JP3046509B2

JP3046509B2 - 導電性複合繊維

Info

Publication number: JP3046509B2
Application number: JP6283347A
Authority: JP
Inventors: 統光神山; 裕憲山田; 誠司伊藤; 公博小川
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JPH08144124A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、衣料用に好適に用いら
れる導電性複合繊維に関する。さらに詳しくは、製糸安
定性に優れ、且つ後加工時又は実着用時の導電性能耐久
性が良好な導電性複合繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成繊維、例えばポリエステル繊維、ポ
リアミド繊維等は導電性がないため、摩擦により静電気
が帯電し易く、塵埃の付着、放電に伴なう各種障害が発
生する問題がある。

【０００３】かかる問題点を解決するため、繊維製品に
白色の導電性物質を含有させた繊維を混合する方法が提
案されており、なかでも白色または無色の無機微粒子の
表面に酸化錫を主成分とする導電被膜が付与された導電
性物質が、白度に優れ導電性も良好な点で注目されてい
る。

【０００４】例えば、特公昭５８―３９１７５号公報に
は、溶融成形可能な合成重合体中に、酸化第二錫で表面
をコーティングした酸化チタン微粒子を３〜２０重量％
分散せしめた制電性重合体組成物が提案されている。し
かしこの場合、酸化第二錫単独の被覆では導電性は不充
分であり、満足できる導電性繊維を得るためには適当な
ドーピング剤を添加しておくことが必要であるばかり
か、配合量も多量にする必要がある。

【０００５】また特公昭６２―２９５２６号公報には、
導電性皮膜を有する酸化チタン粒子を含有する熱可塑性
重合体と繊維形成性重合体とからなる導電性複合繊維を
製造するに際し、複合紡糸・延伸後さらに熱処理するこ
とにより導電性構造を再生長させる方法が提案されてい
る。そして用いられる導電性粒子としては、可紡性及び
導電性の見地から、粒径が小さいものが望ましく、特に
粒径が小さいほど導電性に優れ、１μｍ以上のものは著
しく性能が劣るとしている。しかし、粒径を小さくして
も、充分な導電性能を得るためには、その配合量を多量
にする必要があり、溶融粘度が増大して製糸性が低下す
るばかりか、導電性粒子の導電性構造形成が不安定とな
るため、導電性能がばらつくという問題がある。

【０００６】また特開平２―３０７９１１号公報には、
導電性粒子に代えて、導電性金属酸化物ウィスカーを用
い、その配合量を減少させる方法が提案されている。し
かし、該ウィスカーを熱可塑性重合体に配合する際、気
泡を巻き込み易く、また均一に分散することも困難なた
め、安定に製糸することができないといった問題があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術が有する問題に鑑みなされたもので、その目的は、製
糸安定性が良好で、且つ導電性能に優れた導電性複合繊
維を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、導電層成分と
して導電性金属化合物粒子を含有する熱可塑性重合体を
用いるにあたり、該熱可塑性重合体の一部に特定のポリ
オキシアルキレン系ポリエーテルを用いた場合、導電性
金属化合物粒子の分散性が改善され、安定した導電性能
を有する複合繊維が安定して得られることを見出し、本
発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明によれば、繊維形成性重
合体よりなる非導電層成分Ａと、導電性金属化合物粒子
を含有する熱可塑性重合体よりなる導電層成分Ｂとから
構成される導電性複合繊維において、前記導電層を構成
する熱可塑性重合体中は下記一般式（Ｉ）で表わされる
ポリオキシアルキレン系ポリエーテルと該ポリエーテル
と非相溶性の熱可塑性重合体とからなり、該ポリエーテ
ルの占める割合が０．２〜１０重量％であることを特徴
とする導電性複合繊維が提供される。

【００１０】

【化２】

【００１１】（式中、Ｚは水酸基又は１〜２個の活性水
素を有する有機化合物残基、Ｒ¹は炭素数２〜３のアル
キレン基、Ｒ²は炭素数６以上のアルキレン基、Ｒ³は
水素原子又は炭化水素基、ｋは１又は２、ｎはｋ×ｎが
７０以上となる整数、ｍは１以上の整数を表わす。）

【００１２】本発明の導電性複合繊維の非導電層成分Ａ
を構成する重合体は、溶融紡糸可能なものであれば任意
であり、具体例としては、ポリエチレンテレフタレート
やポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイ
ロン―６やナイロン―６，６等のポリアミドなどがあげ
られ、またこれらに少量の第３成分が共重合された共重
合体であってもよい。また、かかるＡ成分には、必要に
応じて任意の添加剤、例えば艶消剤、着色剤、酸化防止
剤、染色性向上剤、制電剤等を含有させてもよい。

