(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香族ポリエステルを芯成分とし、芳香族ポリエステル９６〜８５重量％と高導電性カーボンブラックを４〜１５重量％との混合物１００重量部に対し、アイオノマー樹脂０．０５〜５重量部を含有させた組成物を鞘成分とする芯鞘複合構造からなることを特徴とする導電性ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記芯成分と鞘成分との重量比率が５０：５０〜９５：５の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の導電性ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
下記の方法により測定した屈曲摩耗回数が１００回以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性複合モノフィラメント。
［屈曲摩耗回数の測定方法］
ＪＩＳ  Ｌ−１０９５−９．１０．２Ｂに準じて、固定されたφ１．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＪＩＳ  Ｇ  ３５２２  ピアノ線Ａ種））の上に接触させたモノフィラメントを、前記摩擦子の左右各５５度角度で斜め下に設けたフリーローラー２個（ローラー間距離１００ｍｍ）の下に掛け、別の１個のフリーローラーの上を介して、前記モノフィラメントの一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットする。次いで、モノフィラメントを摩擦速度１２０往復／分、片道ストロ−ク２５ｍｍで摩擦子に接触往復させて、同一試料につき１０本のモノフィラメントについて夫々鞘成分に剥離が発生するまでの擦過往復回数を求め、この回数の平均値を屈曲摩耗回数とする。
【請求項４】
モノフィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ2 ）／抵抗値測定値時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１０6 Ω・ｃｍ未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性複合モノフィラメント。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性ポリエステルモノフィラメントを緯糸および／または経糸の少なくとも一部に使用してなることを特徴とする工業用織物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐摩耗性および帯電防止性を有する導電性ポリエステルモノフィラメントおよびそれを使用した工業用織物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、熱可塑性ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレートは、優れた力学特性、化学特性を有しており、繊維、フィルムなどの成形品として広く用いられてきた。
【０００３】
しかしながら、ポリエステルは導電性が極めて低いため、静電気が帯電しやすいことに起因して種々の問題を有していた。例えば、ポリエステルモノフィラメントを、小麦粉などの粉体篩分けフィルター、搬送用ベルト、紙おむつや生理製品などのサニタリー製品製造時に使用される乾燥および搬送用ベルト、抄紙機のドライヤーキャンバスなどの工業用織物に用いると、使用中に発生する静電気が織物に蓄積し、粉塵の製品への付着や、放電火花のよる引火・爆発等の危険性を招き、操業に支障をきたすという欠点を有していた。
【０００４】
従来よりこの問題に対処するため種々の改良が試みられてきた。例えば、ポリエステルモノフィラメントからなる織物の一部に、銅線などの金属線を交織した工業用織物が知られているが、これは使用中に金属線に錆が発生したり、織物が接触するローラーを擦過するなどの問題があるため実用的ではなかった。
【０００５】
また、導電性のカーボンブラックを高濃度にブレンドした導電性ナイロン樹脂を鞘に用いた導電性芯鞘複合モノフィラメントを、ポリエステルモノフィラメント織物に交織した工業用織物も用いられてきたが、この場合にはポリエステルモノフィラメントとナイロンモノフィラメントの吸湿時の寸法安定性が異なるため、乾燥機内などで使用中に織物にうねりが発生するばかりか、導電性ナイロンモノフィラメントの製造時に、導電性カーボンブラックを高濃度にブレンドしたナイロン樹脂の流動性が悪いため、均一な芯鞘複合糸が得られないなどの問題を有していた。
【０００６】
