JPH02300378A

JPH02300378A - 導電性糸

Info

Publication number: JPH02300378A
Application number: JP1120061A
Authority: JP
Inventors: Kunimichi Koyama; 小山　邦道
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1989-05-11
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1990-12-12
Anticipated expiration: 2014-05-17
Also published as: JP2891476B2

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、柔軟で耐屈曲疲労性に優れた導電性糸に関す
るもので、保温シート、電気毛布、電気カーペット等の
電気発熱体に利用できる導電性系に関するものである。

（従来の技術）従来から、電気発熱体としては、ニクロム線が広く使用
されている。また、可撓性を必要とする分野□には細い
ニクロム線に天然繊維や合Ｆ！ｉ、Ｎａ維からなる糸条
をスパイラル状に巻き付けたもの、布帛表面に導電性樹
脂をコーティングしたもの、あるいは、導電性フィルム
等がそれぞれ目的に応じて使用されている。ところが、
上述した導電性材料は、いずれも耐屈曲疲労性や耐摩擦
性等に問題があり、可撓性が要求される電気カーペット
や電気毛布において耐屈曲疲労性に優れた導電性材料の
開発が望まれている。

このような情勢において、繊維糸条の可撓性を利用する
導電性糸についても従来から検討されており、カーボン
や金属粒子を分散した導電性樹脂を糸条に被覆した導電
性糸もすでに開示されている。たとえば、実公昭３８−
２８３８３号公報、同３９−３７６８７号公報には、糸
、条に導電性樹脂溶液を塗布することで、導電性樹脂を
被覆した導電性糸条を得ること、実公昭３８−１４７０
号公報には、糸条に導電性樹脂を溶融押出することで導
電性樹脂を被覆した糸条を得るこ′と、実公昭４０−１
５７５０号公報には、先ず、アクリル樹脂溶液を糸条に
塗布した後、アクリル樹脂の熱可塑性を利用して導電性
粒子を熱固着することで導電性糸条を得ること、また、
特開昭５１〜１０９３２１号公報にはナイロン複合糸条
の表面を一部軟化させてカーボン粒子を熱固着する方法
、特公昭４６−２３３５７号公報、特開昭６３−２７０
８２９号公報には糸条にポリウレタン樹脂溶液をコーテ
ィング被覆する方法等が提案されている。しかしながら
、いずれも上記方法で得られた糸条あるいは、上記導電
性糸条は、芯糸と導電性樹脂層との接着性が不良である
ため、導電性糸の耐屈曲疲労性に問題があるもので、未
だ耐屈曲疲労性能に優れた導電性糸は得られていない。

このような状況において、芯糸と導電性樹脂層との接着
性を向上させ、かつ、可撓性を得る方法として特開昭６
３−２７０８２７号公報には芯糸に紡績糸９表層部に毛
羽を有する複合糸や嵩高加工糸を用いて気泡を含有した
導電性樹脂で被覆する方法が提案されている。この方法
は、芯糸表面の毛羽やループによるアンカー効果が期待
できるもので、導電性樹脂層と芯糸との接着性の向上が
認められる。

ところが、芯糸表面の毛羽やループにより、樹脂層が付
着斑になり易い欠点がある。この導電性樹脂の付着斑は
、糸条の電気抵抗値が大きく変動することになり、好ま
しくない。さらに、被覆した樹脂層が発泡しているため
、導電性能の面で不利で必要以上に導電性粒子を添加す
ることが必要となる。このため、導電性樹脂層の物性低
下、芯糸と導電性樹脂層との接着性低下を招き、得られ
た導電性糸の耐屈曲疲労性が不良であるため発熱体とし
の耐久性が低下して好ましくない。この欠点を補うもの
として導電性樹脂の気泡をなくす方法として特開昭６３
−２７５７７５号公報には、導電性樹脂溶液を芯糸にコ
ーティング加工する直前に芯糸を脱気処理する方法も開
示されている。また、導電性樹脂溶液の塗布斑防止対策
として特公昭６４−６１６２号公報には導電性樹脂溶液
を芯糸に塗布した後にエアーノズルにてエアーを噴出さ
せ、さらに、上記加工される糸条をコーティングダイス
のほぼ中央に位置せしめて均一な導電性樹脂被覆糸条を
得る方法も開示されている。しかし、いずれも得られる
導電性樹脂層の付着斑対策になっているだけで。

依然として耐屈曲疲労性の向上には寄与しないものであ
った。

（発明が解決しようとする課題）本発明は、かかる従来の問題点を改善し、可撓性に優れ
た。電気抵抗値の変動の少ない、かつ、耐屈曲疲労性や
耐久性に優れた導電性糸を提供しようとするものである
。

（課題を解決するための手段）本発明者は、このような問題点を解決するため鋭意研究
した結果、芯糸表面層を形成している熱可塑性樹脂の融
点をコントロールすることによって、芯糸と導電性樹脂
層との接着性が改良でき、耐久性に優れた導電性糸を得
ることを見出し１本発明に到達したものである。

