JP2008261072A - Method for producing low dusting conductive yarn - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a conductive yarn that is obtained by being coated with a conductive polymer composed of a polypyrrole for prevention of static charge, and has low dusting properties. <P>SOLUTION: The method for producing a low dusting conductive yarn includes (a) the step of impregnating a charged yarn with an aqueous solution of a dopant-containing oxidizing agent, (b) the step of bringing the impregnated yarn into contact with a vapor-phase pyrrole monomer and at least partially covering the yarn with a polypyrrole formed by the oxidation polymerization and (c) the step of treating the yarn at least partially coated with the polypyrrole with an emulsion, dispersion or solution of a binder resin. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、帯電防止のためにポリピロールのような導電性高分子を被覆した導電糸の製造方法に関し、特にその使用において帯電防止された糸からの発塵が少ない導電糸の製造方法に関する。そのような糸は、例えば精密電子部品を取扱うクリーンルームにおいて使用するワイピングクロスを製造する導電糸として有用である。   The present invention relates to a method for producing a conductive yarn coated with a conductive polymer such as polypyrrole for antistatic purposes, and more particularly to a method for producing a conductive yarn which generates less dust from the antistatic yarn in its use. Such a yarn is useful as a conductive yarn for producing a wiping cloth for use in a clean room that handles precision electronic components, for example.

導電糸は、レーザープリンター等の画像形成装置に用いる導電ブラシにも使用される。これまで報告されている導電糸は、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドなどのポリマーにカーボン、導電性金属酸化物などの導電性物質を混合したものである。   The conductive yarn is also used for a conductive brush used in an image forming apparatus such as a laser printer. The conductive yarn reported so far is a mixture of a polymer such as polyolefin, polyester, or polyamide and a conductive material such as carbon or conductive metal oxide.

特開2006−152491JP 2006-152491 A 特開2006−336142JP 2006-336142 A 特開2007−9335JP2007-9335 特開2007−34196JP2007-34196 特開2006−316373JP 2006-316373 A

ワイピングクロスのようにシートになった布帛や不織布には、ポリピロールのような導電性高分子をコーティングして帯電防止する方法がある。本出願人の特願2005−369058はそのような方法を開示している。しかしながらポリピロールを糸の表面にコーティングすることは開示されていない。   There is a method in which a fabric or non-woven fabric formed into a sheet such as a wiping cloth is coated with a conductive polymer such as polypyrrole to prevent electrification. Applicant's Japanese Patent Application No. 2005-369058 discloses such a method. However, the coating of polypyrrole on the surface of the yarn is not disclosed.

導電性高分子の複合化による糸への導電性付与は、一般にモノマーを糸上で重合し、糸を導電性高分子で少なくとも部分的に被覆することによって行われる。ポリピロールの場合、ピロールモノマー溶液中に糸を浸漬し、その状態で保持してその後、酸化剤及びドーパント溶液中に浸漬するか、あるいは酸化剤およびドーパントを含む溶液中に糸を浸漬し、その状態で保持してその後モノマー溶液に浸漬し、重合を行う液相法と、糸を酸化剤およびドーパントの溶液であらかじめ含浸し、これに気相のピロールモノマーを接触させてモノマーを重合する気相法のいずれかが採用される。気相法はナノレベルサイズに成長させた導電性高分子粒子を繊維に付着させることができる利益がある。   The imparting of conductivity to the yarn by compositing a conductive polymer is generally performed by polymerizing a monomer on the yarn and covering the yarn at least partially with the conductive polymer. In the case of polypyrrole, the yarn is immersed in the pyrrole monomer solution and held in that state, and then immersed in the oxidizer and dopant solution, or the yarn is immersed in a solution containing the oxidizer and dopant, and the state A liquid phase method in which the polymer is held by being immersed in a monomer solution and then polymerized, and a gas phase method in which the yarn is pre-impregnated with a solution of an oxidant and a dopant, and a pyrrole monomer in a gas phase is brought into contact therewith to polymerize the monomer. One of these is adopted. The vapor phase method has an advantage that conductive polymer particles grown to a nano-level size can be attached to the fiber.

液相法にせよ気相法にせよ、上の方法で処理した糸は、機械的衝撃によって導電性高分子が粒子となって脱落し易く、そのままではそれ自身が発塵源となることがわかった。そのため導電性高分子で被覆した糸の発塵性を実用上許容されるレベルまで低下させる有効な対策が望まれる。   Whether the liquid phase method or the gas phase method is used, the yarn treated by the above method is easy to drop off due to mechanical impact of the conductive polymer as a particle, and as such it turns out to be a source of dust. It was. Therefore, an effective measure for reducing the dust generation property of the yarn coated with the conductive polymer to a practically acceptable level is desired.

