JPH0345705A - 帯電防止芯鞘フィラメント - 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 本発明は芯、鞘ともに電気導電性の増加した芯鞘型の帯
電防止効果を有する二成分系合成フィラメントに関する
ものである。

従来の技術 電気導電性を有する芯をもつ芯鞘フィラメントは、ＤＥ
−Ｃ−２３３７１０３によってすでに知られている。

それらのフィラメント中の導電性を有する芯部分は、細
かく分割された電気導電性を有するカーボンブラックを
＋５−５０％含む。それらのフィラメント中の鞘部分に
は、分散されたカーボンブラックや他の導電性を増加さ
せる添加物がないため、電気導電性はない。これら既知
のフィラメントは、比較的高い電圧を加えられたときに
のみ十分な電気導電性を示す。この理由のため、これら
既知の帯電防止性を有するフィラメントは、クリーンル
ーム用の衣服等の用途には適合しない。

断面全域にカーボンブラックが分散されたフィラメント
は、既に興味の対象ではなく、その低強度のため織物と
することが困難であり、衣料の特性を満足させるものと
はならない。

ＤＥ−Ａ−１９０８１７３には、帯電防止剤としてパラ
フィンスルホン酸塩を含む、電気導電性を有するポリエ
ステルフィラメントが開示されている。しかし、かかる
繊維を用いてクリーンルーム用の衣服を製作した場合、
洗濯によって帯電防止効果が低下することがわかった。

この結果は他の帯電防止剤を用いた場合にも実質的に同
じであり、その結果フィラメントの帯電防止効果は、カ
ーボンブラック等の帯電防止剤をフィラメントの原料と
なるポリマーに添加したときが最も高い。

したがって、洗濯によって電気導電性が低下せず、かつ
織物加工性と衣料特性を満足する合成フィラメントが望
まれている。

課題を解決するための手段 本発明の帯電防止効果を有する合成二成分系フィラメン
トは、他の既知の帯電防止効果を有する芯鞘型フィラメ
ントに比較して著しい特性を有する。

本発明の帯電防止効果を有する二成分系合成フィラメン
トは、芯部分の電気導電性が増加しているだけでなく、
鞘部分もまた電気導電性が増加したものであるという点
で既存のフィラメントと異なる。

本発明のフィラメント中の芯部分と鞘部分とでは異なっ
た導電性をもつ添加剤が含まれている。

芯部分は固体の電気導電性を有する粒子が分散された合
成高分子からなり、鞘部分は、高分子中で低い拡散性を
有するスルホン基又はカルボキシル基をもつ有機化合物
を通常の帯電防止剤として添加した、フィラメントを形
成する高分子からなる。

芯部分に含まれる固体の電気導電性を有する粒子は、好
ましくは導電性炭素又は通常の半導体材料である。

導電性炭素としてふされしいのは導電性カーボンブラッ
ク又はグラファイトである。導電性カーボンブラックは
例えばファーネスブラック、オイルファ一不スブラック
、ガスブラック、アセチレンブラック等であり、特に高
い導電性を有するものである。

特に好ましいのは市販の、高い導電性を有する”’Ｐｒ
１ｉｅｘ　ＸＥ２（デガッサ、フランクフルト）である
。

半導体材料は、本発明のフィラメントの芯部分に所望の
導電性を与える微細に分割されたものであればよく、例
えばｎ型又はｐ型にドープされた金属酸化物が用いられ
る。

金属酸化物に基づく電気導電性材料は酸化物の混合体か
らなり、その主成分の結晶格子には、主成分の金属酸化
物中の原子価半径又はイオン半径と異なる値をもつ少量
の金属酸化物成分が含まれている。そのような例として
は酸化リチウムをドープした酸化ニッケル、酸化コバル
ト、酸化鉄及び酸化マンガン、酸化アルミニウムをドー
プした酸化亜鉛、酸化タンタルをドープした酸化チタン
、酸化バリウムをドープした酸化ビスマス、酸化チタン
をドープした酸化鉄（ｒｅｔｏｓ）、酸化ランタン又は
酸化タンタルをドープしたチタン酸バリウム（ＢａＴ＋
Ｏｓ）、酸化ストロンチウムをドープしたＬｓＣｒＯ，
又はＬａＭ＋＋Ｏ，、酸化マンガンをドープした酸化ク
ロムがあるが、これですべてというわけではなく、他に
も多数の酸化物混合物がある。また、電気的半導体特性
を有することが知られている金属硫化物等も使用可能で
ある。本発明のフィラメントの基材料に所望の電気導電
性を付与する微細に分割された固体半導体材料として好
ましいのは、例えばアンチモン又はヨウ素をドープした
酸化スズである。

