JPH0364604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、導電性繊維及びその製造方法に関す
る。 （従来技術） ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル等の
熱可塑性樹脂は、繊維製品として多くの用途に使
用されているが、制電性に乏しいために帯電し易
い欠点を有している。例えば、ポリエチレンテレ
フタレート繊維よりなる衣服は、帯電して着用時
に身体にまつわりついたり、さらには空気中に浮
遊する塵埃を吸着し、汚れ易いこと、或いは、カ
ーペツト上を歩いてドアの把手に触れた時の放電
シヨツク等多くの問題を生じている。 かかる問題に対処するために、導電性繊維に関
する多くの方法が提案されている。 第１の方法として、繊維表面に導電性物質をコ
ーテイングするケースである。更に詳しく述べる
と、繊維表面上に化学メツキした金属メツキ繊
維、金属粉末やコーボンブラツク等の導電性粉末
を塗布する方法である。これらの導電性繊維は確
かに初期の導電性能は良好であるが、着用時の摩
耗耐久性不良、或は、洗濯により表面の導電剤層
の剥離があるばかりか、導電性もそれにより著し
く低下し、耐薬品性も不良で、防塵衣等に使用し
た場合の発塵源となつている。 第２の方法として、導電性物質の粉末を熱可塑
性樹脂中に分散させ、繊維形成性ポリマーをコア
層としてシース・コアの複合繊維とする場合であ
る。例えば、導電性カーボンを配合した導電繊維
は、導電性カーボンが黒色であるためコア層が見
える場合や、シース層の薄い場合には、着色が著
しく審美性を要求される分野に用いることができ
ず、コア層が完全にシース層の中にあり、かつ、
シース層の厚みが充分でないとその用途が極めて
限定されるという問題点も有している。 導電性物質が導電性金属化合物であつて酸化第
二錫や、酸化亜鉛からなり、シース・コアの複合
繊維を形成している場合も、前記の導電性カーボ
ンほどでないにしてもシース層で完全に覆わない
と黒ずんで見えたり、使用中に脱落して機能が低
下するなどのトラブルの原因となつている。 しかしながら、このようなシース層による完全
被覆構造は反面、下記のような問題を有してい
る。 即ち、繊維断面の芯部間の導電性は良好で問題
がないが、シース層は、繊維形成性の良好なポリ
マーで形成されているため、電気的には絶縁体と
なつており、表面の電気抵抗値が高く、導電性不
良になつている点が問題である。 したがつて、このように芯部に導電性物質を含
有するシース・コアの複合繊維であつても、これ
を使用した布帛の静電気による不快感（即ち、着
用衣服の身体へのまつわりつき、脱衣時の放電
音、空気中のほこり付着等）の問題があつた。さ
らに、かかる芯鞘型複合繊維の問題を解決するた
め特開昭60−110920号公報に記載されているよう
に芯成分を偏心させ、鞘成分の厚さを3μｍ以下
とすることも提案されている。しかし、かかる複
合繊維は、製糸が非常に困難であり、又、電気抵
抗値も思つたように低くできない等の問題があ
る。これらの問題を解決するため本出願人は、特
願昭60−186595号により導電性物質を芯成分に含
有する芯鞘型複合繊維を高電圧で放電加工するこ
とを提案したが、より品質の安定した導電性繊維
とする必要がある。 （発明の目的） 本発明の目的は、かかる問題点を解決し、芯成
分の形状として特殊形状を有する新規な導電性繊
維を提供するものであつて、該導電性繊維は完全
なシース・コアの複合繊維であつて、コア層に含
有される導電性物質がその着色防止効果のため表
面に全く露出していない場合であつても、表面の
電気抵抗値の低い、かつ、品質の安定した繊維と
することができるものである。 （発明の構成） 本発明は、導電性物質を含有する芯成分と、該
芯成分を取囲む繊維形成性ポリマーからなる鞘成
分とにより構成される芯鞘型複合繊維において、
該芯成分は鞘成分によつて完全に被覆されてお
り、かつ、剤芯成分が特殊異型形状を有すると共
に、繊維表面の電気抵抗値が10¹⁰Ω／cmオーダー
以下であり、かつ、繊維表面の電気抵抗（Ω／
cm）と、断面間の内部電気抵抗値（Ω／cm）の比
が10³以下であることを特徴とする導電性繊維お
よびその製造方法にある。 本発明繊維の芯成分は導電性物質を含有するも
