KR20060003117A

KR20060003117A - 자장 응답성 및 도전성이 우수한 섬유 및 이를 포함하는제품

Info

Publication number: KR20060003117A
Application number: KR1020057022079A
Authority: KR
Inventors: 고우끼 미야조노; 유헤이 마에다
Original assignee: 도레이 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2006-01-09
Also published as: EP1630266A4; US8017233B2; TW200427881A; EP1630266B1; DE602004024884D1; EP1630266A1; US20070003761A1; WO2004101871A1; ATE453744T1

Abstract

본 발명의 섬유는 포화 자속 밀도가 0.5 테슬라 이상인 구상 자성 재료를 함유하는, 섬유 형성능을 갖는 중합체를 포함하는 자장 응답성 및 도전성이 우수한 것이다. 바람직한 형태는, (a) 구상 자성 재료의 평균 입경은 5 ㎛ 이하, (b) 구상 자성 재료의 유지력은 1000 A/m 이하, (c) 섬유는 20 내지 90 중량％의 구상 자성 재료를 함유하는 자성층과, 구상 자성 재료의 함유량이 20 중량％ 미만인 보호층을 포함하는 복합 섬유이다.

본 발명은 이 섬유를 이용한 직물 등의 포백, 단섬유, 이것을 포함하는 브러시 롤러, 이 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 전자 사진 장치 등에 관한 것이다.

섬유, 직물, 편물, 포백, 단섬유, 브러시 롤러, 자장 응답성, 도전성

Description

자장 응답성 및 도전성이 우수한 섬유 및 이를 포함하는 제품 {FIBER EXCELLENT IN MAGNETIC FIELD RESPONSIVENESS AND CONDUCTIVITY AND PRODUCT CONSISTING OF IT}

본 발명은 자장 응답성 및 도전성이 우수한 섬유 및 이를 포함하는 제품에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은 자장을 인가하는 장치 중에서의 내열성 및 자장 응답성이나 습도가 변화할 때의 도전성의 안정성이 매우 우수한, 자성 및 도전성을 구비하는 섬유에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이 섬유를 이용하여 이루어지는 직물, 편물 및 부직포 등의 포백(布帛), 단섬유, 이를 포함하는 브러시 롤러, 이 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 전자 사진 장치 등에 관한 것이다.

종래, 자장에 의해 영향을 받는 자성 섬유에 대한 검토가 이루어지고 있다. 예를 들면, 자성 입자의 종류 및 첨가량을 적절하게 선택함으로써, 자기 기록 매체 용도 또는 의료 용도에 적합한 자기 섬유에 대한 기술이 개시되어 있다(하기 특허 문헌 1 참조).

구체적으로 우선, 자기 기록 매체용 섬유로서 보자율이 높은 자성 입자를 첨가한 섬유가 제안되어 있다. 이 섬유에 있어서는, 자기를 띤 섬유를 이루기 위해 보자율이 높은 침상의 자성 입자를 이용할 필요가 있다. 그러나, 이용되는 자성 입자의 형상이 침상이기 때문에, 섬유 중에서 자성 입자가 조밀하게 배치되기 어려워 자성 입자를 고농도로 섬유 중에 함유시키는 것이 곤란하였다. 또한 용도의 관계에서, 얻어지는 섬유 자체가 광학적으로 불투명해지는 것을 피하기 위해, 자성 입자의 혼합율을 높이지 않는 것이 필수적이었다. 따라서, 상기 제안한 섬유는 고농도로 자성 입자를 함유시킬 수 없으며, 자장 응답성이 부족한 것이었다.

또 하나의 의류 용도에 적합한 자기 섬유의 예로서는 보자율이 낮은 자성 입자를 첨가한 섬유가 제안되어 있다. 이 섬유는 의류 용도로 이용되기 때문에 미관상 자성 입자량을 30 중량％ 이하와 같이 가능한 한 감소시킬 필요가 있었다. 또한, 용도로서는 그 섬유를 이용하여 편물로 한 후, 터프팅(tufting) 및 절단하여 파일 편물을 얻은 후, 자계에서 처리하여 인공 모피를 만드는 기술이었기 때문에, 설계 정밀도가 높은 기계 부재용 섬유로서는 전혀 적용할 수 없는 것이었다. 또한, 결과적으로 자성 입자량이 저농도이기 때문에, 섬유 자체에는 도전성을 부여할 수 없는 것이었다.

또한, 별도로 자성 재료가 배합된 복합 섬유에 관한 기술이 제안되어 있다(하기 특허 문헌 2 참조). 그 복합 섬유는 자성 재료가 저농도로 배합된 제1 성분을 코어로 하고, 자성 재료가 고농도로 배합되며 또한 융점이 제1 성분보다도 낮은 섬유 형성성 중합체를 이용한 제2 성분을 시스로 배치된 구조의 것이며, 이러한 구성의 복합 섬유를 열 처리함으로써 자성을 띠는 것을 가능하게 한 것이다. 그러나, 이 복합 섬유는 자성 재료를 고농도로 배합한 제2 성분의 섬유 형성성 중합체의 융점이 낮기 때문에, 내열성 및 강성이 열악하고, 또한 상기 복합 섬유의 사용 중에 자성 재료가 벗겨지는 등 섬유 물성의 경시 변화도 발생하기 쉬우며, 결과적으로 장기 사용시의 내구성이 열악하고, 기계 부재용 섬유로서는 이용되지 않는 것이었다.

또한, 별도로 섬유 중에 자성체를 분산시킨 자성 섬유나, 이 섬유를 이용하여 이루어지는 전자 사진 장치용의 브러시 롤러가 제안되어 있다(하기 특허 문헌 3 및 4 참조). 이들 특허 문헌에 개시된 자성 섬유는 섬유 중에 함유시킨 자성체를 자화시키고, 전자 사진 장치에서 이용하는 토너의 부착을 제어하는 데 이용되는 것이다. 그러나, 이 제안에서는 토너 청소 과정 또는 토너 부착에 의한 현상 과정을 제어하기 위한 섬유 중의 자성체의 양에 대한 구체적인 기술 지침이 개시되어 있지 않기 때문에, 자성 섬유의 자화 특성 등이 불명료하다. 또한, 섬유 자체에 도전성을 부여하기 위해서는 별도로 도전성 미분말을 병용할 필요가 있다. 따라서, 그 제안 기술만으로는 자성 및 도전성을 양립시킨 브러시 롤러용 섬유의 제조, 및 청소성 또는 현상성이 우수한 브러시 롤러의 제조는 도저히 달성할 수 없는 것이었다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (소)57-167416호 공보(특허 청구 범위)

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 (소)59-173312호 공보(특허 청구 범위, 실시예)

[특허 문헌 3] 일본 특허 공개 (평)2-193176호 공보(특허 청구 범위, 실시예)

[특허 문헌 4] 일본 특허 공개 (평)2-193180호 공보(특허 청구 범위, 실시예)

본 발명의 과제는 상기 종래 기술의 문제점을 해소하고, 자장 응답성, 즉 자장의 인가와 동시에 섬유 자체도 강하게 자화되고, 또한 자장이 없어진 후 섬유 자체가 자화되지 않으며(자석이 되기 어려우며), 또한 미소 자장이더라도 자장에 대해 민감하게 반응한다는 점에서 매우 우수하고, 또한 그것을 장치에 혼입한 경우의 내열성, 장기 사용시의 내구성 및 습도 변화에 안정한 비저항치 등의 점에서 매우 우수한, 자장 응답성과 도전성을 갖는 섬유를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 과제는 그 섬유를 이용하여 이루어지는 직물이나, 편물이나 부직포 등의 포백과, 단섬유와, 의류 등의 섬유 제품, 나아가 이들 섬유 제품을 이용하여 이루어지는 브러시 롤러 등의 제품, 및 상기 제품을 혼입하여 이루어지는 여러가지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 우수한 자장 응답성 및 도전성을 갖는 섬유를 얻기 위해 예의 검토를 반복하여, 그 중에서 특정 형상과 물성을 갖는 재료를 섬유에 함유시킴으로써 종래 기술의 결점을 해소할 수 있으며, 또한 종래 기술에서는 달성할 수 없었던 추가적인 장점도 부여할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명의 섬유는 포화 자속 밀도가 0.5 테슬라 이상인 구상 자성 재료를 함유하는, 섬유 형성능을 갖는 중합체를 포함하는 자장 응답성 및 도전성이 우수한 섬유이다.

또한, 본 발명의 섬유는 다음과 같은 바람직한 형태를 갖는 것이다.

(a) 상기 구상 자성 재료의 평균 입경이 5 ㎛ 이하인 것.

(b) 상기 구상 자성 재료의 보자력이 1000 A/m 이하인 것.

(c) 20 내지 90 중량％의 상기 구상 자성 재료를 함유하는 자성층과, 상기 구상 자성 재료의 함유량이 20 중량％ 미만인 보호층을 포함하는 복합 섬유인 것.

(d) 상기 자성층이 코어 성분이고, 상기 보호층이 시스 성분이며, 또한 상기 자성층이 5 내지 95 부피％인 코어-시스형 복합 섬유인 것.

(e) 상기 구상 자성 재료가 순도 98 ％ 이상의 철, 니켈 및 코발트로 이루어지는 군으로부터 선택된 금속인 것.

(f) 98 ℃ 비등수 중에서 15 분간 유지했을 때의 수축률이 10 ％ 이하인 것.

(g) 잔류 신장도가 5 내지 30 ％인 것.

(h) 초기 인장 탄성률이 15 cN/dtex 이상인 것.

(i) 상기 섬유 형성능을 갖는 중합체가, 융점이 150 ℃ 이상인 폴리에스테르계 중합체, 폴리아미드계 중합체, 폴리올레핀계 중합체 및 폴리아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 중합체인 것.

(j) 비저항치가 10³ 내지 10⁹Ω·cm인 것.

(k) 파단 강도가 0.5 cN/dtex 이상인 것.

(l) 상기 섬유로 이루어지는, 비저항치가 10⁶ 내지 10⁹Ω·cm인 단섬유.

(m) 상기 섬유로 이루어지는, 섬유 길이가 0.05 내지 150 mm인 단섬유.

본 발명에 있어서는 상기 섬유 또는 단섬유를 이용하여 직물, 편물 및 부직포 등의 포백을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명의 포백에 있어서는 하기와 같은 바람직한 형태를 갖는다.

(a) 직물 조직이 파일 직물인 것.

(b) 편물 조직이, 이모편(裏毛編)을 포함하는 편물 및 기모 처리에 의해 파일상 섬유가 편물 표면에 있는 편물로 이루어지는 군으로부터 선택된 편물인 것.

또한, 본 발명에 있어서 상기 섬유 또는 단섬유를, 기반의 적어도 일부에 접착하여 식설(植設)함으로써 식모체(植毛體)로 할 수 있다. 또한, 상기 포백을 기반의 적어도 일부에 접착하여 포백 복합체로 할 수 있다. 또한, 상기 섬유 또는 단섬유를 이용하여 의류로 할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 포백의 적어도 일부를 막대상 물체에 접착하여 브러시 롤러로 할 수 있다. 또한, 상기 단섬유를 막대상 물체의 적어도 일부에 접착하여 식설함으로써 브러시 롤러로 할 수 있다. 또한, 막대상 물체로서 주로 금속을 포함하는 막대상 물체, 또는 주로 금속 및 금속의 적어도 일부를 덮는 중간층을 포함하는 막대상 물체를 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 브러시 롤러를 이용한 청소 장치, 대전 장치, 현상 장치 및 제전 장치로 할 수 있고, 또한 상기 청소 장치 및(또는) 대전 장치 및(또는) 현상 장치 및(또는) 제전 장치를 이용한 전자 사진 장치로 할 수 있다.

본 발명의 섬유는 자장 응답성, 즉 자장의 인가와 동시에 섬유도 강하게 자화되는 점, 또한 자장 인가 후 자장이 없어진 후에는 섬유 자체가 자화된 상태로 있지 않는 점(즉, 자석이 되기 어렵다는 점), 또한 미소 자장이더라도 자장에 대해 민감하게 반응하는 점 등에 있어서 매우 우수하다. 또한, 본 발명의 섬유를 장치에 혼입한 경우, 고온하에서 변형되기 어렵고, 즉 내열성이 우수하다는 것 이외에, 장기 사용했을 때에도 자장 응답성이나 도전성을 잃어버리기 어려운, 즉 장기 사용시의 내구성도 우수하다. 또한, 본 발명의 섬유는 습도가 변화했을 때에도 안정된 비저항치를 갖고, 즉 도전성을 유지 가능하다는 등, 매우 우수한 자장 응답성이나 도전성을 갖고 있기 때문에 여러가지 용도에 이용할 수 있다.

이는 본 발명에 있어서, 평균 입경이 5 ㎛ 이하인 구상 자성 재료를 사용함으로써 섬유 중에 고농도로 구상 자성 재료를 함유시켰을 때, 구상 자성 재료가 최밀 충전 구조를 취하기 때문에 고농도로 함유시키는 것이 가능한 것으로부터 유래된다. 게다가, 본 발명의 섬유는 사용되는 자성 재료가 구상이기 때문에, 섬유의 절단 가공시에 절단칼의 마모 또는 공정 중의 가이드 마모를 최저 한도로 억제할 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유는 구상 자성 재료와 섬유를 형성하는 중합체와의 친화성이 향상되기 때문에 공정 통과시의 실 끊어짐이 매우 감소되어, 섬유 가공시의 공정 통과성도 우수한 이점도 갖고 있다.

본 발명의 섬유는 단섬유로 할 수 있고, 게다가 본 발명의 섬유는 상기한 바와 같이 매우 우수한 자장 응답성이나 도전성이 우수한 섬유를 포함하기 때문에, 단섬유를 액체나 고체, 또는 중합체 등에 함유시켜 자장 응답성이나 도전성을 부여할 수 있는 첨가제의 역할로서 이용되는 것 이외에, 후술하는 전기 식모용의 섬유로서도 이용된다. 특히, 본 발명의 단섬유를 전기 식모용으로서 이용한 경우에는 첨가하는 구상 자성 재료의 함유량을 조절함으로써, 쉽게 원하는 비저항치로 제어할 수 있다. 즉, 용이한 전기 식모성을 제어할 수 있다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명의 섬유는 포화 자속 밀도가 0.5 테슬라 이상인 구상 자성 재료를 함유할 필요가 있다. 포화 자속 밀도란, 일정한 강도의 자장에 대한 반응성(민감성)을 나타낸다. 구상 자성 재료의 포화 자속 밀도가 0.5 테슬라 이상인 경우, 섬유가 자장에 대해 쉽게 반응(응답)하기 때문에, 강한 자장을 이용하지 않더라도 약한 자장에서 쉽게 섬유의 응답을 제어할 수 있다. 그러나, 포화 자속 밀도가 0.5 테슬라 미만인 경우에는 섬유의 자장에 대한 응답성이 약하여, 섬유를 자장 중에서 이용하는 경우에 강한 자장을 인가할 필요가 있다. 구상 자성 재료의 포화 자속 밀도는 1.0 테슬라 이상인 것이 바람직하고, 1.5 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 그 구상 자성 재료의 포화 자속 밀도의 상한은 높을수록 바람직하지만, 4.0 이하로 바람직하게 이용된다.

