DE10296500T5

DE10296500T5 - Faserkomplex und seine Verwendung

Info

Publication number: DE10296500T5
Application number: DE10296500T
Authority: DE
Inventors: Keiji Sanda Nakanishi; Shoichiro Noguchi
Original assignee: Kanebo Ltd; Kanebo Gohsen Ltd
Current assignee: KB Seiren Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2004-04-22
Also published as: KR20030081432A; JP3917524B2; CN100497781C; CN1531608A; JPWO2002075030A1; KR100543477B1; WO2002075030A1; US20040087231A1; TW591143B

Abstract

Faserkomplex, bei dem leitende Verbundfasern mit einer leitenden thermoplastischen Komponente und eine faserbildende Komponente gemischt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Verbundfaser aus einem thermoplastischen Polymer besteht, das Ruß enthält und einen spezifischen Widerstand von 10⁶ Ω cm oder weniger aufweist, und die leitende thermoplastische Komponente 50% oder mehr der Faseroberfläche bedeckt und eine Struktur aufweist, die in der Faserlängsachsenrichtung fortlaufend ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Faserprodukte, die hauptsächlich zum Hemmen von elektrostatischer Ladung verwendet werden.
Hintergrund der Erfindung
Aus synthetischen Fasern bestehende Stoffe sind in verschiedenen Gebieten verwendet worden, da sie im Allgemeinen eine ausgezeichnetere Festigkeit und Dauerhaftigkeit aufweisen, als Stoffe, die aus Naturfasern bestehen. Jedoch weisen sie einen Nachteil auf, indem sie leicht aufgeladen werden. Kürzlich ist es, da die Produkte in den Gebieten von medizinischen Produkten, Medikamenten, Nahrungsmitteln, elektronischen Bauelementen und Präzisionsmaschinen eine hohe Leistungsfähigkeit erlangen, deutlich geworden, dass Luftstaub einen großen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Produkte ausübt. Folglich kann, wenn ein Stoff, auf dem Staub durch elektrostatische Ladung adsorbiert ist, in eine Produktionsumgebung gebracht wird, als Folge der Wirkungsgrad der Produktion vermindert werden. Außerdem kann eine gefährliche Funkenbildung durch statische Elektrizität in einer Umgebung auftreten, was leicht Feuer und Explosion entstehen lässt. Deshalb sind Faserprodukte, die mit einer antistatischen Behandlung behandelte Stoffe verwenden, in verschiedenen Produktionsstandorten wesentlich geworden.
Praktisch werden staubdichte Kleidungen und Schuhinnenlagen, die aus Stoffen bestehen, die mit einer antistatischen Behandlung behandelt sind, z.B. bei Arbeitskleidungen und Arbeitsschuhen in einem Reinraum verwendet, weil eine Verbesserung in der Produktionsausbeute erwartet werden kann, und zwar durch Hemmen von statischer Elektrizität, die auf Stoffen und dem menschlichen Körper akkumuliert ist, so dass eine durch Entladung hervorgerufene Zerstörung von sehr kleiner Schaltung verhindert wird, und durch Hemmen einer Adsorption von Staub auf Stoffen und dem menschlichen Körper durch statische Elektrizität, so dass Staub aus dem Reinraum ausgeschlossen wird. Auch sind Stoffe, die mit einer antistatischen Behandlung behandelt sind, äußerst nützlich als Filtermaterialien, weil sie durch Reibung von Flüssigkeit oder Gas erzeugte statische Elektrizität verhindern können, die eine Entflammbarkeit mit dem Filter während einer Filtration aufweist, so dass ein Entzünden und eine Explosion vermieden wird.
Herkömmlicherweise sind verschiedene Verfahren zum Aufbringen von Antistatikwirkungsgraden auf Stoffen erdacht worden. Z.B. sind ein Verfahren zum Anhaften eines oberflächenaktiven Wirkstoffs auf der Oberfläche eines Stoffs durch Nachbehandlung und ein Verfahren zum Bilden eines Stoffs durch antistatische Fasern, in denen ein hydrophiles Polymer inkorporiert ist, weitverbreitet. Jedoch sind diese Stoffe von geringer Waschbeständigkeit und ungenügender Antistatizität bei geringer Feuchtigkeit. Folglich werden normalerweise Stoffe verwendet, bei denen leitende Fasern mit einem gegebenen Verhältnis inkorporiert sind.