また、ポリエステル繊維に導電性を付与する手段についても種々提案されてきた。例えば、芯が芳香族ポリエステル／脂肪族ポリエステル（混合重量比率８０／２０〜９８／２）の混合ポリマーおよび導電性カーボンブラックとの混合物から成り、鞘が芳香族ポリエステルから成る導電性複合繊維（例えば、特許文献１参照）が知られている。しかし、この導電性複合繊維においては、鞘成分に導電性カーボンブラックが存在しないため導電性が不充分であるばかりか、芯成分に対し導電性カーボンブラックを実質的には２０〜３０重量％と多量に混合する必要があるため、紡糸の際に紡糸口金周辺汚れが多発し、その結果コブ糸や線径斑の発生という不具合が招かれ、さらには長時間の安定した生産が困難になるという問題があった。
【０００７】
さらに、フィラメント断面外周部の回転対象位置に導電付与物質であるカーボンブラックを用いた導電成分を点在させた複合構造を有する導電性複合繊維（例えば、特許文献２参照）、および高導電性カーボンブラック４〜１５重量％と、ブチレンテレフタレート単位および／またはブチレンテレフタレート単位９０〜９８％と、脂肪族ジカルボン酸のジブチルエステル単位１０〜２重量％とからなる共重合成分で構成される共重合ポリエルテル９６〜８５重量％との混合物から成る導電性ポリエステルモノフィラメント（例えば、特許文献３参照）が提案されている。しかし、これらの繊維はいずれも高導電性カーボンブラックを含むポリマーを紡糸機内で溶融し、押出した後で延伸されるため、高導電性カーボンブラックの鎖状構造が破壊されて十分な導電性が得られないばかりか、製造の各工程において、金属製の機器との摩耗により鞘成分の剥離が起きやすいという問題があった。
【０００８】
さらにまた、繊維形成性熱可塑性重合体成分と、導電性物質と熱可塑性重合体との混合物質成分とからなる複合繊維であって、導電性物質としてヨウ化銅微粒子と体積固有抵抗値を１００Ω・ｃｍ以下に調整した酸化第二スズで表面コーティングした導電性酸化チタン微粒子との混合物を用いた導電性複合繊維（例えば、特許文献４参照）が提案されているが、この導電性複合繊維の電気比抵抗値は高々１０6 Ω・ｃｍのオーダーであり、上述した特許文献２に記載される導電性複合繊維などに比べても、十分な導電性を有しないばかりか、表面コーティング部の剥離が起きやすいという問題があった。
【特許文献１】特開昭５６―  ８５４２３号公報
【特許文献２】特開昭６１―２６６６１５号公報
【特許文献３】特開平  ６―  ６３２８６号公報
【特許文献４】特開昭６３―  ８５１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものであり、その目的とするところは、小麦粉などの粉体篩分けフィルター、搬送用ベルト、紙おむつや生理製品などのサリタリー製品製造時に使用される乾燥および搬送用ベルト、および抄紙機のドライヤーキャンバスなどの工業用織物などに好適な性能を有する従来よりも優れた耐摩耗性を付与した導電性ポリエステルモノフィラメントおよびこのモノフィラメントを用いた各種工業用織物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、芳香族ポリエステルを芯成分とし、芳香族ポリエステル９６〜８５重量％と高導電性カーボンブラックを４〜１５重量％との混合物１００重量部に対し、アイオノマー樹脂０．０５〜５重量部を含有させた組成物を鞘成分とする芯鞘複合構造からなることを特徴とする導電性ポリエステルモノフィラメントが提供される。
【００１１】
なお、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントにおいては、
前記芯成分と鞘成分との重量比率が５０：５０〜９５：５の範囲にあること、
後述する方法により測定した屈曲摩耗回数が１００回以上であること、および
モノフィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ2 ）／抵抗値測定値時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１０6 Ω・ｃｍ未満であること
が、いずれも好ましい条件として挙げられる。
【００１２】
また、本発明の工業用織物は、上記の導電性ポリエステルモノフィラメントを緯糸および／または経糸の少なくとも一部に使用してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下に説明するとおり、耐摩耗性および帯電防止性に優れた導電性ポリエステルモノフィラメントおよび工業用織物を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明について詳細に説明する。
【００１５】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントは、芳香族ポリエステルを芯成分とし、芳香族ポリエステル９６〜８５重量％と高導電性カーボンブラックを４〜１５重量％との混合物１００重量部に対し、アイオノマー樹脂０．０５〜５重量部を含有させた組成物を鞘成分とする芯鞘複合構造からなることを特徴とするものである。
【００１６】
上記の構成からなる本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントは、後述する方法により測定した屈曲摩耗回数が１００回以上であり、モノフィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ2 ）／抵抗値測定値時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１０6 Ω・ｃｍ未満と、従来の導電性複合繊維に比較して極めて優れた摩耗性と導電性を有するものである。