또한, 본 발명의 섬유에 함유되는 구상 자성 재료는 보자력이 1000 A/m 이하인 것이 바람직하다. 보자력이란, 자성 재료의 자화 곡선에서 자화의 강도를 0으로 하기 위해 인가하는 역방향의 자장의 크기(항자성)로 이해된다. 본 발명에 있어서 구상 자성 재료의 보자력이 1000 A/m 이하인 경우, 자석이 되기 어렵다. 즉, 자장이 인가되고 자장이 해방되어 없어진 후, 섬유 자체는 자화되지 않는다는 의미에서 자장 응답성이 우수하다. 보자력이 1000 A/m 보다도 큰 경우에는 자장이 해방되어 없어진 후에도 섬유는 자화된 상태를 유지하는 경우가 있기 때문에, 섬유끼리가 달라붙는 경우가 있다. 따라서, 본 발명의 섬유를 이용하는 용도에 따라서는, 예를 들면 후술하는 브러시 롤러인 경우에는 청소 장치용 부재 또는 현상 장치용 부재로서 사용할 수 없는 경우도 있다. 본 발명에 있어서, 그 보자력은 500 A/m 이하인 것이 보다 바람직하고, 100 A/m 이하인 것이 더욱 바람직하며, 20 A/m 이하인 것이 특히 바람직하다. 또한, 그 보자력은 낮은 값일수록 바람직하고, 0 A/m 이상인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 섬유에 함유되는 구상 자성 재료는 평균 입경이 5 ㎛ 이하의 구상인 것이 바람직하다. 본 발명의 섬유는 섬유 형성능을 갖는 중합체를 포함하는 합성 섬유이다. 섬유에 함유되는 자성 재료의 평균 입경이 5 ㎛ 이하의 구상인 경우, 구상이기 때문에 입자의 표면적이 작고 섬유를 형성하는 중합체와의 습윤성(친화성)도 양호하다. 또한, 최밀 충전 효과에 의해, 섬유 중에 구상 자성 재료가 고농도로 함유된다는 점에서 매우 우수한 것 이외에, 섬유 가공시의 가이드 마모도 적어진다고 하는 이점도 부여할 수 있다. 특히, 섬유 가공에 있어서, 본 발명의 섬유를 단섬유로서 이용하는 경우에는, 토우(tow) 형태인 섬유를 커터로 절단함으로써 단섬유를 제조한다. 이 경우, 배합되어 있는 자성 재료가 구상이기 때문에 커터의 칼에 미치는 영향이 작고, 칼의 마모가 매우 작아져 가공성이 우수하다.

여기서 구상 자성 재료의 평균 입경에 대해서는 하기 실시예의 C항에 기재된 방법으로 구한 것을 평균 입경으로 하였다. 또한, 입자의 형상이 구상인지 아닌지는 동일하게 하기 실시예의 C항에 기재된 방법으로 구상 자성 재료의 각 입자 자체의 최대 직경(R)과 최소 직경(r)을 계측하고, 그 비(R/r)로부터 원형도를 산출하여 R/r이 1.5 이하인 것을 구상으로 하였다. 그러나, 자성 재료가 구상이 아닌 경우에는 중합체와의 습윤성(친화성)이 불량하고 고농도로 섬유에 함유시키는 것이 어려워져, 섬유의 자장 응답성이 열악해진다.

구상 자성 재료의 평균 입경은 5 ㎛보다 클 수도 있지만, 지나치게 평균 입경이 큰 경우에는 중합체와의 혼화성이 악화되는 경우가 있고, 또한 섬유의 절단 가공시의 절단칼, 또는 공정 중의 가이드 마모가 발생하기 쉬워지는 경우가 있으며, 또한 상기 자성 입자 자체가 섬유의 결함 부분이 되는 경우가 있다. 예를 들면, 본 발명의 섬유를 만드는 연신 공정이나, 섬유를 이용한 가공 공정에서, 단사(斷絲)가 발생하기 쉬워지는 등의 결점이 발생하는 경우가 있다. 본 발명에 있어서, 구상 자성 재료의 평균 입경은 보다 고밀도로 구상 자성 재료를 섬유에 함유시킬 수 있다는 점에서 4 ㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 이하이다. 평균 입경의 하한에 대해서는 작을수록 바람직하지만, 안정적으로 섬유에 함유시킨다는 점에서 0.001 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.005 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.01 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 구상 자성 재료 입자의 표면에는 본 발명의 요지를 손상시키지 않는 범위에서 입경의 10 분의 1 이하인 깊이 및(또는) 10 분의 1 이하인 크기의 홈, 요철부 또는 구상 자성 재료 자체의 자성 또는 도전성을 손상시키지 않는 범위의 코팅부 등이 있을 수도 있다. 여기서 상기 코팅부의 두께는 구상 자성 재료의 직경의 10 분의 1 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유에 함유되는 구상 자성 재료는 섬유 자체가 도전성을 갖는 것이 가능하다는 점에서 도전성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 구상 자성 재료의 도전성의 성능은 섬유를 형성하는 중합체보다도 높은 도전성, 즉 그 지표로서 보다 작은 비저항치(환언하면 부피 저항율)를 갖는 것일 수 있다. 보다 우수한 도전 성능을 섬유에 부여할 수 있다는 점에서 상기 구상 자성 재료의 비저항치는 5000 Ω·cm 이하인 것이 바람직하고, 1 Ω·cm 이하인 것이 보다 바람직하며, 100 μΩ·cm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 비저항치의 하한에 대해서는 작을수록 바람직하며, 특별히 제한되는 것은 아니지만 1 nΩ·cm 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유에 함유되는 구상 자성 재료는 이미 상술한 바와 같이 포화 자속 밀도가 0.5 테슬라 이상인 구상 자성 재료이다. 본 발명에서 사용하는 구상 자성 재료로서는, 예를 들면 순철, 순니켈, 순코발트 및 순몰리브덴 등의 단일 금속종을 포함하는 재료 이외에, 규소강, 또는 철, 니켈, 코발트 및 몰리브덴 중으로부터 복수종 선택되어 이루어지는 퍼멀로이(permalloy), 슈퍼 퍼멀로이 및 퍼멘듈(permendur) 등을 포함하는 구상의 자성 재료를 들 수 있고, 이들을 적절하게 이용할 수 있다. 또한, 이들 구상 자성 재료 중에서도 보자력이 더 작으면서 포화 자속 밀도가 매우 크다고 하는 점에서 순도가 95 ％ 이상인 철, 코발트 및 니켈이 바람직하고, 순도가 98 ％ 이상의 소위 순철, 순니켈 및 순코발트가 보다 바람직하다. 특히, 카르보닐법에 의해 제조되는 순철 또는 순니켈은 통상 순도가 99 ％ 이상이고 구상을 갖기 때문에 특히 바람직하게 이용된다. 이들 순철, 순니켈 또는 순코발트는 순도가 높을수록 바람직하며, 순도 100 ％까지인 것이 바람직하게 이용된다. 이들 구상 자성 재료는 1종을 단독으로 사용하거나 또는 목적에 따라 발명의 요지를 손상시키지 않는 범위에서 복수종을 병용할 수도 있다.

본 발명의 섬유에 있어서, 중합체에 구상 자성 재료를 함유시키는 방법으로서는 섬유 형성능을 갖는 중합체 성분에 구상 자성 재료를 첨가하는 임의의 방법을 이용할 수 있다. 구체적으로 그 방법을 예시하면, (A) 불활성 기체의 분위기하에 중합체를 용융하고, 그 중에 구상 자성 재료를 첨가하여 압출기나 정적 믹서와 같은 혼련기에 의해 상압 또는 감압하에서 혼련하는 방법, 및 (B) 통상의 중합체의 중합 반응에 있어서, 중합 반응이 정지하기 이전의 임의의 단계에서 구상 자성 재료를 함유시켜 혼련하는 방법 등을 들 수 있다. 간단히 혼련을 달성할 수 있으면서 구상 자성 재료와 중합체 성분이 보다 미세하게 혼련되기 때문에, 상기 (A)의 방법이 바람직하게 이용된다. 특히, 압출기에 대해서는 1축 또는 2축 이상의 다축 압출기를 바람직하게 이용할 수 있다. 중합체와 구상 자성 재료를 혼련했을 때에 구상 자성 재료가 미세 혼련된다는 점에서 2축 이상의 다축 압출기를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 압출기의 축의 길이 (l) 및 축의 굵기 (w)의 비 l/w에 대해서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 혼련성 향상의 점에서 l/w는 10 이상인 것이 바람직하고, 20 이상인 것이 보다 바람직하며, 30 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 구상 자성 재료의 첨가는 압출기에 공급하기 이전의 단계에서 건식 블렌드하거나, 또는 압출기에 배치한 부 공급장치를 이용하여 용융 중합체와 압출기 중에서 혼합할 수도 있다. 또한, 특히 정적 믹서에 대해서는, 예를 들면 용융 중합체의 유로(流路)를 2개 또는 그 이상의 복수로 분할하여 다시 합일하는 작업(이 분할로부터 합일까지의 1회의 작업을 1단으로 함)을 포함하는 정치형의 혼련 소자이면 특별히 제한되는 것이 아니다. 보다 혼련성이 우수하다는 점에서 정적 믹서의 단수는 5단 이상인 것이 바람직하고, 10단 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 유로의 필요 길이에 따라서도 다르지만, 그 단수는 50단 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유는 기본적으로 구상 자성 재료를 함유시킨 섬유 형성능을 갖는 중합체를 포함한다. 섬유란, 가늘고 긴 형상의 것을 가리키고, 일반적으로 불리는 장섬유(필라멘트)이거나, 길이 0.05 내지 150 mm의 단섬유(스테이플)일 수도 있고, 또는 전기 식모 가공 등에 이용되는 통상 10 mm 이하의 길이의 단섬유일 수도 있으며, 이들 섬유 형상으로 할 수 있는 섬유 형성능을 갖는 중합체를 포함하는 것이면 본 발명의 섬유에 적용할 수 있다. 섬유 길이에 대해서는 목적으로 하는 사용 방법 또는 용도에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 전기 식모 가공에 이용하는 단섬유의 섬유 길이는 0.1 내지 10 mm인 것이 바람직하고, 0.2 내지 5 mm인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 단섬유는 전기 식모 가공에 의해 효율적으로 사용할 수 있다는 점에서, 비저항치가 10⁶ 내지 10⁹Ω·cm인 것이 바람직하다. 본 발명의 섬유는 구상 자성 재료를 고농도로 함유하고 있다는 점에서, 섬유 길이를 0.1 내지 10 mm로 절단한 단섬유는 절단 전의 섬유와 동일한 비저항치를 갖기 때문에, 비저항치가 통상 10⁶Ω·cm 미만인 경우가 있다. 그러나, 전기 식모용으로서 이용되는 섬유의 비저항치는 통상 10⁶ 내지 10⁹Ω·cm이고, 보다 바람직하게는 l0⁷ 내지 10⁸ Ω·cm이다. 따라서, 본 발명의 단섬유에 대해서는 바람직하다고 생각되는 비저항치의 값을 갖는 단섬유로 하기 위해, 단섬유를 도전 제조제 등으로 처리하는 것이 바람직하다. 도전 제조제로는, 예를 들면 실리카계 입자가 혼합된 수계 용매 또는 유기계 용매를 들 수 있다. 그 때의 실리카계 입자의 입경은 통상 1 nm 내지 200 ㎛이고, 3 nm 내지 100 ㎛의 크기의 입경이 보다 바람직하게 이용된다.

본 발명의 섬유에 이용되는 섬유 형성능을 갖는 중합체로서는, 예를 들면 폴리에스테르계 중합체, 폴리아미드계 중합체, 폴리이미드계 중합체, 폴리올레핀계 중합체나 기타 비닐기의 부가 중합에 의해 합성되는, 예를 들면 폴리아크릴로니트릴계 중합체 등의 비닐계 중합체, 불소계 중합체, 셀룰로오스계 중합체, 실리콘계 중합체, 방향족 또는 지방족 케톤계 중합체, 천연 고무나 합성 고무 등의 엘라스토머, 및 기타 각종 다양한 엔지니어링 플라스틱 등을 들 수 있다.

섬유 형성능을 갖는 중합체로서 보다 구체적으로는, 예를 들면 비닐기를 갖는 단량체가 라디칼 중합, 음이온 중합 또는 양이온 중합 등의 부가 중합 반응에 의해 중합체가 생성되는 기구에 의해 합성되는 폴리올레핀계 중합체를 들 수 있다. 그 밖의 비닐계 중합체로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리스티렌, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산메틸, 폴리아크릴로니트릴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 폴리염화비닐리덴 및 폴리시안화비닐리덴 등을 들 수 있다. 이들은, 예를 들면 폴리에틸렌만 또는 폴리프로필렌만과 같이 단독 중합에 의한 중합체이거나, 또는 복수의 단량체 공존하에서 중합 반응을 행함으로써 형성되는 공중합 중합체일 수도 있다. 예를 들면, 스티렌과 메틸메타크릴레이트의 공존하에서 중합을 행하면 폴리(스티렌-메타크릴레이트)라는 공중합체가 생성되며, 본 발명에서는 이러한 공중합체인 중합체가 사용될 수도 있다.

또한, 섬유 형성능을 갖는 중합체로서는, 예를 들면 카르복실산 또는 카르복실산클로라이드와, 아민의 반응에 의해 형성되는 폴리아미드계 중합체를 들 수 있다. 구체적으로는 나일론 6, 나일론 7, 나일론 9, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6,6, 나일론 4,6, 나일론 6,9, 나일론 6,12, 나일론 5,7 및 나일론 5,6 등을 들 수 있다. 또한, 본 발명의 요지를 손상시키지 않는 범위에서 다른 방향족, 지방족 및(또는) 지환족 디카르복실산과, 방향족, 지방족 및(또는) 지환족 디아민 성분을 포함하는 폴리아미드계 중합체일 수도 있다. 또한, 방향족, 지방족 및 지환족 등의 1개 이상의 화합물이 카르복실산과 아미노기를 모두 갖는 아미노카르복실산 화합물이 단독으로 이용된 중합체이거나, 또는 제3 또는 제4 공중합 성분이 공중합되어 있는 폴리아미드계 중합체일 수도 있다.

또한, 섬유 형성능을 갖는 중합체로서는, 예를 들면 카르복실산과 알코올의 에스테르화 반응에 의해 형성되는 폴리에스테르계 중합체를 들 수 있다. 폴리에스테르계 중합체로서는, 예를 들면 디카르복실산 화합물과 디올 화합물의 에스테르 결합으로부터 형성되는 중합체를 들 수 있다. 이들 폴리에스테르계 중합체로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트(폴리트리메틸렌테레프탈레이트라고도 함), 폴리부틸렌테레프탈레이트(폴리테트라메틸렌테레프탈레이트라고도 함), 폴리에틸렌나프탈레이트 및 폴리시클로헥산디메탄올테레프탈레이트, 및 방향족 히드록시카르복실산을 주성분으로 하는 용융 액정성을 갖는 액정 폴리에스테르 등을 들 수 있다.

또한, 디카르복실산 화합물과 디올 화합물의 에스테르 결합으로부터 형성되는 폴리에스테르계 중합체로는, 예를 들면 디카르복실산 화합물 등의 다른 성분이 공중합되어 있을 수도 있다. 그와 같은 디카르복실산 화합물로서는, 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 디페닐디카르복실산, 안트라센디카르복실산, 페난트렌디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐에탄디카르복실산, 아디프산, 세박산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 5-나트륨술포이소프탈산, 5-테트라부틸포스포늄이소프탈산, 아젤라산, 도데칸디온산, 헥사히드로테레프탈산과 같은 방향족, 지방족, 지환족 디카르복실산 및 이들의 알킬, 알콕시, 알릴, 아릴, 아미노, 이미노, 할로겐화물 등의 유도체, 부가체, 구조 이성체 및 광학 이성체를 들 수 있다. 본 발명에서는 이들 디카르복실산 화합물 중 1종을 사용하거나, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

또한, 폴리에스테르계 중합체의 공중합 성분으로서는 디올 화합물을 공중합시킬 수 있다. 그와 같은 디올 화합물로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 펜탄디올, 헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜, 히드로퀴논, 레조르신, 디히드록시비페닐, 나프탈렌디올, 안트라센디올, 페난트렌디올, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 4,4-디히드록시디페닐에테르, 비스페놀 S와 같은 방향족, 지방족, 지환족 디올 화합물 및 이들의 알킬, 알콕시, 알릴, 아릴, 아미노, 이미노, 할로겐화물 등의 유도체, 부가체, 구조 이성체 및 광학 이성체를 들 수 있다. 본 발명에서는 이들 디올 화합물 중 1종을 사용하거나, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

또한, 폴리에스테르계 중합체의 공중합 성분으로서는 1개의 화합물에 수산기와 카르복실산을 구비하는 화합물, 즉 히드록시카르복실산을 들 수 있다. 이러한 히드록시카르복실산으로서는, 예를 들면 락트산, 3-히드록시프로피오네이트, 3-히드록시부티레이트, 3-히드록시부티레이트바릴레이트, 히드록시벤조산, 히드록시나프토에이트, 히드록시안트라센카르복실산, 히드록시페난트렌카르복실산, (히드록시페닐)비닐카르복실산과 같은 방향족, 지방족, 지환족 디올 화합물 및 이들의 알킬, 알콕시, 알릴, 아릴, 아미노, 이미노, 할로겐화물 등의 유도체, 부가체, 구조 이성체 및 광학 이성체를 들 수 있다. 본 발명에서는 이들 히드록시카르복실산 중 1종을 사용하거나, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

또한, 폴리에스테르계 중합체로서는 방향족, 지방족 및 지환족 등의 1개의 화합물이, 카르복실산과 수산기를 모두 갖는 히드록시카르복실산 화합물을 주된 반복 단위로 하는 중합체일 수도 있다. 이들 히드록시카르복실산을 포함하는 중합체로서는, 예를 들면 폴리락트산, 폴리(3-히드록시프로피오네이트), 폴리(3-히드록시부티레이트), 폴리(3-히드록시부티레이트바릴레이트)와 같은 폴리(히드록시카르복실산) 등을 들 수 있다. 그 밖에도 이들 폴리(히드록시카르복실산)에는 방향족, 지방족 및 지환족 디카르복실산, 또는 방향족, 지방족 및 지환족 디올 성분이 사용되거나, 또는 복수종의 히드록시카르복실산이 공중합되어 있을 수도 있다.