本発明の電気導電性を有するフィラメントの芯部分に分
散される電気導電性７粒子の平均粒子径は織物用フィラ
メントとしての繊度を考慮すると５μ劇以下がよい。好
ましくは導電性粒子の平均径は１μ朧以下、特に０．３
μ区以下がよい。

芯部分に存在する導電性粒子の量はフィラメントの導電
性と導電性粒子の性質によって決まる。

本発明のフィラメントの芯部分に分散される微細に分割
された導電性炭素の量は、Ｓ乃至６０重量％であり、好
ましくは５乃至３０重量％であり、特に好ましくは８乃
至１５重量％である。

前述のドープされた金属酸化物半導体が芯部分に分散さ
れる量は、６０乃至８０重量％であり、好ましくは６５
乃至７５重量％である。

本発明のフィラメントの鞘部分に存在する帯電防止剤は
スルホン酸類又はカルボン酸類である。

即ちスルホン酸塩類又はカルボン酸塩類である。

塩を生成する金属の性質はそれほど重要ではない。

しかし、−価又は二価の金属と塩を生成することがよく
、好ましくはアルカリ金属又はアルカリ土類金属がよい
。前述の二種の塩のうち、スルホン酸類、即ちスルホン
酸塩が好ましい。スルホン基又はカルボキシル基を含む
有機化合物は本発明のフィラメントの鞘部分の高分子中
をわずかながら移動する。これら帯電防止剤の移動を最
小にする一つの方法として長鎖ポリエーテル又は炭素数
８から３０のアルキル基部分をその長鎖中に有する化合
物を用いる。

特に、炭素数８から３０１好ましくは１２から１８のア
ルキル鎖を有する化合物が好ましい。本発明のフィラメ
ントの鞘部分に用いる帯電防止剤として好ましいのは前
述の鎖長を有するアルカンスルホン酸塩、特にそのナト
リウム塩又はカリウム塩がよい。

本発明の二成分系フィラメントの芯と鞘に用いる高分子
は同一であっても異なっていてもよい。

芯と鞘の機能に鑑みれば、所望の機能を引き出すために
は異なる材料を用いることが有利である。

鞘部分は本発明の二成分系フィラメントに所望の織物特
性、特に強度と加工性を付与する高分子よりなる。一方
芯部分は永久の電気導電性を保証しなければならない。

即ち、芯部分は後工程においても永続的に電気導電性を
維持しなければならず、また分散された固体半導体材料
を適正に保持する能力を有していなければならない。芯
部分の高分子それ自身はフィラメントをなすための可紡
性は必要なく、それゆえ、かかる高分子はフィラメント
形成層の高分子である必要はない。他方、基材料として
フィラメント形成層の高分子を用いることは一般に有利
なことである。

しかし、本発明の二成分系フィラメントの芯部分に鞘部
分の高分子よりも融点の低い高分子を用いることが非常
に有利であることがわかった。融点の温度差は少なくと
も２０００で、好ましくは少なくとも４０℃である。

本発明のフィラメント材料として好ましいものは芯部分
については、ポリエチレン若しくはナイロン６、又は共
重合ポリアミド若しくは共重合ポリエステルであり、所
望の融点差が得られるようにそれらの中から選択をする
。本発明のフィラメントの芯部分として更にふされしい
高分子は、硬いセグメントと柔らかいセグメントヲモつ
ブロック共重合体、例えばブロックポリエーテルエステ
ル、又は他のポリアルキレン類、例えば比較的低分子量
のポリプロピレンである。

本発明の二成分系フィラメントの鞘材料としてふされし
いものは、織物特性より判断し、特に高い分子量をもつ
高分子、ポリエステルやポリアミドが好ましい。本発明
の二成分系フィラメントの鞘材料として特に都合のよい
ものはポリエステルであり、好ましくはポリエチレンテ
レフタレートである。

本発明のフィラメント全体に対する芯部分の体積比は２
−５０％であり、好ましくは５−２０％である。

本発明の帯電防止効果を有するフィラメントの鞘部分に
は、帯電防止剤に加えて、通常の合成繊維に含まれてい
る添加剤、例えば艶消剤や顔料が含まれている。

好ましい具体例として、本発明のフィラメントの鞘部分
には、帯電防止剤によって着色しているが、艶消剤が含
まれており、鞘部分から芯部分に向かう光が妨げられる
か減衰され、選択される艶消剤の量によって決まる。