のであるが、該導電性物質としては、導電性カー
ボンブラツク、導電性金属化合物等の公知のもの
が使用できる。 カーボンブラツクの種類としてはアセチレンブ
ラツク、オイルフアーネスブラツク、サーマルブ
ラツク、チヤネルブラツク、ケツチエンブラツク
等が例示される。 他方、導電性金属化合物とは導電性金属酸化物
を主たる対象とし、特に白色性に優れた酸化第二
錫及び酸化亜鉛が好ましい。ここでいう酸化第二
錫には、少量のアンチモン化合物を含む酸化第二
錫、酸化チタン粒子の表面に少量のアンチモン化
合物を含む酸化第二錫をコーテイングして得られ
る導電性金属複合体も含まれる。また酸化亜鉛に
は少量の酸化アルミニウム、酸化リチウム、酸化
インジウム等を溶解した導電性酸化亜鉛も含まれ
る。これ等は通常微粉末として取扱われる。 又、該導電性金属化合物は低温流動性物質や親
油化剤と併用して用いられ、該低温流動性物質と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ナイ
ロン６、ナイロン−６，６、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート等が好ま
しく例示される。又、これ等の一部を共重合成分
で置きかえたものでもよく、又低温流動性物質で
あれば目的に応じ上記以外の樹脂を使用してもよ
く、更に必要に応じてそれ等の２種以上を混合し
たものであつても良い。 更に、かかる導電性金属化合物の親油化剤とし
ては、炭素数６以上の有機カルボン酸及び炭素数
５以上の有機スルホン酸が好ましく、カルボキシ
ル基、スルホン酸基に結合する有機残基としては
アルキル基、アルキレン基、アリール基、アルキ
ルアリール基、アラルキル基を有するものが好ま
しく、またこれ等の基がカルボキシル基、スルホ
ン酸基以外の基であれば、任意の置換基を有して
いても差しつかえない。 前記有機カルボン酸の具体例としてはｎ−カプ
ロン酸、安息香酸、ｎ−カプリル酸、フエニル酢
酸、トリイル酸、ｎ−ノナン酸、ｎ−カプリル
酸、ステアリン酸等が挙げられる。また、該有機
スルホン酸の具体例としてはｎ−ペンタンスルホ
ン酸、ベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンス
ルホン酸等が挙げられる。これ等親油化剤として
用いられる有機カルボン酸、有機スルホン酸は単
独で用いても良く、また適宜組合せて使用しても
よい。 次に、該芯成分を取囲む鞘成分は繊維形成性の
ポリマーにより構成される。該繊維形成性ポリマ
ーには、例えば、ポリエステル、ナイロン−６、
ナイロン−６，６、ポリプロピレン等が挙げられ
る。前記ポリエステルの中でもポリエチレンテレ
フタレートは良好な風合や、加工工程の取扱いが
優れていることから最適に例示される。かかる物
質からなる導電性繊維は繊維軸と直交する断面に
おける芯成分の形状が２以上の鋭突部を有する異
型断面形状であることが重要である。ここにいう
鋭突部を有する異型断面形状とは凸状ないしは突
起状の凸部を有する断面形状を云い、第１図に示
すものが好適に使用される。また、該鋭突部の先
端は、屈率半径が2μｍ以下のものが好ましい。
さらに、第１図に示すように該鋭突部と鞘成分外
周とにより形成される鞘成分最小厚さViのうち、
少なくとも１つが 0.5≦Vi≦5μｍ を満足することが必要である。また、該鋭突部の
数は２〜８（ｉ＝２〜８）が好適に示される。 かかる芯成分の形状と繊維形成性ポリマーで鞘
成分とにより構成されている複合繊維は、導電性
物質を含有する芯成分がたとえ導電性を有してい
ても、表面電気抵抗値が高く導電性不良となる結
果、依然として帯電し易いものである。 本発明の繊維は、後述するような放電処理を施
して得られるが、その結果繊維表面の電気抵抗値
が10¹⁰Ω／cmオーダー以下であり、かつ、繊維断
面間の内部電気抵抗値（Ω／cmで測定）と表面電
気抵抗値（Ω／cm）の比が10³以下であることが
重要である。 通常、繊維形成性ポリマーからなる繊維の表面
抵抗値は、例えば、10¹³Ω／cmオーダーというよ
うに非常に高く、仮に断面間内部抵抗値が10⁷
Ω／cmオーダーと低くても、表面の電気抵抗値と
断面間の内部電気抵抗値の比は10⁶程度と大であ