すなわち９本発明は、熱可塑性合成樹脂からなる第１成
分と、融点が１１０℃以上で、かつ、第１成分°のそれ
より３０℃以上低い第２成分とを芯鞘型の複合に配し、
第２成分〆鞘成分に形成されてなる芯鞘型複合繊維を芯
糸とし、該芯糸の表層部に導電性粒子を分散せしめた導
電性樹脂被覆層を有してなる導電性糸を要旨とするもの
である。

本発明における導電性糸の断面図を第１図に示す、（１
）は、芯糸の芯成分、（２）は、芯糸の鞘成分、（３）
は。

導電性樹脂層である。芯成分（１）は、導電性糸の抗張
力を、鞘成分（２）は、芯成分（１）と導電性樹脂層（
３）との密着を強固にする接着剤の働きを担っている。

鞘成分表面の一部または全部を熱溶融させて芯成分（１
）と導電性樹脂層（３）とを熱接着させることで得られ
るために、芯糸の鞘成分（２）の融点は、芯成分（１）
の融点より３０℃以上低いことが必要である。この条件
を満足することで、鞘成分（２）を熱溶融する工程で芯
成分（１）が十分に耐えることができるものである。ま
た１本発明の導電性糸を発熱体として使用する場合、そ
の温度範囲は、２０〜８０℃であるので、鞘成分（２）
の融点は、使用温度範囲の上限値より３０℃以上高い１
１０℃以上であることが必要である。

上記芯糸が上述した芯成分、鞘成分の融点の条件を満足
すれば、芯糸の芯鞘部を構成する熱可塑性樹脂の組合せ
は、特に限定されるものではない。

芯糸の形状は９表面に凹凸が少ない形状が好ましく、マ
ルチフィラメントよりもモノフィラメントの方が付着斑
が少なく、気泡の含有も少ない利点を有するものである
。また、フィラメントの表面部分が溶融し、しかも接着
性が優れているためにフィラメント断面をあえて異形断
面にする必要もない。

より可撓性を要求される場合、細いモノフィラメントを
数本引き揃えて樹脂被覆を行えばよい。

なお、芯糸に撚りをかけない方がコーティング樹脂の付
着斑の面で好ましい。すなわち、撚りを付与した場合、
コーティング工程のダイス通過直後に樹脂溶液が撚りの
螺旋に沿って移動するため付着斑になり易いからである
。

芯糸の芯鞘各成分の構成比は９重量分率で芯成分が６０
〜８０％を構成するものが接着性と抗張力とのバランス
がとれたものが得やすく、好ましいが。

芯鞘各成分の熱可塑性樹脂を適宜選択することで。

上記範囲外でも十分に本発明を実施することも可能であ
る。

導電性粒子は、特に制限するものではなく１通常市販さ
れているカーボンブラック、グラファイト。

金属等のいずれも利用できる。

カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ケッ
チェンブラック、ファーネスブラック等があり、グラフ
ァイトとしては、天然グラファイトと合成グラファイト
がある。また、金属としては、金。

銀、アルミニウム、ニッケル、スズ等があり、特に銀の
場合、酸化しても電気抵抗値が良好であるので。

好ましいが９価格的に高い欠点がある。

また、金属を合成樹脂や無機粒子の表面にメッキ、蒸着
処理等にて被覆することで導電性材料として用いること
もでき、一部カーボンブラックやグラファイトと併用す
ることも可能である。

導電性粒子として代表的なカーボンブラックは。

樹脂溶液に分散させるき、吸油性が高いため、増粘し、
流動性が極端に悪くなり、導電性樹脂層の付着斑の原因
となる。したがって、樹脂溶液の構造粘性を示さないグ
ラフアトや金属粒子と混合して使用するのが好ましい。

構造粘性の低い樹脂溶液の流動性のよい組み合わせとし
ては、アセチレンブラックの平均粒子径が大きいもの（
約５０μｍ前後）とグラファイトの平均粒子径が５０μ
ｍで粒子分布が１〜２５０μｍの広範囲に分布している
ものの混合物が分散性が良好で、構造粘性を低く抑える
ことができ、好ましい。なお、アセチレンブラックとグ
ラファイトとの混合比率は、２：工程度が導電性能。

分散性および構造粘性の点から好ましい。

導電性樹脂層のベース樹脂としては、ポリウレタン系、
ポリエステル系、アクリル系、ブチラール系等の熱可塑
性樹脂が好ましい。

一般的に可撓性を求めるためにベース樹脂にソフトなも
のを選択すると、外部変形に対して容易に追従するため
に硬いベース樹脂に比較して粒子間のつながりが少なく
なるので、導電性粒子を多く添加する必要がある。すな
わち、可撓性と導電性糸の性能を両方とも満足するのに
ベース樹脂の硬さと導電性粒子の添加量とのバランスの
よいものを選択することが必要である。