Als die leitende Faser ist eine leitende Verbundfaser, die eine leitende Komponente, die aus leitenden Partikeln besteht, und eine thermoplastische Komponente als die Kernkomponente (Inselkomponente) und eine faserbildende Komponente als Mantelkomponente (Meereskomponente) enthält, unter dem Aspekt einer Verarbeitbarkeit und Waschbeständigkeit üblich.
Kürzlich ist hauptsächlich in Europa und den Vereinigten Staaten ein Verfahren zum Messen des Widerstands zwischen zwei Elektroden durch Anbringen der Elektroden an zwei Punk ten auf der Oberfläche eines Faserprodukts (nachstehend als Oberflächenwiderstandsmessverfahren bezeichnet) als Mittel zum Auswerten der Antistatizität eines Faserprodukts, ohne es zu zerstören, allgemein verbreitet worden. Dieses Verfahren weist insofern ein Problem auf, als das Produkt von schlechter Antistatizität erachtet wird, obwohl das tatsächliche Produkt eine ausreichende Antistatizität aufweist, da sich die spezifische elektrische Leitfähigkeit an der Stoffoberfläche als gering erweist, weil die leitende Komponente nicht mit der Elektrode in Kontakt steht, wenn der zur leitenden Faseroberfläche hin freiliegende Bereich der leitenden Komponente, die zum Faserprodukt inkorporiert ist, klein ist.
Die JP 11-350296 A schlägt einen Stoff von verbessertem Kontakt zwischen leitenden Garnen vor, um die spezifische elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, bei der die verwendeten leitenden Garne gefertigt werden, indem ein synthetisches Filamentgarn als ein Kern mit einer leitenden Verbundfaser bedeckt wird. Wenn die leitende Komponente zur Faseroberfläche wenig freiliegt, kann jedoch die leitende Komponente mit sich selbst oder mit der Elektrode keinen Kontakt machen, und folglich kann im Oberflächenwiderstandsmessverfahren keine gute spezifische elektrische Leitfähigkeit erreicht werden, es sei denn es wird ein leitendes Haftmittel mit einer Permeabilität zum Vermindern des Kontaktwiderstands verwendet.
Man kann leicht der Meinung sein, dass es ausreicht, eine leitende Komponente als die Oberflächenlage zu verwenden, um den Nachteil zu beseitigen, und verschiedene Vorschläge sind dafür gemacht worden. Z.B. ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine leitende Komponente, die durch Dispergieren einer Metallkomponente, wie z.B. Titanoxid und Kupfer(I)-iodid, und leitenden Kohlenstoffpartikeln gefertigt wird, auf der Oberfläche beschichtet wird. Jedoch weist die durch das Verfahren gefertigte leitende Faser keine Waschbeständigkeit auf, und obwohl sie im Anfangsstadium eine hohe spezifische elektrische Leitfähigkeit aufweist, wird die leitende Komponente abgeschält und fällt durch wiederholtes Waschen zu einer niedrigeren spezifischen elektrischen Leitfähigkeit ab und so dass auch ein verstärktes Eigenstauben hervorgerufen wird, und folglich ist es schwierig, um als staubdichte Stoffe verwendet zu werden, die in einem Reinraum verwendet werden, wobei ein wiederholtes Waschen unumgänglich erforderlich ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, um Faserprodukte bereitzustellen, die im Oberflächenwiderstandsmessverfahren eine gute spezifische elektrische Leitfähigkeit und ausgezeichnete Antistatizität und Dauerhaftigkeit zeigen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faserkomplex, bei dem leitende Verbundfasern mit einer leitenden thermoplastischen Komponente und eine faserbildende Komponente gemischt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Verbundfaser aus einem thermoplastischen Polymer besteht, das Ruß enthält und einen spezifischen Widerstand von 10⁶ Ω cm oder weniger aufweist, und die leitende thermoplastische Komponente 50% oder mehr der Faseroberfläche bedeckt und eine Struktur aufweist, die in der Faserlängsachsenrichtung fortlaufend ist.
Auch wird als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Faserkomplex als Beispiel angegeben, der 0,1 bis 15 Gew.-% der leitenden Verbundfaser enthält. Weiter umfassen konkrete Verwendungen des Faserkomplexes der vorliegenden Erfindung staubdichte Stoffe, Schuhinnenlagen und Filter.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Querschnitt eines Beispiels für eine leitende Verbundfaser, die in dem Faserkomplex gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
2 ist ein Querschnitt eines Beispiels für eine leitende Verbundfaser, die in dem Faserkomplex gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 ist ein Querschnitt eines Beispiels für eine leitende Verbundfaser, die in dem Faserkomplex gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
4 ist ein Querschnitt eines Beispiels für eine leitende Verbundfaser, die in einem Faserkomplex aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
5 ist ein Querschnitt eines Beispiels für eine leitende Verbundfaser, die in einem Faserkomplex aus dem Bereich der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Die Bezugszeichen werden wie folgt erklärt.
