導電性合成樹脂フィラメント
【課題】耐久性と導電性を同時に満たす導電性合成樹脂フィラメントの提供。
【解決手段】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被覆層とからなる導電性合成樹脂フィラメントであって、前記導電性被覆層が少なくとも熱可塑性エラストマーを含有し、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする導電性合成樹脂フィラメント。
【解決手段】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被覆層とからなる導電性合成樹脂フィラメントであって、前記導電性被覆層が少なくとも熱可塑性エラストマーを含有し、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする導電性合成樹脂フィラメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性と導電性を同時に満たす導電性合成樹脂フィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性フィラメントは従来から種々の工業分野に使用されている。例えば、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や、紙おむつ、生理製品などといったサニタリー製品の製造時や、布帛の乾燥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、或いはヘアブラシや工業用ブラシなどの用途にも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、主原料となる合成樹脂に導電性のカーボンブラックをブレンドした導電性樹脂を溶融押し出しし、冷却、熱延伸してフィラメント化したもの、或いは鞘成分や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】
しかしながら、これら従来の導電性フィラメントは、溶融押し出し後に延伸されることによって、カーボンブラックの鎖状構造が破壊されるため、いずれの場合も十分な導電性が得られないという製造プロセス上致命的な問題点があった。
【０００５】
この問題点を解決するための技術としては、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の表面に、導電性樹脂を溶融被覆した導電性合成樹脂フィラメントに関する技術（例えば、特許文献１参照）が知られている。しかしながら、この場合には、導電性樹脂は芯層に被覆されるだけで延伸を伴わないため、確かに良好な導電性能を有する導電性フィラメントが得られるものの、被覆層が未延伸、即ち無配向な状態であることに起因してその構造が非常に脆く、織り工程において被覆層が削れたり、織物製品としての繰り返し使用した際に摩擦に対する耐久性が不十分であり、ひいてはそうした被覆層の削れによって、織物製品の導電性能が低下するといった新たな問題が生じていた。
【０００６】
したがって、耐久性と導電性を同時に満たす導電性フィラメントは、各種用途で要望されながら、その技術課題をクリアするには至っていないのが実状であった。
【特許文献１】特開２００２−３３９２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決、すなわち、耐久性と導電性を同時に満たす導電性合成樹脂フィラメントの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明によれば、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被覆層とからなる導電性合成樹脂フィラメントであって、前記導電性被覆層が少なくとも熱可塑性エラストマーを含有し、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする導電性合成樹脂フィラメントが提供される。
【０００９】
なお、本発明の導電性合成樹脂フィラメントにおいては、前記熱可塑性エラストマーがオレフィン系エラストマーであること、前記熱可塑性エラストマーの含有量が導電性被覆層の全体に対して５〜５０重量％であること、体積固有抵抗値が１０００Ω・ｃｍ未満であること、前記芯層の樹脂と導電性被覆層の熱可塑性エラストマー以外の樹脂とが同種のポリマー樹脂から構成されていること、および前記同種のポリマー樹脂がポリエチレンテレフタレートであること、がいずれも好ましい条件として挙げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下に説明するとおり、耐久性と導電性を同時に満たす導電性合成樹脂フィラメントを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１２】
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なり、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする。
【００１３】
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ー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。
【００１４】
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。また、これらを、単独成分として使っても良いし、複数成分のブレンド物として使っても良い。
【００１５】
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ー樹脂を溶融押出し、冷却・熱延伸・熱セットすることにより成形される。
【００１６】
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場合は、これを撚糸として使用することができる。
【００１７】
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ー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い。
【００１８】
一方、導電性被覆層を形成する導電性ポリマー樹脂としては、カーボンブラックを高濃度にブレンドしたポリマー樹脂組成物が使用されるが、その主成分となるポリマー樹脂については、前記芯層を形成するポリマー樹脂として例示したものと同様の樹脂を用いることができる。
【００１９】
