CN117813425A - 芯鞘型聚酯复合纤维及其制造方法 - Google Patents

芯鞘型聚酯复合纤维及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117813425A
CN117813425A CN202280055704.1A CN202280055704A CN117813425A CN 117813425 A CN117813425 A CN 117813425A CN 202280055704 A CN202280055704 A CN 202280055704A CN 117813425 A CN117813425 A CN 117813425A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composite fiber
core
sheath
conductive
forming composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280055704.1A
Other languages
English (en)
Inventor
高宫和博
西山武史
天满悠太
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Ester Co Ltd
Unitika Trading Co Ltd
Original Assignee
Nippon Ester Co Ltd
Unitika Trading Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Ester Co Ltd, Unitika Trading Co Ltd filed Critical Nippon Ester Co Ltd
Priority claimed from PCT/JP2022/040830 external-priority patent/WO2023080124A1/ja
Publication of CN117813425A publication Critical patent/CN117813425A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Multicomponent Fibers (AREA)

Abstract

本发明提供一种芯鞘型聚酯复合纤维,其具有充分的导电性能和强度,且100次洗涤后的导电性能也优异。本发明的芯鞘型聚酯复合纤维包含芯部和鞘部,所述芯部由芯部形成组合物构成,所述芯部形成组合物主要包含聚酯树脂,所述聚酯树脂以对苯二甲酸乙二醇酯为主要重复单元,且每100摩尔%的酸成分包含1~15摩尔%的间苯二甲酸,所述述鞘部由主要包含聚对苯二甲酸丁二醇酯,且包含20~35质量%的导电性成分的鞘部形成组合物构成,在与丝线长度方向垂直的截面中,所述芯部与所述鞘部的面积比(芯部/鞘部)为60/40~90/10,满足下述(a)~(c)的全部物性。(a)所述复合纤维的断裂强度为3.0cN/dtex以上(b)所述复合纤维的结晶度为27%~37%(c)所述复合纤维的初始电阻值为5.0×108Ω/cm以下。

Description

芯鞘型聚酯复合纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及包含导电性成分和非导电性成分的具有导电性的复合纤维,具体而言,涉及能够广泛用于防静电工作服、制服等衣料制品、地毯、窗帘等室内装饰制品、各种产业材料制品等的芯鞘型聚酯复合纤维及其制造方法。
背景技术
包含聚酯、聚酰胺、聚烯烃等疏水性聚合物的纤维具有机械特性、耐化学药品性、耐候性等多种优点,不仅用于衣料用途,还广泛用于产业材料用途等。但是,这些纤维由于摩擦等引起的静电的产生显著,因此有时会吸引空气中的尘埃而使美观性降低,或者对人体造成电击而带来不适感,进而,有时会引起由火花导致电子设备的故障、对易燃性物质的起火爆炸等问题,因此,进行了用于赋予导电性的大量研究。
迄今为止,提出了使导电性炭黑、金属粉等导电性颗粒分散于热塑性聚合物整体而成的纤维,但这样的纤维在使导电性颗粒分散至满足导电性的程度时,拉丝性、强度伸长率的降低显著,缺乏实用性。
作为解决该问题的方法,在专利文献1、专利文献2中,公开了用非导电性成分完全包入导电性成分的芯鞘型复合纤维或导电性成分在纤维表面部分露出的类型的复合纤维。
这些专利文献中记载的复合纤维由于拉丝性得到改善,因此强度伸长率也提高,但由于导电性成分不存在于纤维表面,或仅存在一部分,因此导电性能不充分。特别是导电性能的耐久性差。
另一方面,出于提高导电性能的目的,专利文献3中记载了将混入有炭黑的导电性成分配置于鞘部的芯鞘型复合纤维。通常,如果导电性成分在纤维表面整体露出,则容易产生拉丝性的降低,但在专利文献3中记载了:通过将横截面形状中的导电性成分和非导电性成分的配置设在满足特定的条件的范围内,能够得到纺丝工序和后续工序的通过性良好、且导电性的耐久性也优异的导电性纤维。
近年来,特别是以电子学产业为首的各种业务中使用的作业用衣服要求穿着、洗涤的频率高,即使反复穿着、洗涤,导电性能的降低也少,耐洗涤性(耐久性)优异,同时强度也优异。专利文献3记载的导电性纤维虽然某种程度的导电性能的耐久性优异,但强度不充分,在导电性能的耐久性方面也不是能够充分满足的性能。作为导电性能的耐久性,在作业用衣服中,要求100次洗涤后的导电性能与初始的导电性能相比没有大幅降低。专利文献3记载的导电性纤维特别是100次洗涤后的导电性能差。
可见,迄今为止,尚未提出具有充分的导电性能和强度、且100次洗涤后的导电性能也优异的导电性纤维。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平09-143821号公报
专利文献2:日本特开平09-279416号公报
专利文献3:日本专利第4916460号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决上述问题,提供一种具有充分的导电性能和强度、且100次洗涤后的导电性能也优异的芯鞘型聚酯复合纤维。另外,本发明的其他目的在于提供用于操作性良好地得到上述特性的芯鞘型聚酯复合纤维的制造方法。
用于解决技术问题的技术方案
本发明人等为了解决上述技术问题进行了深入研究,从而完成了本发明。即,本发明的主旨如下。
项1.一种芯鞘型聚酯复合纤维,其包含芯部和鞘部,
所述芯部由芯部形成组合物构成,所述芯部形成组合物主要包含聚酯树脂,所述聚酯树脂以对苯二甲酸乙二醇酯为主要重复单元、且每100摩尔%的酸成分包含1~15摩尔%的间苯二甲酸,
所述鞘部由鞘部形成组合物构成,所述鞘部形成组合物主要包含聚对苯二甲酸丁二醇酯、且包含20~35质量%的导电性成分,
在与丝线长度方向垂直的截面中,所述芯部与所述鞘部的面积比(芯部/鞘部)为60/40~90/10,
所述芯鞘型聚酯复合纤维满足下述(a)~(c)的全部物性。
(a)所述复合纤维的断裂强度为3.0cN/dtex以上
(b)所述复合纤维的结晶度为27%~37%
(c)所述复合纤维的初始电阻值为5.0×108Ω/cm以下
项2.根据项1所述的芯鞘型聚酯复合纤维,其还满足下述(d)的物性。
(d)100次洗涤后的电阻值为1.0×109Ω/cm以下
项3.一种编织物,其包含项1或2所述的芯鞘型聚酯复合纤维。
项4.根据项1或2所述的芯鞘型聚酯复合纤维的制造方法,其特征在于,将所述芯部形成组合物与所述鞘部形成组合物在纺丝温度下、剪切速度1000s-1的条件下的熔融粘度差(所述鞘部形成组合物的熔融粘度-所述芯部形成组合物的熔融粘度)调整至绝对值为300dPa·s-1以下,向复合纺丝装置供给所述芯部形成组合物和所述鞘部形成组合物,进行熔融纺丝,依次进行以下所示的工序(1)~(4)。
