ES2360428T5

ES2360428T5 - Fibra conductora compuesta de núcleo-envolvente

Info

Publication number: ES2360428T5
Application number: ES00957018.5T
Authority: ES
Inventors: Toshihiro Iguro; Masayuki Miyamoto; Shigeki Honda; Keiji Nakanishi; Hidenobu Tsutsumi
Original assignee: KB Seiren Ltd
Current assignee: KB Seiren Ltd
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2018-01-29
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: CA2385034C; JP4916460B2; US6710242B1; AU6874400A; ES2360428T3; TW517105B; DE60045581D1; EP1219734A4; EP1219734A1; JP2008156810A; JP4790954B2; CN1375019A; CA2385034A1; KR20020048410A; WO2001021867A1; EP1219734B1; ATE497037T1; CN1265038C; EP1219734B2; KR100429481B1

Description

DESCRIPCION

Fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente

5 La presente invencion se refiere a una fibra conductora compuesta de nucleo- envolvente.

Las fibras compuestas que se producen revistiendo un componente conductor que contiene partfculas conductoras con un componente no conductor se han utilizado convencionalmente como fibras conductoras.

10 En Europa y America, como medio para evaluar la conductividad sin romper el producto textil se ha empleado recientemente un metodo para medir el valor de la resistencia mientras se conecta un electrodo con dos posiciones a la superficie del producto textil (en lo sucesivo denominado metodo de medida de resistencia superficial). Este metodo tiene el problema de que la conductividad aparente 15 medida es baja, esto es, el valor de la resistencia medido se hace mas alto en caso de un hilo conductor en donde el hilo conductor que se va a mezclar con un producto textil no tiene una capa conductora superficial, debido a que el componente conductor no entra en contacto con el electrodo.

La WO 98/14647 A describe una fibra bicomponente antiestatica que comprende 20 un primer componente no conductor de un primer polfmero y un segundo componente conductor de un segundo polfmero que contiene un material conductor, donde el segundo polfmero tiene un punto de fusion inferior al del primer polfmero.

La JP 06294014 A describe un metodo para producir una fibra conductora de la 25 electricidad mediante el hilado compuesto de un polfmero conductor que presenta entre un 15 y un 20 por ciento en peso de negro de carbon conductor y un polfmero no conductor formador de fibras.

Sena facil que se nos sugiera que la capa superficial se hiciera de un elemento conductor a fin de resolver este inconveniente y se han hecho diversas sugerencias 30 mas. Por ejemplo, se ha sugerido un metodo de revestimiento de la superficie con un metal tal como oxido de titanio o yoduro cuproso. Segun este metodo, el

producto resultante tiene una durabilidad frente al lavado insuficiente y muestra alta conductividad en una fase inicial, aunque el metal se desprende durante el lavado, disminuyendo las funciones conductoras. Por tanto, el metodo no es adecuado para usar en ropa libre de polvo que, indispensablemente, requiere lavado.

5 Aunque en la publicacion de patente examinada japonesa 57-25647 se sugiere una fibra compuesta de nucleo-envolvente que comprende una funda compuesta de una capa conductora que contiene negro de carbon incorporado, no es un producto adecuado para su uso practico, debido a que la formacion de la estructura nucleo- envolvente de la fibra compuesta de nucleo-envolvente no es facil de realizar. Dado 10 que la presencia de negro de carbon reduce drasticamente la capacidad de hilado de una resina termoplastica, una parte nucleo y una parte envolvente de un componente compuesto difieren en su fluidez termica y, por tanto, empeora drasticamente la capacidad de hilado. Ademas, esta el problema de que la operatividad se reduce tambien en procesos posteriores tales como procesos de 15 estirado y procesos de tejeduna/tricotado, ya que la forma compuesta nucleo- envolvente no llega a ser uniforme por la misma razon.

Un objeto de la presente invencion es proporcionar una fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente que tenga una mejor conductividad en un metodo de medida de resistencia superficial y durabilidad de conductividad y tambien que presente 20 una buena viabilidad en el proceso de hilado y procesos posteriores.