り、繊維の表面には殆んど導電性の効果が発現し
ない。 本発明の繊維は、繊維形成性ポリマーから構成
されていても、前記のようにその表面の電気抵抗
値は10¹⁰Ω／cmオーダー以下と低いものである。 ここに電気抵抗値（Ω／cm）は次のようにして
測定する。 (イ) 断面間内部電気抵抗値 繊維軸方向の長さ2.0cmとなるよう両端を横
断面方向にカツトした繊維の該両断面にAgド
ウタイト（銀粒子含有の導電性樹脂塗料、藤倉
工業製）を付着させた試料を電気絶縁性ポリエ
チレンテレフタレートフイルム上で、温湿度20
℃×30％RHの条件のもとに1KVの直流電圧を
該Agドウタイト付着面を使つて印加して両断
面間に流れる電流を求め、オームの法則により
電気抵抗値Ω／cmを算出する。 (ロ) 表面電気抵抗値 繊維軸方向の長さ約2.0cmにカツトされた繊
維のり両端付近の表面（繊維側面）に前記の
Agドウタイトを付着させたものを試料として、
該試料を電気絶縁体ポリエテレンテレフタレー
トフイルム上で、温湿度20℃×30％RHの条件
の下に、1KVの直流電圧を該Agドウタイト間
に印加してAgドウタイト間に流れる電流を求
め、かつ、Agドウタイト間の距離を測定して、
オームの法則により表面電気抵抗値Ω／cmを算
出する。 次に、放電処理について述べる。 即ち、本発明に用いる放電処理法としては、前
記のようにして得られた芯鞘型複合繊維を高電圧
電極に接触させて高電圧を印加する通電法、放電
形状の異なるコロナ放電、火花放電、グロー放
電、アーク放電等の高電圧放電処理法により処理
することができる。 印加電圧としては、1KVを超える高電圧であ
つて、100KVまでの範囲のものが使用でき、好
ましくは５〜100KV、特に好ましくは10〜50KV
の範囲のものが好適に例示される。電圧の極性は
プラスでも、マイナスでも（直流）、又は交流で
あつてもよい。電極間の距離は０〜10cmの範囲の
ものが使用でき、放電形態と処理速度との関係で
決めることができる。又、導電性物質を含有する
芯成分を一方の極とし、他方の極を別に設けて、
該両極に高電圧を印加し、この高電圧電極下で放
電処理することが最適に例示されるが、この方法
に限るものではなく、別々に設けた２つの極に高
電圧を印加して放電処理する方法であつてもよ
い。 又、このような放電処理は糸の状態でも、編織
物等の布帛、不織布の状態でも行うことができ
る。さらに糸の場合、延伸糸に施しても、未延伸
糸に施しても良い。 かかる放電処理によつて、表面電気抵抗値を
10¹⁰Ω／cmオーダー以下とすることができるし、
表面電気抵抗値と断面間内部電圧抵抗値との比を
10³以下とすることができ、好ましくは、この比
を10²以下、特に厳しい条件で使用する場合は10
以下とすることができる。 この比の値を加減するには、前記の放電処理の
時間、高電圧のKVを調節して行うことができ
る。 （発明の作用） 本発明の繊維は、表面電気抵抗値と断面間の内
部電気抵抗値（導電性物質を含有する芯成分を通
じて通電するためこの内部電気抵抗値は芯成分の
電気抵抗値にほぼ等しく10⁸Ω／cmオーダー以下、
好ましくは10⁷Ω／cm以下である）と比が10³以下
となり、かつ、表面電気抵抗値が10¹⁰Ω／cmオー
ダー以下の特性を有するものである。これは、繊
維形成性ポリマーの電気抵抗値を高電圧による放
電処理により低下させることができるためであ
る。繊維形成性ポリマーは通常、10¹³Ω／cmオー
ダー程度の電気抵抗値を示し、帯電によるトラブ
ルの原因となつている。たとえ、導電性物質を含
有する芯成分の電気抵抗値が10⁷Ω／cmオーダー
と低くても、これを取囲む繊維形成性ポリマーの
電気抵抗値が前記のように高い場合は充分な制電
効果が得られない。このため従来のこの種の芯鞘
型複合繊維では、導電性物質を含む芯成分の一部
を繊維表面の一部に露出させるか、又は、該芯成
分の繊維断面内位置を偏心させる等の工夫が必要
であつた。 本発明では、鞘成分としての繊維形成性ポリマ
ーの表面電気抵抗値を10¹⁰Ω／cmオーダー以下、
さらに必要に応じて、10⁹Ω／cmオーダー以下、
10⁸Ω／cmオーダー以下、さらには芯成分の電気
抵抗値と同じオーダー程度の低い電気抵抗値とし
て得ることができ、静電気によるトラブルを解消
できたものである。 かかる低い電気抵抗値は、前記のように導電性