工序(1):对于从模口喷嘴经过熔融纺丝的未拉伸丝线,在从模口喷嘴下表面向下方100~150mm的位置吹送冷却风,由此冷却所述未拉伸丝线
工序(2):将冷却后的未拉伸丝线以2000~3000m/min卷取
工序(3):将卷取的未拉伸丝线一边在50℃~100℃下加热一边拉伸至1.2~2.0倍
工序(4):在130~150℃下对拉伸后的丝线进行热处理后,进行卷取
发明效果
本发明的芯鞘型聚酯复合纤维具有充分的导电性能和强度,结晶度为特定范围,因此,不易发生芯部与鞘部的剥离。因此,100次洗涤后的导电性能也优异(具有耐久性)。
这样的本发明的芯鞘型聚酯复合纤维可以广泛用于防静电工作服、制服等衣料制品、地毯、窗帘等室内装饰制品、各种产业材料制品等。
另外,根据本发明的芯鞘型聚酯复合纤维的制造方法,能够操作性良好地得到满足特定的强度、特定的结晶度和特定的初始电阻值的本发明的芯鞘型聚酯复合纤维。
附图说明
图1是表示本发明的芯鞘型聚酯复合纤维的与丝线长度方向垂直的截面中的复合形态的一例的示意图。
图2是实施例1中得到的导电性织物的织物组织。
具体实施方式
1.芯鞘型聚酯复合纤维
本发明的芯鞘型聚酯复合纤维(以下,有时表述为导电性复合纤维)是包含芯部和鞘部的芯鞘型的复合纤维。
上述芯部由芯部形成组合物构成,该芯部形成组合物主要包含聚酯树脂,所述聚酯树脂以对苯二甲酸乙二醇酯为主要重复单元、且每100摩尔%的酸成分包含1~15摩尔%间苯二甲酸。此处,“以对苯二甲酸乙二醇酯为主要重复单元”是指相对于构成聚酯树脂的全部重复单元,对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元为50摩尔%以上。另外,“主要包含聚酯树脂”是指在芯部形成组合物中包含50质量%以上的聚酯树脂。
上述聚酯树脂以对苯二甲酸乙二醇酯为主要重复单元,且每100摩尔%的酸成分包含1~15摩尔%的间苯二甲酸。对苯二甲酸乙二醇酯的重复单元的含量优选为70摩尔%以上,更优选为80摩尔%以上,进一步优选为85摩尔%以上,更进一步优选为90摩尔%以上。间苯二甲酸作为共聚成分而包含,间苯二甲酸的含量相对于酸成分100摩尔%优选为2~12摩尔%,更优选为4~12摩尔%,进一步优选为6~10摩尔%。通过制成以上述含量共聚有间苯二甲酸的聚酯树脂,能够降低缩聚反应时的反应温度、纺丝时的温度。即,能够减小与后述的构成鞘部的鞘部形成组合物的熔融粘度差,顺利地进行复合纺丝工序,容易将导电性复合纤维的结晶度调整至本发明中规定的范围内。
上述聚酯树脂中所含的间苯二甲酸的含量相对于酸成分100摩尔%小于1摩尔%时,与鞘部形成组合物中所含的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比,无法降低熔点,无法降低缩聚反应温度、纺丝温度,因此难以顺利地进行复合纺丝工序。另一方面,如果间苯二甲酸的含量超过15摩尔%,则纤维中的非晶区域变多,因此纺丝时的操作性容易变差,即便可获得导电性复合纤维,所获得的导电性复合纤维的强度和导电性能的耐久性也降低。另外,沸水收缩率的控制变得困难,沸水收缩率容易变高。
在不损害本发明的效果的范围内,上述聚酯树脂中也可包含其他共聚成分。作为其他共聚成分,例如可举出环己烷二甲醇(CHDM)、环己烷二羧酸(CHDA)等。
芯部形成组合物中的包含间苯二甲酸1~15摩尔%的聚酯树脂的含量为50质量%以上,优选为70质量%以上,更优选为80质量%以上,进一步优选为85质量%以上,更进一步优选为90质量%以上,特别优选为95质量%以上,最优选为100质量%。
接着,对鞘部进行说明。显示出导电性能的鞘部由主要包含聚对苯二甲酸丁二醇酯且包含20质量%~35质量%的导电性成分的鞘部形成组合物构成。此处,“主要包含聚对苯二甲酸丁二醇酯”是指鞘部形成组合物中包含50质量%以上的聚对苯二甲酸丁二醇酯。
鞘部形成组合物中的导电性成分的含量优选为22质量%~33质量%,更优选为22质量%~30质量%,进一步优选为23质量%~27质量%。通过将导电性成分的含量调整至上述范围内,容易将导电性复合纤维的初始的电阻值调整至本发明中规定的范围内。如果导电性成分的含量小于20质量%,则无法赋予充分的导电性能。另一方面,如果导电性成分的含量超过35质量%,则难以使导电性成分均匀地分散于鞘部形成组合物中,容易产生芯部与鞘部的剥离、纺丝拉伸工序中的断丝,所得到的导电性复合纤维的强度、导电性能的耐久性变差。另外,有时也得不到充分的导电性能。
作为本发明中使用的导电性成分,例如可举出导电性炭黑、金属粉末(银、镍、铜、铁、锡或它们的合金等)、硫化铜、碘化铜、硫化锌、硫化镉等金属化合物。另外,还可举出在氧化锡中添加少量氧化锑、或在氧化锌中添加少量氧化铝而制成导电性颗粒的物质。进而,也可以使用在氧化钛的表面涂布氧化锡、混合焙烧氧化锑而制成导电性颗粒的物质。其中,从作为导电性纤维的性能提高而广泛使用、与金属颗粒相比不易阻碍聚合物的流动性的观点出发,优选导电性炭黑(例如乙炔黑、科琴黑等)。
导电性成分的比电阻值优选为1×104Ω·cm以下,更优选为1×102Ω·cm以下。如果使用比电阻值超过1×104Ω·cm的导电性成分,则为了获得期望的导电性能,有时需要使大量的导电性颗粒分散于聚合物中,不仅对导电性复合纤维的物性造成不良影响,而且有可能在纺丝、拉伸时产生断丝,操作性产生问题。
作为导电性成分,优选使用导电性炭黑。导电性炭黑优选使用平均粒径为1μm以下的炭黑,更优选为0.5μm以下的炭黑。如果平均粒径超过1μm,则导电性炭黑在树脂中的分散性容易变差,导电性复合纤维的导电性能、强度伸长率特性容易降低。
在本发明中,作为构成鞘部的树脂,主要使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。由于PBT为结晶性高的树脂,因此所含有的导电性成分容易在PBT中均匀地排列,因此,所得到的导电性复合纤维的导电性优异(电阻值低),在纤维长度方向上具有均匀的导电性能。
在不损害本发明的效果的范围内,PBT中可包含共聚成分,但优选不包含共聚成分。作为共聚成分,例如可举出乙二醇(EG)、环己烷二甲醇(CHDM)、环己烷二羧酸(CHDA)、间苯二甲酸(IPA)、1,3-丙二醇、癸二酸、二聚酸、十二烷二酸、苯二甲醇、聚四亚甲基二醇、聚乙二醇、ε-己内酰胺等。
鞘部形成组合物中的PBT的含量为50质量%以上,优选为55质量%以上,更优选为60质量%以上,进一步优选为65质量%以上,更进一步优选为70质量%以上,特别优选为75质量%以上。需要说明的是,作为构成鞘部的树脂,只要在不损害本发明的效果的范围内,作为PBT以外的聚酯树脂,也可以含有聚对苯二甲酸乙二醇酯、共聚聚酯树脂。但是,在本发明中,优选仅使用PBT作为构成鞘部的树脂。
在不损害本发明的效果的范围内,芯部形成组合物和鞘部形成组合物可以根据目的含有蜡类、聚环氧烷类、各种表面活性剂、有机电解质等分散剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂等稳定剂、着色剂、颜料、流动性改善剂、其他添加剂。
在本发明的导电性复合纤维中,鞘部以覆盖芯部的表面的至少一部分的方式配置。从提高导电性能的观点出发,鞘部相对于芯部表面的包覆率优选为芯部的表面积的90%以上,更优选为95%以上,进一步优选为98%以上,最优选为100%。即,鞘部最优选以覆盖芯部的整个表面的方式配置。
图1是表示本发明的芯鞘型聚酯复合纤维的与丝线长度方向垂直的截面中的复合形态的一例的示意图。在图1中,示出了导电性的鞘部1将非导电性的芯部2的表面全部覆盖的状态(即,鞘部相对于芯部表面的包覆率为100%)。另外,如图1所示,鞘部1优选不具有朝向上述截面的中心部突出的突起部等,而是以实质上相同的厚度宽度形成。在鞘部相对于芯部表面的包覆率小于芯部的表面积的90%的情况下,导电性能容易变得不充分,另外,导电性能的耐久性也容易变得不足。