Los presentes inventores han prestado atencion al hecho de que la coherencia y la ondulacion de una fibra conductora mejora, y que la viabilidad en el procesado posterior mejora notablemente, mediante el control del centro de un drculo inscrito de un componente envolvente en una seccion transversal de una fibra compuesta 25 de nucleo-envolvente obtenida mediante un proceso de hilado por fusion, que comprende un componente envolvente hecho de un polfmero formador de fibras que contiene negro de carbon conductor, dentro de un rango espedfico, completandose asf la presente invencion.

En un primer aspecto, la presente invencion proporciona una fibra conductora 30 compuesta de nucleo-envolvente que comprende un componente envolvente hecho de un polfmero formador de fibras que contiene negro de carbon conductor, que se caracteriza porque, con respecto a un drculo inscrito de un componente nucleo y un drculo inscrito de un componente envolvente en una seccion transversal de la fibra, un radio (R) del drculo inscrito del componente envolvente

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y una distancia (r) entre los centros de dos drculos inscritos cumplen la siguiente relacion:

r / R < 0,03 (1)

Ademas, en la fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente tal como se ha 5 definido anteriormente, el componente nucleo esta hecho de un poliester que contiene tereftalato de etileno como componente principal, y el componente envolvente esta hecho de una mezcla de un copoliester, donde el tereftalato de etileno representa entre el 10 y el 90 mol% de los elementos constitutivos del mismo y de negro de carbon.

10 En un aspecto preferente de la misma, el componente envolvente es un poliester preparado mediante copolimerizacion de un acido isoftalico y/o un acido ortoftalico y/o un acido naftalenodicarboxflico como copolfmero del componente acido.

En un aspecto especialmente preferente, la relacion de copolimerizacion entre el acido isoftalico y/o el acido ortoftalico y/o el acido naftalenodicarboxflico como 15 componente de copolimerizacion oscila entre el 10 y el 50 mol%.

En un aspecto preferente, el contenido de negro de carbon del componente envolvente oscila entre el 10 y el 50% en peso.

En un aspecto especialmente preferente, la relacion nucleo:envolvente esta dentro de un rango de 20:1 a 1:2 en lo que se refiere a la relacion superficial entre el 20 componente nucleo y el componente envolvente.

La figura 1 es una vista que muestra una forma en seccion transversal de una fibra de la presente invencion y la figura 2 es una vista que muestra un ejemplo de una hilatura utilizada en la produccion de la fibra de la presente invencion. En las figuras, los numeros de referencia indican lo siguiente:

25 A: polfmero nucleo

B: polfmero envolvente que contiene carbon conductor C: Cfrculo inscrito de la envolvente D: Cfrculo inscrito del nucleo R: Radio del drculo inscrito de la envolvente 30 R: Distancia entre el centro del drculo inscrito de la envolvente y el centro del drculo inscrito del nucleo

H: Superficie lateral del orificio de gda de canal de flujo del poKmero conductor En primer lugar, se describe la invencion.

La presente invencion se refiere a una fibra conductora compuesta de nucleo- envolvente que comprende un componente nucleo hecho de un poKmero formador 5 de fibras y de un componente envolvente hecho de un polfmero formador de fibras que contiene negro de carbon conductor.

Como se muestra en la figura 1, que presenta una forma en seccion de la fibra conductora de la presente invencion, el polfmero formador de fibras que constituye el componente nucleo se encuentra en el interior del polfmero formador de fibras 10 que contiene negro de carbon conductor, lo que constituye el componente envolvente. En tal forma en seccion, el radio R del drculo inscrito del componente envolvente y la distancia r entre el centro del drculo inscrito del componente envolvente y el centro de un drculo inscrito del componente nucleo tienen una relacion espedfica.

15 Un polfmero bien conocido por ser formador de fibras, un poliester, es util como polfmero formador de fibras para constituir el componente nucleo. Como poliester, son bien conocidos, por ejemplo, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, benzoato de oxido de polietileno y copoliesteres que contienen poliester como componente principal. Dependiendo de los propositos, el polfmero 20 puede contener partfculas inorganicas, tales como partfculas de oxido de titanio.