그 밖에, 본 발명의 섬유로 이용되는 섬유 형성능을 갖는 중합체로서는 알코올과 탄산 유도체의 에스테르 교환 반응에 의해 형성되는 폴리카르보네이트계 중합체, 카르복실산 무수물과 디아민의 환화 중축합에 의해 형성되는 폴리이미드계 중합체, 디카르복실산에스테르와 디아민의 반응에 의해 형성되는 폴리벤조이미다졸계 중합체를 들 수 있다. 그 밖에도 폴리술폰계 중합체, 폴리에테르계 중합체, 폴리페닐렌술피드계 중합체, 폴리에테르에테르케톤계 중합체, 폴리에테르케톤케톤계 중합체, 지방족폴리케톤 등의 중합체 이외에, 셀룰로오스계 중합체나, 키틴, 키토산 및 이들의 유도체 등, 및 천연 고분자 화합물로부터 유래되는 중합체 등도 들 수 있다.

본 발명의 섬유는 그 용도로서 특히 기계 중에 혼입되어 고온 중에서 이용되는 경우도 있고, 고온에서의 형상 변화가 작은, 즉 내열성이 우수한 것이 바람직하다. 따라서, 융점이 150 ℃ 이상인 폴리에스테르계 중합체 및(또는) 폴리아미드계 중합체 및(또는) 폴리올레핀계 중합체 및(또는) 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 포함하는 중합체가 바람직하게 이용된다. 특히, 융점이 200 ℃ 이상인 폴리에스테르계 중합체 및(또는) 폴리아미드계 중합체가 바람직하게 이용된다. 여기서 융점이란 하기 실시예의 B항에 기재된 방법으로 측정되는 피크 온도를 가리킨다.

융점이 150 ℃ 이상인 폴리에스테르계 중합체 및(또는) 폴리아미드계 중합체 및(또는) 폴리올레핀계 중합체로는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트(폴리트리메틸렌테레프탈레이트라고도 함), 폴리부틸렌테레프탈레이트(폴리테트라메틸렌테레프탈레이트라고도 함), 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메탄올테레프탈레이트, 폴리락트산 등의 폴리에스테르 및(또는) 이들의 공중합 폴리에스테르, 나일론 6, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 6,6, 나일론 4,6, 나일론 6,9, 나일론 6,12, 나일론 5,7 및 나일론 5,6 등의 폴리아미드 및(또는) 이들의 공중합 폴리아미드, 폴리프로필렌 및 폴리메틸펜텐 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 폴리에틸렌테레프탈레이트 및(또는) 에틸렌테레프탈레이트를 주된 반복 단위로 하는 공중합 중합체와, 나일론 6 및(또는) 그의 공중합 중합체가 특히 바람직하게 이용된다. 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및(또는) 에틸렌테레프탈레이트를 주된 반복 단위로 하는 공중합 중합체는 흡습성이 낮고, 후술하는 전자 사진 장치 중에 혼입되어 사용되는 경우, 습도 변화 등의 환경 변화에 대해 거의 비저항치의 변화가 없기 때문에, 안정적으로 원하는 비저항치를 유지할 수 있다.

본 발명의 섬유에 있어서는, 상기한 것 중에서 선택되는 중합체 중 1종을 사용하거나, 또는 복수종의 중합체를 병용할 수도 있다.

본 발명의 섬유에서 사용되는 중합체는 통상 합성 섬유에 제공되는 점도를 갖는 중합체를 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리에스테르계 중합체 중 하나인 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우, 고유 점도(IV)는 0.4 내지 1.5인 것이 바람직하고, 0.5 내지 1.3인 것이 보다 바람직하다. 또한, 폴리프로필렌테레프탈레이트의 경우, IV는 0.7 내지 2.0인 것이 바람직하고, 0.8 내지 1.8인 것이 보다 바람직하다. 폴리부틸렌테레프탈레이트의 경우, IV는 0.6 내지 1.5인 것이 바람직하고, 0.7 내지 1.4인 것이 보다 바람직하다. 또한, 폴리아미드계 중합체 중 하나인 나일론 6의 경우, 극한 점도[η]는 1.9 내지 3.0인 것이 바람직하고, 2.1 내지 2.8인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명의 섬유에서 이용되는 중합체의 용융 점도는 특별히 제한되는 것은 아니며, 이용하는 중합체의 용융 방사 온도하에서 전단 속도가 10 sec^-1인 전단 점도가 10 내지 100,000 포이즈인 중합체가 통상 이용되고, 바람직하게는 100 내지 50,000 포이즈의 중합체가 이용된다.

본 발명의 섬유는 구상 자성 재료를 균일하게 함유시킨 단일 성분을 포함하는 섬유일 수도 있다. 또한, 본 발명의 섬유는 자장에 대한 응답성 및 도전성이 우수하다는 것과, 섬유의 가공에 관한 공정 통과성 또는 취급성이 우수하다는 것의 양자를 양립시키기 위해 각각의 효과를 분담하여 담당하게 한 섬유일 수도 있다. 따라서, 본 발명의 섬유는 20 내지 90 중량％의 구상 자성 재료를 함유하는 자성층과, 구상 자성 재료의 함유량이 20 중량％ 미만인 보호층을 포함하는 복합 섬유인 것이 바람직하다.

복합 섬유 중의 자성층은 고농도로 구상 자성 재료를 함유하기 때문에 주로 섬유 자체가 갖는 자장에 대한 응답성 또는 도전성을 담당하는 성분이다. 한편, 보호층은 구상 자성 재료를 함유하지 않거나 또는 소량 함유하고, 본 발명의 섬유를 이용하여 가공할 때의 공정 통과성을 양호하게 하거나, 또는 섬유를 취급하는 경우에 문제점이 없을 정도의 섬유 물성을 담당하는 성분이다. 얻어지는 섬유의 자장 응답성이 매우 우수하거나 또는 높은 도전성을 갖는다는 점에서, 본 발명의 섬유의 자성층은 30 내지 85 중량％의 구상 자성 재료를 함유하는 것이 바람직하고, 40 내지 80 중량％의 구상 자성 재료를 함유하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 보호층에 있어서는 상기 공정 통과성 및 본 발명의 섬유 자체의 파단 강도 또는 파단 신장도 등의 물성이 보다 우수한다는 점에서, 구상 자성 재료의 함유량이 10 중량％ 이하인 것이 바람직하고, 구상 자성 재료를 함유하지 않는 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명의 섬유에서 바람직하다고 하는 복합 섬유의 복합 형태를 예시하면, (a) 자성층과 보호층을 접합시키는 바이메탈형 복합 섬유, (b) 자성층이 일부 섬유 표층에 노출되어 있어 코어를 형성하여 보호층이 자성층의 상기 노출 부분을 제외하고 자성층을 덮고 있거나, 또는 보호층이 일부 섬유 표층에 노출되어 있어 코어를 형성하고, 자성층이 보호층의 상기 노출 부분을 제외하고 보호층을 덮고 있는 반코어-시스형 복합 섬유, (c) 자성층이 코어로 보호층이 시스로서 자성층을 완전히 덮고 있거나, 또는 보호층이 코어로 자성층이 시스로서 보호층을 완전히 덮고 있는 코어-시스형 복합 섬유, (d) 자성층이 섬을 이루고 보호층이 바다로서 복수의 섬을 완전히 덮고 있거나, 또는 보호층이 섬을 이루고 자성층이 바다로서 복수의 섬을 완전히 덮고 있는 바다-섬형 복합 섬유, 및 (e) 자성층을 형성하는 성분과 보호층을 형성하는 성분을 혼련하여 이루어지는 블렌드 복합 섬유 등을 들 수 있다.

얻어진 섬유의 공정 통과성 및 가공성이 보다 우수하다는 점에서는, 자성층이 코어로 보호층이 시스로서 자성층을 완전히 덮고 있는 코어-시스형 복합 섬유나, 또는 자성층이 섬을 이루고 보호층이 바다로서 복수의 섬을 완전히 덮고 있는 바다-섬형 복합 섬유가 바람직하다. 보다 제조가 간편하다는 점에서는 자성층이 코어이고 보호층이 시스로서 자성층을 완전히 덮고 있는 코어-시스형 복합 섬유가 특히 바람직하다.

또한, 코어-시스형 복합 섬유의 구조는 시스가 코어를 완전히 포함하고 있는 구조이면 특별히 제한되는 것이 아니며, 동심원상 코어-시스형이거나 편심형 코어-시스형일 수도 있지만, 동심원상 코어-시스형인 것이 바람직하다. 또한, 코어-시스형 복합 섬유에 있어서의 복합 비율은 자장 응답성 및 도전성이 보다 우수하다는 점에서, 자성층이 5 내지 95 부피％인 것이 바람직하고, 30 내지 90 부피％인 것이 보다 바람직하며, 50 내지 85 부피％인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 섬유에 있어서, 함유하는 구상 자성 재료의 비중이 큰 경우 얻어지는 섬유의 비중도 커지기 쉽다. 따라서, 본 발명의 섬유를, 예를 들면 전기 식모용 섬유로서 이용하는 경우 사용 방법 또는 용도에 따라서는 적절한 섬유 비중을 이룰 필요가 있는 경우가 있다. 따라서, 적절한 섬유 비중을 이루기 위해 섬유의 내부에 섬유축 방향으로 연통(連通)한 중공부를 설치하거나, 또는 연통하지 않은 공극을 설치할 수도 있다. 중공부 또는 공극을 설치하는 방법으로는, 예를 들면 (a) 섬유의 방사시에 슬릿이 들어간 원과 같은 중공을 형성할 수 있는 특수한 토출 구멍 형상의 구금을 이용하여 섬유에 중공부를 설치하거나, (b) 물, 열수나 유기 용제에 이용성인 성분을 함께 방사하여 상기 이용성의 성분을 용출시켜 중공부 또는 공극을 생성시키거나, 또는 (c) 섬유를 고배율로 연신함으로써 섬유를 형성하는 중합체와 구상 자성 재료를 박리시켜 공극을 생성시키는 방법 등을 들 수 있다. 특히, 이용성의 성분은 물, 열수, 그 밖의 유기 및(또는) 무기 화합물을 용해한 수용액, 또는 유기 용제, 또는 이들 중에서 선택되는 복수종을 포함하는 혼합 액체 등을 이용하여 용출 제거할 수 있다. 본 발명에서는 물, 열수, 그 밖의 유기 및(또는) 무기 화합물을 용해한 수용액으로 용출하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기한 용출 성분으로서는, 예를 들면 알칼리 이용성 폴리에스테르, 열수 가용성 폴리에스테르, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌옥시드, 수용성 열가소성 폴리비닐알코올, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 및 다당계 화합물 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는, 용융 방사에서의 취급이 간편하다는 점에서 알칼리 이용성 폴리에스테르나 열수에 쉽게 용해되는 열수 가용성 폴리에스테르가 바람직하게 이용된다.

본 발명의 섬유는 사용시의 환경에 따라서는 50 ℃ 이상의 고온에 노출되는 경우도 있기 때문에 내열성이 우수한 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 섬유는 98 ℃의 비등수 중에서 15 분간 유지했을 때의 수축률이 10 ％ 이하인 것이 바람직하고, 5 ％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 수축률은 낮을수록 바람직하며, 0 ％까지의 것이 이용된다. 여기서 수축률은 하기 실시예 E항에 기재된 방법으로 측정한 것을 이용한다.

본 발명의 섬유는 사용시의 변형이 작다는 점에서, 잔류 신장도가 5 내지 30 ％ 이상인 것이 바람직하고, 5 내지 15 ％인 것이 보다 바람직하다. 여기서 잔류 신장도는 하기 실시예 D항에 기재된 방법으로 측정한 것을 이용한다.

본 발명의 섬유는 자장 중에서 사용할 때 순간적인 큰 응력에 저항할 수 있다는 점에서, 초기 인장 탄성률이 15 cN/dtex 이상인 것이 바람직하고, 20 cN/dtex 이상인 것이 특히 바람직하다. 초기 인장 탄성률은 높을수록 바람직하지만, 1000 cN/dtex 이하인 것이 바람직하게 이용된다. 여기서 상기 초기 인장 탄성률은 하기 실시예 D항에 기재된 방법으로 측정한 것을 이용한다.

본 발명의 섬유는 여러가지 용도로 형상 또는 특성을 안정적으로 만족시키기 위해, 파단 강도가 0.3 cN/dtex 이상인 것이 바람직하고, 0.5 cN/dtex 이상인 것이 보다 바람직하며, 1.0 cN/dtex 이상인 것이 더욱 바람직하다. 파단 강도는 높을수록 바람직하지만, 25 cN/dtex 이하인 것이 바람직하게 이용된다. 여기서 상기 파단 강도는 하기 실시예 D항에 기재된 방법으로 측정한 것을 이용한다.

본 발명의 섬유에 있어서는 함유시킨 구상 자성 재료의 함유량에 의해 섬유 자체의 비저항치를 제어할 수 있다. 따라서, 용도 또는 목적에 따라 상기 비저항치를 적절하게 설정할 수 있다. 또한, 상술한 잔류 신장도 또는 파단 강도 등 안정된 섬유 물성을 확보할 수 있거나, 또는 후술하는 용도, 예를 들면 전자 사진 장치에 혼입할 때에 안정된 도전 특성을 유지할 수 있다는 점에서, 본 발명의 섬유의 비저항치는 10² 내지 10⁹Ω·cm인 것이 바람직하고, 10³ 내지 10⁹Ω·cm인 것이 보다 바람직하다. 여기서 상기 비저항치는 하기 실시예 G항에 기재된 방법으로 측정한 것을 이용한다.

이어서, 본 발명의 섬유의 바람직한 제조 방법을 예시 설명한다.

본 발명의 섬유는 용융 방사, 건식 방사, 습식 방사 및 건습식 방사 등의 용액 방사 등, 여러가지의 합성 섬유의 방사 방법을 이용하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 상술한 폴리아크릴로니트릴계 중합체를 이용하는 경우에는 용액 방사를 이용할 수 있고, 또한 별도로, 섬유 중에 고농도로 구상 자성 재료를 함유시키는 것이 용이하면서 가능하고, 또한 섬유 형상을 정밀하게 제어 가능하기 때문에, 용융 방사에 의해서도 바람직하게 제조할 수 있다. 본 발명의 섬유는, 구상 자성 재료를 함유하는 중합체 성분을 단독으로 용융 방사함으로써 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유는, 상술한 복합 섬유로서 얻을 수 있다. 구체적으로는, 고농도로 구상 자성 재료를 함유하는 자성층의 성분과, 구상 자성 재료를 함유하지 않거나 또는 소량 함유하는 보호층의 성분을, 각각 따로따로 용융하여, 구금 구멍으로부터 토출되기 이전의 단계에서, 자성층이 코어/보호층이 시스를 형성하는 코어-시스 복합형의 용융 방사 또는 자성층이 섬/보호층이 바다를 형성하는 바다-섬 복합형이 되도록 용융 방사를 행하여, 구금으로부터 섬유를 토출시킨다.

