KR100407026B1

KR100407026B1 - 도전성 복합섬유

Info

Publication number: KR100407026B1
Application number: KR10-2000-0058657A
Authority: KR
Inventors: 다나까가즈히꼬; 호끼모또아끼히로; 마쯔오요시떼루; 가와모또마사오
Original assignee: 가부시키가이샤 구라레
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2003-11-28
Also published as: TW469306B; ES2232367T3; DE60016136D1; DE60016136T2; CA2322240C; EP1091026B1; EP1091026A1; CA2322240A1; CN1138880C; US6413634B1; CN1295141A; KR20010050879A

Abstract

제조공정에서의 성분박리가 발생하지 않고, 장기간 사용한 경우에 초기의 도전성능이 유지되면서 염색견뢰도가 우수한 도전성 복합섬유를 제공한다.

도전성 카본블랙을 15 ∼ 50 중량% 함유하는 도전성 폴리아미드층 (A) 과 특정조성의 폴리아미드로 이루어지는 보호폴리머층 (B) 이 복합되어 이루어지고, 또한 도전성 폴리아미드층 (A) 이 섬유 표면에 노출되어, 1 필라멘트 당, 섬유 표면의 3 개소 이상에 노출되고, 또한 그 1 개의 섬유단면 둘레길이 방향의 노출 거리 (L₁(㎛)) 가 하기 식을 만족하고, 또한 보호폴리머층 (B) 이 섬유단면 둘레길이의 60% 이상을 점유하며, 섬유 전체 중량의 50 ∼ 97 중량% 를 형성하고 있는 도전성 복합섬유:

0.1 ≤L₁≤L₂/10 (1)

L₂: 1 필라멘트의 섬유단면 둘레길이 (㎛)

Description

도전성 복합섬유{ELECTRICALLY-CONDUCTIVE COMPOSITE FIBER}

본 발명은, 제전성능이 우수한 복합섬유에 관한 것이다. 상세하게는, 실사용시의 분진발생성(發塵性)이 억제되고, 우수한 도전성능이 장기에 걸쳐 유지되며, 또 다른 섬유와 혼용된 경우에, 소비성능, 특히 내 아이론 성(ironing resistance) 및 염색견뢰도(color fastness)를 충분히 만족하는 의료용에 적합한 도전성 섬유에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 소량의 도전성 카본블랙을 함유함에도 불구하고, 복사기나 프린터용의 대전용 브러시 등으로 장기간에 걸쳐 우수한 제전성능을 나타내고, 고품질의 인쇄화상을 장기에 걸쳐 형성할 수 있는 도전성 섬유에 관한 것이다.

종래부터 제전성능이 우수한 도전성 섬유에 대해서는 여러가지가 제안되고 있고, 예컨대 도전성을 갖지 않은 섬유의 표면에 금속도금을 실시하여 도전성을 부여한 것이나 도전성 카본블랙을 수지나 고무류에 분산시켜, 이것을 섬유 표면에 코팅함으로써 도전성피복층을 형성시킨 것 등이 있다. 그러나, 이들은 제조공정이 복잡하여 기술적으로 곤란한 방법에 의해 얻어지는 것이었거나, 도전성 섬유를 실용에 사용하기 위한 준비단계, 예컨대, 섬유을 위한 정련 공정(scouring)에서의 약품처리나 실사용에 있어서의 마모나 반복세탁이란 외적작용에 의해 도전성이 용이하게 저하되어 실용의 범위를 벗어나는 문제가 있었다.

다른 도전성 섬유로서, 스틸섬유와 같은 금속섬유가 제전성능이 우수한 것으로 알려져 있으나, 금속섬유는 비용이 비싸고, 또한 일반적인 유기소재와는 융합되기 어렵기 때문에 방적성이 불량해지거나, 제직, 염색마무리공정에 있어서의 트러블의 원인이 되기도 하거나, 착용시의 세탁에 의한 단선, 탈락이 발생하기 쉽고, 또한 도전성에 근거하는 좋지 않은 느낌, 스파크의 문제, 천의 용융 트러블 등의 원인이 되었다.

그리고 또, 다른 타입의 도전성 섬유로서, 도전성카본블랙을 균일하게 분산시킨 폴리머를 섬유화하는 방법이 제안되고 있으나, 도전성 카본블랙을 다량으로 함유하기 때문에 섬유의 제조가 어렵고 수율도 나쁘고 비용도 고가이며, 또한 섬유물성이 현저하게 저하되어, 특수한 공정을 사용하는 것 이외에 제품화가 곤란한 것이 현상이다.

이들의 문제를 조금이라도 해소하고자 하는 목적으로, 예컨대 미국특허 제 3,803,453 호 명세서에는, 심초(sheath-core)형 복합섬유의 심성분 폴리머에 도전성 카본블랙을 함유시키고, 이를 통상의 섬유형성성 폴리머로 이루어지는 초로 포장해 넣으려고 하는 방법이 제안되어 있다. 또, 일본특허공보 소53-44579 호 등에서 제안되고 있는 바와 같이, 도전성 카본블랙을 포함하는 심성분의 상당한 부분이 초성분을 관통하여 섬유 표면에 노출되어 있는 도전성 섬유도 있다.

전자의 경우, 섬유물성을 유지하기 위해 심성분을 50% 이하로 할 필요가 있고, 이 때문에 비도전성의 초성분이 심성분을 두껍게 포위하여, 심성분중의 카본블랙함유량을 많게 하지않으면 충분한 성능이 발휘되지 않는다. 일본특허공보 소53-44579 호는, 그 과제를 해소하고자 하는 것이지만, 카본블랙을 포함하는 심성분이 표면에 노출되어 있는 비율이 크기 때문에, 섬유는 내약품성, 내구성이 떨어져, 심성분과 초성분과의 박리 그 외의 트러블을 발생하기 쉽다. 또한 일본공개특허공보 소52-152513 호에 있어서는, 상기 단일의 심초형 도전성 섬유의 제전성능향상과 성분층간의 박리방지를 중심으로 한 내구성향상을 목적으로 하고, 도전성 카본블랙을 포함하는 도전성 폴리머층과 그것과 동일한 폴리머로 도전성 카본을 포함하지 않은 비도전성 폴리머층을 다층형상으로 대향시킨 섬유가 제안되고 있으나, 이 경우도 도전성 카본블랙을 포함하는 층이 섬유 표면에 너무 노출되어 있기 때문에 내약품성, 내구성의 향상은 충분히는 인정되지 않는다.

