JPH03180511A - 制電性複合繊維 - 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） 本発明は制電性繊維に関するものであり、更に詳しくは
第１族のアルカリ金属又は第■族のアルカリ土類金属の
ヨウ化物を含有した制電性ポリアミド層と繊維形成性ポ
リマーからなる保護ポリマー層とが複合されてなる、優
れた制電性能を有する複合繊維であり、実着用を繰り返
えしても半永久的に制電性能が実質的に保持されている
ことを特徴とする訓電性複合繊維に関するものである。

（従来の技術） ポリエステル繊維に代表される合成繊維は、機械的強度
、耐久性、機能性等の緒特性の面で天然繊維に比して著
しく優れているが、他方ポリエステル繊維Ｉ￥ｆ有の性
質として電気抵抗が著しく高く静電気が発生し易いとい
う致命的な欠陥を肩している。

この静電気発生を防止するべく、これ１で種々の手段が
提案されているが何れも一長一短であり、製糸コスト、
訓電性及びその持続性、繊維性能等の面で全てを満足す
る１でには至っていないのが現状である。最も簡単な手
段としては帯電防止剤を繊維表面に塗布１′ｆｃは付与
することが挙げられるが、この場合染色工程あるいは変
型なる洗濯によって帯電防止剤が消失し易く、永続的な
制電効果は期待し難い欠点があった。

訓電効果の永続性を得ようとして、帯電防止剤をポリマ
ー中に練込む方法も検討されてきた。これについては古
くは特公昭３９−５２１４号にみられる如くポリオキシ
アルキレングリコールｔ−ｍ雄牛に均一に混入したり、
特公昭４６−２２２００、特公昭４７−１０２４６号に
みられる如く、ポリオキシアルキレングリコールとアル
キルスルホン酸ソーダを併用し混入させる等の方法が知
られている。

これらの方法では、比較的多量の帯電防止剤の量が必要
であったり、また、繊維自身の機械的性質の劣化や染色
物の染色堅牢性が低下してくる問題があった。更に、通
常使用され、る帯電防止剤は必然的に水との親和性が強
いため、精練、染色或いは洗濯といった水との接触機会
が多い織編物にあっては繊維内部の帯電防止剤が溶出脱
落１−１制電性自身も急激に低下する。このため、実際
にはこの脱落分を見越した量、すなわち東に多量の帯電
防止剤を使用せざるを得なくなり、これに伴い繊維物性
は更に低下してしまう問題があった。

これに対して、繊維物性の低下を防止する手段として、
芯鞘複合糸を得る方法がある。この方法においては少く
とも２種以上のポリマーを使用し、その際鞘成分はホモ
ポリマー　芯成分は多量の帯電防止剤を含む同種筐たは
異種のポリマー、或いはカーゼ／、金属等の導電性物質
を相当量含むポリマーないしは高度に化学的に変性され
たポリマーで構成される□この種の繊維においては帯電
防止剤の使用量を減量させても優れた訓電効果が得られ
ると共に機械的特性、染色性°にも影響は見受けられな
いがその反面、製糸コスト上コスト上昇が著しいものが
多く、商業ペースでの採算性がとりにくいことがある。

ポリエステル繊維に代表される合成繊維の出現以来その
帯電防止法として塗布法、練込法、複合紡糸といったも
のが多数提案されているにもかかわらず、実用的なレベ
ルの訓電効果、更にはその永続性、機械的特性、染色性
、製糸コストといった諸々の要件を同時に満足する筐で
には至っていなかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、合成繊維に対して優れた制電性能を付与し、
かつ優れた実着用耐久性を付与させ、しかも繊維化工程
性のトラブルがなく、得るために鋭意検討した結果、本
発明に到達したものである。

