JPH01292116A - 導電性繊維及びその製造法 - Google Patents

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） 本発明は導電性繊維及びその製造法、詳しくは芯成分と
鞘成分の両方に導電性物質を含有する芯鞘型構造の導電
性繊維及びその製造法に関する。

（従来の技術） ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性
樹脂は、繊維製品として多くの用途に使用されているが
、制電性に乏しく帯電しやすいという欠点がある。その
ため、これらの繊維に導電性を付与するための多くの研
究がなさている。

第−の方法として、繊維表面に導電性物質をコーティン
グする方法がある。これらの導電性繊維は初期の導電性
能は良好であるが、着用時の耐摩耗性が不良であり、耐
洗濯性、耐薬品性も不良であり、防塵衣等に使用した場
合の発塵源となっている。

第二の方法として、導電性物質の粉末を熱可塑性樹脂中
に分散させコア層とし、繊維形成性ポリマーをシース層
としてシース・コアの複合繊維とする方法がある。この
方法の場合、繊維断面の芯部間の導電性は良好で問題は
ないが、シース層は繊維形成性の良好なポリマーで形成
されているため、電気的には絶縁体となっており、表面
の電気抵抗値が高く、導電性不良となっている点が問題
である。したがって、このように芯部に導電性物質を含
有する芯鞘型複合繊維であっても、これを使用した布帛
の静電気による不快窓（着用衣服の身体へのまつわりつ
き、脱衣時の放電音、空気中のほこり付着等）の問題が
あった。さらに、かかる芯鞘型複合繊維の問題を解決す
るため、特開昭６０−１１０９２０号公報に記載されて
いるように芯成分を偏心させ、鞘成分の厚さを３μｍ以
下とすることも提案されているが、かかる複合繊維は、
電気抵抗値も思ったように低くできない上、芯鞘界面剥
離が生じ、発塵しやすくなる等の問題がある。これらの
問題点を解決するため本出願人は、特開昭６２−５３４
１６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課題） 上記の特開昭６２−５３４１６号公報で提案した方法に
よると、導電性能の優れた繊維が得られるものの、放電
加工時の繊維の損傷や耐洗濯性に劣るなどの問題があっ
た。そこで、本発明は、繊維に損傷を与えずに繊維表面
の電気抵抗を低下させ良好な導電性能を付与するととも
に、耐洗濯性、耐薬品性に優れた導電性繊維を提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記問題点を解決するために研究を重ね
た結果、芯成分と鞘成分の両方に導電性物質を含有させ
、かつ、芯成分の断面形状を親交部を有する異形断面形
状にすることによって、放電加工性を改良し、繊維に損
傷を与えず、耐洗濯性、耐薬品性に優れた導電性繊維が
得られることを見出し本発明に到達した。

すなわち、本発明は、導電性物質を含有する芯成分と、
該芯成分を完全に被覆する繊維形成性ポリエステルから
なる鞘成分とにより構成され、繊維表面の電気抵抗値が
１０１Ω／　ｃｍ未満であり、かつ、核表面の電気抵抗
値と断面間の内部電気抵抗値との比が１０″以下である
芯鞘型複合繊維であって、該鞘成分のポリエステルは５
重量％以下の導電性物質を含有し、該芯成分の断面形状
が２以上の親交部を有する異形断面形状であって、該親
交部と該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０．３μｍ以上で、かつ、その少なく
とも一つが５μｍ以下であることを特徴とする導電性繊
維、及び導電性物質を含有する芯成分と、該芯成分を完
全に被覆する繊維形成性ポリエステルからなる鞘成分と
により構成され、該鞘成分のポリエステルが５重量％以
下の導電性物質を含有し、該芯成分の断面形状が２以上
の親交を有する異形断面形状であって、該親交部と該鞘
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０．３μｍ以上で、かつ、その少なくとも一つが
５μｍ以下である芯鞘型複合繊維を、高電圧電極間で放
電処理することを特徴とする導電性繊維の製造法である
。

