JP7419410B2 - 導電性複合糸 - Google Patents
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Description
(2)前記金属繊維の直径が5~100μmである、(1)の導電性複合糸。
(3)初期とJIS L 0217(1995)103法に規定の洗濯方法に準じて10洗後の電気抵抗値の変化率が30%以下(絶対値)である、(1)又は(2)の導電性複合糸。
(4)(1)に記載の導電性複合糸を含有する導電性織編物。
本発明複合糸は芯糸と芯糸の外周を巻回する2種の鞘糸からなる。芯糸としては、有機繊維(有機繊維A)を用いる。鞘糸としては、金属繊維と有機繊維(有機繊維B)の2種類の繊維を用いる。
本発明複合糸に用いる有機繊維(有機繊維A、Bともに)としては、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、ポリエステル、ナイロン、アクリル、ポリオレフィン、パラ系アラミド、メタ系アラミド、ポリアリレート、ポリベンズオキサゾール等の合成繊維、水溶性ビニロンなどの水溶解性繊維、レーヨン等の再生繊維などが挙げられる。中でも肌触り性やソフトな風合いの観点から、天然繊維や水溶解性繊維を用いることが好ましく、天然繊維としては綿などのセルロース系繊維を用いた紡績糸を用いることが特に好ましく、水溶解性繊維としては水溶性ビニロンを用いることが特に好ましい。
また、複合糸とする際には、芯糸に用いる有機繊維Aと、鞘糸に用いる有機繊維Bは同じ種類のものであっても良いし、異なる種類のものであっても良い。
有機繊維の横断面形状については特に限定されず、円形断面や異形断面、中空断面などのいずれであってもよい。
芯糸に用いる有機繊維Aと鞘糸に用いる有機繊維Bの太さは、有機繊維Aが有機繊維Bの0.5~5倍程度であることが好ましい。
本発明複合糸に用いる金属繊維としては、銅、ニッケル、銀などの金属を繊維表面にコーティング、メッキ、金属蒸着又はスパッタリングすることによって得られる金属皮膜繊維や、アルミニウムやタングステンなどの金属(単体)からなる金属繊維、カーボンや導電性セラミック、金属などの微粒子を配合した繊維などの導電性を有する繊維が挙げられる。中でも本発明においては、導電性を高くする観点から金属単体からなる金属繊維を用いることが好ましい。
金属単体からなる金属繊維の材質として、金、銀、銅、黄銅、白金、鉄、鋼、亜鉛、錫、ニッケル、ステンレス、アルミニウム、タングステン及びモリブデンを例示できる。中でも、耐食性及び強度に優れることから、タングステン、モリブデン及びステンレスから選ばれる少なくとも一つのフィラメントであることが好ましい。これらの金属は、単独または2種以上組み合わせて使用してもよい。また、2種類以上の金属からなる合金であってもよい。
金属繊維のモノフィラメント糸1本を用いる場合は、モノフィラメント糸に撚り(片撚り)がかかっていないことが好ましい。金属繊維を複数種類、複数本組み合わせて用いる場合は、金属繊維を複数種類、複数本撚り合わせた(片撚りが施された)マルチフィラメント糸であることが好ましい。
本発明の導電性複合糸は芯糸と芯糸の外周を巻回する鞘糸からなるものである。
より具体的な本発明複合糸の形態としては、有機繊維Aからなる芯糸の外周に、金属繊維と有機繊維Bの2種類の鞘糸がS又はZ撚方向に巻回している。本発明複合糸は金属繊維と有機繊維の2種類を鞘糸に用いることを特徴とする。金属繊維と有機繊維の2種類が鞘糸として、有機繊維からなる芯糸に巻き付いている形態とすることで、本発明複合糸を用いた織編物に伸長が加わった場合にも、金属繊維が伸長方向に追随することが可能となる。その結果、該織編物は適度な柔軟性を有し、また、金属繊維の切断による電気的導通の遮断が抑えられるものとなる。
本発明においては、複合糸表面への金属繊維の飛び出しや、使用時の糸切れ、金属繊維の複合糸表面への過度の露出による外観上の審美性の低下を防ぐために、図1のように芯糸に巻き付けた金属繊維2を有機繊維3で押さえつける形態とすることが好ましい。なお、本発明複合糸において、2種類の鞘糸を芯糸に巻き付ける方法は後述する。
鞘糸に金属繊維と有機繊維の2種類の繊維を用い、かつ、鞘糸の金属繊維と有機繊維Bの長さの比が上記範囲を満たすことにより、金属繊維の複合糸表面への飛び出しや、過度の露出による外観の審美性の低下を防ぐことができる。金属繊維と有機繊維Bの長さの比を上記範囲とするには、芯糸に対して、金属繊維よりも有機繊維Bの巻き付け回数を多くすることが挙げられる。芯糸に対して鞘糸を巻き付ける回数は、特に限定されないが、複合糸の繊度や伸度、目的とする導電性能に応じて適宜変更をすればよい。例えば芯糸1mに対して金属繊維を250~600回程度、有機繊維Bを250~900回程度巻き付けることが好ましい。