【００１７】
すなわち、従来の高導電性カーボンブラックを含むポリマを、複合紡糸口金を使用して溶融複合紡糸機から共押出された導電性モノフィラメントは、延伸工程で高導電性カーボンブラックを含むポリマも延伸されてポリマ分子が配合し、それに伴い高導電性カーボンブラックの鎖状構造が破壊されるため、導電性が低下するばかりか、製造の各工程において、金属製の機器との摩耗により鞘成分の剥離が起こすという問題があったが、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントにおいては、高導電性カーボンブラックを含むポリマ脂に対し、さらにアイオノマー樹脂０．０５〜５重量％を含有させることによって、高導電性カーボンブラックの鎖状構造が破壊されず、高導電性カーボンブラックが持つ本来の導電性能を失うことなく、これをフィラメントに担時させることができ、その結果従来よりも優れた摩耗性と導電性を発現することが可能となるのである。
【００１８】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントにおける芯成分を構成する芳香族ポリエステルとは、芳香族ジカルボン酸あるいはそのジアルキルエステルなどの二官能性成分とグリコール成分とからなるものを主体とするが、特にポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）を主体とするものが好ましい。ここでいうＰＥＴは、ホモポリエステルであってもコポリエステルであってもよく、共重合成分として、例えばアジピン酸、セバシン酸、フタル酸、ナフタレン―２、６―ジカルボン酸、５―ナトリウムスルホイソフタル酸などのジカルボン酸成分、トリメリット酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸成分、р―オキシエトキシ安息香酸などのオキシカルボン酸成分、およびテトラメチレングルコール、ヘキサメチレングルコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチレルグリコール、ポリオキシアルキシレングリコール、р―キシレングリコール、１，４―シクロヘキサンジメタノール、５―ナトリウムスルホレゾルシンなどのジオール成分を含んでいてもよい。また、目的に応じて酸化チタン、シリカ、アルミナなどの無機粒子を添加したものであってもよい。
【００１９】
上記芯成分を構成する芳香族ポリエステルの極限粘度は、通常０．６以上であればよいが、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントを抄紙ドライヤーキャンバス等に用いる場合には、耐久性の面から０．６８以上のものを用いることが有利である。ここでいう極限粘度とは、フェノール／テトラクロルエタン（１／１）溶液中２５℃で測定した粘度より求めた極限粘度であり、［η］で表わされる値である。
【００２０】
一方、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントにおける鞘成分を構成する芳香族ポリエステルとしては、前記芯成分と同じＰＥＴであることが好ましいが、ＰＥＴに代えてポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート等の他のポリエステルを使用することも可能である。そして、鞘成分を構成する芳香族ポリエステルの極限粘度は、前記芯成分ポリエステルの極限粘度とほぼ同レベルであることが望ましい。
【００２１】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントの鞘成分に含有される高導電性カーボンブラックとしては、高導電性を有するものであれば特に制限はないが、なかでもＤＢＰ給油量（９ｇ法）が３４０ｍｌ／１００ｇ以上のファーネス系カーボンブラックの使用が望ましい。このようなファーネス系カーボンブラックとしては、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製“ケッチェンブラック”（商標）ＥＣや、“ケッチェンブラック”（商標）ＥＣ６００ＪＤが知られている。なおカーボンブラックとしては、ＤＢＰ給油量が３４０ｍｌ／１００ｇ以下のアセチレンブラックも知られているが、これは上記“ケッチェンブラック”（商標）ＥＣなどと比較して導電性が低く、アセチレンブラックの使用により満足する導電性を得るためには、例えば“ケッチェンブラック”（商標）ＥＣの約３倍の添加量が必要になり、ポリエステルの流動性が低下する傾向が招かれる。
【００２２】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントの鞘成分に含有されるアイオノマー樹脂とは、ポリエチレンの分子鎖にカルボン酸基の側鎖があり、そのカルボン酸基の一部が金属陽イオンによって分子鎖間で架橋されている構造をもつ樹脂をいう。このようなアイオノマー樹脂としては、三井ケミカル社製“ハイミラン”（商標）が知られている。