本発明繊維の芯成分は導電性物質を含有するものである
が、該導電性物質としては、導電性カーボンブラック、
導電性金属化合物等の公知のものが使用できる。

カーボンブラックの種類としては、アセチレンブラック
、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャ
ネルブラック、ケッチエンブラック等が例示される。他
方、導電性金属化合物としては、ヨウ化銅、硫化銅等が
挙げられる。導電性金属酸化物としては特に白色性に優
れた酸化第二錫、酸化亜鉛が挙げられる。ここでいう酸
化第二錫には、少量のアンチモン化合物を含む酸化第二
錫、酸化チタン粒子の表面に少量のアンチモン化合物を
含む酸化第二錫をコーティングして得られる導電性金属
複合体も含まれる。また、酸化亜鉛には少量の酸化アル
ミニウム、酸化リチウム、酸化インジウム等を溶解した
導電性酸化亜鉛も含まれる。これらは、通常微粉末とし
てマトリックスポリマーに分散して用いられるが、該マ
トリックスポリマーには、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ナイロン６、ナイロン６６、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
が好ましく例示され、特に、鞘成分のポリエステルとの
接着性を向上させるために、融点又は軟化点が１５０°
Ｃ以下の特殊な共重合ポリエステルを用いるのが好まし
い。

かかる共重合ポリエステルとしては、例えば、ジカルボ
ン酸成分としてイソフタル酸またはイソフタル酸ジメチ
ルが４５〜８０モル％とテレフタル酸またはテレフタル
酸ジメチルが５５〜２０モル％からなり、ジオール成分
としてエチレングリコールが８０〜９０モル％とジエチ
レングリコールが２０−１０モル％からなる共重合ポリ
エステルを用いることができる。このような共重合ポリ
エステルは導電性物質を多量に分散させた状態でも分散
性がよく、かつ、鞘部のポリエステル成分との接着性が
特に良好であるため、芯部の親交部と鞘成分外周とによ
り形成される鞘成分最小厚さを薄くしても洗濯耐久性が
良好であり、かつ、より低電圧で放電処理を行っても、
十分な導電性能を付与することができるため、繊維に損
傷を与えることがない。

該芯成分を完全に取り囲む鞘成分は、繊維形成性ポリエ
ステルから構成される。特に、風合、加工工程の取扱い
性において優れており、さらに、耐薬品性も良好なこと
からポリエチレンテレフタレートが好ましい。

本発明の特徴は、鞘成分に特定量の導電性物質を添加し
て、放電処理により繊維表面の電気抵抗を下げ、かつ耐
洗濯性等の耐久性に優れた導電性繊維を安定に生産する
ことにある。鞘成分に含まれる導電性物質としては、前
述の芯成分に用いる導電性物質を挙げることができ、芯
成分と鞘成分とに同じ導電性物質を用いてもよく、また
異なる導電性物質を用いてもよい。鞘成分への導電性物
質の添加量は、５重１％以下であることが必要であり、
好ましくは０．１重量％以上である。導電性物質の含装
置が５重量％を超えると、繊維強度が低下し、洗濯耐久
性も劣ったものとなる。一方、該含有量が少なすぎると
、安定した状態で放電処理を施すのが難しくなる。

かかる物質からなる導電性繊維は、繊維断面における該
芯成分の形状が２以上の親交部を存する異形断面形状で
あることが重要である。親交部の数は２〜８が好ましい
。ここにいう親交部を有する断面形状とは凸状ないしは
突起状の凸部を有する断面形状をいい、主なものに、第
１図（イ）〜（ニ）に示すものがある。さらに、第１図
（ロ）に示した親交部と鞘成分外周との最小厚さＶｉの
すべてが０．３μｍ以上であり、少な（とも一つは５μ
ｍ以下であることが必要である。Ｖｉが０．３μｍより
小さい箇所がある場合には、耐洗濯性が低下し、Ｖｉの
すべてが５μｍより大きい場合には、導電性能が劣ると
いう問題がある。

また、本発明の導電性複合繊維は、第１図（ホ）に示す
ような中空繊維であってもよい。

本発明の導電性繊維は、後述するような放電処理を施し
て得られるが、繊維表面の電気抵抗値が１０”Ω／　ｃ
ｍ未満であり、かつ、該表面の電気抵抗値（Ω／　ｃｆ
ｌＩ）との断面間の内部電気抵抗値（Ω／ｃ１１）との
比が１０″以下である。通常、繊維形成性ポリマーから
なる繊維の表面抵抗値は、例えば、１０”０７ｃｍオー
ダーというように非常に高く、仮に断面量的部抵抗値が
１０７Ω／　ｃｍオーダーと低くても、表面の電気抵抗
値と断面間の内部電気抵抗値の比は１０６程度と大であ
り、繊維の表面には、はとんど導電性の効果が発現しな
い。

