発明の導電性ポリエステル繊維を得ることが出来る。すなわち、ＣＢ含有ＰＴＴを導電成分とする導電性ポリエステル繊維を複合溶融紡糸する際、口金下１０〜３０ｍｍの雰囲気温度を１５０〜２００℃かつ口金下５０〜１００ｍｍの雰囲気温度を５０〜１５０℃に制御する製造方法である。口金下１０〜３０ｍｍの雰囲気温度を１５０〜２００℃とすれば口金面温度の低下、吐出糸条の温度低下を抑制できることから、溶融粘度が高く、単糸繊度が細くとも吐出糸条の伸長均一性に優れ、またさらに口金下５０〜１００ｍｍを５０〜１５０℃に制御することで、糸条の変形速度が極大となる区間での過冷却や冷却不足を抑制できる。
【００２１】
本発明の導電性ポリエステル繊維の製造方法として、例えば別々の溶融押出機にてＣＢ含有ＰＴＴをと繊維形成能の優れたポリエステルを溶融せしめ、ＣＢ含有ＰＴＴが鞘に、繊維形成能の優れたポリエステルが芯になるよう複合紡糸口金より吐出せしめ、冷却、給油し、５００〜２０００ｍ／ｍｉｎで一旦巻き取り、未延伸糸マルチフィラメントが得た後、これを５０〜１００℃の熱ローラーを介し、残留伸度が２０〜７０％になるよう延伸し、さらに１１０〜１８０℃のヒートプレート上で熱処理を行って巻き取る方法等が挙げられる。
【実施例】
【００２２】
以下実施例より本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに何等限定されるものではない。なお、実施例中の各特性値は以下の方法を用いて測定した。
【００２３】
１．繊度［ｄｔｅｘ］および単糸繊度［ｄｔｅｘ］の測定
繊維（マルチフィラメント）を長さ１００ｍ分カセ取りし、そのカセ取りした繊維の重量［ｇ］を測定して得た値に１００を掛ける。同様に測定して得た３回の平均値をその繊維の繊度とした。前述の繊度を、フィラメントを構成する単繊維の本数で割った値を単糸繊度［ｄｔｅｘ］とした。
【００２４】
２．カーボンブラックの平均粒径の確認
繊維、又は樹脂を包埋したブロックに酸化ルテニウム溶液を用いて染色を施した後、ウルトラミクロトームにて切削することで、厚さ６０〜１００ｎｍの超薄切片を作成した。これを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察装置にて、加速電圧７５ｋＶで、倍率２万〜１０万倍の任意の倍率で観察を行い、得られた写真を（株）三谷商事製ＷｉｎＲＯＯＦにて、白黒にデジタル化し、該写真上黒く見えるＣＢのすべての面積をそれぞれ計算し、ＣＢを略円形として計算して得られた直径の平均値とした。
【００２５】
３．単糸繊度ＣＶの測定および繊維中におけるＣＢ含有ＰＴＴの割合の算出
繊維のフィラメントをエポキシ樹脂中に包埋したブロックをミクロトームにて、繊維軸方向に垂直な、繊維横断面方向に切削して薄切片を作製し光学顕微鏡２００倍、透過光で観察・撮影した後、得られた繊維横断面写真について（株）三谷商事製ＷｉｎＲＯＯＦにて、同一繊維において、およそ３センチ間隔をおいた任意の５点における断面の画像を解析することで、全フィラメント数の単繊維直径を観察、測定し、単糸繊度ＣＶを算出した。同様の方法でＣＢ含有ＰＴＴ部分とそれ以外の部分の画像を解析することで、ＣＢ含有ＰＴＴの割合を算出した。
【００２６】
４．平均抵抗率［Ω／ｃｍ］の測定
温度２３℃湿度５５％で、試料を少なくとも１時間該雰囲気中に保持した後測定した。送糸ローラーと巻き取りローラーからなる１対の鏡面ローラーで糸を走行させ、ローラー間に東亜ＤＫＫ製絶縁抵抗計ＳＭ−８２２０に接続された２本の棒端子からなるプローブに、走行糸が接するように設置した状態で、棒端子の太さφ２ｍｍ、棒端子で接する糸の距離２０ｍｍ、印可電圧１００Ｖ、送糸速度７００ｍｍ／分、ローラー間の糸張力が０．０５〜０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲になるように調整し（この範囲であれば測定値に差はない）、絶縁抵抗計を用いてサンプリングレート０．２秒で１２００ｍｍの長さ分抵抗値を測定し、得られた値の平均（Ω）を棒端子間で接する糸の距離（２０ｍｍ）で割った値を平均抵抗率［Ω／ｃｍ］とした。
【００２７】
５．固有粘度（ＩＶ）の測定
試料濃度が６．０重量％になるようオルソクロロフェノール溶液で希釈し、オストワルド粘度計を用い、２５℃で測定した。
【００２８】
６．加熱筒内雰囲気温度の測定
（株）カスタム製デジタル温度計ＣＴ−１２００Ｄと高温測定用センサープローブＩＫ―１２００（測定範囲−１６０〜＋１２００℃）を用いて、口金下２０ｍｍおよび７５ｍｍの位置において、それぞれ任意の４点で測定した雰囲気温度の平均値を口金下１０〜３０ｍｍ加熱筒内雰囲気温度、口金下５０〜１００ｍｍ加熱筒内雰囲気温度とした。
【００２９】
実施例１
（イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴ／Ｉ）の調整）
テレフタル酸１５０重量部、イソフタル酸１６重量部およびエチレングリコール７５重量部から通常のエステル化反応によって得た低重量体に、着色防止剤としてリン酸８５％水溶液を０．０３重量部、重縮合触媒として三酸化アンチモン０．０６重量部、着色剤として酢酸コバルト４水塩を０．０６重量部添加し重縮合反応を行い、ＩＶ０．６５、融点（Ｔｍ）２２２℃のＰＥＴ／Ｉペレットを得た。これを溶融紡糸する際は、１３０℃で２４時間真空乾燥して用いた。
（ＰＴＴの製法およびＣＢを添加したＰＴＴ成分の調製）