ここで、芯層と導電性被覆層は異種のポリマー樹脂であっても、同種のポリマー樹脂であっても良いが、同種のポリマー樹脂であることが、芯層と導電性被覆層の界面接着性が良好な状態となり、これによって耐屈曲摩耗性が向上するためより好ましい。また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントをドライヤーベルトや抄紙機のドライヤーカンバスなどの工業用織物などの用途に使用する際には、熱セット工程を通過させることが必要になるが、この際フィラメントの寸法安定性が良い程、芯層と導電性被覆層の界面接着性が保たれることになる。この観点から、前記同種のポリマー樹脂は比較的寸法安定性の優れた樹脂であるポリエチレンテレフタレートであることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の導電性合成樹脂フィラメント、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことが特徴であり、この導電性合成樹脂フィラメントを使用した場合には、その優れた耐屈曲摩耗性によって、織り工程や織物製品として繰り返し使用した際にフィラメントが受ける摩擦や衝撃に対しても、従来になく極めて優れた耐久性を達成することが可能となる。
【００２１】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、その導電性被覆層に主原料となる合成樹脂や導電成分以外にも、粒子、艶消し剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、消臭剤、抗菌剤、抗酸化剤、耐熱剤、耐光剤、紫外線吸収剤、着色顔料、その他機能性添加剤や各種改質剤などの添加物を必要に応じて含有させても良い。
【００２２】
特に、導電性合成樹脂フィラメントの耐久性を向上させる観点では、導電性被覆層に熱可塑性エラストマーをブレンドすることが必要であり、中でもオレフィン系エラストマーをブレンドすることが好ましい。このメカニズムは現在のところ明確になっていないが、熱可塑性エラストマーをブレンドすることによって、無配向で構造の脆い導電性被覆層にゴム状の柔軟性が付与され、特に屈曲状態での摩擦の際に、導電性被覆層にかかる応力集中がエラストマーを介して緩和されることによって、導電性被覆層全体として摩耗を受けにくい構造に改質され、これに起因して導電性合成樹脂フィラメントの耐久性が向上するものと推定される。また、中でもオレフィン系エラストマーが好ましい理由としては、このエラストマー自体の摩耗特性が優れることや導電成分とのブレンド性が優れていることなどが挙げられる。
【００２３】
なお、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系、塩ビ系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ニトリル系、ポリアミド系、フッ素系、塩素化ポリエチレン系、１・２ポリブタジエン、トランス１・４ＩＲ、シリコーン系、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイなどが挙げられるが、特に限定されず従来公知のものを用いることができ、例えば、化学工業日報社出版の「１２０９３の化学商品」（９７７〜９８０頁）に記載されている熱可塑性エラストマーなども用いることができる。オレフィン系エラストマーの具体例としては、例えば、三井化学社製「ミラストマー」、ＡＥＳジャパン社製「サントプレーン」「ジオラスト」「トレフシン」、住友化学社製「住友ＴＰＥ」、三菱化学社製「サーモラン」「ゼラス」、日本ポリオレフィン社製「オレフレックス」、アプコ社製「ミラプレーン」「サーモラン」、東洋紡社製「サーリンク」、チッソ社製「ニューコン」、プラス・テク社製「アムゼル」、リケンテクノス社製「マルチユースドレストマー」、出光石油化学社製「出光ＴＰＯ」などが例示できる。
【００２４】
熱可塑性エラストマーは、本発明の導電性合成樹脂フィラメントの導電性や溶融被覆工程での工程通過性に影響を及ぼさない範囲内で添加することができる。特に、オレフィン系エラストマーの場合には、導電性被覆層の全体に対して５〜５０重量％、より好ましくは１５〜３５重量％添加することが、耐久性および溶融被覆工程での工程通過性の両立が可能となるため好ましい。熱可塑性エラストマーのブレンド量が上記の範囲を外れる場合には、耐久性および／または工程通過性が阻害される傾向となるため好ましくない。
【００２５】
また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、特に体積固有抵抗値が１０００Ω・ｃｍ未満であれば、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も、優れた静電防止効果を発現するため好ましい。同様の観点から、体積固有抵抗値が５００Ω・ｃｍ未満であれば、さらに製品としての導電性能が向上するため好ましい。
【００２６】
また、導電性被覆層を形成するポリマー樹脂に含まれる導電性カーブンブラックとしては、ＤＢＰ給油量（９ｇ法）が３４０ｍｌ／１００ｇ以上の高導電性のカーボンブラックが好ましい。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。
【００２７】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、ポリマー樹脂を溶融押出し、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、導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂を溶融被覆することにより形成されるため、導電性被覆層のポリマー樹脂組成物としては、導電性カーボンブラックを６〜３０重量％の高濃度で含有するものを使用することができ、導電性ポリマー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、それ以下のカーホ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ー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。
【００２８】
なお、本発明の導電性合成樹脂フィラメントの被覆成分として使用する導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂は、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。また、この際、必要に応じて熱可塑性エラストマーなどの機能性添加剤や各種改質剤を混練させることができる。或いは、機能性添加剤や各種改質剤を、導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂とドライブレンドし、後述する溶融被覆装置に直接供することもできる。
