JPH01183519A

JPH01183519A - 導電性中空複合繊維

Info

Publication number: JPH01183519A
Application number: JP223988A
Authority: JP
Inventors: Hideharu Sasaki; 佐々木　英晴; Muneaki Awata; 粟田　宗明
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1988-01-08
Filing date: 1988-01-08
Publication date: 1989-07-21
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH0733605B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、導電性中空複合繊維に関し、詳しくは、耐発
塵性、耐薬品性および制電性に優れた導電性中空複合繊
維に関する。

（従来の技術）ナイロン、ポリエステルおよびアクリル系の合成繊維は
、その疏水性のため静電気が発生しやすく、従来から帯
電性を防止するため種々の提案がなされてきた。

なかでも、カーボンブランクや金属粉などの導電性粒子
を分散させた熱可塑性重合体と繊維形成性重合体を芯鞘
に複合した繊維が特公昭５２−３１４５０号公報で提案
されて以来多（の研究がなされている。

たとえば、特公昭５２−３１４５０号公報には導電性物
質を含有する導電成分を非導電成分で完全に被覆したカ
ーペット用複合繊維が記載されている。

特公昭５６−３７３２２号公報には、導電成分と非導電
成分をサイドバイサイド型に接合した複合繊維が記載さ
れている。

特開昭５６−１５４１５号公報には、芯鞘型で中空部を
中心に有し導電相が中空部に露出している複合繊維が記
載されており、中空部を有することで導電物質の黒色が
目立ちにくく、かつ、少量の複合比率で安定製糸ができ
るとの記載がある。

特開昭５７−２９６１１号公報および特開昭５８−１３
２１１９号公報には、多芯型の芯鞘複合繊維が記載され
ている。

特開昭５８−１２６３１５号公報には、導電相が非導電
相によって分割され、かつ、中空の表面に露出または突
出することに特徴のある中空導電繊維が記載されている
。

これらの従来の導電性繊維は、その色調、白皮を改良し
たものであり、導電性、特に繊維表面の導電性が不良で
あった。このような問題を解決するために本出願人は、
特開昭６２−５３４１６号公報に記載されているように
、導電性物質を芯成分に含有する芯鞘型複合繊維を高電
圧で放電加工することを提案した。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、特開昭６２−５３４１６号公報に記載さ
れている導電性繊維は、放電加工により繊維表面の電気
抵抗値を大幅に下げることはできるが、放電加工時に繊
維の強伸度が低下し、さらに、従来の芯鞘型複合繊維を
用いて放電加工すると、連続放電加工が困難となり繊維
表面の電気抵抗値にむらが生じるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、中空複合繊維の芯鞘断面形状
を特定することにより、放電加工時の繊維の強伸度低下
および放電加工のむらを防ぎ、制電無塵衣用途に適した
耐発塵性、耐薬品性および制電性能に優れた導電性中空
複合繊維を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、放電加工時の繊維の損傷、放電加工のむ
らを防ぎ導電繊維の耐発塵性、耐薬品性および高導電性
を有する繊維を得るために鋭意検討を重ねた結果、本発
明に到達した。すなわち、本発明は、導電性物質を含有
する熱可塑性ポリマーからなる芯成分（Ａ）と、該芯成
分（Ａ）をとり囲む繊維形成性ポリマーからなる鞘成分
（Ｂ）とにより構成される複合繊維において、中空部（
Ｃ）を有し、芯成分が３〜８の脱炎部を存する断面形状
をなし、該脱炎部と鞘成分外周部とにより形成される鞘
成分最小厚さＶｉのすべてが０．５μｍ以上であり、か
つ、その少なくとも一つが２゜５μｍ未満であるととも
に、互いに隣接する脱炎部間の最短距離Ｗｉのすべてが
５μｍ以下であることを特徴とする導電性中空複合繊維
である。

本発明において使用する導電性物質としては、まず導電
性カーボンブラックがあげられる０例えばオイルファー
ネス系の“ケンチェンブラックＥＣ”　（日本ＥＣ社製
）、“コンダクテフクス９７５″、“コンダクテフクス
ＳＣ”　（コロンビアン社製）やアセチレン系の“デン
カブラック”　（デンカ社製）等公知の導電性カーボン
ブラックが使用できる。

熱可塑性ポリマーへの導電性カーボンブラックの配合率
は２０〜５０重量％とすることが好ましく特に２５〜４
０重量％が好適である。配合率が少なすぎると、好まし
い導電性能が得られにくく充分な制電性能が発現しない
おそれがある。また配合率が多すぎると、ポリマー中へ
の均一分散が困難となり製糸性も低下する傾向がある。