テレフタル酸ジメチル１３０部（６．７モル部）、１,３−プロパンジオール１１４部（１５モル部）、酢酸カルシウム１水和塩０．２４部（０．０１４モル部）酢酸リチウム２水和塩０．１部（０．０１モル部）を仕込んで、メタノールを留去しながらエステル交換反応を行うことで得た低重量体に、トリメチルフォスフェート０．０６５部とチタンテトラブトキシド０．１３４部を添加して１,プロパンジオールを留去しながら、重縮合反応を行いチップ状のプレポリマを得た。得られたプレポリマを更に２２０℃、窒素気流下で固相重合を行い、ＩＶ１．１５、融点（Ｔｍ）２２９℃のＰＴＴペレットを得た。
【００３０】
このＰＴＴペレットを１５０℃で１０時間真空乾燥した後、窒素雰囲気下で粉粒体とし、これを窒素雰囲気下、ＣＢの一種であるファーネスブラック（以下ＦＣＢ、平均粒径３１ｎｍ）と粉体同士で混ぜ合わせた後、２軸エクストルーダ（軸長Ｌ／軸径Ｄ＝４５）を用いて溶融混練した。ここでＦＣＢは混練終了時に得られるＰＴＴとＦＣＢの樹脂組成物においてＦＣＢが２５％になるよう調整し２８０℃で混練した。混練後吐出されたガット状の樹脂組成物を１５℃の水道水で冷却した後、カッターで切断し、ＰＴＴとＦＣＢの樹脂組成物（以下ＰＴＴ−ＦＣＢ）のペレットを得た。これを溶融紡糸する際は、１５０℃で１０時間真空乾燥して用いた。
（芯鞘複合繊維の製造）
エクストルーダ型溶融押出機（軸長Ｌ／軸径Ｄ＝３５）にて、鞘成分にＰＴＴ−ＦＣＢを、芯成分にＰＥＴ／Ｉをそれぞれ別々に溶融せしめ、紡糸温度２６０℃で、口径０．３ｍｍ、孔数が４８個の丸形の孔形状の口金から糸条を吐出させ、複合溶融紡糸を行った。吐出直後、加熱長３０ｍｍと７０ｍｍの加熱筒を用いて口金下雰囲気温度を制御した後冷却し、実効成分として糸に対し１重量％の付着量となるよう、油剤（実効成分２０重量％濃度）を付着せしめた後、１０００ｍ／分の引き取り速度で巻き取り、未延伸糸を得た。紡糸性に問題はなく１２時間の連続紡糸においても全く断糸が無かった。
【００３１】
得られた未延伸糸は５０℃の熱ローラーを介し、残留伸度が６０％になるよう延伸し、さらに１５０℃のヒートプレート上で熱処理を行って巻き取り、総繊度２２０ｄｔｅｘ、フィラメント数４８本の延伸糸を巻き取った。延伸中、全く問題なく延伸できた。また得られた繊維の平均抵抗率、単糸繊度ＣＶは目標値を達成した。
（画像品位の評価）
得られた繊維を密度６００００本／ｃｍ２パイル状に製織し、ベルベット状に加工した布帛を、バイアスに巻き付け、クリーナーブラシを得た。これを乾式複写機に搭載し、テストチャート紙を用いて印字評価を行った。得られた印刷物には一切の汚れがなく、印刷精度は非常に優れていた。表１に使用した繊維の糸物性と画像品位の査定結果について示す。また画像品位に関する指標は以下の通りであり、○○、○、△を合格と評価した。
○○：印刷物に汚れがない。
○：印刷物に１〜１０点の微少な筋状の汚れがあるものの、ほとんどわからない。
△：印刷回数１１〜２０点の微少な筋状の汚れがあるものの、あまり目立たない。
×：印刷物に２１点以上の筋状の汚れがあり、目立って見える。
表１に実施例１〜７までの結果をまとめて示す。
【００３２】
実施例２
単糸繊度を７．０ｄｔｅｘとした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶ、平均抵抗率とも良好であり、規定の目標値を達成した。また画像品位の評価において得られた印刷物に、微弱な筋状の汚れを１２点確認したが、問題のない程度であった。
【００３３】
実施例３
単糸繊度を１．５ｄｔｅｘとした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶ、平均抵抗率ともに増大したが、規定の目標値を達成した。画像品位の評価において得られた印刷物に、微弱な筋状の汚れを１４点確認したが、問題のない程度であった。
【００３４】
実施例４
含有ＣＢ濃度を２２重量％とした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比平均抵抗率が高かったが、単糸繊度ＣＶともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸においても問題なかった。また画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを１６点確認したものの、問題ない程度であった。
【００３５】
実施例５
含有ＣＢ濃度を３０重量％とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶが高かったが、平均抵抗率ともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸においても問題なかった。また画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを９点確認したものの、ほとんど問題ない程度であった。
【００３６】
実施例６
繊維の形状を芯鞘複合比８対２とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比平均抵抗率が高かったが、単糸繊度ＣＶともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸共についても問題なかった。画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを１５点確認したものの、問題ない程度であった。