【００２９】
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ては、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、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、溶融被覆装置により導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂が溶融被覆される。溶融被覆装置には、被覆されたポリマー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。
【００３０】
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、全断面積に対する導電性被覆層の占める割合が３〜６０％であることが好ましい。導電性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、導電性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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、耐久性と導電性を同時に満たす従来にない新規な機能性フィラメントであることから、その特性を生かして、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好適に用いることができる。
【実施例】
【００３４】
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物性および性能評価方法について説明する。
【００３５】
［断面積比］
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ＫＥＹＥＮＣＥ社製デジタル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。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。
【００３６】
［耐屈曲摩耗性］
導電性合成樹脂フィラメント試料に対して、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じて屈曲摩耗試験を行い、次の方法でその耐屈曲摩耗性を評価した。
【００３７】
まず、固定されたφ１．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＳＷＰ−ＳＦ））の上に接触させた試料を、前記摩擦子の左右各５５度角度で斜め下に設けたフリーローラー２個（ローラー間距離：７０ｍｍ）の下に掛け、別の１個のフリーローラーの上を介して試料の一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットした。次に、試料を接触往復回数速度１０５回／分、往復ストローク２５ｍｍの条件で摩擦子に１００回の接触往復摩擦させた。
【００３８】
上記屈曲摩耗試験後の試料の断面を顕微鏡で観察し、その断面状態から次の基準で試料の耐屈曲摩耗性を評価した。
◎：導電性被覆層の摩耗が殆どない。（耐屈曲摩耗性極めて良好）
○：導電性被覆層の摩耗が少ない。（耐屈曲摩耗性良好）
△：導電性被覆層は摩耗しているが芯層は露出していない。（耐屈曲摩耗性まずまず）
×：導電性被覆層の摩耗が激しく、芯層が露出している。（耐屈曲摩耗性不良）。
【００３９】
［体積固有抵抗値］
東亜電波工業社製極超絶縁計「ＳＭ−１０型」を使用して次の方法で測定した。
【００４０】
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時間乾燥させた後、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、印加して試料の抵抗値を測定し、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。
体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）＝測定抵抗値（Ω）×糸の断面積（ｃｍ２ ）／電極間距離（ｃｍ）
【００４１】
［耐久性］
導電性合成樹脂フィラメントを使用した織物を、ドライヤーベルトとして４００ｍ／分で３０日連続使用した後の織物中の導電性合成樹脂フィラメントの状態から、次の基準で評価した。
◎：使用前と全く変わらない。（耐久性極めて良好）
○：導電性被覆層の削れが極僅かに存在する。（耐久性良好）
△：導電性被覆層の削れや剥離が僅かに存在する。（耐久性まずまず）
×：導電性被覆層の削れや剥離が多く存在し、その削れカスがベルトの表面に多く付着し ている。（耐久性不良）。
【００４２】
［制電性］
春日電機社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、次の基準で評価した。なお、測定時期は、走行開始直後及び３０日後とした。
◎：１０ｋＶ未満（制電性極めて良好）
○：１０ｋＶ以上３０ｋＶ未満（制電性良好）
△：３０ｋＶ以上５０ｋＶ未満（制電性まずまず）
×：５０ｋＶ以上（制電性不良）。
【００４３】
[実施例１]
ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）４７重量％、高分子量飽和共重合ポリエステル樹脂（東レ社製「ケミットＱ−１５００」）２２重量％、オレフィン系エラストマー（出光石油化学社製「出光ＴＰＯ（Ｒ１１０Ｅ）」）２０重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）１１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ＰＥＴ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、導電性被覆層２として使用した。
【００４４】
一方、ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）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、４葉状異形断面を有し、その外径が５００μｍ、内径が３６０μｍ、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘのモノフィラメントを作製し、これを芯層１として使用した。