好ましい艶消剤は二酸化チタンであり、鞘部分に通常Ｇ
、Ｓ乃至３重量％含まれている。

本発明の電気導電性を有する二成分系フィラメントの製
法は、まず芯部分においては、前述の電気導電性を有す
る材料の一つを微細に分割したもの、例えば粉末又は細
粒若しくはビーズ状の粉末配合物を芯部分を形成する高
分子材料と均一に混合し、鞘部分においては、帯電防止
剤としての前述のスルホン酸塩又はカルボン酸塩を含む
有機化合物を通常の添加剤と一緒に又は添加剤を加えず
に、芯部分を形成する高分子としても用いることができ
る鞘部分を形成する高分子材料と均一に混合し、その後
、通常の二成分系フィラメント紡糸装置を用いて、前述
の通り混合した材料を単位時間に押出される芯部分と鞘
部分の体積比が２：９８からｌ：１となるように紡糸す
る。

紡糸されたフィラメントの配向と引張強度、伸び率、初
期弾性率は、ジェット引取による引取速度、即ち引取装
置によって異なる。引取速度は一般には数百１１／ｌｌ
１１１から８０００ｇ＋／思ｉである。高速で引取った
場合、フィラメントは高度に配向され、その結果優れた
機械的特性と織物適性を有する。

低速で引取ると配向度は低く、低強度、高い伸び率のフ
ィラメントが得られる。かかるフィラメントは通常の方
法によって必要な強度が得られるように延伸される。

延伸倍率は自然延伸倍率の５％以上から最大延伸倍率の
９５％の範囲で、好ましくは３：１から５：１の範囲、
特に３：１から４：Ｉの範囲がよい。

延伸後、必要であれば通常のヒートセット加工を行う。

その収縮率はヒートセット中又はその後においても０か
ら８％、好ましくはＯから４％である。

延伸とヒートセットは、通常の温度で行われる。

延伸温度は４０℃から２ＱＯ℃、好ましくは４０℃から
１６０　’Ｃであり、ヒートセット加工温度は＋　００
　’Ｏがら２４０℃で行われる。

その後フィラメントは通常知られている方法を用いて織
物製品に加工される。例えば、フィラメントを引揃えし
て連続フィラメント糸としたり、必要ならば空気噴射法
、仮より法、紡績糸嵩高法等の通常の方法により嵩高加
工し、又は嵩高加工の前後においてフィラメントをクリ
ンプ加工しステーブルに切断する。本発明の電気導電性
を有するフィラメントは通常の方法で、織物製品の原料
となる連続フィラメント糸に加工されることが好ましい
。嵩高加工された又はされていない連続フイラメント糸
やステーブルのみならず、トウやフィラメント束等の中
間物、長繊維材料より製造された織布材料等も、本発明
の電気導電性を有する二成分系フィラメントよりなる織
物製品の材料の一部である。

本発明の電気導電性を有するフィラメントは停電圧にお
いても驚くべき電気導電性を示す。その結果、電気導電
性芯部をもつ通常のフィラメントよりも帯電量は著しく
小さい。加えて本発明のフィラメントの電気導電性は、
通常の方法で帯電防止剤を添加した他の知られたフィラ
メントに比較して、洗濯に対してもその効果が減少しな
い。本発明フィラメントの特徴である導電性を示す性質
は、フィラメントの優れた織物特性によって更に有用な
ものとなる。

実施例 以下の実施例に、本発明の電気導電性を有するフィラメ
ントの製法と、フィラメント全体としての帯電防止効果
によって鞘部が基本的にわずかに電気導電性を有する効
果、及び苛酷な洗濯条件にも拘わらずフィラメントの電
気導電性が維持されることを述べる。

実施例　ｌ　（本発明のフィラメント）芯材料は、カー
ボンブラック（０ゝＰｒ１ｎｔｓｘ　ＸＥ　２デガンサ
）を重量で１０に対し、低粘度ポリエチレン（”’Ｒｉ
ｂｌｅｎｅ　ＶＧ　１ｇ００　Ｖ　　、ｒ−二ケム）を
重量で１００配合し、混線機にて１７０℃で混練するこ
とにより得られる。

鞘材料は、１００重量のポリエチレンテレフタレート、
２重量の二酸化チタン、２重量のパラフィンスルホン酸
ナトリウム（ＬＲ′Ｈｏ５ｊｉｓｔｚｋ　ＵＳ　ｌ　　
ヘキスｌ−ＡＧ）を、温度２７５℃で、二軸押出機にて
混合して得られる。

これら二成分を温度２６５℃において３２孔ジエツトを
有する二成分系溶融紡糸装置により巻取速度７００ｍ／
Ｉａｉｏで紡糸することにより芯鞘フィラメントとする
。芯部弁の体積は１０％である。

フィラメントは３ゴデツト延伸装置により延伸され、ヒ
ートセット加工された後巻取られる。第一ゴデツトは温
度９５℃、速度５５ｍ／＋＋ｎ、第二ゴデツトは温度Ｎ
ｏ℃、速度ＩＮ、５ｍ／ｗｉｎ、第三５デ／トは温度３
０℃、速度１７６＋ａ／ｍ＋ｎである。