本発明は、低発塵性を示す、導電性高分子で被覆された糸を提供する。本発明によれば、帯電性糸を、ドーパントを含む酸化剤溶液であらかじめ処理し、これを気相のピロールモノマーと接触させることにより糸を、ドーパントを含むポリピロール導電性高分子で被覆する。さらに低発塵性を示すには糸を被覆した導電性高分子の脱落を防止するため導電性高分子の糸への接着を強化するバインダー樹脂で処理することによって低発塵性の導電性高分子被覆糸が製造される。このように処理された糸は、その上に少なくとも部分的に被覆された導電性高分子と、導電性高分子の糸への接着を強化するバインダー樹脂で被覆されている。望ましくは、導電性高分子およびバインダー樹脂のいずれかがマトリックスとなり、他方がマトリックスに囲まれている構造を形成して糸が両者で被覆され、その導電処理された糸は1011Ω/□のオーダー以下の抵抗率を持つことが望ましい。これを達成するため、気相でのピロールモノマーの重合反応を採用し、生成する導電性高分子をナノサイズに留めるようにコントロールすることと、バインダー樹脂のピックアップ率を適切にコントロールすることが重要である。 The present invention provides a yarn coated with a conductive polymer that exhibits low dusting properties. According to the present invention, the charged yarn is pre-treated with an oxidant solution containing a dopant and is contacted with a vapor phase pyrrole monomer to coat the yarn with a polypyrrole conductive polymer containing the dopant. Furthermore, in order to show low dust generation property, the conductive polymer coated with the yarn is treated with a binder resin that strengthens the adhesion of the conductive polymer to the yarn in order to prevent the conductive polymer coated with the yarn from falling off. A molecular coated yarn is produced. The treated yarn is coated with a conductive polymer at least partially coated thereon and a binder resin that enhances adhesion of the conductive polymer to the yarn. Desirably, either the conductive polymer or the binder resin is a matrix, the other is surrounded by the matrix and the yarn is covered with both, and the electrically conductive yarn is 10 11 Ω / □. It is desirable to have a resistivity below the order. In order to achieve this, it is important to adopt a polymerization reaction of the pyrrole monomer in the gas phase and control the conductive polymer to be generated to be nano-sized, and to properly control the binder resin pickup rate. It is.

本発明によれば、重合反応のコントロールは好ましくはドーパントを含む酸化剤溶液のpHを4〜9の範囲に調整するか、またはピロールより重合反応速度が小さいピロール誘導体を共重合するか、または両者を併用することによって達成することができ、ピックアップ率のコントロールは溶剤型常乾塗料あるいはエマルション型またはディスパージョン型の水系塗料に使用されるバインダー樹脂を使用し、その固形分を調節することによって達成することができる。   According to the present invention, the polymerization reaction is preferably controlled by adjusting the pH of the oxidant solution containing the dopant to a range of 4 to 9, or copolymerizing a pyrrole derivative having a polymerization reaction rate lower than that of pyrrole, or both. The control of the pickup rate can be achieved by adjusting the solid content of the binder resin used in solvent-type normally dry paints or emulsion-type or dispersion-type water-based paints. can do.

ここで本出願において使用するいくつかの術語について定義する。   Here, some terms used in the present application are defined.

「糸」とは、天然繊維、合成もしくは半合成化学繊維、またそれらの混合物によって構成されるマルチフィラメントヤーンをいう。本発明による処理剤の受入れを許容するため繊維間に微細な間隙を持っていなければならない。特にクラス100の超クリーンルームにおいて使用できるワイピングクロスに使用を意図する糸材料は、分割繊維、極細繊維、典型的には極細ポリエステル繊維を原料とするのが好ましい。   “Yarn” refers to a multifilament yarn composed of natural fibers, synthetic or semi-synthetic chemical fibers, and mixtures thereof. In order to allow the treatment agent according to the present invention to be accepted, there must be a fine gap between the fibers. In particular, the yarn material intended for use in a wiping cloth that can be used in a class 100 ultra-clean room is preferably made of split fibers, ultrafine fibers, typically ultrafine polyester fibers.

「ポリピロール」とは、ピロールのホモポリマーのみならず、ピロールと小割合の共重合可能なピロール同族体もしくは誘導体、例えばN−メチルピロール、3−メチルピロール、3,5−ジメチルピロール、2,2’−ビピロールとの共重合体をいう。   “Polypyrrole” is not only a homopolymer of pyrrole but also a small proportion of pyrrole homologues or derivatives copolymerizable with pyrrole, such as N-methylpyrrole, 3-methylpyrrole, 3,5-dimethylpyrrole, 2,2 '-Refers to a copolymer with bipyrrole.