すなわち、本発明は、上記繊維を得るためにはいかなる
物を用い、いかなる構成、条件としたらよいかという点
を究明したものである。

（！１ＩＩＩ題を解決するための手段）本発明の骨子と
するところは、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の
ヨウ化物および水溶性有機化合物を含有するポリアミド
系熱可塑性重合体からなり、かつ上記ヨウ化物および有
機化合物の含有量がこれら両化合物と該ポリアミド系熱
可塑性重合体との合計量に対してそれぞれ０．１〜１５
重量％、０．１−１５重量嘩である制電層（Ａ）と、繊
維形成性熱可塑性重合体からなる保護ポリマー層（Ｂ）
とが接合している複合繊維であり、かつ該保護ポリマー
層（Ｂ）が繊維表面の６０％以上を覆って訃り、そして
該保護ポリマー（Ｂ）の該複合繊維全体に対する割合が
２０重重量板上９０重量嘩以下であることを特徴とする
制電性複合繊維である０ 本発明で重要な点は、Ａ成分中にアルカリ金属又はアル
カリ土類金属のヨウ化物ｆＡ成分を構成するヨウ化物と
水溶性有機化合物とポリアミド系樹脂の合計量に対して
０．１〜１５重ｉｔ％含有ぜしめることである。具体的
な化合物としては、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化カリウム
、ヨウ化リチウム等である０上記金属ヨウ化物を含有さ
せることにより、長期にわたる実着用を経てもすぐれた
制電性能が維持されていることが本発明により初めて明
らかとなった。

更に、もう一つ重要な要件は制電性ポリマー層に用いる
樹脂としてポリアミド系樹脂することが不可欠である。

本発明に用いるポリアミド糸樹脂としては、アミド結合
を繰返し縮重合したもので、具体的にはナイロン１２、
ナイロ７１１．ｆイロン６、ナイロン６６、ナイロン６
１Ｏ，メタキシレンジアミンナイロン、ナイロンエラス
トマー（たとえば分子内にエーテル結合を有するポリア
ミド）等が挙げられる。なぜポリアミド系が顕著な効果
があるかについては、現時点では明確にはわかっていな
いが、ポリアミドはめる棟の金属塩をポリマー中に溶解
分散させるためその結果−櫓のイオン伝導機構が発現し
７制電性が得られてくると考えられる０ポリアミド系樹
脂を用い、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のヨウ化
物を分散させることと同時に、もう一つ重要な要件は、
ポリアミド中への金属ヨウ化物の溶解分散を助ける助剤
として適当な水溶性有機化合物を添加することである。

例えば、グリセリンで代表される多価アルコール類や、
ポリグリセリン、ポリエチレングリコール、ポリビニル
アルコール、各種ポリエチレングリコールーボリプロビ
レンクリコール共重合体、水溶性に性ナイロン等で代表
される水浴性高分子化合物類などが挙けられ、紡糸時の
耐熱性があり、かつ電気伝導性のできるだけ良いものが
好ましいことは言う管でもないｄ 上記の要件が満たされた糸で、初めて優れた訓電性能が
発現することが初めて見出された。なぜこのような性能
が発現するのかの点については、現時点では明確に解明
されていないが、訃そらくボリア□ド中で分散されて存
在している水溶性有機化合物の助けをかりて、金属ヨウ
化物が溶解分散しある棟のイオン解離的な現訣が発生し
、ポリマー全体がイオン伝導性を発現してくるために制
電性が出てくるものと思われる。その結果として、静電
気が発生しにくい能力を肩するようになると推定される
。またエーテル結合をポリマー中に肩したポリアミドエ
ラストマーを樹脂として用いると、−段と性能が向上す
る傾向が認められることが明らかとなってかり、このこ
ともイオン解離した金属イオンがエーテル結合への吸引
力がより起り、結果としてイオン伝導性が発生してくる
上記のメカニズムがめる程度正しいことの裏づけであろ
う。

