JPH03241010A

JPH03241010A - 導電性複合繊維

Info

Publication number: JPH03241010A
Application number: JP3771190A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Tsutsumi; 英伸堤; Takao Osagawa; 長川　孝夫; Sei Yoshimoto; 吉本　聖
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-10-28

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に関する。更に詳しくは、色調が優
れ、かつ繊維製品製造工程中の延伸などによる導電性に
低下が少ない導電性複合繊維に関する。

（従来の技術）導電性カーボンブランク、またはカーボンブラック以外
の無機導電性粒子、例えば金属酸化物粒子を混合した導
電性ポリマーと通常の繊維形成性ポリマーとが接合され
た導電性複合繊維は公知である。

導電性カーボンブランク応用の導電性繊維は、カーボン
ブラックの種類や熱可塑性ポリマーの種類によっても異
なるが、導電性ポリマー中のカーボンブランクの濃度が
ある値以上（例えば、２５重量％以上〉になると、延伸
による導電性の低下が少なくなり導電性能が安定すると
いう特徴を有するものの、繊維の外観が黒色を呈するた
め外観を損ねるという大きな欠点がある。

一方、導電性無機粒子を混合した導電性ポリマーは、色
調に優るものの、導電性粒子を多量に（例えば、５０重
量％以上、特に７０重量％以上）混合しなければ導電性
が発現しないため、それを導電性成分として用いて複合
繊維を製造した場合、延伸によって導電性が低下する現
象が著しい０例えば通常延伸倍率３．５倍程度で優れた
延伸糸性能が得られるような紡糸条件のとき２．５倍程
度以上の延伸倍率で導電性が失われる傾向がある。この
ため繊維を十分分子配向させることができず、強度等も
低くなる。しかも、この低配向複合糸は、加工される工
程、すなわち繊維製品（織編物、カーペット）の製造工
程で受ける張力によって延ばされ、導電性を失う現象が
しばしばみられ、導電性能が不安定である。

（発明が解決しようとする問題点）かかる問題を解決すべく、高速紡糸法によって残伸度１
００％以下の高配向導電性繊維を得る方法（特開昭５８
−１４９３２７号公報、特開昭６４−５２８１８号公報
）、高収縮性ポリマーを用い熱水処理により導電性を回
復させる方法（特公昭６３−３０５０号公報）などが提
案されている。

しかし、前者の方法では加工時や使用時の延伸に対する
導電性の低下は免れない、また後者の方法では後工程が
必要となるなどの欠点を有していた０本発明では、繊維
製品の製造工程中に生しる延伸や張力などによる導電性
の低下が少なくかつ白色系の導電性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〉本発明は、導電性粒子と熱可塑性ポリマーからなる導電
性酸分と繊維形成性ポリマーからなる保護成分とからな
る複合繊維において、導電性粒子が粒径０．１μｍ以下
の導電性金属化合物からなり、かつ２．５倍以上冷延伸
しても体積抵抗率が１０６Ω・Ｃｍ以下であることを特
徴とする導電性繊維である。

本発明に用いられる導電性化合物微粒子は、充分小さい
粒径のものでなくてはならない、特に平均粒径０．１μ
ｍ以下であることが肝要である。

般にポリマーと導電性微粒子の混合では、微粒子の粒径
が小さいほど低い混合率で優れた導電性を示す。このよ
うに粒径の小さい粒子が高い導電性を示すのは粒子が連
鎖構造を形威しやすいためと推測されるが、連鎖形成能
が高い反面、極めて凝集しやすくポリマー中への分散（
均一混合）が困難で、流動性や曳糸性（紡糸性）が劣り
、使用しがたいという相反した傾向がある。しかしなが
ら、滑剤、可塑剤や分散剤すなわち流動性改善物質を少
量例えば０．１〜０．５重量％、特に０．２〜２重量％
、あらかじめ粒子の表面に処理したり、ポリマーとの混
合時に添加したりすることにより混合が可能となる。こ
のような流動性改善剤の例としては、ステアリン酸マグ
ネシウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポ
リエチレンオキシドノニルフェニルエーテル、エチレン
オキシド／ブチルオキシド共重合体（ランダムまたはブ
ロック）などのイオンまたは非イオン界面活性剤、Ｔ−
アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルエトキシシ
ランなどのシランカップリング剤、イソプロピルトリイ
ソステアロイルチタネート、ビス（ジオクチルパイロホ
スフェート）オキシアセテートナタネートなどのチタン
カップリング剤などがあげられる。上記のごとく、１１
粒子は連鎖形成能に優れるため、これを応用した導電性
複合繊維はカーボンブラック応用の導電性繊維同様、導
電性能の耐延伸性に優れた特徴を有する。