「酸化剤」は、ピロールモノマーの酸化的重合によって導電性のポリピロールを与えることができる化学的酸化剤をいう。使用し得る酸化剤の具体例は米国特許Nos.4,604,427、4,521,450および4,617,228を含む多数の文献に記載されており、過硫酸アンモニウム、塩化鉄(III)、硫酸鉄(III)、過酸化水素、過ホウ酸アンモニウム、塩化銅(II)などを含む。ドーパントとして使用するスルホン酸、例えばパラトルエンスルホンの第2鉄塩も酸化剤として使用することができる。   “Oxidizing agent” refers to a chemical oxidizing agent capable of providing conductive polypyrrole by oxidative polymerization of pyrrole monomers. Specific examples of oxidizing agents that can be used are described in US Pat. Nos. It is described in a number of documents including 4,604,427, 4,521,450 and 4,617,228, ammonium persulfate, iron (III) chloride, iron (III) sulfate, hydrogen peroxide, perboric acid Including ammonium and copper (II) chloride. A sulfonic acid used as a dopant, for example, a ferric salt of paratoluenesulfone, can also be used as an oxidizing agent.

「ドーパント」とは、ポリピロールの導電性を向上させるアニオンを指し、その具体例はやはり前出の米国特許を含む多数の特許文献に記載されている。パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、ドテシルベンゼンスルホン酸、スルホン化ポリスチレンなどのスルホン酸が好ましい。   "Dopant" refers to an anion that improves the conductivity of polypyrrole, examples of which are also described in numerous patent documents, including the aforementioned US patents. Preferred are sulfonic acids such as paratoluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, and sulfonated polystyrene.

「バインダー樹脂」とは、溶剤型常乾塗料あるいはエマルションもしくはディスパージョンの形で常乾水系塗料にフィルム形成樹脂として使用される樹脂成分をいう。具体的には、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニリデンなどのホモもしくはコポリマーを含むビニル系樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、それらの変性樹脂が含まれるが、化学的親和性を考慮して基材を構成する繊維と同系のバインダー樹脂、例えばポリエステル繊維に対してポリエステル系バインダー樹脂を採用するのが好ましい。ポリウレタンエマルションもしくはディスパージョンは多種類の材質の繊維に対して良好な接着性を持っている。さらにはこれらのバインダーの分子末端にある官能基と反応する硬化剤を併用することにより耐熱性・耐久性を向上させることが可能である。   “Binder resin” refers to a resin component used as a film-forming resin in a normally dry water-based paint in the form of a solvent-type normally dry paint or emulsion or dispersion. Specific examples include vinyl resins including homo- or copolymers such as vinyl chloride, vinyl acetate, and vinylidene chloride, acrylic resins, polyester resins, epoxy resins, polyamide resins, fluororesins, and modified resins thereof. In consideration of the affinity, it is preferable to employ a polyester binder resin for a binder resin similar to the fiber constituting the substrate, for example, a polyester fiber. Polyurethane emulsions or dispersions have good adhesion to various types of fibers. Furthermore, it is possible to improve heat resistance and durability by using a curing agent that reacts with a functional group at the molecular end of these binders.

先に述べたように、本発明の重要な局面の一つは、気相重合の採用により、一次粒子の90%以上が100nm以下のサイズのポリピロールをもって糸を被覆することである。ピロールモノマーの重合反応速度はドーパントを含む酸化剤溶液のpHに依存し、通常は酸性側、特にpH1〜3の範囲にコントロールされる。より好ましい実施態様によれば、この溶液のpHは3〜11、さらに好ましくはpH4〜9の範囲にコントロールされる。先に挙げた酸化剤の中には、塩化第2鉄、硫酸第2鉄のように水溶液が本来酸性を呈するものがあり、中和によってFe3+イオンが溶液中に安定に存在し得なくなるものがある。このことを考慮に入れて、この場合は例えば過硫酸アンモニウム、過ホウ酸アンモニウムのようなpH6〜9において安定な酸化剤を選ぶ必要がある。重合反応速度をコントロールするための他の方法は、ピロール自体より反応速度の遅いコモノマーを共重合する方法である。例えばN−メチルピロールはピロールより反応速度が遅いことが知られている。そこで少割合、例えば10モル%以下のN−メチルピロールを含むピロールを重合反応に使用する。 As mentioned above, one of the important aspects of the present invention is that 90% or more of the primary particles are coated with polypyrrole having a size of 100 nm or less by employing gas phase polymerization. The polymerization reaction rate of the pyrrole monomer depends on the pH of the oxidant solution containing the dopant, and is usually controlled on the acidic side, particularly in the range of pH 1 to 3. According to a more preferred embodiment, the pH of this solution is controlled in the range of 3-11, more preferably pH 4-9. Among the oxidizers mentioned above, there are those in which the aqueous solution originally exhibits acidity, such as ferric chloride and ferric sulfate, and Fe 3+ ions cannot be stably present in the solution by neutralization. There is. In view of this, in this case, it is necessary to select an oxidizing agent that is stable at a pH of 6 to 9, such as ammonium persulfate and ammonium perborate. Another method for controlling the polymerization reaction rate is a method in which a comonomer having a slower reaction rate than pyrrole itself is copolymerized. For example, N-methylpyrrole is known to have a slower reaction rate than pyrrole. Therefore, a small proportion, for example, pyrrole containing 10 mol% or less of N-methylpyrrole is used for the polymerization reaction.