本発明複合糸は前述したように、芯糸に巻回する2種類の鞘糸として、図1のような有機繊維3で金属繊維2を押さえつける形態とすることが好ましい。そのため、巻き付け方としては、芯糸の有機繊維1に対して、先に金属繊維2を巻き付け、さらにその上から有機繊維3を金属繊維2を押さえつけるように巻くことが好ましい。
電気抵抗値の変化率(%)=(洗濯前の電気抵抗値-10洗後の電気抵抗値)/洗濯前の電気抵抗値×100
本発明の導電性織編物(以下、本発明織編物と称することがある)は、本発明複合糸を少なくとも一部に含有する織物、または編物である。本発明織編物中に含まれる本発明複合糸の含有量は特に限定されず、使用用途に合わせて適宜選択すればよい。例えばウェアラブル衣料用途に使用する際は、導電性織編物中に本発明複合糸を5質量%以上含有することが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。
(a)鞘糸の金属繊維と有機繊維Bのフィラメント長さ
得られた導電性複合糸30cmを試料として採集し、採取した試料を解撚後、鞘糸を構成する金属繊維及び有機繊維Bのフィラメント長さをJIS L 1095(2010)9.1に準じて計測した。
(b)導電性複合糸の電気抵抗値
初期(洗濯前)とJIS L 0217(1995)103法に規定の洗濯方法に準じて10回洗濯処理した後の導電性複合糸(20cm)に対し、抵抗値測定器(OHMデジタルマルチテスター TDB-401、オーム電機社製)を用いて、電気抵抗値を測定した。
なお、鞘糸に水溶性ビニロン(水溶解性繊維)を用いない導電性複合糸の10洗後の電気抵抗値は、導電性複合糸を布帛に縫い付けた状態で10洗したあと、布帛から取り外した導電性複合糸を試料として用いて、測定を行った。
また、鞘糸に水溶性ビニロン(水溶解性繊維)を用いた導電性複合糸の10洗後の電気抵抗値は、下記実施例3の記載に従い該導電性複合糸のみを使用して得られた編地を10洗した後に、編地から抜き出した導電性複合糸を試料として用いて、測定を行った。
(c)導電性複合糸の電気抵抗値の変化率
上記で測定した初期(洗濯前)と10洗後の導電性複合糸の電気抵抗値を用いて、下記の計算式より算出した。
変化率(%)=(洗濯前の電気抵抗値-10洗後の電気抵抗値)/洗濯前の電気抵抗値×100
(d)強度、伸度および切断伸度
得られた導電性複合糸を試料とし、島津製作所製オートグラフAGS-5kNGを用い、JIS L1013 (引張強さ及び伸び率)に準じて測定した。
(e)ヤング率
JIS-L-1013化学繊維フィラメント糸試験方法8.10「初期引張抵抗度」に従って、島津製作所製オートグラフAGS-5kNGを用い、試料長200mm、引張速度200mm/分にて測定した。
(f)布帛の染色性
実施例で得られた染色後の編物を用い、金属繊維による外観上の目立ちについて、以下の基準で目視による評価を行った。
〇:金属繊維による外観上の目立ちが少ない
×:金属繊維による外観上の目立ちが多い
(g)布帛の風合い
実施例で得られた染色後の編物を用い、以下の基準で官能評価を行った。
〇:肌触りが柔らかく、風合が良い
×:肌触りが硬く、風合に劣る
下記の糸構成で芯糸と鞘糸を用意し、カバーリング撚糸機を用い、300回/m(S撚り)の条件で撚糸を行い、芯糸(1本)に鞘糸(2本)がカバーリングされた導電性複合糸(図1に示す形態のもの)を得た。
(糸構成)
芯糸
有機繊維A:綿(コットン)紡績糸 番手30/1×1本
鞘糸
金属繊維:タングステン 33μm×1本
有機繊維B:綿(コットン)紡績糸 番手30/1×1本
得られた導電性複合糸のみを使用し、丸編機にてスムース組織として25ウェール/2.54cm、16コース/2.54cmの編地を得た後、常法により精練し、下記処方にて温度60℃で45分間染色を行った。染色後、常法によりソーピングを行った。
染料 Sumifix supra blue BRF:3%omf
助剤 ソーダ灰:20g/l
無水芒硝:60g/l
ソーピング後、編物を得た。
糸構成として、金属繊維を、タングステン 50μm×1本に変更した以外は、実施例1と同様にして導電性複合糸を得た。
次に、実施例1と同様にして編物を得た。
糸構成を下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして導電性複合糸を得た。
(糸構成)
芯糸
有機繊維A:綿(コットン)紡績糸 番手20/2×1本
鞘糸
