(57)【要約】【課題】高い導電性を有し、押出性と紡糸性とを向上した導電繊維用ポリアミド樹脂組成物を目的とする。【解決手段】数平均分子量１００００以上３００００未満のポリアミド樹脂（Ａ１）と、数平均分子量３００００以上５０００００以下のポリアミド樹脂（Ａ２）と、カーボンブラック（Ｂ）と、を含有し、前記（Ｂ）成分の含有量が１５質量％以上３５質量％以下である導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。前記（Ｂ）成分のＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
数平均分子量１００００以上３００００未満のポリアミド樹脂（Ａ１）と、
数平均分子量３００００以上５０００００以下のポリアミド樹脂（Ａ２）と、
カーボンブラック（Ｂ）と、を含有し、
前記（Ｂ）成分の含有量が１５質量％以上３５質量％以下である導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
【請求項２】
前記（Ｂ）成分のＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下である、請求項１に記載の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ａ１）成分／前記（Ａ２）成分で表される質量比が２．５以上１５以下である、請求項１または２に記載の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電繊維用ポリアミド樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電繊維は、帯電防止衣類や、複写機等の画像形成装置内部の導電性ブラシに使用されている。導電繊維の材料としては、ポリアミド樹脂にカーボンブラックを配合した導電性樹脂組成物が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２２１８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
導電繊維の導電性を高めるためには、カーボンブラックの配合量を増加させる。しかし、カーボンブラックの配合量を増加させると、溶融張力の低下に起因する紡糸性の低下が懸念される。紡糸性の低下とは、繊維の生産中に糸切れが発生すること、繊維径の安定した製品の供給が困難になることを指す。加えて、カーボンブラックの配合量を増加させると、導電性樹脂組成物の粘度が上昇する。導電性樹脂組成物の粘度が上昇すると、押出機による導電性樹脂組成物の押出性（導電性樹脂組成物の押出易さ）が低下する。
そこで、本発明では、高い導電性を有し、押出性と紡糸性とを向上した導電繊維用ポリアミド樹脂組成物を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］数平均分子量１００００以上３００００未満のポリアミド樹脂（Ａ１）と、数平均分子量３００００以上５０００００以下のポリアミド樹脂（Ａ２）と、カーボンブラック（Ｂ）と、を含有し、前記（Ｂ）成分の含有量が１５質量％以上３５質量％以下である導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
［２］前記（Ｂ）成分のＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下である、［１］に記載の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
［３］前記（Ａ１）成分／前記（Ａ２）成分で表される質量比が２．５以上１５以下である、［１］または［２］に記載の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
［４］前記（Ａ２）成分のＧＰＣ法（ゲル浸透クロマトグラフィー）で測定される分子量分布のピークトップと、前記（Ａ１）成分のＧＰＣ法で測定される分子量分布のピークトップとの差が２５０００以上３０００００以下である、［１］〜［３］のいずれかに記載の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
［５］前記（Ａ１）成分の含有量が４０質量％以上８０質量％以下である、［１］〜［４］のいずれかに記載の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