これまで糸でのピロールの気相重合を行う場合に密着性、ポリピロールの粒子サイズ、発塵性などの性質に及ぼす影響をコントロールするため、酸化剤及びドーパントの最適な組み合わせ及び配合は検討されていない。
さらにドーパントと酸化剤との特定の組合わせによっては含浸液が安定に存在し得なくなる場合を生ずる。本発明者は、ドーパントとして芳香族スルホン酸を使用する場合に、過硫酸のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩のような水溶性過硫酸塩を使用することにより、満足な密着性、ポリ粒子サイズ、低発塵性を有するポリピロールを糸上でピロールを気相重合することができることを発見した。また芳香族スルホン酸と過硫酸塩との組合わせは、水溶液中で酸性域からアルカリ性域までの広いpH範囲において安定である。
In order to control the influence on properties such as adhesion, particle size of polypyrrole, and dust generation properties when pyrrole is vapor-phase polymerized with yarn, the optimal combination and blending of oxidizing agent and dopant have been studied. Absent.
Furthermore, depending on the specific combination of the dopant and the oxidizing agent, the impregnating liquid may not exist stably. The present inventor, when using aromatic sulfonic acid as a dopant, can achieve satisfactory adhesion, polyparticle size, low by using water-soluble persulfate such as ammonium persulfate or alkali metal salt. It has been discovered that pyrrole can be vapor-phase polymerized on yarn with a dusting polypyrrole. The combination of aromatic sulfonic acid and persulfate is stable in a wide pH range from an acidic range to an alkaline range in an aqueous solution.

次に糸はドーパントを含む酸化剤溶液で含浸されるが、含浸は浸漬、噴霧、塗布などによって行うことができる。過剰の溶液はマングルロールなどによって絞り出すことが望ましい。ドーパントおよび酸化剤の濃度はあまり重要でなく、それぞれ0.1〜10%、好ましくは0.5〜5%、特に約1%が好適である。   The yarn is then impregnated with an oxidant solution containing a dopant, which can be carried out by dipping, spraying, coating, or the like. It is desirable to squeeze the excess solution with mangle roll or the like. The concentrations of dopant and oxidant are not critical and are preferably 0.1 to 10%, preferably 0.5 to 5%, especially about 1%.

このようにドーパントを含む酸化剤溶液で含浸した糸は、気相のピロールモノマーと接触させられる。モノマーはドーパントを含む酸化剤溶液で濡れた糸と接触し、その上にポリピロールの導電性高分子の被覆を形成する。この気相重合反応は、ドーパントを含む酸化剤で含浸した糸を仕切られた反応室に入れ、その中にモノマーを気相の状態で導入し、モノマーがそれ以上反応しなくなるまでその状態に放置することによって実施することができる。場合により含浸工程をも含めて、気相重合反応を連続式に実施することも可能である。   The yarn thus impregnated with the oxidant solution containing the dopant is brought into contact with the vapor phase pyrrole monomer. The monomer contacts the wetted yarn with an oxidant solution containing a dopant and forms a polypyrrole conductive polymer coating thereon. In this gas phase polymerization reaction, a yarn impregnated with an oxidizing agent containing a dopant is placed in a partitioned reaction chamber, and the monomer is introduced into the gas phase therein and left in that state until the monomer no longer reacts. Can be implemented. In some cases, including the impregnation step, the gas phase polymerization reaction may be carried out continuously.

ピロールの大気圧における沸点は130℃であるが、それ以下の温度においても飽和蒸気圧に達するまで空気中で気化する。そのため反応室内に液体ピロールのエバポレータを設置し、気化したピロールと液体ピロールとを平衡状態に維持し、この状態の雰囲気にドーパントを含む酸化剤水溶液で含浸した糸を保持する。代りに、液体ピロールを収容したエバポレータを室外に設置し、窒素のような不活性キャリアーガスでバブリングし、気化したピロールをキャリアーガスと共に室内へ供給することもできる。エバポレータをどちらに設置するにせよ、液体ピロールの温度は5℃から100℃の範囲でよく、好ましくは20℃〜50℃、特に好ましくは常温でよい。液相法と違って気相法では反応に必要な酸化剤の量が限られているので、反応時間を厳密にコントロールする必要はない。   Although the boiling point of pyrrole at atmospheric pressure is 130 ° C., it vaporizes in air until reaching the saturated vapor pressure even at a temperature lower than that. Therefore, an evaporator of liquid pyrrole is installed in the reaction chamber, vaporized pyrrole and liquid pyrrole are maintained in an equilibrium state, and a yarn impregnated with an aqueous oxidizing agent solution containing a dopant is held in this state of the atmosphere. Alternatively, an evaporator containing liquid pyrrole can be installed outside the room, bubbled with an inert carrier gas such as nitrogen, and vaporized pyrrole can be supplied into the room together with the carrier gas. Regardless of where the evaporator is installed, the temperature of the liquid pyrrole may be in the range of 5 ° C to 100 ° C, preferably 20 ° C to 50 ° C, particularly preferably room temperature. Unlike the liquid phase method, the gas phase method has a limited amount of oxidant required for the reaction, and therefore it is not necessary to strictly control the reaction time.