토출된 섬유는, 유리 전이 온도(Tg) 이하의 온도에서 냉각되고, 필요에 따라 처리제를 부착시킨 후, 100 내지 10000 m/분의 인취(引取) 속도, 바람직하게는 4000 m/분 이하, 보다 바람직하게는 3000 m/분 이하, 더욱 바람직하게는 2500 m/분 이하, 특히 바람직하게는 2000 m/분 이하의 인취 속도로 인취한다. 또한, 생산성을 고려하면, 50 m/분 이상의 인취 속도로 인취한다. 여기서 구금 구멍으로부터 토출되는 섬유 한 다발의 갯수(사조의 섬유 갯수)는, 목적으로 하는 사용 방법 또는 용도에 따라서 적절하게 선택하면 된다. 섬유는, 1 개의 모노필라멘트의 상태여도, 3000 개 이하의 복수 사조를 포함하는 멀티 필라멘트라도 좋다. 섬유 한 다발의 갯수는, 여러 물성이 안정한 섬유가 얻어진다고 하는 점에서, 4 내지 500 개가 바람직하고, 6 내지 150 개가 특히 바람직하다. 또한, 부착시키는 처리제는 섬유의 용도에 따라서 적절하게 이용할 수 있다. 처리제로는, 함수계 또는 비함수계의 처리제를 이용할 수 있지만, 구상 자성 재료가 열화하는 것을 방지하기 위해서는, 비함수계의 처리제인 것이 바람직하다.

섬유 다발을 인취한 후, 권취하는 일없이 또는 일단 권취한 후, 섬유를 구성하는 중합체의 유리 전이 온도(Tg) + 100 ℃ 이하의 온도로, 보다 바람직하게는 유리 전이 온도 Tg - 20 ℃ 내지 Tg + 80 ℃의 온도 범위로 가열하여, 연신사의 잔류 신장도가 5 내지 30 ％가 되는 배율로, 바람직하게는 연신사의 잔류 신장도가 5 내지 15 ％가 되는 배율로 연신한다. 여기서 방사한 섬유에 있어서는, 자성층을 구성하는 중합체의 유리 전이 온도(Tga) + 100 ℃ 이하의 온도로 가열하여, 보다 바람직하게는 자성층을 구성하는 중합체의 유리 전이 온도 Tga - 20 ℃ 내지 Tga + 80 ℃의 온도 범위로 가열하여 연신을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 일단 연신한 후(즉, 1단째의 연신을 끝낸 후), 추가로 1배 이상 2배 이하의 배율로 2단째의 연신을 실시할 수도 있다.

연신한 후, 섬유를 Tg + 10 ℃ 이상 융점(Tm) 이하의 온도로 열 처리하는 것이 바람직하고, Tg + 50 ℃ 이상 Tm - 10 ℃ 이하의 온도로 열 처리하는 것이 특히 바람직하다. 연신 후에 고온으로 열처리함으로써, 보다 내열성이 우수한 섬유를 이룰 수 있다. 여기서 얻어진 섬유에 관해서, 자성층을 구성하는 중합체의 유리 전이 온도 Tga + 10 ℃ 이상 보호층을 구성하는 중합체의 융점(Tmb) 이하의 온도로 열 처리하는 것이 바람직하고, 자성층을 구성하는 중합체의 융점(Tma) 이상 Tmb 이하의 온도로 열 처리하는 것이 특히 바람직하다.

상기 연신 방법 또는 연신 후의 열 처리 방법으로서는, 예를 들면 가열된 핀상 물질, 롤러상 물질 및 플레이트상 물질 등의 접촉식 히터를 이용할 수 있다. 또한, 가열한 액체를 이용한 접촉식 배스, 또는 가열 기체, 가열 증기 및 전자파 등을 이용한 비접촉식 가열 매체 등도 이용할 수 있다. 장치가 간편하고 가열 효율이 높다는 점에서, 접촉식 히터와 접촉식 배스가 바람직하고, 가열된 롤러상 물질이 특히 바람직하다.

본 발명의 섬유는 직물, 편물 및 부직포 등의 포백에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유는 여러가지 의류 용도에 이용하는 경우에는 가연 가공이 실시된 섬유이어도 된다. 가연 가공 공정에서, 섬유는 연신사 또는 미연신사를 가열하는 일 없이, 또는 가열된 핀상 물질, 롤러상 물질, 플레이트상 물질 또는 비접촉형의 히터 등에 의해 가열한 후, 디스크상 물질 또는 벨트상 물질에 의해서 가연 가공된다. 연신 가연 가공된 섬유는, 그 자체로 또는 추가로 열 세팅된 후에 권취되는 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유의 단섬유 직경은 특별히 제한되는 것이 아니지만, 구상 자성 재료를 고농도로 함유시킴과 동시에 여러가지 용도에 이용이 가능하다는 점에서, 단섬유 직경은 1000 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 내지 100 ㎛인 것이 보다 바람직하며, 0.5 내지 50 ㎛인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 본 발명의 섬유를 후술하는 브러시 롤러의 대전 장치에 혼입하는 경우에는, 대전 성능이 우수하다는 점에서, 0.5 내지 10 ㎛인 것이 바람직하다.

또한, 섬유의 단면 형상에 관해서도 특별히 제한되는 것이 아니지만, 균일한 섬유 물성을 갖기 위해서는, 환형인 것이 바람직하다. 또한, 섬유를 브러시 롤러에 단섬유 또는 직물 또는 편물 또는 부직포의 형상으로 혼입하고, 사용하는 용도 또는 목적으로 따라서, 예를 들면 섬유가 휘는 방향으로 이방성을 갖게 하거나, 또는 전자 사진 장치에 있어서는 토너와의 양호한 접촉성을 얻는 경우에는, 단면 형상은 편평(偏平)형, 다각형, 다엽(多葉)형, 중공형 또는 부정형형 등인 것이 바람직하다.

본 발명의 섬유는, 발명의 요지를 손상시키지 않는 범위에서 무광택제, 난연제, 윤활제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 결정핵제, 형광증백제 및 말단기 밀봉제 등의 첨가제를 소량 유지할 수 있다. 또한 이들 첨가제는 본 발명의 섬유를 복합 섬유로 하는 경우에, 자성층 및(또는) 보호층 중 어딘가에 보유될 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유는 본 발명의 요지 및 다른 필요로 하는 섬유 물성을 손상시키지 않는 범위에서, 다른 자성 재료 또는 도전성 재료를 함유할 수 있다. 여기서 다른 도전성 재료로는 비저항치가 10000 Ω·cm 이하 1 nΩ·cm 이상인 도전성 카본 블랙이나 금속 등을 들 수 있다.

본 발명의 섬유는 이용되는 용도 또는 형상에 따라, 이것이 적어도 일부 또는 전부에 이용되는 직물을 이룰 수 있다. 직물로는, 예를 들면 1중 직물로는 브로드(broad), 보일(voile), 론(lawn), 긴감(gingham), 트로피칼(tropical), 타페타(taffeta), 샨퉁(shantung), 데신(dessin) 등의 평직, 데님(denim), 서지(surge), 가바딘(gabardine) 등의 능직, 사틴(satin), 도스킨(doeskin) 등의 주자직, 바스켓(basket), 파나마(panama), 매트(mat), 홉색(hopsack), 옥스포드(oxford) 등의 매트직(mat weave), 그로스그레인(grosgrain), 옷토맨(ottoman), 헤어코드(haircord) 등의 립직(rib weave), 프랑스능(French twill), 헤링본(herringbone), 브로큰 트윌(broken twill) 등의 급능직(steep twill), 완능직(reclined twill), 산형능직(pointed twill), 파능직(broken twill), 비능직(skipping twill), 곡능직(curved twill), 식능직(ornament twill)이나, 불규칙 사틴(irregular satin), 중첩 사틴(overlapping satin), 드론 사틴(drawn satin), 주야 사틴(checkerboard satin)이나, 봉소직(honeycomb weave), 허커백직(huckaback weave), 크레이프직(crape weave) 및 나이아가라(Niagara) 등을 들 수 있다. 또한, 2장의 직물을 합쳐서 1장의 직물을 이룬 2중 직물로서는, 피케(pique), 마틀라세(matelasse)직 등의 경이중직, 베드포드 코드(Bedford cord) 등의 위이중직, 통풍직(reversible figured weave) 및 자루직(hollow weave) 등의 경위이중직 등을 들 수 있다. 또한, 파일 직물로는 벨베틴(velveteen)이나 콜텐(corduroy) 등의 위파일직이나, 타올(towel), 비로드(fine matte), 벨벳(velvet) 등의 경파일직 등을 들 수 있다. 그 외에 사직이나 여직 등의 꼬임 직물(gauze and leno weave)이나, 도비직(dobby cloth)이나 자카드직(Jacquard cloth) 등의 무늬 직물 등도 들 수 있고, 특히 브러시 롤러용 직물용으로서는 파일 직물이 바람직하다. 직물을 제조하기 위해서 이용되는 본 발명의 섬유는 생사, 꼰실 및 가공실 등일 수도 있고, 또한 섬유의 형태는 장섬유(필라멘트)일 수도, 단섬유(스테이플)일 수도 있다.

또한 본 발명의 섬유는 이용될 수 있는 용도에 또는 형상에 따라, 이것을 적어도 일부 또는 전부에 이용한 편물을 이룰 수 있다. 편물로서는 천축이나 싱글 등의 평편, 고무편이나 프라이즈 등의 리브편, 링크스 등의 진주편 외에, 도스킨, 체크 무늬, 아코디온편, 스몰패턴, 레이스편, 이모편, 편반편, 양반편, 리플, 밀란립, 더블피케 등의 위편물을 들 수 있다. 또한, 편물로서 트리콧, 라셀 및 밀라니즈 등의 경편물 등을 들 수 있다. 특히, 브러시 롤러용 편물에 이용되는 편물로는, 이모편 또는 파일상 섬유를 편물 표면에 돌출시키기 위한 기모 처리를 실시한 편물이 바람직하다. 편물을 제조하기 위해서 이용되는 본 발명의 섬유는 생사, 꼰실 및 가공실 등일 수도 있고, 또한 섬유의 형태는 장섬유(필라멘트)일 수도, 단섬유(스테이플)일 수도 있다.

본 발명의 섬유는, 이용될 수 있는 용도 또는 형상에 따라, 그 적어도 일부에 또는 전부에 이용된 부직포를 이룰 수 있다. 부직포로는 케미컬본드법, 서멀본드법, 니들펀치법, 워터제트펀치(스판 레이스)법, 스티치본드법 및 펠트법 등의 접합 또는 접착 방법에 의해 형성된 것을 들 수 있다. 부직포를 제조하기 위해 이용되는 본 발명의 섬유는 생사, 꼰실 및 가공실 등일 수도 있고, 또한 섬유의 형태는 장섬유(필라멘트)일 수도 있고, 단섬유(스테이플)일 수도 있다.

본 발명에 있어서, 직물 또는 편물은 통상법에 의해서 정련, 염색 및 열 세팅 등의 가공이 실시되어 있어도 좋다. 또한, 부직포는 평판 프레스, 엠보싱 프레스, 컴팩트 가공, 유연 가공 및 열 세팅 등의 물리적 처리 가공이 실시되어 있을 수 있다. 부직포는 본딩 가공, 라미네이트 가공, 코팅 가공, 방오 가공, 발수 가공, 대전 방지 가공, 방염 가공, 방충 가공, 위생 가공 및 거품수지 가공 등의 화학적 처리 가공이나, 그 밖에 마이크로 응용파나, 초음파 응용, 원적외선 응용, 자외선 응용 및 저온 플라즈마 응용 등의 응용 처리가 실시되어 있을 수 있다.

또한 본 발명에 있어서, 직물, 편물 또는 부직포는 본 발명의 섬유와, 본 발명의 섬유와는 상이한 다른 합성 섬유, 반합성 섬유 및 천연 섬유 등을 혼용한 것일 수 있다. 예를 들면 본 발명의 섬유에 셀룰로오스계 섬유, 울, 비단, 스트레치 섬유 및 아세테이트 섬유로부터 선택된 1종 이상의 섬유를 병용한 것일 수도 있다. 셀룰로오스계 섬유로는 솜, 삼 등의 천연 섬유, 본 발명의 구상 자성 재료가 함유되어 있지 않은 구리 암모니아 레이온, 레이온 및 폴리노직 등을 들 수 있다. 이들 셀룰로오스 섬유와 혼용하는 본 발명의 섬유의 함유율은 셀룰로오스 섬유의 감촉, 흡습성, 흡수성, 제전성 등을 손상하지 않으면서 본 발명의 섬유에 요구되는 도전성 또는 용도에 따라서는 자장 응답성을 살리기 위해서, 0.1 내지 50 ％의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 혼용에 이용되는 울이나 비단은 기존의 것을 그대로 사용할 수 있다. 이들 울이나 비단과 혼용하는 본 발명의 섬유의 함유율은 울의 감촉, 따뜻함, 부피, 비단의 감촉, 직물 소리(rustling sound)를 살리기 위해서, 또한 본 발명의 섬유의 도전성 또는 용도에 따라 자장 응답성을 살리기 위해서, 0.1 내지 50 ％의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 혼용되는 스트레치 섬유로서는, 건식 방사 또는 용융 방사된 폴리우레탄 섬유, 폴리부틸렌테레프탈레이트 섬유나 폴리테트라메틸렌글리콜 공중합 폴리부틸렌테레프탈레이트 섬유로 대표되는 폴리에스테르계 탄성사 등을 들 수 있다. 스트레치 섬유를 이용하는 혼합 포백에 있어서, 본 발명의 섬유의 함유율은 0.1 내지 50 ％ 정도가 바람직하다. 또한, 혼용에 이용되는 아세테이트 섬유는 디아세테이트 섬유이어도 트리아세테이트 섬유이어도 좋다. 이들 아세테이트 섬유와 혼용하는 본 발명의 섬유의 함유율은 아세테이트 섬유의 감촉, 선명성, 광택을 살리면서 동시에 본 발명의 섬유의 도전성 또는 용도에 따라서는 자장 응답성을 살리기 위해 0.1 내지 50 ％의 범위인 것이 바람직하다.

이들 각종 직물, 편물 및 부직포에 있어서, 사용되는 본 발명의 섬유의 혼용 방법으로는, 예를 들면 본 발명의 섬유를 경사 또는 위사에 이용하는 교직 직물이나 가역 직물 등의 직물, 또는 트리콧이나 라셀 등의 편물 등을 들 수 있다. 본 발명의 섬유는 다른 섬유와 휘감거나, 합사하거나 또는 교락시킨 것일 수 있다.

본 발명의 섬유를 적어도 일부에 또는 전부에 이용한 직물, 편물 또는 부직포 등의 포백은, 상술한 혼용한 포백도 포함하여, 염색되어 있을 수 있다. 예를 들면 제편, 제직 후 또는 부직포의 경우는 웹을 형성하여 상술한 접합 또는 접착 방법에 의해 형성된 후, 통상법에 의해 정련, 예비 세팅, 염색 및 최종 세팅의 과정을 취할 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유가 폴리에스테르계 중합체로 형성되어 있는 경우, 필요에 따라서 정련 후 염색 전에 통상법에 의해 알칼리 감량 처리되어 있을 수 있다. 정련은 40 내지 98 ℃의 온도 범위에서 행하는 것이 바람직하다. 특히 본 발명의 섬유를 스트레치 섬유와 혼용한 포백의 경우에는, 포백을 릴랙스시키면서 정련하는 것이 바람직하고, 탄성을 향상시킬 수 있다. 염색 전후의 열 세팅은 한쪽 또는 양쪽 모두를 생략하는 것도 가능하지만, 포백의 형태 안정성과 염색성을 향상시키기 위해서는 양쪽 모두를 행하는 것이 바람직하다. 열 세팅의 온도는 120 내지 190 ℃의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 140 내지 180 ℃의 범위이다. 또한, 열 세팅 시간은 10 초 내지 5 분의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 초 내지 3 분의 범위이다.