1 stellt eine leitende Komponente dar.
2 stellt eine nichtleitende Komponente dar.
Beste Ausführungsform der Erfindung Die leitende Verbundfaser, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird veranschaulicht.
Als das thermoplastische Polymer, das in den leitenden und nichtleitenden Komponenten der leitenden Verbundfaser verwendet wird, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können verschiedene bekannte thermoplastische Polymere mit einem faserbildenden Vermögen, wie z.B. Polyester, Polyamide, Polyolefine und Copolymere davon, verwendet werden, und es kann zweckmäßig ausgewählt werden. Insbesondere wird es bevorzugt, dass das thermoplastische Polymer von derselben Art wie das Fasermaterial der Basisgarne ist, die den größten Teil des Stoffs, der mit den leitenden Verbundfasern gemischt ist, ausmachen, um die Notwendigkeit einer speziellen Anzeige in den späteren Schritten, wie z.B. Färben, zu verringern.
Auch sind die in der leitenden Komponente und der nichtleitenden Komponente verwendeten thermoplastischen Polymere unter dem Gesichtspunkt einer Haftung zwischen beiden Kompo nenten vorzugsweise thermoplastische Polymere derselben Art. Selbst wenn beide thermoplastische Polymere voneinander verschieden sind, kann die Haftung in einigen Fällen durch Beimischen eines Aufschlussmittels zu beiden oder einer der Komponenten verbessert werden. Z.B. kann die Haftung durch Beimischen einer kleinen Menge eines Maleinsäure-modifizierten Polyolefins als ein Aufschlussmittel zu der Polyolefinseite im Fall eines Polyamids und eines Polyolefins verbessert werden.
Die leitende Komponente wird durch eine Mischung gebildet, die durch gleichförmiges Mischen von leitendem Ruß in einem thermoplastischen Polymer entsprechend einem gewöhnlichen Verfahren hergestellt wird. Das Mischungsverhältnis von leitendem Ruß ist gemäß den Arten des Polymers und Rußes, die verwendet werden, unterschiedlich, aber es wird bevorzugt, dass es normalerweise 10 bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 bis 40 Gew.-%, beträgt.
Die spezifische elektrische Leitfähigkeit der leitenden Verbundfaser, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, muss so sein, dass der spezifische Widerstand 10⁶ Ω oder weniger beträgt. Wenn der spezifische Widerstand außerhalb des Bereichs liegt, wird das Selbstentladungsvermögen der leitenden Faser nicht dargestellt, und er ist für das antistatische Maß des Faserkomplexes nicht nützlich. Er beträgt vorzugsweise etwa 10⁴ Ω oder weniger und am bevorzugtesten 10²Ω oder weniger.
Verschiedene Zusatzmittel, wie z.B. Dispergiermittel (Wachse, Polyalkylenoxide, verschiedene oberflächenaktive Wirkstoffe, organische Elektrolyte usw.), Farbmittel, Wärmestabilisatoren (Antioxidationsmittel, UV-Absorptionsmittel usw.), Fließfähigkeitsverbesserungsmittel und fluoreszierende Weißmacher , können zu der leitenden Komponente und der nichtleitenden Komponente hinzugefügt werden, wenn erforderlich.
Die Verbundform der leitenden Verbundfaser, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht besonders beschränkt. Jedoch soll mindestens 50% der Faseroberfläche durch die leitende Komponente bedeckt sein. Beispiele für eine Querschnittsform sind in den 1 bis 3 dargestellt, wobei 4 bis 8 Stücke der leitenden Komponente auf der Faseroberfläche angeordnet sind. Indem man leitende Verbundfasern von solchen Strukturen verwendet, werden ein Kontakt zwischen den leitenden Komponenten von jeder von leitenden Fasern und ein Kontakt zwischen der leitenden Komponente und der Elektrode des Messgeräts verbessert, um eine gute spezifische elektrische Leitfähigkeit im Oberflächenwiderstandsmessverfahren zu ergeben. Hinsichtlich des Hauptzwecks ist ein höheres Freiliegen der leitenden Komponente zur Faseroberfläche vorzuziehen. Jedoch ist es von einer hohen technischen Schwierigkeit, sie vollständig zu bedecken, da die Schmelzfließfähigkeit der leitenden Komponente bemerkenswert vermindert wird, indem sie mit leitendem Ruß gemischt wird. Auch kann erachtet werden, dass sie ausreichend miteinander Kontakt machen, wie von der Elektrodengröße des bei dem Oberflächenwiderstandsmessverfahren verwendeten Messgeräts und der Fasergröße der Verbundfaser aus betrachtet. Folglich kann gesagt werden, dass der Zweck erreicht werden kann, wenn mindestens 50% der Faseroberfläche bedeckt ist.