［６］前記（Ａ２）成分の含有量が５質量％以上２５質量％以下である、［１］〜［５］のいずれかに記載の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物によれば、高い導電性を有する導電繊維を提供でき、押出性と紡糸性とを向上できる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
［導電繊維用ポリアミド樹脂組成物］
本発明の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物は、数平均分子量１００００以上３００００未満のポリアミド樹脂（Ａ１）と、数平均分子量３００００以上５０００００以下のポリアミド樹脂（Ａ２）と、カーボンブラック（Ｂ）と、を含有する。
【０００８】
＜（Ａ１）成分＞
（Ａ１）成分は、数平均分子量１００００以上３００００未満のポリアミド樹脂である。ポリアミド樹脂としては、例えば、ラクタム類から誘導される構造単位を含む脂肪族ポリアミド樹脂、アミノカルボン酸の重合によって得られる脂肪族ポリアミド樹脂、炭素数４〜１２の飽和脂肪酸ジカルボン酸と炭素数２〜１２の脂肪族ジアミンとの重縮合によって得られる脂肪族ポリアミド樹脂、熱可塑性の芳香族ポリアミド樹脂などが挙げられる。
【０００９】
ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド４，６、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド６，１０、ポリアミド６，１２、ポリアミドＭＸＤ，６（ＭＸＤ：ｍ−キシリレンジアミン）、ポリアミド６，Ｔ、ポリアミド６，Ｉ、ポリアミド１１、ポリアミド１２、などが挙げられる。
【００１０】
ポリアミド樹脂は、吸水性が良く、耐薬品性に優れるため、導電繊維用の樹脂として好適に用いられる。加えて、ポリアミド樹脂は、カーボンブラックを添加したときに紡糸性の低下を抑制しやすい。
ポリアミド樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。ポリアミド樹脂を２種以上併用する場合には、例えば、公知の混練機や共押出機などを適宜選択して、混練、共押出などしてもよい。
【００１１】
（Ａ１）成分の数平均分子量は１００００以上３００００未満であり、１００００以上２００００以下が好ましく、１１０００以上１５０００以下がより好ましい。（Ａ１）成分の数平均分子量が上記下限値以上であると、導電繊維用ポリアミド樹脂組成物（以下、単に樹脂組成物ともいう）の紡糸性を向上しやすい。（Ａ１）成分の数平均分子量が上記上限値以下であると、樹脂組成物の押出性を向上しやすい。
数平均分子量は、対象とする高分子の合計重量を高分子の分子数で除した平均の分子量をいう。数平均分子量は、ＧＰＣ法（ゲル浸透クロマトグラフィー）により測定できる。
【００１２】
（Ａ１）成分の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して、４０質量％以上８０質量％以下が好ましく、４５質量％以上７５質量％以下がより好ましく、５０質量％以上７０質量％以下がさらに好ましく、５５質量％以上６５質量％以下が特に好ましい。（Ａ１）成分の含有量が上記下限値以上であると、樹脂組成物の紡糸性を向上しやすい。（Ａ１）成分の含有量が上記上限値以下であると、樹脂組成物の押出性を向上しやすい。
【００１３】
＜（Ａ２）成分＞
（Ａ２）成分は、数平均分子量３００００以上５０００００以下のポリアミド樹脂である。（Ａ２）成分としては、（Ａ１）成分と同様のポリアミド樹脂が挙げられる。（Ａ２）成分のポリアミド樹脂の種類は、（Ａ１）成分のポリアミド樹脂の種類と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００１４】
（Ａ２）成分の数平均分子量は３００００以上５０００００以下であり、３００００以上４０００００以下が好ましく、３２０００以上２５００００以下がより好ましく、３５０００以上１０００００以下がさらに好ましい。（Ａ２）成分の数平均分子量が上記下限値以上であると、樹脂組成物の紡糸性を向上しやすい。（Ａ２）成分の数平均分子量が上記上限値以下であると、樹脂組成物の押出性を向上しやすい。
【００１５】