본 발명의 섬유는 자장 응답성 또는 도전성이 우수하기 때문에, 섬유 그 자체로서도 매우 유용하고, 섬유를 그대로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 섬유는, 섬유의 일 형태로서 상술한 바와 같이 0.05 내지 150 mm의 길이의 단섬유로서 바람직하게 이용된다. 단섬유는 필라멘트를 1개의 사조 단독으로 또는 복수의 사조를 묶은 토우를 이루고, 그것을 절단하여 이루어지는 것이다. 특히 0.1 내지 10 mm의 길이의 단섬유는, 예를 들면 전기 식모 가공이나 분무 가공 등의 다양한 방법에 의해서, 기반에 접착하여 식설되어 이루어지는 식모체를 이룰 수 있다. 전기 식모 가공에 의해 식설된 단섬유는 그 50 ％ 이상이 기반에 대해 10도 내지 수직(즉, 90도)의 대략 직립 상태로 접착된다. 여기서, 발명의 주지를 손상시키지 않는 범위에서, 상기 식모체를 이루는 경우에 사용되는 단섬유로는 본 발명의 섬유를 포함하는 단섬유 이외에, 본 발명의 섬유가 아닌 다른 섬유를 포함하는 단섬유를 혼용하여 식설할 수 있다. 또한, 식모체에 있어서, 기반에 단섬유를 접착하여 식설할 때에, 예를 들면 아크릴계, 우레탄계 또는 에스테르계의 접착제를 이용하는 것이 바람직하다. 접착제 층의 두께는, 1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하고, 단층 또는 필요에 따라서 복수종의 접착제를 혼합하거나 또는 복수층으로 나눠 이용할 수 있다.

또한, 단섬유가 식설되는 기반은, 식모체를 혼입한 장치나, 이용되는 접착제나, 자장의 강도에 따라서 적절하게 이용할 수 있다. 기반으로는 합성 수지, 천연 수지, 합성 섬유, 천연 섬유, 목재, 광물 또는 금속을 포함하는 필름, 시트, 종이, 판 및 포백 등을 들 수 있다. 또는, 각종 용도의 부재 그 자체인 금속 가공체, 합성 또는 천연 수지 가공체 또는 성형체도 기반으로서 이용된다. 특히 상기 접착제와의 친화성을 높이기 위해서, 친수화 처리하여 이루어지는 합성 또는 천연 수지 또는 금속을 포함하는 시트가 바람직하게 이용된다. 기반이 상기 필름, 시트, 종이, 판 및 포백 등 표리를 형성하고 있는 경우에는, 용도 또는 목적에 따라서 그의 표면 및 이면의 양면에 식설할 수 있다.

식모체는, 예를 들면 도전성을 갖기 때문에, 정전성의 브러시로서 바람직하게 이용할 수 있다.

본 발명의 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 직물, 편물 또는 부직포는 이들을 기반에 접착하여 포백 복합체를 이룰 수 있다. 이 경우, 직물이면 파일 직물 또는 처리에 의해 직물 표면에 기모나 사단(絲端)이 있는 직물이 바람직하다. 또한, 편물이면 파일상의 섬유 기모가 있는 편물 또는 기모 처리하여 파일 또는 사단이 편물 표면에 있는 편물이 바람직하다. 이러한 직편물을 이용한 포백 복합체는 브러시 용도에 특히 바람직하게 이용된다.

직물, 편물 또는 부직포를 기반에 접착하는 경우에는, 예를 들면 아크릴계, 우레탄계 및 에스테르계의 접착제를 이용할 수 있다. 접착제 층의 두께는 1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하다. 접착제는 단층일 수 있거나, 또는 필요에 따라서 복수종의 접착제를 혼합하거나 또는 복수층으로 나눠 이용할 수 있다. 또한, 접착되는 기반은 상기 포백 복합체가 혼입되는 장치나, 이용되는 접착제나 자장의 강도에 따라 적절하게 이용될 수 있다. 기반으로서는 합성 수지, 천연 수지, 합성 섬유, 천연 섬유, 목재, 광물 또는 금속을 포함하는 필름, 시트, 종이, 판 및 포백 등이 바람직하게 이용된다. 또는 각종 용도의 부재 그 자체인 금속 가공체, 합성 또는 천연 수지 가공체 또는 성형체를 기반으로 사용할 수 있다. 기반은 특히 상기 접착제와의 친화성을 높이기 위해서, 친수화 처리하여 이루어지는 합성 또는 천연 수지 또는 금속을 포함하는 시트인 것이 바람직하다. 기반이 필름, 시트, 종이, 판 및 포백 등과 같이 표리를 형성하고 있는 경우에는, 용도 또는 목적에 따라, 그의 표면 및 이면의 양면에 상술한 직물, 편물 또는 부직포를 접착하여 포백 복합체를 이룰 수 있다.

포백 복합체는 그 사용 방법 또는 용도로서 정전성의 브러시로서 바람직하게 이용할 수 있다.

본 발명의 섬유는 이것을 적어도 일부 또는 전부에 이용한 의류를 이룰 수 있다. 의류를 이루는 경우에, 도전성이 우수하다는 점으로부터, 동계 또는 건조시의 정전기 발생을 억제할 수 있고, 보다 착용감이 쾌적한 의류가 된다. 또한, 도전성이 우수하고 먼지가 부착하기 어렵다는 점으로부터, 수술의 또는 반도체 제조시의 작업의 등 방진 의류에 바람직하게 이용된다. 이 때, 본 발명의 섬유를 수개씩, 씨실 및(또는) 날실로서 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 부차적인 효과로서 구상 자성 재료가 함유되어 있기 때문에, 섬유의 열 전도성이 향상한다. 이 때문에, 착의시에 순간적으로 열을 빼앗는 접촉 냉감 소재나, 또는 동계에 추운 외부에서 따뜻한 실내로 들어 갔을 때 금새 몸이 따뜻해지는 온감 소재 등으로하여 이용할 수 있다.

본 발명의 섬유를 이용한 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포는, 이들을 막대상 물체의 적어도 일부 또는 전부에 접착하여 브러시 롤러를 형성할 수 있다. 이 경우, 직물이면 파일 직물 또는 처리에 의해 직물 표면에 기모나 사단이 있는 직물이 바람직하게 이용된다. 또한, 편물이면 파일상의 섬유 기모가 있는 편물 또는 기모 처리하여 파일 또는 사단이 편물 표면에 있는 편물이 바람직하게 이용된다. 이러한 직편물을 접착한 막대상 물체는 브러시 용도에 특히 바람직하게 이용된다.

여기서 이용되는 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포는 막대상 물체에 접착할 때에, 막대상 물체가 기능적으로 필요로 하는 길이(즉, 감기 폭) 만큼만 절단한 것을 한바퀴로 감아 붙여 접착할 수 있고, 또는 막대상 물체의 길이의 수분의 일 내지 수십분의 일의 폭에 슬릿상으로 절단한 것을 막대상 물체에 스파이럴상으로 감아 붙여 접착할 수도 있다. 여기서 이용되는 접착제로는 이용되는 용도 또는 목적에 따라서 적절하게 이용할 수 있고, 예를 들면 아크릴계, 에스테르계 또는 우레탄계 등 여러가지의 것을 이용할 수 있다. 또한, 접착제로는 필요에 따라서 도전성 카본 블랙이나 금속 등의 도전성 제어제, 또는 철, 니켈, 코발트, 몰리브덴 등의 금속 또는 이들 금속의 산화물 또는 이들의 혼합물 등의 자성 제어제 등이 첨가될 수 있다. 접착제 층의 두께는 1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하다. 접착제는 단층일 수 있거나, 또는 필요에 따라서 복수종의 접착제를 혼합하거나 또는 복수층으로 나눠 이용할 수 있다. 또한, 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포는 접착되기 이전 단계에서, 접착면에 10² 내지 10¹⁰ Ω·cm의 비저항을 갖는 도전 처리제층 또는 도전성 시트 또는 도전성 막 등의 소재를 접합시킬 수 있다.

본 발명의 상기 단섬유는 이것을 막대상 물체의 적어도 일부 또는 전부에 접착하여, 단섬유가 막대상 물체에 식설된 브러시 롤러를 형성할 수 있다. 여기서 이용되는 단섬유는 막대상 물체에 접착하여 식설될 때에, 기체에 의해 단섬유를 분무할 수 있거나 또는 전기 식모 가공을 행할 수도 있지만, 막대상 물체의 표면에 대략 직립한 것이 효율적으로 얻어지기 때문에 전기 식모 가공으로 식설되는 것이 바람직하다. 이 때 단섬유는 그의 50 ％ 이상이 막대상 물체의 표면에 있어서, 10도 내지 수직(즉, 90도)의 대략 직립 상태로 접착된다. 여기서, 발명의 요지를 손상시키지 않는 범위에서, 본 발명의 섬유를 포함하는 단섬유 이외에 본 발명의 섬유가 아닌 다른 섬유를 포함하는 단섬유를 혼용하여 식설할 수도 있다. 또한, 접착제로서는, 예를 들면 아크릴계, 우레탄계 또는 에스테르계의 접착제가 용도 또는 목적에 따라 다양하게 선택되어 이용된다. 접착제 층의 두께는 1 내지 500 ㎛인 것이 바람직하다. 접착제는 단층일 수 있거나, 또는 필요에 따라서 복수종의 접착제를 혼합하거나 또는 복수층으로 나눠 이용할 수 있다. 또한, 본 발명의 단섬유를 막대상 물체의 적어도 일부에 접착하고 식설하여 이루어지는 브러시 롤러 자체의 비저항치는 10² 내지 10¹¹ Ω·cm인 것이 바람직하다.

상술한 막대상 물체의 코어가 되는 주된 재료로는, 이용되는 용도 또는 목적에 따라 적절한 것을 이용할 수 있으며, 금속, 합성 수지, 천연 수지, 목재 및 광물 등을 들 수 있다. 이들은 단독일 수 있고, 복수종을 조합할 수도 있다. 전자 사진 장치에 혼입되는 부재로서 이용하는 경우에는, 코어가 주로 금속을 포함하는 막대상 물체인 것이 바람직하다. 또한, 막대상 물체가 금속인 경우에는, 금속의 적어도 일부 또는 필요로 하는 부분의 전체 면을 중간층이 덮고, 그 위에 상기 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포가 접착되거나, 또는 단섬유가 접착하여 식설되어 있는 것이 바람직하다. 이 중간층으로서 이용되는 소재는 주로 쿠션성을 막대상 물체에 부여하거나, 또는 브러시상의 섬유의 탄성·강성만으로서는 달성할 수 없는 경우에 보조적으로 탄성·강성을 담당하는 것이다. 이러한 구성으로 함으로써, 청소 장치에서의 토너 제거 성능, 또는 현상 장치에 있어서의 토너 부여 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 상기 중간층으로는, 예를 들면 우레탄계 소재, 엘라스토머 소재, 고무 소재 또는 에틸렌-비닐 알코올계 소재 등이 바람직하게 이용된다. 중간층의 두께는 0.05 내지 10 mm인 것이 바람직하다. 중간층은 필요에 따라서 추가로 상술한 도전성 제어제 또는 자성 제어제를 포함하고 있을 수 있다.

본 발명의 상기 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포를 적어도 일부에 이용한 상기 브러시 롤러는, 본 발명의 섬유 자체의 자장 응답성 또는 도전성에 유래하여, 청소 장치에 바람직하게 혼입되어 이용된다. 여기서 상기 청소 장치에 혼입되는 브러시 롤러 자체의 비저항치는 10² 내지 10⁷ Ω·cm인 것이 바람직하고, 비저항치는 보다 바람직하게는 10³ 내지 10⁷ Ω·cm이다. 청소 장치 중에서, 상기 브러시 롤러는 회전하면서, 필요한 경우 전기를 인가 또는 자장을 인가하면서, 불필요물을 포착하여 제거하는 것인데, 비저항치를 상기 범위로 함으로써, 그 제거 성능이 크게 우수해진다. 전자 사진 장치에 있어서는, 상기 청소 장치가 감광체로부터 불필요물의 토너를 제거한다. 토너를 전기적 또는 자기적으로 제거할 때에, 전자 사진 장치 내의 환경 변화, 특히 습도 변화 등이 있는 경우에도, 브러시 롤러의 도전 성능 또는 매우 낮은 자기 유지력은 안정적이다. 이것은 브러시 롤러가 구상 자성 재료를 함유한 섬유를 이용하고 있기 때문이다. 즉, 브러시 롤러는 항상 안정한 감광체로부터의 토너 제거 성능을 갖고 있어 매우 우수한 청소 장치가 된다. 또한, 브러시 롤러의 청소 장치 내에서의 이용 방법으로는, 상술한 바와 같이 감광체에 브러시 롤러가 직접 접촉하여 청소하는 것 이외에, 감광체를 청소하는 부재(상기한 바와 같이 브러시 롤러의 경우도 있으면, 또는 종래 기술이면 블레이드상의 부재)를 청소하기 위한 브러시 롤러로서도 이용된다. 즉, 청소 장치자체를 청소하는 것, 또는 회수한 불필요 토너를 별도의 장소에 이송하기 위한 브러시 롤러로서도 이용된다. 이 경우에 결과적으로 보다 고성능의 청소 장치가 된다. 또한, 본 발명의 청소 장치에는 본 발명의 브러시 롤러를 1개 이용하거나 또는 2개 이상의 복수개를 이용할 수 있다.

본 발명의 상기 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포를 적어도 일부에 이용하고, 그것을 막대상 물체에 접착하여 이루어지는 브러시 롤러, 또는 상기 단섬유를 적어도 일부에 이용하고, 그것을 막대상 물체에 접착하여 식설되어 이루어지는 브러시 롤러는 본 발명의 섬유 자체의 도전성에 유래하여, 전자 사진 장치에 이용할 수 있는 대전 장치에 바람직하게 혼입되어 이용된다. 대전 장치에 혼입되는 브러시 롤러의 비저항치는 10⁵ 내지 10¹⁰ Ω·cm인 것이 바람직하고, 10⁶ 내지 10⁹ Ω·cm인 것이 보다 바람직하다. 이 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 대전 장치는 브러시 롤러 자체의 도전성(비저항치)을 제어함으로써 이용된다.

이 때, 상기 브러시 롤러는 감광체를 균일하게 대전시킬 수 있다. 그리고 추가로 전자 사진 장치 내의 상술한 환경 변화, 예를 들면 전자 사진 장치의 가동 중에 서서히, 또는 계절 변화에 의해서 습도 변화가 발생하는 일이 있지만, 이 습도 변화에 대해, 브러시 롤러에 이용하는 본 발명의 구상 자성 재료를 첨가한 섬유의 비저항치는 변화하지 않거나 또는 매우 변화가 작다. 따라서, 감광체의 대전 얼룩이 발생하기 어렵고, 결과로서 상기 브러시 롤러를 이용함으로써 매우 우수한 대전 장치가 된다.

덧붙여 상기 전자 사진 장치의 감광체 표면에 청소가 불충분하여 잔존한 토너가 있는 경우에도, 상기 브러시 롤러는 청소 롤러를 겸할 수 있다. 이 때문에, 현상 또는 인쇄시의 오염이 없거나 또는 거의 없다. 또한, 전자 사진 장치를 소형화하는 경우에는, 상기 청소 장치 및 대전 장치를 각각 설치하는 일 없이, 청소 장치겸 대전 장치로서 공간 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 본 발명의 대전 장치 중에는 상기 브러시 롤러를 1개 또는 2개 이상의 복수개를 이용할 수도 있다.

본 발명의 상기 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포를 적어도 일부에 이용하고, 막대상 물체에 접착하여 이루어지는 브러시 롤러, 또는 상기 단섬유를 적어도 일부에 이용하고, 막대상 물체에 접착하여 식설되어 이루어지는 브러시 롤러는 본 발명의 섬유 자체의 자장 응답성 또는 도전성에 유래하여, 현상 장치에 바람직하게 혼입되어 이용된다. 현상 장치는 전자 사진 장치에 있어서는 상기 대전 장치에 의해 균일하게 대전된 감광체 표면에 레이저에 의해 그려진 잠상을 현상화하는 것이다. 상술한 바와 같이, 전자 사진 장치 내에서 습도 변화가 있더라도, 브러시 롤러 자체의 비저항치 얼룩 또는 자장 응답성 얼룩이 없거나 또는 거의 없기 때문에, 현상화하기 위한 토너가 균일하게 감광체에 공급되어 현상화되고, 얻어진 현상물 또는 인쇄물은 오염 또는 인쇄 얼룩이 없거나 또는 거의 없어서 매우 아름다운 것이 된다. 특히, 토너가 자성 토너 또는 금속 캐리어를 포함하는 캐리어 함유 토너인 경우에, 본 발명의 현상 장치는 매우 유효하다.