このフィラメントの比抵抗を表に示す。

実施例　２　（導電性を有する芯と、非導電性の鞘から
なるフィラメント） 芯材料の製法は実施例１と同様である。

鞘材料は、１００重量のポリエチレンテレフタレートと
２重量の二酸化チタンを、温度２７５℃において二軸押
出機にて混合して得た。帯電防止剤は添加していない。

これら二成分を原料として実施例Ｉと同様の手順で芯鞘
フィラメントを得た。

このフィラメントの比抵抗を表に示す。

実施例３　（帯電防止仕上げを施した単一成分フィラメ
ント） 実施例１の帯電防止剤を添加した鞘材料を、実施例１の
二成分系溶融紡糸装置を用いて溶融紡糸した。しかし、
芯材料は加えていない。実施例１．２と同様に延伸して
単一成分フィラメントを得た。

このフィラメントの比抵抗を表に示す。

メタノールで３回洗滌し、石油エーテルで３回洗滌した
後、蒸留水で２時間抽出した後のフィラメントの比抵抗
。測定は２４時間経過後に行った。

比抵抗（＋＊ｅｇｚｏｂ＋ａ、ｃｍ） ６５％相対湿度　２０％相対湿度 （外４る）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯部分と同様に鞘部分も電気導電性の増加した芯鞘
   型（ｃｏｒｅ−ｓｈｅａｔｈ　ｔｙｐｅ）の帯電防止効
   果を有する合成二成分系フィラメント。 ２、固体電気導電性粒子が分散された合成高分子からな
   る芯部分を有する請求項１に記載の二成分系フィラメン
   ト。 ３、芯材料中の固体導電性粒子が導電性炭素又は既知の
   半導体材料である請求項１及び２の少なくとも一つに記
   載の二成分系フィラメント。 ４、芯材料中の固体導電性粒子が高導電性カーボンブラ
   ック又はアンチモン若しくはヨウ素をドープした酸化ス
   ズである請求項１乃至３の少なくとも一つに記載の二成
   分系フィラメント。 ５、３乃至６０、好ましくは５乃至３０重量％の導電性
   炭素、又は６０乃至８０、好ましくは６５乃至７５重量
   ％の半導体材料が芯部分に微細に分散された請求項１乃
   至４の少なくとも一つに記載の二成分系フィラメント。 ６、導電性の増加した鞘部分は一か又はそれ以上の通常
   の帯電防止剤をフィラメントを形成する高分子中に含む
   請求項１乃至５の少なくとも一つに記載の二成分系フィ
   ラメント。７、鞘部分の帯電防止剤が長鎖脂肪族部分を
   有するスルホン酸又はカルボン酸の金属塩である請求項
   １乃至６の少なくとも一つに記載の二成分系フィラメン
   ト。 ８、鞘部分の帯電防止剤が、炭素数８乃至３０、好まし
   くは１２乃至１８のアルカンスルホン酸の金属塩である
   請求項１乃至７の少なくとも一つに記載の二成分系フィ
   ラメント。９、鞘部分の帯電防止剤として用いる金属塩
   がナトリウム又はカリウム塩である請求項１乃至８の少
   なくとも一つに記載の二成分系フィラメント。 １０、芯部分の高分子は鞘部分の高分子より低い融点で
   ある請求項１乃至９の少なくとも一つに記載の二成分系
   フィラメント。 １１、芯部分の高分子がポリエチレン又はブロックポリ
   エーテルエステルである請求項１乃至１０の少なくとも
   一つに記載の二成分系フィラメント。 １２、鞘部分の高分子がポリアミド又はポリエステル、
   好ましくはポリエチレンテレフタレートである請求項１
   乃至１１の少なくとも一つに記載の二成分系フィラメン
   ト。 １３、繊維状又は織布状材料の形態である請求項１乃至
   １２の少なくとも一つに記載の帯電防止効果を有する合
   成二成分系フィラメント。 １４、微細に分割された固体電気導電性材料を第一の高
   分子材料と均一に混合して芯材料となし、帯電防止剤を
   第二の高分子材料と均一に混合して鞘材料となし、芯材
   料と鞘材料の押出量が単位時間に体積で２：９８乃至１
   ：１となるように通常の紡糸ジェット装置を用いて芯材
   料と鞘材料より芯鞘フィラメントを紡糸し、紡糸された
   フィラメントを温度９０乃至２００℃において自然延伸
   倍率の５％以上から最大延伸倍率の９５％の範囲で延伸
   し、その後収縮率が０乃至８％、好ましくは０乃至４％
   以内となるように温度１００乃至２４０℃でヒートセッ
   トしてなる芯鞘型の帯電防止効果を有する合成二成分系
   フィラメントの製法。