ピロールの酸化重合は含浸した糸に含まれる酸化剤の消費につれて平衡に達し、自然に停止する。このような処理によって糸の表面抵抗率を1011Ω/□のオーダー以下とすることができる。もし抵抗率がこの値に達しなければ、再び上に記載した含浸および気相重合のステップを所望の抵抗率に達するまで繰り返せば良い。処理した糸は洗浄して残っているドーパントなどを除去した後次工程に用いる。 The oxidative polymerization of pyrrole reaches equilibrium and spontaneously stops as the oxidant contained in the impregnated yarn is consumed. By such treatment, the surface resistivity of the yarn can be reduced to the order of 10 11 Ω / □ or less. If the resistivity does not reach this value, the impregnation and gas phase polymerization steps described above can be repeated until the desired resistivity is reached. The treated yarn is washed to remove remaining dopants and used for the next step.

導電性高分子の付着率、すなわち処理前の糸に対する導電性高分子の重量%は、糸の性質、特に糸の比表面積によって大幅に変動するが、一般に0.1〜5%であろう。   The adhesion rate of the conductive polymer, i.e. the weight percent of the conductive polymer relative to the yarn before treatment, will vary greatly depending on the nature of the yarn, particularly the specific surface area of the yarn, but will generally be 0.1-5%.

このように糸へ付着した導電性ポリピロールは、機械的衝撃によって糸から脱落し、それ自体粉塵の供給源となり得る。本発明は、そのためバインダー樹脂を使用して導電性高分子の糸への接着を強化する。先に述べたように、この場合のバインダー樹脂のピックアップ率、すなわち糸に対する固形分換算バインダー樹脂の重量%を適切にコントロールすることが重要である。またこのピックアップ率は、先に付着させた導電性高分子の付着率にも関係する。つまり前工程で導電性高分子で被覆した糸の抵抗率を所望レベルより大きい抵抗率へ増大する程多量であってはならず、反対に導電性高分子の糸への接着を有意に強化するに足りない量であってはならない。このピックアップ率は、使用する特定の糸の材質および構造、特定のバインダー樹脂の糸に対する親和性などによって大幅に変動するが、一般に固形分として糸に対して0.01〜2.0重量%の範囲内であり、導電性高分子に対するバインダー樹脂の比が0.01〜3.00好ましくは0.1〜1.0の範囲内であろう。   Thus, the conductive polypyrrole adhering to the yarn falls off from the yarn due to mechanical impact and can itself become a source of dust. The present invention therefore uses a binder resin to enhance the adhesion of the conductive polymer to the yarn. As described above, in this case, it is important to appropriately control the binder resin pickup rate, that is, the weight percentage of the binder resin in terms of solid content with respect to the yarn. This pickup rate is also related to the adhesion rate of the conductive polymer previously deposited. In other words, it should not be so large that the resistivity of the yarn coated with the conductive polymer in the previous step is increased to a resistivity higher than the desired level, and conversely significantly enhances the adhesion of the conductive polymer to the yarn. The amount should not be insufficient. This pickup rate varies greatly depending on the material and structure of the specific yarn used and the affinity of the specific binder resin for the yarn, but generally 0.01 to 2.0% by weight of the yarn as the solid content. Within the range, the ratio of binder resin to conductive polymer will be in the range of 0.01 to 3.00, preferably 0.1 to 1.0.