而且,本发明的导电性复合纤维在与纤维的丝线长度方向垂直的截面(垂直切断时的截面)中,芯部与鞘部的面积比(芯部/鞘部)为60/40~90/10。芯部与鞘部的面积比优选为65/35~85/15,更优选为70/30~85/15,进一步优选为75/25~85/15。如果含有导电性成分的鞘部的面积比例低于10%,则芯部的聚酯树脂在纤维表面露出的比例变多,操作性恶化,并且所获得的导电性复合纤维的导电性能差。另外,在将导电性复合纤维用于编织物的一部分的情况下,接缝间的导电性复合纤维彼此的接点处的通电变得不充分,因此接缝间的导电性能差。另外,由于反复使用,导电性能进一步恶化,因此实用上不充分。另一方面,如果鞘部的面积比例超过40%,则在纺丝、拉伸时发生断丝,操作性变差。另外,即使得到复合纤维,强度伸长率特性等丝质性能也差。
另外,本发明的导电性复合纤维的单纤维纤度优选为3.0dtex~6.0dtex,更优选为4.0dtex~5.5dtex,进一步优选为4.5dtex~5.5dtex。另外,制成复丝纱时的总纤度优选为15dtex~40dtex,更优选为20dtex~35dtex,进一步优选为25dtex~32dtex。通过将导电性复合纤维的单纤维纤度、复丝纱的总纤度设为上述范围,一部分使用该导电性复合纤维而得到的编织物的纤维的鞘部中包含的导电性成分的颜色变得不突出,外观优异。另外,在本发明中,通过采用后述的导电性复合纤维的制造方法,可获得如上所述的单纤维纤度相对较小的导电性复合纤维,且可制成具有如上所述的纤维强度的导电性复合纤维。
本发明中的导电性复合纤维的单纤维纤度和总纤度分别是基于JISL1013:2010人造长丝纱线的试验方法“8.3.1正量纤度”的“A法”测定的值。
本发明的导电性复合纤维优选用于构成编织物的纤维的至少一部分,可以直接使用导电性复合纤维,也可以使用将导电性复合纤维与其他纤维合捻、包覆、混纤而成的纤维。需要说明的是,如果考虑导电性能的耐久性,则优选将导电性复合纤维与其他纤维合捻、包覆、混纤来使用。作为其他纤维,没有特别限定,可举出聚酰胺、聚酯、聚乙烯等合成纤维、人造纤维(rayon)等再生纤维、棉、麻、羊毛等天然纤维等,本发明的导电性复合纤维由聚酯树脂构成,因此优选聚酯纤维。
在将本发明的导电性复合纤维与其他纤维合捻、包覆、混纤而使用的情况下,为了充分发挥本发明的导电性复合纤维的导电性能,本发明的导电性复合纤维与其他纤维的比例(导电性复合纤维/其他纤维)优选为5/95~75/25。另外,此时,优选使本发明的导电性复合纤维尽可能多地露出于表面。
2.芯鞘型聚酯复合纤维的物性
本发明的导电性复合纤维满足下述(a)~(c)的全部物性。
(a)所述复合纤维的断裂强度为3.0cN/dtex以上
(b)所述复合纤维的结晶度为27%~37%
(c)所述复合纤维的电阻值为5.0×108Ω/cm以下
通过全部满足这些特性,能够制成高强度、导电性能优异、且具有100次洗涤后的导电性能也优异的耐久性的导电性复合纤维。全部满足这些特性的导电性复合纤维可通过后述的本发明的制造方法获得。
作为(a)的物性,本发明的导电性复合纤维的断裂强度为3.0cN/dtex以上。断裂强度优选为3.1cN/dtex以上,更优选为3.15cN/dtex以上,进一步优选为3.2cN/dtex以上,特别优选为3.3cN/dtex以上。本发明中,导电性复合纤维的断裂强度的上限值没有特别限定,为6.5cN/dtex左右,作为一个实施方式,为5.5cN/dtex以下、4.5cN/dtex以下、或4.0cN/dtex以下。如果断裂强度小于3.0cN/dtex,则将一部分使用导电性复合纤维而制作的衣料用于使用频率、洗涤次数变多的用途(例如制服用途等)时,在反复使用时容易产生断丝,因此该衣料的导电性能的耐久性差。另外,在织造、编织、假捻等加工工序中也产生断丝等问题,工序通过性不良。本发明中,使用上述芯部形成组合物作为芯部的构成材料,使用上述鞘部形成组合物作为鞘部的构成材料,并且将芯部与鞘部的面积比调整为上述特定范围,进而采用后述的导电性复合纤维的制造方法,由此可将导电性复合纤维的断裂强度调整为上述范围。
本发明中的导电性复合纤维的断裂强度是按照JIS-L-1013:2010人造长丝纱线的试验方法8.5“拉伸强度和伸长率”8.5.1“标准时试验”测定的值。具体而言,是将导电性复合纤维作为试样,使用拉伸试验机,在试样丝长10cm、拉伸速度10cm/min的条件下测定试样伸长断裂时的强度而得到的值。
作为(b)的物性,本发明的导电性复合纤维的结晶度为27%~37%。结晶度优选为28%~36%,更优选为29%~35%,进一步优选为30%~35%。通过使结晶度在该数值范围内,导电性成分能够充分地表现出导电性,因此满足后述的(c)的初始电阻值。另外,推测通过使结晶度在该数值范围内,即使鞘部由包含20质量%~35质量%的导电性成分的鞘部形成组合物构成,也不易产生芯部与鞘部的剥离,可获得强度高、导电性能的耐久性优异的导电性复合纤维。进而,通过使结晶度在该数值范围内,在供于假捻工序、编织工序的情况下,不易产生断丝,工序通过性良好。
结晶度小于27%时,导电性复合纤维的导电性能降低。作为其理由,推测是由于纤维中的非晶部分变多,导电性成分难以均匀地分散在树脂中。另外,结晶度小于27%时,纤维强度降低,成为导电性能的耐久性差的纤维。另一方面,如果结晶度超过37%,则洗涤时容易产生芯部与鞘部的剥离,另外,容易产生鞘部所包含的炭黑等导电性成分的脱落,因此成为导电性能的耐久性差的纤维。
在本发明中,重要的是导电性复合纤维满足上述范围的结晶度,通过具有这样的范围的结晶度,获得的导电性复合纤维不仅导电性能优异,而且强度、导电性能的耐久性也优异。本发明中,使用上述芯部形成组合物作为芯部的构成材料,使用上述鞘部形成组合物作为鞘部的构成材料,并且将芯部与鞘部的面积比调整为上述特定范围,进而采用后述的导电性复合纤维的制造方法,由此可将导电性复合纤维的结晶度调整为上述范围。
需要说明的是,本发明中的结晶度是指使用导电性复合纤维通过后述的测定方法进行测定而得到的导电性复合纤维的结晶度。
本发明中的结晶度通过利用下述计算式算出结晶度(Xc)而得到。具体而言,使用差示扫描量热计,将导电性复合纤维8.5mg以20℃/min从25℃升温至280℃,使用获得的下述各热量的值与下述式来计算。
结晶度(Xc)={(ΔHm-ΔHc)}/140.2}×100(%)
(ΔHm表示熔点的热量,ΔHc表示升温结晶化中的热量。)
作为(c)的物性,本发明的导电性复合纤维的初始电阻值为5.0×108Ω/cm以下。初始电阻值是指100次洗涤前的电阻值。初始电阻值优选为1.0×108Ω/cm以下,更优选为9.0×107Ω/cm以下,进一步优选为8.0×107Ω/cm以下,进一步优选为7.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为6.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为5.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为4.0×107Ω/cm以下,特别优选为3.0×107Ω/cm以下。如果初始电阻值超过5.0×108Ω/cm,则根据使用的用途,导电性能变得不充分。如果初期电阻值为5.0×108Ω/cm以下,则在至少一部分使用该导电性复合纤维而得到编织物的情况下,能够降低编织物的表面泄漏电阻值,能够几乎消除带电。另一方面,初始电阻值的下限值没有特别限制,优选为1.0×104Ω/cm左右。本发明中,使用上述芯部形成组合物作为芯部的构成材料,使用上述鞘部形成组合物作为鞘部的构成材料,将芯部与鞘部的面积比调整为上述特定范围,将导电性复合纤维的结晶度调整为上述特定范围,进而采用后述的导电性复合纤维的制造方法,由此可将导电性复合纤维的初始电阻值调整为上述范围。