本発明者らは、先に、鞘成分が繊維形成性ポリマーから
構成されていても、繊維表面の電気抵抗値が１０Ｉ０Ω
／　ｃｍオーダー以下である導電性繊維を提案した（特
開昭６２−５３４１６号公報）。

ここに、電気抵抗値（Ω／　ｃｒｔｈ　）は次のように
して測定する。

Ａ工１斯頁澗１１１気砥痙目 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）（ｉ１
粒子含有の導電性樹脂塗料、騒倉工業製）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、温湿度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。

口　　　　　　′　　　−吉 繊維軸方向の長さ約２．０ｃｍ？ニカットされた繊維の
両端付近の表面（繊維側面）に前記のＡｇドウクイトを
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’Ｃ
Ｘ３０％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／　ｃｍを算出する
。

本発明の繊維は、放電処理を施すことによって表面電気
抵抗値を低下させ、表面電気抵抗値と断面間の内部電気
抵抗値との比を小さくし、導電性を付与するものである
が、放電処理法としては、前記のようにして得られた芯
鞘型複合繊維を商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を超える電圧であって、１０
０ＫＶまでの範囲のものが使用でき、好ましくは１〜５
０ＫＶ、特に好ましくは１〜２０ＫＶの範囲のものが好
適に例示される。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
０〜１９ｃｍ間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。

また、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１０”０７
０ｍオーダー以下とすることができるし、表面電気抵抗
値と断面量的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１０以下とすることができる。

（作用） 本発明の繊維は、表面電気抵抗値と断面間の内部電気抵
抗値との比が１０’以下、表面電気抵抗値がＩＱＩＩΩ
／ｃｍ未満の安定した導電性を発現し、かつ、洗濯耐久
性および耐薬品性に優れた特性を存するものである。

電気抵抗値に関しては、繊維形成性ポリマー中に特定量
の導電性物質を添加することにより、高電圧による放電
処理を安定、均質に実施することができ、繊維表面の電
気抵抗値を上記のうよな値に低下させることができる。

特に、鞘成分を一方の極とし、他方の極を別に設けてこ
の両極に高電圧をかけて放電処理した場合には、芯成分
の有する電気絶縁性をなくし、半導体程度の導電性を付
与することができる。

また、芯部の断面形状が異形断面形状であり芯部が鞘部
によって完全に被覆されているために、洗濯耐久性、耐
薬品性に優れている。

さらに、鞘成分中に導電性物質が分散し、かつ、芯成分
の断面形状が親交部を有する異形断面形状であるため、
放電加工時に該親交部先端において放電処理が行われ、
低電圧での処理でも安定、均質に連続的に導電性を付与
することができる。そのため、放電加工による鞘部の損
傷を最小限度にすることができ、強伸度低下、放電加工
中の断糸等のトラブルを防止でき、安定して生産するこ
とが可能となる。

（実施例） 以下、実施例について述べるが、洗濯耐久性及び耐薬品
性は下記の方法により評価した。

（１）洗濯耐久性 Ｔ−８９３９３の繊維規格に準じて作成し、導電糸をｌ
　ｃｍ間隔でストライプに職込んだ織物試料について、
クリーンルーム内で洗濯を操り返した後の織物表面を任
意に２０ケ所外観検査し、破損箇所の個数割合を％で表
した。尚、洗濯耐久性においてＬｏは洗濯回数０回を、
Ｌｌ。。は洗濯回数１００回を、Ｌ２゜。は洗濯回数２
００回を意味する。

（２）白（薬品性 上記織物試料を薬品に室温で２４時間浸漬後、水洗乾燥
し、スコツトテスターで５０回揉み操作を繰り返した後
、織物表面を任意に２０ケ所外観検査し、剥離なしをＯ
ｌ一部剥離をΔ、大部分剥離を×で評価した。

実施例１ 酸化チタン微粒子の表面に導電性酸化第二錫をコーティ
ングした平均粒径０．２５μ、比抵抗９ΩＣａｌの導電
性粉体２４０重量部と、メルトインデックス７５のポリ
エチレン７５重量部とをニーグーに仕込み、２００°Ｃ
で１時間混練した。得られた導電性ポリエチレン樹脂の
比抵抗は、３．２Ｘ１０”Ω・Ｃｌ１１であった。

一方、上記導電性粉体１５重量部と、固有粘度０゜６４
のポリエチレンテレフタレート４００重量部とをニーグ
ーに仕込み、２８５°Ｃで６０分間混練した。得られた
導電性ポリエチレンテレフタレート樹脂の比抵抗は４Ｘ
１０”Ω・ｃｍであった。