【００３７】
実施例７
繊維の形状を芯鞘複合比５対５とした以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行い、画像品位の評価も行った。実施例１対比単糸繊度ＣＶが高かったが、平均抵抗率ともに規定の目標値を達成し、紡糸、延伸においても問題なかった。画像品位の評価を行った際、微弱な筋状の汚れを７点確認したが、画像品位には問題ない程度であった。
【００３８】
比較例１
ＣＢ含有ポリマをＰＢＴとして紡糸した以外は実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。ＰＴＴを使用した実施例１対比溶融粘度が大きく増大し、巻き取りはできたものの、紡糸、延伸ともに糸切れが多発し、また得られた繊維の単糸繊度ＣＶが大きく規定の目標値を達成することができなかった。画像品位の評価では、印刷物の各所に筋状の大きな汚れが目立ち印刷精度は非常に低くかった。表２に比較例１〜４の結果を示す。
【００３９】
比較例２
含有ＣＢ濃度を４０重量％とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。巻き取りはできたものの紡糸、延伸ともに糸切れが多発し、得られた導電性繊維は非常に高い導電性を有していたが、単糸繊度ＣＶが大きく目標値未達であった。画像品位の評価では印刷物上に斑が多く、目立って見えた。
【００４０】
比較例３
ＰＴＴ−ＦＣＢを芯成分とし、ＰＥＴ／Ｉを鞘成分とした以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。紡糸、延伸共に全く問題なく、単糸繊度ＣＶも非常に良好であったが、平均抵抗率が非常に高く目標値未達であった。画像品位の評価では、印刷物全体に無数の筋状の汚れがあり、画像精度は非常に低かった。
【００４１】
比較例４
ＰＴＴ−ＦＣＢのみを用いて溶融紡糸を行った以外は、実施例１と同様の製糸条件、延伸条件で行った。またその後、実施例１と同様の方法で画像品位の評価を行った。巻き取りはできたものの紡糸、延伸ともに糸切れが多発し、得られた導電性繊維は導電性に優れていたが、単糸繊度ＣＶが大きく目標値未達であった。画像品位の評価では、印刷物の各所に大きな筋状の汚れが目立った。
【００４２】
【表１】
【００４３】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックを２０〜３０重量％含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルを芯部に配し、芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）の同心円状の芯鞘複合繊維であって、平均抵抗率１０５〜１０８Ω／ｃｍ、単糸繊度変動係数（ＣＶ）が５％以下であることを特徴とする導電性ポリエステル繊維。
【請求項２】
単糸繊度が５ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ポリエステル繊維。
【請求項３】
カーボンブラックを２０〜３０重量％含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルが鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルが芯部になるように複合溶融紡糸する際、口金下１０〜３０ｍｍの雰囲気温度を１５０〜２００℃、かつ口金下５０〜１００ｍｍの雰囲気温度を５０〜１５０℃に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ポリエステル繊維の製造方法。
【請求項１】
カーボンブラックを２０〜３０重量％含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルを鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルを芯部に配し、芯鞘複合比８０／２０〜５０／５０（芯／鞘）の同心円状の芯鞘複合繊維であって、平均抵抗率１０５〜１０８Ω／ｃｍ、単糸繊度変動係数（ＣＶ）が５％以下であることを特徴とする導電性ポリエステル繊維。
【請求項２】
単糸繊度が５ｄｔｅｘ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性ポリエステル繊維。
【請求項３】
カーボンブラックを２０〜３０重量％含有し、主たる繰り返し構造単位がトリメチレンテレフタレートからなるポリエステルが鞘部に、繊維形成能に優れたＣＢ非含有ポリエステルが芯部になるように複合溶融紡糸する際、口金下１０〜３０ｍｍの雰囲気温度を１５０〜２００℃、かつ口金下５０〜１００ｍｍの雰囲気温度を５０〜１５０℃に制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の導電性ポリエステル繊維の製造方法。
【公開番号】特開２０１０−３７７０３（Ｐ２０１０−３７７０３Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０５４００（Ｐ２００８−２０５４００）
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月８日（２００８．８．８）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]