Un polfmero bien conocido por tener funciones de formacion de fibras, poliester, es util como polfmero formador de fibras que contiene negro de carbon conductor, el cual constituye el componente envolvente. Como poliester, son bien conocidos, por ejemplo, tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, benzoato de oxido de 25 polietileno y copoliesteres que contienen poliester como componente principal. El componente envolvente esta hecho de una mezcla de un copoliester donde el tereftalato de etileno constituye de un 10 a un 90 mol% de las unidades constituyentes y negro de carbon.

La fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente que no cumple la relacion (1) 30 entre r y R, tiene una consistencia de hilo insuficiente debido al descentramiento del componente nucleo y el procesado posterior tambien tiene poca viabilidad debido a la ondulacion. Con respecto a la fibra conductora compuesta de nucleo-

envolvente que sf cumple la relacion, no se produce el descentramiento del componente nucleo y la viabilidad del proceso de hilado y del procesado posterior es excelente debido a una menor ondulacion.

En la presente invencion, con el fin de colocar el nucleo y la envolvente de manera 5 que se cumpla la relacion (1), se controla la rugosidad de la superficie de la pared H de un orificio gufa de un canal de flujo del polfmero formador de fibras, que constituye el componente envolvente, de una boquilla de hilatura para que sea de 1,6S o inferior. Por otra parte, cuando se estrecha el canal de flujo del polfmero cerca de la entrada de una parte capilar, o se optimiza el canal de flujo, se mejora 10 aun mas la fluidez del polfmero y la capacidad de hilado mejora.

En este caso, cuando la rugosidad de la superficie de la pared H cerca de la entrada de la parte capilar de la boquilla de hilado se controla para que sea de 1,6S o superior, se hace dificil permitir que circule el polfmero formador de fibras que constituye el componente envolvente y, por tanto, el nucleo y la envolvente apenas 15 se forman. En este caso, cuando la temperatura de hilado se eleva para reducir la viscosidad de fusion del polfmero formador de fibras que constituye el componente envolvente, se acelera el deterioro del polfmero de forma que, con frecuencia, se contamina la hilatura y no se forma hilo alguno.

El contenido de negro de carbon conductor en el polfmero formador de fibras que 20 constituye el componente envolvente oscila preferentemente entre el 10 y el 50% en peso, y es especial entre el 15 y el 40% en peso. Cuando el contenido de negro de carbon conductor esta dentro del margen anterior, la fibra resultante tiene mejores caractensticas de formacion de fibras y mejor conductividad. Por tanto, es preferente.

25 El negro de carbon conductor se puede mezclar con el polfmero formador de fibras utilizando cualquier metodo conocido, por ejemplo amasado con calor mediante una extrusora de doble tornillo.

La proporcion envolvente-nucleo de la fibra compuesta conductora de nucleo- envoltura de la presente invencion oscila en un rango de 20:1 a 1:2 en lo que se 30 refiere a la relacion superficial entre el componente nucleo y el componente envolvente. Cuando la relacion esta dentro del rango anterior, la fibra resultante tiene mas resistencia y mejor capacidad de formacion nucleo-envolvente.

Esta invencion se refiere en particular a una fibra de poliester entre la fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente donde el componente envolvente es un componente conductor. El uso de un material de poliester permite mejorar la conductividad, la durabilidad de la conductividad y la viabilidad del proceso de 5 hilado y del procesado posterior, y permite obtener una fibra conductora con una excelente resistencia qufmica. El co-poliester como componente envolvente de la fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente de la presente invencion es un co-poliester donde el tereftalato de etileno representa entre el 10 y el 90% en moles de los elementos que constituyen el mismo.

10 Se pueden utilizar diversos componentes como componente de copolimerizacion del co-poliester como componente de la envolvente. Ejemplos del mismo incluyen acidos dicarboxflicos tales como acido isoftalico, acido ortoftalico y acido naftalenodicarboxflico; y glicoles (dioles) tales como polietilenglicol. Entre estos componentes, son utilizados preferentemente los acidos isoftalico, ortoftalico y 15 naftalenodicarboxflico. Preferentemente, la relacion de copolimerizacion de los mismos esta dentro de un margen de entre el 10 y el 50 mol%, y en especial entre el 10 y el 40 mol%.

