(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の短い繊維及びフィラーを含むポリマー繊維を含み、金属の短い繊維が分散された相としてポリマー繊維内に分布されておりかつ分散された相としての金属の短い繊維がポリマー繊維の軸と平行に分布されており、フィラーがポリマー繊維内に分散されておりかつ金属の短い繊維の間に分布されている微細構造を有する、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維であって、該ポリマーが熱可塑性樹脂であり、該フィラーがポリマーの加工温度で溶融せず、該金属が、低融点金属であり、単一成分金属及び金属合金の少なくとも１つから選択され、２０〜４８０℃の範囲にあり同時に該ポリマーの加工温度より低い融点を有し、金属の短い繊維とポリマー繊維との体積比が、０．０１：１００〜４：１００の範囲にある、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２】
金属の短い繊維とポリマー繊維との体積比が、０．１：１００〜４：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項３】
金属の短い繊維とポリマー繊維との体積比が、０．５：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項２に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項４】
金属が、１００〜２５０℃の範囲の融点を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項５】
金属が、１２０〜２３０℃の範囲の融点を有することを特徴とする、請求項４に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項６】
金属としての単一成分金属が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の元素金属であり；金属としての金属合金が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の２つ以上の金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の少なくとも１つとの金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと、銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の少なくとも１つと、ケイ素元素及び炭素元素から選択される少なくとも１つと、によって形成される合金である、ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項７】
金属の短い繊維が、１２μm以下の直径を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項８】
金属の短い繊維が、８μm以下の直径を有することを特徴とする、請求項７に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項９】
金属の短い繊維が、３μm以下の直径を有することを特徴とする、請求項７に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１０】
ポリマーが、９０〜４５０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１１】
ポリマーが、１００〜２９０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項１０に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１２】
ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリエステルの１つから選択されることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１３】
フィラーとポリマーとの重量比が、０．１：１００〜３０：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１４】
フィラーとポリマーとの重量比が、０．５：１００〜１０：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項１３に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１５】
フィラーとポリマーとの重量比が、１：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項１３に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１６】
フィラーが、５００μm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１７】
フィラーが、３００μm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項１６に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１８】
フィラーが、非導電性フィラー及び／又は導電性フィラーであることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１９】
非導電性フィラーが、非導電性金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、非金属炭化物、金属水酸化物、金属酸化物、非金属酸化物及び天然鉱石の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１８に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２０】
非導電性フィラーが、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、塩化銀、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ、アスベスト、タルク、カオリン、マイカ、長石、ウラストナイト及びモンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１８に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２１】
モンモリロナイトが、非修飾の純粋なモンモリロナイト及び有機修飾モンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項２０に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２２】
有機修飾モンモリロナイトが、有機第四級アンモニウム塩修飾モンモリロナイト、第四級ホスホニウム塩修飾モンモリロナイト、シリコーン修飾モンモリロナイト、シロキサン修飾モンモリロナイト及びアミン修飾モンモリロナイトの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項２１に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２３】
導電性フィラーが、単一成分金属、金属合金、金属酸化物、金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、金属水酸化物、導電性ポリマー及び導電性炭素材料の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１８に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２４】
導電性フィラーが、金、銀、銅、鉄、金合金、銀合金、銅合金、鉄合金、二酸化チタン、三酸化二鉄、四酸化三鉄、酸化銀、酸化亜鉛、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン及び線状導電性ポリアニリンの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１８に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２５】
フィラーが、ナノスケールフィラーであることを特徴とする、請求項１６〜２４のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２６】
ナノスケールフィラーが、１００nm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項２５に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２７】
ナノスケールフィラーが、５０nm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項２６に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２８】
カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項２４に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２９】
請求項１〜２８のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維を製造するための方法であって、以下の工程を含む方法：
工程１：所定量のポリマー、フィラー及び金属を含む成分を溶融ブレンディングして、ポリマー／フィラー／金属のブレンドを得る工程；
工程２：工程１で得られたポリマー／フィラー／金属のブレンドを紡糸機器中で紡糸して、ポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を得る工程；及び
工程３：工程２で得られたポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を、使用されるポリマーの融点より低くかつ使用される低融点金属の融点以上の温度の範囲内で加熱しながら延伸して、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維を得る工程。
【請求項３０】
工程３における加熱しながらの延伸の延伸倍率が、２倍以上であることを特徴とする、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
工程３における加熱しながらの延伸の延伸倍率が、５倍以上であることを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
工程３における加熱しながらの延伸の延伸倍率が、１０倍以上であることを特徴とする、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
低融点金属が、連続相としてのポリマーマトリクス内に、分散された相として均一に分布されており、フィラーが、低融点金属粒子間に分散されている、微細形態を有する、ポリマー／フィラー／低融点金属のブレンドであって、該ポリマーが熱可塑性樹脂であり、該フィラーがポリマーの加工温度で溶融せず、該低融点金属が、単一成分金属及び金属合金の少なくとも１つから選択され、２０〜４８０℃の範囲にあり同時に該ポリマーの加工温度より低い融点を有し、低融点金属とポリマーとの体積比が、０．０１：１００〜４：１００の範囲にあり、該フィラーが、非導電性フィラー及び／又は導電性フィラーであり、前記導電性フィラーが、金属酸化物、金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、金属水酸化物、導電性ポリマー及び導電性炭素材料の少なくとも１つである、ポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項３４】
