JPH0931747A - 導電性に優れたアクリル繊維およびその製造方法 - Google Patents

導電性に優れたアクリル繊維およびその製造方法

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JPH0931747A
JPH0931747A JP18185795A JP18185795A JPH0931747A JP H0931747 A JPH0931747 A JP H0931747A JP 18185795 A JP18185795 A JP 18185795A JP 18185795 A JP18185795 A JP 18185795A JP H0931747 A JPH0931747 A JP H0931747A
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carbon black
polymer
organic solvent
fiber
excellent conductivity
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JP18185795A
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Inventor
Hiroyuki Kawachi
博之 河内
Yasuo Yanagi
康夫 柳
Fumio Takemoto
富美男 竹本
Hiroaki Onishi
宏明 大西
Hidetaka Furukawa
秀隆 古川
Hiroshi Hosokawa
宏 細川
Yoshihiro Nishihara
良浩 西原
Seizo Oishi
清三 大石
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面のフィブリル化、強度の低下、繊維自体
の脆化といった問題のない制電性に優れたアクリル繊維
と、ノズル詰まりがなく、糸切れの少ない制電性に優れ
たアクリル繊維の製造方法を提供する。 【解決手段】 カーボンブラックとメタクリル酸メチル
を30重量%以上共重合したビニル系重合体との混合物
が繊維断面において0.01〜100μm2の領域を少
なくとも一つ以上形成していることを特徴とする導電性
に優れたアクリル繊維と、アクリロニトリル系重合体を
有機溶剤に溶解した紡糸原液と、カーボンブラックを分
散した、メタクリル酸メチルを30重量%以上共重合し
たビニル系重合体の有機溶媒溶液とを、混合する際、両
有機溶媒溶液を分割合流して、20〜8000の層を形
成した後、紡糸ノズルにより紡糸することを特徴とする
導電性に優れたアクリル繊維の製造方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性に優れたア
クリル繊維とその製造方法に関するものであり、帯電防
止効果や電磁波シールド効果が必要とされる衣料、建寝
装用途に用いられる。
【0002】
【従来の技術】従来より、アクリル繊維は、保温性、収
縮性、形態安定性、耐光性、風合い染色性等において優
れた特徴を発揮し、衣料用またはインテリア用として広
範囲の用途に利用されている。
【0003】しかし、アクリル繊維は制電性に劣る欠点
も有している。その欠点を改良するため多くの提案がな
されているが、その中で導電性粒子、特にカーボンブラ
ックを配合した重合体からなる繊維が注目されている。
しかしながら、カーボンブラックは比表面積が大きな微
粒子であるため紡糸原液への分散が非常に困難であり、
しかも一旦分散しても極めて短時間のうちに再凝集を起
こし紡糸ノズル等に詰まり安定に導電性アクリル繊維を
製造するのは困難であった。また、カーボンブラックを
繊維中に均一に分散させ目的とする導電性を付与しよう
とした場合、かなりの量のカーボンブラックを配合する
必要があるため繊維物性等も低下し、アクリル繊維本来
の特徴が失われていた。
【0004】最近、カーボンブラックを均一かつ安定に
分散せしめる重合体としてポリアルキレエーテルを主要
構成単位とするポリエーテル系重合体が見い出され、こ
のカーボンブラックをポリエーテル系重合体を含有する
分散媒に分散させてからアクリロニトリル(以下ANと
略す)系重合体に静止型管内混合装置を用い複合紡糸し
た導電性アクリル繊維が提案されている。(特開昭55
−45856号公報)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
導電性アクリル繊維では通常方法で製造すると、ポリエ