また、導電性物質として金属粒子または金属酸化物もし
くは金属化合物の粒子、あるいは、これらの皮膜を有す
る粒子を用いることができる。金属粒子としては、銀、
ニッケル、銅、鉄、アルミニウムあるいはこれらの合金
があげられる。金属酸化物や金属酸化物皮膜を有する粒
子としては、アンチモン酸化物を第２成分として混合焼
成した酸化錫、アルミニウム酸化物を第２成分とした酸
化亜鉛、前記酸化錫や酸化亜鉛等の導電性酸化物の皮膜
を有する酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、
酸化アルミニウム等の無機粒子が使用できる。金属酸化
物としては、ヨウ化銅、硫化銅、硫化亜鉛、硫化カドミ
ニウムなどを用いることができる。

これら導電性物質の配合率は、粒子の種類、粒子径、導
電性およびマトリックスポリマーの性質や結晶性などに
よって変わるが、通常は４０〜８０重量％であり少なす
ぎる場合は導電性が低下しがちであり、多すぎる場合は
ポリマー中への均一分散が困難となり製糸性も低下する
傾向がある。

芯成分を構成する熱可塑性ポリマーは任意に選択するこ
とができ、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオ
レフィン、ポリエーテルなどのポリマーをあげることが
できるが、延伸段階での導電性の低下防止および鞘成分
との密着性を考慮するとナイロン６、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、ポリエチレ
ンまたはその共重合物が好ましい。特に本発明の中空繊
維を得るためには、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の粘度が近
づくように（Ａ）ポリマーを選択する必要がある。

鞘成分として用いられる耐薬品性に優れた繊維形成性ポ
リマーとしてはポリエステル、ポリオレフィン、または
その共重合物が好ましくポリエチレンテレフタレートが
特に好ましい。また、芯鞘成分のポリマー中に有機スル
ホン酸、またはその金属塩、有機リン酸またはその金属
塩などの界面活性剤を含むポリアルキレングリコール、
ブロックポリエーテルエステル、ブロックポリエーテル
アミドなどの有機制電性成分を５％以下分散させてもよ
い。

本発明の導電性中空複合繊維と、耐発塵性、耐薬品性お
よび制電性能が充分に発揮されるように芯鞘部および中
空部が配置されていることに特徴がある。

すなわち、本発明の複合繊維は、中空繊維にすることに
よって、導電部を表層に近づけること、分割された導電
部分間の距離を近づけることおよび中空内層表面の導電
性が中実に比較してアンプすること、の諸点が改善され
る。その結果、繊維の断面導電性および表面導電性が向
上する。中空率は制電性、繊維の力学物性を考慮すると
５〜２０％が好ましい。５％未満では、所定量の導電層
を繊維断面内に効果的に配置させることが困難で制電性
能が低下する。２０％を越える場合は、繊維物性が低下
するため耐発塵性および耐久性が劣る。

また、本発明の中空繊維は、第２図に示すように芯成分
（Ａ）が３〜８の脱炎部を有する断面形状であることが
必要である。脱炎部が２の場合は各（Ａ）間の相互作用
が悪くなり糸の導電性が低下する。脱炎部が８より多い
場合には、（Ａ）の占める断面積を３０％以下にすると
紡糸安定性が低下する。脱炎部を有することにより、放
電処理を行う際に、従来の芯鞘型複合繊維に比較して低
電圧で処理可能となり、繊維の損傷を防止できる。

本発明においては、第１図に示すように芯成分（Ａ）の
脱炎部と鞘成分外周部とにより形成される鞘成分最小厚
さＶｉ　　（ｉ＝３〜８）のすべてが０．５μｍ以上で
あり、かつ、その少なくとも一つは２．５μｍ未満であ
ることが必要であり、また、互いに隣接する芯成分（Ａ
）間の最短距離Ｗｉ（ｉ＝３〜８）のすべてが５μｍ以
下であることが必要である。Ｖｉが０．５μｍより小さ
い場合には、耐発塵性、耐久性が悪くなり、Ｖｉのすべ
てが２．５μｍ以上である場合は、制電性が低下する。

Ｗｉが５μｍより大になると、分割された各（Ａ）間の
相互作用が鈍くなり糸の導電性が低下する。

繊維断面において、芯成分（Ａ）の占める面積は５〜３
０％が好ましい。５％より小さいときは、制電性が劣る
場合があり、３０％を超えると繊維の力学的特性、耐発
塵性、耐久性が低下する傾向がある。芯成分の面積に対
応して鞘成分（Ｂ）の断面積は５０〜９０％、中空部の
断面積は５〜２０％が好ましい。