Esta relacion de copolimerizacion indica la relacion de un componente acido en el caso de acidos dicarboxflicos, mientras que se refiere a la relacion del componente 20 glicol en el caso de glicoles.

Cuando la relacion de copolimerizacion es inferior al 10 mol%, no se forma una estructura de nucleo-envolvente. En este caso, se forman salientes en la superficie de la fibra y, ademas, el polfmero no penetra al interior la parte envolvente de una unica capa de una parte de la fibra y la fibra resultante se compone de un solo 25 componente nucleo. Esta fibra tiene una viabilidad de procesado sustancialmente inferior, por ejemplo en cuanto a la hilatura, la estirabilidad o el procesamiento posterior. Por otro lado, cuando la relacion de copolimerizacion supera el 90 mol%, el punto de fusion se reduce y el polfmero se deteriora cuando se calienta a la temperatura de hilado necesaria para el componente nucleo, causando que el hilo 30 se rompa y se reduzca sustancialmente la capacidad de hilado.

El componente nucleo de la fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente de la presente invencion es un homo- o co-poliester que contiene tereftalato de etileno como componente principal, siendo preferente un homo PET (tereftalato de polietileno). Ejemplos de componentes de copolimerizacion utilizados en el

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copoliester incluyen un componente acido dicarbox^lico tal como acido ad^pico, acido sebacico, acido ftalico, acido naftalenodicarbox^lico o acido sulfoisoftalico; un componente acido hidroxicarbox^lico tal como 1-hidroxi-2-carboxietano; y un componente diol tal como etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol o tetraetilenglicol.

5 Entre estos componentes, el acido sulfoisoftalico se utiliza de forma preferente. Cuando se utiliza un co-poliester, la relacion de copolimerizacion del copoliester esta preferiblemente en un rango de entre el 10 y el 30 mol%. Dependiendo de los propositos, el co-poliester puede contener partfculas inorganicas tales como partfculas de oxido de titanio.

10 El contenido de negro de carbon del componente envolvente de la fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente oscila preferentemente entre el 10 y el 50% en peso. Cuando el contenido de negro de carbon esta dentro del margen anterior, se puede obtener una fibra con una capacidad de formacion de fibras excelente y una alta conductividad.

15 El negro de carbon conductor se puede mezclar con el co-poliester utilizando cualquier metodo conocido, por ejemplo amasado con calor mediante una extrusora de doble tornillo.

Es esencial que la estructura compuesta de un componente conductor y un componente no conductor de la fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente

20 de la presente invencion sea una estructura de nucleo-envolvente donde el componente conductor rodea por completo el componente no conductor. La figura 1 es una vista que muestra un ejemplo de una estructura compuesta adecuada para su uso en la presente invencion.

Preferentemente, la relacion envolvente-nucleo de la fibra conductora compuesta

25 de nucleo-envolvente de la presente invencion esta en un rango de 1:2 a 20:1 (nucleo:envolvente) en lo que se refiere a la relacion superficial entre el componente nucleo y el componente envolvente. Cuando el componente envolvente esta dentro del rango anterior, se puede obtener una fibra con unas propiedades de formacion de fibra y una conductividad excelentes. Por tanto, es preferente.

30 Ejemplos

Los siguientes ejemplos ilustran la invencion en detalle.

En primer lugar, se describe el metodo de medida de los valores de las propiedades fisicas y su metodo de evaluacion.

La resistencia de la superficie se midio de la siguiente manera. Utilizando una muestra (60 mm en la direccion de trama, 50 mm en la direccion de urdimbre) hecha 5 de una tela producida mediante la mezcla, como trama, de una fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente con una densidad de 10 mm, se pone en contacto un electrodo en contacto con los 50 mm en la direccion de urdimbre con la tela, a una distancia de 50 mm en la direccion de trama, se midio el valor de la resistencia en ausencia de pasta conductora. Se empleo un medidor de alta resistencia 4329A 10 fabricado por la comparua Hewlett-Packard para medir la resistencia.