（Ａ２）成分の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して、５質量％以上２５質量％以下が好ましく、１０質量％以上２０質量％以下がより好ましい。（Ａ２）成分の含有量が上記下限値以上であると、樹脂組成物の紡糸性を向上しやすい。（Ａ２）成分の含有量が上記上限値以下であると、樹脂組成物の押出性を向上しやすい。
【００１６】
（Ａ１）成分／（Ａ２）成分で表される質量比は、２．５以上１５以下が好ましく、４以上１０以下がより好ましく、６以上８以下がさらに好ましい。（Ａ１）成分／（Ａ２）成分で表される質量比が上記下限値以上であると、樹脂組成物の紡糸性を向上しやすい。（Ａ１）成分／（Ａ２）成分で表される質量比が上記上限値以下であると、樹脂組成物の押出性を向上しやすい。
【００１７】
（Ａ１）成分の含有量と（Ａ２）成分の含有量との合計（以下、「（Ａ１）＋（Ａ２）の含有量」ともいう）は、樹脂組成物の総質量に対して、５０質量％以上８５質量％以下が好ましく、６０質量％以上７５質量％以下がより好ましい。（Ａ１）＋（Ａ２）の含有量が上記下限値以上であると、樹脂組成物の紡糸性を向上しやすい。（Ａ１）＋（Ａ２）の含有量が上記上限値以下であると、樹脂組成物の押出性を向上しやすい。
【００１８】
（Ａ２）成分のＧＰＣ法（ゲル浸透クロマトグラフィー）にて測定を行った分子量分布のピークトップと、（Ａ１）成分のＧＰＣ法にて測定を行った分子量分布のピークトップとの差は、２５０００以上３０００００以下が好ましく、３００００以上２５００００以下がより好ましい。前記ピークトップの差が上記範囲内であると、樹脂組成物の紡糸性をより向上しやすい。
【００１９】
本発明では、数平均分子量の異なる２種類のポリアミド樹脂を併用することにより、後述するカーボンブラックの分散性を向上し、樹脂組成物に高い導電性を付与できる。加えて、数平均分子量の異なる２種類のポリアミド樹脂を併用することにより、樹脂組成物の押出性及び紡糸性をより向上できる。その結果、高い導電性を有する樹脂組成物の生産性と品質とを向上できる。
【００２０】
＜（Ｂ）成分＞
（Ｂ）成分は、カーボンブラックである。カーボンブラックとしては、導電性カーボンブラックとして上市されているものが挙げられ、特に限定されるものではない。具体的には、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が挙げられる。ファーネスブラックは、気体もしくは液体の原料を反応炉中で連続的に熱分解して製造される。チャンネルブラックは、原料ガスを燃焼させてその炎をチャンネル鋼底面にあて急冷し析出させて製造される。サーマルブラックは、ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰り返すことにより製造される。アセチレンブラックは、特にアセチレンガスを原料として製造される。
（Ｂ）成分としては、通常行われている酸化処理がなされたカーボンブラックや、黒鉛化処理されたカーボンブラック等も使用できる。
【００２１】
（Ｂ）成分として用いるカーボンブラックは、ＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下が好ましく、１００ｍ２／ｇ以上６５０ｍ２／ｇ以下がより好ましく、３００ｍ２／ｇ以上６５０ｍ２／ｇ以下がさらに好ましい。ＢＥＴ比表面積が上記下限値以上であると樹脂組成物中のカーボンブラックの含有量を少量に抑えることができ、樹脂組成物の押出性及び紡糸性を向上しやすい。ＢＥＴ比表面積が上記上限値以下であると、カーボンブラックの分散性を向上しやすい。
【００２２】
ＢＥＴ比表面積は、窒素吸着によりＢＥＴ法で測定された比表面積のことをいう。ＢＥＴ比表面積は、ＡＳＴＭ  Ｄ３０３７に準拠した方法で測定される。例えば、脱気したカーボンブラックを含む容器を液体窒素に浸漬させ、平衡時におけるカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定し、この値から比表面積（ｍ２／ｇ）を算出する。
【００２３】
（Ｂ）成分の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して、１５質量％以上３５質量％以下であり、１５質量％以上３０質量％以下が好ましく、１５質量％以上２５質量％以下がより好ましく、２０質量％以上２５質量％以下がさらに好ましい。カーボンブラックの含有量が上記下限値以上であると、樹脂組成物に導電性を付与しやすい。カーボンブラックの含有量が上記上限値以下であると、樹脂組成物の押出性及び紡糸性を向上しやすい。