Das Verbundverhältnis der leitenden Komponente zu der nichtleitenden Komponente beträgt vorzugsweise 1:20 bis 2:1 Volumenanteile. Unter dem Gesichtspunkt einer Gewährleistung der Fasereigenschaft wird ein höherer Anteil der nichtleitenden Komponente bevorzugt. Jedoch macht es ein niedrigerer Anteil der leitenden Komponente schwierig, eine stabile Verbundform zu ergeben, und ergibt folglich eine schlechte Stabilität in der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit. Deshalb wird es, indem man dies in Erwägung zieht, bevorzugt, dass das Verhältnis 1:20 bis 2:1, und bevorzugter, dass das Verhältnis 1:15 bis 1:1 beträgt.
Die leitende Verbundfaser, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird im Wesentlichen durch ein Schmelzverbundspinnverfahren hergestellt. Z.B. weist eine Verbundfaser, in der eine ähnliche Verbundform durch eine Nachbehandlung gebildet wird, wie z.B. Beschichten, eine schlechte Dauerhaftigkeit auf, und die leitende Komponente schält sich ab und fällt bei wiederholtem Waschen ab. Indem sie durch ein Schmelzverbundspinnverfahren hergestellt wird, kann eine ausreichende Dauerhaftigkeit erreicht werden, selbst bei einer Verwendung, die ein wiederholtes Waschen erfordert, wie z.B. staubdichte Stoffe, die in einem Reinraum und derartigem verwendet werden.
In dem Faserkomplex der vorliegenden Erfindung wird eine andere Faser (die nachstehend als "nichtleitende Faser" bezeichnet wird) zu der leitenden Faser zur Verwendung gemischt. Verschiedene Fasern können als die andere Faser, die zu der leitende Verbundfaser gemischt wird, verwendet werden. Z.B. werden synthetische Fasern, wie z.B. Nylon, Polyester und Acryl- und Naturfasern, wie z.B. Baumwolle, Seide und Wolle, als Beispiel angegeben. Eine Mischung einer Mehrzahl von Fasern kann auch verwendet werden. Unter ihnen kann eine synthetische Faser vorzugsweise verwendet werden, wenn man die Verwendung des Faserkomplexes in Erwägung zieht. Weil synthetischen Fasern eine höhere Festigkeit und Dauerhaftigkeit als Naturfasern aufweisen.
Das Mischverfahren der leitenden Fasern und der nichtleitenden Fasern ist nicht besonders beschränkt. Z.B. können leitende Verbundfasern bei einem gegebenen Intervall gemäß ihrer Feinheit zu einer Web- oder einer Wirkware als ein einziges Material getrieben werden, oder sie können durch Zusammendrehen oder Zusammendrehen und Verzwirnen mit nichtleitenden Fasern zu einem Stoff getrieben werden. Auch können sie mit anderen kurzen Fasern gemischt werden, nachdem sie in eine gegebene Länge geschnitten sind, oder sie können zu einem etablierten Stoff genäht werden.
Die Menge an leitenden Verbundfasern, die im Faserkomplex der vorliegenden Erfindung verwendet werden, beträgt vorzugsweise 0,1 bis 15 Gew.-%. Wenn der Anteil der leitenden Verbundfasern 0,1 Gew.-% oder weniger beträgt, ist ein antistatischer Effekt aufgrund einer Koronaentladung unzureichend, und folglich kann eine Adsorption von Staub an einem menschlichen Körper und Kleidern durch statische Elektrizität nicht verhindert werden. Wenn der Anteil 15 Gew.-% übersteigt, ist der antistatische Effekt des Faserkomplexes nahezu gesättigt, und er erhöht die Kosten und vermindert die Verarbeitbarkeit ungünstig.