筐た、不発明は後でくわし７く説明するが、保護ポリマ
ー層と複合繊維構造を形成させることにより、長時間の
実着用をつづけても全く訓電性能が低下しないことが大
きな特徴である。通常制電性繊維は作業服等に用いられ
る場合もあるが、長期間使用している過程で、過酷な曲
げ、引張り、屈曲、摩耗等の繰返しと同時に洗濯も繰返
し行なわれ、その結果として必然的に制電性繊維の制電
性能を有する部分の性能低下が進み布帛としての制電性
能が低下してこざるを得なかった。しかるに、本発明の
如く、水溶性有機化合物を含有するポリアミド層へ、金
属ヨウ化物を介在させることにより、長時間の実着用を
しても布帛の制電性能があ１り低下しないことを見出し
た。つ筐り、水溶性有機化合物と金属ヨウ化物とポリア
ミド樹脂の組合せにより初めて本発明が見い出されたわ
けであり、この３者のうちのどの成分が欠けても、本発
明繊維のすぐれた着用耐久性を有する制電性能は発現し
ない。

アルカリ金属又はアルカリ土類金属のヨウ化物の適切な
含有量は０．１〜１５重量噂、好１しくは０、５〜１０
重１％である。含有量が０．１！を那より少ない場合は
、金属塩による十分なイオン伝導性が発揮されてこない
ため、好璽しい効果が認められない。一方、１５重量嘩
を越える場合には、イオン伝導性の効果が飽和状態とな
り特に顕著な効果が発現しなくなると共に繊維化工程性
が悪化し、断糸、単糸切れが頻発してくるので好１しく
ない。また、繊維物性、特に繊維強度が低下してくる点
からも１５重重量板上含有させることは避ける必要があ
る。後で更に詳しく述べるが、保護層ポリマーにより繊
維化工程性、繊維物性低下をある程度はカバーできるが
、完全なカバーは難しい０ また、用いる金属ヨウ化物も、ポリアミド樹脂も十分な
耐熱性と毒性がないものを選ぶ必要があることは言うま
でもない。特に保護層ポリマーをポリエチレンテレフタ
レートを用いて複合繊維を得る場合には、紡糸温度が３
００℃近い高温で繊維化するため、耐熱性が不良のもの
は、紡糸時に分解等のトラブルが発生するため好筐しく
ない。

また、水溶性有機化合物の含有量は、Ａ成分を構成する
ヨウ化物、水溶性有機化合物釦よびポリアミド系樹脂の
合計量に対して、０．１〜１５重量多、好ましくは０．
５〜１０重量嘩である。含有量が０．１重量多より少な
い場合は、金属塩の電離を十分に進めることが不十分に
なるとともに、イオンの水溶性物質相の移動を助ける働
きが十分でなくなってし１い、目標とする性能が発揮さ
れてこない。一方、１５重量嘩を越える場合には、制電
性能としての効果が飽和状態になり特に顕著な効果が発
現しなくなると共に、繊維化工程性が悪化し、断糸、単
糸切れが頻発してくるので好ましくない。

金属ヨウ化物と水溶性有機化合物が練込筐れた樹脂は、
たとえマトリックスとなる樹脂が充分な繊維形成性を有
していたとしても、紡糸性および延伸性が不良で、単独
での繊維化は難しく、保護層ポリマーとの複合化により
繊、維化工程性及び繊維物性の維持を行なうのが好適で
ある。特に、制電性能を有するポリマー成分（Ａ成分）
にポリアミドエラストマー樹脂を用いる場合には、複合
化による繊維化工程性向上の効果は顕著である。制電性
ポリマー成分（Ａ成分）が繊維重量の８０重量優を越え
ると紡糸時の曳糸性が著しく低下してしまい、紡糸断糸
、延伸断糸が頻発し好１しくない。従って保護ポリマー
層成分は繊維重量の２０重量多以上、更に好筐しくは３
０ｉ量係以上占有していることが好豊しい。しかし９０
重１１悌を越えると得られる繊維の制電性が大きく低下
するため好普しくない。

筐た、訓電性の見地からは訓電性ポリマー層が繊維表面
へ露出し、ている方が望ましいわけであるが、あ筐り露
出面積が多すぎると繊維製造工程中および加工工程中あ
るいは実着用中に釦ける変質劣化、練込物質の脱落等が
制電ポリマー層に発生し、本発明の重要な目的である、
長期間による実着用を続けてもすぐれた制電性能を維持
さぐることが不可能になってし１う。以上の点から繊維
表面の６０４以上を保護ポリマー層が覆うことが望まし
い。