物質を含有する芯成分とそれを取囲む繊維形成性
ポリマーからなる鞘成分とにより構成される芯鞘
型複合繊維を高電圧により放電処理を行うことに
より得ることができるが、特に、芯成分を一方の
極とし、他方の極を別に設けてこの両極に高電圧
をかけて放電処理した場合には繊維形成性ポリマ
ーの有する電気絶縁性をなくし、電気の半導体と
同様の性質を付与することができる。 また、本発明は導電性を有する芯成分（色々と
トラブルの原因となる）が完全に鞘成分で覆われ
ていながら制電性を発揮するので、色が着いたり
使用中に脱落したりするという問題を回避出来
る。さらに、該芯成分の断面形状が鋭突部を有す
る異型断面形状であるため、放電加工の際に該鋭
突部先端において放電加工が行われるため放電加
工による鞘部の損傷を最小限度にすることが出
来、強力低下、放電加工中の断糸等のトラブルを
防止することが出来る。これは今迄全く見られな
かつた事で本発明の画期的な作用・効果である。 （実施例１） 酸化チタン微粒子の表面に導電性酸化第二錫を
コーテイングした平均粒径0.25μ、比抵抗９Ω・
cmの導電性粉体240重量部、メルトインデツクス
75にポリエチレン75重量部をニーダーに仕込み、
180℃で30分間混練した後流動パラフイン18重量
部、親油化剤としてステアリン酸４重量部を加え
て更に５時間混練した。得られた導電性樹脂の比
抵抗は3.0×10²Ω／cmであつた。 溶融紡糸により、この導電性樹脂を芯成分と
し、ポリエチレンテレフタレートを鞘成分とする
芯鞘型複合繊維を第１図ハ，ニに示す断面により
作り、3.1倍に延伸して25デニール、単糸数５の
マルチフイラメントを得た。 この芯鞘型複合繊維をマイナス50KV、２ｍ／
分でコロナ放電処理をした。第１表に示す如く、
コロナ放電処理により、表面の導電性が改良さ
れ、断面間内部電気抵抗値レベルになつていると
共に、強伸度の低下を最小限とすることが出来
た。 尚、比較例として、実施例と同様の芯鞘成分を
使用し、芯成分がほぼ円型形状で、かつ、同心円
型の芯鞘型複合繊維（25デニール、５フイラメン
ト）を作り、実施例と同様の放電処理を施した。
結果を第１表に合わせて示す。

【表】

【表】 （発明の効果） 本発明によれは完全な芯鞘型複合繊維であるか
ら、芯成分は全く表面に出ていないので黒ずみ、
脱落等のトラブルが全く無く普通の繊維と同様に
扱え、それでいて芯成分が表面に出ている場合と
同様な低い表面電気抵抗値を有し抜群の制電効果
を有する糸を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に使用する芯鞘型複合繊維の
断面の例を示す断面図である。 Vi……鞘成分最小厚さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性物質を含有する芯成分と、該芯成分を
   取囲む繊維形成性ポリマーからなる鞘成分とによ
   り構成される芯鞘型複合繊維において、該芯成分
   は鞘成分によつて完全に被覆されており、かつ、
   繊維軸と直交する断面における該芯成分の形状が
   ２以上の鋭突部を有する異型断面形状を有し、該
   鋭突部と該鞘成分外周とにより形成される鞘成分
   最小厚さViのうち少なくとも一つが、 0.5≦Vi≦5μｍ を満足すると共に、繊維表面の電気抵抗値が10¹⁰
   Ω／cmオーダー以下であり、かつ、該表面の電気
   抵抗値（Ω／cm）と断面間の内部電気抵抗値
   （Ω／cm）の比が10³以下であることを特徴とする
   導電性繊維。 ２ 繊維形成性ポリマーが主としてポリエチレン
   テレフタレートである特許請求の範囲第１項記載
   の繊維。 ３ 導電性物質を含有する芯成分と、該芯成分を
   取囲む繊維形成性ポリマーからなる鞘成分とによ
   り構成される芯鞘型複合繊維をであつて、該芯型
   分は鞘成分によつて完全に被覆されており、か
   つ、繊維軸と直交する断面における該芯成分の形
   状が２以上の鋭突部を有する異型断面形状を有
   し、該鋭突部と該鞘成分外周とにより形成される
   鞘成分最小厚さViのうち少なくとも一つが 0.5≦Vi≦5μｍ を満足するものを高電圧電極間で放電処理するこ
   とを特徴とする導電性繊維の製造方法。