Ein staubdichter Stoff der vorliegenden Erfindung wird durch Web- oder Wirkwaren des besagten Faserkomplexes gebildet. Die Basisgarne sind vorzugsweise Filamentgarne unter dem Gesichtspunkt einer Hemmung einer Staubbildung des Stoffs selbst. Wenn gesponnene Garne verwendet werden, wird es bevorzugt, ein Eigenstauben durch eine Laminierung und derartiges zu verhindern.
Obwohl die Textur des Stoffs nicht besonders beschränkt ist, wird es bevorzugt, dass er unter dem Gesichtspunkt einer Hemmung von Staubdurchdringung von hoher Dichte ist. Jedoch gibt eine höhere Dichte ein schlechteres Tragegefühl, und folglich sollen die Textur und die Dichte entsprechend dem Zweck eingestellt sein. Weiter kann, wenn erforderlich, eine Feinheit verbessert werden, indem der Stoff durch Kalendern und derartiges gepresst wird, und es können eine Faser mit einer Wasserabsorptions- und Schnelltrocknungseigenschaft zur Verbesserung eines Tragegefühls und einer antibakterien Leistungsfähigkeit, und verschiedene funktionelle Fasern, wie z.B. eine Antistatikfaser, die einen schnellen Abfall in der statische Spannung des Stoffs fördert, auch zusammen verwendet werden.
Indem man den staubdichten Stoff der vorliegenden Erfindung verwendet, kann im Stoff in einer beliebigen Umgebung akku mulierte statische Elektrizität gehemmt werden, um eine Zerstörung von sehr kleiner Schaltung zu verhindern, die durch Entladung verursacht wird, und eine Adsorption von Staub, die durch statische Elektrizität verursacht wird, kann gehemmt werden, um die Ausbeute des Produkts zu verbessern, wobei Staub aus dem Reinraum ausgeschlossen wird. Auch kann durch Messen des Oberflächenwiderstands des Produkts die Antistatizität vermutet werden, und folglich kann eine einfache Qualitätskontrolle ohne Zerstörung des Produkts ausgeführt werden.
Die Schuhinnenlage der vorliegenden Erfindung ist aus einer Webware des besagten Faserkomplexes und einem Vliesstoff gebildet. Obwohl Polyamid, das eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit aufweist, hauptsächlich als die nichtleitende Faser verwendet wird, ist sie nicht besonders beschränkt. Indem man eine Wärmehaftfaser und eine Verbundfaser verwendet, die ein niedrigschmelzendes Polymer am Mantelteil enthält, kann ein Punkthaftverarbeiten ausgeführt werden, um eine Stereostruktur aufrechtzuerhalten und um ein Prallen zu entlasten.
Wenn die leitende Verbundfaser der vorliegenden Erfindung als Vliesstoff verwendet wird, beträgt die Einzelgarnfeinheit vorzugsweise 8 Decitex oder weniger. Weil, wenn die Einzelgarnfeinheit klein wird, die Anzahl von Garnen selbst bei einem selben Gewichtsverhältnis erhöht wird und die Wahrscheinlichkeit von wechselseitigem Kontakt zwischen leitenden Verbundfasern erhöht wird, und folglich die spezifische elektrische Leitfähigkeit in der Richtung entlang der Stoffoberfläche (horizontale Richtung) und in vertikaler Richtung verbessert wird.
Indem man die Schuhinnenlage der vorliegenden Erfindung verwendet, ist es selbstverständlich, dass die Innenlage selbst so gefertigt ist, dass sie antistatisch ist, und im menschlichen Körper akkumulierte statische Elektrizität kann durch die Innenlage und die Sohle zur Erde abgeleitet werden, wenn ein leitendes Harz am Sohlenteil der Schuhe verwendet wird. Infolgedessen kann eine Verbesserung des Arbeitswirkungsgrads im Reinraum auf dieselbe Weise wie bei staubdichtem Stoff erwartet werden.
Das Filter der vorliegenden Erfindung ist aus einer Webware des besagten Faserkomplexes und einem Vliesstoff gebildet. Auf dieselbe Weise wie für eine Schuhinnenlage unter Verwendung einer Wärmehaftfaser und einer Verbundfaser, die ein niedrigschmelzendes Polymer am Mantelteil enthält, kann ein Punkthaftverarbeiten ausgeführt werden, um eine Stereostruktur aufrechtzuerhalten und um eine Dimensionsstabilität zu verbessern. Auch ist es auf dieselbe Weise wie bei der Schuhinnenlage vorzuziehen, dass die Einzelgarnfeinheit bei Verwendung als Vliesstoff kleiner ist.