具体的な別電層と保護層との複合形状は任意であるが、
例えば第１図〜第８図のようなものが挙げられる。

保護ポリマー層成分（Ｂ）のポリマーとしては、融点１
５０℃以上の繊維形成性良好なポリマーであればどれで
も良い。しかしながらＢ成分は本発明繊維の繊維化の際
の良好な工程性を維持するための重要な役割を担ってい
るため、曳糸性の劣るポリマーは基本的には本発明の目
的には不適切である。好壕しくは、ポリエステルかポリ
アミドである。ポリエステルとしては、例えばテレフタ
ール酸、イソフタール酸、ナフタリン２．６−ジカルボ
ン酸、フタール酸、α、β−（４−カルボキシフェノキ
シ）エタン、４．４’−ジカルボキシジフェニル、５−
ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香−族ジカルボ
ン酸もしくはアジピン酸、セパシン酸などの脂肪族ジカ
ルボン酸、またはこれらのエステル類トエチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、１．４−ブタンジオール
、ネオペンチルグリコール、シクａヘキサン−１，４−
ジメタツール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメ
チレングリコールなどのジオール化合物とから合成埒れ
る繊維形成性ポリエステルであり、構成単位の８０モル
悌以上が、特には９０モル嘩以上がポリエチレンテレフ
タレート単位又はポリブチレンテレフタレート単位であ
るポリエステルが好ましい。筐たポリエステル中には、
少量の添加剤、螢光増白剤、安定剤あるいは紫外線吸収
剤などを含んでいても良い。

筐たポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６６、
ナイロン１２、ナイロン６１０１メタキシレンジアミン
ナイロンを主成分とするポリアミドであり、少量の第３
成分を含むポリアミドでも良い。これらに少量の添加剤
、螢光増白剤、安定剤等を含んでいても良い。

筐た、繊維化の手段としては５００〜２５００ｍ７％の
速度で通常の紡糸をしその後延伸熱処理する方式で製造
しても良いし、１５００〜ｓ　ｏ　ｏ　ｏ　ｍ７分の速
度で紡糸し、痣伸、仮撚加工を続いて行なう方法でも良
いし、さらにまた５０００ｎｙ分以上の高速で紡糸し、
用途によっては延伸工程を省略する方法等の任意の製糸
条件が採用される。

本発明にかいて”繊維゛なる語はフィラメント、短繊維
或いはこれらの糸条物の撚糸、加工糸、紡績糸更にはそ
れらを含む織編物、不織布等の繊維製品を相称する。

このようにして得られた本発明の繊維は優れた制電性能
を有することから、たとえばポリエステル綿混紡製品の
ようにその１１では帯電するものに０．０１〜ｌＯｔ量
俤混用することによって効果的に除電し静電気によるト
ラブルのないものとする。

とくに、長時間の使用や繰返し洗濯などを経てもその制
電性能が低下しないので、作業服や防塵衣あるいは学生
服など耐久性のある制ｖＬ性が強く要求される分野にか
いて極めて有用性が高く、さらに種々の用途たとえば外
とう、フォーマル、ユニフォーム、カーペット、テープ
マット、インテリア、カーテン等の展開が可能である。

以下に実施例によって本発明を詳述するが、これによっ
て不発明はなんら限定されるものではない０ 実施例中の制電性能の評価を以下の如〈実施した。摩擦
帯電圧を回転ドラム式摩擦帯電量測定装置にて実施し７
た。

■装　　置；京大化研弐ロータリースタチックテスター ■摩擦布；木綿 ■測定条件５２２℃、３０％ＲＨの低湿度下で測定ドラ
ムロ転数　４６　ｔ）　ｒｐｍ 帯電平衡時間　１分間 接圧荷重　　　６００２ ■測定試料；ｌ／１の平織物（タック）！、ＪＩＳ規烙
により抗層１０回処理したも の 上記方法で摩擦帯電圧を測定した場合、ナイロン６オー
ルタフタで約７５００〜８０００Ｖ、ポリエチレンテレ
フタレートオールタフタで約５５００〜６０００Ｖ、木
綿ブロードで約３０００〜３５００　Ｖ。