【００４５】
プラ技研社製横型成型装置「ＨＴ−６５Ｃ」を使用し、芯層１に導電性被覆層２を溶融被覆することにより、直径６１０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。その物性評価結果を表１に示す。
【００４６】
また、屈曲摩耗試験後の試料の断面写真を図１に示す。図１から明らかなように、導電性被覆層２に屈曲摩耗試験によって削れた部分３は認められたが、芯層１は露出していなかった。
【００４７】
得られた導電性合成樹脂モノフィラメントを、工業用織物の例として、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／２．５４ｃｍ）を作製した。この織物の性能評価結果を表１に示す。
【００４８】
[実施例２]
導電性被覆層の厚さを変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘの導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００４９】
[実施例３]
被覆層２を、ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）５７重量％、高分子量飽和共重合ポリエステル樹脂（東レ社製「ケミットＱ−１５００」）２２重量％、オレフィン系エラストマー（出光石油化学社製「出光ＴＰＯ（Ｒ１１０Ｅ）」）１３重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）８重量％からなる組成物に変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５０】
[実施例４]
被覆層２を、６ナイロン（Ｎ６）（東レ社製「Ｍ１０２１Ｔ」）６０重量％、オレフィン系エラストマー（出光石油化学社製「出光ＴＰＯ（Ｒ１１０Ｅ）」）２０重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）２０重量％からなる組成物にに変更したこと以外は実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５１】
[実施例５]
ＰＰＳ樹脂（東レ社製「Ｅ２０８０」）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、円形断面を有し、直径５００μｍのモノフィラメントを作製し、これを芯層１とした。
【００５２】
上記芯層１と実施例４の導電性被覆層２を使用したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５３】
[実施例６]
１４００ｄｔｅｘの６６ナイロン（Ｎ６６）（東レ社製「Ｍ３００１」）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の撚糸を作製し、これを芯層１とした。
【００５４】
上記芯層１と実施例４の導電性被覆層２を使用したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５５】
[比較例１]
被覆層２を、ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）６７重量％、高分子量飽和共重合ポリエステル樹脂（東レ社製「ケミットＱ−１５００」）２２重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）１１重量％からなる組成物に変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。その物性評価結果を表１に示す。
【００５６】
また、屈曲摩耗試験後の試料の断面写真を図２に示す。図２から明らかなように、導電性被覆層２に屈曲摩耗試験によって削れた部分３が認められ、この部分３から芯層１が露出していた。
【００５７】
また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。この織物の性能評価結果を表１に示す。
【００５８】
[比較例２]
導電性被覆層の厚さを変更したこと以外は、比較例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５９】
[比較例３]
被覆層２を、６ナイロン（東レ社製「Ｍ１０２１Ｔ」）８０重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）２０重量％からなる組成物に変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、耐久性と導電性を同時に満たす従来にない新規な機能性フィラメントであることから、その特性を生かして、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好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施例１で得られた導電性合成樹脂モノフィラメントの屈曲摩耗試験後の断面写真を示す。
【図２】比較例１で得られた導電性合成樹脂モノフィラメントの屈曲摩耗試験後の断面写真を示す。
【符号の説明】
【００６３】
１：芯層
２：導電性被覆層
３：屈曲摩耗試験によって削れた部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性と導電性を同時に満たす導電性合成樹脂フィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性フィラメントは従来から種々の工業分野に使用されている。例えば、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や、紙おむつ、生理製品などといったサニタリー製品の製造時や、布帛の乾燥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、或いはヘアブラシや工業用ブラシなどの用途にも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、主原料となる合成樹脂に導電性のカーボンブラックをブレンドした導電性樹脂を溶融押し出しし、冷却、熱延伸してフィラメント化したもの、或いは鞘成分や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】
しかしながら、これら従来の導電性フィラメントは、溶融押し出し後に延伸されることによって、カーボンブラックの鎖状構造が破壊されるため、いずれの場合も十分な導電性が得られないという製造プロセス上致命的な問題点があった。