Indem man das Filter der vorliegenden Erfindung verwendet, kann statische Elektrizität, die durch Reibung einer entflammbaren Flüssigkeit oder Gases mit dem Filter erzeugt wird, gehemmt werden, wenn die Flüssigkeit oder das Gas mit hoher Geschwindigkeit filtriert wird, um ein Entzünden und eine Explosion zu vermeiden. Auch kann die Filtrationsrate hoch eingestellt werden, um eine Produktivität zu verbessern.
Beispiele
Nun wird die vorliegende Erfindung entsprechend Beispielen praktisch beschrieben. Hier sind Messungen und Auswertungen von verschiedenen Eigenschaften in den folgenden Beispielen durch das folgende Verfahren durchgeführt worden.
Die spezifische elektrische Leitfähigkeit einer leitenden Verbundfaser wurde durch eine Prozedur ausgewertet, bei der eine Probe hergestellt wurde, indem die Faser bis zu 10 cm lang geschnitten wurde und ihre beiden Enden mit einem leitenden Haftmittel an einen Metallanschluss angehaftet wurden, und es wurde eine Gleichstromspannung von 1000 V an sie angelegt, und es wurde der Widerstand gemessen, und er wurde in den spezifischen Widerstand umgewandelt.
Der Oberflächenwiderstand des Stoffs wurde gemessen, indem das Megaohm Meter Model 800, das von ACL Staticide Co. gefertigt wird, bei einer Parallelelektrodenbreite von 7,5 cm und einem Abstand zwischen den Elektroden von 7,5 cm verwendet wurde. Hier wurde eine Probe, die zuvor bei 20°C unter 30% RH angefeuchtet wurde, für die Messung verwendet.
Die Antistatizität des Stoffs wurde durch eine Prozedur gemessen, bei der die anfängliche statische Spannung gemessen wurde, indem eine Probe verwendet wurde, die bei 20°C unter 30% RH angefeuchtet wurde, entsprechend dem Reibungsladungsabschwächungsmessverfahren JIS L 1094.
Eine Waschbeständigkeit wurde hinsichtlich Dauerhaftigkeit gemessen. 100-malige Waschungen wurden durch das JIS L 0217 E 103-Verfahren durchgeführt, und die spezifische elektrische Leitfähigkeit der leitenden Verbundfaser und der Oberflächenwiderstand des Stoffs wurden vor und nach dem Waschen gemessen.
Die Bedeckungsrate der leitenden Komponente auf der Faseroberfläche wurde durch eine Prozedur ausgewertet, bei der 20 Abschnittsfotografien von Garnen mit einem von der Olympus Optical Co. hergestellten optischen Mikroskop bei fakultativen Intervallen aufgenommen wurden und durch eine von der Keyence Corp. gefertigten Bildanalysenausrüstung gemessen wurden und der Mittelwert überprüft wurde.
Beispiele 1 bis 3, Vergleichsbeispiele 1 und 2
Ein leitendes Polymer, das durch Dispergieren von leitendem Ruß zu 20 Gew.-% in Polyethylenterephthalat hergestellt wurde, in dem 12 Mol-% Isophthalsäure copolymerisiert wurde, wurde als die leitende Komponente verwendet, und ein Homopolyethylenterephthalat wurde als die nichtleitende Komponente verwendet. Sie wurden in mehreren Verbundverhältnissen und Verbundstrukturen zusammengesetzt, bei 285°C gesponnen, mit einer Rate von 1000 m/min unter Kühlen und Schmälzen gespult, weiter auf einer Reckrolle bei 100°C gezogen und auf einer heißen Platte bei 140°C wärmebehandelt, und gespult, um leitende Verbundfasern Y1 bis Y4 herzustellen. Die spezifischen elektrischen Leitfähigkeiten und die Bedeckungsraten der leitenden Komponente auf der Faseroberfläche von Y1 bis Y4 sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Polyesterfilamentgarn von 84 Decitex/72 Filamente wurde als der den Grundteil bildende Kette und Schuss verwendet, und Y1 als die leitenden Garne wurde bei jedem Kette und Schuss-Intervall von 5 mm verwendet, um eine Leinenbildung herzustellen. Das Textilgewebe wurde durch ein gewöhnliches Verfahren verarbeitet, um Stoff 1 zu ergeben.