Cuando la distancia entre los centros de los drculos inscritos de la envolvente y el nucleo de la fibra (en lo sucesivo denominada distancia entre centros) cumplfa la relacion (1) se califico como "bueno (o)", mientras que los demas casos fueron clasificados como "pobres (X)". Despues de tomar una micrografia de una seccion 15 transversal de un hilo con un microscopio optico fabricado por OLYMPUS OPTICAL Co., LTD., se midio la distancia entre los centros mediante un analizador de imagenes fabricado por KEYENCE CORPORATION.

Se evaluo la viabilidad del proceso. Cuando se eleva un cono de hilo, se desenrolla una bobina durante el estiramiento y las propiedades de desenrollado de la canilla 20 durante el procesado posterior son buenas, se califico como "bueno (o), mientras que cuando es de calidad inferior se califico como "pobre (X) ".

El valor MI se midio utilizando un medidor de tipo C-5059D fabricado por Toyo Seiki Seisaku-Sho, Ltd. Se fundio una resina a una temperatura espedfica y la resina fundida se extrusiono a traves de un orificio de 0,5 mm de diametro durante 10 25 minutos, entonces el peso de la resina descargada se considero como valor MI.

La duracion del lavado se evaluo ya se reconociese o no un aumento en el valor de la resistencia despues de 100 lavados utilizando el metodo definido en JIS L0217 E103. El caso en que no se reconocio un aumento en el valor de la resistencia despues de 100 lavados fue calificado como "bueno (o)", mientras que el caso en 30 el que se reconocio un aumento en el valor de la resistencia fue calificado como "pobre (X)".

La resistencia a los acidos se evaluo ya se produjese o no disolucion despues de inmersion en acido formico al 95%. El caso en el que no se produjo disolucion despues de aproximadamente 5 minutos desde el comienzo de la inmersion fue calificado como "bueno (o)M, mientras que en el caso en el que sf se produjo 5 disolucion fue calificado como "pobre (X)".

Se evaluo el estado de formation nucleo-envolvente de la fibra. El caso en el que todos filamentos teman una estructura de nucleo-envolvente se califico como "bueno (o)", mientras que los otros casos fueron calificados como "pobres (X)".

Se midio la resistencia de la fibra mediante un Autograph AGS-1KNG fabricado por 10 Shimadzu Corporation.

Ejemplo 1 -1

Un polfmero conductor preparado mediante la dispersion de un 26% en peso de negro de carbon conductor en tereftalato de polietileno preparado mediante copolimerizacion de un 12 mol% de acido isoftalico, como componente envolvente, 15 y tereftalato de homopolietileno como componente nucleo, se combinaron en la relation nucleo/envolvente que se muestra en la Tabla 1-1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado que tema un diametro interior de 0,5 mm, a 285°C, bajo la condition de que la rugosidad de la superficie de la pared H del orificio gma del canal de flujo del polfmero conductor no fuera mas 20 de 1,6S, y despues se elevo a una velocidad de 1.000 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 12 filamentos de section circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 100°C tratado termicamente en una placa caliente a 140°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 84 decitex por 12 filamentos. Los resultados de la 25 evaluation se muestran en la Tabla 1 -1.

Ejemplo de referencia 1 - 2

Un polfmero conductor preparado mediante la dispersion de un 33% en peso de negro de carbon conductor en nylon 12, como componente envolvente, y nylon 12, como componente nucleo, se combinaron en la relacion nucleo/envolvente que se 30 muestra en la Tabla 1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado que tema un diametro interior de 0,7 mm, a 270°C, bajo la condicion de que la rugosidad de la superficie de la pared H del orificio gma del

canal de flujo del poKmero conductor no superaba 1,6S, y despues se elevo a una velocidad de 700 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 24 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 90°C, tratado termicamente en 5 una placa caliente a 150°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 167 decitex por 24 filamentos. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1-1.