또한, 일본공개특허공보 소 53-147865 호나 일본공개특허공보 소 54-34470 호 등에 있어서는, 유기도전성물질을 함유하는 선상중합체를 섬유형성성 폴리머내에 스트라이프형상으로 분산시킨 도전성 섬유가 제안되고 있고, 이들에 있어서는 도전성성분이 섬유 표면이 아니라 섬유내부에 들어가 있기 때문에 박리, 표면마모, 세탁 등의 내구성이 향상되는 것이다.

그러나, 이 경우, 유기도전성물질을 함유하는 선상중합체는, 그것과 전혀 상용성이 없는 섬유형성성 폴리머내에 있어서, 길이 방향으로 비연속상태로 분산혼합되어 있어, 섬유강도에는 전혀 기여하지 않기 때문에 섬유강도의 저하는 피할 수 없다. 또, 도전성 폴리머의 분산상태에 의해 도전성능이 변화하기 때문에, 제조조건, 제품품질의 관리가 매우 어려워질 수밖에 없다. 또한, 일반적으로 비상용중합체를 혼합분산시킨 경우, 분산성분은 비분산폴리머에 완전히 포위되는 것이 아니라 일부 표면에 노출되기 때문에, 그 부분으로부터 도전성중합체의 일부가 탈락할 가능성도 있다. 또, 이와 같은 섬유를 제조하는 경우의 공정조건, 예컨대 방사토출에 있어서의 발루닝 (ballooning) 이 매우 커, 구금오염이나 단사가 많이 발생하여 생산성이 매우 낮은 것으로 되버린다.

이 외에, 도전성 폴리머층이 섬유 표면의 일부에 노출되는 타입의 복합섬유는, 예컨대, 일본공개특허공보 소54-134117 호, 동공보 소61-132624 호, 동공보 평9-279416 호 등에 있어서도, 섬유나 섬유 제품의 제조공정에 있어서 금속과의 마모가 적고, 복합성분간의 박리나 도전성 성분이 빠지는 일이 없는 도전성 복합섬유가 제안되고 있다.

그러나, 종래 제안되어온 도전성 폴리머층과 비도전성 폴리머층과의 조합에서는, 제조공정에서는 문제없어도, 도전성의 섬유 제품으로서 장기간의 실사용에 있어서 평가했을 때, 역시 박리에 의한 도전성의 저하가 발생한다는 문제가 있었다. 또, 도전성 섬유를 유니폼 등의 의료용도에 사용하는 경우, 도전성 복합섬유만으로 의료를 작성하는 것보다도, 다른 섬유에 소량의 도전성 복합섬유를 혼용하여 의료로 하는 일이 많으나, 이와 같은 혼용바탕지를 염색하는 경우, 종래의 도전성 섬유는, 만약에 염색되어도 염색견뢰도가 나쁘기 때문에, 다른 섬유로 색이 옮겨가는 문제를 일으켜, 의료제품으로서 만족할 수 있는 것은 아니었다.

이와 같이, 도전성 섬유의 의료용도에서, 도전성능의 장기내구성, 복합성분의 내박리성, 소비성능까지 고려한 기술은 종래 제안되어 있지 않았다.

또, 비의료용도에서 본 경우에 있어서도, 예컨대, 도전성능의 습도의존성 (환경) 이 적고, 방전개시전압이 낮아 고인가전압하에서도 우수한 제전성능을 갖고, 실제로 사용을 계속한 경우의 제전성능의 저하가 거의 없고, 성능 (화상의 선명함) 이 장기에 걸쳐 유지되는 우수한 도전성 복합섬유는 종래 존재하고 있지 않은 것이 현상이다.

본 발명의 목적은, 섬유나 섬유 제품의 제조공정에서의 마모나 성분박리가 발생하지 않는 것은 물론이고, 실제로 섬유 제품으로서 장기간 사용한 경우에서도, 이와 같은 문제점이 발생하지 않고, 초기의 양호한 도전성능을 유지할 수 있는 도전성 복합섬유를 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 다른 섬유와 혼용하여 섬유 제품으로 하는 경우, 염색처리를 실시하여도, 다른 섬유로 색이 옮겨가지 않는 염색견뢰도가 우수한 도전성 복합섬유를 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은, 도전성 카본블랙을 15 ∼ 50 중량% 함유하는 열가소성 폴리아미드로 이루어지는 도전성 폴리머층 (A) 과 융점 170 ℃ 이상의 열가소성폴리머로 이루어지는 보호폴리머층 (B) 으로 이루어지는 도전성 복합섬유로, 임의의 섬유단면에서 보았을 때 도전성 폴리머층 (A) 은 섬유 표면에 3 개소 이상 노출되어 있고, 그 노출 개소 1 개당의 노출 거리 (L₁; ㎛) 는 하기 식 (1) 을 만족하고, 또한 보호폴리머층 (B) 은 섬유단면 둘레길이의 60% 이상을 점유하고, 섬유 전체 중량의 50 중량% 이상 97 중량% 이하를 차지하고 있고, 또한, 보호폴리머층 (B) 을 구성하는 열가소성 폴리아미드가, 디카르본산성분의 60 몰% 이상이 방향족 디카르본산인 디카르본산성분과 디아민성분의 60 몰% 이상이 탄소수 6 ∼ 12 의 지방족 알킬렌디아민인 디아민성분으로 중합되어 이루어지는 열가소성 폴리아미드인 도전성 복합섬유이다.

0.1 ≤L₁≤L₂/ 10 (1)

L₂: 1 필라멘트의 섬유단면 둘레길이 (㎛)

또, 본 발명에 있어서, 바람직하게는, 도전성 폴리머층 (A) 이, 적어도 2 종 이상의 흡유량이 다른 도전성 카본블랙을 함유하고, 또한 100 V 인가시의 전기저항치 (R ; Ω/㎝·f) 가 하기 식을 만족하는 상기의 도전성 복합섬유로, 더욱 바람직하게는, 흡유량 130 ∼ 350 ㏄/100 g 의 도전성 카본블랙 / 흡유량 15 ∼ 130 ㏄/100g 의 도전성 카본블랙의 흡유량 비가 1.2 ∼ 25 인 2 종의 도전성 카본블랙이 함유되어 이루어지는 도전성 복합섬유이다.

logR = 7.0 ∼ 11.9 (2)

본 발명의 도전성 복합섬유는, 유니폼 등의 의료용도는 물론이고, 프린터나 복사기 등의 OA 기기에 형성되는 대전브러시 및/또는 제전브러시 등에도 이용할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 단면도이다.

도 2 는 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 4 는 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 5 는 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 6 은 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 7 은 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 8 은 본 발명의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 9 는 비교예 3 의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

도 10 은 비교예 4 의 도전성 복합섬유의 복합형태를 나타낸 다른 단면도이다.