本発明の導電性糸の電気抵抗値は１〜３０にΩ／ｍ程度
が好ましく、電気抵抗値が１にΩ／ｍ未満になると耐屈
曲疲労性が劣り、３０に０７ｍを超えると発熱量が不足
し、実用性に問題があるため好ましくない。

（作　用）上記構成を採用することで、耐屈曲疲労性に優れた導電
性糸が得られるもので、芯糸が導電性糸に可撓性を与え
、繰り返しの折り曲げ、磨耗に対する耐久性を与える。

芯糸を被覆する導電性樹脂層と芯糸の接着が優れている
のは、芯糸の表面層が融解して導電性樹脂層と一体的に
融合するためき考えている。すなわち９本発明において
、芯糸表面層の低融点層（鞘部分）がホットメルトバイ
ンダーの役目をして導電性樹脂層と芯糸とを強固に固着
するため可撓性を損なうことなく、耐屈曲疲労性が向上
するものである。

さらに、上述上た理由で接着性が良好になるため、芯糸
の断面形状を真円形状にすることができ。

その結果、樹脂付与時の塗布斑がなく、また１通電時の
発熱量も少ない等の良好な性能を有する導電性糸となる
ものである。

（実施例）次に１本発明を実施例および比較例によって具体的に説
明する。

なお、実施例で測定した評価方法をまとめて下記に示す
。

（１）電気抵抗値一定長の導電性系についてテスターにて糸長ｌ　ｃｍ間
での電気抵抗値を測定し、糸長１部当りに換算した。（
測定回数５０回の平均値）（２〕電気抵抗値斑（変動率
ＣＶ値）糸軸方向に２５ｃｍ間隔で５０回電気抵抗値を上述した
（１）電気抵抗値の測定方法に準じてテスタ−にて測定
して電気抵抗値変動率を求めた。

（３）耐屈曲疲労性ＭＩＴ式耐揉疲労試験機にて０．３ｋｇｆ荷重下で１０
００回耐揉試験を繰り返した後の導電性糸についてテス
ターにて（１）電気抵抗値の測定方法に準じて電気抵抗
値を測定した。

実施例１熱可塑性ポリウレタン樹脂［商品名：クリスボン８５６
６、大日本インキ化学工業■製品、ジメチルホルムアミ
ド溶液（固形分濃度２０重量％）］１００部に平均粒子
径５３μｍのアセチレンブラック　［商品名：デンカブ
ラックＨＳ−１００，電気化学工業■製品］を２０部、
平均粒子径５０μｍの合成グラファイト　［商品名：フ
ァインパウダーＳ　Ｇ　Ｐ−５肌ＫＳＥＣ製品］を１０
部、インシアネート架橋剤［商品名：バーノックｌｌＮ
−９５０、大日本インキ化学工業■製品、有効成分７５
％］を５部それぞれ添加、攪拌、混合してカーボンペー
ストを調整した。得られたカーボンペーストの粘度は、
２万センチポイズであった。

導電性糸を製造するに当たり、ナイロン６・６部共重合
体を芯成分に、ナイロン６・１部共重合体を鞘成分に使
用した芯鞘比８：２の複合モノフィラメント糸（繊度４
２０デニール）を準備した。芯成分の融点は２１０℃、
鞘成分の融点は１４０℃であった。

上記複合モノフィラメントを前記カーボンペースト溶液
に浸漬した後、直径ＩＪｍｍの円形状ダイスにて余分の
カーボンペーストを除去し、引続き１６０℃のオーブン
で熱処理してカーボンペーストを固化させて導電性樹脂
で被覆した導電性糸を得た。

得られた導電性糸の物性、性能結果を第１表に示す。

第１表比較例１芯糸にナイロン６マルチフィラメント４２０デニール／
４８フイラメント糸を使用する以外、他の条件は、全〈
実施例１に準じて導電性糸を作成した。

得られた導電性糸の物性、性能を第１表に示す。

比較例２芯糸にポリエステル紡績糸１０番手（５００デニール相
当）を用いて加工する以外、他の条件は、全て実施例１
に準じて導電性糸の製造を行った。得られた導電性糸の
物性、性能を測定して第１表に示す。

表から明らかなように１本発明実施例の導電性糸の場合
、耐屈曲疲労性が良好で、かつ、電気抵抗値の変動も少
なく、優れたものであった。

（発明の効果）本発明は、上記構成からなるもので、芯糸と導電性樹脂
層の接着力が飛躍的に向上したので、耐屈曲疲労性に優
れた導電性糸を提供することが可能となり、広く利用で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第」図は９本発明導電性糸の断面概略図である。ｌ　・・・・・芯糸の芯成分２・・・・芯糸の鞘成分３・・・・−・導電性樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性合成樹脂からなる第１成分と，融