説明

導電性芳香族ポリアミド繊維

【課題】実使用における摩耗や繰り返し洗濯といった外的作用に強く、長期の使用に耐えうる導電性芳香族ポリアミド繊維を提供すること。
【解決手段】導電性微粒子が繊維中に均一に存在しており、温度20℃、湿度65%RHにおける体積固有抵抗値が1×10〜1×10オーム・cmである導電性芳香族ポリアミド繊維であって、該芳香族ポリアミド繊維の乾熱および沸水収縮前後の体積固有抵抗値の対数値の変動率が30%以下である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電性に優れた芳香族ポリアミド繊維に関するものである。さらに詳しくは、複写機やプリンター用の帯電ブラシ用途に使用された場合、長期間に亘り優れた除電性能を有し、高品質の印刷画像を長期に亘り形成することが可能な導電性芳香族ポリアミド繊維に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とからなる芳香族ポリアミド繊維、特にパラ系の芳香族ポリアミド繊維は、高強度、高弾性率、高耐熱性といった特性を生かして産業用途、衣料用途に広く用いられている。
【0003】
そして、除電性能に優れた導電性芳香族ポリアミド繊維については、従来から種々提案がなされており、例えば繊維表面に金属メッキを施して導電性を付与する方法や、導電性カーボンブラックを樹脂やゴム類に分散させ、これを繊維表面にコートすることによって導電性被覆層を形成せしめる方法などが提案されている。
【0004】
しかし、これらの方法は製造工程が複雑で技術的に困難であったり、実使用における摩耗や繰り返し洗濯といった外的作用によって導電性が容易に低下してしまうという問題があった。
【0005】
一方、特開昭62−184127号公報には、芳香族ポリアミド繊維を水で膨潤させた状態で水溶性の導電性物質と接触せしめることにより、導電性芳香族ポリアミド繊維を得る方法が提案されているが、やはり実使用における摩耗や繰り返し洗濯といった外的作用によって導電性が容易に低下してしまうという問題を有していた。
【0006】
このように、外的作用に強く長期に亘り優れた導電性を有する芳香族ポリアミド繊維は未だ得られていないのが実情である。
【特許文献1】特開昭62−184127号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、実使用における摩耗や繰り返し洗濯といった外的作用に強く、長期の使用に耐えうる導電性芳香族ポリアミド繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、前記課題を解決する為に、鋭意検討した結果、特定の導電性微粒子を繊維中に含有させるとき、所望の芳香族ポリアミド繊維が得られることを究明し、本発明に至った。
【0009】
すなわち、本発明によれば、導電性微粒子が繊維中に均一に存在しており、温度20℃、湿度65%RHにおける体積固有抵抗値が1×10〜1×10Ω・cmである導電性芳香族ポリアミド繊維であって、該芳香族ポリアミド繊維の乾熱および沸水収縮前後の体積固有抵抗値の対数値の変動率が30%以下であることを特徴とする導電性芳香族ポリアミド繊維が提供される。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、実使用における摩耗や繰り返し洗濯といった外的作用に強く、長期の使用に耐えうる導電性芳香族ポリアミド繊維が得られるので、複写機やプリンター用の帯電ブラシ用途などに好適に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明が対象とする芳香族ポリアミドは、芳香族ジカルボン酸成分と芳香族ジアミン成分、もしくは芳香族アミノカルボン酸成分から構成される芳香族ポリアミド、又はこれらの芳香族共重合ポリアミドからなる繊維であり、例えばポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維、ポリメタフェニレンテレフタルアミド繊維等が例示できるがこれらに限定されるものではない。
【0012】
また、上記芳香族ポリアミド繊維には、必要に応じて、難燃剤、着色剤、艶消剤、導電剤などの添加剤が、発明の目的を損なわない範囲で含有されていてもよい。
上記芳香族ポリアミド繊維中には、導電性微粒子が均一に存在している。ここでいう「均一に存在している」とは、繊維中に凝集することなく分散している状態をいう。この分散状態は繊維断面を透過型顕微鏡(TEM)を用いて観察することにより確認できる。
【0013】
また、導電性芳香族ポリアミド繊維の抵抗特性と、導電性微粒子の分散状態には密接な関係があり、いくら導電性微粒子の量を増やしても、その分散状態が不均一であれば充分な導電性能が発揮されない場合がある。
【0014】
このような観点から、本発明における導電性芳香族ポリアミド繊維は、温度20℃、湿度65%RHにおける体積固有抵抗値が1×10〜1×10Ω・cmであり、該体積固有抵抗値の、乾熱および沸水収縮前後の対数値の変動率は30%以下であることが肝要である。
【0015】
即ち、導電性微粒子の分散状態が不均一である場合、その体積固有抵抗値が1×10〜1×10Ω・cmの範囲を外れることがあり、また、乾熱および沸水収縮により繊維の直径や長さが変動した際、導電性微粒子が偏在化して、体積固有抵抗値の対数値の変動率が30%を越えることがある。
【0016】
導電性微粒子を芳香族ポリアミド繊維中に均一に分散させる方法としては、導電性微粒子を芳香族ポリアミドの溶液中に分散させた分散液とした後、該分散液を、芳香族ポリアミドの溶液に添加、撹幹混合して紡糸する方法などが例示される。
【0017】
電性微粒子の芳香族ポリアミド繊維中における含有量は、導電性能と紡糸の安定性の観点から該芳香族ポリアミド繊維全重量に対して5〜40重量%の範囲が好ましく、10〜20重量%がさらに好ましい。該含有量が5重量%未満の場合、充分な導電性能を示さない。一方該含有量が40重量%を越える場合は、紡糸時に糸切れが頻発し連続的な紡糸が不可能となることがある。
【0018】
ここで、導電性微粒子とは金属微粒子ないしはカーボンブラックなど、それ自体が導電性能を示す物質であって、繊維形成を阻害するようなものでなければ特に限定されないが、製造技術から見て本発明においてはカーボンブラックが好ましく使用される。
【0019】
導電性カーボンブラック微粒子としては、ASTM D2414−65Tに準じて測定したジブチルフタレート(DBP)吸油量が20ml/100g以上である導電性カーボンブラック微粒子が好ましく用いられ、DBP吸油量が50ml/100g以上である高導電性カーボンブラック微粒子がさらに好ましく用いられる。
【実施例】
【0020】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例で用いた物性の測定方法は下記の通りである。
【0021】
(1)体積固有抵抗値
東亜電波工業株式会社製の抵抗値測定機SM−8210極超絶縁計を用いて、相対湿度30%の条件下で測定した。具体的な測定条件は、導電性芳香族ポリアミド繊維の試料長L(cm)を10cmとし、この10cm間に100Vの電圧をかけたときの電気抵抗値R(Ω)を測定し、繊維の断面積をS(cm)として下記式により体積固有抵抗値ρを求めた。
【0022】
【数1】