低融点金属とポリマーとの体積比が、０．１：１００〜４：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項３３に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項３５】
低融点金属とポリマーとの体積比が、０．５：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項３４に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項３６】
低融点金属が、１００〜２５０℃の範囲の融点を有することを特徴とする、請求項３３〜３５のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項３７】
低融点金属が、１２０〜２３０℃の範囲の融点を有することを特徴とする、請求項３６に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項３８】
低融点金属としての単一成分金属が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の元素金属であり；低融点金属としての金属合金が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の元素中の２つ以上の金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の少なくとも１つとの金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと、銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の元素中の少なくとも１つと、ケイ素元素及び炭素元素から選択される少なくとも１つと、によって形成される合金である、ことを特徴とする、請求項３３〜３７のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項３９】
ポリマーが、９０〜４５０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項３３〜３８のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４０】
ポリマーが、１００〜２９０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項３９に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４１】
ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリエステルの１つから選択されることを特徴とする、請求項３９又は４０に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４２】
フィラーとポリマーとの重量比が、０．１：１００〜３０：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項３３〜４１のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４３】
フィラーとポリマーとの重量比が、０．５：１００〜１０：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項４２に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４４】
フィラーとポリマーとの重量比が、１：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項４２に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４５】
フィラーが、５００μm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項３３〜４４のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４６】
フィラーが、３００μm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項４５に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４７】
非導電性フィラーが、非導電性金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、非金属炭化物、金属水酸化物、金属酸化物、非金属酸化物及び天然鉱石の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３３〜４６のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４８】
非導電性フィラーが、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、塩化銀、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ、アスベスト、タルク、カオリン、マイカ、長石、ウラストナイト及びモンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３３〜４６のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項４９】
モンモリロナイトが、非修飾の純粋なモンモリロナイト及び有機修飾モンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項４８に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項５０】
有機修飾モンモリロナイトが、有機第四級アンモニウム塩修飾モンモリロナイト、第四級ホスホニウム塩修飾モンモリロナイト、シリコーン修飾モンモリロナイト、シロキサン修飾モンモリロナイト及びアミン修飾モンモリロナイトの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項４９に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項５１】
導電性フィラーが、二酸化チタン、三酸化二鉄、四酸化三鉄、酸化銀、酸化亜鉛、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン及び線状導電性ポリアニリンの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３３〜４６のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項５２】
フィラーが、ナノスケールフィラーであることを特徴とする、請求項３３〜５１のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項５３】
ナノスケールフィラーが、１００nm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項５２に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項５４】
ナノスケールフィラーが、５０nm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項５３に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項５５】
カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項５１に記載のポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成繊維の分野に関する。具体的には、本発明は、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維及びそれを製造するための方法に関し、対応するポリマー／フィラー／金属のブレンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
天然繊維と比較して、合成繊維は、低価格、低密度及び低吸湿などの特徴を有し、これらは、日常生活において、織物及び衣類、並びに織ったバッグなどの分野で広く使用されている。しかしながら、合成繊維は、良好な電気絶縁特性及び高い抵抗性を有し、それらの使用の間に静電気を生じる傾向があり、したがって、工業生産と人の生活の両方に害を及ぼす。更に、高い技術発展に伴い、静電気及び静電粉塵吸着は、現代の電子機器の動作不良、短絡、信号損失、ビットエラー及び低い歩留まりの直接の要因の１つである。石油、化学工学、精密機械、炭鉱、食品、医薬品及び他の産業において、静電保護に対する特別な要望がある。したがって、静電気によって引き起こされる損害を低下させるための優れた電気特性を有する繊維の開発が非常に緊急の主題になってきている。
【０００３】
カーボンナノチューブは、６員炭素環によって構成されたカールしたグラファイト様ナノスケール管状構造である。カーボンナノチューブは優れた電気的及び機械的特性を有するので、これらはポリマー系複合材又は複合繊維の分野において広く使用されている。しかしながら、ナノ粒子自体の高い表面エネルギーのために、カーボンナノチューブは重大な凝集作用を有し、それによってナノ粒子の充填量及びコストの増加を導く。同時に、大量のナノ粒子の充填は、繊維生産に対しても困難を引き起す。いかにしてカーボンナノチューブの量を低下させ、生産の困難性を低下させるかが解決されるべき緊急の課題である。
【０００４】
複合導電性フィラー技術に第三の成分を加えることは、繊維の導電効率を効果的に改善しかつカーボンナノチューブの含有量を低下させるための有効な方法である。特許文献１は、ポリプロピレン／ナノ二酸化スズ／カーボンナノチューブの複合繊維を製造するための方法を開示している。その技術は、複合繊維の抵抗を減少させるが、加えられる第三の成分もナノ粒子であり、これは、原料の加工困難性の増加、粗い繊維表面、手触りの悪さ、機械的特性の低下及び生産の間に容易に破断する繊維などを導く。
【０００５】
近年、国内及び海外の両方で、ポリマー／低融点金属の複合材料の分野において新たな発展が起こっている。高い導電性、容易な加工及びその他の特徴の故に、ポリマー複合材料の分野において、低融点金属が新たなフィラーとして広く使用されている。特許文献２は、ポリマー／低融点金属の複合線及びその製造方法を開示しており、特許文献３は、スキン−コア複合材電磁シールド繊維及びその製造方法を開示している。上記の２つの技術は、スキン−コア複合材技術を使用した、ポリマーで被覆された低融点金属線又は繊維を製造するための方法に関する。しかしながら、その技術には特別な複合材紡糸機械が必要であり、繊維のコア層としての金属の割合は増加する。その技術は繊維の比較的低い抵抗を保証するが、これらは大量の金属の添加を必要とし、これは生産コストを増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０２４０９４２１号明細書
【特許文献２】中国特許出願公開第１０２０２１６７１号明細書
【特許文献３】中国特許出願公開第１０２１４０７０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
低い体積抵抗率及び良好な手触り（滑らかな繊維表面）を有する複合繊維を単純かつ低コストの方法で製造可能とするために、本発明を提示する。
【０００８】