なお、（Ａ１）成分と（Ａ２）成分と（Ｂ）成分との含有量の合計は、１００質量％を超えない。
【００２４】
＜任意成分＞
本発明の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物は、樹脂組成物の導電性、押出性及び紡糸性を損なわない範囲で、任意成分を適宜配合しても良い。任意成分としては、例えば、（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分以外のポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂以外の樹脂などが挙げられる。（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分を含めた全樹脂の含有量は、樹脂組成物の総質量に対して、６５質量％以上８５質量％以下が好ましい。任意成分として配合される樹脂成分の含有量は、全樹脂の総質量に対して、例えば、０質量％以上１０質量％以下が好ましい。全樹脂中の（Ａ１）＋（Ａ２）の含有量は、例えば、９０質量％以上１００質量％以下が好ましく、９５質量％以上１００質量％以下がより好ましく、１００質量％が最も好ましい。
なお、樹脂の相溶性を考慮すると、樹脂は、ポリアミド樹脂のみであることが好ましい。
【００２５】
任意成分としては、他に、難燃剤、顔料、染料、補強剤（炭素繊維など）、充填剤、耐熱剤、耐候剤、滑剤、離型剤、結晶核剤、可塑剤、流動性改良剤、帯電防止剤、相溶化剤、安定剤などが挙げられる。これらの任意成分の含有量としては、樹脂組成物の物性を損なわない範囲内であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００２６】
［導電繊維用ポリアミド樹脂組成物の製造方法］
本発明の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物の製造方法は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、タンブラーやヘンシェルミキサーなどの予備混合機に各成分を同時に添加して均一に混合する方法、特定成分を個別に、定量・定容フィーダを用いて混練機に供給する方法などが挙げられる。また、導電繊維用ポリアミド樹脂組成物を製造するための装置としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、二軸押出機、単軸押出機、ロール、ニーダー、バンバリーミキサーなどが挙げられる。これらの中でも、上流側供給口と１カ所以上の下流側供給口を備えた二軸押出機が、（Ａ１）成分と（Ａ２）成分とを、カーボンブラックの供給前に混練することができるという点で、好ましい。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
各実施例及び比較例で使用した原料、測定・評価方法は、以下の通りである。
【００２８】
［使用原料］
＜（Ａ１）成分＞
Ａ１−１：１０１１ＦＢ、宇部興産（株）製、数平均分子量（Ｍｎ）＝１１０００。
Ａ１−２：Ａ−１０１２、ユニチカ（株）製、Ｍｎ＝１００００。
＜（Ａ２）成分＞
Ａ２−１：アミラン（登録商標）ＣＭ１０６１Ｘ０１、東レ（株）製、Ｍｎ＝５７０００。
Ａ２−２：アミラン（登録商標）ＣＭ１０４１−Ｃ、東レ（株）製、Ｍｎ＝３８０００。
＜（Ｂ）成分＞
Ｂ−１：ライオナイト（登録商標）ＥＣ−２００Ｌ、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ（株）製、ＢＥＴ比表面積３７７ｍ２／ｇ。
Ｂ−２：アセチレンブラック粒状品、デンカ（株）製、ＢＥＴ比表面積６９ｍ２／ｇ。
【００２９】
［押出性の評価］
導電繊維用ポリアミド樹脂組成物のペレットを押出成形機（Ｘｐｌｏｒｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＸｐｌｏｒｅシリーズＭＣ−１５、ノズル径１ｍｍ）に連続供給した際の初期及び３０分経過後のノズル出力圧力を読み取り、その差を圧力上昇度（ＭＰａ）とし、押出性の指標とした。評価は、以下の基準に従って行った。
（評価基準）
◎：圧力上昇度１．２ＭＰａ以下。
○：圧力上昇度１．２ＭＰａ超２．０ＭＰａ以下。
×：圧力上昇度２．０ＭＰａ超。
【００３０】
［紡糸性の評価］