金属繊維:タングステン 13μm×1本
有機繊維B:水溶性ビニロン 31dtex/12f×1本
次に、得られた導電性複合糸を用いて、下記の構成で編物を得た。
得られた導電性複合糸のみを使用し、丸編機にてスムース組織として25ウェール/2.54cm、16コース/2.54cmの編地を得た後、常法により精練および水溶性ビニロンを溶解し、下記処方にて温度60℃で45分間染色を行った。染色後、常法によりソーピングを行った。
染料 Sumifix supra blue BRF:3%omf
助剤 ソーダ灰:20g/l
無水芒硝:60g/l
ソーピング後、編物を得た。
糸構成として、芯糸の有機繊維Aを綿(コットン)紡績糸 番手60/2×1本に変更した以外は、実施例3と同様にして導電性複合糸を得た。
次に、実施例3と同様にして水溶性ビニロンが溶解した状態の編物を得た。
糸構成を下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして導電性複合糸を得た。
(糸構成)
芯糸
有機繊維A:ポリエステルマルチフィラメント 84dtex/36f ×1本
鞘糸
金属繊維:タングステン 13μm×1本
有機繊維B:水溶性ビニロン 31dtex/12f×1本
得られた導電性複合糸のみを使用し、丸編機にてスムース組織として25ウェール/2.54cm、16コース/2.54cmの編地を得た後、常法により精練および水溶性ビニロンを溶解し、下記処方にて温度130℃で30分間染色を行った。
染料 Dianix Blue UN―SE:1%omf
助剤 ニッカサンソルト:0.5g/l
酢酸:0.2cc/l
染色後、下記処方にて温度80℃で20分間還元洗浄を行った。
助剤 ハイドロサルファイト:1g/l
水酸化ナトリウム:1g/l
サンモールFL:1cc/l
還元洗浄後、編物を得た。
糸構成として、金属繊維を、タングステン 33μm×1本に変更した以外は、実施例5と同様にして導電性複合糸を得た。
次に、実施例5と同様にして水溶性ビニロンが溶解した状態の編物を得た。
糸構成を下記のように変更した以外は、実施例1と同様にして導電性複合糸を得た。
(糸構成)
芯糸
有機繊維A:ポリエステルマルチフィラメント 84dtex/36f×1本
鞘糸
金属繊維:タングステン 13μm×1本
有機繊維B:ポリエステルマルチフィラメント 55dtex/144f×1本
得られた導電性複合糸のみを使用し、丸編機にてスムース組織として25ウェール/2.54cm、16コース/2.54cmの編地を得た後、常法により精練し、下記処方にて温度130℃で30分間染色を行った。
染料 Dianix Blue UN―SE:1%omf
助剤 ニッカサンソルト:0.5g/l
酢酸:0.2cc/l
染色後、下記処方にて温度80℃で20分間還元洗浄を行った。
助剤 ハイドロサルファイト:1g/l
水酸化ナトリウム:1g/l
サンモールFL:1cc/l
還元洗浄後、編物を得た。
糸構成として、鞘糸の有機繊維Bをポリエステル 84dtex/36f×1本に変更した以外は、実施例7と同様にして導電性複合糸を得た。
次に、実施例7と同様にして編物を得た。
以下の導電糸を用いた。
(糸構成)
Agメッキ糸(大阪電気工業株式会社が販売する「ODEX」78dtex×1本)
次に、Agメッキ糸のみを使用し、丸編機にてスムース組織として25ウェール/2.54cm、16コース/2.54cmの編地を得た後、常法により精練して編物を得た。
一方、比較例1の糸は、洗濯による導電性の変化率が大きいものであった。
2 金属繊維
3 有機繊維B
Claims (4)
- 芯糸と芯糸の外周を巻回する鞘糸からなる複合糸であって、前記芯糸が有機繊維A、前記鞘糸は金属繊維と有機繊維Bであり、
金属繊維は金属のみから構成される繊維であり、
鞘糸の金属繊維と有機繊維Bとは合撚されておらず、
芯糸の有機繊維Aに対して鞘糸の金属繊維と有機繊維Bがそれぞれ同じ撚り方向に巻回し、かつ芯糸1mに対して金属繊維を250~600回、有機繊維Bを250~900回巻回するものであり、
鞘糸の金属繊維と有機繊維Bの長さの比が、金属繊維/有機繊維B=1/1~1/1.5である導電性複合糸。 - 前記金属繊維の直径が5~100μmである、請求項1に記載の導電性複合糸。
- 初期とJIS L 0217(1995)103法に規定の洗濯方法に準じて10洗後の電気抵抗値の変化率が30%以下(絶対値)である、請求項1又は2のいずれかに記載の導電性複合糸。
- 請求項1に記載の導電性複合糸を含有する導電性織編物。
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