(부호의 설명)

A : 도전성 폴리머층

B : 보호폴리머층

본 발명에서, 도전성 폴리머층 (A) 에 함유되는 도전성 카본블랙은, 이 A 성분중에 15 ∼ 50 중량%, 바람직하게는 20 ∼ 40 중량% 함유되는 것이 중요하다. 도전성 카본블랙의 함량이 15 중량% 보다 적은 경우에는 목적으로 하는 도전성을 얻을 수 없어, 충분한 제전성능은 발휘되지 않는다. 또한, 50 중량% 를 초과하는 경우에는, 도전성의 보다 나은 향상은 볼 수 없고, 심성분 폴리머의 유동성이 현저하게 저하되어 방사성이 극단적으로 악화되므로 바람직하지 않다.

도전성 카본블랙은 완전히 입자상분산을 하고 있는 경우, 도전성이 불량으로, 스트럭쳐라 불리는 연쇄구조를 취할 때에 도전성이 향상되어 도전성 카본블랙이라 말해지게 된다. 따라서, 도전성 카본블랙에 의해 폴리머를 도전화하는데 있어서는, 이 스트럭쳐를 파괴하지 않고 도전성 카본블랙을 분산시키는 것이 중요해진다.

도전성 카본블랙을 함유하는 복합체의 전기전도 메카니즘은, 카본블랙 연쇄의 접촉에 의한 것과 터널효과에 의한 것으로 생각되지만, 전자의 것이 주로 생각된다. 따라서, 카본블랙의 연쇄는 긴것이, 또, 고밀도로 폴리머중에 존재하는 것이 접촉확율이 커져 고전도성으로 된다. 본 발명자들의 검토결과에서는, 도전성 카본블랙함량이 15 중량% 미만에서는 거의 효과가 없고, 20 중량% 가 되면 급격하게 도전성이 향상되어, 30 중량% 를 초과하면 대략 포화된다.

다음에, 도전폴리머층 (A) 과 보호폴리머층 (B) 과의 복합비율에 대하여, 보호폴리머층 (B) 이 97 중량% 를 초과하여 많아지고, 즉 도전성 폴리머층 (A) 이 3 중량% 미만이 되면 안정된 복합구조로서 방사하는 것이 곤란해진다. 특히, 섬유단면에서 도전성 폴리머로 이루어지는 심부의 수가 많은 경우에는, 심부의 길이 방향으로 연속성을 갖는 섬유를 얻는 것이 어려워진다. 또한, 도전성폴리머층 (A) 이 50 중량% 를 초과하면, 보호폴리머층 (B) 이 충분히 섬유형성성을 갖고 있었다고 하여도, 복합섬유의 방사성 및 연신후의 섬유물성이 극단적으로 저하되어 실용성은 완전히 잃게된다.

이것은 도전성 카본블랙을 함유함으로써 도전성 폴리머층 (A) 의 방사성이 현저하게 저하되어, 방사성이 낮은 성분이 복합섬유의 절반 이상을 차지하게 되기 때문에 도전성 폴리머층 (A) 의 이와 같은 결점이 섬유에 그대로 나타나기 때문이라고 생각된다.

이와 같은 이유로부터, 도전성 폴리머층 (A) 과 보호폴리머층 (B) 의 복합중량비율은 A : B = 3:97 ∼ 50 : 50, 바람직하게는 7 : 93 ∼ 35 : 65 의 범위이다.

본 발명의 도전성 복합섬유에 있어서, 도전성폴리머층 (A) 은 섬유 표면으로 일부 노출되어 있고, 복합섬유단면에서 볼 때 1 필라멘트당 3 개소 이상에 A 성분이 섬유 표면에 노출되어 있는 것이 필요하고, 상한은 10 개소 이하인 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는 4 개소 이상 8 개소 이하이다.

또, 섬유 표면으로의 노출의 정도는, 노출부 1 개에 대한 섬유단면 둘레길이 방향의 노출 거리 (L₁(㎛)) 가 0.1 ㎛ 이상으로, (L₂/10) 이하인 것이 중요하다. 여기에서 L₂은 복합섬유 1 필라멘트의 섬유단면 둘레길이 (㎛) 를 나타낸다.

섬유 표면의 노출된 부분의 개소 수가 2 이하인 경우나, 3 이상이더라도 노출부 거리 (L₁) 가 0.1 ㎛ 미만인 경우는, 마찰대전시에 섬유 표면에 나타나 있는 도전성 폴리머가 대상물과 접촉하는 확률이 낮고, 저마찰대전시의 안정된 도전성능을 얻는 것이 곤란해진다. 또, 노출부 거리 (L₁) 가 (L₂/10) (㎛) 을 초과하는 경우에는, 섬유화공정성이 불량으로, 얻어지는 도전성 섬유는 내마모성이 떨어져, 도전성폴리머층 (A) 과 보호폴리머층 (B) 이 박리되기 쉽고, 나아가서는 도전성능도 저하된다.

또한 본 발명에 있어서는, 보호폴리머층 (B) 이 섬유단면 둘레길이의 60% 이상을 점유하는 것이 필요하고, 바람직하게는 70% 이상을 점유하는 것이 요망된다. 보호폴리머층 (B) 의 섬유단면 둘레길이에 대한 비율이 60% 미만인 경우는, 섬유화공정성이나 섬유강도의 저하가 눈에 띠어 바람직하지 않다.

보호폴리머층 (B) 은 섬유화시의 양호한 공정성을 유지하는 것과, 소비성능 및 장기내구성능을 유지하기 위해 중요한 역할을 하고 있다. 이 보호폴리머층 (B) 을 구성하는 폴리머성분으로서는, 융점 170 ℃ 이상의 섬유형성성 열가소성 폴리아미드로, 특히, 디카르본산성분과 디아민성분으로 이루어지고, 디카르본산성분의 60 몰% 이상이 방향족 디카르본산인 것과, 및 디아민성분의 60 몰% 이상이 탄소수 6 ∼ 12 의 지방족 알킬렌디아민인 열가소성 폴리아미드를 사용하는 것이 중요하다. 이와 같은 폴리아미드는, 내열성, 특히 습열에서의 내열성, 방사성이 우수하고, 얻어지는 섬유의 강도도 우수하며, 또한, 염색견뢰도가 매우 우수한 것이 큰 특징이다.

