JPH0351307A - ２成分フイラメント及びその溶融紡糸法 - 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】 本発明は新規な外被−心２成分フィラメント及びその溶
融紡糸法に関する。

要するに本発明によれば、多突出部形心の導電性２成分
外被−心フィラメント、及びその製造法が提供される。

カーボンブランクを含む伝導性重合体心（ｃｏｒｅ）を
取り巻く合成重合体の連続した非伝導性外被（Ｓｈｅａ
ｔｈ）を含んでなる帯電防止性の合成フィラメントはフ
ル（Ｈｕｌｌ）の米国特許第３，８０３，４５３号に教
示された。この特許に示されている心の断面は円形であ
る。ある最終用途、例えば静電気性を更に減するｔ；め
のクリーンルームで着られる職業服において、及び繊維
の黒さを隠すために表明された期待に逆らって起こって
きた必要性は心をより多く見えるようにするという期待
である。

心の断面がトライローバル（ｔｒｉｌｏｂａｌ）である
外被−心のフィラメントは公知である。これは米国特許
第２，９３６，４８３号に示される種類の紡糸口金を用
いて製造することができる。本発明の有用な生成物はそ
のような紡糸口金を用いて製造しうるが紡糸工程中にト
ライローバルな心の形ヲｆｆｌ持することの改良は価値
のある目的である。本発明は改良された紡糸技術を提供
し、そして電荷を迅速に消散する新規なフィラメントを
提供する。

第１及び２図は、トライローバル及びテトラロバルの心
を示し且つ必要とされる構造因子の決定法を示す本発明
の外被−心のフィラメントの概略的断面図である。

第３図は第４図の線３．３に沿ってとった分配及び紡糸
口金板の部分的断面図である。

第４図は第３図の分配板の底面図である。

本発明は２つの重要な観点を有する。本発明は、熱可塑
性合成樹脂に分解させた電導性カーボンブラックからな
る電導性の重合体心を取り巻く合成熱可塑性繊維形成重
合体の連続した非電導性外被を含んでなる、但し談合の
断面が３〜６つの突出部と少くとも２の変形比を有し、
なお各突出部が１〜２０のＬ／Ｄ比を存し、ここにＬは
突出部の各側部における隣り合った凹みを低い点間を結
ぶ線の中心点から該突出部の最も遠い点に至る線分の長
さであり且つＰはＬに垂直に測定した突出部の最大巾で
ある、帯電防止性をもつ新規な合成フィラメントを提供
する。また本発明は、１つの重合体組成物が外被成分を
構成し且つ異なる重合体組成物が心成分を構成し、そし
て心が３つ又はそれ以上の突出部（１ｏｂｅ）を有する
外被−心磁維の溶融紡糸中において心の形をより良く維
持するための改良された方法も提供する。本方法は、ｌ
）溶融した心成分組成物を、紡糸口金のキャピラリーの
上に開口する通路を通して所望の多突出部形断面中へ供
給し、 ２）心成分を完全に取り巻くために、溶融した外被成分
を、紡糸口金のキャピラリーへの入口の周囲に沿う心へ
のすべての方向から供給し、３）溶融した外被成分組成
物の流れを、紡糸口金のキャピラリーへの入口の周囲に
沿う間隔を置いた部分で調節して、突出部の領域よりも
突出部間の領域へより多く流れさせ、そして ４）両溶融成分を、紡糸口金オリフィスを出た後に固化
させる、 ことによって心の断面の形を維持する心成分を完全に取
り巻く外被成分を含む紡糸オリフィスを通して両溶融成
分組成物を同時に押出すことを含んでなる。

静電気消散繊維は、技術的に良く知られ、長年織物に用
いられてきた。特に成功した繊維は米国特許第３，８０
３，４５３号に記述された繊維であった。この繊維は外
被及び心としての２つの熱可塑性組成物をそれぞれ溶融
共押出しすることによって製造される外被−心２成分繊
維である。この外被は非電導性である。心の重合体は電
導性のカーボンブラックを導入することによって電導性
にされる。外被は繊維に強度を与え、黒色の心を隠し、
そして心が繊維表面に露出しているならば起こるかも知
れない破断及び薄片化に対して心を保護する。ある今日
の最終用途は、より大きい帯電防止効果を必要とし、色
への関心はそれより低い。明らかなことは、保護されて
いる衣服とそうでない衣服との使用を区別する手段とし
て心の色の見えることが非常に望まれている。本申請者
はこれが米国特許第３，８０３，４５３号の外被−心を
改変することによって達成できることを発見した。この
改変は、該特許と同一の組成であるが、３〜６つの突出
部、少くとも２の変形（ｍｏｄ　ｉ　ｆ　１ｃａｔ　１
ｏｎ）比を有し且つ各突出部が１〜２０のＬ／Ｄ比を有
する心を用いることから主になる。第１図はそのような
断面を示す。