本発明に用いられる導電性微粒子は、粉末状での比抵抗
が１０６　Ω・ｃｍ程度以下のものであればあらゆる種
類の粒子が使用可能である。白皮の高い金属酸化物がも
っとも好ましいが、金属粉（例えば銀、ニッケル、ｗ４
．鉄あるいはこれらの合金など）、硫化銅、よう化銅、
硫化亜鉛、硫化カドミウムなどの金属化合物などやや色
調に劣るものも使用し得る。金ｒＩＩ＆酸化物粒子とし
ては、酸化錫、＃化亜鉛、酸化銅、亜酸化銅、＊化イン
ジウム、酸化ジルコニウム、酸化タングステンなどの粒
子があげられる。金属酸化物の多くのものは、絶縁体に
近い半導体であって本発明の目的に充分な導電性を示さ
ないことが多い、しかしながら、例えば金属酸化物に適
当な第２ｔｃ分（不純物）を少量通常５０％以下、多く
の場合２５％以下添加するなどの方法により、導電性を
強化し、本発明の目的に充分な導電性を有するものが得
られる。

このような導電性強化剤としては、酸化錫に対して酸化
アンチモンが、酸化亜鉛に対してはアルミニウム、カリ
ウム、インジウム、ゲルマニウム。

錫などの金属酸化物が使える。

導電性粒子の導電性は、粉末状での比抵抗が１０３Ω・
ｃｍ程度以下、特に１０”　Ω・ｃｍ程度以下が好まし
く、１０１　Ω・ａｍ程度以下が最も好ましい。実際に
１０”　〜１０°Ω・ｃｍ程度のものが得られ、本発明
の目的に好適に応用することができるが、更に優れた導
電性のものは一層好ましい。

導電性ポリマー中の導電性微粒子の混合率は、粒子の種
類、導電性１粒子径１粒子の連鎖形成能及び混合する結
合材ポリマーの性質や結晶性などによって変わるが、延
伸による導電性の低下を抑制するためには、通常ｌＯ〜
７５重量％程度の範囲内であり、多くの場合３０〜７０
重量％程度、特に好ましくは４０〜６０重量％である。

また導電性ポリマーの体積抵抗率は、１０３Ω・ｃｍ未
満であることが好ましく、１０”　Ω・ｃｍ以下がより
好ましく、１０６　　Ω・ｃｍ以下が特に好ましい。

導電性微粒子と混合して導電性成分を形成する熱可塑性
ポリマーは、特に限定されることはなく任意に選ぶこと
が出来る。例えばポリアミド２ポリエステル、ポリオレ
フィン、ポリビニル系、ポリエーテルなど多数の熱可塑
性ポリマーがあげられる。このポリマーは、繊維形成性
のものが可紡性の見地からは好ましいが、可紡性の劣る
ものでも、組み合わせる非ｉｔ性成分に繊維形成性のポ
リマーを用いれば充分可紡性のよい複合繊維を得ること
が出来る。この様なポリマーのうち、繊維形成性の非導
電性ポリマーとの親和性の乏しい結晶化度６０％以上の
ポリマーが好適で、この様なポリマーとしてはポリエチ
レン、ポリプロピレンポリオキシメチレン、ポリエチレ
ンオキシドおよびその誘導体（例えばポリエチレンオキ
シドＰＥＴのブロックコポリマー）、ポリビニルアルコ
ール、ポリカプロラクトンなどがあげられる。