本発明の目的は、良好な帯電防止性及び手触りを有するポリマー／フィラー／金属の複合繊維を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、前述のポリマー／フィラー／金属の複合繊維を製造するための方法を提供することである。当該方法によって、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維は、インサイチュの方法によって、すなわち、ポリマー繊維の製造の間に、分散された相としての低融点金属が金属粒子から金属の短い繊維へと延伸及び変形される製造方法によって、製造される。系中のフィラーの存在の故に、系の粘性はブレンディングの間に大きく増加する。同じ剪断速度の条件下で、系はより大きな剪断作用を受けて、その結果、低融点金属はポリマー材料のマトリクス中でより小さい分散粒子サイズを有する。一方、これはまた、衝突後の金属粒子の再結合の可能性を低下させ、これにより、より小さな粒子サイズの金属粒子、より多数の金属粒子及びより小さな金属粒子間距離が導かれる。従って、金属粒子がインサイチュで金属繊維に変形される場合、前記短い繊維はより小さな直径及びより小さな繊維間距離を有する。更に、導電性フィラー（例えば、カーボンナノチューブ）の場合では、金属繊維の間に分散されている導電性フィラーも連結作用を有し、それによって、より小さい金属充填量で繊維の帯電防止特性を改善する目的が達成される。本発明の方法は、繊維生産用の既存の一般的な装置で実施され、その結果、当該製造方法は、良好な利用可能性及びより低い装置コストを有する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維は、フィラー及び金属の短い繊維を含むポリマー繊維を含み、その微細構造は、金属の短い繊維が分散された相としてポリマー繊維内に分布されておりかつ分散された相としての金属の短い繊維がポリマー繊維の軸と平行に分布されており；フィラーがポリマー繊維内に分散されておりかつ金属の短い繊維の間に分布されているものである。フィラーの存在の故に、短い繊維は、より小さな直径及びより短い繊維間距離を有する。加えて、導電性フィラー（例えば、カーボンナノチューブ）の場合では、導電性フィラーも、金属の短い繊維を連結するように作用するので、導電ネットワークを形成しやすく、その結果、製造される複合繊維の帯電防止特性が改善され、そして繊維の良好な手触りが維持される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例５で製造されたポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維のナノＸ線トモグラフィー（Nano-CT）写真である。透過モード下、図中の黒色の長い帯状の物質は金属繊維であり、オフホワイトの円筒状の物質はポリマー繊維である。金属繊維は、複合繊維の延伸方向と平行に配置されている。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の範囲内で、「平行に分布されている」は、金属の短い繊維がポリマー繊維の軸と平行に配向されていることを意味する。とは言え、複合繊維の製造方法（例えば、延伸方法）によって決定されるように、少数の金属の短い繊維が、ポリマー繊維の軸からの特定の角度で配向されることが可能であり、本発明において記載される「平行に分布されている」はそのような状況も包含する。
【００１３】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維において、ポリマー繊維のポリマーは、熱可塑性樹脂、好ましくは９０〜４５０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂、より好ましくは１００〜２９０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であり、最も好ましくは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド又はポリエステルなどの１つから選択される。ポリアミドは、先行技術における任意の種類の紡糸可能なポリアミド、好ましくはナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１又はナイロン１２を含む。ポリエステルは、先行技術における任意の紡糸可能なポリエステル、好ましくはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）又はポリトリメチレンテレフタラート（ＰＴＴ）であり得る。
【００１４】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中のフィラーは、ポリマーの加工温度で溶融しないフィラーである。本発明において、フィラーの形状に制限はない。フィラーは、任意の形状のフィラーであり得、球状又は球状様、楕円状、線状、針状、繊維形状、棒状、シート状などであり得る。フィラーがポリマーマトリクス中に分散され得かつ最終的に製造された繊維の直径より小さい限りは、これらのフィラーのサイズはまったく制限されない。３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法が５００μm未満、好ましくは３００μm未満であるフィラーが好ましく；先行技術のナノスケールフィラー、すなわち、ゼロ次元、一次元又は二次元サイズがナノサイズを達成し得るフィラー、好ましくは１又は２次元サイズがナノサイズに達し得るフィラーがより好ましい。ここで、ゼロ次元ナノスケールフィラーは、直径が好ましくはナノスケールである、ちょうど球状又は球状様フィラーであり；１次元ナノ材料は、径サイズがナノスケールである、ちょうど線状、針状、繊維形状及び他の形状のフィラーであり；そして２次元ナノ材料は、厚さがナノスケールである、シート状フィラーである。いわゆるナノスケールサイズは、一般に、１００nm未満のサイズを指すが、カーボンナノチューブなどの先行技術において公知の幾つかのナノスケールフィラーについては、それらの直径サイズは数十ナノメートル〜数百ナノメートルの範囲であるが、これらはナノスケールとして慣例上認められる。別の例として、ナノスケールの硫酸カルシウムウィスカーは、一般に、数百ナノメートルの平均直径を有するが、それもまたナノスケールとして慣例上認められる。従って、本発明におけるナノサイズのフィラーは、本明細書において、先行技術において慣例上認められるナノスケールフィラーを指す。ナノスケールフィラーは、その３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法がより好ましくは１００nm未満、最も好ましくは５０nm未満を有する。
【００１５】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中のフィラーは、導電性フィラー及び／又は非導電性フィラーであり得る。導電性フィラー及び非導電性フィラーは、先行技術に開示されるような任意の種類の様々な導電性及び非導電性フィラーであり得る。一般に、非導電性フィラーと導電性フィラーとを区別するために、先行技術においては粉体抵抗性が指標として使用されており、１×１０９Ω・cm未満の粉体抵抗性を有するフィラーが導電性フィラーとして知られており、１×１０９Ω・cm以上の粉体抵抗性を有するフィラーが非導電性フィラーとして知られている。
【００１６】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中の導電性フィラーは、好ましくは、単一成分金属、金属合金、金属酸化物、金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、金属水酸化物、導電性ポリマー、導電性炭素材料の少なくとも１つ、より好ましくは、金、銀、銅、鉄、金合金、銀合金、銅合金、鉄合金、二酸化チタン、三酸化二鉄、四酸化三鉄、酸化銀、酸化亜鉛、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン及び線状導電性ポリアニリンの少なくとも１つである。
【００１７】
１つの実施態様において、本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中のフィラーは、カーボンナノチューブである。カーボンナノチューブは、先行技術における任意の種類のカーボンナノチューブであり得、それは、一般に、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの少なくとも１つから、好ましくは多層カーボンナノチューブから、選択される。カーボンナノチューブは、０．４〜５００nmの直径、０．１〜１０００μｍの長さ及び０．２５〜２．５×１０６のアスペクト比を有し、好ましくは、１〜５０nmの直径、１〜５０μｍの長さ及び１〜１×１０３のアスペクト比を有する。
【００１８】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中の非導電性フィラーは、好ましくは、非導電性金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、非金属炭化物、金属水酸化物、金属酸化物、非金属酸化物及び天然鉱石の少なくとも１つ、より好ましくは、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、塩化銀、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ、アスベスト、タルク、カオリン、マイカ、長石、ウラストナイト及びモンモリロナイトの少なくとも１つである。
【００１９】
１つの実施態様において、本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中のフィラーは、モンモリロナイトである。モンモリロナイトは、先行技術において開示されるような任意の種類のモンモリロナイト（一般に、先行技術における非修飾の純粋なモンモリロナイト及び／又は有機修飾モンモリロナイトを含む）であり得、それは好ましくは有機修飾モンモリロナイトである。
【００２０】
非修飾の純粋なモンモリロナイトは、モンモリロナイトを水に分散させることによって得られた懸濁液の異なるｐＨ値に従って、非酸性モンモリロナイトと酸性モンモリロナイトとに分類され得る。本発明における非修飾の純粋なモンモリロナイトは、好ましくは、ナトリウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、カルシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、マグネシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、酸性カルシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、アルミニウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、ナトリウムカルシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、カルシウムナトリウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、ナトリウムマグネシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、マグネシウムナトリウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、ナトリウムアルミニウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、アルミニウムナトリウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、マグネシウムカルシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、カルシウムマグネシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、カルシウムアルミニウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、アルミニウムカルシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、マグネシウムアルミニウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、アルミニウムマグネシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、カルシウムマグネシウムアルミニウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、マグネシウムカルシウムアルミニウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト、ナトリウムマグネシウムカルシウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト及びカルシウムマグネシウムナトリウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイトの少なくとも１つである。