【００１３】一方、本発明の複合繊維の導電層成分Ｂに
用いられる熱可塑性重合体は、上記一般式（Ｉ）で表わ
されるポリオキシアルキレン系ポリエーテルを１成分と
して含有する少なくとも２種のポリマー混合物であるこ
とが肝要である。

【００１４】上記一般式（Ｉ）中、Ｚは水酸基又は１〜
２個の活性水素を有する有機化合物の残基であり、メタ
ノール、プロパノール、フェノール、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ビスフェノールＡ等のヒド
ロキシ含有化合物の活性水素を除いた残基であることが
好ましい。Ｒ¹はエチレン基またはプロピレン基であ
り、５０モル％以上がエチレン基であることが好まし
い。Ｒ²は炭素数６以上のアルキレン基であり、なかで
も炭素数が１２〜４０の置換エチレン基が好ましい。ま
た、Ｒ³は水素原子又は炭化水素基であり、該炭化水素
基としてはメチル基が好ましい。ｋは１又は２であり、
ｎはｋ×ｎが７０以上となる整数であって、分子間又は
分子内で同一であっても異なってもよい。ｋ×ｎの値が
７０未満では、導電性金属酸化物粒子の分散性改善効果
が小さくなり、本発明の目的を達成することができな
い。ｍは１以上であって、ｋが２の場合には少なくとも
一方のｍが１以上であれば良く、他方のｍは０であって
もよい。

【００１５】上記式で表わされるポリオキシアルキレン
系ポリエーテル中のＲ¹Ｏ単位とＲ ²Ｏ単位の配列は、
各単位がブロックを形成して配列し、且つＲ²Ｏ単位が
単独又はブロックを形成してポリエーテル分子鎖の末端
に局在していることが、導電性粒子の分散性を適度に向
上させる上で大切である。上記式で表わされるポリオキ
シアルキレン系ポリエーテルの具体例としては、例え
ば、表１に示すポリエーテルを挙げることができる。

【００１６】

【表１】

【００１７】かかるポリオキシアルキレン系ポリエーテ
ルの、導電層成分Ｂを構成する熱可塑性重合体混合物中
の割合は、０．２〜１０重量％、好ましくは０．２〜４
重量％であることが肝要であり、０．２重量％未満の場
合には製糸安定性及び導電性能の均一性改善効果が小さ
く、本発明の目的を達成することができない。一方、１
０重量％を越える場合には、ポリオキシアルキレン系ポ
リエーテルの熱分解に起因すると思われる複合繊維の着
色が生じ、さらには導電性能改善効果も小さく、製糸性
も低下する傾向があるため、不適当である。

【００１８】上記ポリエーテルと混合される該ポリエー
テルと非相溶性の熱可塑性重合体としては、例えばポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリブタジ
エン等のポリオレフィン、ナイロン―６、ナイロン―
６，６等のポリアミド又はこれらを主成分とする共重合
ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート等のポリエステル又はこれらを主成分
とする共重合ポリエステルを例示することができ、中で
もポリオレフィン、特にポリエチレンが好ましい。これ
らは２種以上を併用してもよい。

【００１９】上記導電成分Ｂを構成する熱可塑性重合体
（混合物）に配合される導電性金属化合物粒子は、粉末
状での比抵抗が１０⁴Ωｃｍ程度以下のものであれば、
任意の粒子を用いることができ、例えば、硫化銅、沃化
銅、酸化銅、酸化インジウム等の金属化合物粒子が用い
られる。なかでも、下層を酸化錫層、上層を酸化錫含有
酸化インジウム層で構成した２層で表面をコーティング
した金属化合物粒子を用いると、本発明のポリオキシア
ルキレン系ポリエーテル添加による製糸性向上効果、導
電性向上効果が、より一層大きくなるので好ましい。

【００２０】かかる導電性金属化合物粒子の平均粒径
は、可紡性及び導電性の観点から、０．１〜２．０μｍ
のものが使用される。ここで平均粒径は、遠心粒径測定
器（島津製作所製ＣＰ―５０）を用い、累積重量粒度分
布曲線から、沈降粒子重量が全粒子重量の５０重量％に
なる粒径を平均粒径として求めた。また、導電性金属化
合物粒子の導電層成分Ｂ中の配合割合は、５０〜８０重
量％、好ましくは６０〜７５重量％とする。５０重量％
未満では導電性能が不足する場合が多く、一方８０重量
％を越える場合には混合が困難となるだけでなく、流動
性も低下して製糸性も悪化する傾向がある。