本发明中的导电性复合纤维的初始电阻值是按照AATCC76法(Test Method forElectrical Surface Resistivity of Fabrics)测定的值。具体而言,将得到的导电性复合纤维沿长度方向切割成15cm,采集10个样品。在样品的两端的表面涂布角蛋白膏,将涂布有角蛋白膏的表面部分分别与金属端子连接,以样品的测定长度10cm施加50V的直流电流,测定电流值,用下述式算出电阻值。将计算出的10个样品的电阻值的算术平均值作为初始电阻值。
电阻值一E/(I×L)
E:电压(V)I:测定电流(A)L:测定长度(cm)
作为(d)的物性,本发明的导电性复合纤维的100次洗涤后的电阻值优选为1.0×109Ω/cm以下,更优选为5.0×108Ω/cm以下,进一步优选为2.0×108Ω/cm以下,更进一步优选为7.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为5.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为4.0×107Ω/cm以下,特别优选为3.0×107Ω/cm以下。
本发明中的100次洗涤后的电阻值为通过下述方法测定的电阻值。
将本发明的导电性复合纤维以Z方向520T/M包覆于聚酯长丝,得到导电性纤维包覆丝。仅使用上述导电性纤维包覆丝,使用针织机编织筒状针织物。将得到的筒状针织物100次洗涤,使其干燥后,将通过筒状针织物解编而得到的包覆丝在长度方向上切割成15cm。将切割后的包覆丝作为100次洗涤后的导电复合纤维的样品,采集10个样品。在样品的两端的表面涂布角蛋白膏,将涂布有角蛋白膏的表面部分分别与金属端子连接,以样品的测定长度10cm施加50V的直流电流,测定电流值,用下述式算出电阻值。将计算出的10个样品的电阻值的算术平均值作为100次洗涤后的电阻值。另外,洗涤试验按照JIS L 1930:2014纤维制品的家庭洗涤试验方法“C型基准洗衣机的洗涤方法”的“C4M法”进行,干燥方法通过A法(悬挂干燥)进行。
电阻值=E/(I×L)
E:电压(V) I:测定电流(A) L:测定长度(cm)
本发明的导电性复合纤维的断裂伸长率优选为40%~70%,更优选为45%~66%,进而优选为50%~60%。通过将断裂伸长率设为上述范围,例如,一部分使用导电性复合纤维而得到的编织物相对于纤维彼此的摩擦较强,不易破裂,能够使导电性能和导电性能的耐久性优异。本发明中,使用上述芯部形成组合物作为芯部的构成材料,使用上述鞘部形成组合物作为鞘部的构成材料,并且将芯部与鞘部的面积比调整为上述特定范围,进而采用后述的导电性复合纤维的制造方法,由此可将导电性复合纤维的断裂伸长率调整为上述范围。
本发明中的导电性复合纤维的断裂伸长率是按照JIS-L-1013:2010人造长丝纱线的试验方法8.5“拉伸强度和伸长率”8.5.1“标准时试验”测定的值。具体而言,是将得到的导电性复合纤维作为试样,使用拉伸试验机,在试样线长10cm、拉伸速度10cm/min的条件下测定试样伸长断裂时的伸长率而得到的值。
本发明的导电性复合纤维的沸水收缩率优选为10%以下,更优选为9%以下,进一步优选为8%以下,更进一步优选为7.5%以下,特别优选为7%以下。如果沸水收缩率超过10%,则由于制成编织物时的热定形引起的收缩,有时导电性能的偏差变大。本发明的导电性复合纤维的沸水收缩率的下限值没有特别限定,只要不使与其他纤维的沸水收缩率之差变大即可,优选为大致3%以上。本发明中,使用上述芯部形成组合物作为芯部的构成材料,使用上述鞘部形成组合物作为鞘部的构成材料,并且将芯部与鞘部的面积比调整为上述特定范围,进而采用后述的导电性复合纤维的制造方法,由此可将导电性复合纤维的沸水收缩率调整为上述范围。
本发明中的导电性复合纤维的沸水收缩率是利用下述方法测定、算出的值。
将导电性复合纤维用缕纱测长仪(日语:検尺機)卷绕20次,在0.03(cN/dtex)的载荷下测定线长L0,接着在无载荷下放入沸水中处理30分钟。然后,风干,再次在0.03(cN/dtex)的载荷下测定收缩后的长度L1,利用下述式算出沸水收缩率。
沸水收缩率(%)=[(L0-L1)/L0]×100
3.编织物
本发明的编织物是至少一部分包含本发明的导电性复合纤维的织物或编物。本发明的编织物中包含的导电性复合纤维的含量优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上。需要说明的是,导电性复合纤维的含量的上限值根据使用编织物的用途而不同,例如,如果是衣料用途,则优选为大致30质量%以下。
本发明的编织物例如用于衣料用途(工作服、防尘衣料、洁净室用衣料等)、或者工业材料用途(智能手机用手套、智能纺织品、电子设备等中使用的带电用刷子等)等。
本发明的编织物的组织等没有特别限定,从导电性能的观点出发,优选制成导电性复合纤维在基布表面露出这样的组织,或者在经丝和纬丝这两者中使用导电性复合纤维。
在织物的情况下,可举出平织、斜纹织(twill)、缎纹织、多臂(dobby)织、双层织等,优选在经线与纬线中的任一者或两者中使用本发明的导电性复合纤维,以在织物中以10mm以下的间隔、优选8mm~1mm的间隔配置导电性复合纤维的方式使用。
在编物的情况下,可以为圆编、纬编、经编中的任一种,在圆编、纬编的情况下,优选以10mm以下的间隔插入本发明的导电性复合纤维,优选为8mm~1mm的间隔。
另外,本发明的编织物作为表示导电性能优异的指标,经向、纬向以及接缝间的初期表面泄漏电阻值均优选为5.0×108Ω/cm以下,更优选为9.0×107Ω/cm以下,进一步优选为8.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为7.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为6.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为5.0×107Ω/cm以下。在本发明中,初始表面泄漏电阻值是指100次洗涤前的表面泄漏电阻值。
本发明中的编织物的初期表面泄漏电阻值按照IEC61340-5-1测定。具体而言,在放置于绝缘板上的编织物的表面(经向、纬向或接缝间)设置两个电极并施加恒定电压,根据在该电极间流动的电流来测定电阻。测定条件为23℃、12%RH、测定间距25cm(经向、纬向的情况)或30cm(接缝间的情况)、电压100V。
进而,就本发明的编织物而言,作为表示导电性能的耐久性也优异的指标,优选100次洗涤后的经向、纬向以及接缝间的表面泄漏电阻值均为1.0×109Ω/cm以下。经向、纬向的表面泄漏电阻值更优选为1.0×108Ω/cm以下,进一步优选为8.0×107Ω/cm以下,更进一步优选为6.0×107Ω/cm以下。接缝间的表面泄漏电阻值更优选为5.0×108Ω/cm以下,进一步优选为3.0×108Ω/cm以下,更进一步优选为1.0×108Ω/cm以下。
本发明中的编织物的100次洗涤后的表面泄漏电阻值与上述同样地通过IEC61340-5-1测定,测定条件也如上所述。
需要说明的是,100次洗涤按照JIS L 0217:1995与纤维制品的处理相关的表示符号及其表示方法“附表1不同符号的试验方法-洗涤方法(水洗)”的“编号103”,进行100次编织物的洗涤试验,干燥方法通过F法(滚筒(tumble)干燥)进行。
通常,如果对编织物进行反复洗涤,则在对纤维表面施加刮擦、摩擦等的力的同时,编织物的组织间的空隙堵塞,导电性纤维容易埋没在编织物的内部。然而,本发明的编织物具有优异的导电性能和导电性能的耐久性,在100次洗涤后也具有优异的导电性能。