ここで、Sは、繊維の密度dを1.5g/cmとみなし、Dを総繊度の値(dtex)とした場合、下記式により算出される値である。
【数2】

【0023】
(2)体積固有抵抗値の対数値の変動率
試料繊維を300℃の恒温槽に30分放置(乾熱収縮処理)する前の体積固有抵抗値をR1、処理後の体積固有抵抗値をR2として、下記式により体積固有抵抗値の対数値の変動率R(%)を求めた。
また、試料繊維を98℃の沸水中に30分放置(沸水収縮処理)する前の体積固有抵抗値をR1、処理後の体積固有抵抗値をR2として、同じく下記式により体積固有抵抗値の対数値の変動率R(%)を求めた。
【0024】
【数3】

【0025】
[実施例1]
大日精化(株)製の導電性カーボンブラック(MPS−1504Black(T))に、N−メチルピロリドンを添加、混合して該カーボンブラック濃度が10重量%のN−メチルピロリドン分散液を調整した。この分散液を、芳香族ポリアミド濃度が6重量%のN−メチルピロリドン溶液に対して、カーボンブラック濃度が芳香族ポリアミドに対して14.9重量%となるように添加、撹幹混合し紡糸原液を調製した。
【0026】
次いで上記紡糸原液を、半乾半湿式紡糸機を用い、孔径0.3mmでホール数100の紡糸ノズルから、毎分20cc/分の吐出条件でエアーギャップと呼ばれる空隙部分を通じて、温度50℃、N−メチルピロリドン濃度30重量%の水溶液からなる凝固浴中に紡出し凝固させた後、50℃で水洗、200℃で乾燥し、次いで530℃で4倍に延伸して、80m/分の速度で巻き取った。
得られた糸条は139dtex/50filで、体積固有抵抗値は5.0×10Ω・cmであった。
【0027】
[実施例2]
実施例1において、カーボンブラックの添加量が芳香族ポリアミドに対して13.6重量%となるように添加した以外は実施例1と同様に実施した。
【0028】
[実施例3]
実施例1において、カーボンブラックの添加量が芳香族ポリアミドに対して14.3重量%となるように添加した以外は実施例1と同様に実施した。
【0029】
[実施例4]
実施例1において、カーボンブラックの添加量が芳香族ポリアミドに対して15.6重量%となるように添加した以外は実施例1と同様に実施した。
【0030】
[実施例5]
実施例1において、カーボンブラックの添加量が芳香族ポリアミドに対して16.3重量%となるように添加した以外は実施例1と同様に実施した。
【0031】
[実施例6]
実施例1において、カーボンブラックの添加量が芳香族ポリアミドに対して17.6重量%となるように添加した以外は実施例1と同様に実施した。
【0032】
[比較例1]
実施例1において、カーボンブラックを添加しなかった以外は実施例1と同様に実施した。
【0033】
[比較例2]
実施例1において、カーボンブラックをN−メチルピロリドンの分散液とせず、芳香族ポリアミド濃度が6重量%のN−メチルピロリドン溶液に直接添加した以外は実施例1と同様に実施した。
得られた繊維の物性の評価結果を表1に示す。
【0034】
【表1】

【0035】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明によれば、実使用における摩耗や繰り返し洗濯といった外的作用に強く、長期の使用に耐えうる導電性芳香族ポリアミド繊維が得られるので、複写機やプリンター用の帯電ブラシ用途などに好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性微粒子が繊維中に均一に存在しており、温度20℃、湿度65%RHにおける体積固有抵抗値が1×10〜1×10Ω・cmである導電性芳香族ポリアミド繊維であって、該芳香族ポリアミド繊維の乾熱および沸水収縮処理前後の体積固有抵抗値の対数値の変動率が30%以下であることを特徴とする導電性芳香族ポリアミド繊維。
【請求項2】
導電性微粒子の含有量が、該芳香族ポリアミド繊維全重量に対して5〜40重量%である請求項1記載の導電性芳香族ポリアミド繊維。
【請求項3】
導電性微粒子が導電性カーボンブラック微粒子である請求項1又は2記載の導電性芳香族ポリアミド繊維。

【公開番号】特開2007−84941(P2007−84941A)
【公開日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−271803(P2005−271803)
【出願日】平成17年9月20日(2005.9.20)
【出願人】(303013268)帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Fターム(参考)】