방향족디카르본산으로서는, 내열성의 점에서 테레프탈산이 바람직하고, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르본산, 2,7-나프탈렌디카르본산, 1,4-나프탈렌디카르본산, 1,4-페닐렌디옥시디아세트산, 1,3-페닐렌디옥시디아세트산, 디펜산, 디벤조산, 4,4'-옥시디벤조산, 디페닐메탄-4,4'-디카르본산, 디페닐술폰-4,4'-디카르본산, 4,4'-비페닐디카르본산 등의 방향족디카르본산을 1 종류, 또는 2 종류 이상 병용하여 사용할 수도 있다. 이와 같은 방향족 디카르본산의 함유량은 디카르본산성분의 60 몰% 이상으로, 75 몰% 이상인 것이 바람직하다.

상기 방향족 디카르본산 이외의 디카르본산으로서는 말론산, 디메틸말론산, 숙신산, 3,3-디에틸숙신산, 글루타르산, 2,2-디메틸글루타르산, 아디프산, 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피메린산, 아제라인산, 세바신산, 스페린산 등의 지방족 디카르본산 ; 1,3-시클로펜탄디카르본산, 1,4-시클로헥산디카르본산 등의 지환식 디카르본산을 들 수 있다. 이들의 산은 1 종류뿐만아니라 2 종류 이상을 사용할 수 있다.

또한 트리메리트산, 트리메신산, 피로메리트산 등의 다가카르본산을 섬유화가 용이한 범위내에서 함유시킬 수도 있다.

본 발명에 있어서는, 섬유물성, 내열성 등의 점에서 디카르본산 성분이 100% 방향족 디카르본산인 것이 바람직하다.

또, 디아민성분의 60 몰% 이상은 탄소수가 6 ∼ 12 의 지방족 알킬렌 디아민으로 구성되는 것이 바람직하고, 이와 같은 지방족 알킬렌디아민으로서는, 1,6-헥사디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,9-노난디아민, 1,10-데칸디아민, 1,11-운데칸디아민, 1,12-도데칸디아민, 2-메틸-1,5-펜탄디아민, 3-메틸-1,5-펜탄디아민, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 2,4,4-트리메틸-1,6-헥산디아민, 2-메틸-1,8-옥탄디아민, 5-메틸-1,9-노난디아민 등의 지방족디아민을 들 수 있다. 그 중에서도 섬유물성, 내열성의 점에서 1,9-노난디아민단독 또는 1,9-노난디아민과 2-메틸-1,8-옥탄디아민과의 병용이 바람직하다.

이 지방족 알킬렌디아민의 함유량은 디아민성분의 60 몰% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 75 몰% 이상, 특히 90 몰% 이상인 것이 바람직하다.

상술의 지방족 알킬렌디아민 이외의 디아민으로서는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 1,4-부탄디아민 등의 지방족디아민 ; 시클로헥산디아민, 메틸시클로헥산디아민, 이소포론디아민, 노르보르난디메틸디아민, 트리시클로데칸디메틸디아민 등의 지환식 디아민 ; p-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 크실렌디아민, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐에테르 등의 방향족 디아민, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있고, 이들은 1 종류뿐만 아니라 2 종류 이상을 사용할 수 있다.

지방족 알킬렌디아민으로서 1,9-노난디아민과 2-메틸-1,8-옥탄디아민을 병용하는 경우에는, 디아민성분의 60 ∼ 100 몰% 가 1,9-노난디아민과 2-메틸-1,8-옥탄디아민으로 이루어지고, 그 몰비는 전자 : 후자 = 30 : 70 ∼ 99 : 1, 특히 전자 : 후자 = 40 : 60 ∼ 95 : 5 인 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 사용되는 폴리아미드는 그 분자쇄에 있어서의 [CONH/CH₂] 의 비가 1/2 ∼ 1/8, 특히 1/3 ∼ 1/5 인 것이 바람직하다.

상술의 폴리아미드의 극한점도 (농황산중 30℃ 에서 측정한 값) 는 0.6 ∼ 2.0 ㎗/g 인 것이 바람직하고, 특히 0.6 ∼ 1.8 ㎗/g, 0.7 ∼ 1.6 ㎗/g 가 바람직하다. 이 극한점도의 범위내의 폴리아미드는, 섬유화할 때의 용융점도특성이 양호하고, 또한 섬유물성, 내열성이 우수한 것으로 된다.

또한 상술의 폴리아미드는 그 분자쇄의 말단기의 10% 이상이 블록킹제(blocking agent)에 의해 블록킹되어 있는 것이 바람직하고, 말단의 40% 이상, 나아가서는 말단의 70% 이상이 블록킹되어 있는 것이 바람직하다.

상술의 폴리아미드의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 결정성 폴리아미드를 제조하는 방법으로서 공지의 임의의 방법을 사용할 수 있다. 예컨대, 산클로라이드와 디아민을 원료로 하는 용액중합법 또는 계면중합법, 디카르본산 또는 디카르본산의 알킬에스테르와 디아민을 원료로 하는 용융중합법, 고상중합법 등의 방법으로 제조할 수 있다.

상술의 폴리아미드는 본 발명의 중요한 포인트의 하나인 도전성 폴리머층 (A) 과의 접착성도 양호하고, 계면박리도 발생하기 어려워 내열성, 섬유물성의 점에서 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 도전성 폴리머층 (A) 을 구성하는 폴리머에 대하여 설명한다.

본 발명에 있어서는, 도전성 폴리머층 (A) 에 사용하는 수지로서 열가소성 폴리아미드를 사용하는 것이 중요하다. 열가소성 폴리아미드로서는, 구체적으로는 나일론 12, 나일론 11, 나일론 6, 나일론 66, 나일론엘라스토머 등을 들 수 있다. 또, 도전성 폴리머층 (A) 에 상술의 보호층을 구성하는 폴리아미드를 사용하여도 지장없다.

통상적으로, 도전성 섬유는, 정전기발생에 의해 폭발하는 것과 같은 장소에서의 작업복이나 복사기용의 대전브러시로서 장기간 사용되는 과정에서, 과혹한 구부림, 인장, 굴곡, 마모 등이 반복되어, 도전성 폴리머층의 성능저하가 진행되어, 제전성능이 저하될 수밖에 없었다. 통상적으로, 대전성 폴리머층을 구성하는 부분은 한번 클랙(crack) 등의 휨에 의해 연속성을 잃게 되면 수복(recover)이 곤란하여, 단기간에 교환할 수밖에 없게 된다.