ーテル系重合体がその水溶性のため紡糸、延伸、洗浄工
程でのポリエーテル系重合体の脱落が著しく安定生産に
は大きな問題があった。しかも、ポリエーテル系重合体
はAN系重合体との相溶性に乏しく、得られたアクリル
繊維は、表面のフィブリル化、強度の低下、繊維自体の
脆化といった問題が顕著であった。また、ポリエーテル
系重合体は曳糸性が悪く、単独で吐出されると糸切れ、
ノズル詰まりなどのトラブルが生じ易く、繊維の繊度、
形状ムラが大きくなる欠点があった。
【0006】本発明者らは上記の制電性アクリル繊維の
問題点とのその製造における問題点を解消するために鋭
意検討した結果、本発明を見い出した。
【0007】本発明の目的は、上述の問題のない制電性
に優れたアクリル繊維とその製造方法を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、カ
ーボンブラックとメタクリル酸メチルを30重量%以上
共重合したビニル系重合体との混合物が繊維断面におい
て0.01〜100μm2の領域を少なくとも一つ形成
していることを特徴とする導電性に優れたアクリル繊維
を第1の要旨とし、AN系重合体を有機溶剤に溶解した
紡糸原液とカーボンブラックを分散したメタクリル酸メ
チルを30重量%以上共重合したビニル系重合体の有機
溶媒溶液とを分割合流して、20〜8000の層を形成
した後、紡糸ノズルより紡糸することを特徴とする導電
性に優れたアクリル繊維の製造方法を第2の要旨とす
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において、アクリル繊維を
構成するAN系重合体は、ANホモ重合体または、AN
を50重量%以上共重合したビニル系重合体であること
が必要である。ANと共重合しうるビニル化合物は、特
に限定されるものではないが、例えば、アクリル酸、メ
タクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和カルボ
ン酸及びこれらの酸、アクリル酸メチル、アクリル酸ブ
チル等のメタクリル酸エステル類、メチルビニルケトン
類、蟻酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエステル類、メ
チルビニルエーテル等のビニルエーテル類、アクリルア
ミド及びそのアルキル置換体、ビニルスルホン酸等の不
飽和スルホン酸及びそれらの塩類、スチレン、α−メチ
ルスチレン等のスチレン及びそのアルキルまたはハロゲ
ン置換体、アリルアルコール及びそのエーテル類、塩化
ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル又はビニ
リデン類等が挙げられる。
【0010】本発明において、カーボンブラックはメタ
クリル酸メチルを共重合したビニル系重合体(以下MM
A系重合体と略す)とともに存在することが重要であ
る。このMMA系重合体としては、メタクリル酸メチル
のホモ重合体またはメタクリル酸メチルを30重量%以
上共重合したビニル系重合体であることが必要である。
メタクリル酸メチルと共重合し得るビニル化合物は、特
に限定されるものではないが、例えば、アクリロニトリ
ル、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチ
レンとスチレン誘導体類、ビニールエーテル類、ビニル
グリシジル化合物、ビニルスルホン酸類、ビニルベンゼ
ンスルホン酸類、アリルスルホン酸類、メタリルスルホ
ン酸類及びそれらの塩類等を挙げることができる。カー
ボンブラックの分散性、最終のアクリル繊維の特性か
ら、メタクリル酸メチル35〜70重量%とアクリロニ
トリル65〜30重量%とのビニル系重合体が最も好ま
しく用いられる。
【0011】前記MMA系重合体中のメタクリル酸メチ
ル含有量が30重量%未満だと、カーボンブラックの分
散効果が不十分となり、本発明の効果を得ることができ
ない。
【0012】本発明で使用されるカーボンブラックとし
ては、導電性カーボンブラック、例えばファーネスブラ
ック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチ
レンブラック等のカーボンブラックが使用される。最終
のアクリル繊維中のカーボンブラックの含有量は、後述
するカーボンブラックを分散したMMA系重合体の有機
溶媒溶液が安定な範囲であればよく、制電性能、繊維の
機械的特性から判断して自由に選ぶことができる。
【0013】本発明のアクリル繊維において、カーボン
ブラックとMMA系重合体との混合物が繊維断面におい