본 발명의 상기 직물 및(또는) 편물 및(또는) 부직포를 적어도 일부에 이용하고, 막대상 물체에 접착하여 이루어지는 브러시 롤러 또는 상기 단섬유를 적어도 일부에 이용하고, 막대상 물체에 접착하여 식설되어 이루어지는 브러시 롤러는, 본 발명의 섬유 자체의 도전성에 유래하여 전자 사진 장치에 이용될 수 있는 제전 장치에 바람직하게 혼입되어 이용된다. 제전 장치는 브러시 롤러의 도전성(비저항치)을 작게 함으로써 매우 우수한 제전 성능을 발현할 수 있다. 이 때문에, 브러시 롤러의 비저항치는 10² 내지 10⁷ Ω·cm인 것이 바람직하다. 특히, 본 발명의 브러시 롤러를 전자 사진 장치에 이용할 때, 브러시 롤러 표면의 무수한 섬유가 안정하면서도 균일한 제전 효과를 발현한다. 게다가, 통상, 제전 장치 뒤에 배치되는 상기 청소 장치에서의 청소 효과를 보다 높이는 것이 가능하다. 또한, 전자 사진 장치를 소형화하는 경우에는, 본 발명의 브러시 롤러를 제전 장치겸 청소 장치로서 혼입할 수 있다.

본 발명의 상기 청소 장치 및(또는) 대전 장치 및(또는) 현상 장치 및(또는) 제전 장치를 이용하여 이루어지는 전자 사진 장치로는, 구체적으로 레이저빔 흑백 프린터, 레이저빔 컬러 프린터, 흑백 복사기, 컬러 복사기, 흑백 또는 컬러 팩시밀리, 다기능형 복합기, 및 워드 프로세서 등을 들 수 있다. 대전된 감광체에 레이저로 잠상을 그리고 토너를 이용하여 현상화하는 메카니즘에 의해 현상 또는 인쇄를 행하는 장치는 상술한 바와 같이, 본 발명의 섬유를 이용하고 있기 때문에, 전자 사진 장치 내의 환경 변화, 특히 습도 변화에 상관없이 안정한 청소·대전·현상·제전 성능을 갖고 있다. 이 때문에, 얻어진 인쇄 또는 현상물은 흑백의 경우는 물론이고, 복수종의 토너를 다량으로 이용하는 컬러의 경우에도, 특히 매우 아름다운 것이 된다. 또한, 상기 브러시 롤러의 섬유 길이 또는 함유하는 구상 자성 재료의 함유량 등을 최적화함으로써, 보다 안정한 청소·대전·현상·제전 성능을 부여할 수 있다. 이 때문에, 전자 사진 장치의 구동 속도를 보다 높이는 것, 즉 단위 시간 당의 인쇄 또는 현상 속도(매수)를 높이는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 섬유를 이용하여 이루어지는 전자 사진 장치는, 상술한 바와 같이 추가의 소형화, 공간 절약화 및 전력 절약화를 도모할 수 있다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적이고 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다. 실시예 중의 물성치는 이하의 방법에 의해서 측정하였다.

<실시예 >

A. 용융 점도의 측정

(가부시끼가이샤)도요 세이끼사제의 캐피로그래프 1B를 이용하여, 질소 분위기하에, 배럴 직경 9.55 mm, 노즐 길이 10 mm, 노즐 내경 1 mm로, 전단 속도 10 sec^-1로 용융 점도를 측정하였다. 5회 측정한 값의 평균치를 용융 점도의 측정치로 하였다. 측정 시간은 시료의 열화를 방지하기 위해서, 5회의 측정을 30 분 이내에 완료하였다.

B. 유리 전이점(Tg) 및 융점(Tm)의 측정

퍼킨 엘머사제의 시차주사 열량 분석 장치(DSC-2)에 의해, 시료 10 mg을 이용하여, 승온 속도 16 ℃/분에서 Tm과 Tg를 측정하였다. Tm과 Tg의 정의는 이하와 같다. 먼저, 일단 승온 속도 16 ℃/분에서 측정했을 때에 관측되는 흡열 피크 온도(Tm₁)의 관측 후, 약 (Tm₁ + 20) ℃의 온도에서 5 분간 유지하였다. 그 후 실온까지 급냉하고(급냉 시간 및 실온 유지 시간을 합쳐서 5 분간 유지함), 재차 16 ℃/분의 승온 조건으로 측정하였다. 이 때, 단상의 기선의 틀어짐으로서 관측되는 흡열 피크 온도를 Tg로 하고, 결정의 융해 온도로서 관측되는 흡열 피크 온도를 Tm으로 하였다.

C. 구상 자성 재료의 평균 입경과 형상의 확인

(주)니콘사제의 주사형 전자현미경 ESEM-2700을 이용하여, 가속 전압 5 kV에서, 시료를 백금-팔라듐 증착(증착막 두께: 25 내지 50 옴스트롱) 처리한 후, 배율 200 내지 100000배의 임의의 배율로 평균 입경과 형상을 확인하였다. 평균 입경 및 형상에 관하여는, 관찰 사진을 디지탈 촬영하고, 컴퓨터 소프트웨어인 미따니쇼지사제의 윈루프(WinROOF)(버젼 2.3)에 있어서, 입자의 평균 면적치를 산출하고, 추가로 상기 평균 면적치로부터 대략 원형으로 판단하여 구상 자성 재료의 평균 입경을 산출하였다. 또한, 사진 중의 50개의 구상 자성 재료 입자에 있어서, 1개의 입자의 최대 직경(R)과 최소 직경(r)을 육안으로 판단하고 계측하여, 그 비(R/r)로부터 원형도를 산출하고, 원형도가 1.5 이하인 것을 구상이라 하였다.

D. 섬유의 초기 인장 탄성률, 잔류 신장도 및 파단 강도의 측정

오리엔테크사제의 텐시론 인장 시험기(텐시론(TENSIRON) UCT-100)를 이용하였다. 미연신사에 관하여는 초기 시료 길이 50 mm, 인장 속도 400 mm/분에서, 또한 연신사에 관하여는 초기 시료 길이 200 mm, 인장 속도 200 mm/분에서, 각각 강도 및 잔류 신장도를 측정하여 5회 측정한 평균치를 각각의 측정치로 하였다.

E. 98 ℃ 비등수 중에서 15 분간의 수축률(비등수 수축률)의 산출

연신사 1 m의 고리를 5개를 묶어서 취한 다발에 클립을 1개 꼽고, 다발의 길이 L1을 측정하였다(이 때, 약 500 mm의 길이). 이어서, 이 다발을 98 ℃의 온도의 비등수 중으로 천천히 내려 15 분간 정치시킨 후에, 추출하여 1 시간 이상 풍건하였다. 풍건한 후, 재차 다발의 길이 L2를 측정하였다. 수축률(％)을 하기 식으로 산출하였다.

수축률(％) = (L1 - L2) ÷ L1 × 100

F. 종합 평가

자장 응답성, 내열성, 구상 자성 재료 혼화성 및 공정 통과성의 네가지에 대해 평가하였다.

우선 자장 응답성에 관하여는, 본 발명의 섬유를 5 mm의 길이로 절단한 단섬유 5 g을 비닐봉지에 넣었다. 가부시끼가이샤 니로꾸세이사꾸쇼제의 네오디뮴 자석(모델명 NE011(크기; 외경 Φ 30 mm, 높이 15 mm), 재질 N40, 표면 자속 밀도 490 밀리테슬라)을 이 단섬유에 1 분간 붙여 자석화한 후, 네오디뮴 자석을 분리한다. 전기가 통하지 않는 전자석의 금속 부분에 상기 단섬유를 붙여, 단섬유가 자기화되어 있는지(자석이 되어 있음) 아닌지를 확인하였다. 자화되지 않는 단섬유는 동그라미 2개 ◎(우수), 자화된 단섬유는 △(불량)으로 하였다.

내열성에 관하여는, 상기 E항의 비등수 수축률이 5 ％ 미만의 경우에 동그라미 2개 ◎(우수), 5 ％ 이상 10 ％ 미만의 것을 ○(양호), 10 ％ 이상의 경우를 △(불량)이라 하였다.

구상 자성 재료 혼화성에 관하여는, 방사에 의해 얻어진 미연신사를 액체 질소 중에 동결시켜, 그대로 절곡하여 파단(섬유가 갈라져서 단사됨)시킨 후, 상기 C항의 주사형 전자현미경으로 파단면을 관찰하여, 구상 자성 재료의 응집 상태를 관찰하였다. 응집 상태에 관해서, 구상 자성 재료 입자가 5알 이상 접하고 있는 것을 응집하고 있는 것으로 판단하였다. 각각의 관찰면이 1 m 이상 떨어진 임의의 5개의 단면에 관해서 관찰하여, 1개의 단면 당 평균 10개소 이상의 응집이 관찰된 것을 △(불량), 10개소 미만의 응집이 있거나 또는 응집이 없는 것을 동그라미 2개(우수)로 하였다.

공정 통과성에 관하여는, 본 발명의 섬유를 절단 가공할 때의 절단칼 또는 공정 중의 가이드의 마모를 육안으로 판단하였다. 섬유 1 kg을 절단 가공한 시점 및 공정 통과에 있어서 마모가 관찰되는 경우에 △(불량), 섬유 1 kg을 초과하여 10 kg을 절단 가공 및 공정 통과에 있어서 마모가 관찰되는 경우에 ○(양호), 섬유 10 kg을 초과한 시점에서도 절단장 또는 공정 중의 가이드 마모가 관찰되지 않는 경우를 동그라미 2개(우수)로 하였다.

이들 4개의 평가 항목에 관해서, 1개라도 △ 평가가 되는 것은 불합격, 전혀 △ 평가를 받지 않는 것은 합격이라 하였다. 특히 합격 중에서, 전부 동그라미 2개가 되는 것을 「우수」, ○의 평가를 갖는 것을 「양호」라 하였다.

G. 섬유 및 브러시 롤러의 비저항치의 측정 방법

측정의 분위기를 온도 23 ℃, 습도 55 ％(이후, 통상 조건으로 칭하는 경우가 있음)로 하였다. 측정할 시료를 적어도 이 측정 분위기 하에 1 시간 유지한 후, 비저항치를 측정하였다. 먼저, 섬유의 경우, 섬유의 길이가 100 mm 이상인 경우에는 섬유 다발을 1000 dtex의 다발로 하여 50 mm의 길이로 절단하고, 단면에 전극을 부착하여 측정하였다. 또한, 섬유의 길이가 100 mm 미만인 경우에는 길이 10 cm (A), 폭 2 cm, 깊이 1 cm의 A의 양끝면에 전극을 갖는 절연체의 용기에, 섬유를 5 kg/cm²의 압력으로 충전하여 밀봉한 후에 측정하고, 섬유 단사 당의 비저항치로 환산하여 비저항치를 구하였다.

브러시 롤러의 경우, 브러시 롤러를 접지한 금속판에 500 g의 하중을 걸어 가압하고, 그 상태에서 막대상 물체의 일단과 금속판과의 사이에 1 kV의 전압을 인가한다. 이 때 흐르는 전류 I[μA]를 측정하고, 1/I를 구하여 브러시 롤러의 비저항치로 하였다. 또한, 습도 변화에 있어서의 비저항치를 측정하는 경우의 분위기 조건은 상기 통상 조건 외에, 온도 28 ℃에서 습도 85 ％(고온 고습도 조건), 및 온도 10 ℃에서 습도 15 ％(저온 저습도 조건)의 3개의 온습도 조건으로, 각각 측정하여 구하였다.

H. 구상 자성 재료의 도전성의 측정

JIS C 2525에 따라, 23 ℃의 온도에서 측정하였다. 구체적으로는, 구상 자성 재료를 용융하고 이를 어닐링한 두께 0.5 mm, 폭 10 mm, 길이 500 mm의 시험편 3개를 이용하였다. 3개의 시험편에 관해서, 각각 비저항치(부피 저항율)를 구하고, 얻어진 3개의 측정치의 평균치를 그 구상 자성 재료의 비저항치로 하였다.

I. 구상 자성 재료의 보자력과 포화 자속 밀도의 측정

JIS C 2504에 따라서, 상기 H와 마찬가지로 구상 자성 재료를 용융하고 어닐링한 외경 45 mm, 내경 33 mm, 두께 1 mm의 원형 단면의 링을 3개 제조하여, 포화 자속 밀도와 보자력을 각각 구하였다. 얻어진 3회의 측정치의 평균치를 그 구상 자성 재료의 포화 자속 밀도와 보자력으로 하였다.

J. 구상 자성 재료의 순도의 측정

구상 자성 재료로서 순철, 순니켈, 순코발트 또는 순몰리브덴 등 단일 금속으로 이루어지는 재료를 이용하는 경우의 순도의 측정은, 이용하는 구상 자성 재료를 염산과 질산을 당량씩 혼화한 산에 0.1 중량％의 농도로 용해하고, 이용한 구상 자성 재료의 원소를 제외한 Al, Si, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Pb에 관해서 유도 결합 플라즈마(ICP) 발광 분광 분석에 의해, 구상 자성 재료 중의 농도％를 구하고, 그것을 100 ％로부터 뺀 나머지 값을 구상 자성 재료의 순도로 하였다. 구상 자성 재료가 복수개 이용되고 있는(혼합물의) 경우, 또는 합금인 구상 자성 재료의 경우에는, 상술한 원소 전부에 관해서 ICP 발광 분광 분석을 하고, 각각의 구성 원소 비율을 산출하였다.

K. 단섬유의 섬유 길이의 측정

길이 20 mm 이상의 단섬유는 0.1 g/dtex의 하중을 걸어 마이크로미터 측경기를 이용하여 측정하였다. 또한, 길이가 20 mm 미만인 단섬유는 니뽄 고가꾸 가부시끼가이샤(NIPPON KOGAKU K.K)제의 섀도우 그래프 모델(SHADOW GRAPH Model) 6을 이용하여, 20배로 단섬유 50개의 길이를 측정하여 그 평균치를 섬유 길이로 하였다.

<참고예 1(구상 자성 재료 첨가 폴리에스테르의 혼련에 의한 제조)>

테레프탈산 166 중량부와 에틸렌글리콜 75 중량부를 이용하여 통상의 에스테르화 반응에 의해 얻어진 저중합체에, 착색 방지제로서 인산 85 ％ 수용액을 0.03 중량부, 중축합 촉매로서 삼산화안티몬을 0.06 중량부, 및 색제로서 아세트산코발트4수염 0.06 중량부를 각각 첨가하여 중축합 반응을 행하고, IV가 0.70이고, 용융 점도가 2050 포이즈(측정 온도 290 ℃, 10 sec^-1)의 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하, PET라 함)의 펠릿을 얻었다.

이 PET 펠릿을 150 ℃의 온도에서 10 시간 진공 건조한 후, 2축 압출기(축 길이 L/축 직경 D = 45)를 이용하여, 용융시킨 PET에 질소 분위기 하에서(가부시끼가이샤) 고쥰도 가가꾸 겡뀨죠제의 철(철 순도 99.1 ％의 순원소품, 평균 입경 2.5 ㎛의 구상 분체(상기 C항 기재의 측정에 있어서 원형도가 1.1 이하), 코드 FEE06PB)을 혼련 종료 후에 얻어지는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 철과의 혼합물에 있어서 철분이 10 중량％, 40 중량％ 또는 60 중량％가 되도록 첨가/혼련하였다. 그 후, 토출된 거트를 수돗물로 냉각한 후 커터로 절단하여, 철을 10 중량％ 함유한 용융 점도 1890 포이즈(측정 온도 290 ℃, 10 sec^-1, 이하 동일)의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 철과의 혼합물(이하 PET-Fe 1) 펠릿과, 철을 40 중량％ 함유하는 용융 점도 1720 포이즈의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 철과의 혼합물(이하 PET-Fe 2) 펠릿과, 철을 60 중량％ 함유하는 용융 점도 1580 포이즈의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 철과의 혼합물(이하 PET-Fe 3) 펠릿을 각각 얻었다. 모든 펠릿에 있어서, 응집은 발견되지 않았고, 혼련성이 우수하였다.