【０００５】
この問題点を解決するための技術としては、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の表面に、導電性樹脂を溶融被覆した導電性合成樹脂フィラメントに関する技術（例えば、特許文献１参照）が知られている。しかしながら、この場合には、導電性樹脂は芯層に被覆されるだけで延伸を伴わないため、確かに良好な導電性能を有する導電性フィラメントが得られるものの、被覆層が未延伸、即ち無配向な状態であることに起因してその構造が非常に脆く、織り工程において被覆層が削れたり、織物製品としての繰り返し使用した際に摩擦に対する耐久性が不十分であり、ひいてはそうした被覆層の削れによって、織物製品の導電性能が低下するといった新たな問題が生じていた。
【０００６】
したがって、耐久性と導電性を同時に満たす導電性フィラメントは、各種用途で要望されながら、その技術課題をクリアするには至っていないのが実状であった。
【特許文献１】特開２００２−３３９２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決、すなわち、耐久性と導電性を同時に満たす導電性合成樹脂フィラメントの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明によれば、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被覆層とからなる導電性合成樹脂フィラメントであって、前記導電性被覆層が少なくとも熱可塑性エラストマーを含有し、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする導電性合成樹脂フィラメントが提供される。
【０００９】
なお、本発明の導電性合成樹脂フィラメントにおいては、前記熱可塑性エラストマーがオレフィン系エラストマーであること、前記熱可塑性エラストマーの含有量が導電性被覆層の全体に対して５〜５０重量％であること、体積固有抵抗値が１０００Ω・ｃｍ未満であること、前記芯層の樹脂と導電性被覆層の熱可塑性エラストマー以外の樹脂とが同種のポリマー樹脂から構成されていること、および前記同種のポリマー樹脂がポリエチレンテレフタレートであること、がいずれも好ましい条件として挙げられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下に説明するとおり、耐久性と導電性を同時に満たす導電性合成樹脂フィラメントを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１２】
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なり、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする。
【００１３】
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ー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。
【００１４】
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。また、これらを、単独成分として使っても良いし、複数成分のブレンド物として使っても良い。
【００１５】
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ー樹脂を溶融押出し、冷却・熱延伸・熱セットすることにより成形される。
【００１６】
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場合は、これを撚糸として使用することができる。
【００１７】
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ー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い。
【００１８】
一方、導電性被覆層を形成する導電性ポリマー樹脂としては、カーボンブラックを高濃度にブレンドしたポリマー樹脂組成物が使用されるが、その主成分となるポリマー樹脂については、前記芯層を形成するポリマー樹脂として例示したものと同様の樹脂を用いることができる。
【００１９】
ここで、芯層と導電性被覆層は異種のポリマー樹脂であっても、同種のポリマー樹脂であっても良いが、同種のポリマー樹脂であることが、芯層と導電性被覆層の界面接着性が良好な状態となり、これによって耐屈曲摩耗性が向上するためより好ましい。また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントをドライヤーベルトや抄紙機のドライヤーカンバスなどの工業用織物などの用途に使用する際には、熱セット工程を通過させることが必要になるが、この際フィラメントの寸法安定性が良い程、芯層と導電性被覆層の界面接着性が保たれることになる。この観点から、前記同種のポリマー樹脂は比較的寸法安定性の優れた樹脂であるポリエチレンテレフタレートであることがさらに好ましい。
【００２０】
本発明の導電性合成樹脂フィラメント、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことが特徴であり、この導電性合成樹脂フィラメントを使用した場合には、その優れた耐屈曲摩耗性によって、織り工程や織物製品として繰り返し使用した際にフィラメントが受ける摩擦や衝撃に対しても、従来になく極めて優れた耐久性を達成することが可能となる。
【００２１】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、その導電性被覆層に主原料となる合成樹脂や導電成分以外にも、粒子、艶消し剤、可塑剤、滑剤、難燃剤、消臭剤、抗菌剤、抗酸化剤、耐熱剤、耐光剤、紫外線吸収剤、着色顔料、その他機能性添加剤や各種改質剤などの添加物を必要に応じて含有させても良い。
【００２２】
特に、導電性合成樹脂フィラメントの耐久性を向上させる観点では、導電性被覆層に熱可塑性エラストマーをブレンドすることが必要であり、中でもオレフィン系エラストマーをブレンドすることが好ましい。このメカニズムは現在のところ明確になっていないが、熱可塑性エラストマーをブレンドすることによって、無配向で構造の脆い導電性被覆層にゴム状の柔軟性が付与され、特に屈曲状態での摩擦の際に、導電性被覆層にかかる応力集中がエラストマーを介して緩和されることによって、導電性被覆層全体として摩耗を受けにくい構造に改質され、これに起因して導電性合成樹脂フィラメントの耐久性が向上するものと推定される。また、中でもオレフィン系エラストマーが好ましい理由としては、このエラストマー自体の摩耗特性が優れることや導電成分とのブレンド性が優れていることなどが挙げられる。