【００２１】非導電層成分Ａと導電層成分Ｂとの複合形
状はあらゆるものが可能であり、サイドバイサイド型、
芯鞘型、サンドイッチ型、放射型、多芯型、多層貼合せ
型等任意の複合が可能であり、また繊維横断形状も円
形、非円形いずれでも良い。なかでも、芯部を導電層成
分Ｂとした芯鞘型が特に好ましい。繊維横断面における
非導電層成分Ａと導電層成分Ｂとの割合は、極めて広い
範囲にすることができるが、導電層成分Ｂの割合があま
りに大きくなると、得られる導電性複合繊維の強度が低
下するようになるので、繊維横断面における導電層成分
Ｂの占める面積割合は５０％以下が好ましい。一方、こ
の導電層成分Ｂの下限は、導電層成分が繊維軸方向に沿
って連続していさえすればよく、通常、繊維横断面積の
１％以上、特に３％以上にするのが好ましい。

【００２２】かかる導電性複合繊維を製造するには、特
別の方法、条件を採用する必要はなく、２成分より成る
複合繊維を製造する通常の溶融紡糸方法で、用いる成分
Ａ及び成分Ｂに応じて、適宜条件設定することにより容
易に得ることができる。また延伸条件も任意であり、用
途に応じて、適宜選択設定すればよい。

【００２３】

【作用】本発明の導電性複合繊維は、その詳細なメカニ
ズムは未だ解明されていないが、下記理由により優れた
導電性能を有する複合繊維が安定して得られるものと推
定される。

【００２４】すなわち、導電層成分Ｂに配合される導電
性金属化合物粒子、特に金属酸化物粒子は、一般に親水
性が高いため、ポリオレフィン、ポリエステル等の親水
性に乏しい重合体中に分散させる場合、該導電層成分Ｂ
中に機械的に均一分散させても、製糸中にある程度凝集
が進行して導電構造が形成されるため、比較的優れた導
電性を示す。しかし、該粒子の凝集は成長し易いため
に、その制御が困難で、凝集が進行しすぎると、逆に紡
糸安定性が大きく低下するとともに、導電構造も形成さ
れ難くなって導電性能も低下する。これを回避するた
め、従来では製糸性をある程度犠牲にして、導電性粒子
の配合量が多くされていた。

【００２５】これに対して、本発明の複合繊維の導電層
成分には、分子鎖末端に疎水性の高いオキシアルキレン
単位（Ｒ²Ｏ）が結合した特定のポリオキシアルキレン
系ポリエーテルが配合されているため、導電性金属化合
物粒子の表面には、該ポリオキシアルキレン系ポリエー
テルの親水性部（オキシアルキレン単位Ｒ¹Ｏ）が配位
し、一方、疎水性部（オキシアルキレン単位Ｒ²Ｏ）が
表面にでてくる。その結果、該金属化合物粒子の親水性
は低下して、導電層成分Ｂ中に機械的応力が作用してい
る間は、適度な分散性が確保され、また、再凝集もし難
くなって、製糸安定性は向上する。

【００２６】また、一方で、該ポリオキシアルキレン系
ポリエーテルが結合した導電性粒子は、紡糸応力等が作
用しない場合には、導電層成分Ｂ中である程度凝集して
導電構造を形成する性質を維持しているため、同等の導
電性能を得るための粒子の配合量を低下させることが可
能となる。これらの作用が組み合わされて、安定した導
電性能と、著しく向上した製糸安定性が達成され、また
後加工工程及び実着用時の導電性能耐久性も向上するも
のと考えられる。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、実施例における各評価項目は、下記の方
法により測定した。１．断面抵抗値（単位Ω／ｃｍ）断面抵抗値とは、単繊維１ｃｍ長さあたりの電気抵抗値
である。測定は、単繊維を１ｃｍの長さに切ってポリエ
チレンテレフタレートフイルム上に置き、両切断面（両
端）に導電塗料（ドータイト）を塗り、抵抗計にて測定
する。なお電気抵抗値の測定条件は温度２０℃、湿度３
０％ＲＨ、電圧は１ＫＶ直流電圧である。２．帯電電荷量ＪＩＳ―Ｌ１０９４摩擦帯電電荷量測定法に従い行
った。（労働者産業安全研究所発行の静電気安全指針で
は、基準値を７μＣ／ｍ²以下と定めている。）３．製糸性紡糸を２４時間実施し、１日あたりの断糸回数により、
下記のとおり３段階評価した。 ○：０〜３回 △：４〜６回 ×：７回以上４．耐久性得られた複合繊維をポリエチレンテレフタレート／綿＝
６５／３５の混紡糸でカバーリングし、ポリエチレンテ
レフタレート／綿＝６５／３５、綿番手２０のタテ糸に
８０本に１本の割合で打ち込んで、タテ８０本／インチ
ヨコ５０本／インチの２／１ツイル織物とした。つい
で、通常のポリエステル綿混織物の条件で染色加工仕上
げを行った後、通常の営業洗濯を２００回行った。洗濯
後の織物から、導電性複合繊維を取り出し、導電性能
（断面抵抗値及び帯電電荷量）を測定して、耐久性の指
標とした。