このようなバインダー樹脂のピックアップ率のコントロールは、バインダー樹脂のエマルションまたはディスパージョンを使用することによって容易に達成することができる。この場合、エマルションまたはディスパージョンの固形分濃度を水で5%以下、例えば1%に希釈し、これの溶液に前工程で得た糸を浸漬し、任意に過剰の液体を絞り出した後、乾燥して最終製品として出荷される。この場合、耐熱性・耐久性を向上させるために、これらのバインダーの分子末端にある官能基と反応する硬化剤を併用させることができる。もしピックアップ率が不足であれば、再び浸漬、乾燥を繰り返せば良い。次善の方法ではあるが、溶剤型常乾塗料のようなバインダー樹脂の有機溶剤溶液の噴霧によって糸に対する導電性高分子の接着を強化することができる。この場合のピックアップ率のコントロールは溶液の樹脂固形分濃度の調節および/または単位面積あたりの噴霧量によってコントロールすることができる。   Such control of the pickup rate of the binder resin can be easily achieved by using an emulsion or dispersion of the binder resin. In this case, the solid content concentration of the emulsion or dispersion is diluted to 5% or less, for example, 1% with water, the yarn obtained in the previous step is immersed in this solution, and the excess liquid is squeezed out arbitrarily and then dried. And shipped as a final product. In this case, in order to improve heat resistance and durability, a curing agent that reacts with a functional group at the molecular end of these binders can be used in combination. If the pick-up rate is insufficient, dipping and drying may be repeated again. Although it is a suboptimal method, the adhesion of the conductive polymer to the yarn can be enhanced by spraying an organic solvent solution of a binder resin such as a solvent-type ordinary dry paint. The pickup rate in this case can be controlled by adjusting the resin solid content concentration of the solution and / or the spray amount per unit area.

以下の実施例および比較例は限定を意図するものではなく、また「部」および「%」は特記しない限り重量基準による。   The following examples and comparative examples are not intended to be limiting, and “parts” and “%” are by weight unless otherwise specified.

表面抵抗率の測定は、三菱化学社製表面抵抗計Hiresta−UP MCP−Hi450を用いて行った。   The surface resistivity was measured using a surface resistance meter HIRESTA-UP MCP-Hi450 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.

脱粒子数は、リオン社製パーティクルカウンターKM−33を用いて測定した。測定条件は、米国IES−RP−CC−003の基準タンブラー法に準拠し、10mの糸試料5本について測定し、5点の平均値を求め、1本あたりの発生粒子数とした。   The number of departicles was measured using a particle counter KM-33 manufactured by Rion. Measurement conditions were based on the standard tumbler method of IES-RP-CC-003 in the United States, measured on five 10 m yarn samples, and obtained the average value of five points as the number of particles generated per one.

糸上のポリピロール粒子径の観察には、パシフィックナノテクノロジー社製 走査型プローブ顕微鏡 NANO−Rステージを用いて行った。   The observation of the polypyrrole particle diameter on the yarn was carried out using a scanning probe microscope NANO-R stage manufactured by Pacific Nanotechnology.

実施例1
24フィラメント、75デニールのポリエステル糸1,000mを過硫酸アンモニウム1%、パラトルエンスルホン酸1%の水溶液(pH1.40)に浸漬した。その後、マングルにて過剰の溶液を除去した。湿った糸を反応室に入れ、室内に設置したエバポレーターからピロールの蒸気を室内に充満させ、1時間放置してピロールの気相重合を行った。反応終了後、糸を反応室から取出し、1Lの蒸留水で3回洗浄し、水切りした後、1%ポリエステル水分散液(東洋紡績製 バイロナールMD1480)に1分間浸漬し、水切りの後、150℃で1分間乾燥した。処理前および処理後の重量差から、ポリピロールの付着率およびバインダーポリエステル樹脂のピックアップ率は、それぞれ1.0%および0.2%と計算された。
Example 1
A polyester filament of 24 filaments and 75 denier 1,000 m was immersed in an aqueous solution (pH 1.40) of 1% ammonium persulfate and 1% paratoluenesulfonic acid. Thereafter, excess solution was removed with a mangle. The wet yarn was put into the reaction chamber, the vapor of pyrrole was filled into the chamber from an evaporator installed in the chamber, and left for 1 hour to perform vapor phase polymerization of pyrrole. After completion of the reaction, the yarn is taken out from the reaction chamber, washed 3 times with 1 L of distilled water, drained, immersed in 1% polyester aqueous dispersion (Toyobo's Bailonal MD1480) for 1 minute, drained, and 150 ° C. For 1 minute. From the weight difference before and after the treatment, the polypyrrole adhesion rate and the binder polyester resin pickup rate were calculated to be 1.0% and 0.2%, respectively.

φ2mmのSUSを用いて長さ10cm×幅5cmのフレームを作製し、そのフレームの幅方向に対して得られた導電糸100mを巻き付けた。平均表面抵抗率と平均脱粒子数を測定したところ、それぞれ1×10Ω/□および35個/100mであった。尚、未処理の糸の平均脱粒子数は26個/100mであった。
また、バインダーが付着されていない箇所のポリピロールの1次粒子径を観察すると、90%以上が10〜50nmのサイズであった。
A frame having a length of 10 cm and a width of 5 cm was prepared using SUS having a diameter of 2 mm, and the conductive yarn 100 m obtained was wound around the width direction of the frame. When the average surface resistivity and the average number of departicles were measured, they were 1 × 10 6 Ω / □ and 35/100 m, respectively. In addition, the average number of particles removed from the untreated yarn was 26 pieces / 100 m.
Moreover, when the primary particle diameter of the polypyrrole of the location where the binder is not adhered was observed, 90% or more was 10-50 nm in size.