【００２１】
有機修飾モンモリロナイトは、粘土薄膜間の陽イオン界面活性剤と交換性陽イオンとの間のイオン交換反応によって得られる有機修飾モンモリロナイト、及び／又は修飾剤と粘土の表面における活性ヒドロキシルとの間のグラフト反応よって得られる有機修飾モンモリロナイト、好ましくは、有機第四級アンモニウム塩修飾モンモリロナイト、第四級ホスホニウム塩修飾モンモリロナイト、シリコーン修飾モンモリロナイト、シロキサン修飾モンモリロナイト及びアミン修飾モンモリロナイトの少なくとも１つから選択される。
【００２２】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維は、０．１：１００〜３０：１００、好ましくは０．５：１００〜１０：１００、より好ましくは１：１００〜２：１００の範囲のフィラーとポリマー繊維との重量比を有する。
【００２３】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中の金属の短い繊維の金属は、低融点金属、すなわち、２０〜４８０℃、好ましくは１００〜２５０℃、より好ましくは１２０〜２３０℃の融点を有する単一成分金属及び金属合金の少なくとも１つであり、そして、同時にポリマーの加工温度より低い融点を有する。
【００２４】
好ましくは、金属としての単一成分金属は、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の元素金属であり；金属としての金属合金は、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の２つ以上の金属合金（スズ−ビスマス合金など）であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の少なくとも１つとの金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと、銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の元素中の少なくとも１つと、ケイ素元素及び炭素元素から選択される少なくとも１つと、によって形成される合金である。
【００２５】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維は、０．０１：１００〜２０：１００、好ましくは０．１：１００〜４：１００、より好ましくは０．５：１００〜２：１００の範囲の金属の短い繊維とポリマー繊維との体積比を有する。
【００２６】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維において、ポリマー繊維中に分散されている金属の短い繊維は、好ましくは１２μm以下、より好ましくは８μm以下、最も好ましくは３μm以下の直径を有する。
【００２７】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維を製造するための方法は、以下の工程を含む：
【００２８】
工程１：所定量のポリマー、フィラー及び金属を含む成分を溶融ブレンディングして、ポリマー／フィラー／金属のブレンドを得る工程。
【００２９】
ここで、前記の溶融ブレンディングは、熱可塑性樹脂を溶融ブレンディングするための従来の加工条件を使用する。
【００３０】
得られたポリマー／フィラー／金属のブレンドの微細形態は、分散された相としての金属が連続相としてのポリマーマトリクス（熱可塑性樹脂）中に均一に分布されている形態である。フィラーは、金属粒子間に分散されている。系中のフィラーの存在のために、ブレンド系の粘性は大きく増加する。同じ剪断速度の条件下で、系はより大きな剪断作用を受けて、それによって低融点金属はポリマーマトリクス中でより小さい分散された粒子サイズを有する。一方、これはまた、衝突後の金属粒子の再結合の可能性を低下させ、それにより、より小さい粒子サイズの金属粒子、より多数の金属粒子及び金属粒子間のより小さい距離が導かれる。
【００３１】
工程２：工程１で得られたポリマー／フィラー／金属のブレンドを紡糸機器中で紡糸して、ポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を得る工程。
【００３２】
ここで、前記の紡糸機器は、先行技術において一般的に使用される紡糸機器である。使用される熱可塑性樹脂を紡糸するための通常の紡糸条件下で、通常の紡糸及び巻き取り速度が紡糸に使用される。典型的には、巻き取り速度が速いほど得られる複合繊維の直径は小さくなり、金属の短い繊維の直径が小さいほど最後に得られる複合繊維の電気特性はより良好になる。
【００３３】
工程３：工程２で得られたポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を、使用されるポリマーの融点より低くかつ低融点金属の融点以上の温度の範囲内で加熱しながら延伸して、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維を得る工程。
【００３４】
ここで、加熱しながらの延伸は、好ましくは２倍以上、より好ましくは５倍以上、最も好ましくは１０倍以上である、通常の延伸倍率を使用する。延伸倍率の増加に伴って、金属の短い繊維の直径はより小さくなり、複合繊維の電気特性は改善される。同時に、系中のフィラーの存在のために、工程１で得られたポリマー／フィラー／金属のブレンドの分散された相の金属粒子の粒子サイズはより小さくなり、金属粒子の数はより多くなり、そして金属粒子間の距離はより小さくなる。従って、工程２及び工程３の後に得られる複合繊維において、金属の短い繊維はより小さい直径を有し、金属の短い繊維の間の距離はより小さく、それによって複合繊維の電気特性はより良好である。
【００３５】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維を製造するための方法の工程１において用いられるポリマー、フィラー及び金属を溶融ブレンディングする方法は、ゴム及びプラスチック加工における一般的な溶融ブレンディング方法であり、ブレンディング温度は熱可塑性樹脂の通常の加工温度であり、すなわち、それは、使用される熱可塑性樹脂の分解を導くことなく、使用される熱可塑性樹脂と金属との完全な溶融を確実にする範囲内で選択されるべきである。加えて、加工ニーズに従って、熱可塑性樹脂の加工のための従来の添加剤の適量がブレンディング材料に加えられ得る。ブレンディングの間、熱可塑性樹脂、フィラー及び金属、並びにその他の様々な成分が、溶融ブレンディング用の計量又はその他の手段を介して溶融ブレンディング装置に同時に加えられ得る；最初に、一般的な混合装置を介して様々な成分を予め均一に混合して、次いで、ゴム及びプラスチックのブレンディング装置を介してこれらを溶融ブレンディングすることも可能である。
【００３６】
製造方法の工程１において使用されるゴム及びプラスチックのブレンディング装置は、オープンミル、密閉式混合機、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機又はトルクレオメーターなどであり得る。材料混合装置は、高速撹拌機、ニーダーなどの先行技術における機械混合装置から選択される。
【００３７】
製造方法の工程１において、原料は、抗酸化剤、可塑剤及びその他の加工添加剤などのプラスチック加工分野において一般的に使用される添加剤を更に含み得る。これらの一般的な添加剤の量は、従来の量であるか、又は実情に従って適切に調整され得る。
【００３８】
本発明の複合繊維を製造するための方法の工程３における加熱しながらの延伸は、本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維の獲得を確実にするために必須条件である。工程１において、系中のフィラーの存在のために、ブレンド系の粘性は大きく増加する。同じ剪断速度の条件下で、系はより大きな剪断作用を受けて、それによってポリマーマトリクス中に分散されている低融点金属の粒子サイズはより小さくなる。一方、これはまた、衝突後の金属粒子の再結合の可能性を低下させ、それにより、より小さい粒子サイズの金属粒子、より多数の金属粒子及び金属粒子間のより小さい距離が導かれる。これは、本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維の獲得を保証する。そのように得られたポリマー／フィラー／金属の複合繊維の微細形態は、金属の短い繊維が分散された相としてポリマー繊維内に分布されておりかつ分散された相としての金属の短い繊維がポリマー繊維の軸と平行に分布されており；フィラーが金属の短い繊維の間に分散されている形態である。フィラーの存在のために、当該短い繊維は、より小さい直径及び繊維間のより短い距離を有する。加えて、導電性フィラー（例えば、カーボンナノチューブ）の場合では、導電性フィラーは、連結作用を追加的に有し、従って導電性ネットワークをより形成しやすく、それによって製造される繊維の帯電防止性が改善され、繊維の良好な手触りが維持される。同時に、金属の短い繊維がポリマー繊維内部に配置されるため、これは曲げ、伸ばし、折りたたみ、磨耗及び洗浄時にそのような損傷から金属の短い繊維を保護し、金属層の表面の容易な酸化及び容易な剥離又は金属粉体の容易な凝集の問題を解決し、それによって減少した帯電防止効果が導かれる。更に、金属の添加は、ポリマー／フィラーの複合繊維の困難な紡糸の問題を解決する。紡糸方法は、非常に円滑であり、破断される繊維が顕著に低下する。
【００３９】
特に、先行技術における導電性繊維を製造する場合、延伸倍率の増加に伴って、導電性フィラー間の距離は増加し、元の導電性ネットワークは延伸によって破壊される。それ故、先行技術における導電性繊維の延伸倍率の増加に伴って、導電性フィラーが決定される条件下では、繊維の破断点強度は増加するが、電気特性は減少する傾向にある。本発明において、金属は適切な温度で延伸され、次いで、金属は延伸とともにより長くなる。更に、繊維の軸に垂直な面では、延伸倍率の増加に伴って金属繊維間の距離が継続的に減少する。加えて、導電性フィラー（例えば、カーボンナノチューブ）の場合では、導電性フィラーは連結作用も有し、従って導電性ネットワークをより形成しやすい。そのような特別な構造は、結果として、延伸倍率の増加に伴って本発明の複合繊維の内部導電性ネットワークを継続的に改善することになり、それによって本発明の複合繊維の電気特性は改善し続ける。従って、延伸倍率の増加及び破断点強度の増加に伴って、本発明の複合繊維の電気特性は影響を受けることはないがそれと共に改善され、それによって本発明の複合繊維の機械特性及び電気特性を同時に改善する目的が達成される。
【００４０】
本発明は、コストを顕著に低下させかつ広範な利用可能性を有する、帯電防止性のポリマー／フィラー／金属の複合繊維を生産するための一般的な紡糸機器を採用することを提案する。本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維において使用される低融点金属は、ペレット化の間の加工性及び紡糸の間の繊維の紡糸性能を改善し得、生産効率を増加させ得、生産コストを低下させ得る。更に、組み合わせて使用するための幅広い範囲でそれらの融点間に差異を有する熱可塑性樹脂及び金属を選択することによって、生産条件を広げることができ、それによって生産を容易にすることができる。
【実施例】
【００４１】
本発明を、実施例とともに、以下に更に説明する。本発明の範囲はこれらの実施例によって限定されない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に提供される。
【００４２】
実施例中の実験データを、以下の装置及び測定方法によって決定する：
【００４３】
１．金属の短い繊維の直径及び長さを、以下のように測定する：化学溶媒を使用することによって複合繊維からポリマーマトリクスを除去した後、これらを環境制御型走査電子顕微鏡（米国のFEI社によって製造されたXL-30電界放出環境制御型走査電子顕微鏡）によって観察及び決定する。
【００４４】
２．複合繊維の破断点引張強度及び破断点伸度についての試験基準は、GB/T 14337-2008である。
【００４５】
３．複合繊維の体積抵抗率を試験するための方法は、以下のとおりである。１．約２cmの長さを有する複合繊維を選択し、試験電極として金属アルミニウムのホイルを導電性接着テープを用いて両端で接着し、電極の内端間の複合繊維の長さｔを測定する。２．光学顕微鏡を使用して、複合繊維の直径ｄを測定する。３．Shanghai Precision Instruments CorporationのPC-68高抵抗計によって、繊維の体積抵抗Ｒｖを測定する。４．繊維試験試料の体積抵抗率ρｖを、式：
【００４６】
【数１】
0006434492.tif 000002
【００４７】
に従って計算する。１０個の繊維を測定して、平均値を得る。
【００４８】
実施例１
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（Beijing Sanhe Dingxin Hi-tech Development Co., Ltd.、１３８℃の融点）及びカーボンナノチューブ（Beijing Cnano Technology、ブランドFT-9000、１１nmの平均直径、１０μmの平均長、多層カーボンナノチューブ）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は０．５：１００であり、カーボンナノチューブとポリプロピレンとの重量比は２：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００４９】
上記割合のポリマー、カーボンナノチューブ及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーター（英国のMalvernのRH70モデルキャピラリーレオメーター）に加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの５倍に延伸し（米国のINSTRON社の3326モデル万能材料試験機）、ポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【００５０】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．８７μm未満であった。長さは、６μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００５１】
実施例２
この実施例は、金属合金とポリマーの体積比が１：１００であったこと以外は、実施例１に記載したように実施した。得られたポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．１５μm未満であった。長さは、７．６μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００５２】
実施例３
この実施例は、金属合金とポリマーとの体積比が２：１００であったこと以外は、実施例１に記載したように実施した。得られたポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１及び表２に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、３．４６μm未満であった。長さは、９μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００５３】
比較例１
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／カーボンナノチューブの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１及び表２に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００５４】
実施例４
この実施例は、複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１０倍に延伸した以外は、実施例３に記載したように実施した。得られたポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１及び表２に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．４５μm未満であった。長さは、９μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００５５】
比較例２
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例４に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／カーボンナノチューブの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１及び表２に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００５６】
実施例５
この実施例は、複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸した以外は、実施例３に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１及び表２に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、０．８μm未満であった。長さは、６μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００５７】
比較例３
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例５に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／カーボンナノチューブの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１及び表２に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００５８】
実施例６
この実施例は、カーボンナノチューブとポリプロピレンとの重量比が１：１００であった以外は、実施例３に記載したように実施した。得られたポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【００５９】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．４６μm未満であった。長さは、５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００６０】
実施例７
この実施例は、カーボンナノチューブとポリプロピレンとの重量比が４：１００であった以外は、実施例３に記載したように実施した。得られたポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【００６１】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．４６μm未満であった。長さは、７μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００６２】
比較例４
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例６に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／カーボンナノチューブの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００６３】
実施例８
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びナノ二酸化チタン（日本のIshihara社の二酸化チタンFT-3000、２７０nmの平均直径及び５．１５μmの平均長）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は２：１００であり、二酸化チタンとポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００６４】
上記割合のポリマー、二酸化チタン及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／二酸化チタン／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．４６μm未満であった。長さは、５．９μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００６５】
比較例５
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例８に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／二酸化チタンの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００６６】
実施例９
この実施例は、二酸化チタンとポリプロピレンとの重量比が３０：１００であった以外は、実施例８に記載したように実施した。得られたポリマー／二酸化チタン／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、４．６６μm未満であった。長さは、５．３μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００６７】
比較例６
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例９に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／二酸化チタンの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００６８】
実施例１０
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びナノ二酸化チタン（日本のIshihara社の二酸化チタンFT-3000、２７０nmの平均直径及び５．１５μmの平均長）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は１：１００であり、二酸化チタンとポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００６９】
上記割合のポリマー、二酸化チタン及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの５倍に延伸し、ポリマー／二酸化チタン／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、４．４６μm未満であった。長さは、５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００７０】
比較例７
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１０に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／二酸化チタンの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００７１】
実施例１１
この実施例は、二酸化チタンとポリプロピレンとの重量比が３０：１００であった以外は、実施例１０に記載したように実施した。得られたポリマー／二酸化チタン／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、４．６６μm未満であった。長さは、５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００７２】
比較例８
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１１に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／二酸化チタンの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００７３】
実施例１２
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及び銀粉末（Ningbo Jingxin Electronic Materials Co., Ltd.、高密度の球状の銀粉末、５００nmの平均粒子サイズ、９６０℃の融点）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は２：１００であり、銀粉末とポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００７４】
上記割合のポリマー、銀粉末及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／銀粉末／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、３．４６μm未満であった。長さは、７．０μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００７５】
比較例９
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１２に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／銀粉末の繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００７６】
実施例１３
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及び銀粉末（Ningbo Jingxin Electronic Materials Co., Ltd.、高密度の球状の銀粉末、５００nmの平均粒子サイズ、９６０℃の融点）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は１：１００であり、銀粉末とポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００７７】
上記割合のポリマー、銀粉末及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合し、次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの５倍に延伸し、ポリマー／銀粉末／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、３．４６μm未満であった。長さは、７μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００７８】
比較例１０
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１３に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／銀粉末の繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００７９】
実施例１４
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びステンレス鋼繊維（Beijing Jinfubang Co. Ltd.、チョップド繊維、８μmの平均直径、融点１３５０℃）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は２：１００であり、ステンレス鋼繊維とポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００８０】
上記割合のポリマー、ステンレス鋼及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／ステンレス鋼／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．４６μm未満であった。長さは、８．０μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００８１】
比較例１１
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１４に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／ステンレス鋼繊維の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００８２】
実施例１５
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びステンレス鋼繊維（Beijing Jinfubang Co. Ltd.、チョップド繊維、８μmの平均直径、融点１３５０℃）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は１：１００であり、ステンレス鋼繊維とポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００８３】
上記割合のポリマー、ステンレス鋼及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの５倍に延伸し、ポリマー／ステンレス鋼／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、７．４６μm未満であった。長さは、７μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００８４】
比較例１２
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１５に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／ステンレス鋼繊維の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００８５】
実施例１６
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びポリアニリン（Tianjin Dewangmaite New Materials Technology Co. Ltd.、１００nmの平均直径及び１０μmの平均長を有するポリアニリンナノワイヤ）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は２：１００であり、ポリアニリンとポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００８６】
上記割合のポリマー、ポリアニリン及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／ポリアニリン／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、３．４６μm未満であった。長さは、７．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られなかった。
【００８７】
比較例１３
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１６に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／ポリアニリンの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られた。
【００８８】
実施例１７
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びポリアニリン（Tianjin Dewangmaite New Materials Technology Co. Ltd.、１００nmの平均直径及び１０μmの平均長を有するポリアニリンナノワイヤ）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は１：１００であり、ポリアニリンとポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００８９】
上記割合のポリマー、ポリアニリン及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの５倍に延伸し、ポリマー／ポリアニリン／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、６．４６μm未満であった。長さは、５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られなかった。
【００９０】
比較例１４
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１７に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／ポリアニリンの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られた。
【００９１】
実施例１８
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びモンモリロナイト（NanoCor, US、ブランドI.44PSS）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は２：１００であり、モンモリロナイトとポリプロピレンとの重量比は２：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００９２】
上記割合のポリマー、モンモリロナイト及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【００９３】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．４６μm未満であった。長さは、６．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００９４】
比較例１５
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例１８に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／モンモリロナイトの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【００９５】
実施例１９
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（Beijing Sanhe Dingxin Hi-tech Development Co., Ltd.、１３８℃の融点）及びモンモリロナイト（NanoCor, US、ブランドI.44PSS）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は０．５：１００であり、モンモリロナイトとポリプロピレンとの重量比は２：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【００９６】
上記割合のポリマー、モンモリロナイト及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【００９７】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．０６μm未満であった。長さは、７．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【００９８】
実施例２０
この実施例は、金属合金とポリマーとの体積比が１：１００であったこと以外は、実施例１９に記載したように実施した。得られたポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【００９９】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．１５μm未満であった。長さは、７．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１００】
実施例２１
この実施例は、複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの５倍に延伸した以外は、実施例１８に記載したように実施した。得られたポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【０１０１】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、３．０１μm未満であった。長さは、６．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１０２】
比較例１６
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例２１に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／モンモリロナイトの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１０３】
実施例２２
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びシロキサン修飾モンモリロナイト（NanoCor, US、ブランドI.44PSS）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は０．５：１００であり、モンモリロナイトとポリプロピレンとの重量比は２：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【０１０４】
上記割合のポリマー、モンモリロナイト及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの５倍に延伸し、ポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【０１０５】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．６６μm未満であった。長さは、５．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１０６】
実施例２３
この実施例は、金属合金とポリマーとの体積比が１：１００であったこと以外は、実施例２２に記載したように実施した。得られたポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【０１０７】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．４５μm未満であった。長さは、６．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１０８】
実施例２４
この実施例は、複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１０倍に延伸した以外は、実施例２１に記載したように実施した。得られたポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【０１０９】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．６７μm未満であった。長さは、８．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１１０】
比較例１７
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例２４に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／モンモリロナイトの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１１１】
実施例２５
この実施例は、モンモリロナイトとポリプロピレンとの重量比が０．５：１００であった以外は、実施例１８に記載したように実施した。得られたポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【０１１２】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、０．９μm未満であった。長さは、７．９μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１１３】
比較例１８
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例２５に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／モンモリロナイトの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１１４】
実施例２６
この実施例は、モンモリロナイトとポリプロピレンとの重量比が４：１００であった以外は、実施例１８に記載したように実施した。得られたポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【０１１５】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．０９μm未満であった。長さは、８．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１１６】
比較例１９
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例２６に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／モンモリロナイトの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１１７】
実施例２７
この実施例は、モンモリロナイトとポリプロピレンとの重量比が８：１００であった以外は、実施例１８に記載したように実施した。得られたポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【０１１８】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．４６μm未満であった。長さは、８．６μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１１９】
比較例２０
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例２７に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／モンモリロナイトの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１２０】
実施例２８
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びナノ炭酸カルシウム（Henan Keli、ブランドNLY-201、３０〜５０nmの範囲の粒子サイズ）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は２：１００であり、炭酸カルシウムとポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【０１２１】
上記割合のポリマー、炭酸カルシウム及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／炭酸カルシウム／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【０１２２】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．０６μm未満であった。長さは、７．８μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１２３】
比較例２１
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例２８に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／炭酸カルシウムの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１２４】
実施例２９
この実施例は、炭酸カルシウムとポリプロピレンとの重量比が３０：１００であった以外は、実施例２４に記載したように実施した。得られたポリマー／炭酸カルシウム／金属の複合繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。
【０１２５】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．０９μm未満であった。長さは、７．５μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１２６】
比較例２２
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例２９に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／炭酸カルシウムの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１２７】
実施例３０