【００２３】
なお、熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系、塩ビ系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ニトリル系、ポリアミド系、フッ素系、塩素化ポリエチレン系、１・２ポリブタジエン、トランス１・４ＩＲ、シリコーン系、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイなどが挙げられるが、特に限定されず従来公知のものを用いることができ、例えば、化学工業日報社出版の「１２０９３の化学商品」（９７７〜９８０頁）に記載されている熱可塑性エラストマーなども用いることができる。オレフィン系エラストマーの具体例としては、例えば、三井化学社製「ミラストマー」、ＡＥＳジャパン社製「サントプレーン」「ジオラスト」「トレフシン」、住友化学社製「住友ＴＰＥ」、三菱化学社製「サーモラン」「ゼラス」、日本ポリオレフィン社製「オレフレックス」、アプコ社製「ミラプレーン」「サーモラン」、東洋紡社製「サーリンク」、チッソ社製「ニューコン」、プラス・テク社製「アムゼル」、リケンテクノス社製「マルチユースドレストマー」、出光石油化学社製「出光ＴＰＯ」などが例示できる。
【００２４】
熱可塑性エラストマーは、本発明の導電性合成樹脂フィラメントの導電性や溶融被覆工程での工程通過性に影響を及ぼさない範囲内で添加することができる。特に、オレフィン系エラストマーの場合には、導電性被覆層の全体に対して５〜５０重量％、より好ましくは１５〜３５重量％添加することが、耐久性および溶融被覆工程での工程通過性の両立が可能となるため好ましい。熱可塑性エラストマーのブレンド量が上記の範囲を外れる場合には、耐久性および／または工程通過性が阻害される傾向となるため好ましくない。
【００２５】
また、本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、特に体積固有抵抗値が１０００Ω・ｃｍ未満であれば、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も、優れた静電防止効果を発現するため好ましい。同様の観点から、体積固有抵抗値が５００Ω・ｃｍ未満であれば、さらに製品としての導電性能が向上するため好ましい。
【００２６】
また、導電性被覆層を形成するポリマー樹脂に含まれる導電性カーブンブラックとしては、ＤＢＰ給油量（９ｇ法）が３４０ｍｌ／１００ｇ以上の高導電性のカーボンブラックが好ましい。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。
【００２７】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、ポリマー樹脂を溶融押出し、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、導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂を溶融被覆することにより形成されるため、導電性被覆層のポリマー樹脂組成物としては、導電性カーボンブラックを６〜３０重量％の高濃度で含有するものを使用することができ、導電性ポリマー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、それ以下のカーホ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ー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。
【００２８】
なお、本発明の導電性合成樹脂フィラメントの被覆成分として使用する導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂は、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。また、この際、必要に応じて熱可塑性エラストマーなどの機能性添加剤や各種改質剤を混練させることができる。或いは、機能性添加剤や各種改質剤を、導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂とドライブレンドし、後述する溶融被覆装置に直接供することもできる。
【００２９】
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ては、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、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、溶融被覆装置により導電性カーボンブラックを含むポリマー樹脂が溶融被覆される。溶融被覆装置には、被覆されたポリマー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。
【００３０】
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、全断面積に対する導電性被覆層の占める割合が３〜６０％であることが好ましい。導電性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、導電性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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、耐久性と導電性を同時に満たす従来にない新規な機能性フィラメントであることから、その特性を生かして、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好適に用いることができる。
【実施例】
【００３４】
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物性および性能評価方法について説明する。
【００３５】
［断面積比］
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ＫＥＹＥＮＣＥ社製デジタル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。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。
【００３６】
［耐屈曲摩耗性］