第１図は、トライローバルな心が光学顕微鏡の拡大で見
られる如く外被によって取り巻かれた外被−心繊維の概
略的断面図である。心及び外被の性質は以下により詳細
に議論されよう。変形比の決定は技術的に公知であるが
、簡便には第１図を参照して定義することができる。変
形比はトライローバルの心を取り囲む最小の円の半径と
突出部に出合うトライローバルの心に内包される最大の
円の半径との比である。第１図において、これはＡ／Ｂ
である。

突出部に対するＬ／Ｄ比の決定も第１図を参照して例示
される。第１の線は突出部の各側部における隣り合った
凹みの低い点を結んで引かれ、そして他の線りは第１の
線の中心から該突出部の最遠点まで引かれる。値りはＬ
に垂直に引かれた突出部の最大の巾を表わす。第２図は
トライローバルな心を有する丸い繊維の断面を示す概略
図である。

本発明のフィラメントの紡糸は、２成分の異なる性質を
適当に考慮した通常の２つの重合体からなる外被−心紡
糸装置によって達成することができる。フィラメントは
例えば米国特許第２，９３６．４８２号に教示されてい
る如き公知の紡糸技術及び重合体を用いて容易に製造さ
れる。ポリアミドを用いるそのような紡糸の更なる教示
は米国特許第２．９８９，７９８号に見出される。本新
規な改良された方法は、押出された状態のトリ、テトラ
、ペンタ又はヘキサローバルな心を有する外被−心２成
分繊維の形をより良く保持させるために開発された。こ
れを以下に記述する。

下記の実施例１及び２の外被−心２成分ヤーンを紡糸す
るために用いる改良された方法は、通常の外被−心２成
分溶融紡糸法の改良である。通常の方法において、心の
供給重合体流及び外被の供給重合体流を、フィルター及
びスクリーンを含む紡糸口金バックに、そして溶融した
重合体流を、心を形づくり且つそれを外被で取り巻くオ
リフィスに分配するプレートに供給する。第３及び４図
を参照すれば、本改変法の理解の助けとなる。心の重合
体は通路２に供給され、紡糸口金５のキャピラリー３へ
の入口に入る。外被の重合体はプレート８の通路７を通
り、図示してないシム（ｓｈｉＩｌｌ）に維持されたグ
レート５及び８の間の空間に入る。

この重合体は紡糸口金キャピラリー３への入口付近にお
いて心の重合体流に対してすべての方向から供給され、
そして両流はキャピラリー３を外被−心の関係で通過し
、最後にキャピラリー３の出口の図示してない紡糸口金
オリフィスを出る。改良された方法は心の突出部の形を
より良く維持する。これは、溶融した外被成分組成物の
流れを、キャピラリーの入口の周囲に沿うある間隔を置
いた部分で心の重合体流に対して制御して、より多くの
外被重合体を突出部の領域よりも突出部の間の領域に多
く供給することによって達成される。

これは突出部の間の領域に至る部分においてだけ外被重
合体全体のキャピラリーへの通路を拡大することによっ
て達成できる。即ち第３及び４図に示すように、プレー
ト８において凹み１０を刻んで突出部間への外被重合体
流を増加させる。

フィラメントの外被は、いずれかの押出しうる合成の熱
可塑性繊維形成重合体又は共重合体からなってよい。こ
れらはポリオレフィン例えばポリエチレン及びポリプロ
ピレン、ポリアクリル、ポリアミド及びポリエステルの
、繊維形成分子量のものである。特に適当な外被重合体
はポリヘキサメチレンアジパミド、ポリカプロラクタム
、及び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の引張り及び他の物理的性質は主
に外被重合体に依存する。高強度フィラメントの場合、
高分子量の重合体及び高延伸比が可能なものは外被に使
用される。本発明の未延伸のフィラメントはいくつかの
目的に対して適当な強度を与えうるが、延伸されたフィ
ラメントは好適である。いくつかの用途において、例え
ば本発明のフィラメントを熱流体ショット・バルキング
又は他の織り操作における如く他のフィラメントと共に
高湿処理に供する場合、外被重合体はそのような条件下
での定期と得な軟化又は溶融を避けるのに十分な高融点
を有することが重要である。