本発明において、電気抵抗値は次のようにして測定する
。

イ　　　日　　畢−畜繊維軸方向の長さ２．０ｃｍとなるよう両端を横断面方
向にカットした繊維の該両断面にＡｇドウタイト（銀粒
子含有の導電性樹脂塗料、藤倉工業製）を付着させた試
料を電気絶縁性ポリエチレンテレフタレートフィルム上
で、温１度２０℃×３０％ＲＨの条件のもとにＩＫＶの
直流電圧を該Ａｇドウタイト付着面を使って印加して両
断面間に流れる電流を求め、オームの法則により電気抵
抗値Ω／ｃｍを算出する。

ロ　　−　　　＄渉繊維軸方向の長さ２．０ｃｍにカットされた繊維のり両
端付近の表面（繊維側面）に前記のＡｇドウタイトを付
着させたものを試料として、該試料を電気絶縁性ポリエ
チレンテレフタレートフィルム上で、温湿度２０℃×３
０％ＲＨの条件の下に、ＩＫＶの直流電圧を該Ａｇドウ
タイト間に印加してＡｇドウタイト間に流れる電流を求
め、かつ、Ａｇドウタイト間の距離を測定して、オーム
の法則により表面電気抵抗値Ω／ａｌｌを算出す°る。

次に、放電処理について述べる。

即ち、本発明に用いる放電処理法としては、前記のよう
にして得られた芯鞘型複合繊維を高電圧電極に接触させ
て高電圧を印加する通電法、放電形状の異なるコロナ放
電、火花放電、グロー放電、アーク放電等の高電圧放電
処理法により処理することができる。

印加電圧としては、ＩＫＶを超える高電圧であって、１
００ＫＶまでの範囲のものが使用でき、５〜１００ＫＶ
が好ましい。電圧の極性はプラスでも、マイナスでも（
直流）、又は交流であってもよい。

電極間の距離はθ〜１０ａａの範囲のものが使用でき、
放電形態と処理速度との関係で決めることができる。又
、導電性物質を含有する芯成分を一方の極とし、他方の
極を別に設けて、該両極に高電圧を印加し、この高電圧
電極下で放電処理することが最適に例示されるが、この
方法に限るものではなく、別々に設けた二つの極に高電
圧を印加して放電処理する方法であってもよい。

又、このような放電処理は糸の状態でも、編織物等の布
帛、不織布の状態でも行うことができる。

さらに糸の場合、延伸糸に施しても、未延伸糸に施して
も良い。

かかる放電処理によって、表面電気抵抗値を１０Ｉ０Ω
／ｃ１１オーダー以下とすることができるし、表面電気
抵抗値と断面閣内部電圧抵抗値との比を１０３以下とす
ることができ、好ましくは、この比を１０！以下、特に
厳しい条件で使用する場合はＩＯ以下とすることができ
る。

この比の値を加減するには、前記の放電処理の時間、高
電圧のＫＶを調節して行うことができる。

（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、屈曲後の電気抵抗値は、屈曲摩耗を９００回繰り返
した後の放電加工糸の電気抵抗値を示す。耐発塵性は、
屈曲摩耗を９００回繰り返した後、糸側面を顕微鏡観察
し、導電部剥離無しを０、導電部剥離小をΔ、導電部剥
離大を×とした。

耐薬品性は各放電加工糸を室温で２４時間各薬品に浸漬
した後の強度保持率で示した。

実施例１〜３ポリエチレン７０重量部にファーネス系の導電性カーボ
ンブラック３０！量部を添加し、溶融混合して得た導電
性ポリマー（体積固有抵抗値１．１　ｘ　１０”ΩｃＪ
）とオルソクロルフェノール中２５℃で測定した極限粘
度０．６４のポリエチレンテレフタレートチップを種々
の中空複合紡糸用口金を用いて、紡糸温度２９０℃、紡
速１２００ｍ／分で紡糸した。得られた未延伸糸を予熱
温度１００℃、熱セツト温度１８０℃、延伸倍率３．１
倍で熱延伸し、３０デニール３フイラメントで、第２図
（１）〜（３）に示す断面形状の延伸糸を得た。この繊
維を５ＫＶ、１００　ｍ７分でコロナ放電処理した。結
果を第１表に示す。