【００２３】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントの鞘成分中の上記高導電性カーボンブラックの含有量は、芳香族ポリエステルに対し４〜１５重量％の範囲である。ここで、高導電性カーボンブラックとして“ケッチェンブラック”（商標）ＥＣを用いる場合の鞘成分中の含有量は７〜１５重量％が好ましく、“ケッチェンブラック”（商標）ＥＣ６００ＪＤを用いる場合は４〜８重量％が好ましい。高導電性カーボンブラックの含有量が上記範囲より多いと、樹脂の流動性が低下し、得られるモノフィラメントの線径ばらつき（以下、線径斑という）が大きくなったり、溶融紡糸が困難になるため好ましくない。また、高導電性カーボンブラックの含有量が上記範囲より少ないと、得られるモノフィラメントの導電性が不十分となるため好ましくない。高導電性カーボンブラックと芳香族ポリエステルとの混合は、公知の方法、例えば２軸混練押し出し機やドウミキサーなどで加圧下に混練することにより得ることができる。
【００２４】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントの鞘成分中のアイノマー樹脂の含有量は０．０５〜５重量％、特に０．２〜４重量％の範囲である。アイノマー樹脂の量が上記の範囲以下であると、耐摩耗性の改良効果が得られず、また上記の範囲を越えると、原料の紡糸機への押しこみが不安定になり操業性が困難悪化するため好ましくない。
【００２５】
本発明でいう導電性ポリエステルモノフィラメントとは、１本の単糸からなる連続糸であって、このモノフィラメントの断面形状はいかなるものでもよく、例えば丸、楕円、３角、Ｔ、Ｙ、Ｈ、＋、５葉、６葉、７葉、８葉、などの多様形状、正方型、長方型、菱形および繭型などを挙げることができる。また、これらの形状を一部変更してもよい。耐摩耗性、姿勢安定性、平滑性の観点からは、丸断面であることが好ましい。
【００２６】
なお、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントの断面直径は、用途によって適宜選択できるが、０．０１〜３ｍｍの範囲が最もよく使用される。
【００２７】
また、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントの必要強度は、用途により異なるが、１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。
【００２８】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントの製造方法は、何ら特殊な方法を必要とせず、公知の芯鞘複合紡糸方法により行なうことができる。
【００２９】
本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントにおける芯鞘複合比率は、芯成分：鞘成分が重量比率で５０：５０〜９５：５、特に６５：３５〜９０：１０の範囲にあることが必要である。鞘成分の比率が芯成分より多くなると、導電性は向上するものの、モノフィラメントの強度が低下するため好ましくない。一方、鞘成分の比率が上記の範囲より少なくなると、導電性が不十分になるばかりか、耐摩耗性が低下するため好ましくない。
【００３０】
かくして得られた本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントは、十分な導電性を有し、糸物性も十分であり、摩耗が著しく抑制されたものとなることから、各種の工業用織物における帯電防止線材として有用である。
【００３１】
なお、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントを、小麦粉や米粉および各種澱紛などの食用粉体の篩分けフィルター用途に供する場合は、これらのモノフィラメントの外層を、さらに導電性カーボンブラックを含まないポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、弗素樹脂などの樹脂で被覆（以下、表面被覆という）することにより、まれに発生する導電ポリエステルの黒色脱落物が食用粉体に混入するのを防止することが好ましい。この場合の表面被覆方法としては、公知の３重芯鞘複合紡糸方法や、コーティング方法などを採用することができる。
【００３２】
本発明の工業用織物は、織物の緯糸および／または経糸の少なくとも一部に、上記の導電性ポリエステルモノフィラメントを用いて製織した各種工業用織物である。この工業用織物の織り方としては、用途によって適宜選択することができ、例えば、平織り、綾織り、２重織り、３重織りなど公知の織り方を採用することができる。
【００３３】