帯電防止繊維のフィラメントの心は重合体の熱可塑性マ
クリックス材料に分散せしめられた電導性カーボンブラ
ックからなる。心材料は米国特許第３．８０３，４５３
号に記述されているように電導性及び加工性を主に考慮
して選択される。１５〜５０％の心中のカーボンブラッ
ク濃度が使用できる。なお２０〜３５％は合理的な程度
の加工性を保持しつつ、好適な程度の高電導性を提供す
ることが発見された。

心の重合体は外被と同一の群から選択することができ、
或いはそれは、それが外被で保護されているから繊維を
形成しなくてもよい。非帯電防止性の繊維の場合、勿論
２成分繊維の心は電導性であろう。

複合物フィラメント中の心の断面積は所望の帯電防止性
を付与するのに十分であることだけが必要であり、０．
３容量％程度の低さ、好ましくは０．５％〜３５％であ
ってよい。この低い方の限界は、適当な心の連続性を低
い心の容量値で維持しつつ十分均一な品質の外被／心フ
ィラメントを製造するこきの可能性ｌこよって主Ｉこ支
配される。

フィラメントに通常の延伸工程を使用することができる
が、帯電防止性繊維の心を破断し又は損傷する傾向のあ
る鋭い角度を避けるように注意を払うべきである。一般
に熱延伸、即ち延伸中にある補助的なフィラメントの加
熱を用いることは好適である。これは心物質を更に軟化
させる傾向にあり、フィラメントの延伸を補助する。こ
れらの帯電防止性フィラメントは通常の合成の、未延伸
フィラメント及びコシローン（ｃｏｄｒａｗｎ）とより
合せうる。

一般的な用途の場合、本発明のフィラメントは５０以下
、好ましくは２５デニル／フイラメント（ｄｐｆ）以下
である。

本発明のフィラメントは、編んだ、タフトの、織った及
び不織の織布を含むすべての種類の織物最終用途の場合
、優秀な静電的保護を提供しうる。

それらは通常の添加剤及び安定剤例えば染料及び抗酸化
剤を含有していてよい。それらは捲縮、織り、洗たく、
漂白などを含むすべての種類の織物処理に供すことがで
きる。それらはステープル又はフィラメントヤーンと組
合せ且つステープル繊維として又は連続フィラメントと
して使用しうる。

該フィラメントはヤーン製造の適当な工程（例えば紡糸
、延伸、織り、より、巻き直し、ヤーン紡糸）において
、或いは織布の製造中に、他のフィラメント又は繊維と
組合せることができる。これらの操作では、帯電防止性
フィラメントの望ましからぬ破断を最小にするように注
意しなければならない。

２成分流は、紡糸口金のオリフィスを出た時に冷却し且
つ固化しはじめる。一般に帯電防止性繊維ととしての品
質が低下するから、電導性繊維に関して高すぎる紡糸延
伸を適用することは望ましくない。これは他の２成分繊
維に関しての制限ではない。

試験法 ヤーンの靭性及び伸張はＡＳＴＭ　　Ｄ−２２５６−８
０を用いて測定した。ポリエステルｆｆｉ合体の相対粘
度（ＬＲＶ）決定法は、米国特許第４゜４４４．７１０
号［モスト（Ｍｏｓｔ）］に記述されている。ポリアミ
ドの相対粘度（ＲＶ）の決定法は米国特許第４，１４５
，４７３号［サムエルソン（Ｓ　ａｍｕｌｓｏｎ）　］
に開示されている。織布の表面抵抗はＡＡＴＣＣ試験法
第７６−１９８７号を用いて決定した。カーペットの静
電気性はＡＡＴＣＣ試験法第１３４−１９８６号を用い
て測定した。

静電気の載乗データは、連邦試験法基準第１０１Ｃ号の
方法４０４６　（１９８０年３月１３日）を用いて測定
した。変形比及びＬ／Ｄ比は同業者の良く知るように、
顕微鏡写真での断面から測定した。

次の実施例は、対照例を除いて、本発明を例示するもの
であり、限定と見なすべきでない。本発明の多突出部形
心のフィラメントは実施例１〜３の各に記述される。

実施例１ ２３．５ＬＲＶポリエチレンテレフタレートの外被及び
２８．４％のカーボンブラックを含むポリエチレン心を
存する外被−心フィラメントを紡糸し、延伸せずに１２
００ｍ／分で巻き取った。