レーヨンで約１０００〜１５００Ｖのレベルであった。

尚、制電効果とＭ擦帝電圧との関係については、摩擦帯
電圧が約２０００Ｖ以下、好ましくは１０００Ｖ以下で
あれば制電効果があると判断できる。

実施例１ 制電層ポリマー成分（Ａ成分）として、ヨウ化ナトリク
ム（ＮａＩ）３重ｔＳ、平均４量体のポリグリセリン３
重ｉｔ％、更にヒンダードフェノール系酸化防止剤、チ
ペガイギー社イルガノックス１０１０を０．２重量φを
ナイロン６中へ練込んだポリマーを二軸混練押出機によ
り作製した０保護層ポリマー戊分（Ｂｌｌｉｉ分）とし
ては、ポリエチレンテレフタレートを用い、Ａ成分とＢ
成分を押出機により別々に溶融押出し、それぞれ別々に
ギヤポンプにて計量し、複合比率５０１５０で第１図の
如くＡ成分を芯、Ｂ成分を鞘とする芯鞘型断面で複合紡
糸し、紡糸速［１０００ｍ／％で捲取った。その後、通
常の条件で延伸、熱処理を実施し、５０デニール、２４
フイラメントのマルチフィラメントを得た。繊維化工程
性は良好で問題なかった。

得られた繊維については、タテ糸、ヨコ糸ともに得られ
た繊維による１／１の平織物を作製した。

つづいて、通常のポリエステル織物の条件で染色加工仕
上げを行なった。染色条件は以下に示す条件で実施した
。

織物の災着用前の摩擦帯電圧は５５０ｖであった。実際
にアウター衣料として約２年間実着用し、その間約５０
０回繰返し洗濯を行なった後の性能は、摩擦帯電圧６４
０ｖで性能がほとんど低下していないことがわかった。

ｊ＠　　　［；８０℃×２０分 実施例２〜３ 制電層ポリマー成分に添加する金属ヨウ化物として実施
例２は、ヨウ化カリウム（ＫＩ）、実施例３はヨウ化リ
チウム（ＬＳＩ）を用い、他は実施例１と同様にして実
施した０いずれも工程性及び制電性能耐久性も良好であ
つｆＣ。

実施例４〜５ 制電層ポリマー成分に添加する水溶性有機化合物として
、実施例５はグリセリン、実施例６はプロピレンオキシ
ドとエチレンオキシド２５対７５０分子量約４０００の
ランダム共重合体を用い、他は実施例１と同様にして実
施した０いずれも工程性及び制電性能耐久性も良好であ
った。

実施例６〜７ 実施例６は、ヨウ化ナトリウムを０．５重量嘩、実施例
７Ｆｉヨウ化ナトリウムを８．０重量嘔添加し他の条件
は実施例１と同一の条件で実施した。いずれも工程性及
び制電性能耐久性も良好であった。

実施例８〜９ 実施例８はポリグリセリンをｏ、　５　％　、実施例９
はポリグリセリンを８．０％添加し、他の条件は実施例
１と同一の条件で実施した。いずれも工程性及び制電性
能耐久性も良好であった。

実施例１０〜１２ Ａ成分とＢ成分の複合比率を実施例１Ｏは１５対８５、
実施例１１は７０対３０、実施例１２は３０対７０で実
施し、他の条件は実施例１と同一の条件で実施した。い
ずれも工程性及び制電性能耐久性も良好であった。

実施例１３〜１４ 複合形状を変更し、実施例１３は第３図で示した４芯芯
鞘複合、実施例１４は第４図で示した３層芯鞘複合形状
で実施し、他は実施例１と同一の条件で実施した。いず
れも繊維化工程性良好で、しかも制電性能耐久性も良好
であった。