実施例2
1%ポリエステル水分散液に1%メラミン樹脂水溶液(大日本インキ化学工業社製 ベッカミンAPM)を加えてバインダーとして塗布することを除き、実施例1の操作を繰り返した。ポリピロールの付着率およびバインダーポリエステル・メラミン硬化樹脂のピックアップ率は、それぞれ1.0%および0.3%と計算された。得られた導電糸の平均表面抵抗率および平均脱粒子数は、それぞれ5×10Ω/□および23個/100mであった。
また、バインダーが付着されていない箇所のポリピロールの1次粒子径を観察すると、90%以上が10〜50nmのサイズであった。
Example 2
The procedure of Example 1 was repeated except that a 1% aqueous melamine resin solution (Bekkamin APM manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) was added to a 1% polyester aqueous dispersion and applied as a binder. The polypyrrole adhesion rate and binder polyester / melamine cured resin pickup rate were calculated to be 1.0% and 0.3%, respectively. The obtained conductive yarns had an average surface resistivity and an average number of departicles of 5 × 10 6 Ω / □ and 23/100 m, respectively.
Moreover, when the primary particle diameter of the polypyrrole of the location where the binder is not adhered was observed, 90% or more was 10-50 nm in size.

実施例3
ドーパントを含む酸化剤含浸溶液を、過硫酸アンモニウム1%、パラトルエンスルホン酸1%、アンモニアでpH9.0に調節した水溶液に変更したことを除き、実施例2の操作を繰り返した。ポリピロールの付着率およびバインダーポリエステル樹脂のピックアップ率は、それぞれ0.8%および0.3%と計算された。得られた導電糸の平均表面抵抗率および平均脱粒子数は、それぞれ8×10Ω/□および17個/100mであった。
また、バインダーが付着されていない箇所のポリピロールの1次粒子径を観察すると、90%以上が10〜40nmのサイズであった。
Example 3
The procedure of Example 2 was repeated except that the oxidant-impregnated solution containing the dopant was changed to an aqueous solution adjusted to pH 9.0 with 1% ammonium persulfate, 1% paratoluenesulfonic acid, and ammonia. The adhesion rate of polypyrrole and the pickup rate of binder polyester resin were calculated as 0.8% and 0.3%, respectively. The obtained conductive yarn had an average surface resistivity and an average departicle number of 8 × 10 5 Ω / □ and 17/100 m, respectively.
Moreover, when the primary particle diameter of the polypyrrole of the location where the binder has not adhered is observed, 90% or more was 10-40 nm in size.

比較例1
24フィラメント、75デニールのポリエステル糸1000mを過硫酸アンモニウム1%、パラトルエンスルホン酸1%の水溶液を硫酸でpH0.3に調節した水溶液に浸漬し、マングルにて過剰の溶液を除去した。その後ピロールの溶液に10分間浸漬し、重合を行った。反応終了後繊維を1Lの蒸留水で3回洗浄し、105℃で1時間乾燥した。処理前および処理後の重量差から、ポリピロールの付着率は、1.2%と計算された。
得られた繊維を実施例1と同様にSUSフレームに巻き付け、平均表面抵抗率と平均脱粒子数を測定したところ、それぞれ3×10Ω/□および185個/100mであった。
また、ポリピロールの1次粒子径を観察すると、90%以上が10〜100nmのサイズであった。
Comparative Example 1
A 24 filament, 75 denier polyester yarn (1000 m) was immersed in an aqueous solution of 1% ammonium persulfate and 1% paratoluenesulfonic acid adjusted to pH 0.3 with sulfuric acid, and the excess solution was removed with a mangle. Thereafter, it was immersed in a pyrrole solution for 10 minutes for polymerization. After completion of the reaction, the fiber was washed 3 times with 1 L of distilled water and dried at 105 ° C. for 1 hour. From the weight difference before and after treatment, the polypyrrole adhesion rate was calculated to be 1.2%.
The obtained fiber was wound around a SUS frame in the same manner as in Example 1, and the average surface resistivity and the average number of departicles were measured and found to be 3 × 10 7 Ω / □ and 185/100 m, respectively.
Moreover, when the primary particle diameter of polypyrrole was observed, 90% or more was the size of 10-100 nm.