4.芯鞘型聚酯复合纤维的制造方法
以下,对本发明的导电性复合纤维的制造方法进行说明。
在本发明的制造方法中,重要的是,将上述芯部形成组合物与上述鞘部形成组合物在纺丝温度下、剪切速度1000s-1的条件下的熔融粘度差(上述鞘部形成组合物的熔融粘度-上述芯部形成组合物的熔融粘度)调整至300dPa·s-1以下(绝对值),向复合纺丝装置供给上述芯部形成组合物和上述鞘部形成组合物而进行熔融纺丝,依次进行以下所示的工序(1)~(4)。
工序(1):对于从模口喷嘴经过熔融纺丝的未拉伸丝线,在从模口喷嘴下表面向下方100~150mm的位置吹送冷却风,由此冷却所述未拉伸丝线
工序(2):将冷却后的未拉伸丝线以2000~3000m/min卷取
工序(3):将卷取的未拉伸丝线一边在50℃~100℃下加热一边拉伸至1.2~2.0倍。
工序(4):在130~150℃下对拉伸后的丝线进行热处理后,进行卷取。
以下对熔融纺丝工序进行叙述。
首先,构成芯部的上述芯部形成组合物中包含的上述聚酯树脂可以通过购入市售的聚酯树脂、或利用公知的共聚聚酯的制造方法制造而得到。
接着,作为得到构成鞘部的上述鞘部形成组合物的方法,可举出在公知的PBT的制造方法中,在聚合阶段添加导电性成分的方法;在通过市售或公知的制造方法得到的PBT中添加导电性成分或包含导电性成分的母料片(粒)(日文原文:マスタ一チツプ)并进行熔融混炼的方法等。
使用这样得到的上述芯部形成组合物和上述鞘部形成组合物,根据需要进行干燥等处理而切片(造粒)(日文原文:チップ化),使用通常的复合纺丝装置,例如利用挤压机混炼、熔融,从芯鞘型的纺丝模口挤出,进行熔融纺丝,得到未拉伸丝。
在复合纺丝时,重要的是将上述芯部形成组合物与上述鞘部形成组合物在纺丝温度下、剪切速度1000s-1的条件下的熔融粘度差(上述鞘部形成组合物的熔融粘度-上述芯部形成组合物的熔融粘度)调整至300dPa·s-1以下(绝对值),向复合纺丝装置供给上述芯部形成组合物与上述鞘部形成组合物,进行熔融纺丝。即,通过减小上述芯部形成组合物与上述鞘部形成组合物的熔融粘度差(300dPa·s-1以下(绝对值))进行复合纺丝,纺丝时的芯部与鞘部的树脂彼此的密合性提高,从前端喷嘴的喷出变得顺畅,另外,得到的未拉伸丝(导电性复合纤维)也不易产生芯部与鞘部的剥离。因此,得到的导电性复合纤维的强度、导电性能的耐久性优异。
上述芯部形成组合物与上述鞘部形成组合物在纺丝温度下、剪切速度1000s-1的条件下的熔融粘度差(上述鞘部形成组合物的熔融粘度-上述芯部形成组合物的熔融粘度)以绝对值计为300dPa·s-1以下,优选为260dPa·s-1以下,更优选为240dPa·s-1以下,进一步优选为200dPa·s-1以下,更进一步优选为170dPa·s-1以下,特别优选为120dPa·s-1以下。
上述芯部形成组合物的熔融粘度优选为1000~2000dPa·s-1,更优选为1200~1800dPa·s-1,进一步优选为1200~1500dPa·s-1。另一方面,上述鞘部形成组合物的熔融粘度优选为800~1800dPa·s-1,更优选为1000~1600dPa·s-1,进一步优选为1200~1600dPa·s-1。上述芯部形成组合物和上述鞘部形成组合物的熔融粘度可以通过适当调整构成芯部和鞘部的树脂的种类、树脂聚合时的热处理温度、热处理时间、压力等、或者适当调整复合时的温度、混炼机的转速等而调整至上述范围内。上述熔融粘度为熔融纺丝时的纺丝温度下、剪切速度1000s-1的条件下的值,使用恒定载荷细管挤出式流变仪进行测定。
纺丝温度优选为250~310℃,更优选为260~290℃,进一步优选为260~280℃。如果纺丝温度过高,则芯部、鞘部的树脂发生热分解,难以进行顺利的纺丝,并且得到的导电性复合纤维的强度、伸长率等物性值、导电性能容易变差。另一方面,如果纺丝温度过低,则容易残留未溶解物等,容易成为纺丝时断丝的原因。
接着,对进行熔融纺丝后的工序(1)~(4)进行说明。
首先,在工序(1)中,需要通过从模口喷嘴对熔融纺丝后的未拉伸丝线在从模口喷嘴下表面向下方100~150mm的位置吹送冷却风,来冷却上述未拉伸丝线。吹出冷却风的位置更优选为从模口喷嘴下表面向下方110~130mm的位置。在本发明的制造方法中,认为通过从模口喷嘴下表面向下方在上述范围的位置吹送冷却风,纺丝而成的丝线被适度地结晶化,能够得到满足本发明中规定的结晶度的导电性复合纤维。即,如果不在距上述模口喷嘴下表面的位置进行冷却风的吹送,则难以得到满足本发明中规定的结晶度的导电性复合纤维,也难以得到具有本发明中规定的断裂强度的导电性复合纤维。
冷却风的温度优选为0~50℃,更优选为10~40℃。如果冷却温度过低,则温度管理和作业性等变得困难,如果过高,则冷却不足,最终得到的导电性复合纤维的丝质物性变差。冷却风的风速优选为0.2~0.6m/s,更优选为0.3~0.5m/s。如果风速过小,则冷却不足,最终得到的导电性复合纤维的丝质物性差,如果风速过大,则因冷却风而产生丝的摇晃,成为丝的长度方向上的粗细不均或断丝的原因。
工序(1)后,优选使冷却后的未拉伸丝线集束并进行上油。另外,也可以在进行上油之后进一步根据需要使用交织喷嘴等进行交织处理。在本发明的制造方法中,通过集束并进行上油,纺丝张力降低,导电性复合纤维的纺丝性提高。
作为用于上油的油剂,可举出矿物油,还可以根据需要使用添加了抗静电剂等的油剂。作为对纤维表面赋予的油剂的量,优选相对于纤维重量计为0.3重量%~2重量%的范围。
工序(2)中,将通过了工序(1)的冷却后的未拉伸丝线以2000~3000m/min卷取。卷取速度优选为2400~2900m/min,更优选为2600~2800m/min。卷取速度小于2000m/min时,所得复合纤维的纤维取向变低。因此,在其后的工序(3)的拉伸工序中需要以高倍率进行拉伸,最终得到的导电性复合纤维的强度或导电性能差。另外,如果卷取速度超过3000m/min,则纤维的取向、结晶化过度进行,在其后的工序(3)中进行拉伸时容易产生导电层的切断,在拉伸时容易产生断丝。另外,即使能够得到导电性复合纤维,强度、导电性能的耐久性也差。
工序(3)中,一边将卷取的未拉伸丝线在50℃~100℃下加热,一边拉伸至1.2倍~2.0倍。其中,优选一边在70℃~100℃下加热一边拉伸至1.4倍~1.8倍,最优选一边在85℃~98℃下加热一边拉伸至1.4倍~1.8倍。如果以如上所述的温度、倍率进行拉伸,则导电性成分在纤维的长度方向上均匀地配置,可获得导电性能或强度更优异的导电性复合纤维。
如果拉伸时的温度低于50℃,则无法以充分的热量进行拉伸,难以进行均匀的拉伸。其结果,所得到的导电性复合纤维的强度或导电性能差。
另一方面,如果拉伸时的温度超过100℃,则未拉伸丝松弛,产生辊缠绕等,容易产生拉伸时的断丝。其结果,得到的导电性复合纤维的强度差。
另外,如果拉伸倍率小于1.2倍,则未拉伸丝无法被充分拉伸,所得到的导电性复合纤维的结晶度不满足上述范围。另外,所得到的纤维中过度残留伸长率,因此存在难以获得在实用上具有充分的强度、伸长率的导电性复合纤维的倾向。另一方面,如果拉伸倍率超过2.0倍,则所得到的导电性复合纤维的结晶度变大,导电性变差。另外,在拉伸时产生断丝,容易难以得到导电性复合纤维。
在本发明的制造方法中,可以采用通过在第一辊与第二辊之间变更旋转速度来进行拉伸的方法,优选将第一辊的温度设定为50℃~100℃。
工序(4)中,将拉伸后的丝线在130~150℃下进行热处理后,进行卷取。热处理优选在135~145℃进行。在本发明的制造方法中,在工序(3)的热拉伸工序中,通过在上述范围的温度进行热处理,能够使导电性复合纤维的结晶度为本发明中规定的范围,另外,能够降低沸水收缩率。如果热处理中的温度小于130℃,则所得到的导电性复合纤维的结晶度变低,沸水收缩率也变高。另一方面,如果超过150℃,则所得到的导电性复合纤维的结晶度变得过高,另外导电性能的耐久性也变差。