Ejemplo de referencia 1 - 3

Un polfmero conductor preparado mediante la dispersion de un 30% en peso de 10 negro de carbon conductor en nylon 6, como componente envolvente, y nylon 6 como componente nucleo se combinaron en la relacion nucleo/envolvente que se muestra en la Tabla 1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado que tema un diametro interior de 0,5 mm, a 270°C, bajo la condicion de que la rugosidad de la superficie de la pared H del orificio gma del 15 canal de flujo del polfmero conductor no superaba 1,6S, y despues se elevo a una velocidad de 700 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 24 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 90°C, tratado termicamente en una placa caliente a 150°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 160 20 decitex por 24 filamentos. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1-1.

Ejemplo 1 - 4

Un polfmero conductor preparado mediante la dispersion de un 23% en peso de negro de carbon conductor en tereftalato de polietileno preparado mediante 25 copolimerizacion de polietilenglicol, como componente envolvente, y tereftalato de homopolietileno como componente nucleo se combinaron en la relacion nucleo/envolvente que se muestra en la Tabla 1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado que tema un diametro interior de 0,5 mm, a 285°C, bajo la condicion de que la rugosidad de la superficie de la pared 30 H del orificio gma del canal de flujo del polfmero conductor no supoma mas de 1,6S, y despues se elevo a una velocidad de 1.000 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 12 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 100°C, tratado termicamente en una placa caliente a 140°C y despues se elevo para

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obtener un hilo estirado de 84 decitex por 12 filamentos. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1-1.

Ejemplo Comparativo 1 -1

Un poKmero conductor preparado mediante la dispersion de un 26% en peso de 5 negro de carbon conductor en tereftalato de polietileno preparado mediante copolimerizacion de un 12% en moles de acido isoftalico, como componente envolvente, y tereftalato de homopolietileno como componente nucleo se combinaron en la relacion nucleo/envolvente que se muestra en la Tabla 1-1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado 10 que tenfa un diametro interior de 0,5 mm, a 285°C, bajo la condicion de que la rugosidad de la superficie de la pared H del orificio gufa del canal de flujo del polfmero conductor no fuera inferior a 3,2S, y despues se elevo a una velocidad de 1.000 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 12 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar 15 por un rodillo de estiramiento a 100°C, tratado termicamente en una placa caliente a 140°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 84 decitex por 12 filamentos. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1-1.

Ejemplo Comparativo 1 - 2

Un polfmero conductor preparado mediante dispersion de un 33% en peso de negro 20 de carbon conductor en nylon 12, como componente envolvente, y nylon 12 como componente nucleo se combinaron en la relacion nucleo/envolvente que se muestra en la Tabla 1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado que tenfa un diametro interior de 0,7 mm, a 270°C, bajo la condicion de que la rugosidad de la superficie de la pared H del orificio gufa del 25 canal de flujo del polfmero conductor no era inferior a 3,2S, y despues se elevo a una velocidad de 700 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 24 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 90°C, tratado termicamente en una placa caliente a 150°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 167 30 decitex por 24 filamentos. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1-1.

Ejemplo Comparativo 1 - 3

Un poKmero conductor preparado mediante dispersion de un 30% en peso de negro de carbon conductor en nylon 6, como componente envolvente, y nylon 6 como componente nucleo se combinaron en la relacion nucleo/envolvente que se muestra 5 en la Tabla 1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado que tenfa un diametro interior de 0,5 mm, a 270°C, bajo la condicion de que la rugosidad de la superficie de la pared H del orificio gufa del canal de flujo del polfmero conductor era inferior a 3,2S, y despues se elevo a una velocidad de 700 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para 10 obtener un hilo no estirado de 24 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 90°C, tratado termicamente en una placa caliente a 150°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 160 decitex por 24 filamentos. Los resultados de la evaluation se muestran en la Tabla 1-1.

15 Ejemplo Comparativo 1- 4

Un polfmero conductor preparado mediante dispersion de un 23% en peso de negro de carbon conductor en tereftalato de polietileno preparado mediante copolimerizacion de polietilenglicol, como componente envolvente, y tereftalato de homopolietileno como componente nucleo se combinaron en la relacion 20 nucleo/envolvente que se muestra en la Tabla 1-1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado que tema un diametro interior de 0,5 mm, a 285°C, bajo la condicion de que la rugosidad de la superficie de la pared H del orificio gufa del canal de flujo del polfmero conductor no era inferior a 3,2S, y despues se elevo a una velocidad de 1.000 m/min mientras se engrasaba con un 25 agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 12 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 100°C, tratado termicamente en una placa caliente a 140°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 84 decitex por 12 filamentos. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 1-1.