て0.01〜100μm2 好ましくは0.1〜50μm
2 の領域が少なくとも一つ以上を形成させることが、優
れた導電性を発揮させるため必要である。カーボンブラ
ックとメタクリル酸メチルを共重合したビニル系重合体
の混合物が、繊維断面において0.01μm2未満であ
る場合には、目的とする導電性を得ることができなし、
また、100μm2を越えると導電性能向上が飽和する
ため、コスト面で好ましくない。また、カーボンブラッ
クとMMA系重合体の混合物は、繊維軸方向に沿ってで
きる限り連続した筋状構造を形成させることが優れた導
電性を発揮させるため肝要である。
【0014】本発明のアクリル繊維には、前述した成分
の他に、耐光安定剤、酸化防止剤等の各種添加剤を含む
ことも差し支えない。また、糸物性が通常のアクリル繊
維と異ならないため、必要に応じてハイバルク処理を施
して、高収縮性繊維として使用することも可能である。
【0015】次に、本発明のアクリル繊維の製造方法に
ついて説明する。本発明において、前記のAN系重合体
を溶解する有機溶媒、MMA系重合体を溶解し、かつカ
ーボンブラック分散媒となる有機溶剤は、特に限定しな
いが、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、ジメチルスルホキシド、アセトン等を挙げるこ
とができる。AN系重合体を溶解する有機溶媒と、MM
A系重合体を溶解し、かつカーボンブラック分散媒とな
る有機溶剤は同一のもであっても、また異なるものであ
ってもよいが、両者が同一のものであることが好まし
い。
【0016】メタクリル酸メチル系重合体の有機溶媒溶
液中のカーボンブラック含有量は、特に限定されるもの
ではないが、通常3〜25重量%、好ましくは10〜2
0重量%の範囲がよい。カーボンブラックの含有量が2
5重量%を越えると、十分な分散性が得られにくく、ま
た3重量%未満の場合は、分散液が希薄となり生産性の
点で好ましくない。同溶液中のMMA系重合体の含有量
は、分散液中のカーボンブラックに対して、20〜20
0重量%、好ましくは、50〜150重量%であり、2
0重量%未満の場合はカーボンブラックの分散性が不十
分であり、200重量%を越えると、カーボンブラック
の分散性はそれ以上向上することなく、得られる繊維の
物性を低下させて好ましくない。前記AN系重合体に対
するカーボンブラックの添加量としては、1〜25重量
%好ましくは3〜15重量%の範囲内で配合するのがよ
く、1重量%未満では十分な導電性能を付与することが
できない。25重量%を越えると導電性能向上が飽和す
るため、コスト面で好ましくない。
【0017】本発明では、カーボンブラックを分散した
MMA系重合体の有機溶媒溶液とAN系重合体紡糸原液
とを分割合流することが必要であるが、これを行う装置
としては、静止型管内混合装置を用いることができる。
静止型管内混合装置とは、らせん状エレメント(プロペ
ラ)を交互にそのねじれを逆にして連結し、パイプ内に
設けたものであり、紡糸原液等の流体が該混合装置内に
流入するとエレメントによってその流れが分割合流を繰
り返すことによって混合される装置である。また、開放
形の交差流路を用いた静止型管内混合装置も使用するこ
とができる。
【0018】カーボンブラック分散液と紡糸原液とを上
記静止型管内混合装置により分割合流したときの分割層
の数Nは次式で示される。
【0019】N=2n (nはエレメント数である)
【0020】カーボンブラックを分散したMMA系重合
体の有機溶媒溶液とAN系重合体紡糸原液との分割層の
数は20〜8000、好ましくは100〜1000の範
囲内にすることが必要である。これは、エレメント数を
4〜12好ましくは6〜10の間で調整ことにより可能
である。分割層の数が20未満である場合には、カーボ
ンブラック分散液と紡糸原液との混合が不十分であるた
め、部分的に繊維断面のすべてがカーボンブラックを含
有するMMA系重合体あるいはAN系重合体となるた
め、導電性にバラツキが認められるようになるので好ま
しくない。分割数が8000を越える場合、導電性に必
要なカーボンブラックを含有するMMA系重合体の領域
形成が不可能となり、目的とする導電性能が得られない
ので好ましくない。
【0021】また、カーボンブラックを分散したMMA
系重合体の有機溶媒溶液とAN系重合体紡糸原液との分
割合流は、形成された領域の維持の点から紡糸ノズルの
直前で行われるのが好ましい。
【0022】本発明のアクリル繊維は湿式、乾式あるい
は半乾半湿式の通常のアクリル繊維の製造工程で製造す
ることが可能である。