在本发明的制造方法中,可以采用通过在第一辊与第二辊之间变更旋转速度来进行拉伸的方法,优选在第一辊与第二辊之间设置加热板来进行130~150℃的热处理。
通过上述本发明的制造方法,可操作性良好地得到断裂强度为3.0cN/dtex以上、结晶度为27%~37%、且初始电阻值为5.0×108Ω/cm以下的本发明的导电性复合纤维。
实施例
以下示出实施例和比较例对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限定于以下的实施例。
另外,各物性的测定方法或评价方法如下所述。
(1)芯部形成组合物和鞘部形成组合物的熔融粘度
将芯部形成组合物和鞘部形成组合物在测定前利用130℃的真空干燥机干燥12小时。干燥后,在测定温度270℃、喷嘴直径0.5mm、喷嘴长2.0mm的条件下使用流动试验仪(岛津制作所制造、型号“CFT-500D”),测定熔融粘度的剪切速度依赖性(流动曲线)。由测定中得到的流动曲线算出剪切速度1000s-1的条件下的熔融粘度。
(2)断裂强度和断裂伸长率
断裂强度和断裂伸长率按照JIS-L-1013:2010人造长丝纱线的试验方法8.5“拉伸强度和伸长率”8.5.1“标准时试验”进行测定。具体而言,将得到的导电性复合纤维作为试样,使用Tensilon RTC-1210(Orientec公司制造),在试样线长度10cm、拉伸速度10cm/min的条件下测定试样伸长断裂时的强度和伸长率而求出。
(3)结晶度
结晶度使用差示扫描量热计(PerkinElmer公司制造DiamondDSC),将8.5mg导电性复合纤维以20℃/min从25℃升温至280℃,使用得到的下述各热量的值和下述式算出。
结晶度(Xc)={(ΔHm-ΔHc)}/140.2}×100(%)
(ΔHm表示熔点的热量,ΔHc表示升温结晶化中的热量。)
(4)初始的导电性复合纤维的电阻值
导电性复合纤维的初始电阻值按照AATCC76法(Test Method for ElectricalSurface Resistivity of Fabrics)进行测定。将所得到的导电性复合纤维在长度方向上切割成15cm,采集10个样品。在样品的两端的表面涂布角蛋白膏,将涂布了角蛋白膏的表面部分分别与金属端子连接,以样品的测定长度10cm施加50V的直流电流,用微小电流计(ADCMT公司制造、5451)测定电流值,用下述式算出电阻值。将算出的10个样品的电阻值的算术平均值作为初始电阻值。
电阻值=E/(I×L)
E:电压(V)I:测定电流(A)L:测定长度(cm)
(5)100次洗涤后的导电性复合纤维的电阻值
100次洗涤后的导电性复合纤维的电阻值通过AATCC76法(Test Method forElectrical Surface Resistivity of Fabrics)如下测定。
将得到的导电性复合纤维以Z方向520T/M包覆于聚酯长丝(Unitika Trading公司制造、167dtex/48f),得到导电性纤维包覆丝。仅使用上述导电性纤维包覆丝,使用针织机(小池机械制作所制造,针根数:300根、釜直径:3.5英寸)编织筒状针织物。将得到的筒状针织物100次洗涤,使其干燥后,将通过筒状针织物解编而得到的包覆丝在长度方向上切割成15cm。将切割后的包覆丝作为100次洗涤后的导电复合纤维的样品,采集10个样品。在样品的两端的表面涂布角蛋白膏,将涂布了角蛋白膏的表面部分与金属端子连接,以样品的测定长度10cm施加50V的直流电流,测定电流值,由上述的“(4)初始的导电性复合纤维的电阻值”中记载的数学式算出电阻值。将计算出的10个样品的电阻值的算术平均值作为100次洗涤后的电阻值。另外,100次洗涤按照JIS L 1930:2014纤维制品的家庭洗涤试验方法“C型基准洗衣机的洗涤方法”的“C4M法”,进行100次筒状针织物的洗涤试验。干燥方法通过A法(悬挂干燥)进行。
(6)使用导电性复合纤维的织物(导电性织物)的表面泄漏电阻值
对于得到的导电性织物,按照IEC61340-5-1,分别对经向、纬向、接缝间测定初始(100次洗涤前)和100次洗涤后的表面泄漏电阻值。测定中使用以下的(a)~(c)的样品。
[样品的准备]
在下述所示的条件下,将导电性织物切割成长边方向为35cm、短边方向为30cm的长方形,准备2种样品(a)(b)。
(a)长边方向为经向,短边方向为纬向
(b)长边方向为纬向,短边方向为经向
然后,按照(a)、(b)的顺序横向排列地载置,将(a)、(b)的长边方向彼此以坐倒双针(日语:片倒しダブルステッチ)的方式进行缝制,得到样品(c)。
[表面泄漏电阻值的测定]
关于表面泄漏电阻值,使用电阻测定器(美国Prostat Corporation公司制造、电阻测定系统PRS-801),在置于1.0×1012Ω以上的绝缘板上的各样品(a)~(c)的表面,以下述方向和测定间距设置2个电极并施加恒定电压,由在该电极间流动的电流测定电阻。测定条件为23℃、12%RH、施加电压100V。
经向的表面泄漏电阻值使用样品(a),以长边方向、测定间距25cm进行测定。
纬向的表面泄漏电阻值使用样品(b),以长边方向、测定间距25cm进行测定。
接缝间的表面泄漏电阻值使用样品(c),以包含以坐倒双针的方式缝制的1处接缝的方式设置2个电极,以短边方向、测定间距30cm进行测定。
需要说明的是,100次洗涤按照JIS L 0217:1995与纤维制品的处理相关的表示符号及其表示方法“附表1不同符号的试验方法-洗涤方法(水洗)”的“编号103”,进行100次导电性织物的洗涤试验,干燥方法为通过F法(滚筒干燥)进行。
(7)沸水收缩率
将得到的导电性复合纤维用缕纱测长仪进行20次卷绕,在0.03(cN/dtex)的载荷下测定线长L0,接着在无载荷下放入沸水中处理30分钟。然后,风干,再次在0.03(cN/dtex)的载荷下测定收缩后的长度L1,利用下述式算出沸水收缩率。
沸水收缩率(%)=[(L0-L1)/L0]×100
(8)单纤维纤度和总纤度
基于JISL1013:2010人造长丝纱线的试验方法“8.3.1正量纤度”的“A法”,测定单纤维纤度和总纤度。
(9)操作性
对于得到导电性复合纤维时的熔融纺丝、拉伸时的断丝的状况,根据连续24小时进行熔融纺丝时的每1锤的断丝次数,如下以3个等级进行评价。
○··断丝次数为10次以下。
△··断丝次数为11~19次。
×··断丝次数为20次以上。
(10)截面形状的观察
使用Keyence公司制造的数字显微镜“VHX-600”观察得到的导电性复合纤维的与长度方向垂直的截面(倍率;1000倍)。
实施例1
(1)芯部形成组合物的制造
向酯化反应器中供给对苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)的浆料,在温度250℃、压力50hPa的条件下使其反应,得到酯化反应率95%的反应产物。
在另一酯化反应罐中投入包含间苯二甲酸(IPA)和乙二醇的浆料,在温度200℃的条件下进行3小时酯化反应,得到间苯二甲酸与乙二醇的反应溶液。
加入TPA与EG的反应产物和间苯二甲酸与乙二醇的反应溶液、聚合催化剂,将反应器减压进行熔融聚合反应,得到共聚聚酯树脂(作为酸成分共聚8摩尔%的IPA,熔点234℃,熔融粘度1340dPa·s-1)。得到仅包含该共聚聚酯树脂的芯部形成组合物。
(2)鞘部形成组合物的制造
在PBT中混入导电性炭黑以使其含量为25质量%,得到熔点223℃、熔融粘度1450dPa·s-1的鞘部形成组合物。
(3)导电性复合纤维的制造