본 발명자들은, 각종 폴리머에 도전성 카본블랙을 분산시켜 검토한 바, 폴리아미드가 적당한 극성기를 갖기 때문에 도전성 카본블랙과 상용성, 접착성이 양호하여, 고농도로 도전성 카본블랙을 배합하여도 유동성이 그다지 저하되지않고, 높은 도전성과 양호한 유동성을 겸비한 것으로 되는 것, 또한, 도전성 카본블랙과 폴리아미드는 강고한 접착을 하기 때문인지 기계적물성도 매우 양호한 것을 발견한 것이다.

이에 대하여, 폴리에스테르계 폴리머에 도전성 카본블랙을 배합한 경우에는, 이유는 명확하지 않지만, 저배합비로도 폴리머의 점도가 급상승되어 유동성을 잃어, 원하는 도전성을 가지며 섬유화할 수 있는 도전성 폴리머가 되기어렵고, 폴리아미드계 폴리머에는 전혀 대항할 수 없다.

또, 폴리올레핀계 폴리머는, 폴리에스테르계 폴리머에 비하면 도전성 카본블랙의 배합에 의해 유동성을 어느 정도 갖고, 또한 도전성도 양호한 도전성 폴리머를 얻는 것은 용이하다. 그러나, 폴리올레핀계 폴리머는 도전성 카본블랙과의 접착성이 약하여, 얻어진 폴리머의 기계적물성은 폴리아미드계 폴리머의 경우에 비하면 상당히 약하고, 복합섬유화에 있어서는 충분히 주의를 하지않으면 도전성폴리머층의 절단이란 문제가 발생하기 쉽다.

이상의 것으로부터, 도전성 카본블랙을 함유시키는 도전성 폴리머층 (A) 을 구성하는 폴리머로서는 열가소성 폴리아미드가 가장 적합하다.

다음에, 본 발명의 도전성 복합섬유의 전기저항치 (R ; Ω/㎝·f) 는, 용도에 따라 적당히 설정가능하지만, 의료용도 및 복사기나 프린터 등의 OA 기기에 형성되는 대전브러시 등을 목표로 하는 경우, 100V 인가시의 전기저항치 (R ; Ω/㎝·f) 가 하기 식을 만족하는 것이 바람직하다.

logR = 7.0 ∼ 11.9

특히, 대전브러시에 사용되는 도전성 섬유의 전기저항치 (R ; Ω/㎝·f) 로서는, logR = 8.5 ∼ 11.5 인 것이 바람직하다.

이와 같은 전기저항특성을 실현하기 위해, 본 발명에 있어서는, 흡유량을 달리 하는 2 종의 도전성 카본블랙을 사용하는 것이 바람직하고, 예컨대, 130 ∼ 350 ㏄/100g 의 흡유량을 갖는 도전성 카본블랙과 15 ∼ 130 ㏄/100g 의 흡유량을 갖는 도전성 카본블랙을 병용하는 것이 바람직하다. 그리고, 전자를 α타입, 후자를 β 타입이라 하면, α 타입과 β타입의 흡유량비는 α/β=1.2 ∼ 25 인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 흡유량은 이하의 방법으로 구해진다.

<흡유량>

아마인유를 사용하여, 각각의 카본량 100g 에 있어서의 포화량 (㏄) 을 측정하였다 (㏄/100g).

이와 같은 도전성 카본블랙의 조합으로서, 본 발명에 있어서는, 고유전기저항치로 나타내면 10^-3∼ 10²Ω·㎝ 의 저항치를 갖는 카본블랙과, 10⁰∼ 10⁶Ω·㎝ 의 저항치를 갖는 카본블랙을 병용하는 것이 바람직하다.

또한, 양자의 도전성 카본블랙의 혼합비율로서는, α타입 : β 타입 = 10 : 1 ∼ 1 : 10 인 것이 양호한 도전성 성능을 얻는 점에서 바람직하다.

본 발명의 도전성 복합섬유의 제조방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 다심심초형 복합섬유를 제조하기 위해 사용되는 용융방사장치를 사용하여, 복합방사를 실시하고, 그 후 연신하는 방식으로 제조하여도 되고, 고속방사를 실시하여 연신공정을 생략하는 방식으로 제조하여도 된다. 단, 도전성 폴리머층 (A) 이 원하는 상태로 섬유 표면에 노출되도록 하기 위해서는, 방사장치내에서의 분배판에 있어서의 도전성폴리머용의 도입구멍과 보호폴리머용의 도입구멍의 위치관계를 조절하거나, 양폴리머의 복합비율을 조정하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 도전성 복합섬유의 연신성을 보다 향상시키기 위해, 보호폴리머층 (B) 에 평균입자경이 0.5 ㎛ 이하인 TiO₂및 SiO₂등의 무기 미립자를 5 중량% 이하의 비율로 함유시켜 놓는 것이 바람직하다.

이와 같은 방법으로 제조되는 본 발명의 도전성 복합섬유의 단섬유섬도는, 특히 한정되지 않고, 용도에 따라 2 dtex ∼ 34 dtex 정도의 것으로 할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상술의 도전성폴리머층 (A) 에 대하여 특정의 보호폴리머층 (B) 을 사용함으로서, 저마찰대전압의 환경하에서도 도전성능을 발휘할 수 있는 복합섬유의 설계, 즉 도전성 폴리머층 (A) 의 섬유 표면으로의 일부 노출이 용이해지는 것이다.

본 발명의 복합섬유의 복합단면형태는, 상술한 바와 같은 노출 조건을 충족하는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예컨대, 도 1 ∼ 도 8 에 보이는 것과 같은 단면형태를 예시할 수 있다. 그리고, 본 발명의 작용효과를 최대한으로 발현할 수 있는 점에서는, 도전성 폴리머층 (A) 으로 이루어지는 4 개의 심성분이 섬유단면의 바깥둘레 근변에 대략 등간격으로 배치되어, 각각의 심성분의 일부가 섬유 표면에 노출되어 있는 도 3 에 보이는 것과 같은 단면형태가 가장 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 도전성 복합섬유는, 섬유물성·실사용에 있어서의 내구성이 우수한 제전성능을 갖는 것으로, 복사기나 프린터 등의 OA 기기에 형성되는 대전브러시나 제전브러시로서 적합하게 사용할 수 있다. 또, 염색견뢰도가 우수하다는 장점을 살려, 정전기를 싫어하는 환경에서의 작업복, 유니폼 등의 의료분야에도 사용할 수 있다.

실시예

이하에 실시예에 의해 본 발명을 상술하지만, 이에 의해 본 발명은 조금도 한정되지 않는다. 또한, 도전성 섬유의 전지저항치의 측정, 대전전하량의 측정, 직물의 염색견뢰도, 대전브러시에 했을 때의 화상 평가 등은 이하에 나타내는 방법으로 실시하였다.