【0023】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。なお、本実施例中の電気比抵抗値は、次の測定法
による値である。20℃、40%RHにおいて長さ1c
mの単繊維を10本束にして両端を導電性接着剤により
金属端子と接続する。次に両端子間に1000Vの直流
電圧を印加して電気抵抗Rを測定した。電気比抵抗ρは
次式により算出した。
【0024】ρ=R×1.11×10-3×繊度/比重
(Ω・cm)
【0025】(実施例1)第1表に示すMMA系重合体
を含む各種分散剤のジメチルアセトアミド溶液に粒径2
0nmのカーボンブラック(三菱化学株式会社製カーボ
ンブラック#40)を添加混合した。このとき、分散
剤、ファーネスブラックの含有量はどちらも15重量%
となるようにした。
【0026】これらをそれぞれボールミルで約20時間
分散処理を行った。そして、分散直後と室温に1週間静
置後のカーボンブラックの分散状態を肉眼で観察した結
果を表1に示した。
【0027】
【表1】
【0028】(実施例2)AN93.1重量%、酢酸ビ
ニル6.9重量%からなるAN系重合体を濃度25重量
%となるようにジメチルアセトアミドに溶解したAN系
重合体紡糸原液を用意した。このAN系重合体紡糸原液
と実施例1No.4〜10のカーボンブラックを分散し
たビニル系重合体の有機溶媒溶液とをカーボンブラック
量がAN系重合体に対して7重量%となるように静止型
管内混合装置(株式会社ノリタケカンパニーリミテッド
製スタティックミキサー)を用い、その段数を8段とし
て紡糸しアクリル繊維を得た。
【0029】紡糸時のノズル昇圧、紡糸性、得られた繊
維の電気比抵抗値、繊維表面のフィブリル発生状態、お
よび、繊維断面におけるカーボンブラックを分散したM
MA系重合体もしくはビニル系重合体の領域の面積(表
中;導電部の面積)を表2に示した。
【0030】
【表2】
【0031】(実施例3)カーボンブラックを分散した
ビニル系重合体の有機溶媒溶液を実施例1No.7に固
定し、静止型管内混合装置の段数を4、6、8、10、
12段とかえた他は実施例2と同様の操作を行い、5種
類のアクリル繊維を得た。得られた繊維の電気比抵抗
値、および、繊維断面におけるカーボンブラックを分散
したMMA系重合体の領域の面積(表中;導電部の面
積)を表3に示した。
【0032】
【表3】
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、表面のフィブリル化、
強度の低下、繊維自体の脆化といった問題のない制電性
に優れたアクリル繊維が得られる。また、本発明の製造
方法は、ノズル詰まりがなく、糸切れの少ないものであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 宏明 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 (72)発明者 古川 秀隆 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 (72)発明者 細川 宏 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 (72)発明者 西原 良浩 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内 (72)発明者 大石 清三 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カーボンブラックとメタクリル酸メチル
    を30重量%以上共重合したビニル系重合体との混合物
    が繊維断面において0.01〜100μm2の領域を少
    なくとも一つ形成していることを特徴とする導電性に優
    れたアクリル繊維。
  2. 【請求項2】 アクリロニトリル系重合体を有機溶剤に
    溶解した紡糸原液とカーボンブラックを分散したメタク
    リル酸メチルを30重量%以上共重合したビニル系重合
    体の有機溶媒溶液とを分割合流して、20〜8000の
    層を形成した後、紡糸ノズルより紡糸することを特徴と
    する導電性に優れたアクリル繊維の製造方法。
JP18185795A 1995-07-18 1995-07-18 導電性に優れたアクリル繊維およびその製造方法 Pending JPH0931747A (ja)

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