准备上述芯部形成组合物和鞘部形成组合物,将它们供给至复合纺丝装置,使用纤维的截面形状设计为图1的纺丝模口进行熔融纺丝。此时,芯部与鞘部的面积比(芯部/鞘部)为85/15,鞘部以覆盖芯部的整个表面的方式配置。另外,纺丝温度270℃的条件下的剪切速度1000s-1时的上述芯部形成组合物与上述鞘部形成组合物的熔融粘度差(上述鞘部形成组合物的熔融粘度-上述芯部形成组合物的熔融粘度)为110dPa·s-1。从模口喷嘴对熔融纺丝的丝线,在从模口喷嘴下表面向下方向120mm的位置吹送冷却风(28℃、风速0.4m/s)进行冷却,集束、上油后,用牵引辊以2700m/分钟的速度卷取,得到部分未拉伸丝线。在第一辊(温度90℃)与第二辊(室温)之间设置140℃的加热板,将得到的部分未拉伸丝线一边在第一辊与第二辊间进行热处理,一边以拉伸倍率1.7倍进行拉伸,卷取导电性复合纤维(28dtex/6f)。
(4)导电性织物的制造
接着,将得到的导电性复合纤维(28dtex/6f)以Z方向520T/M包覆于聚酯长丝(Unitika Trading公司制造、167dtex/48f),得到经丝用导电性纤维包覆丝。
另外,将得到的导电性复合纤维(28dtex/6f)以Z方向400T/M包覆于聚酯长丝(Unitika Trading公司制造、340dtex/96f),得到纬丝用导电性纤维包覆丝。
作为配置于织物的表面侧的经丝,以聚酯长丝(Unitika Trading公司制造、167dtex/48f)与上述的经丝用导电性纤维包覆丝的排列成为15∶1(经丝16根中经丝用导电性纤维包覆丝为1根的比例)的方式进行配置,另外,作为配置于织物的背面侧的经丝,准备聚酯长丝(Unitika Trading公司制造、95dtex/48f),以配置于表面侧的经丝与配置于背面侧的经丝的排列成为4∶1的方式进行排列而进行整经,准备经轴。
将准备的经轴安装于剑杆织机,以聚酯长丝(Unitika Trading公司制造、340dtex/96f)与上述的纬丝用导电性纤维包覆丝的排列成为11∶1的方式将纬丝打纬,以图2所示的经双层平纹组织进行织造,得到导电性织物坯布。
利用常规方法对得到的坯布进行精炼和染色,以导电性纤维包覆丝在织物的经向和纬向这两个方向上以5mm间隔排列1根的方式进行热定形,得到经丝密度84根/2.54cm、纬丝密度56根/2.54cm的导电性织物(双层织物)。
实施例2~6、比较例1
将芯部形成组合物和鞘部形成组合物的熔融粘度变更为表1所示的熔融粘度,除此以外,以与实施例1相同的方式进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地获得导电性织物。
实施例7~8、比较例14~15
将鞘部形成组合物中包含的导电性炭黑的量变更为表1所示的量,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
实施例9~10、比较例2~3
将工序(1)中的冷却风的吹送位置变更为表1所示的位置,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
实施例11~12、比较例4~5
将工序(2)中的卷取速度变更为表1所示的卷取速度,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
另外,在比较例5中,由于在拉伸时产生断丝,因此无法得到导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
实施例13~14、比较例6~7
将工序(3)中的拉伸温度变更为表1所示的温度,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
实施例15~16、比较例8~9
将工序(3)中的拉伸倍率变更为表1所示的拉伸倍率,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
另外,在比较例9中,由于在拉伸时产生断丝,因此无法得到导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
实施例17~18、比较例10~11
将工序(4)中的热处理温度变更为表1所示的温度,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
实施例19~20、比较例12
将芯部形成组合物含有的共聚聚酯树脂中的间苯二甲酸的共聚量变更为表1所示的共聚量,将纺丝温度、熔融粘度差变为表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
实施例21~22、比较例16
将芯部与鞘部的面积比率变更为表1所示的比率,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
比较例13
在实施例1的鞘部形成组合物的制造中,使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)代替PBT,在PET中混炼导电性炭黑以使其含量为25质量%,得到熔点255℃、熔融粘度1980dPa.s-1的鞘部形成组合物。
使用上述鞘部形成组合物,将纺丝温度、熔融粘度差变更为表1所示的值,除此以外,与实施例1同样地进行熔融纺丝、拉伸,得到28dtex/6f的导电性复合纤维。
使用得到的导电性复合纤维,与实施例1同样地得到导电性织物。
将实施例1~22、比较例1~16中的导电性复合纤维的制造工序中的条件示于表1,将得到的导电性复合纤维和导电性织物的物性值与评价结果示于表2。
[表1]
[表2]
由表1和表2可知,在实施例1~22中,能够操作性良好地得到导电性复合纤维。另外,得到的导电性复合纤维满足本发明中规定的断裂强度、结晶度、初始电阻值,导电性能的耐久性也优异。
而且,使用得到的导电性复合纤维的织物的经向、纬向、接缝间的任一者的表面泄漏电阻值在初期、100次洗涤后均低,导电性能和导电性能的耐久性优异。
另一方面,比较例1~11中,利用不满足工序(1)~(4)中的至少任一条件的制造方法来制造导电性复合纤维,因此无法得到满足本发明中规定的断裂强度、结晶度、初始电阻值的全部的导电性复合纤维。
因此,使用这些导电性复合纤维的织物的导电性能、导电性能的耐久性差。
比较例12~16中,芯部或鞘部的树脂成分即聚酯树脂的种类、鞘部形成组合物中的导电性成分的含量、芯部与鞘部的面积比中的至少任一者不满足本发明中规定的数值范围,因此无法得到满足本发明中规定的断裂强度、结晶度、初始电阻值的全部的导电性复合纤维。
因此,使用这些导电性复合纤维的织物的导电性能、导电性能的耐久性差。
附图标记说明
1 鞘部
2 芯部

Claims (4)

1.一种芯鞘型聚酯复合纤维,其特征在于,包含芯部和鞘部,
所述芯部由芯部形成组合物构成,所述芯部形成组合物主要包含聚酯树脂,所述聚酯树脂以对苯二甲酸乙二醇酯为主要重复单元、且每100摩尔%酸成分包含1~15摩尔%的间苯二甲酸,
所述鞘部由鞘部形成组合物构成,所述鞘部形成组合物主要包含聚对苯二甲酸丁二醇酯、且包含20~35质量%的导电性成分,
在与丝线长度方向垂直的截面中,所述芯部与所述鞘部的面积比、即芯部/鞘部为60/40~90/10,
所述芯鞘型聚酯复合纤维满足下述(a)~(c)的全部物性,
(a)所述复合纤维的断裂强度为3.0cN/dtex以上,
(b)所述复合纤维的结晶度为27%~37%,
(c)所述复合纤维的初始电阻值为5.0×108Ω/cm以下。
2.根据权利要求1所述的芯鞘型聚酯复合纤维,其中,所述芯鞘型聚酯复合纤维还满足下述(d)的物性,
(d)100次洗涤后的电阻值为1.0×109Ω/cm以下。
3.一种编织物,其特征在于,包含权利要求1或2所述的芯鞘型聚酯复合纤维。