これらのポリマーのうちポリエチレンが特に好適である
。

導電性成分には、上記の滑剤、可塑剤や分散性（例えば
ワックス類、ポリアルキレンオキシド類。

各種界面活性剤、有機電解質など）の他にも、必要に応
し着色剤、Ｒ料、安定剤（ａ２化防止剤、紫外線吸収剤
など）、その他の添加剤を加えることが出来る。

一方、複合繊維の繊維形成性ポリマーとしては、紡糸可
能なあらゆるものが用いられる。中でもナイロン６、ナ
イロン６６、ナイロン１２．ナイロン６１０などのポリ
アミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンオ
キシヘンゾエート、ポリブチレンチレフタレートなどの
ポリエステル、ポリアクリロニトリル及びそれらのポリ
マーの共重合体や変性体が特に好適である。繊維形成性
ポリマーには、艷消剤［＋料１着色料、安定剤、制電剤
（ポリアルキレンオキシド類、各種界面活性剤など）な
ど公知の添加剤を必要により加えることも出来る。

本発明の複合繊維に於て導電性成分の複合比（断面積占
有率）は任意であるが、通常３〜３０％、特に４〜２５
％、最も多くの場合５〜２０％が好適である。複合比が
小さいと導電性が低下したり、不安定となり、多いと糸
質が劣化する。

第１図〜第３図は、本発明の導電性複合繊維の横断図（
複合構造）の具体例である。図中（１）は導電性成分、
（２）は保ａ成分を示す。第１図および第２図のように
導電性成分が繊維表面に露出した形状のものは、第３図
のような芯鞘型に比べ低電位で空気中へのコロナ放電が
起るため制電性能に優れており、本発明の繊維の複合構
造として特に好ましい。また繊維の横断面（輪郭）は円
形でもよく、非円形でもよい。

（実施例）以下、実施例によって本発明を説明する。

実施例に於て、％１部は特記しない限り重量比を示す、
制電性能は、特開昭５６−４８５５０号公報に準拠し、
以下の方法によって評価した０通常の６ナイロン延伸糸
（２１０デニール１５４フイラメント〉を丸編み機を用
いて編み立て、その際１０周に１周の間隔で導電性複合
繊維を編み込み、混入率０．８５％の丸編物を作成する
。精練によって紡糸油剤を除去したのち、充分に洗浄し
８０℃で３時間乾燥した後、更に２５℃、３３％ＲＨの
雰囲気中で６時間調温する。その後間し温湿度中で綿布
にて１５回摩擦し、摩擦直後の帯電圧を測定した。

実施例１１Ω％の酸化アンチモンを含む酸化錫を混合焼成して、
平均粒径０．０１μｍ、比抵抗４．０　　Ω・ｃｍの導
電性微粒子ＰＩを得た。

平均粒径０．２４μｍの酸化チタンに約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
合焼威して、平均粒径０．２５μｍ。

比抵抗６．３Ω・ｃｍの導電性粒子Ｐ２を得た。

粒子Ｐ１．９９部にイソプロピルトリイソステアロイル
チタネート１部を加えて、カップリング処理を行い、こ
の処理粒子５０部とステアリン酸マグネシウム０．５部
を分子量的１６０００．融点２１５℃のナイロン６．５
０部と共に分散、混合し導電性ポリマーをＣＰｌを製造
した。同様にして、粒子Ｐ２が７０％混度の導電性ポリ
マーｃｐ２を製造した。また導電性カーボンブランクを
上記ナイロン６に３５％混合１分散し導電性ポリマーＣ
Ｐ３を製造した。

ＣＰＩに使用したものと同しナイロン６に艷消剤として
酸化チタン粒子１．５重量％を分散させたポリマーをＦ
ＰＩとする。

ＣＰＩ、ＣＦ２．ＣＦ２を導電性成分、ＦＰＩを保護成
分として、複合比率（ＣＰＩ／ＦＰＩの体積比）１／１
０で第２図に示すような断面形状になるように複合溶融
紡糸をした。