導電性合成樹脂フィラメント試料に対して、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じて屈曲摩耗試験を行い、次の方法でその耐屈曲摩耗性を評価した。
【００３７】
まず、固定されたφ１．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＳＷＰ−ＳＦ））の上に接触させた試料を、前記摩擦子の左右各５５度角度で斜め下に設けたフリーローラー２個（ローラー間距離：７０ｍｍ）の下に掛け、別の１個のフリーローラーの上を介して試料の一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットした。次に、試料を接触往復回数速度１０５回／分、往復ストローク２５ｍｍの条件で摩擦子に１００回の接触往復摩擦させた。
【００３８】
上記屈曲摩耗試験後の試料の断面を顕微鏡で観察し、その断面状態から次の基準で試料の耐屈曲摩耗性を評価した。
◎：導電性被覆層の摩耗が殆どない。（耐屈曲摩耗性極めて良好）
○：導電性被覆層の摩耗が少ない。（耐屈曲摩耗性良好）
△：導電性被覆層は摩耗しているが芯層は露出していない。（耐屈曲摩耗性まずまず）
×：導電性被覆層の摩耗が激しく、芯層が露出している。（耐屈曲摩耗性不良）。
【００３９】
［体積固有抵抗値］
東亜電波工業社製極超絶縁計「ＳＭ−１０型」を使用して次の方法で測定した。
【００４０】
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時間乾燥させた後、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、印加して試料の抵抗値を測定し、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。
体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）＝測定抵抗値（Ω）×糸の断面積（ｃｍ２ ）／電極間距離（ｃｍ）
【００４１】
［耐久性］
導電性合成樹脂フィラメントを使用した織物を、ドライヤーベルトとして４００ｍ／分で３０日連続使用した後の織物中の導電性合成樹脂フィラメントの状態から、次の基準で評価した。
◎：使用前と全く変わらない。（耐久性極めて良好）
○：導電性被覆層の削れが極僅かに存在する。（耐久性良好）
△：導電性被覆層の削れや剥離が僅かに存在する。（耐久性まずまず）
×：導電性被覆層の削れや剥離が多く存在し、その削れカスがベルトの表面に多く付着し ている。（耐久性不良）。
【００４２】
［制電性］
春日電機社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、次の基準で評価した。なお、測定時期は、走行開始直後及び３０日後とした。
◎：１０ｋＶ未満（制電性極めて良好）
○：１０ｋＶ以上３０ｋＶ未満（制電性良好）
△：３０ｋＶ以上５０ｋＶ未満（制電性まずまず）
×：５０ｋＶ以上（制電性不良）。
【００４３】
[実施例１]
ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）４７重量％、高分子量飽和共重合ポリエステル樹脂（東レ社製「ケミットＱ−１５００」）２２重量％、オレフィン系エラストマー（出光石油化学社製「出光ＴＰＯ（Ｒ１１０Ｅ）」）２０重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）１１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ＰＥＴ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、導電性被覆層２として使用した。
【００４４】
一方、ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）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、４葉状異形断面を有し、その外径が５００μｍ、内径が３６０μｍ、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘのモノフィラメントを作製し、これを芯層１として使用した。
【００４５】
プラ技研社製横型成型装置「ＨＴ−６５Ｃ」を使用し、芯層１に導電性被覆層２を溶融被覆することにより、直径６１０μｍの導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。その物性評価結果を表１に示す。
【００４６】
また、屈曲摩耗試験後の試料の断面写真を図１に示す。図１から明らかなように、導電性被覆層２に屈曲摩耗試験によって削れた部分３は認められたが、芯層１は露出していなかった。
【００４７】
得られた導電性合成樹脂モノフィラメントを、工業用織物の例として、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／２．５４ｃｍ）を作製した。この織物の性能評価結果を表１に示す。
【００４８】
[実施例２]
導電性被覆層の厚さを変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘの導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００４９】
[実施例３]
被覆層２を、ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）５７重量％、高分子量飽和共重合ポリエステル樹脂（東レ社製「ケミットＱ−１５００」）２２重量％、オレフィン系エラストマー（出光石油化学社製「出光ＴＰＯ（Ｒ１１０Ｅ）」）１３重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）８重量％からなる組成物に変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５０】
[実施例４]
被覆層２を、６ナイロン（Ｎ６）（東レ社製「Ｍ１０２１Ｔ」）６０重量％、オレフィン系エラストマー（出光石油化学社製「出光ＴＰＯ（Ｒ１１０Ｅ）」）２０重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）２０重量％からなる組成物にに変更したこと以外は実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５１】
[実施例５]
ＰＰＳ樹脂（東レ社製「Ｅ２０８０」）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、円形断面を有し、直径５００μｍのモノフィラメントを作製し、これを芯層１とした。
【００５２】
上記芯層１と実施例４の導電性被覆層２を使用したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５３】
[実施例６]
１４００ｄｔｅｘの６６ナイロン（Ｎ６６）（東レ社製「Ｍ３００１」）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の撚糸を作製し、これを芯層１とした。
【００５４】
上記芯層１と実施例４の導電性被覆層２を使用したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５５】
[比較例１]
被覆層２を、ＰＥＴ樹脂（東レ社製「Ｔ７５０Ｍ」）６７重量％、高分子量飽和共重合ポリエステル樹脂（東レ社製「ケミットＱ−１５００」）２２重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）１１重量％からなる組成物に変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。その物性評価結果を表１に示す。
【００５６】
また、屈曲摩耗試験後の試料の断面写真を図２に示す。図２から明らかなように、導電性被覆層２に屈曲摩耗試験によって削れた部分３が認められ、この部分３から芯層１が露出していた。
【００５７】
また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。この織物の性能評価結果を表１に示す。
【００５８】
[比較例２]
導電性被覆層の厚さを変更したこと以外は、比較例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００５９】
[比較例３]
被覆層２を、６ナイロン（東レ社製「Ｍ１０２１Ｔ」）８０重量％、カーボンブラック（ＣＢ）（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」）２０重量％からなる組成物に変更したこと以外は、実施例１とほぼ同様にして、導電性合成樹脂モノフィラメントを作製した。また、得られた導電性合成樹脂モノフィラメントから実施例１とほぼ同様にして織物を作製した。これらの評価結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の導電性合成樹脂フィラメントは、耐久性と導電性を同時に満たす従来にない新規な機能性フィラメントであることから、その特性を生かして、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好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】実施例１で得られた導電性合成樹脂モノフィラメントの屈曲摩耗試験後の断面写真を示す。
【図２】比較例１で得られた導電性合成樹脂モノフィラメントの屈曲摩耗試験後の断面写真を示す。
【符号の説明】
【００６３】
１：芯層
２：導電性被覆層
３：屈曲摩耗試験によって削れた部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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被覆層とからなる導電性合成樹脂フィラメントであって、前記導電性被覆層が少なくとも熱可塑性エラストマーを含有し、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項２】
前記熱可塑性エラストマーがオレフィン系エラストマーであることを特徴とする請求項１に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項３】
前記熱可塑性エラストマーの含有量が導電性被覆層の全体に対して５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項４】
体積固有抵抗値が１０００Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項５】
前記芯層の樹脂と導電性被覆層の熱可塑性エラストマー以外の樹脂とが同種のポリマー樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項６】
前記同種のポリマー樹脂がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項５に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項１】
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被覆層とからなる導電性合成樹脂フィラメントであって、前記導電性被覆層が少なくとも熱可塑性エラストマーを含有し、ＪＩＳ Ｌ−１０９５−７．１０．２Ｂに準じた屈曲摩耗試験後に、芯層が露出しないことを特徴とする導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項２】
前記熱可塑性エラストマーがオレフィン系エラストマーであることを特徴とする請求項１に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項３】
前記熱可塑性エラストマーの含有量が導電性被覆層の全体に対して５〜５０重量％であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項４】
体積固有抵抗値が１０００Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項５】
前記芯層の樹脂と導電性被覆層の熱可塑性エラストマー以外の樹脂とが同種のポリマー樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【請求項６】
前記同種のポリマー樹脂がポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項５に記載の導電性合成樹脂フィラメント。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１６１１９０（Ｐ２００６−１６１１９０Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５１０６４（Ｐ２００４−３５１０６４）
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
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