4.根据权利要求1或2所述的芯鞘型聚酯复合纤维的制造方法,其特征在于,将所述芯部形成组合物与所述鞘部形成组合物在纺丝温度下、剪切速度1000s-1的条件下的熔融粘度差、即“所述鞘部形成组合物的熔融粘度-所述芯部形成组合物的熔融粘度”调整至绝对值为300dPa·s-1以下,向复合纺丝装置供给所述芯部形成组合物和所述鞘部形成组合物,进行熔融纺丝,依次进行以下所示的工序(1)~(4),
工序(1):对于从模口喷嘴经过熔融纺丝的未拉伸丝线,在从模口喷嘴下表面向下方100~150mm的位置吹送冷却风,由此冷却所述未拉伸丝线,
工序(2):将冷却后的未拉伸丝线以2000~3000m/min卷取,
工序(3):将卷取的未拉伸丝线一边在50℃~100℃下加热一边拉伸至1.2~2.0倍,
工序(4):在130~150℃下对拉伸后的丝线进行热处理后,进行卷取。
CN202280055704.1A 2021-11-02 2022-10-31 芯鞘型聚酯复合纤维及其制造方法 Pending CN117813425A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-179681 2021-11-02
JP2022112537 2022-07-13
JP2022-112537 2022-07-13
PCT/JP2022/040830 WO2023080124A1 (ja) 2021-11-02 2022-10-31 芯鞘型ポリエステル複合繊維、及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117813425A true CN117813425A (zh) 2024-04-02

Family

ID=90433495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280055704.1A Pending CN117813425A (zh) 2021-11-02 2022-10-31 芯鞘型聚酯复合纤维及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117813425A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008013874A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Nippon Ester Co Ltd 導電性複合糸及び導電性布帛
CN101395307A (zh) * 2006-03-01 2009-03-25 帝人纤维株式会社 含复合纤维的纱线
JP2009144265A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Toray Monofilament Co Ltd 導電性モノフィラメントおよび工業用織物
CN101484621A (zh) * 2006-07-03 2009-07-15 可乐丽股份有限公司 导电性皮芯型复合纤维及其制造方法
JP2016069786A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 日本エステル株式会社 導電性芯鞘複合マルチフィラメント糸
JP2018119221A (ja) * 2017-01-23 2018-08-02 帝人株式会社 布帛および繊維製品
JP2018168501A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 ユニチカ株式会社 導電性布帛およびこの導電性布帛に用いられる導電性繊維

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101395307A (zh) * 2006-03-01 2009-03-25 帝人纤维株式会社 含复合纤维的纱线
CN101484621A (zh) * 2006-07-03 2009-07-15 可乐丽股份有限公司 导电性皮芯型复合纤维及其制造方法
JP2008013874A (ja) * 2006-07-05 2008-01-24 Nippon Ester Co Ltd 導電性複合糸及び導電性布帛
JP2009144265A (ja) * 2007-12-12 2009-07-02 Toray Monofilament Co Ltd 導電性モノフィラメントおよび工業用織物
JP2016069786A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 日本エステル株式会社 導電性芯鞘複合マルチフィラメント糸
JP2018119221A (ja) * 2017-01-23 2018-08-02 帝人株式会社 布帛および繊維製品
JP2018168501A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 ユニチカ株式会社 導電性布帛およびこの導電性布帛に用いられる導電性繊維

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4902545B2 (ja) 導電性複合繊維及びその製造方法
CN101484621B (zh) 导电性皮芯型复合纤维及其制造方法
US4085182A (en) Process for producing electrically conductive synthetic fibers
JP2008156810A (ja) 芯鞘複合型導電性繊維
JP4923174B2 (ja) 導電性複合糸及び導電性布帛
US20040078903A1 (en) Conductive soil-repellent core-sheath fiber of high chemical resistance, its preparation and use
JP3893995B2 (ja) 樹脂組成物および成形体
JP4367038B2 (ja) 繊維および布帛
CN114008254A (zh) 导电性复合纤维及使用其的纤维结构物
US20230323572A1 (en) Electroconductive fiber, clothing including electroconductive fiber, and electrical/electronic instrument including electroconductive fiber
JP4280546B2 (ja) 導電性複合繊維及び導電性織編物
JP2010236167A (ja) 導電ミシン糸及び織編物
JP7535284B2 (ja) 導電性複合繊維、およびその製造方法
JP7340183B1 (ja) 芯鞘型ポリエステル複合繊維、及びその製造方法
CN117813425A (zh) 芯鞘型聚酯复合纤维及其制造方法
JP2004225214A (ja) 導電性複合繊維
JP2004204395A (ja) 導電性混繊糸および布帛
JPS6240444B2 (zh)
JP2007092200A (ja) 耐湿熱性導電性複合繊維及び耐湿熱性導電性布帛
JP7394439B2 (ja) 導電性マルチフィラメント、導電性マルチフィラメントの製造方法、織編物およびブラシ
JP2018193648A (ja) ポリアミド系導電性複合繊維
JP2004036040A (ja) 制電性織編物及び防塵衣
JP4890479B2 (ja) ポリエステル複合繊維及び織編物
JP4763451B2 (ja) 導電性複合繊維
JP6420141B2 (ja) 導電性糸条およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination