KR820001435B1 - Intergral electically conductive textile filament - Google Patents

Abstract

This patent relates to the whole textile materials, especially to the electrically-conductive textile filament which is used for making various sorts of anti-static textile fabrics. An electrically-conductive textile filament is comprised of 2 to 1000 electrically-conductive, axially-oriented fibre forming layers, on which purely-separated electrically conductive carbon black particles are uniformly scattered. The carbon black conc. contained in each layer is 30 wt. % to 70 wt. % in regard to the 2-layer, 30 wt. % to 70 wt. % to the 1000-layer.

Description

완전한 전도성 텍스타일 필라멘트Fully Conductive Textile Filament

제1도 및 제2도는 본 발명에 의한 완전한 전도성 텍스타일 필라멘트의 투시도.1 and 2 are perspective views of complete conductive textile filaments according to the present invention.

본 발명은 텍스타일 전반에 관한 것으로써, 특히 여러가지 종류의 대전방지성 직물을 만드는데 사용되는 전도성 텍스타일 섬유에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to textiles, and more particularly to conductive textile fibers used to make various types of antistatic fabrics.

종래, 직물을 이용하는 동안 그 결과로서 정전기가 축적되는 것을 섬유공업에서 오랫동안 관심을 가져왔던 현상이다.Conventionally, the accumulation of static electricity as a result of using the fabric is a phenomenon that has long been of interest in the textile industry.

정전기가 있으면 불편[예 : 옷이 몸에나 다른 옷에 들러 붙는것, 가구나 실내의 세정 회수를 늘리는 것, 카페트위를 걷고난 후 금속 문고를 잡았을때 쇼크가 생기는 것]할뿐 아니라 위험[예 : 정전기 방전에 의하여 생길 수 있는 불꽃은 병원에서도 특히 수술실에서 많이 사용되는 에테르와 공기의 혼합물과 같은 가연성 물질을 점화시킬 수 있다]하기도 하다.Static electricity is not only uncomfortable [e.g. clothes sticking to body or other clothes, increasing the frequency of cleaning of furniture or indoors, shocking when grabbing a metal library after walking on a carpet] Sparks from electrostatic discharges can ignite combustible materials such as mixtures of ether and air, which are often used in hospitals, especially in operating rooms.

이 모든 현상은 상대습도가 낮아지면 더 심해진다.All these phenomena get worse when the relative humidity is low.

불필요한 정전기 발생을 방지하는 많은 제안중 그 효율이나 성능면에서 가장 만족스러운 것은 전도성이 있는 섬유[예를 들면 금속섬유, 전도성 물질로 피복된 섬유, 전도성 블럭 공중합물이 길고 가는분자 상태로 분산되어 함유되어 있는 섬유, 전도성 물질이 피(sheath) 또는 심(core)형태로 함유된 복합섬유, 금속라미네이트 섬유]와 천연섬유나 인조섬유와 혼합하여 제직 편성, 제망터프트 또는 다른 조직을 만들어서 정전 부하가 발생되는 대로 쉽게 방전되게 하는 것이다.Among the many proposals for preventing unnecessary static electricity generation, the most satisfactory in terms of efficiency and performance is that conductive fibers [eg, metal fibers, fibers coated with conductive materials, conductive block copolymers are dispersed in a long, thin molecule state Fiber, composite fiber containing conductive material in the form of sheath or core, metal laminate fiber] and natural fiber or man-made fiber to form a weave knitting, mesh tuft or other tissue It is easy to discharge as it occurs.

이러한 방법과 구조에 관한 자료중 주목할만한 것은 미합중국특허 제2,129,594호, 제2,714,569호, 제3,069,746호, 제3,288,175호, 제3,329,557호, 제3,582,444호, 제3,582,445호, 제4,582,448호, 제3,586,597호, 제3,590,570호, 제3,637,908호, 제3,639,500호, 제3,729,449호, 제3,803,453호, 제3,823,035호와 문헌(Webber, "Metal Fibers", Modern Textile Mogazine, May, 1966,pp. 72∼75, 벨기에 특허 775,935,790,254)및 프랑스공화국 특허 제2,116,106호이다.Notable data on the method and structure are US Patent Nos. 2,129,594, 2,714,569, 3,069,746, 3,288,175, 3,329,557, 3,582,444, 3,582,445, 4,582,448, 3,586,597. 3,590,570, 3,637,908, 3,639,500, 3,729,449, 3,803,453, 3,823,035 and literature (Webber, "Metal Fibers", Modern Textile Mogazine, May, 1966, pp. 72-75, Belgian Patent 775,935,790,254) And French Patent 2,116,106.

그러나 이러한 방법들의 효율성과 편외성에도 불구하고 중요한 결점들이 있는 것이 발견되었다.However, despite the effectiveness and bias of these methods, significant shortcomings have been found.

가는 데이나의 금속섬유를 특히 모노필라멘트로 제조하는 것은 어렵고 비용도 많이든다.It is difficult and expensive to produce thin metal fibers, especially monofilaments.

또 그러한 섬유는 일반 방직섬유와 특성이 아주 상이하므로 혼방과 이후 공정에서 문제점등이 야기되고 얻어진 제품의 촉감에도 문제가 있다.In addition, such fibers have very different characteristics from general textile fibers, causing problems in blending and subsequent processes, and also causing problems in the feel of the obtained product.

한편 금속라미네이트 필라멘트는 일반 방직섬유와 물성이 비슷하므로 혼방과 이후공정에서 문제가 야기되지 않고 얻어진 제품의 촉감도 그런대로 괜찮다.On the other hand, metal laminate filaments are similar in physical properties to ordinary textile fibers, so there is no problem in blending and subsequent processes.

그러나 그러한 필라멘트는 혼방하는 천연섬유나 인조섬유에 비하여 아주 비싸다.However, such filaments are very expensive compared to blending natural or artificial fibers.

증기 침착이나 전착 또는 미세분말상의 전도물질을 함유한 접착제를 이용하여 표면을 코팅시킨 방직 섬유류들은 사용된 전도성 물질의 종류나 코팅방법에 따라서는 금속섬유나 금속라미네이트 필라멘트보다 비용이 적게 든다.Textile fibers coated with a surface using an adhesive containing vapor deposition, electrodeposition or fine powdery conductive material are less expensive than metal fibers or metallaminate filaments, depending on the type of conductive material used and the coating method.

그러나 그러한 코팅은 가끔 응집력이나 접착력이 낮고 특히 전도성 물질이 만족한 전도성을 얻기 위하여 높은 농도를 필요로 하는 경우에는 때때로 너무 두꺼워서 어떤 용도에는 실용성이 없다.However, such coatings are often low in cohesion or adhesion, and sometimes too thick, especially when conductive materials require high concentrations to achieve satisfactory conductivity, making them impractical for some applications.

따라서 일반적으로 비용을 낮추기 위하여는 섬유의 전도성의 내구성을 희생시킬 수 밖에 없다.Therefore, in general, in order to lower the cost can not but sacrifice the durability of the conductive conductivity of the fiber.

또한 분말상 합성 합체와 미세한 전도성 물질을 혼합시켜 필라멘트로 바로 만들거나 또는 그와 동일하거나 다른 고분자물을 필라멘트에 코팅시키는 것도 잘 알려져 있다.It is also well known to mix the powdered composite and the fine conductive material directly into filaments or to coat the filaments with the same or different polymers.

불행하게도 이러한 근본적으로 균질한 것의 혼합물은 전도성 물질의 농도가 높아야 한다.Unfortunately, these essentially homogeneous mixtures require high concentrations of conductive material.

그들은 일반적으로 방사하기 어렵고 설혹 되드라도 만들어진 필라멘트나 필라멘트 코팅물은 응집력이나 접착력이 아주 낮아서 내구성이 아주 결여되어 있다.They are generally hard to spin and, even so, made filaments or filament coatings have very low cohesion or adhesion and are very poor in durability.

전도성 고분자물질(예 : 폴리알킬렌에텔과 폴리아마이드의 블럭 공중합물)이 기조를 이루는 폴리머내에 길고 가는 분자상이나 필라멘트의 분자배향방향과 평행하게 층상으로 분산된 필라멘트상 중합체는 재생산 가능한 형태로는 얻기 어려우며 따라서 비용이 높아지거나 용도 범위가 좁아진다.Long, thin or filamentous polymers dispersed in layers parallel to the molecular orientation of the filaments are obtained in the polymer in which the conductive polymer material (e.g., block copolymer of polyalkylene ether and polyamide) is obtained in a reproducible form. Difficult to use, thus increasing costs or narrowing the range of applications.

피 또는 심 전도성 물질을 함유하고 있는 필라멘트상 중합체는 대부분 용도에는 매우 좋은 결과를 보여왔으나 그 용도가 약간 한정되어 있다.Filamentary polymers containing blood or seam conductive materials have shown very good results for most applications, but their use is slightly limited.

즉 매우 낮은 저항이 요구되는 용도에는 부적합하다.In other words, it is not suitable for applications requiring very low resistance.

다성분 필라멘트는 그 재료 방법이 일려져 있고(미합중국 특허 제3,531,368호 참조; 필라멘트의 축방향을 따라 연속적이고 가는 여러가닥의 필라멘트로 구성된 다성분 필라멘트에 관한 것이다)또 다성분 필라멘트를 한 성분에 전도성 카본 블랙등의 제전제를 첨가시키는 방법도 오래 되었지만(미합중국 특허 2,428,049, 3,582,448참조)다음에 명시하고 규정하는 본 발명은 어떤 뚜렷한 한가지 기술이 아니고 다음에 상술하게 되는 여러 요소들을 혼합하여 그 결과로서 위에서 예기한 여러기술들이 지니고 있는 결점들을 갖지 않는 필라멘트를 얻게되는 것이다.Multicomponent filaments are described in their material method (see US Pat. No. 3,531,368; relate to multicomponent filaments consisting of continuous and thin filaments along the axial direction of the filament) and conductive to one component of the multicomponent filaments Although methods of adding antistatic agents such as carbon black have long been established (see US Pat. Nos. 2,428,049, 3,582,448), the present invention as specified and defined below is not one distinct technique, but rather a combination of the various elements to be described below. You get filaments that don't have the drawbacks of many of the expected technologies.

따라서 본 발명의 주목적은 광범위한 전도성을 가지고 재생산이 가능하며 본래의 미처리 중합체 물질의 바람직한 물리적 특성은 그대로 유지하고 천연섬유나 인조 섬유와의 혼방 공정에서도 문제를 야기시키지 않으며 값싸고 내구성이 좋은 도전성 섬유를 제공하는데 있다.Therefore, the main object of the present invention is to be capable of reproducing with a wide range of conductivity, to maintain the desirable physical properties of the original untreated polymer material, and to not cause problems even in the process of blending with natural or artificial fibers, and inexpensive and durable conductive fibers. To provide.

본 발명은 정결분리된 전기-전도성 카본블랙 입자가 균일하게 분산된 섬유형성증합체 물질로 된 2내지 약 1000의 전기 전도성과 축방향으로 배향된 층으로 되어 있으며 각 전기 전도층에 함유된 전기-전도성 카본 블랙의 농도가 2전기전도층에 대해 30중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체 농도가 약1/2중량％에서)내지 70중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 약 1/4중량％에서)와 약 1000전기 전도층에 대해 약30중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 약 12중량％에서)내지 70중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 2중량％에서)이며, 각 전기 전도층의 길이 방향으로 적어도 일면이 상기와 같은 성분의 섬유형성 중합체 물질의 비 전기전도층과 맞닿고 있는 것을 특징으로 하는 약 10⁹ohms/cm이하의 전기 저항을 갖는 완전무결한 상기 전기-전도성 텍스타일 필라멘트를 제공한 다.The present invention consists of two to about 1000 electrical conductivity and axially oriented layers of uniformly dispersed fibrous polymer material in which the electrically isolated conductive carbon black particles are uniformly contained and contained in each electrically conductive layer. Concentration of conductive carbon black is between 30% by weight relative to the two conductive layers (at a total concentration of about 1/2% by weight of the carbon black contained in the completely intact filament) to 70% by weight (carbon contained in the completely intact filament Total concentration of black at about 1/4% by weight) and about 30% by weight relative to about 1000 electrical conductive layers (total concentration of carbon black contained in completely intact filaments at about 12% by weight) to 70% by weight ( The total concentration of the carbon black contained in the completely intact filament at 2% by weight), and at least one surface in the length direction of each electrically conductive layer is in contact with the non-electrically conductive layer of the fiber-forming polymer material having the above-mentioned components. Scoop By about 10 ⁹ ohms / cm complete with an electrical resistance of less than the integrity of the electrical-conductivity it is provided by the textile filament.

또한 중합체 물질이 약 85중량퍼센트 이상은 아크릴로 니트릴이고 약 15퍼센트는 모노올레핀 모노머의 공중합물일때 특히편리하다.It is also particularly convenient when the polymeric material is at least about 85 weight percent acrylonitrile and about 15 percent is a copolymer of monoolefin monomer.

더구나 본 발명에서의 인터그럴 전도성 텍스타일 필라멘트는 전도성 카본 블랙의 미세입자가 40내지 60중량퍼센트 농도로 분산되었고 따라서 인터그럴 필라멘트의 충 카본 블랙농도가 4내지 6퍼센트가 되는 섬유 제조가능한 고분자 물질로된 4개의 전도성이고 축방향인 층인 경우에 특히 유용하다.Moreover, the interactive conductive textile filaments of the present invention are made of a fiber manufacturable polymer material in which fine particles of conductive carbon black are dispersed at a concentration of 40 to 60% by weight, and thus the filling carbon black concentration of the integral filaments is 4 to 6 percent. It is particularly useful in the case of four conductive and axial layers.

본 발명에서의 인터그럴 전도성 필라멘트는 다음과 같은 방법으로 쉽게 생산할 수 있다.Integral conductive filaments in the present invention can be easily produced by the following method.

(1) 섬유제로 가능한 고분자 물질의 용액으로된 일차류를 준비하고.(1) preparing a primary stream of a solution of the polymer material possible from the fiber.

(2) 동일한 고분자물에 용매에 용해되거나 반응하지 않는 적당농도의 미세 도전성 가본블랙을 분산시켜 준 이차류를 준비하고.(2) A secondary stream was prepared by dispersing an appropriate concentration of fine conductive carbon black that was not dissolved or reacted with a solvent in the same polymer.

(3) 일차류와 동일한 삼차류를 준비하고(3) prepare the same tertiary stream as the primary stream

(4) 이차류와 동일한 사차류를 준비하고(4) prepare the same quaternary as the secondary

(5) 일차, 이차, 삼차 사차류가 개개의 성분까지 많이 섞이지 않도록 하면서 차례대로 만나도록 방사함으로써 복합류가 되도록 하여 인터그럴 필라멘트가 되게 한다.(5) The primary, secondary, and tertiary quaterns are combined to form a composite flow by spinning them to meet each other in sequence, without mixing much of the individual components.

본 공정의 바람직한 구체안으로서 8내지 2000사층을 발생시켜 주는 인터페이셜 써피스 제너래이터(interfacial surface generator)의 끝부근 입구에 상기한 일차류와 이차류를 동시에 보내주어 그 결과 생기는 다층 복합류를 표준적인 습식 및 건식 방사기술에 의하여 인터그럴 필라멘트가 되도록 한다.As a preferred embodiment of the process, the above-mentioned primary and secondary flows are simultaneously sent to the inlet near the end of the interfacial surface generator, which generates 8 to 2000 dead layers, and the resulting multilayered composites are standard. Integral filaments are produced by conventional wet and dry spinning techniques.

본 공정의 또 다른 바람직한 구체안으로서 많은 필라 멘트를 토우 상태로 방사하여 스테이플로 자르고 종래의 방법에 의하여 도전성 방적사를 만드는 것이있다.Another preferred embodiment of the process is to spin a large number of filaments in a tow state, cut them into staples, and make conductive spun yarn by conventional methods.

본 발명에서의 전도성 섬유용 필라멘트를 구성하는 중합체 물질은 아크릴, 아세테이트, 모드아크릴, 셀루로직, 폴리스타이렌, 폴리올레핀, 폴리에스텔과 폴리아마이드와 같이 잘 알려진 필름이나 섬유제조가 가능한 고분자불이면 좋다. 약 85중량 퍼센트 이상이 아크릴로 니트릴이고 약 15중량퍼센트는 이와 공중합 가능한 모노올레핀모노머인 아크릴로 니트릴폴리머가 특히 유리하다.The polymer material constituting the filament for the conductive fiber in the present invention may be a well-known film such as acryl, acetate, modacrylic, cell logic, polystyrene, polyolefin, polyester and polyamide, or a polymer fire capable of producing a fiber. Particularly advantageous are acrylonitrile polymers wherein at least about 85 weight percent are acrylonitrile and about 15 weight percent are monoolefin monomers copolymerizable therewith.

개개의 필라멘트는 도전성 카본 블랙의 미세분자가 균일하게 분산되어 있는 섬유제로 가능한 고분자 물질로된 적어도 2개의 전도성 축방향 배향의 층으로 이루어져 있어야 한다.The individual filaments should consist of at least two conductive axially oriented layers of polymer material made of fibrous material in which fine molecules of conductive carbon black are uniformly dispersed.

카본 블랙 입자의 크기는 20내지 40mμ이 바람직하다.The size of the carbon black particles is preferably 20 to 40 mμ.

도전층수와 개개 전도층에 함유된 도전성 카본 블랙의 적정농도는 경험적으로 결정되었다.The number of conductive layers and the appropriate concentration of the conductive carbon black contained in the individual conductive layers were determined empirically.

경험에 의한 개개 필라멘트의 전기저항은 10⁹ohms/cm이하가 좋고 많은 용도에서 10⁴∼내지 10⁹ohms/cm가 바람직하다.Experience shows that the electrical resistance of individual filaments is 10 ⁹ ohms / cm or less and in many applications, 10 ⁴ to 10 ⁹ ohms / cm is preferred.

후자의 조건범위에서는 개개 필라멘트는 전기 감전사의 위험을 없에 주면서도 정전기가 높은 전하로 축적되는 것을 방지하기 위한 광범위한 직물에 아주 적합하다.In the latter range of conditions, individual filaments are well suited for a wide range of fabrics to prevent static electricity from accumulating with high charges while eliminating the risk of electrocution.

따라서 본 발명은 정결분리된 전기-전도성 카본 블랙 입자가 균일하게 분산된 섬유형성 중합체 물질로된 2내지 약 1000의 전기 전도성과 축방향으로 배향된 층으로되어 있으며 각 전기 전도층에 함유된 전기-전도성 카본 블랙의 농도가 2전기전도층에 대해30중량％ 완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체 농도가 약 1/2중량％에서)내지 70중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 약 1/4중량％에서)와 약 1000전기 전도층에 대해 약 30중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 약 12중량％에서)내지 70중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 2중량％에서)이며, 각 전기 전도층의 길이 방향으로 적어도 일면이 상기와 같은 성분의 섬유 형성 중합체 물질의 비 전기전도층과 맞닿고 있는 것을 특징으로 하는 필라멘트이다.Thus, the present invention consists of two to about 1000 electrical conductivity and axially oriented layers of uniformly dispersed fibrous polymer material in which electrically separated conductive carbon black particles are contained in each electrically conductive layer. Concentration of conductive carbon black is 30% by weight relative to the two conductive layers total concentration of carbon black contained in about 1/2% by weight of the complete filament to 70% by weight (carbon black contained in the completely intact filament Total concentration of about 1/4% by weight) and about 30% by weight relative to about 1000 electrical conductive layers (total concentration of carbon black contained in the completely intact filament at about 12% by weight) Total concentration of carbon black contained in the flawless filament at 2% by weight), and at least one surface in the longitudinal direction of each electrically conductive layer is in contact with the non-electrically conductive layer of the fiber-forming polymer material of the above-described component. It is a filament characterized in that.

또한 본 발명에서의 완전한 전도성 섬유용 필라멘트는 도전성 카본 블랙의 미세입자가 40내지 60중량퍼센트 농도로 분산되었고 따라서 인터그럴 필라멘트의 충 카본 블랙농도가 4내지 6퍼센트가 되는 섬유제로 가능한 고분자 물질로된 4개의 도전성이고 축방향인 층인 경우에 특히 유용하다.In addition, the complete filament for conductive fibers in the present invention is made of a polymer material that is made of a fibrous material in which the fine particles of conductive carbon black are dispersed at a concentration of 40 to 60% by weight, and thus the filling carbon black concentration of the aggregate filament is 4 to 6 percent. It is particularly useful in the case of four conductive and axial layers.

도면에서 축 방향의 전도층은 두층만으로도 오랫동안 추구하던 특성을 발휘하는데 충분하다(도면 1)전도층이(12)많아야 특히 유리하다는 것을 알게 되었다(도면 2참조 네전도층으로 구성된 보다 바람직한 구조임).In the figure, the axially conductive layer was found to be particularly advantageous only when the two layers were sufficient to exhibit the characteristics pursued for a long time (Fig. 1) (see Fig. 2). .

각 전도층은 그 주된 표면중적어도 한면은 동일한 중합체이나 전도층과 길이 방향으로 맞닿아 있어 완전한 또는 단위 필라멘트 구조를 이루고 있다(11).Each conductive layer is in contact with the same polymer or conductive layer in the longitudinal direction of at least one of its major surfaces to form a complete or unitary filament structure (11).

본 구조의 각 구성층은 개개로 분리될 수 없으므로 본 발명의 완전한 구조(11)는 이전의 기술들, 즉 접착제나 열, 압력을 이용하여 층을 이루게 하였으므로 층이 분리되거나 표피가 탈락하여 전도성을 상실해 버리게 되는 그러한 복합 구조물과는 전혀 다르다.Since each constituent layer of the present structure cannot be separated individually, the complete structure 11 of the present invention is layered using previous techniques, that is, adhesives, heat, and pressure, so that the layers are separated or the epidermis is detached to provide conductivity. It is totally different from such composite structures that are lost.

또한 본 발명에서의 단위 구조의 전도층은 이전 기술의 블럭 공중합물의 길고 가는 분자등과 같이 전도성 고분자물의 선택역이 좁기 때문에 재생 가능한 형태로 되기 어려운 것들과는 분명히 다르다.In addition, the conductive layer of the unit structure in the present invention is clearly different from those that are difficult to become a renewable form because of the narrow selection of the conductive polymer, such as long, thin molecules of the block copolymer of the prior art.

이러한 이전 기술의 구조물과 대조적으로 본 발명에서의 단위 필라멘트(11)의 전도층(12)능 미세한 전도성 카본 블랙을 함유한다.In contrast to these prior art structures the conductive layer 12 of the unit filament 11 in the present invention contains fine conductive carbon black.

즉 평균직경이 20내지 40mμ인 미세 전도성 카본블랙 입자들이 비전도성중합물 매트릭스 내에 균일하게 분산되어 있다.That is, fine conductive carbon black particles having an average diameter of 20 to 40 mμ are uniformly dispersed in the nonconductive polymer matrix.

또한 다양한 중합물 필라멘트로서 요구하는 대로의 전도성을 쉽고 경제적으로 얻을 수 있으며 쉽게 재생할 수 있다.Also, as various polymer filaments, the conductivity as required can be easily and economically obtained and easily recycled.

각 전도층(12)의 높이는 일정하지 않다.The height of each conductive layer 12 is not constant.

그것은 필라멘트(11)의 직경에 포함된 층수, 그리고 매층의 카본 농도에 따라 변한다.It varies depending on the number of layers included in the diameter of the filament 11 and the carbon concentration of each layer.

물론 층들은 잘 한정되고 연속적인 것이 바람직하다.The layers are, of course, preferably well defined and continuous.

그러나 도면은 도식적이고 개개등은 완전하며 한정될 필요는 없다는 것을 강조한다.However, it is emphasized that the drawings are schematic, the individual lights are complete and need not be limited.

본 발명에서의 단위 필라멘트(11)에 함유된 증합물의 비전도층(13)은 전도층(12)의 매트릭스내에 함유된 중합물과 동일한 성분으로 구성되어 있다.The nonconductive layer 13 of the deposit contained in the unit filament 11 in the present invention is composed of the same components as the polymer contained in the matrix of the conductive layer 12.

본 발명에서 완전한 필라멘트 구조가 되는 여러층을 형성시키는 바람직한 방법을 다음에 예시한다.In the present invention, a preferred method of forming several layers which become a complete filament structure is illustrated next.

본 발명에 의한 완전한 전도성 필라멘트를 만들기 위하여는 몇가지의 특별한 기술이 사용되는데 그중 유리한 것은 잘 알려져 있는 용매에 용해시킨 섬유 형성 중합물 용액을 방사하는 것이다.Several special techniques are used to make a fully conductive filament according to the present invention, among which advantageous is the spinning of a fiber forming polymer solution dissolved in a well known solvent.

본 발명의 개장점은 다음과 같이 되어 있다.The advantages of the present invention are as follows.

(1) 중합물 용액의 일차류를 부여하며,(1) impart a primary flow of polymer solution,

(2) 동일한 중합물의 제이차류를 부여하면서 그 속에 용매에 용해 또는 반응하지 않는 미세한 전도성 카본 블랙을 중합물 중량을 기준하여 30내지 70중량 퍼센트 만큼 분산시키며,(2) dispersing fine conductive carbon black, which does not dissolve or react in a solvent therein, by giving a secondary stream of the same polymer, by 30 to 70% by weight, based on the weight of the polymer;

(3) 일차류와 동질의 3차류를 부여하여,(3) by giving a primary flow and a homogeneous third flow,

(4) 이차류와 동질의 4차류를 부여하며,(4) to impart a quaternary stream of the same quality as the secondary,

(5) 일차, 이차, 삼차, 사차류가 그 각각의 성분끼리 많이 혼합되지 않게 하면서 차례대로 합치도록 하여 방사시켜 복합류가 되어 완전한 필라멘트가 되게 한다.(5) The primary, secondary, tertiary, and quaternary species are combined so that they are not mixed with each other, but are combined in turn to form a composite filament to form a complete filament.

중합체 물질은 위에서도 예시한 바와 같이 일반적으로 많이 쓰이는 잘 알려진 필름이나 섬유형성 중합체이고 그 용액은 고 분자물의 용매로서는 적합하나 제이차류에 분산된 미세 전도성 카본블랙을 녹이거나 그와 반응하지 않는 용매에 녹여 만든다.Polymeric materials are well known films or fiber-forming polymers that are commonly used as exemplified above, and the solution is suitable as a high molecular weight solvent, but dissolves in a solvent that does not react or reacts with the fine conductive carbon black dispersed in the secondary. Make.

개개의 류는 먼저 개스가 제거되고 끝이 작은 구멍이나 젯트로된 실린더에 동시에 평행하게 보내어져 합쳐진다.The individual streams are first combined and sent parallel to the cylinder with the gas removed first and with a small bore or jet.

만일 "습식 방사"기술을 사용하는 경우 복합류는 고중합체 용매와 혼화하나 고분자를 용해시키지 않으면서 응고시키는 용액이 담긴 응고욕속으로 방사된다.If the "wet spinning" technique is used, the complex is spun into a coagulation bath containing a solution that blends with the high polymer solvent but solidifies without dissolving the polymer.

그렇게 생산된 필라멘트는 일반적으로 역류하는 물로 수세되어 용매가 제거되고 건조된 후 팩키지에 권취되어 이후 여러 종류의 대전방지성 직물을 생산하는데 이용된다.The filaments thus produced are generally washed with countercurrent water, the solvent is removed, dried and wound up in a package which is then used to produce a variety of antistatic fabrics.

만일 건식방사 기술을 사용하는 경우 복합류에 포함된 용매는 휘발성이 있어야 하고 그 복합류는 공기나 불활성가스중에 방사되어 복합류중에 포함된 용매를 휘발시킴으로서 필라멘트가 만들어진다.If dry spinning techniques are used, the solvents in the composites must be volatile and the composites are spun in air or inert gas to form filaments by volatilizing the solvents contained in the composites.

건식방사는 수직적인 위치의 실린더를 사용하는 기술에 따라 주로 영향을 받는다.Dry spinning is mainly affected by the technique of using a cylinder in a vertical position.

더구나 실런더는 일반적으로 온도조절을 위하여 재킷트로 되어있고 공기나 스팀, 또는 불활성 기체가 필요에 따라 복합류와 같은 방향 또는 그 역류로 흐르도록 되어 있다.Furthermore, cylinders are generally jacketed for temperature control and allow air, steam, or inert gas to flow in the same direction as the composite flow or countercurrent as needed.

높은 데니아 섬유에는 하향 방사가 적합하고 낮은 데니아 섬유에는 중력의 영향을 적게 하므로서 연신의 조정이 잘되도록 상향방사가 바람직하다.Downspinning is preferred for high denier fibers, and upradiation is preferred for better coordination of stretching with less gravity influence on low denier fibers.

본 공정을 시행함에 있어 특허중요하고 유리한 점은 상어의 일차류와 이차류를 인터페이셜 서피스제니레이터의 끝에 있는 입구에 동시에 흘러보내고 그에 의하여 생기는 다층의 복합류를 응고욕이나 공기 또는 불활성 가스중에 젯트시키는 부분이다.The patented and advantageous aspect of this process is the simultaneous flow of shark primary and secondary flows into the inlet at the end of the interfacial surface generator, thereby jetting the multi-layered composite flow into the coagulation bath or air or inert gas. That's the part.

인터페이셜 서피스 제너레이터는 미국특허 3,404,869나 3,583,678에 명시된 것을 사용하여 좋은 결과를 얻었다.Interfacial surface generators have achieved good results using those specified in US Pat. No. 3,404,869 or 3,583,678.

본 발명에서 필라멘트를 준비하는 데 특히 좋은 결과를 얻을 수 있는 것은 성분의 85중량퍼센트 이상이 아크릴로니트릴이고 잔여분은 단성분이나 또는 다성분의 다른 모노올레핀 모노머의 공중합물 즉, 비닐아세테이트 아크릴이나 모드아크릴의 알킬 에스텔, 비닐브로마이드와 산성염료에 탄화력이 있는 모노머 특히 비닐피버딘이나 메틸비닐피리딘과 같이 제삼급이나 제사급 질소를 함유하고 있는 것 또는 염기성 염료 탄화력이 있는것, 특히 알킬설폰산, 이 타코닉산등과 같이 설폰이나 카르복실산 그룹을 함유하고 있는 것이 좋다.Particularly good results for the preparation of filaments in the present invention are that at least 85% by weight of the component is acrylonitrile and the remainder is a copolymer of mono- or multicomponent other monoolefin monomers, ie vinyl acetate acrylic or mod Carbonized monomers in acrylic esters, vinyl bromide and acid dyes of acrylic, especially those containing tertiary or quaternary nitrogen, such as vinylfiberdine or methylvinylpyridine, or those having basic dye carbonization, in particular alkylsulfonic acids It is good to contain sulfone and carboxylic acid group like this taconic acid.

바람직한 전도성 물질은 분자크기가 20내지 40mμ인 전도성 카본블랙이나 아크릴로 니트릴 중합물은 미합중국특허 제2,558,730호와 제2,916,348호에 명시된 무기용제나 Textile Research Journal 33, 13-20(1963)에 쓴 글중에서 보이는 유기용매에 용해된다.Preferred conductive materials include conductive carbon blacks or acrylonitrile polymers having a molecular size of 20 to 40 mμ, as shown in the inorganic solvents described in US Pat. Nos. 2,558,730 and 2,916,348 or as described in Textile Research Journal 33, 13-20 (1963). Soluble in organic solvents.

일차류와 이차류는 미합중국 특허 제3,583,678에 명시된 인터페이셜 서피스 제너레이터의 끝에 있는 입구로 보내어져서 8내지 2000층의 복합류를 발생시키고 그 복합류는 응고욕중으로 제트에 의하여 방사되고 거기서 중합체가 응고되고 그렇게 생산된 매필라멘트는 역류하는 물로 수세되고, 연신되고 크림프가 주어져서 건조된다.The primary and secondary flows are sent to the inlet at the end of the interfacial surface generator specified in US Pat. No. 3,583,678 to produce a composite flow of 8 to 2000 layers, which are spun by a jet into the coagulation bath where the polymer solidifies. The so produced filament is washed with countercurrent water, drawn and crimped and dried.

본 발명은 다음의 실시예를 통하여 보다 잘 이해될 수 있을 것이며 여기서 퍼센트는 다른 언급이 없는 한 중량 퍼센트이다.The invention will be better understood through the following examples, where the percentages are by weight unless otherwise indicated.

[실시예 1]Example 1

다음은 본 발명에 의한 완전한 전도성 필라멘트제로 방법의 일레를 구체적으로 예시하고 필라멘트의 몇가지 물성을 제시한다.The following specifically illustrates an example of the method with a fully conductive filament agent according to the present invention and presents some physical properties of the filament.

미합중국 특허 제2,847,405호에 예시된 대로 만든 아크릴로 니트릴 호모 폴리머를 염화아연 60％용액에 용해시켜 약 11％의 아크릴 중합체 스토크 용액을 만든다.An acrylonitrile homopolymer made as illustrated in US Pat. No. 2,847,405 is dissolved in a 60% zinc chloride solution to produce an about 11% acrylic polymer stock solution.

이 용액의 일차류를 만드는데 사용된 스토크용액에 일차류를 만드는데 사용된 스토크 용액에 상품화되어 구할 수 있는데 평균 직경 30mμ인 전기 전도성 카본 블랙을 아크릴로 니트릴 호모 폴리머 6％, 카본 블랙 6％가 되는 량만큼 첨가시킨다.The stoke solution used to make the primary flow of this solution can be commercialized and obtained from the stock solution used to make the primary flow. The amount of electrically conductive carbon black having an average diameter of 30 mμ is 6% of acrylonitrile homopolymer and 6% of carbon black. Add as much as

이차류는 이 분산액으로 만들어진다.Secondary is made from this dispersion.

이차류를 동시에 인터페이셜 서피스 제너레이터의 끝에 있는 입구에 흘려보내는데 그 비는 일차류 90퍼센트, 이차류 10퍼센트가 되도록 한다.At the same time, the secondary flows to the inlet at the end of the interfacial surface generator, with a ratio of 90 percent primary and 10 percent secondary.

인터페이셜 서피스 제너레이터는 미합중국 특허 제3,583,678호에 명시된 대로 4개의 통로를 가진 1개의 인터페이셜 서피스 제너레이터 기구로 되어 있다.The interfacial surface generator consists of an interfacial surface generator mechanism with four passages as specified in US Pat. No. 3,583,678.

따라서 총 발생총구는 8개이다.(4전도성 및 4비전도성)Therefore, the total number of generated muzzles is 8 (4 conductive and 4 non-conductive).

여기서 만들어진 복합류는 42％염화아연 수용액 응고욕 제트를 통해 방사되고 그렇게 생산된 매 필라멘트는 역류하는 물로 수세된후 본래 길이의 약 9배로 연신된다음 공기 건조된다.The composites produced here are spun through a 42% zinc chloride aqueous solution coagulation jet jet, and each filament so produced is washed with countercurrent water, stretched to about nine times its original length, and then air dried.

최종적으로 필라멘트는 스풀내 감기에 대전방지성 직물생산에 이용된다.Finally, the filaments are used to produce antistatic fabrics for winding in spools.

필라멘트는 15데니아이고 카본블랙 함량은 5퍼센트이다.The filament is 15 denier and the carbon black content is 5 percent.

케이슬리 610C 전위계에 의한 필라멘트의 전기저항은 10⁷ohms/cm이었다.The electrical resistance of the filament by the Kesley 610C electrometer was 10 ⁷ ohms / cm.

이 필라멘트는 앞으로 필라멘트 A라 지칭되는데 필라멘트 B라고 지칭하는 전기저항이 10⁴ohms/cm가 되는 아크릴로니트릴 호머 폴리머 필라멘트와 비교하였다.(표 1참조).This filament is referred to as filament A, compared to acrylonitrile homer polymer filament, which has an electrical resistance of 10 ⁴ ohms / cm, referred to as filament B (see Table 1).

표에 의하면 필라멘트 A는 아크릴로호모 폴리머의 바람직한 섬유 성능은 그대로 유지하면서 전지 전도도가 크게 향상됐음을 알수 있다.According to the table, it can be seen that filament A greatly improved the cell conductivity while maintaining the desirable fiber performance of the acrylo-homopolymer.

[실시예 2]Example 2

완전한 필라멘트의 전기 전도층의 수와 매 전기전도층의 조성만 다음 페이지 표 1과 같이 변화시켰고 나머지 공정은 실시예 1과 똑같다.Only the number of electrically conductive layers of the complete filament and the composition of each electrically conductive layer were changed as shown in Table 1 on the next page, and the rest of the process was the same as in Example 1.

필라멘트 C-E와 그와의 필라멘트도 만들어서 물성을 측정해본 결과 표 1과 같다.The filament C-E and filaments thereof were also made and measured for physical properties.

[표 1]TABLE 1

전도층이 1000이상에서는 필라멘트의 전기저항이 10⁹ohms/cm를 넘는다.If the conductive layer is more than 1000, the filament's electrical resistance exceeds 10 ⁹ ohms / cm.

단일 전도전층은 필라멘트 형태가 바람직하게 만들어지지 않는다.The single conductive layer is not preferably made of filament form.

[실시예 3]Example 3

본 실시예는 본 발명에서의 인터그럴 전도성 필라멘트의 용도와 내구성을 예시한다.This example illustrates the use and durability of the progressive conductive filaments in the present invention.

[실험 A][Experiment A]

상기 실시예 1에서의 필라멘트 A를 3인치 길이의 스테이플로 잘라서 16데니아 6인치 길이의 나일롱 6스테이플과 표준적인 기술에 의하여 혼방해도 필라멘트 A의 함유율이 2％가 되게 한다.The filament A in Example 1 was cut into 3 inch long staples so that the content of the filament A was 2% even when blended with 16 denia 6 inch long nylon 6 staples by standard techniques.

이 혼방물을 표준적인 기술에 의하여 꼬임수가 3.5개/인치 Z및 2.5개/인치 S되도록 2.25/2IS를 만든다.The blend is made 2.25 / 2IS with a standard twist of 3.5 / inch Z and 2.5 / inch S.

이렇게 만든실을 사 A라부른다.This thread is called Sa A.

황마를 기포(基布)로 하고 표를 터프팅기를 이용하여 사 A로서 30Oz/yd²수준의 루프카피트(여기서는 카피트 A라 함)를 만들었다.The jute was bubbled and the table was made using a tufting machine to make a roofcapit of 30Oz / yd ² level (hereinafter referred to as copy A).

[실험 B][Experiment B]

카피트 A로 아래에서 별도로 설명하는 바와 같은 정전기 시험을 실시하였다.With copy A, an electrostatic test was conducted as described separately below.

시험 결과는 그다음 표2에서의 "초기 정전기"로서 표시되어 있다.The test results are then marked as "initial static electricity" in Table 2.

초기 정전기 시험후 60시간동안의 고속화된 사용시험을 한후 다시 정전기를 측정하였다.The static electricity was measured again after a rapid use test for 60 hours after the initial static test.

그 결과는 표 2에서 "최종 정전기"로서 표시 되어있다.The results are shown in Table 2 as "final static."

표 2에 의하면 카피트 A는 초기부터 정전기를 방지해줄 뿐만 아니라(즉 인간이 감지할 수 있는 최저 평균 전압으로 받아 들여지는 3000볼트 이상의 정전기 전압을 발생시키지 않는다).According to Table 2, Copy A not only prevents static from the outset (ie, it generates no more than 3000 volts of static voltage, which is accepted as the lowest average voltage human can detect).

많은 사용후에도 정전기 발생을 방지함을 알수 있다.It can be seen that it prevents the generation of static electricity even after many uses.

현미경 측정 결과에 의하면 도전성 필라멘트 A가 그후에도 크게 손상되지 않음을 보여 주었다.Microscopic measurements showed that the conductive filament A was not significantly damaged thereafter.

먼저 측정될 직물 시효를 정전기시험 한면이 36인치인 정방형으로 자른다.The fabric age to be measured is first cut into squares 36 inches on one side of the electrostatic test.

이 시료를 고무바닥 매트가 준비되어 있고 넓이는 10제곱피트 이상, 온도는 70°±2℉, 상대습도는 20％±1％로 조정되는 시험실의 선반위에서 7일간 컨디쇼닝시킨다.The samples are conditioned on a shelf of a laboratory with a rubber floor mat, at least 10 square feet wide, 70 ° ± 2 ° F and 70% ± 1% relative humidity.

시료 표면에 공기를 순환시키되 시료끼리 서로 닿지 않도록 한다.Circulate air on the sample surface, but do not allow the samples to touch each other.

니오라이트나 pvc구두창으로된 시험 구두도 동일 조건하에서 동일한 기간동안 컨디쇼닝시킨다.Test shoes made of neolite or pvc soles are also conditioned for the same period under the same conditions.

고무바닥 매트의 잔류 정전기는 손잡이에서 머리 부분까지 길게 고정되어 있는 66개의 폴로늄 210합금줄로 구성되어 있는 폴로늄 막대에 매트의 모든 표면을 2회 통과시킴으로써 중화시킨다.The remaining static on the rubber floor mats is neutralized by passing all surfaces of the mat twice through a polonium rod consisting of 66 polonium 210 alloy strings held long from the handle to the head.

다음에 직물시료를 고무바닥 매트위에 놓고 그 잔류 정전기를 동일한 방법으로 중화시킨다.The fabric sample is then placed on a rubber floor mat to neutralize the remaining static in the same way.

다음 시험 구도의 바닥을 가는 쎈드 페이파로 전표면을 깨끗이 닦아주고 치즈클로스로서 닦아서 먼지를 제거한다.Wipe the entire surface with chopped paper, which is then ground to the bottom of the test composition. Wipe with cheesecloth to remove dust.

작업자가 시험 구두를 신고 정전기 측정 헤드에 연결된 핸드프로우브를 손에 잡고 시험용 카피위를 걸은후 프로우브를 접지시킨다.The operator wears the test shoe, grabs the hand probe connected to the electrostatic measuring head, walks over the test copy and grounds the probe.

다음 작업자는 핸드프로우브를 손에 잡은채 일초에 2보속도로 직물위를 신발을 끌거나 마찰시키지 않도록 주의하면서 30초간 보통속도로 걷는다.The next worker walks at a normal speed for 30 seconds while holding the hand probe in his hand, taking care not to drag or rub the shoe on the fabric at 2 paces per second.

만일 30초간 걸은 후에도 전압이 일정 최고점에 달하지 않으면 다시 30초간 더 걷는다.If after walking for 30 seconds the voltage does not reach a certain peak, walk for another 30 seconds.

걷는동안 최고로 나타나는 전압이 시료의 정전기이고 두명 작업자 평균치가 표 2에 볼트단위의 정전기로서 표시되었다.The highest voltage seen during walking was the electrostatic charge of the sample and the average of the two workers is shown in Table 2 as static in volts.

[표 2]TABLE 2

상기에서와 같이 준비된 카피트 A와 같은 파일직물은 상대습도가 적어도 20％이상이 되는 조건하에서 사용되면 인간이 감지할 수 있느 최저 수준인 3000볼트 이상의 정전기를 발생시키지 않는다.Pile fabrics such as Copy A prepared as described above do not generate static electricity above 3000 volts, which is the lowest detectable by humans when used under conditions of relative humidity of at least 20%.

동일한 조건하에서 나이론 6카피트는 약 14,000볼트의 정전기를 발생시킬수 있다.Under the same conditions, six feet of nylon can generate about 14,000 volts of static electricity.

더구나 카피트 A와 같은 파일 직물은 전기 저항이 10⁴내지 10⁹ohms/cm사이의 인터그럴 전도성 필라멘트를 함유하고 있으면 우발적으로 그런 직물과 일반적인 전기 단자나 전기 장치가 절열이 잘되지 않고 단락된 경우 을 수 있는 무제한량의 전류와 동시에 접촉을 하였을때 감전사하는 위험을 방지하여 준다.Furthermore, pile fabrics, such as Copy A, contain an electrically conductive filament with an electrical resistance of 10 ⁴ to 10 ⁹ ohms / cm, inadvertently short-circuiting such fabrics and common electrical terminals or electrical devices. This prevents the risk of electrocution when contacted with an unlimited amount of current.

본 발명에 의한 인터그럴 전도성 필라멘트는 독특한 여러가지 물성을 구비하였으므로 그 용도로서 카피트, 융단(Rug)이나 기타 마루 깔개뿐 아니라 특히 병원용 침대보, 병원 칸막이용 카텐, 의류 특히 유니폼이나 슬립과 같은 내의, 팬티호스나 짧은 양말등과 히타직물이나 본사 등을 만들기 위한 필라멘트나 스테이플에 적합하다.Since the conductive filaments according to the present invention have various unique properties, their use is not only for carpets, rugs or other floor coverings, but also for hospital bedspreads, hospital slats, wardrobes, especially underwear, such as uniforms or slips. It is suitable for filaments and staples for making hoses, short socks, hitta fabrics, and head office.

본 발명의 내용을 몇가지의 바람직한 구체적 실례를 들어 설명하였으나 다음의 특허청구범위에서 규정하는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않고서도 약간의 변화나 수정을 가할 수 있다는 것은 명백하다.While the content of the invention has been described by way of some preferred concrete examples, it is apparent that some changes or modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the following claims.

Claims (1)

전기-전도성 텍스타일 필라멘트에 있어서, 정결분리된 전기-전도성 카본 블랙 입자가 균일하게 분산된 섬유형성 중합체 물질로된 2내지 약 1000의 전기 전도성과 축방향으로 배향된 층으로 되어 있으며 각 전기 전도층에 함유된 전기-전도성 카본 블랙의 농도가 2전기전도층에 대해 30중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체 농도가 약 1/2중량％에서)내지 70중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 약 1/4중량％에서)와 약 1000전기 전도층에 대해 약 30중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본 블랙의 전체농도가 약 12중량％에서)내지 70중량％(완전무결한 필라멘트에 함유된 카본블랙의 전체농도가 2중량％에서)이며, 각 전기 전도층의 길이방향으로 적어도 일면이 상기와 같은 성분의 섬유 형성 중합체 물질의 비전기전도층과 맞닿고 있는 것을 특징으로 하는 약 10⁹ohms/cm이하의 전기 저항을 갖는 완전무결한 상기 전기-전도성 텍스타일 필라멘트.For electrically-conductive textile filaments, two to about 1000 electrically conductive and axially oriented layers of homogeneously dispersed fibrous polymer material in which kosher electrically-conductive carbon black particles are dispersed in each electrically conductive layer Concentration of the electrically-conductive carbon black contained is 30% by weight (at about 1/2% by weight of the total concentration of the carbon black contained in the completely intact filament) to 70% by weight (fully intact filament) At about 1/4% by weight) and about 30% by weight (about 12% by weight) of the totally black carbon filaments 70% by weight (total concentration of the carbon black contained in the completely intact filament at 2% by weight), and at least one side in the longitudinal direction of each electrically conductive layer, the vision of the fiber-forming polymer material Flawless the electricity having an electric resistance of about 10 ⁹ ohms / cm or less, characterized in that abuts the conductive layer-conductive textile filaments.

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