Die Stoffe 2 bis 4 wurden mit derselben Struktur wie Stoff 1 hergestellt, außer dass die folgenden leitenden Zwirne statt Y1 als ein leitendes Garn verwendet wurden; die Zwirne wurden gefertigt, indem Y2 bis Y4 mit einem Polyesterfilamentgarn von 56 Decitex/24 Filamente mit einer Verzwirnungsanzahl von 250 T/m verzwirnt wurden.
Auch wurde als Vergleichsbeispiel Stoff 5 von derselben Struktur wie die Stoffe 2 bis 4 hergestellt, indem eine leitende Faser Y5 verwendet wurde, die durch Beschichten der Peripherie von Nylonmonofilament 22 Decitex mit einem Ruß-enthaltenden Harz hergestellt wurde. Die spezifische elektrische Leitfähigkeit des ursprünglichen Garns von Y5 war so gut wie 2,2 × 10⁰ Ω·cm. Mischungsraten von leitender Faser in den Stoffen 1 bis 5 und verschiedene Eigenschaften sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, zeigte Y4, wo die leitende Komponente nicht auf der Oberfläche freilag, keinen Effekt in der Oberflächenwiderstandsmessung, obwohl eine Waschbeständigkeit beobachtet wurde. Im Fall von Y5 wurde die leitende Komponente abgeschält und fiel durch 100 Waschungen ab, um den größten Teil der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit und Antistatizität zu beseitigen, obwohl Leistungsfähigkeiten gezeigt wurden, die äquivalent zu oder höher waren als diejenigen der vorliegenden Erfindung. Im Gegensatz dazu gab die vorliegende Erfindung gute Ergebnisse im Oberflächenwiderstand und seiner Dauerhaftigkeit.
Äquivalente Ergebnisse zur Stoffeauswertung wurden bei Herstellung von staubdichten Kleidungen unter Verwendung dieser Stoffe und bei ihrer praktischen Auswertung erhalten.
Beispiele 4 und 5, Vergleichsbeispiel 3
Ein leitendes Polymer, das durch Dispergieren von leitendem Ruß zu 35 Gew.-% in Nylon 6 hergestellt wurde, wurde als die leitende Komponente verwendet, und Nylon 6 wurde als die nichtleitende Komponente verwendet. Sie wurden in mehreren Verbundverhältnissen und Verbundstrukturen zusammengesetzt und bei 275°C gesponnen und mit einer Rate von 800 m/min unter Kühlen und Schmälzen gespult, und weiter auf einer Reckrolle bei 80°C gezogen und auf einer heißen Platte bei 140°C wärmebehandelt und gespult, um leitende Verbundfasern Y6 bis Y8 von 330 Decitex/100 Filamente herzustellen. Die spezifische elektrische Leitfähigkeit und die Bedeckungsrate der leitenden Komponente auf der Faseroberfläche von Y6 bis Y8 sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3
Y6 bis Y8 wurden jeweils bis zu etwa 300 Tausend Decitex gesammelt und dann gekräuselt und zu 51 mm Länge geschnitten, um Stapel von 3,3 Decitex Einzelgarn zu ergeben.
Diese Stapel wurden mit Nylon 6-Stapel von 3,3 Decitex und 51 mm Länge mit einer Mischungsrate von 5 Gew.-% gemischt, um einen Vliesstoff von etwa 180 g/m² durch Vernadelung herzustellen, und dann wurde er weiter geprägt, um die Stoffe 6 bis 8 zu ergeben. Verschiedene Eigenschaften der Stoffe 6 bis 8 sind in Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4
Wie aus Tabelle 4 ersichtlich ist, gab das Vergleichsbeispiel 3 einen ausreichenden Effekt in der Antistatizität und ihrer Dauerhaftigkeit, aber der Betrag an Streuung in den Oberflächenwiderstandsdaten war groß, und es wurde kein stabiler Effekt beobachtet. Als Grund wurde vermutet, weil der Komplexanteil der leitenden Komponente klein war und die leitende Komponente wenig auf der Faseroberfläche freilag.
Ferner, wenn Arbeitsschuhe, bei denen die Vliesstoffe der vorliegenden Erfindung als die Schuhinnenlage verwendet wurden und dem Sohlenteil eine Leitungsbehandlung erteilt wurde, abgetragen waren, wurde im menschlichen Körper akkumulierte statische Elektrizität durch die Schuhe abgeleitet, um eine statische Spannung im menschlichen Körper zu verringern.