実施例１５〜１６ Ｂ成分ポリマーとしてナイロン６を用い、実施例１５は
複合形状が第１図で示した芯鞘複合、実施例１６は第７
図で示した複合形状で実施し、他の条件は第１表に示す
条件で繊維化し、その後織物を作製し、以下の条件で染
色加工を実施した０いずれも繊維化工程性良好で、しか
も制電性能耐久性も良好であった０ 染色後のサンプルは常法により処理を実施した０実施例
１７〜１８ Ａ成分ポリマーとして実施例１７はナイロン１２を用い
、実施例ｉｓａソフトセグメントのポリオキシエチレン
エーテルが約３０１＠φ、ノ・−ドセグメントのナイロ
ン６が７０重量係であるポリエーテルアミド型エラスト
マーを用い、他は実施例１と同一の条件で実施した。い
ずれも繊維化工程性良好で、しかも制電性能耐久性も良
好であった。

実施例１９ Ｂ成分ポリマーとしてポリブチレンテレフタレートを用
い、他は実施例１と同一の条件で実施した。繊維化工程
性良好で、制電性能も良好なレベルであった。

実施例２０ 実施例１と同一条件により紡糸を実施し、その後水溶延
伸、捲縮処理を行ない１．５デニールの３８ミリのステ
ープルを採取した。その後練ステーブル３５％、木綿６
５俤の混率で常法により紡績糸を採取し、その後常法に
よりタック織物を作威し制電性能を測した。摩擦帯電圧
が約１２００Ｖで制電性能としては１ずまずのレベルで
あった０比較例１，２ 比較例１は、ヨウ化ナトリウムを０．０１ｉ１：量俤添
加し、他は実施例１と同一の条件で、比較例２はポリグ
リセリンを０．０１４添加し、他は実施例１と同様の条
件で実施した０いずれも制電性能としては不十分なレベ
ルであった。

比較例３ 制電ポリマー成分へヨウ化ナトリウムを２０％添加して
実施したが、紡糸時のフィルター詰り発生及び断糸、単
糸切れが激しく良好な繊維を得ることができなかった。

比較例４ 制電ポリマー成分へポリグリセリンを２０％添加して実
施したが、紡糸時のビス落ちによる断糸及び単糸切れ発
生が多く、良好なる繊維を得ることができなかった。

比較例５ Ａ成分とＢ成分の複合比率ｆ　５　／　９５で実施した
。しかしながら制電性能は不十分なレベルであった。

比較例６ Ａ成分とＢ成分の複合比率を８５／１５で実施した。し
かしながら紡糸性、延伸性が不良であったＱ 比較例７，８ Ａ成分ポリマーとして比較例７はポリエチレン、比較例
８はポリエチレンテレフタレートを用い、他の条件は実
施例１と同じ条件で釦こなった。いずれも制電性能とし
ては著しく劣る結果が得られた０　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　以下余白（本発明の効果） 以上、本発明は特定の金属ヨウ化物と、特定の水溶性有
機化合物又は水溶性高分子化合物を所定量含有したポリ
アミドと繊維形成性熱可塑性ポリマーとを、所定の条件
を満足する方法で複合紡糸し、実着用を長期間実施した
後でも優れた制電性能を有している制電性繊維を提供す
ることにめる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は、本発明繊維の代表的な断面図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルカリ金属またはアルカリ土類金属のヨウ化物および
   水溶性有機化合物を含有するポリアミド系熱可塑性重合
   体からなり、かつ上記ヨウ化物および有機化合物の含有
   量がこれら両化合物と該ポリアミド系熱可塑性重合体と
   の合計量に対してそれぞれ０．１〜１５重量％、０．１
   〜１５重量％である制電層（Ａ）と、繊維形成性熱可塑
   性重合体からなる保護ポリマー層（Ｂ）とが接合してい
   る複合繊維であり、かつ該保護ポリマー層（Ｂ）が繊維
   表面の６０％以上を覆つており、そして該保護ポリマー
   （Ｂ）の該複合繊維全体に対する割合が２０重量％以上
   ９０重量％以下であることを特徴とする制電性複合繊維
   。