<참고예 2(구상 자성 재료 첨가 폴리에스테르의 중합에 의한 제조)>

테레프탈산 166 중량부와 에틸렌글리콜 75 중량부를 이용하여, 통상의 에스테르화 반응에 의해 얻은 저중합체에, 구상 자성 재료로서 참고예 1에서 이용한 철을 에틸렌글리콜에 10 중량％ 첨가한 순철의 에틸렌글리콜 슬러리를 중합 종료 후에 얻어지는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 철과의 혼합물에 있어서 철분이 60 중량％가 되도록 첨가한 후, 추가로 착색 방지제로서 인산 85 ％ 수용액을 0.03 중량부, 중축합 촉매로서 삼산화안티몬을 0.06 중량부, 및 조색제로서 아세트산코발트4수염 0.06 중량부 첨가하여 중축합 반응을 행하였다. 참고예 1의 폴리에틸렌테레프탈레이트와 거의 동일한 중합 교반 토크에서 중축합 반응을 종료하여, 용융 점도가 1520 포이즈(측정 온도 290 ℃, 10 sec^-1)인 폴리에틸렌테레프탈레이트와 철과의 혼합물(이하 PET-Fe 4) 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿에 있어서, 철의 응집은 발견되지 않았고, 혼련성이 우수하였다.

<실시예 1>

참고예 1의 PET-Fe 3을 이용하여, 가압 용융형 용융 방사기로 용융 방사를 행하였다. 방사 온도 290 ℃에서 공경이 0.3 mm, 구멍수가 24개인 환형의 구멍 형상의 구금 및 여과층의 메쉬의 미세도가 20 μ인 필터를 설치하여 용융 방사를 행하였다. 토출한 섬유에 1 중량％의 부착량이 되도록 비함수계의 처리제를 부착시킨 후, 그것을 600 m/분의 인취 속도로 인취하여, 1590 dtex-24 필라멘트의 단면 형상이 환형인 멀티 필라멘트를 얻었다. 방사 중에 실 끊어짐이 발생하지 않았고, 방사성이 우수하였다.

얻어진 멀티 필라멘트에 관해서 연신을 행할 때, 송사(送絲) 롤러의 송사 속도 100 m/분, 제1 롤러는 90 ℃에서 송사 속도 100 m/분, 제2 롤러는 140 ℃에서 송사 속도 450 m/분, 제3 롤러는 200 ℃의 온도에서 송사 속도 500 m/분으로서 섬유에 2단 연신(제1-2 롤러 사이 및 제2-3 롤러 사이) 및 열 처리(제3 롤러)를 실시한 후, 냉롤러로 실을 폴리에스테르의 Tg 이하로 냉각시킨 후에 권취하였다. 연신 중에 0.5회/kg의 빈도로 롤러에의 감김 부착이 발생하였으나 연신성은 양호하였다. 또한 연신사 5 kg을 절단 가공한 시점에서 절단칼의 마모가 발견되었고, 공정 통과성이 양호하였다. 사물성에 관하여 하기 표 1에 나타낸다.

<비교예 1>

참고예 1에 있어서, 철 대신에 도다고교(주)제 소프트페라이트 입자(타입 KNS-415, 파쇄에 의해 제조한 입자이며 상기 C항 기재의 측정에 있어서 원형도가 평균 1.8이고, 또한 입자 표면에 입경의 10 분의 1 이상의 크기의 무수한 큰 요철을 갖는 구상으로 인정되지 않는 분체)를, 참고예 1과 마찬가지로 60 중량％ 첨가하여 혼련을 행하였다. 입자와 중합체와의 습윤성이 불량해서이거나 또는 입자가 최밀 충전하지 않기 때문인지, 혼련성은 불량하였고 응집이 무수히 관찰되었다. 얻어진 혼합물을 이용하고 실시예 1과 같은 방법에 의해 용융 방사를 행하였다. 방사 중에 15.5회/kg의 빈도로 실 끊어짐이 발생하였고, 또한 방사기 내의 유로압 손상의 상승이 발생하여 방사성이 열악하였다. 그리고, 얻어진 멀티 필라멘트를 이용하여 실시예 1과 같은 방법에 의해 연신을 행하였다. 연신 중에 10.3회/kg의 빈도로 단사 끊어짐이 발생하였고, 또한 섬유의 절단 가공에 있어서 섬유 0.5 kg을 가공한 시점에서 심한 절단칼의 마모가 관찰되었으며, 또한 공정 중의 가이드 마모도 관찰되어 공정 통과성이 열악하였다. 사물성을 표 1에 나타낸다.

<실시예 2>

참고예 1에 있어서, (주)고쥰도 가가꾸 겡뀨쇼제의 철(철 순도 99 ％ 이상의 순원소품, 평균 입경 10.8 ㎛의 구상 분체(상기 C.항 기재의 측정에 있어서 원형도가 1.1 이하), 코드 FEE10PB)을 참고예 1과 마찬가지로 40 중량％ 첨가하고 혼련을 행하였다. 혼련성은 양호하였다. 얻어진 혼합물을 이용하여, 실시예 1과 같은 방법에 의해 용융 방사를 행하였다. 방사 중에 1.3회/kg의 빈도로 실 끊어짐이 발생했지만, 방사성은 양호하였다. 얻어진 멀티 필라멘트를 실시예 1과 같은 방법에 의해 연신하였다. 연신 중에 단사 감김 부착이 2.1회/kg의 빈도로 발생하였으나 연신성은 양호하였다. 또한, 섬유의 절단 가공시에 섬유 4.2 kg을 절단한 시점에서 절단칼의 마모 및 공정 중의 가이드 마모가 관찰되었으나, 공정 통과성은 양호하였다. 사물성을 표 1에 나타낸다.

<실시예 3>

1축 압출기를 2대 구비한 압출기형 복합 용융 방사기로 바이메탈형의 용융 방사를 행할 때에, 자성층으로서 참고예 1의 PET-Fe 3을, 보호층으로서 참고예 1의 PET를 각각 이용하였다. 자성층:보호층 = 6:4의 복합 비율로 바이메탈형 복합 방사를 행하고, 나머지는 실시예 1과 같은 조건으로, 1144 dtex-24 필라멘트의 단면 형상이 거의 환형인 바이메탈 멀티 필라멘트를 얻었다. 방사 중에 실 끊어짐은 발생하지 않았고 방사성은 양호하였다.

얻어진 멀티 필라멘트를 실시예 1과 같은 방법으로 연신하였다. 연신 중에 실 끊어짐은 발생하지 않았고, 연신성은 우수하였다. 또한, 절단칼 마모 및 가공 공정 중의 가이드 마모는 관찰되지 않았고 공정 통과성이 우수하였다. 사물성을 표 1에 나타낸다.

<실시예 4>

실시예 3의 복합 용융 방사기를 이용하여 코어-시스형의 용융 방사를 행할 때에, 자성층으로서 참고예 2의 PET-Fe 4를, 보호층으로서 참고예 1의 PET를 각각 이용하여, 자성층을 코어, 보호층을 시스로 하여 자성층:보호층 = 8:2의 복합 비율로 코어-시스형 복합 방사를 행하고, 나머지는 실시예 1과 같은 조건으로 1330 dtex-24 필라멘트의 단면 형상이 환형인 코어-시스 멀티 필라멘트를 얻었다. 방사 중에 실 끊어짐은 발생하지 않았고 방사성은 우수하였다.

얻어진 멀티 필라멘트에 관해서 실시예 1과 같은 방법으로 연신을 행하였다. 연신 중에 단사 감김 부착이나 실 끊어짐은 발생하지 않았고, 연신성은 우수하였다. 또한 절단칼 마모 및 가공 공정 중의 가이드 마모는 관찰되지 않았고 공정 통과성도 우수하였다. 사물성에 관해서 표 1에 나타낸다.

<실시예 5>

참고예 1에 있어서, PET를 이용하는 대신에 도레이 가부시끼가이샤제의 나일론 6 수지 「아밀란(등록 상표)」(타입 CM1017)을 이용하여, 철을 60 중량％가 되도록 첨가·혼련한 것 이외에는, 참고예 1과 같은 방법에 의해, 철을 60 중량％ 함유하는 용융 점도가 2530 포이즈(측정 온도 260 ℃, 10 sec^-1)의 나일론 6과 철과의 혼합물(이하 Ny6-Fe 3) 펠릿을 얻었다.

그리고, 실시예 4와 같은 방법으로 코어-시스형 복합 방사를 행할 때에, 자성층으로서 상술한 Ny6-Fe 3을, 보호층으로서 참고예 1의 PET에 이소프탈산을 5 몰％, 이소프탈산의 술폰산나트륨염 유도체를 5 몰％ 각각 공중합한 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(이하 PET-IS, IV 0.55)를 이용하여, 방사 온도 280 ℃에서, 나머지는 실시예 1과 같은 조건으로 코어-시스형 복합 방사를 행하여, 1180 dtex-24 필라멘트의 단면 형상이 환형인 코어-시스 멀티 필라멘트를 얻었다. 방사 중에 실 끊어짐은 발생하지 않았고, 방사성은 우수하였다.

얻어진 멀티 필라멘트를 실시예 1과 같은 방법으로 연신하였다. 연신 중에 단사 감김 부착이나 실 끊어짐은 발생하지 않았고, 연신성은 우수하였다. 또한, 절단칼 마모 및 가공 공정 중의 가이드 마모는 관찰되지 않았고, 공정 통과성도 우수하였다. 사물성을 표 1에 나타낸다.

<실시예 6 내지 9>

실시예 4와 동일하게 하여 코어-시스 복합 방사를 행할 때에, 자성층과 보호층을 각각 참고예 1에서 제조한 것을 표 1과 같이 조합하여 방사하였다. 구체적으로는, 실시예 6에서는, 코어의 자성층에 PET-Fe 3을, 시스의 보호층에 PET-Fe 1을 각각 조합하였다. 실시예 7에서는, 코어의 자성층에 PET-Fe 2를, 시스의 보호층에 순철을 첨가하지 않은 PET를 각각 조합하였다. 실시예 8에서는, 코어의 자성층에 PET-Fe 2를, 시스의 보호층에 PET-Fe 1을 각각 조합하였다. 실시예 9에서는, 시스의 자성층에 PET-Fe 3을, 코어의 보호층에 PET를 조합하였다. 나머지 방사 조건과 연신 조건에 관하여는 실시예 4와 같은 방법으로 행하였다. 실시예 9만, 절단 가공시에 섬유 9 kg을 가공한 시점에서 절단칼에 마모가 관찰되었지만, 공정 통과성은 양호하였다. 얻어진 연신사의 사물성 등을 표 1에 나타낸다.

<실시예 10>

참고예 1에 있어서, PET를 이용하는 대신에, 참고예 1의 PET에 이소프탈산을 15 몰％ 공중합한 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET-I, IV 0.70)를 이용하고, 또한 철 대신에 (주)고쥰도 가가꾸 겡뀨쇼제의 니켈(니켈 순도 99 ％ 이상의 순원소품, 평균 입경 2.7 ㎛의 구상 분체(상기 C항 기재의 측정에 있어서 원형도가 1.1 이하), 코드 NIE02PB)를 사용한 것 이외에는, 참고예 1과 같은 방법에 의해, 니켈을 60 중량％ 함유한 용융 점도가 1850 포이즈(측정 온도 290 ℃, 10 sec^-1)의 PET-I와 니켈과의 혼합물(이하 PET-I-Ni) 펠릿을 얻었다.

그리고, 실시예 4와 같은 방법으로 코어-시스형 복합 방사를 행할 때에, 자성층에 상술한 PET-I-Ni를 이용하고, 보호층에 미쯔이 가가꾸 가부시끼가이샤제의 고밀도 폴리에틸렌(하이젝스(등록 상표), 7000F)을 이용하여, 방사 온도 290 ℃에서, 나머지는 실시예 1과 같은 조건으로 코어-시스형 복합 방사를 행하여, 1090 dtex-24 필라멘트의 단면 형상이 환형인 코어-시스 멀티 필라멘트를 얻었다. 방사 중에 실 끊어짐은 발생하지 않았고, 방사성은 우수하였다.

얻어진 멀티 필라멘트를 실시예 1과 같은 방법으로 연신하였다. 연신 중에, 단사 감김 부착이나 실 끊어짐은 발생하지 않았고, 연신성은 우수하였다. 또한, 절단칼 마모 및 가공 공정 중의 가이드 마모는 관찰되지 않았고, 공정 통과성도 우수하였다. 사물성을 표 1에 나타낸다.

<실시예 11>

실시예 4와 5에서 얻어진 섬유를 각각 0.5, 1.0, 2.0, 4.0 mm의 길이의 단섬유로 절단한 후, 닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제의 콜로이달실리카 「스노우텍스 OS(등록 상표)」로 처리하여, 섬유의 비저항치를 조정하였다.

얻어진 단섬유를 이용하여, 도레이 가부시끼가이샤제의 폴리에스테르 필름 「루밀러(등록 상표) QT33(두께 100 ㎛)」에, 다이닛뽄 잉끼 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제의 아크릴산에스테르계 접착제 디크날(DICNAL) K-1500(K-1500 100 중량％에 대해, 증점제로서 디크날 VS-20을 2 중량％ 사용; 이하 「접착제 A」라 칭하는 경우가 있음)을 약 100 ㎛의 두께로 필름의 한쪽면에 도포하였다. 다음에, 접착제를 도포한 필름의 한쪽면에 전기 식모 가공을 실시하여, 식모체(A1 내지 A8)를 제조하였다. 식모성(식모의 성공의 정도)에 대해서는, 거의 직립하고 있음(동그라미 2개 ◎), 누워있는 섬유가 약간 관찰됨(○), 절반 정도의 섬유가 누워있음(△), 직립하고 있는 것이 적음(×)으로, 시각적으로 판단하여 4단계 평가하였다. 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

항목	(단위)	실시예 4				실시예 5
섬유 길이	mm	0.51	1.02	1.98	4.03	0.49	1.01	2.01	4.01
비저항치 *1	Ω·cm(x 10⁶)	310	208	114	71	523	198	134	99
자장 응답성 *2	○ 또는 △	△	○	○	○	△	○	○	○
식모품의 샘플명		A1	A2	A3	A4	A5	A6	A7	A8

*1 비저항치: 콜로이달실리카 처리한 단섬유의 비저항치.

*2 자장 응답성: 자장 인가 시에 촉감으로 강성이 증가한 것은 ○, 불명확한 것은 △으로 하였다.

또한, 제조한 식모체의 이면(식모되어 있지 않은 측)으로부터 자석을 근접시켜, 식모한 섬유가 자장에 의해 강성화되는가(자장 응답성)에 관해서, 촉감으로 판단하였다. 강성이 증가한 것에 관해서 ○, 불명확인 것에 관해서 △로 평가하였다.

또한, 실시예 4와 5에서 얻어진 섬유를 각각 이용하여, 파일 직물과 싱글 트리콧 편물을 제조하고, 각각에 기모 처리를 실시하였다. 얻어진 직물과 편물을 상기와 같이, 접착제 A를 사용하여 상술한 폴리에스테르 필름에 접착하고, 각각 포백 복합체 B와 포백 복합체 C를 제조하였다. 동일하게 하여, 자장 응답성을 확인한 결과, 포백 복합체 B, C 모두 강성이 증가하였고, 자장 응답성이 양호하였다(평가는 ○).

<실시예 12>

실시예 11에서 얻어진 실시예 4에 유래하는 단섬유 4종(섬유 길이가 각각 0.51, 1.02, 1.98, 4.03 mm)을, 실시예 11의 접착제 A를 사용하여, 막대상 물체 A(금속 막대만), 및 막대상 물체 B(금속 막대에 도전성 카본 블랙을 5 ％ 첨가한 우레탄제 중간층(두께 1.5 mm)에서 금속 막대 단부 2 cm를 남기고 덮은 것)에 각각 전기 식모하였다(막대상 물체 B에는 중간층 부분만을 제공함). 미접착 단섬유를 막대상 물체로부터 제거하여 브러시 롤러를 얻었다(막대상 물체 A로 단섬유의 섬유 길이가 짧은 순서로, 브러시 롤러 A1, A2, A3, A4라 함. 마찬가지로, 막대상 물체 B에 대해서도 B1, B2, B3, B4라 함). 또한 별도로 실시예 11의 파일 직물을 막대상 물체 B에 접착하고 식설하여 브러시 롤러 C를 얻었다. 막대상 물체 A로 섬유 길이 1.02 mm의 브러시 롤러 A2와, 막대상 물체 B로 섬유 길이 1.02 mm의 브러시 롤러 B2의 통상 조건에서의 비저항치는 각각 10^5.1 Ω·cm와, 10^7.6 Ω·cm였다. 그리고, 브러시 롤러 B2의 습도 변화에 따른 비저항치 변화를 측정한 결과, 10^6.6 Ω·cm(고온 고습도) - 10^7.6 Ω·cm(통상 조건) - 10^7.6 Ω·cm(저온 저습도)였다. 이와 같이, 본 발명의 섬유를 이용한 브러시 롤러는 비저항치 얼룩이 습도 변화에 대해서도 한층 작아 우수하였다. 또한, 브러시 롤러 C에 대해서도 동일하게 비저항치 변화를 측정한 결과, 10^6.1 Ω·cm(고온 고습도) - 10^7.0 Ω·cm(통상 조건) - 10^7.1 Ω·cm(저온 저습도)로서, 브러시 롤러 B2와 마찬가지로 비저항치 얼룩이 습도 변화에 있어서도 한층 작아 우수하였다.