電導性心はフィラメントの６重量％をなし、そして６本
のフィラメントを含むヤーンを続いて１４０°Ｃに加熱
し、第１表に示す比で延伸した。丸い電導性心を用いた
試料を米国特許第２，９３６，４８２号の第１１図に示
されるものと同様の紡糸口金組立物を用いて紡糸し、一
方トライローバル形の心をもつものは本発明の改良され
た方法により第３及び４図に示す紡糸口金組立物及びプ
レートを用いて紡糸した。トライローバル電導性心の変
形比は５であり、Ｌ／Ｄは３であった。トライローバル
心のヤーンは丸い心のヤーンより暗色であった。延伸後
、これらのヤーンは、この電導性心ヤーンを５／１６イ
ンチ間隔で供給することにより、１００％ポリエステル
２８カツト・ジャージ・ニット中に導入した。これらの
試料について測定したヤーンと織布の性質を第１表に示
す。

第　　■　　表 心の形　　　　　　　　　丸　　トライローバル延伸比
　　　　　　　　　２．３５ｘ　　　２．ｌＯｘ全部デ
ニル　　　　　　３５．９　　　４０．０靭性、２／ｄ
　　　　　　　　１．８１　　　１．６１伸張、％　　
　　　　　２８．９　　　２１．４織布の性質 表面抵抗、Ω／単位平方　１．５ＸＩＯ１３１，９Ｘｌ
Ｏ”標準法１０１Ｃ（９０％消散） 時間　秒／２秒荷電値 ＋５ｋＶから　　　　３３／９００　　０．２３／２７
５−５ｋＶから　　　　９．５／−９５００゜２０／−
３００トライローバル形電導性心を有するヤーンを含む
織布は、丸形の電導性心をもつヤーンで作ったものより
もかなり低い表面抵抗と非常に速い静電気減衰を示した
。

実施例２ ４６ＲＶ６ローナイロンの外被と実施例１に記述したも
のと同様の丸又はトライローバル形の心を有する外被−
心フィラメントヤーン（４０デ二ル、６フイラメント）
を、３．２Ｘの延伸比を用いて１１０℃で延伸して製造
した。トライローバルの伝導性心の変形比は４であり、
Ｌ／Ｄ比は２であった。これらの電導性の心繊維を１２
２５デニルのナイロン・カーペット・ヤーンと撚り、直
接レベ゛ル・ループ・カーペットにタフト化した。

両力−ペットをＡＡＴＣＣ試験法１３４で評価した。ト
ライローバル形の心を有するヤーンを含むカーペットは
、丸い電導性の心を有するヤーンから作ったカーペット
の１．２ｋＶに対して０．８ｋＶというかなり低い測定
値を有した。

実施例３ 米国特許第２．９３６．４８３号の第１１図に記述され
るような紡糸口金組立て物を用いて、ポリエチレンテレ
フタレートの外被７６％で取り巻かれた中央の電導性心
を有する外被−心生成物を製造した。丸又はトライロー
バル形（変形比２．０、Ｌ／Ｄ−１，０）の電導性心の
いずれかを有するフィラメントを製造した。この心はフ
ィルム級の高メルトインデックス、低密度のポリエチレ
ンに３２．０％のカーボンブラック［カポソト（Ｃａｂ
ｏｔ）社製の［パルカン（Ｖｕｌｃａｎ）　ＰＪ　］　
を混練りしたものであった。

得られた繊維を２１°Ｃで空冷し、１．８４Ｘに延伸し
、３５デニル、６フイラメントとして１３７２ｍ／分で
巻き上げた。加熱なましく１３０°Ｃ）により収縮を減
じた後、生成物を織布に織って静電気消散評価を行なっ
た： 織布は次の如く製造した： 非電導性ヤーン−１５０デニル、３４フイラメン）−３
，３２ネジリポリエステル繊維 静電気消散性ヤーン−１００デニル、３４フィラメント
−４５ねじりポリエステル繊維十上述の如き１本の静電
気消散性ヤーン。