本発明の工業用織物は、使用中における帯電による障害を防ぐことができ、かつ耐摩耗性に優れるため、種々の用途に使用することができ、例えば、小麦粉などの粉体篩分けフィルター、搬送用ベルト、紙おむつや生理製品などのサニタリー製品製造時に使用される乾燥および搬送用ベルト、および抄紙機のドライヤーキャンバスなどとして好適に用いることができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。実施例中の％および部は、特にことわりのない限り重量％および重量部を示す。なお、実施例の各種特性の評価は以下に記載の方法に準じて行った。
【００３５】
［耐摩耗性］
ＪＩＳ  Ｌ−１０９５−９．１０．２Ｂに準じて、固定されたφ１．０ｍｍの摩擦子（硬質鋼線（ＪＩＳ  Ｇ  ３５２２  ピアノ線Ａ種））の上に接触させたモノフィラメントを、前記摩擦子の左右各５５度角度で斜め下に設けたフリーローラー２個（ローラー間距離１００ｍｍ）の下に掛け、別の１個のフリーローラーの上を介して、前記モノフィラメントの一端に０．１９６ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重をかけてセットする。次いで、モノフィラメントを摩擦速度１２０往復／分、片道ストロ−ク２５ｍｍで摩擦子に接触往復させて、同一試料につき１０本のモノフィラメントについて夫々鞘成分に剥離が発生するまでの擦過往復回数を求め、この回数の平均値を屈曲摩耗回数とする。なお、耐摩耗性は、本評価における屈曲摩耗回数が大きいほど好ましい。
【００３６】
［体積固有抵抗値］
東亜電波工業（株）製、極超絶縁計ＳＭ−１０型を使用して測定した。ポリエステルモノフィラメント試料５ｃｍの両端を、電気抵抗の極めて低いクリンプ（電極）で十分把持し、印加して糸の抵抗値を測定し、次の計算式により体積固有抵抗値を求めた。なお、測定時の周囲条件は温度２０℃、湿度６５％とした。
【００３７】
体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）＝測定抵抗値（Ω）×糸の断面積（ｃｍ2 ）／電極間距離                              （ｃｍ）
なお、体積固有抵抗値は小さいほうが好ましい。
【００３８】
［操業性］
連続押し出し紡糸を行う際の状態を観察し、糸切れおよび原料の紡糸機への押し込み安定性を次の基準で評価した。
【００３９】
丸・・・全て良好
三角・・糸切れはない、原料押し込みやや不安定であるが操業可能
バツ・・糸切れあり、原料押し込み不安定であるため操業不可能。
【００４０】
[実施例１〜９、比較例１〜４]
極限粘度が１．０５のＰＥＴチップを芯成分とし、極限粘度が０．６７のＰＥＴチップに対し、ケッチェンブラックＥＣ（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製品）およびアイオノマー樹脂（三井ケミカル社製“ハイミラン”）を、それぞれ表１に示した割合で配合した組成物を鞘成分として、それぞれ２基のエクストルダーを有する複合紡糸機に供給し、溶融混練をした後に、２８０℃の温度で表１に示した複合比で溶融複合紡糸し、紡出複合糸条を７０℃の冷却浴で冷却固化した後に、引き続き９３℃の温水で３．６倍に延伸し、引き続き１８０℃の熱風の雰囲気中で再延伸することにより、トータル５．５倍の延伸を行った。次いで、０．８５倍で弛緩熱セットをし、それぞれ直径０．３ｍｍ、円形断面の芯鞘複合型導電性ポリエステルモノフィラメントを得た。
【００４１】
このようにして得られた各芯鞘複合型導電性ポリエステルモノフィラメントの耐摩耗性、体積固有抵抗値および製糸工程における操業性について評価した結果を表１に併せて示す。
【００４２】
【表１】
0004682305.tif 000002
【００４３】
表１の結果から明らかなように、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメント（実施例１〜９）は、優れた導電性を保持すると共に、耐摩耗性が飛躍的に向上したものであり、安定した操業性のもとに製造することができる。
【００４４】
[実施例１０]
実施例２で得た芯鞘複合型導電性ポリエステルモノフィラメントを緯糸に用いて２重織りの工業用織物を作製した。この工業用織物を抄紙機のドライヤーキャンバス工程で実用に供したところ、従来の芯鞘複合型導電性ポリエステルモノフィラメント（比較例４のもの）を緯糸に使用した工業用織物に比較して、はるかに耐久性の優れるものであった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上説明したように、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントは、従来よりも優れた耐摩耗性を有し、工業用資材、特に工業用織物用資材として有用である。
【００４６】
また、本発明の導電性ポリエステルモノフィラメントを使用した工業用織物は、耐久性に優れ、帯電防止効果を有するため、例えば、小麦粉などの紛体篩分けフィルター、搬送用ベルト、紙おむつや生理製品などのサニタリー製品製造時に使用される乾燥および搬送用ベルト、および抄紙機のドライヤーキャンバスなどの帯電しやすい工程に使用される各種工業用織物などとして好適に用いることができる。