Beispiele 6 bis 8, Vergleichsbeispiele 4 und 5
Die Stoffe 9 bis 13 wurden durch dasselbe Verfahren wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass die Mischungsrate des besagten Y6 geändert war. Die Eigenschaften der resultierenden Vliesstoffe sind in Tabelle 5 dargestellt.
Tabelle 5
Wie aus Tabelle 6 ersichtlich, zeigten in den Beispielen 6 bis 8 der Oberflächenwiderstand und die Antistatizität eine Tendenz gemäß einer erhöhten Mischungsrate von leitenden Verbundfasern höher zu werden, um ausreichende Ergebnisse in allen Fällen zu ergeben. Andererseits war die Mischungsrate im Vergleichsbeispiel 4 gering, um keinen Effekt in sowohl dem Oberflächenwiderstand als auch der Antistatizität zu ergeben. Auch sind der Oberflächenwiderstand und die Antistatizität gesättigt, und folglich ist man der Ansicht, dass die leitenden Verbundfasern im Vergleichsbeispiel 5 übermäßig vorhanden sind. Hier zeigten die Verarbeitbarkeit und Eigenschaften als Vliesstoff insbesondere kein Problem, aber es war in den Kosten nicht so gering.
Beispiel 9
Polyethylenterephthalatfilamentvliesstoff, der durch einen bekannten Schmelzblasprozess hergestellt wurde, wurde geprägt, um einen Vliesstoff von etwa 75 g/m² herzustellen. Zwei leitende Verbundfasern, die oben mit Y2 bezeichnet sind, wurden mit einem Polyesterfilamentgarn von 44 Decitex/18 Filamente bei einer S-Verzwirnung von 600 T/m und dann bei einer Z-Verzwirnung von 480 T/m zusammengedreht und verzwirnt, um ein Nähgarn zu ergeben. Es wurde an den obigen Vliesstoff in 5 mm Intervallen zur Breitenrichtung des Vliesstoffs genäht, um den Stoff 14 zu ergeben. Der Stoff wies einen Oberflächenwiderstand von 4,7 × 10⁷ Ω und eine Antistatizität von 2110 V auf, um gute Ergebnisse zu zeigen.
Auch zeigte die Leistungsfähigkeit des Stoffs keine Verschlechterung, selbst nach 100 Waschungen, und es wurde eine ausreichende Antistatizität gezeigt, wenn er als Filter verwendet wurde.
Industrielle Brauchbarkeit
Textilprodukte, die in spezifischer elektrischer Leitfähigkeit und ihrer Dauerhaftigkeit ausgezeichnet waren, konnten gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten werden.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faserkomplex, bei dem leitende Verbundfasern mit einer leitenden thermoplastischen Komponente und eine faserbildende Komponente gemischt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Verbundfaser aus einem thermoplastischen Polymer, das Ruß enthält, zusammengesetzt ist und einen spezifischen Widerstand von 10⁶ Ω cm oder weniger aufweist, und die leitende thermoplastische Komponente 50% oder mehr der Faseroberfläche bedeckt und eine Struktur aufweist, die in der Faserlängsachsenrichtung fortlaufend ist, und Arbeitskleidungen, Filter und Schuheinlegesohlen, die den Faserkomplex verwenden.
Die vorliegende Erfindung liefert Faserprodukte, die eine gute spezifische elektrische Leitfähigkeit in einem Oberflächenwiderstandsmessverfahren liefern und in Antistatizität und ihrer Dauerhaftigkeit ausgezeichnet sind.

Claims

Faserkomplex, bei dem leitende Verbundfasern mit einer leitenden thermoplastischen Komponente und eine faserbildende Komponente gemischt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Verbundfaser aus einem thermoplastischen Polymer besteht, das Ruß enthält und einen spezifischen Widerstand von 10⁶ Ω cm oder weniger aufweist, und die leitende thermoplastische Komponente 50% oder mehr der Faseroberfläche bedeckt und eine Struktur aufweist, die in der Faserlängsachsenrichtung fortlaufend ist.
Faserkomplex nach Anspruch 1, der 0,1 bis 15 Gew.-% der leitenden Verbundfasern enthält.
Staubdichter Stoff, der aus dem Faserkomplex nach Anspruch 1 oder 2 besteht.
Schuhinnenlage, die aus dem Faserkomplex nach Anspruch 1 oder 2 besteht.
Filter, das aus dem Faserkomplex nach Anspruch 1 oder 2 besteht.