織り　：　９６端、８８ビツク、８×８へリンポン織り
、 縦糸−１本の静電気消散性ヤーン及び ２３の非電導性端。

横糸−２本の静電気消散性ヤーン及び ２２の非電導性ピック。

織布　： 八　トライローバルの心を含む。

Ｂ、丸い心を含む。

静電気性 製造した状態のヤーンの抵抗、オーム／ｃｍ（長さ） Ａ、　　　　３．７ＸＩＱＩＩ Ｂ、　　　７．４ＸＩＯ” 熱固定及び洗浄後の織布の抵抗（ＡＡＴＣＣ７６−１９
８７）、オーム／単位平方 Ａ、縦糸−２，９Ｘ　ｔｏ”、横糸−２，７Ｘ　１０Ｉ
２Ｂ、縦糸−＞ｌＸｌ０”、横糸−＞ｌＸｌ０１３本発
明の特徴及び態様は以下の通りである：１、熱可塑性合
成樹脂に分解させた電導性カーボンブランクからなる電
導性の重合体心を取り巻く合成熱可塑性繊維形成重合体
の連続した非電導性外被を含んでなる、但し核心の断面
が３〜６つの突出部と少くとも２の変形比を有し、なお
各突出部が１〜２０のＬ／Ｄ比を有し、ここにＬは突出
部の各側部における隣り合った凹みを低い点間を結ぶ線
の中心点から該突出部の最も遠い点に至る線分の長さで
あり且つＰはＬに垂直に測定した突出部の最大巾である
。帯電防止性をもつ新規な合成外被−心２成分フィラメ
ント。

２、心がフィラメントの断面の少くとも０．３％を構成
する上記１のフィラメント。

３、心がフィラメントの断面の３５％までを構成する上
記１のフィラメント。

４、外被成分がポリエステルである上記ｌのフィラメン
ト。

５、外被成分がポリアミドである上記ｌのフィラメント
。

６、心電合体がポリエチレンである上記ｌのフィラメン
ト。

７、上記ｌのフィラメントを含む織布。

８、上記ｌのフィラメントを含むカーペット。

９、心成分を完全に取り巻く外被成分を含む紡糸オリフ
ィスを通して再溶融成分組成物を同時に押出すことを含
んでなる、１つの重合体組成物が外被成分を構成し且つ
異なる重合体組成物が心成分を構成し、そして心の断面
が３つ又はそれ以上の突出部を有する外被−心繊維の溶
融紡糸法において、 ■）溶融した心成分組成物を、紡糸口金のキャピラリー
の上に開口する通路を通して所望の多突出部形断面中へ
供給し、 ２）心成分を完全に取り巻くために、溶融した外被成分
を、紡糸口金のキャピラリーへの入口の周囲に沿う心へ
のすべての方向から供給し、３）溶融した外被成分組成
物の流れを、紡糸口金のキャピラリーへの入口の周囲に
沿う間隔を置いた部分で調節して、突出部の領域よりも
突出部間の領域へより多く流れさせ、そして ４）両溶融成分を、紡糸口金オリフィスを出た後に固化
させる、 ことによって心の断面の形を維持する該突出部を有する
外被−心繊維の溶融紡糸法。

１０、心成分組成物が電導性である上記９の方法。

１１、心成分が電導性カーボンブラックをポリエチレン
に分散して含んでなる上記１０の方法。

【図面の簡単な説明】

第１及び２図はトライローバルの心を示し且つ必要とさ
れる構造因子の決定法を示す本発明の外被−心のフィラ
メントの概略的断面図である。 第３図は第４図の線３，３に沿ってとった分配及び紡糸
口金板の部分的断面図である。 第４図は第３図の分配板の底面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性合成樹脂に分解させた電導性カーボンブラ
   ックからなる電導性の重合体心を取り巻く合成熱可塑性
   繊維形成重合体の連続した非電導性外被を含んでなる、
   但し該心の断面が３〜６つの突出部と少くとも２の変形
   比を有し、なお各突出部が１〜２０のＬ／Ｄ比を有し、
   ここにＬは突出部の各側部における隣り合った凹みを低
   い点間を結ぶ線の中心点から該突出部の最も遠い点に至
   る線分の長さであり且つＰはＬに垂直に測定した突出部
   の最大巾である。帯電防止性をもつ新規な合成外被−心
   ２成分フィラメント。 ２、心成分を完全に取り巻く外被成分を含む紡糸オリフ
   ィスを通して両溶融成分組成物を同時に押出すことを含
   んでなる、１つの重合体組成物が外被成分を構成し且つ
   異なる重合体組成物が心成分を構成し、そして心の断面
   が３つ又はそれ以上の突出部を有する外被−心繊維の溶
   融紡糸法において、 １）溶融した心成分組成物を、紡糸口金のキャピラリー
   の上に開口する通路を通して所望の多突出部形断面中へ
   供給し、 ２）心成分を完全に取り巻くために、溶融した外被成分
   を、紡糸口金のキャピラリーへの入口の周囲に沿う心へ
   のすべての方向から供給し、３）溶融した外被成分組成
   物の流れを、紡糸口金のキャピラリーへの入口の周囲に
   沿う間隔を置いた部分で調節して、突出部の領域よりも
   突出部間の領域へより多く流れさせ、そして ４）両溶融成分を、紡糸口金オリフィスを出た後に固化
   させる、 ことによって心の断面の形を維持する該突出部を有する
   外被−心繊維の溶融紡糸法。