Tabla 1-1

: Componente de envolvente Componente nucleo Relacion nucleo- envolvente (nucleo/envolv.)

Pollmero: Cont. carbon conductor (% en peso)

Ej. 1-1: PET copol. con ac. isoftalico 26 PET 5 / 1

Ej. Ref. 1-2: Nylon 12 33 Nylon 12 5 / 1

Ej. Ref. 1-3: Nylon 6 30 Nylon 6 5 / 1

Ej. 1-4: PET copol. con PEG 23 PET 5 / 1

Ej. comp. 1-1: PET copol. con ac. isoftalico 26 PET 5 / 1

Ej. comp. 1-2: Nylon 12 33 Nylon 12 5 / 1

Ej. comp. 1-3: Nylon 6 30 Nylon 6 5 / 1

Ej. comp. 1-4: PET copol. con PET 23 PET 5 / 1

: Rugosidad (S) Distancia entre centros Viabilidad del proceso Resistencia (Q/cm)

Ejemplo 1-1: 1,6 O O 5,0 x 107

Ej. Ref. 1-2: 1,6 O O 1,0 x 109

Ej. Ref. 1-3: 1,6 O O 5,3 x 108

Ejemplo 1-4: 1,6 O O 4,6 x 1012

Ej. comp.1-1: 3,2 X X 7,0 x 108

Ej. comp.1-2: 3,2 X X 5,2 x 108

Ej. comp.1-3: 3,2 X X 4,1 x 108

Ej. comp.1-4: 3,2 X X 2,7 x 1012

Ejemplo de referencia 2 -1

5 Un poKmero conductor con un valor MI de 0,02 preparado mediante la dispersion de un 26% en peso de negro de carbon conductor en tereftalato de polietileno preparado mediante copolimerizacion de un 30% en moles de acido isoftalico, como componente envolvente, y tereftalato de polietileno (PET) con un valor MI de 2,1 como componente nucleo se combinaron en la relacion nucleo/envolvente que se 10 muestra en la Tabla 1-1. El material compuesto resultante se hilo por fusion a traves de un orificio de hilado con un diametro interior de 0,25 mm, a 290°C, y despues se elevo a una velocidad de 700 m/min mientras se engrasaba con un agente lubricante para obtener un hilo no estirado de 12 filamentos de seccion circular. El hilo no estirado se estiro al pasar por un rodillo de estiramiento a 100°C, tratado

termicamente en una placa caliente a 140°C y despues se elevo para obtener un hilo estirado de 84 decitex por 12 filamentos. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 2-1.

Ejemplo de referencia 2 - 2

5 Se repitio la misma operacion que en el Ejemplo 2 - 1, salvo que se cambio el copoliester tal como se muestra en la Tabla 2 -1. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 2 -1.

Ejemplo comparativo 2 -1

Se repitio la misma operacion que en el Ejemplo 2 - 1, salvo que se cambio el 10 copoliester y la relacion nucleo-envolvente del Ejemplo 2 - 1 tal como se muestra en la Tabla 2-1. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 2 -1. Ya que no se pudo obtener un hilo en las condiciones del Ejemplo comparativo 2 -1, no se pudieron evaluar la resistencia de la superficie, la firmeza, la durabilidad frente al lavado y la resistencia al acido formico.

15 Ejemplo comparativo 2 - 2

Se repitio la misma operacion que en el Ejemplo 2 - 1, salvo que se cambio el copoliester del Ejemplo 2 -1 tal como se muestra en la Tabla 2 -1. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 2 -1. Ya que no se pudo obtener un hilo en las condiciones del Ejemplo comparativo 2-2, no se pudieron evaluar la 20 resistencia de la superficie, la firmeza, la durabilidad y la resistencia al acido formico.