本実施例は、ポリマーとしてポリプロピレン（Sinopec Ningbo Zhenhai Refining & Chemicals、ブランドZ30S、１６７℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及び硫酸カルシウムウィスカー（Zhengzhou Bokaili、ブランドnano calcium sulfate whisker、５００nmの平均直径）を使用した。スズ−ビスマス合金とポリプロピレンとの体積比は２：１００であり、硫酸カルシウムとポリプロピレンとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリプロピレン１００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【０１２８】
上記割合のポリマー、硫酸カルシウム及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：１９０℃、２００℃、２１０℃、２１０℃、２１０℃及び２００℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１５０℃で元の長さの１５倍に延伸し、ポリマー／硫酸カルシウム／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【０１２９】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、３．０６μm未満であった。長さは、８μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１３０】
比較例２３
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例３０に記載したように実施した。得られたポリプロピレン／硫酸カルシウムの繊維を様々な試験に供した。試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１３１】
実施例３１
本実施例は、ポリマーとしてポリアミド１１（Arkema, France、ブランドNatural D40、１７９℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びカーボンナノチューブ（Beijing Cnano Technology、ブランドFT-9000、１１nmの平均直径、１０μmの平均長、多層カーボンナノチューブ）を使用した。金属合金とポリマーとの体積比は２：１００であり、カーボンナノチューブとポリマーとの重量比は２：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリアミド１１  １００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【０１３２】
上記割合のポリマー、カーボンナノチューブ及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：２００℃、２１０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃及び２１０℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１７０℃で元の長さの１５倍に伸長して、ポリマー／カーボンナノチューブ／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【０１３３】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．４０μm未満であった。長さは、８．１μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１３４】
比較例２４
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例３１に記載したように実施した。ポリアミド／カーボンナノチューブの繊維についての試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１３５】
実施例３２
本実施例は、ポリマーとしてポリアミド１１（Arkema, France、ブランドNatural D40、１７９℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びシロキサン修飾モンモリロナイト（NanoCor, US、ブランドI.44PSS）を使用した。金属合金とポリマーとの体積比は２：１００であり、モンモリロナイトとポリマーとの重量比は２：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリアミド１１  １００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【０１３６】
上記割合のポリマー、モンモリロナイト及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：２００℃、２１０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃及び２１０℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１７０℃で元の長さの１５倍に伸長して、ポリマー／モンモリロナイト／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【０１３７】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．９０μm未満であった。長さは、５．１μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１３８】
比較例２５
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例３２に記載したように実施した。ポリアミド／モンモリロナイトの繊維についての試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１３９】
実施例３３
この実施例は、シロキサン修飾モンモリロナイトをナトリウム系の非修飾の純粋なモンモリロナイト（Zhejiang Fenghong New Materials Co., Ltd.）に交換した以外は、実施例３２に記載したように実施した。ポリアミド／モンモリロナイト／金属の繊維についての試験結果を表１に列挙する。
【０１４０】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、２．５０μm未満であった。長さは、４．５１μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１４１】
比較例２６
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例３３に記載したように実施した。ポリアミド／モンモリロナイトの繊維についての試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１４２】
実施例３４
本実施例は、ポリマーとしてポリアミド１１（Arkema, France、ブランドNatural D40、１７９℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びナノ二酸化チタン（日本のIshihara社の二酸化チタンFT-3000、２７０nmの平均直径及び５．１５μmの平均長）を使用した。金属合金とポリマーとの体積比は２：１００であり、二酸化チタンとポリマーとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリアミド１１  １００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【０１４３】
上記割合のポリマー、二酸化チタン及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：２００℃、２１０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃及び２１０℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１７０℃で元の長さの１５倍に伸長して、ポリマー／二酸化チタン／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【０１４４】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．３０μm未満であった。長さは、７．１μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１４５】
比較例２７
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例３４に記載したように実施した。ポリアミド／二酸化チタンの繊維についての試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１４６】
実施例３５
本実施例は、ポリマーとしてポリアミド１１（Arkema, France、ブランドNatural D40、１７９℃の融点）、金属合金としてスズ−ビスマス合金（１３８℃の融点）及びナノ炭酸カルシウム（Henan Keli、ブランドNLY-201、３０〜５０nmの範囲の粒子サイズ）を使用した。金属合金とポリマーとの体積比は２：１００であり、炭酸カルシウムとポリマーとの重量比は１０：１００であった。抗酸化剤１０１０（スイスのCiba-Geigyによって製造された）、抗酸化剤１６８（スイスのCiba-Geigyによって製造された）及びステアリン酸亜鉛（市販）を適量加えた；ここで、ポリアミド１１  １００重量部に基づいて、抗酸化剤１０１０の量は０．５部であり、抗酸化剤１６８の量は０．５部であり、そしてステアリン酸亜鉛の量は１部であった。
【０１４７】
上記割合のポリマー、炭酸カルシウム及び金属合金の上記原料を高速撹拌機中で均一に混合した。次いで、ドイツのHAAKE社のPolymLab二軸スクリュー押出機を使用して、これらを押出及びペレット化した。押出機の各ゾーンの温度：２００℃、２１０℃、２２０℃、２２０℃、２２０℃及び２１０℃（ダイ温度）。ペレットをキャピラリーレオメーターに加え、２００℃で紡糸して、複合前駆繊維を得た。ここで、プランジャー速度は５mm／分であり、巻き取り速度は６０ｍ／分であった。複合前駆繊維を１７０℃で元の長さの１５倍に伸長して、ポリマー／炭酸カルシウム／金属の複合繊維を得た。様々な試験を実施した。試験結果を表１に列挙する。
【０１４８】
走査型電子顕微鏡で観察されたように、複合繊維中の金属の短い繊維の直径は、１．５０μm未満であった。長さは、７．１μm以上であった。紡糸する間に破断繊維はほとんど見られず、得られた繊維は滑らかな表面を有していた。
【０１４９】
比較例２８
この比較例は、金属合金を加えなかった以外は、実施例３５に記載したように実施した。ポリアミド／炭酸カルシウムの繊維についての試験結果を表１に列挙する。紡糸する間に多数の破断繊維が見られ、得られた繊維は粗い表面を有していた。
【０１５０】
【表１】
0006434492.tif 000003
【０１５１】
【表２】
0006434492.tif 000004
【０１５２】
表２のデータから分かり得るように、低融点金属を含有しないポリマー／フィラーの複合繊維に対して、本発明の対応するポリマー／フィラー／低融点金属の複合繊維は、前駆体繊維の同じ延伸倍率で、より強い引張強度及びより強い破断点伸度を有していた。これらのデータは、ポリマー／フィラーの複合繊維に対して、少量の低融点金属の添加が、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維の破断点引張強度及び破断点伸度の増加と、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維の体積抵抗率の減少とを同時に達成し得ることを示した。
【図１】
0006434492.tif 000005