次いで、上記導電性ポリエチレン樹脂を芯成分とし、上
記導電性ポリエチレンテレフタレート樹脂を鞘成分とし
て、複合紡糸装置を用いて溶融紡糸し、第１図（ロ）に
示すような断面膨軟を有する芯鞘型複合繊維としだ後３
．１倍に延伸して２５デニール、単糸数５のマルチフィ
ラメントを得た。

このフィラメントの鞘成分最小厚さＶｉは、いずれも３
．０μｍであった。

この芯鞘型複合繊維に、マイナス５ＫＶ、　　１００ｍ
／分でコロナ放電処理を施した。電気抵抗値、強伸度、
耐洗濯性、耐薬品性は第１表に示す通りであった。

比較例１〜３ 実施例１において、鞘成分にするポリエチレンテレフタ
レートには導電性粉体を添加せず、その他の条件は実施
例１と同じにして、２５デニール、単糸数５のマルチフ
ィラメントを得た。

この芯鞘型複合繊維に、処理電圧、処理速度を第１表に
示すように変更して、コロナ放電処理を施した。放電処
理した繊維の電気抵抗値、強伸度、耐洗濯性、耐薬品性
を第１表に併せて示す。

（本頁、以下余白） 第１表からも明らかなように、本発明の芯鞘型複合導電
性繊維（実施例１）では、穏やかな条件で放電加工して
も繊維表面の電気抵抗が十分に低下し、良好な導電性能
が得られ、耐洗濯性、耐薬品性も優れたものとなるが、
鞘成分に導電性物質を添加せずに、実施例１と同じ条件
で放電加工した場合（比較例１）は、繊維表面の電気抵
抗が低下せず、導電性が不良となる。そこで、繊維表面
の電気抵抗を低下させるために、放電加工電圧を高くし
たり（比較例２）、あるいは処理速度を遅くして放電加
工時間を長くしたりする（比較例３）と繊維が損傷し、
強伸度低下、耐洗濯性、耐薬品性の悪化が顕著になる。

実施例２〜４、比較例２ 実施例１において、鞘成分にするポリエチレンテレフタ
レートへの導電性粉体の添加量を第２表に示す如く種々
変更し、その他の条件は実施例１と同じにして、２５デ
ニール、単糸数５のマルチフィラメントを得た。

これらの芯鞘型複合繊維に、実施例１と同一条件でコロ
ナ放電処理を施し、電気抵抗値、強伸度、耐洗濯性、耐
薬品性を測定した。結果は第２表に示す通りであった。

（本頁、以下余白） 第２表 第２表からも明らかなように、鞘成分の導電性物質含有
量が５重量％を超えると、繊維の強度が低下し、耐洗濯
性も悪化する。

（発明の効果） 本発明によれば、繊維に損傷を与えずに、繊維表面の電
気抵抗を低下させることができ、良好な導電性能を有す
るとともに、耐洗濯性、耐薬品性に優れた導電性繊維を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の導電性芯鞘型複合繊維の断面形状の
例を示す図である。 Ｖｉ・・・・・・親交部と鞘成分外周部とにより形成さ
れる鞘成分最小厚さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、導電性物質を含有する芯成分と、該芯成分を完全に
   被覆する繊維形成性ポリエステルからなる鞘成分とによ
   り構成され、繊維表面の電気抵抗値が１０＾１＾１Ω／
   ｃｍ未満であり、かつ、該表面の電気抵抗値と断面間の
   内部電気抵抗値との比が１０＾３以下である芯鞘型複合
   繊維であって、該鞘成分のポリエステルは５重量％以下
   の導電性物質を含有し、該芯成分の断面形状が２以上の
   鋭突部を有する異形断面形状であって、該鋭突部と該鞘
   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０．３μｍ以上で、かつ、その少なくとも一つが
   ５μｍ以下であることを特徴とする導電性繊維。 ２、導電性物質を含有する芯成分と、該芯成分を完全に
   被覆する繊維形成性ポリエステルからなる鞘成分とによ
   り構成され、該鞘成分のポリエステルが５重量％以下の
   導電性物質を含有し、該芯成分の断面形状が２以上の鋭
   突部を有する異形断面形状であって、該鋭突部と該鞘成
   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０．３μｍ以上で、かつ、その少なくとも一つが５
   μｍ以下である芯鞘型複合繊維を、高電圧電極間で放電
   処理することを特徴とする導電性繊維の製造法。