Ejemplo de referencia 2 - 3

Se repitio la misma operacion que en el Ejemplo 2 - 1, salvo que se cambio la relacion nucleo-envolvente del Ejemplo 2 -1 tal como se muestra en la Tabla 2 -1. 25 Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 2 -1.

Ejemplo comparativo 2 - 3

Se repitio la misma operacion que en el Ejemplo 2 - 1, salvo que el componente nucleo del Ejemplo 2 - 1 se cambio por nylon 6 (6 Ny) y la relacion nucleo-

5

10

envolvente se cambio tal como se muestra en la Tabla 2 - 1. Los resultados de la evaluacion se muestran en la Tabla 2 -1.

Tabla 2-1


: Ej.Ref. 2 -1 EjRef 2 -2 Ej.Ref. 2 - 3 Ej.comp. 2 -1 Ej.comp. 2 -2 Ej.comp. 2 - 3

Componente envolvente: Cont. negro de carbon (en peso) 26 26 26 26 26 30

Ratio de copol. ac.isoftalico (mol%): 30 12 30 0 93 30

Valor MI: 0,02 0,09 0,02 0,01 0,01 2,5

Comp. nucleo: Polimero* PET PET PET PET PET 6Ny

Valor MI: 2,1 2,1 2,1 2,1 2,1 3,1

Relation nucleo-envolvente (nucleo/envolv.): 4:1 4:1 2:1 3:1 4:1 4:1

Resistencia superficie/107 (Q): 3,3 1,5 2,0 - - 2,8

Firmeza (cN/dtex): 2,6 1,8 2,1 - - 1,9

Estado de formation nucleo- envolv.: O O O X X O

Durabilidad frente al lavado: O O O - - O

Resistencia al acido formico: O O O - - X

Viabilidad del proceso: O O O X X O

PoKmero *; PET: tereftalato de polietileno; Ny6: nylon 6; -:

mposible de medir

Aplicacion industrial

La fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente de la presente invencion tiene una forma tal que el componente conductor rodea por completo el componente no conductor y el componente conductor esta expuesto a toda la superficie en una forma en seccion de la fibra, y el proceso de hilado y el procesado posterior tienen buena viabilidad. Por otra parte, se puede obtener una fibra conductora compuesta con una excelente resistencia qufmica constituyendo el componente nucleo y el componente envolvente utilizando un poliester especffico.

La fibra conductora de la presente invencion se puede utilizar sola o en combination con otras fibras en varias aplicaciones. Ejemplos de la finalidad para la que se usa

la fibra conductora de la presente invencion incluyen ropa de trabajo especial, tal como ropa libre de polvo, y decoracion de interiores, tal como alfombras.

Claims

5

10

15 2.

20 3.
4.

25
5.

Reivindicaciones

Fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente que comprende un componente envolvente de un poKmero formador de fibras que contiene negro de carbon conductor, caracterizada porque el componente nucleo y el componente envolvente cumplen la siguiente relacion:

r / R < 0,03 (1)

donde R representa el radio del drculo inscrito del componente envolvente y r representa la distancia entre los centros de dos drculos inscritos de los componentes nucleo y envolvente de una seccion transversal de la fibra, donde el componente nucleo esta hecho de un poliester que contiene tereftalato de etileno como componente principal y el componente envolvente esta hecho de una mezcla de un copoliester, donde el tereftalato de etileno constituye del 10 al 90 mol% de las unidades constituyentes del mismo, y negro de carbon.

Fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el componente envolvente es un poliester preparado mediante copolimerizacion de un componente de copolimerizacion seleccionado de entre el grupo consistente en acido isoftalico, acido ortoftalico y acido naftalenodicarboxflico.

Fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la relacion de copolimerizacion entre el componente de copolimerizacion y el componente envolvente esta en el intervalo de 10 y 50 mol%.

Fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el contenido de negro de carbon del componente envolvente esta en el rango del 10 al 50% en peso.

Fibra conductora compuesta de nucleo-envolvente segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la relacion envolvente-nucleo esta en un rango de 20:1 a 1:2 en lo que se refiere a la relacion superficial entre el componente nucleo y el componente envolvente.