溶融複合した２ｍ分を紡糸温度２８０℃で直径０、２５
　ｍ　ｍのオリフィスから紡出し、冷却、オイリングし
ながら８００ｍ／ｍｉｎの速度で捲き取り、６０デニー
ル／３フイラメントの未延伸糸ＵＹＩ〜ＵＹ３を得た６
次いで未延伸糸ＵＹＩ〜ＵＹ３を室温で延伸倍率３．０
で延伸し、２０デニール／３フイラメントの延伸糸Ｙｌ
、Ｙ２．Ｙ３を得た。未延伸糸ＵＹＩ〜ＵＹ３および延
伸糸Ｙ１〜Ｙ３の導電層の体積抵抗率、延伸糸Ｙｌ〜Ｙ
３のＨＷＩ帯電圧及び白皮（光反射率）を第１表未延伸
糸ＵＹＩは、３倍冷延伸後も導電層の体積抵抗率が１０
６　Ω・ｃｍ以下で良好な導電性能を有し、制電性にも
優れていたが、未延伸糸ｕｙ２は延伸により導電性は低
下し、制電性にも劣っていた。また未延伸糸ＵＹ３は延
伸後も良好な導電性、制電性を示していたが、黒色を呈
し色調に劣っていた。

実施例２実施例１で用いたカンプリング処理後の導電性粒子Ｐｉ
、Ｐ２を分子量的５００００．融点１０４℃の低密度ポ
リエチレンにおのおの５０％。

７５％混合１分散し導電性ポリマーＣＰ４．ＣＰ５を得
た。

ポリマーＣＰ４．ＣＰ５を導電性成分、実施例１のナイ
ロン６ポリマーＦＰＩを保護成分として、実施例１と同
様な方法で溶融複合紡糸を行い、未延伸糸ＵＹ４．ＵＹ
５を得た。ついで未延伸糸ＵＹ４．ＵＹ５を１２０℃の
加熱ローラーを用いて２．５倍に延伸し、１７０℃の熱
プレートで熱固定を行い、３０デニール／３フイラメン
トの糸ＰＹ４．ＰＹ５を得た。得られた糸の体積抵抗率
は５．４ｘｌＯ”　、６．３ｘｌＯ”　Ω・ｃｍであり
、いずれもｌＯ２Ω・０ｍオーダーの良好な導電性を示
していた。

更に、糸ＰＹ４．ＰＹ５を室温で１．５倍に延伸し、２
０デニール／３フイラメントのＦＹ４゜ＦＹ５を得た。

ＦＹ４．ＦＹ５の体積抵抗率、摩擦帯電圧の測定結果を
糸ＰＹ４．ＰＹ５の体積抵抗率と共に第２表に示す。本
発明例であるＰＶＡは、１．５倍冷延伸しても良好な導
電性を示し制電性にも優れていたが、粒径の大きい導電
性粒子を用いた導電性繊維ＰＹ５は、冷延伸による導電
性の低下が著し第　　２　　表第１図〜第３図は、本発明繊維の横断面図の具体例であ
り、第１図および第２図は導電性成分が繊維表面に露出
した構造の例である０図中、（１）は導電性成分、（２
）は保Ｓ戚分を示す。

（発明の効果）本発明によれば、繊維製品の製造工程中に生しる延伸や
張力など外力による導電性の消失が妨げられ、かつ白色
系の制電性に優れた繊維を容易に得ることが出来る。従
って、通常の繊維同様に取り扱え、繊維製品へ混用して
制電性を付与する場合、未延伸糸状態での混入も可能で
ある。たとえば、ＢＣＦＣ−カーペット中用する場合、
ＢＣＦフィラメントと同時に延伸可能となるため従来の
ようなりＣＦフィラメント延伸糸への導電糸混入工程が
必要なくなりコスト的にも有利な使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図２：保護成分第図第図特開＋３−２４１０１０　（６）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性粒子と熱可塑性ポリマーからなる導電性成
分と繊維形成性ポリマーからなる保護成分とからなる複
合繊維において、導電性粒子が粒径０．１μｍ以下の導
電性金属化合物微粒子からなり、かつ２．５倍以上の冷
延伸後の体積抵抗率が１０＾６Ω・ｃｍ以下であること
を特徴とする導電性繊維。
（２）導電性金属化合物微粒子が金属酸化物、金属硫化
物および金属ヨウ化物の群から選ばれたものである特許
請求の範囲第１項記載の繊維。