【００２８】［実施例１］ポリプロピレン（Ｊ３５１
９、宇部興産株式会社製）１００重量部に対して、表１
のＮｏ．１のポリオキシアルキレン系ポリエーテル１０
重量部及び表面を酸化第２錫（酸化アンチモンドーピン
グ）でコーティングした酸化チタン粒子（Ｗ―１、三菱
マテリアル株式会社製、粒径：０．５１μｍ）２００重
量部を混合した組成物を、２４０℃で溶融し、一方、酸
化チタン２．５重量％を含有するポリエチレンテレフタ
レートを３００℃で溶融して、前者が芯部、後者が鞘部
となるよう同心円型芯鞘複合紡糸機を用いて紡糸温度２
８５℃で吐出し、７００ｍ／分の速度で引き取って芯
部：鞘部の面積比が１：１０の未延伸糸を得た。

【００２９】このときの製糸性は○で、良好であった。
この未延伸糸を１５０℃で３．７倍に延伸し、１７０℃
で熱固定して３０デニール／５フィラメントの複合繊維
を得た。この複合繊維には、変色は認められず、初期断
面抵抗値は３．０×１０８Ω／ｃｍ、初期帯電電荷量は
４．０μＣ／ｍ²、耐久性は、断面抵抗値が４．０×１
０８Ω／ｃｍ、帯電電荷量が４．０μＣ／ｍ²であり、
総合評価は良好であった。

【００３０】［実施例２〜６、比較例１〜５］ポリエチ
レン（スミカセンＧ―８０７、住友化学工業株式会社
製）１００重量部に対して、下記化学式で表わされるポ
リオキシアルキレン系ポリエーテルと、下層を酸化錫
層、上層を酸化錫含有酸化インジウム層で構成した２層
で表面をコーティングした酸化アルミニウム粒子（チタ
ン工業株式会社製、粒径：０．４５μｍ）とを、表２に
示す割合で混合した組成物を、２００℃で溶融し、一
方、酸化チタン２．５重量％を含有するポリエチレンテ
レフタレートを３００℃で溶融して、前者が芯部、後者
が鞘部となるよう同心円型芯鞘複合紡糸機を用いて紡糸
温度２８５℃で吐出し、６３０ｍ／分の速度で引き取っ
て芯部：鞘部の面積比が１：６の未延伸糸を得た。

【００３１】

【化３】

【００３２】（式中、ｐは１８〜２８の整数で平均２
１、ｑは平均１００、ｍは平均５である。）この未延伸糸を１３０℃で４倍に延伸し、１６０℃で熱
固定して、３０デニール／３フィラメントの複合繊維を
得た。このときの製糸性、変色状態、導電性能、耐久性
は、表２に示すとおりであった。

【００３３】［比較例６］実施例３において、ポリオキ
シアルキレン系ポリエーテルに代えて、平均分子量２万
のポリエチレングリコールを用いる以外は実施例３と同
様にして、複合繊維を作成した。その結果を、表１にあ
わせて示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、製糸安定性が良好で、
且つ優れた導電性能を有する複合繊維を提供することが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小川公博愛媛県松山市北吉田町77番地帝人株式会社松山事業所内 (56)参考文献特開平６−294012（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D01F 1/00 - 8/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維形成性重合体よりなる非導電層成分
Ａと、導電性金属化合物粒子を含有する熱可塑性重合体
よりなる導電層成分Ｂとから構成される導電性複合繊維
において、前記導電層成分Ｂを構成する熱可塑性重合体
は下記一般式（Ｉ）で表わされるポリオキシアルキレン
系ポリエーテルと該ポリエーテルと非相溶性の熱可塑性
重合体とからなり、該ポリエーテルの占める割合が０．
２〜１０重量％であることを特徴とする導電性複合繊
維。【化１】（式中、Ｚは水酸基又は１〜２個の活性水素を有する有
機化合物残基、Ｒ¹は炭素数２〜３のアルキレン基、Ｒ
²は炭素数６以上のアルキレン基、Ｒ³は水素原子又は
炭化水素基、ｋは１又は２、ｎはｋ×ｎが７０以上とな
る整数、ｍは１以上の整数を表わす。）
【請求項２】導電層成分Ｂを構成する熱可塑性重合体
が、一般式（Ｉ）で表わされるポリオキシアルキレン系
ポリエーテルとポリオレフィンとの混合物である請求項
１記載の導電性複合繊維。
【請求項３】導電性金属化合物粒子が、下層を酸化錫
層、上層を酸化錫含有酸化インジウム層で構成した２層
で表面をコーティングした金属化合物粒子である請求項
１記載の導電性複合繊維。