＜高速製糸性＞
導電繊維用ポリアミド樹脂組成物のペレットを押出成形機（Ｘｐｌｏｒｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＸｐｌｏｒｅシリーズＭＣ−１５、ノズル径１ｍｍ）により、樹脂温度２８０℃で溶融押出し、得られた線状物を巻取機にて巻き取った。このとき、回転数を１０（ｍ／ｍｉｎ）から徐々に上昇させ、糸切れが発生した速度（ｍ／ｍｉｎ）を記録した。測定を３回行い、３回の平均値を高速製糸性とした。
＜繊維径の標準偏差＞
導電繊維用ポリアミド樹脂組成物のペレットを押出成形機（Ｘｐｌｏｒｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＸｐｌｏｒｅシリーズＭＣ−１５、ノズル径１ｍｍ）により、樹脂温度２８０℃で溶融押出し、得られた線状物を巻取機にて巻き取った。このとき、得られた線状物の繊維径が約１００μｍになるように回転数をそれぞれ設定した。得られた線状物の繊維径を長さ方向１０ｃｍ毎に１０点測定した。それら１０点の標準偏差を算出し評価した。評価は、以下の基準に従って行った。
（評価基準）
◎：高速製糸性７００ｍ／ｍｉｎ以上、かつ、繊維径の標準偏差０．１以下。
○：高速製糸性４００ｍ／ｍｉｎ以上、かつ、繊維径の標準偏差０．３以下。
×：高速製糸性４００ｍ／ｍｉｎ未満、または、繊維径の標準偏差０．３超。
【００３１】
［導電性の評価］
＜体積抵抗率＞
各例で得られた繊維（線状物）の体積抵抗率を横河電気（株）製デジタルマルチメーターＭｏｄｅｌ２５０６Ａで測定した。測定は１０点について行い、得られた値の常用対数で表した。１０点の平均値及び標準偏差を求め、導電性を以下の基準に従って評価した。
なお、体積抵抗率の算出は下記式にて行った。
体積抵抗率（Ｌｏｇ  Ω・ｃｍ）＝Ｌｏｇ（抵抗値（Ω）×繊維の断面積（ｃｍ２）÷繊維の長さ（ｃｍ））
（評価基準）
◎：体積抵抗率の平均値１．５ＬｏｇΩ・ｃｍ以下、かつ、体積抵抗率の標準偏差０．１以下。
○：体積抵抗率の平均値２．０ＬｏｇΩ・ｃｍ以下、かつ、体積抵抗率の標準偏差０．３以下。
×：体積抵抗率の平均値２．０ＬｏｇΩ・ｃｍ超、または、体積抵抗率の標準偏差０．３超。
【００３２】
［実施例１〜９、比較例１〜４］
２軸押出機ＮＲ−ＩＩ（ナカタニ機械製、スクリュー口径５７ｍｍ）の元ホッパーから、（Ａ１）成分及び（Ａ２）成分を定量フィーダにて供給した。前記（Ａ１）成分及び前記（Ａ２）成分が溶融したところで導電性カーボンブラック（Ｂ１）及び（Ｂ２）を定量フィーダにより、サイドフィーダを通して強制的に前記２軸押出機に供給し、混練して押出成形し、ストランド状のコンパウンドを得た。（Ａ１）成分、（Ａ２）成分、（Ｂ１）成分、及び（Ｂ２）成分の配合比率（質量％）は、表１〜２に示す通りとした。
続いて、前記コンパウンドを冷却後、ペレタイザ（ナカタニ機械製、ＧＦ５）を用いて円柱状ペレット（直径２ｍｍ、長さ２〜４ｍｍ）を得た。次に、得られた円柱状ペレットを押出成形機（Ｘｐｌｏｒｅ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＸｐｌｏｒｅシリーズＭＣ−１５、ノズル径１ｍｍ）により、樹脂温度２８０℃で溶融押出し、得られた線状物を巻取機にて所定の速度で巻き取ることで導電繊維を得た。
得られた導電繊維について、押出性、紡糸性、導電性の評価を行い、その結果を表１〜２に示す。
【００３３】
【表１】
2019026688.tif 000002
【００３４】
【表２】
2019026688.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、本発明を適用した実施例１〜９は、押出性、紡糸性、導電性いずれの評価も「◎」または「○」であった。
一方、表２に示すように、（Ｂ）成分の量が少なく、本発明の適用範囲外である比較例１は、体積抵抗率の平均値が「×」で、導電性が低かった。（Ｂ）成分の量が多く、本発明の適用範囲外である比較例２は、押出性、紡糸性がともに「×」で、ハンドリングに劣ることが確認できた。（Ａ２）成分を含有しない比較例３は、紡糸性が「×」で、ハンドリングに劣ることが確認できた。（Ａ１）成分を含有しない比較例４は、押出性が「×」で、ハンドリングに劣ることが確認できた。
【００３６】
これらの結果から、本発明の導電繊維用ポリアミド樹脂組成物によれば、高い導電性を有する導電繊維を提供でき、押出性と紡糸性とを向上できることが分かった。