比較例2
硫酸でpH0.8に調節した水溶液に浸漬し、マングルにて過剰の溶液を除去したことと、ピロールの溶液に20分間浸漬したことを除き、比較例1の操作を繰り返した。処理前および処理後の重量差から、ポリピロールの付着率は、1.2%と計算された。
得られた糸の平均表面抵抗率と平均脱粒子数を測定したところ、それぞれ1×10Ω/□および147個/100mであった。
また、ポリピロールの1次粒子径を観察すると、90%以上が10〜100nmのサイズであった。
Comparative Example 2
The procedure of Comparative Example 1 was repeated, except that it was immersed in an aqueous solution adjusted to pH 0.8 with sulfuric acid and the excess solution was removed with mangle and immersed in a pyrrole solution for 20 minutes. From the weight difference before and after treatment, the polypyrrole adhesion rate was calculated to be 1.2%.
When the average surface resistivity and average departicle number of the obtained yarn were measured, they were 1 × 10 7 Ω / □ and 147/100 m, respectively.
Moreover, when the primary particle diameter of polypyrrole was observed, 90% or more was the size of 10-100 nm.

Claims (11)

(a)帯電性糸を、ドーパントを含む酸化剤水溶液で含浸するステップ、
(b)含浸した糸を気相のピロールモノマーと接触させ、酸化重合により生成したポリピロールによって糸を少なくとも部分的に被覆するステップ、および
(c)ポリピロールで少なくとも部分的に被覆された糸をバインダー樹脂のエマルションまたはディスパージョンまたは溶液で処理するステップを含む
低発塵性導電糸の製造方法。
(A) impregnating the chargeable yarn with an aqueous oxidizing agent solution containing a dopant;
(B) contacting the impregnated yarn with a gas phase pyrrole monomer and at least partially covering the yarn with polypyrrole produced by oxidative polymerization; and (c) a binder resin with the yarn at least partially coated with polypyrrole. A process for producing a low dusting conductive yarn, comprising the step of treating with an emulsion, dispersion or solution of
(b)ステップにおいて、糸に対するポリピロールの付着率が0.1〜5重量%に調節される請求項1の方法。   The method of claim 1, wherein in step (b), the adhesion of polypyrrole to the yarn is adjusted to 0.1 to 5 wt%. (c)ステップにおいて、固形分として糸に対するバインダー樹脂のピックアップ率が0.01〜3重量%に調節される請求項1または2の方法。   The method according to claim 1 or 2, wherein in step (c), the pickup rate of the binder resin with respect to the yarn as solid content is adjusted to 0.01 to 3 wt%. (c)ステップにおいて、糸に対するポリピロールの付着率に対するバインダー樹脂の重量比が、0.01〜3.00に調節される請求項2の方法。   The method according to claim 2, wherein in step (c), the weight ratio of the binder resin to the adhesion of polypyrrole to the yarn is adjusted to 0.01 to 3.00. (a)ステップにおいて、ドーパントを含む酸化剤水溶液のpHが4〜9である請求項1ないし4のいずれかの方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step (a), the pH of the oxidizing agent aqueous solution containing the dopant is 4 to 9. (b)ステップにおいて、ピロールモノマーは少割合のピロール同族体もしくはピロール誘導体を含んでいる請求項1ないし4のいずれかの方法。   The method according to any one of claims 1 to 4, wherein in step (b), the pyrrole monomer contains a small proportion of a pyrrole homologue or pyrrole derivative. (b)ステップと(c)ステップの間に、糸を水洗し、乾燥するステップをさらに含んでいる請求項1ないし6のいずれかの方法。   The method according to any one of claims 1 to 6, further comprising a step of washing and drying the yarn between the steps (b) and (c). (c)ステップの後に、糸を乾燥するステップをさらに含んでいる請求項1ないし7のいずれかの方法。   The method according to any one of claims 1 to 7, further comprising the step of drying the yarn after the step (c). 導電糸の表面抵抗率が1011Ω/□以下のオーダーである請求項1ないし8のいずれかの方法。 The method according to claim 1, wherein the surface resistivity of the conductive yarn is on the order of 10 11 Ω / □ or less. 帯電性の糸は、帯電性高分子から紡糸したマルチフィラメントヤーンである請求項1ないし9のいずれかの方法。   10. The method according to claim 1, wherein the chargeable yarn is a multifilament yarn spun from a chargeable polymer. (a)帯電性糸を、ドーパントおよび酸化剤の水溶液で含浸するステップ、
(b)仕切られた反応室内において、含浸した糸に気相のピロールモノマーを接触させ、糸表面でドーパントを含んでいるポリピロールに酸化重合させるステップ、
を含んでいる導電糸の製造方法。
(A) impregnating the chargeable yarn with an aqueous solution of a dopant and an oxidizing agent;
(B) contacting a vapor phase pyrrole monomer with the impregnated yarn in a partitioned reaction chamber and oxidatively polymerizing polypyrrole containing a dopant on the yarn surface;
The manufacturing method of the electrically conductive yarn containing this.
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