<실시예 13>

실시예 12에서 얻어진 브러시 롤러 A2를 제전 장치와 청소 장치에 혼입하고, 또한 브러시 롤러 B2를 대전 장치에 각각 혼입하였다. 배치된 흑백 레이저 프린터를 장시간 연속해서 인쇄(1 분 당 10매 인쇄·배출)를 행하고, 프린터 중의 습도 변화와 함께 인쇄성을 확인하였다. 인쇄 개시 1000매 정도에서 프린터 중의 습도는 초기의 62 ％로부터 22 ％까지 저하하고, 또한 10000매 정도 인쇄한 시점에서 18 ％까지 저하하였지만, 인쇄 매수가 20000매를 초과한 시점에서도 인쇄의 선명성과 토너 청소성 등이 우수하였다. 또한, 브러시 롤러 C를 B2와 교체하여 마찬가지로 검토한 결과, 역시 인쇄 매수가 30000매를 초과한 시점에서도 인쇄의 선명성과 토너 청소성 등이 우수하였다.

<실시예 14>

실시예 4에서 얻은 섬유를 사용하여 2종의 직물을 제조하였다. 1개는 실시예 4에서 얻은 섬유를 위사로 사용하고, 위사로 참고예 1의 폴리에스테르만으로 이루어지는 실시예 4에서 얻어진 섬유와 동일한 섬유경의 폴리에스테르 섬유를 이용한 평직물을 제작하고, 이 평직물을 이용하여 와이셔츠를 만들었다(의류 1). 또 1개는 경사 및 위사 모두에, 실시예 4에서 얻은 섬유를 이용한 평직물을 이용하여 와이셔츠를 제조하였다(의류 2). 무작위로 선택한 남성 10명의 모니터 착의 테스트를 실시한 결과 의류 1 및 의류 2 모두에서 전원이 "착의하면 차갑게 느낀다(접촉 냉감이 있음)"고 회답했으며, 또한 "의류 1에 비해 의류 2 쪽이 보다 접촉 냉감이 강하다"고 회답하였다.

본 발명의 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 직물은, 상술한 바와 같이 매우 우수한 자장 응답성 또는 도전성을 갖는 섬유가 된다. 따라서 상기 직물은 직물 전체에 상기 섬유를 사용하는 경우뿐 아니라, 직물의 일부에 상기 섬유를 사용한 경우라도 우수한 자장 응답성, 도전 성능 또는 전기를 도망가게 할 수 있는 성능(환언하면 정전 성능)을 갖는 직물이 된다. 이 때문에 각종 자재 용도, 예를 들면 막이나 커튼, 인체의 정전기가 발생하기 쉬운 자동차, 철도, 항공기 등의 운송 수단의 시트, 벽재나 깔개, 이불, 담요, 시트 등의 침구 등에 사용할 수 있어 우수하다.

본 발명의 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 편물은, 상술한 직물과 마찬가지로 자장 응답성, 도전 성능 또는 정전 성능을 갖는 편물이 된다. 이 때문에 상기 편물은 각종 자재 용도, 예를 들면 건물의 벽재나 태피스트리 등의 깔개, 자동차, 철도, 항공기 등의 이동 수단의 시트, 벽재, 깔개, 이동 수단용 시트 또는 이의 깔개, 이불, 담요, 시트 등의 침구 등에 사용할 수 있어 우수하다.

본 발명의 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 부직포는, 상술한 직 물이나 편물과 마찬가지로 자장 응답성, 도전성 또는 정전 성능을 갖는 부직포가 된다. 이 때문에 상기 부직포는 상술한 직물이나 편물의 용도와 마찬가지의 자재로서 사용할 수 있고, 그 밖에 두께가 필요한, 예를 들면 격벽재나 패키지, 쿠션 등 정전기의 발생이 허용되지 않는 장치, 방의 주변 부재용 자재로서 널리 이용될 수 있어 우수하다.

본 발명의 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 의류는, 자장 응답성 및 도전성이 우수한 섬유를 사용하기 때문에, 착의시의 정전기 발생을 억제하고, 체외로 방출할 수 있다. 특히 본 발명의 섬유는 정전기의 발생이 허용되지 않는 반도체 산업의 작업복이나, 또는 정전기가 발생하기 어렵고 먼지를 부착시키지 않기 때문에 방진의로서 이용되는 경우에 유용하다. 또한 본 발명의 섬유는 열 전도성이 우수한 구상 자성 재료를 이용하기 때문에, 체외로 열을 방산할 수 있는 접촉 냉감 의류나, 또는 역으로 차가워진 신체에 즉시 체외로부터의 열을 받아드릴 수 있는 접촉 온감 의류 등으로서 이용될 수 있다. 예를 들어 이들 접촉 냉감, 또는 접촉 온감의 기능을 필요로 하는 스포츠 의류(골프 웨어, 게이트볼, 야구, 테니스, 축구, 탁구, 배구, 농구, 럭비, 미식 축구, 하키, 육상 경기, 트라이애슬론, 스피드 스케이트, 아이스 하키 등의 유니폼)나 유아, 부인, 연배자의 의류, 그 밖에도 야외용 의류(신발, 가방, 서포터, 양발, 등산복) 등에 본 발명의 섬유가 적절하게 사용될 수 있다.

본 발명의 상기 직물 및(또는) 상기 편물 및(또는) 상기 부직포를 적어도 일부에 이용하여 접착하여 이루어지는 브러시 롤러는 자장 응답성 또는 도전성을 갖 는 섬유를 적어도 일부에 이용하고 있기 때문에, 전기적 작용 또는 자기적 작용을 이용함으로써 효율적으로 불필요물을 제거 또는 필요로 하는 물질을 부여하는 기능을 갖기 때문에 우수하다.

본 발명의 상기 단섬유를 이용하여 이루어지는 브러시 롤러는 자장 응답성 또는 도전성을 갖는 섬유를 적어도 일부에 사용하기 때문에, 상술한 바와 같이 전기적 작용 또는 자기적 작용을 이용함으로써 효율적으로 불필요물을 제거 또는 필로로 하는 물질을 부여하는 기능을 갖는다. 그 밖에도, 단섬유의 섬유 길이를 제어함으로써 브러시 롤러의 섬유 식설 밀도 또는 브러시 롤러의 상기 제거 성능 또는 부여 성능을 목적에 따라 용이하게 제어할 수 있기 때문에 우수하다. 특히 식설되는 막대상 물체가 주로 금속을 포함하는 경우, 본 발명의 섬유 중의 구상 자성 재료 중의 도전성을 제어함으로써 브러시 롤러 자체의 도전성(비저항치)을 제어할 수 있다. 또한 막대상 물체가 금속 및 금속의 적어도 일부를 덮는 중간층을 포함하는 경우에는, 중간층의 재질이나 두께 등을 제어함으로써 쿠션성을 부여할 수 있기 때문에, 브러시 롤러 자체의 상기 제거 성능 또는 부여 성능을 크게 향상시킬 수 있어 우수하다.

본 발명의 상기 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 청소 장치는 브러시 롤러 자체가 회전함으로써 불필요물을 제거하여 청소하는 경우에는 매우 제거 성능이 우수하다. 예를 들면 후술하는 전자 사진 장치 등에서는 토너 등을 자기적 또는 전기적으로 제거할 수 있을 때에 전자 사진 장치 내의 환경 변화, 특히 습도 변화 등이 있는 경우에도 브러시 롤러의 도전 성능이 변동하지 않거나, 또는 매우 보자 력이 낮은 구상 자성 재료를 함유할 수 있기 때문에, 항상 안정한 제거 성능을 갖고 있어 우수하다. 또한 본 발명의 상기 브러시 롤러는 상기 청소 장치에 있어서, 대상이 되는 물질(예를 들면 후술하는 전자 사진 장치에 있어서는 감광체)에 직접 접촉하여 청소를 행할 수 있다. 또한 상기 브러시 롤러는 청소 활동을 행하는 것 외에 부재로부터 불필요물을 제거함으로써 청소 장치 자체를 청소할 수 있다. 즉, 청소 장치를 위한 청소용 부재로서도 유용하고, 결과적으로 고성능의 청소 장치가 된다.

본 발명의 상기 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 대전 장치는 브러시 롤러 자체의 도전성(비저항치)을 제어하는 것에 이용된다. 예를 들면 후술하는 전자 사진 장치 등에서 감광체를 균일하게 대전시키는 브러시 롤러로서 이용되는 경우에는, 먼저 감광체를 균일하게 대전시킬 수 있기 때문에 우수하다. 또한, 전자 사진 장치 내의 환경 변화, 예를 들면 전자 사진 장치의 조작 중 또는 계절 변화에 의해 발생하는 습도 변화에 대해서도 브러시 롤러 자체의 비저항치는 변화하지 않거나 또는 매우 변화가 작다. 따라서 감광체의 대전 얼룩이 발생하기 어렵기 때문에 매우 우수하다. 게다가, 상기 전자 사진 장치의 상기 감광체에 청소가 불필요하기 때문에 잔존하는 토너가 있는 경우에도 상기 브러시 롤러는 청소 롤러로서의 기능을 겸할 수 있기 때문에, 현상 또는 인쇄시의 오염이 없거나 또는 거의 없어 우수하다. 또한, 전자 사진 장치를 소형화하는 경우에는 상기 청소 장치 및 상기 대전 장치를 개별적으로 설치하지 않고, 겸용, 즉 청소 장치겸 대전 장치로서 상기 브러시 롤러만으로 적용할 수 있기 때문에 매우 우수하다.

본 발명의 상기 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 현상 장치는, 상술한 대전 장치에서의 효과와 마찬가지로 브러시 롤러 자체의 비저항치 및 섬유의 자장 응답성을 구사하여 이용된다. 예를 들면 후술하는 전자 사진 장치 등에서 감광체에 그려진 정전 잠상에 토너를 부착시킬 때에, 상술한 바와 같이 습도 변화 등의 환경 변화 시에, 본 발명의 섬유를 포함하는 브러시 롤러 자체의 비저항치 얼룩 또는 자장 응답성 얼룩은 없거나 거의 없다. 따라서 토너가 균일하게 감광체에 공급되어 현상화되고, 얻어진 현상물 또는 인쇄물은 오염이 없거나 또는 거의 없는 매우 아름다운 것이 되어 우수하다.

본 발명의 상기 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 제전 장치는, 섬유 중에 함유되는 구상 자성 재료의 함유량을 제어하여 브러시 롤러의 도전성(비저항치)을 작게 함으로써, 매우 우수한 제전 성능을 갖는 브러시 롤러가 되기 때문에 유용하다. 특히 후술하는 전자 사진 장치에 이용하는 경우에는, 무수한 모(섬유)를 포함하는 브러시 롤러가 안정하면서 균일한 제전 효과를 갖고 있기 때문에 제전 장치의 뒤에 배치되는 상기 청소 장치에서의 청소 효과를 보다 높이는 것이 가능하다. 또한 상기 전자 사진 장치를 소형화하는 경우에는 상기 브러시 롤러를 이용함으로써 제전 장치겸 청소 장치로서 혼입할 수 있어 매우 우수하다.

본 발명의 상기 청소 장치 및(또는) 대전 장치 및(또는) 현상 장치 및(또는) 제전 장치를 이용하여 이루어지는 전자 사진 장치, 구체적으로는 레이저빔 프린터, 복사기, 팩시밀리, 다기능형 복합기, 또는 워드 프로세서 등 대전한 감광체에 레이저로 잠상을 그리고 토너를 이용하여 현상화하는 메카니즘에 의해 현상 또는 인쇄 를 행하는 장치는, 상술한 바와 같이 전자 사진 장치 내의 환경 변화에 상관없이 안정한 청소·대전·현상·제전 성능을 갖고 있기 때문에, 얻어진 인쇄 또는 현상물은 매우 아름다운 것이 된다. 또한 상기 브러시 롤러의 섬유 길이 또는 함유하는 구상 자성 재료의 함유량 등을 최적화함으로써, 보다 안정한 청소·대전·현상·제전 성능을 갖기 때문에, 전자 사진 장치의 구동 속도를 보다 높이는, 즉 단위 시간 당의 인쇄 또는 현상 속도(매수)를 높일 수 있기 때문에 매우 바람직하다.

Claims

포화 자속 밀도가 0.5 테슬라 이상인 구상 자성 재료를 함유하는, 섬유 형성능을 갖는 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 구상 자성 재료의 평균 입경이 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 구상 자성 재료의 보자력이 1000 A/m 이하인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 20 내지 90 중량％의 구상 자성 재료를 함유하는 자성층과, 구상 자성 재료의 함유량이 20 중량％ 미만인 보호층을 포함하는 복합 섬유인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 자성층이 코어 성분이고, 보호층이 시스 성분이며, 상기 자성층이 5 내지 95 부피％인 코어-시스형 복합 섬유인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 구상 자성 재료가 순도 98 ％ 이상의 철, 니켈 및 코발트로 이루어지는 군으로부터 선택된 금속인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 98 ℃ 비등수 중에서 15 분간 유지했을 때의 수축률이 10 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 잔류 신장도가 5 내지 30 ％인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 초기 인장 탄성률이 15 cN/dtex 이상인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 섬유 형성능을 갖는 중합체가, 융점이 150 ℃ 이상인 폴리에스테르계 중합체, 폴리아미드계 중합체, 폴리올레핀계 중합체 및 폴리아크릴로니트릴계 중합체로 이루어지는 군으로부터 선택된 중합체인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 비저항치가 10³ 내지 10⁹ Ω·cm인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 있어서, 파단 강도가 0.5 cN/dtex 이상인 것을 특징으로 하는 섬유.
제1항에 기재된 섬유로 이루어지는, 비저항치가 10⁶ 내지 10⁹ Ω·cm인 단섬유.
제1항에 기재된 섬유로 이루어지는, 섬유 길이가 0.05 내지 150 mm인 단섬유.
제1항에 기재된 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 직물.
제15항에 있어서, 직물 조직이 파일 직물인 것을 특징으로 하는 직물.
제1항에 기재된 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 편물.
제17항에 있어서, 편물 조직이 이모편(裏毛編)으로 이루어진는 편물 및 기모 처리에 의해 파일상 섬유가 편물 표면에 있는 편물을 포함하는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 편물.
제1항에 기재된 섬유를 적어도 일부에 이용하여 이루어지는 부직포.
제13항에 기재된 단섬유가 기반의 적어도 일부에 접착하여 식설(植設)되어 있는 식모체(植毛體).
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 직물, 편물 및 부직포로 이루어지는 군으로부터 선택된 포백을 기반의 적어도 일부에 접착하여 이루어지는 포백 복합체.
제1항에 기재된 섬유를 일부에 이용하여 이루어지는 의류.
제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 직물, 편물 및 부직포로 이루어지는 군으로부터 선택된 포백의 적어도 일부를 막대상 물체에 접착하여 이루어지는 브러시 롤러.
제13항에 기재된 단섬유가 막대상 물체의 적어도 일부에 접착하여 식설되어 이루어지는 브러시 롤러.
제23항에 있어서, 막대상 물체가 주로 금속을 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시 롤러.
제23항에 있어서, 막대상 물체가 주로 금속 및 금속의 적어도 일부를 덮는 중간층을 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시 롤러.
제23항에 기재된 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 청소 장치.
제23항에 기재된 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 대전 장치.
제23항에 기재된 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 현상 장치.
제23항에 기재된 브러시 롤러를 이용하여 이루어지는 제전 장치.
제27항에 기재된 청소 장치 및(또는) 제28항에 기재된 대전 장치 및(또는) 제29항에 기재된 현상 장치 및(또는) 제30항에 기재된 제전 장치를 이용하여 이루어지는 전자 사진 장치.