<전기저항치 (R)>

전압전류계법에 의해, 평행클립전극에 세트된 도전성 섬유 (단섬유) 시료에, 직류전압 25 ∼ 500 V 를 인가하여, 그 전압과 그 때의 시료에 흐르는 전류치로부터 옴의 법칙에 의해 구하였다. 또, 본 발명에서 규정되는 전기저항치는 100V 인가시에서 구한 것이다.

<대전전하량>

JIS L-1094 에 준하여 간이형 파라데이게이지를 사용하여, 20 ℃, 40% RH 의 분위기중에서 아크릴섬유포를 마찰포로 사용하여 대전전하량을 측정하였다.

<세탁에 대한 염색견뢰도>

실시예 1 에 나타낸 염색조건에 따라 염색처리된 시료를 100 × 40 ㎜ 로 잘라, 이 시료편의 표면에, 50 × 40 ㎜ 의 나일론첨부포를 2 장 인접시켜 나란히 붙여 꿰매, 이 시료편에 대하여 JIS L-0844 : 1997 A-2 법에 준하여 세탁을 실시하여, 판정에 대해서는 하기에 근거하여 실시하였다.

(1) 액오염

세탁시험후의 잔액을 2×4×1 ㎝ 의 자성비이커에 넣어, JIS L-0801 의 9. 에 의해 판정을 실시하였다.

(2) 첨부포의 오염

나일론첨부포의 오염에 대하여, JIS L-0801 의 9. 에 의해 판정을 실시하였다.

<화상 평가방법>

브러시대전법에 있어서, 브러시 회전방향을 감광체와 반대방향으로 하고, 직류의 바이어스전압을 걸어 대전화상 송출테스트를 실시하여, 초기 및 1 만장의 복사후의 화상 평가를 이하에 나타낸 기준으로 실시하였다.

(1) 초기성능평가

○: 선명균일한 화상이 얻어진다.

△ : 약간 이상방전 흔적이 보인다.

× : 화상이 불선명하고, 스트라이프 얼룩이 눈에 띤다.

(2) 반복 (1 만매) 화상 평가

○: 초기와 동일한 선명균일한 화상이 얻어진다.

△ : 약간 이상방전 흔적이 보인다.

× : 화상이 불선명하고, 스트라이프 얼룩이 눈에 띤다.

참고예 1, 2 (열가소성 폴리아미드의 제조)

표 1 에 나타낸 양의 테레프탈산, 1,9-노나딘아민, 2-메틸-1,8-옥탄디아민, 벤조산, 차아인산나트륨-수화물 (원료에 대하여 0.1 중량%) 및 증류수 2.2 리터를, 내용적 20 리터의 오토클레이브에 첨가하여 질소치환을 실시하였다. 이어서 100 ℃ 에서 30 분간 교반하고, 2 시간에 걸쳐 내온을 210 ℃ 로 승온하였다. 이 때, 오토클레이브는 22 ㎏/㎠ (2.16 × 10⁶㎩) 까지 승압하였다. 그대로 1 시간 반응을 계속한 후, 230 ℃ 로 승온하고, 그 후 2 시간, 230 ℃ 로 유지하여, 수증기를 서서히 빼 압력을 22 ㎏/㎠ (2.16 × 10⁶㎩) 로 유지하면서 반응을 계속하였다. 다음에, 30분에 걸쳐 압력을 10 ㎏/㎠ (9.81 × 10⁵㎩) 까지 내리고, 다시 1 시간반응을 계속하여 프레폴리머를 얻었다. 이 프레폴리머를 100 ℃, 감압하에서 12 시간 건조하여, 2 ㎜ 이하의 크기까지 분쇄하였다.

분쇄물을 230 ℃, 0.1 ㎜Hg (13.3 ㎩) 하에서 10 시간 고상중합함으로써 폴리아미드를 얻었다. 얻어진 폴리아미드의 극한점도 및 CONH/CH₂

	참고예1PA9MT	참고예2PA9T
조성	TA (몰)	19.5	19.4
	NMDA(몰)	10.0	20.0
	MODA(몰)	10.0	-
	벤조산(몰)	1.0	1.2
NaH₂PO₂H₂O(몰)	0.06	0.06
극한점도	0.9	0.8
CONH/CH₂	1/3.9	1/4.5
TA:테레프탈산, NMDA:1,9-노난디아민, MODA:2-메틸-1,8-옥탄디아민

실시예 1

도전성 카본블랙 (흡유량 ; 115 ㏄/100g) 을 35 중량% 함유한 나일론6 을 도전성폴리머성분 (A) 로 사용하고, 보호폴리머성분 (B) 으로서 표 1 의 참고예 1 에 나타낸 열가소성 폴리아미드 (PA9MT) 를 사용하여, A : B 의 복합비율 13/87 중량%, 도 3 에 나타낸 바와 같은 4 심심초노출형 단면에서 복합방사하고, 그 후 연신을 실시하여, 25 데닐/4f (27.8 dtex/4f) 의 도전성 복합섬유 (L₂: 1 필라멘트의 섬유단면 둘레길이 = 88 ㎛) 를 얻었다. 섬유화공정성은 양호하여 문제없었다. 얻어진 도전성 복합섬유에 있어서 도전성 폴리머층 (A) 은 섬유축방향으로 균일하게 연속되었다. 또, 이 도전성 폴리머층 (A) 의 섬유단면에서의 노출된 부분의 개소 수가 4 이고, 또한 각각 도전성 폴리머층의 섬유단면 둘레길이 방향의 노출 거리 (L₁; ㎛) 는 둘레길이 방향에서 모두 0.6 ㎛ 이고, 0.1 ≤L₁(㎛) ≤L₂/10 의 조건을 충족하였다. 또한, 100V 인가시의 전지저항치는 2 × 10⁸Ω/㎝·f (즉, logR=8.3) 으로 매우 안정되어 있고, 저인가전압하에서도 우수한 도전성능을 갖는 것이었다.

얻어진 섬유를, 폴리에스테르 (폴리에틸렌테레프탈레이트)/면 = 65/35 의 혼방사로 커버링하고, 폴리에스테르 (폴리에틸렌테레프탈레이트)/면=65/35, 면번수 20S/2 의 경사에 80 개에 1 개의 비율로 넣어 날실 80개/in, 씨실 50개/in 의 2/1 트윌직물을 작성하였다. 이어서 하기에 나타낸 조건으로 폴리에스테르를 염색처리한 후, 이어서 면의 염색처리를 실시하였다.