比較例１〜３実施例１において、芯鞘の吐出量比を変えて、芯成分が
８個の脱炎部を有し、Ｖ　１　％　Ｗ　１が実施例１と
異なる繊維を紡糸延伸した以外は実施例１と同様に行っ
た。結果を第１表に示す。

実施例４平均粒径０．２４μｍの酸化チタンに重量約１２％の酸
化錫皮膜を形成させたものに酸化アンチモン微粒子を２
％混合焼成して得られる白色導電性粉末７２部と、ポリ
エチレン２８部とを溶融混合して導電性ポリマーチップ
（体積固有抵抗値３．ＯＸ　１０’Ωｅ１１）を得た。

このポリマーを芯にして実施例１と同様にして鞘がポリ
エチレンテレフタレートの複合繊維を紡糸延伸した後、
実施例１と同様にコロナ放電処理を行った。断面は第２
図の（１）の形状を有しており、Ａ＝１５％、Ｂ＝７２
％、Ｃ＝１３％で、強度３．６ｇ／ｄｏ、伸度３８％、
初期断面電気抵抗は５Ｘ１０’Ω／　ｃｍ　、放電処理
後の断面電気抵抗は５Ｘ１０’Ω／　ｃｓ　、屈曲後の
断面電気抵抗は７Ｘ１０’Ω／口であった。表面電気抵
抗は初期値が５×１０′Ω／ｅｌｌで放電処理後は８Ｘ
１０’Ω／ｃ１１、屈曲後が９Ｘ１０ｙΩ／ｃ１１１で
あり、耐発塵性、及び耐薬品性も良好であった。

比較例４〜６実施例１と同じ導電性ポリマーと鞘ポリマーを用い第３
図（２）〜（４）の断面形状を有する繊維を実施例１と
同様の条件で紡糸延伸して３０デニール３フイラメント
の延伸糸を得た後、コロナ放電処理を行った。結果を第
２表に示す。

（重責、以下余白）第　　　１　　　表第２表第１．２表および実施例４の結果から明らかなように、
本発明の範囲内にある導電性複合繊維は、耐発塵性、耐
薬品性能に優れ、かつ、放電加工性能に富む繊維である
ことがわかる。

（発明の効果）本発明の導電性中空複合繊維によれば、耐発塵性、耐薬
品性および制電性能に優れた８！電性繊維、特に制電無
塵衣等に適した導電性繊維を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は、本発明の導電性中空複合繊維の一例を示
す断面図、第３図は従来の導電性繊維の断面図である。Ｖｉ・・・・・・芯成分（Ａ）脱炎部と鞘成分外周部と
により形成される鞘成分最小厚さ、Ｗｉ・・・・・・芯成分（Ａ）の脱炎部間の最短距離、
Ａ・・・・・・芯成分、Ｂ・・・・・・鞘成分、Ｃ・・・・・・中空部。第１図第２図図（４〕

Claims

【特許請求の範囲】１、導電性物質を含有する熱可塑性ポリマーからなる芯
成分（Ａ）と、該芯成分（Ａ）をとり囲む繊維形成性ポ
リマーからなる鞘成分（Ｂ）とにより構成される複合繊維において、中空部（
Ｃ）を有し、芯成分が３〜８の鋭突部を有する断面形状
をなし、該鋭突部と鞘成分外周部とにより形成される鞘
成分最小厚さＶｉのすべてが０．５μｍ以上であり、か
つ、その少なくとも一つが２．５μｍ未満であるととも
に、互いに隣接する鋭突部間の最短距離Ｗｉのすべてが
５μｍ以下であることを特徴とする導電性中空複合繊維
。２、導電性物質が導電性カーボンブラックからなり、そ
の配合率が芯成分（Ａ）全体に対し、２０〜５０重量％
である特許請求の範囲第１項記載の導電性中空複合繊維
。３、導電性物質が、金属粒子または金属酸化物もしくは
金属化合物の粒子からなり、その配合率が芯成分（Ａ）
全体に対し、４０〜８０重量％である特許請求の範囲第
１項記載の導電性中空複合繊維。４、繊維形成性ポリマーが、ポリエステル、ポリオレフ
ィンおよび／またはこれらの共重合体からなる特許請求
の範囲第１項記載の導電性中空複合繊維。５、芯成分（Ａ）の断面積が５〜３０％、鞘成分（Ｂ）
の断面積が５０〜９０％、中空部（Ｃ）の断面積が５〜
２０％である特許請求の範囲第１項記載の導電性中空複
合繊維。