① 폴리에스테르측의 염색

<염색>

분산염료 : Dianix Blue BG-FS 3% omf

분산제 : 디스퍼 TL 1g/1

아세트산 (50%) 0.5 ㏄/1

욕비 : 1 : 50

염색온도 ×시간 : 130 ℃ × 40분

<환원세정>

하이드로설파이트 1g/1

NaOH 1g/1

아밀라진D 1g/1

환원세정후에 냉수세를 실시하였다.

② 면측의 염색

<염색>

반응염료 : Sumifix Supra BRF 150% gran 2% omf

망초 40g/1

욕비 : 1 : 50

30 ℃ ×20 분 처리후, 20 분에 걸쳐 70 ℃ 까지 승온, 70 ℃ × 20 분경과후에 Na₂CO₃를 20g/1 이 되도록 첨가하고, 그 후 20 분간 염색을 실시한다. 이어서, 마르셀 비누 (2g/1), Na₂CO₃(2g/1) 로 90℃ × 20분간 세정하고, 마지막으로 냉수세를 실시하였다.

	도전성폴리머층(A)	보호폴리머층(B)	복합비율A/B(wt%)
	도전성카본블랙	매트릭스폴리머		카본블랙(wt%)	매트릭스폴리머	미립자	첨가량(wt%)
	α흡유량(㏄/100g)	매트릭스폴리머		카본블랙(wt%)	매트릭스폴리머	미립자	첨가량(wt%)	β흡유량(㏄/100g)	혼합비율(α/β)
실시예1	115	-	-	나일론6	35	PA9MT	TiO₂	0.5	13/87
2	″	-	-	″	″	PA9T	″	″	″
3	″	-	-	″	″	PA9MT	″	″	″
4	″	-	-	″	″	″	″	″	10/90
5	″	-	-	″	″	″	″	″	25/75
6	″	-	-	″	″	″	″	″	13/87
7	″	-	-	″	″	″	″	″	″
8	″	-	-	″	″	″	″	″	″
9	″	-	-	″	″	″	SiO₂	2.0	″
10	″	-	-	나일론12	″	″	TiO₂	0.5	″
11	180	80	2/1	나일론6	″	″	-	-	″
12	″	40	1/1	″	40	″	TiO₂	0.5	″
13	″	40(절연카본)	1/2	″	″	″	″	″	″
14	115	″	″	″	″	″	″	″	″
비교예1	115	-	-	폴리에틸렌	35	PA9MT	TiO₂	0.5	13/87
2	″	-	-	폴리에스테르	25	″	″	″	″
3	″	-	-	나일론6	35	″	″	″	25/75
4	″	-	-	″	″	″	″	″	50/50
5	180	40	1/1	″	40	″	″	″	13/87
6	-	″	-	″	″	″	″	″	″
7	115	-	-	″	35	나일론6	-	-	″

	복합단면	표면노출된 부분의 개소 수	둘레길이 방향의노출 길이 L₁(㎛)	단면 둘레길이L₂(㎛)	전기저항치R(Ω/cmㆍf)	LogR	천의 제전성능	화상 평가	염색견뢰도(급)	섬유화공정성
	복합단면	표면노출된 부분의 개소 수	둘레길이 방향의노출 길이 L₁(㎛)	단면 둘레길이L₂(㎛)	전기저항치R(Ω/cmㆍf)	LogR	초기대전전하량(μ클론/㎡)	실착용2년후(세탁250회반복)(μ클론/㎡)	초기	섬유화공정성	1만회반복	액오염	첨부포의 오염
실시예1	도3	4	0.6	88	2×10⁸	8.3	3.5	4.8	-	-	4∼5	4∼5	◎
2	″	″	″	″	3×10⁸	8.5	3.3	4.5	-	-	5	5	◎
3	″	″	1.5	″	2×10⁸	8.3	3.5	4.7	-	-	4∼5	4∼5	◎
4	″	″	0.2	″	″	″	3.4	4.8	-	-	″	″	◎
5	″	″	3.5	″	″	″	3.7	5.1	-	-	″	″	○∼◎
6	도1	″	1.0	102	3×10⁸	8.5	3.5	4.7	-	-	″	″	○∼◎
7	도6	″	0.3	117	5×10⁸	8.7	3.1	4.3	-	-	″	″	○∼◎
8	도2	3	0.6	88	2×10⁸	8.3	3.4	4.6	-	-	″	″	◎
9	도3	4	″	″	″	″	3.6	4.9	-	-	″	″	◎
10	″	″	2.0	″	1×10⁸	8.0	4.0	5.2	-	-	″	″	◎
11	″	″	0.6	″	1×10⁹	9.0	-	-	○∼◎	○∼◎	-	-	○∼◎
12	″	″	″	″	2×10¹⁰	10.3	-	-	◎	○∼◎	-	-	○∼◎
13	″	″	″	″	7×10¹⁰	10.8	-	-	◎	○∼◎	-	-	○∼◎
14	″	″	″	″	2×10¹¹	11.3	-	-	○∼◎	○∼◎	-	-	○∼◎
비교예1	도3	4	0.8	90	9×10⁷	7.9	3.7	11.0	-	-	4∼5	4∼5	◎
2	″	″	0.6	85	-	-	-	-	-	-	-	-	×
3	″	″	9.0	88	2×10⁸	8.3	6.5	10.5	-	-	4∼5	4∼5	△∼×
4	″	″	0.6	″	-	-	-	-	-	-	-	-	×
5	도10	0	-	-	7×10¹²	12.8	-	-	△∼×	×	-	-	○∼◎
6	도3	4	0.6	88	4×10¹²	12.6	-	-	×	×	-	-	○∼◎
7	″	4	″	″	3×10⁸	8.5	3.7	6.2	-	-	1∼2	1∼2	○∼◎

실시예 2

보호폴리머성분 (B) 을 표 1 의 참고예 2 에 나타낸 열가소성 폴리아미드 (PA9T) 로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유화를 실시하였다. 모두 섬유화공정성 및 제전성능도 양호하고, 천의 초기대전전하량, 250 회 반복세탁후의 대전전하량의 모두 기준치를 클리어하고, 실착용 내구성이 우수한 것이었다 (표 2, 3 참조)

실시예 3 ∼ 5

복합비율 및/또는 노출 길이를 표 2, 표 3 에 나타낸 바와 같이 변경하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유화를 실시하였다. 모두 섬유화공정성 및 제전성능도 양호하고, 천의 초기대전전하량, 250회 반복세탁후의 대전전하량 모두 기준치를 만족하여, 실착용 내구성도 우수한 것이었다 (표 2, 3 참조).

실시예 6 ∼ 8

복합단면을 도 1 (실시예 6), 도 6 (실시예 7) 및 도 2 (실시예 8) 로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다. 모두 섬유화공정성 및 제전성능도 양호하고, 천의 초기대전전하량, 250 회 반복세탁후의 대전전하량 모두 기준치를 만족하여, 실착용 내구성이 우수한 것이었다 (표 2, 표 3 참조).

실시예 9, 10

실시예 9 는, 보호폴리머층에 미립자로서 SiO₂를 2.0 wt% 첨가하고, 실시예 10 은 도전층 매트릭스폴리머를 나일론12로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다. 모두 섬유화공정성 및 제전성능도 양호하고, 천의 초기대전전하량, 250 회 반복세탁후의 대전전하량 모두 기준치를 만족하여, 실착용 내구성이 우수한 것이었다 (표 2, 3 참조).

비교예 1 ∼ 4

도전성 복합섬유로서 표 2, 3 에 나타낸 바와 같은 섬유를 제조하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유화를 실시하였는데, 실착용 내구성 또는 섬유화공정성이 불량이었다 (표 2, 3 참조).

실시예 11

도전성능이 다른 2 종의 도전성 카본블랙 (α타입 흡유량 ; 180 ㏄/g, β타입 흡유량 ; 80 ㏄/100g, 혼합비 α/β=2/1) 을 35 중량% 함유한 나일론6 을 도전성 폴리머성분 (A) 으로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 섬유화를 실시하여, 25 데닐/4f (27.8 dtex/4f) 의 도전성 복합섬유 (L₂: 1 필라멘트의 섬유단면 둘레길이 = 88 ㎛) 를 얻었다. 섬유화공정성은 양호하여 문제없었다. 얻어진 도전성 복합섬유에 있어서 도전성폴리머층 (A) 은 섬유축방향으로 균일하게 연속되어 있었다. 또, 이 도전성 폴리머층 (A) 의 섬유 표면에서의 노출된 부분의 개소 수는 4 이고, 또한 각각 도전성폴리머층의 섬유단면 둘레길이 방향의 노출 거리 (L₁(㎛)) 는 둘레길이 방향으로 모두 0.6 ㎛ 이고, 0.1 ≤L₁(㎛)≤L₂/10 의 조건을 충족하고 있었다. 또한 100V 인가시의 전기저항치는 1×10⁹Ω/㎝·f (즉, logR=9.0) 로 매우 안정적이고, 저인가전압하에서도 우수한 도전성능을 갖는 것이었다.

얻어진 섬유에 대하여, 파일편(pile stitch) 5.0 만개/(2.54 ㎝)²밀도의 도전성브러시를 작성하였다. 복사기에서의 화상 평가 결과, 이상방전이 없는 매우 우수한 것이었다. 복사 10000 회 반복 화상 평가도 양호하고, 내구성도 매우 우수한 것이었다. 도전성 복합섬유의 복합조성, 섬유형태, 섬유화공정성, 전기저항치, 화상 평가 결과를 표 2 및 표 3 에 나타낸다.

실시예 12 ∼ 14

카본블랙의 종류, 그 혼합비율 및 매트릭스폴리머로의 첨가량을 표 2 에 나타낸 바와 같이 변경하는 것 이외에는 실시예 11 과 동일하게 섬유화를 실시하였다. 모두, 섬유화공정성 및 화상 특성이 우수한 것이었다 (표 2, 3 참조).

비교예 5, 6

도전성 복합섬유로서 표 2 에 나타낸 바와 같은 섬유를 제조하여, 실시예 11 과 동일하게 화상 평가를 실시하였는데 모두 불량이었다 (표 2, 3 참조).

본 발명에 있어서는, 도전성 카본블랙을 특정량 함유한 폴리아미드와 특정조성의 열가소성 폴리아미드를 소정의 조건을 만족하는 방법으로 복합방사함으로써, 의료용도나 복사기 등의 대전브러시로서 장기간 실사용한 후에도 우수한 제전성능을 갖고 있는 도전성 섬유를 제공할 수 있는 것이다. 또, 본 발명의 도전성 복합섬유는, 다른 섬유와 혼용하여 섬유 제품으로 하는 경우, 염색처리를 실시하여도, 다른 섬유에 색이 옮기는 일이 없는 염색견뢰도가 우수한 것이다.

Claims

도전성 카본블랙을 15 ∼ 50 중량% 함유하는 열가소성 폴리아미드로 이루어지는 도전성 폴리머층 (A) 과 융점 170 ℃ 이상의 열가소성폴리머로 이루어지는 보호폴리머층 (B) 으로 이루어지는 도전성 복합섬유로, 임의의 섬유단면에서 보았을 때 도전성 폴리머층 (A) 은 섬유 표면에 3 개소 이상 노출되어 있고, 그 노출 개소 1 개당의 노출 거리 (L₁; ㎛) 는 하기 식 (1) 을 만족하고, 또한 보호폴리머층 (B) 은 섬유단면 둘레길이의 60% 이상을 점유하고, 섬유 전체 중량의 50 중량% 이상 97 중량% 이하를 차지하고 있고, 또한, 보호폴리머층 (B) 을 구성하는 열가소성 폴리아미드가, 디카르본산성분의 60 몰% 이상이 방향족 디카르본산인 디카르본산성분과 디아민성분의 60 몰% 이상이 탄소수 6 ∼ 12 의 지방족 알킬렌디아민인 디아민성분으로 중합되어 이루어지는 열가소성 폴리아미드인 것을 특징으로 하는 도전성 복합섬유:

0.1 ≤L₁≤L₂/ 10 (1)

(L₂: 1 필라멘트의 섬유단면 둘레길이 (㎛))
제 1 항에 있어서, 도전성 폴리머층 (A) 이, 적어도 2 종 이상의 흡유량이 다른 도전성 카본블랙을 함유하고, 또한 100 V 인가시의 전기저항치 (R ; Ω/㎝·f) 가 하기 식을 만족하는 도전성 복합섬유:

logR = 7.0 ∼ 11.9 (2)
제 2 항에 있어서, 흡유량 130 ∼ 350 ㏄/100 g 의 도전성 카본블랙 / 흡유량 15 ∼ 130 ㏄/100g 의 도전성 카본블랙의 흡유량 비가 1.2 ∼ 25 인 2 종의 도전성 카본블랙이 함유되어 이루어지는 도전성 복합섬유.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 보호폴리머층 (B) 에 평균입경이 0.5 ㎛ 이하인 TiO₂및 SiO₂등의 무기 미립자가 5 중량% 이하 첨가되어 있는 도전성 복합섬유.