JPH038872A - 導電性繊維の製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は極めて浸れた導電性を示す合成繊維及び、該繊
維を含有する織編物、不織布、例えば制電服、導電服等
に関するものである。

（従来の技術） 従来、導電性を有する繊維としては金属繊維、合成繊維
の表面に金属をメツキした繊維、金属や金属化合物ある
いはカーボンブラックなどの導電性物質をポリマー内に
練り込んだＳａＷ、更にカーボンブラックや金属等の導
電粒子を分散させた重合体と非導電性の重合体を用いた
複合ｗ１推等がある。

又、特開昭８１−２８２４７９号公報には、レギュラー
ポリエステル繊維にピロールを含浸後、沃素と溶解助剤
の沃化カリ溶液で処理して得られた、電気抵抗値が１０
３Ω／ａｍ程度の導電性ポリエステル繊維が開示されて
いる。更に、特開昭８２−２９９５７５号公報には、合
成繊維に酸化剤と電子を授受する制御物質を含浸させ、
次いでピロールの蒸気を２０°Ｃ以下の雰囲気のもとで
付与させて繊維表面部にピロールの重合体を形成させる
ことによって、体積固有抵抗値が５×１０−Ω・ａｍ以
下の導電性繊維製品が得られると記載されている。

（発明が解決しようとする課題７） これらの導電性５ａｕａはいずれも幾多の欠点を有し、
満足出来るものではなかった。例えば、金属繊維では屈
曲回復性がないため使用時又は加工時の屈曲により導電
性が低下すること、他の繊維との混合が難しいこと、金
属特育の色調があること等の欠点がある。

合成繊維の表面に金属をメツキした繊維では、多くの工
程と高度の技術を必要とし、製造コストが高く、更に使
用時や加工時の摩擦や屈曲により剥離住易いという欠点
がある。

次に金属や金属化合物あるいはカーボンブラック等の導
電物質をポリマー内へ練り込んだｍｇｌｌでは、金属添
加のため製糸性に問題があり、且つ繊維の強度が低下す
るという欠点がある。更にカーボンブラックや金属粉な
どの導電粒子を分散させた重合体と非導電性の重合体と
からなるサイドバイサイド型痕合繊維、あるいは導電粒
子を分散させた重合体が繊維表面に一部露出するように
頃合紡糸した繊維では、上記のような製糸性不良、低繊
維強度等の間層は改善されるが、使用中に導電成分と非
導電成分の剥離により導電成分が脱落する等の欠点があ
る。そこで導電粒子を分散した重合体上りなる導電性成
分を芯成分とし、非導電性の重合体を鞘成分とする芯鞘
型複合繊維が提案されているが、これは絶縁層で被覆さ
れているために繊維全体の導電性はあまり良くない。

更に、繊維の表面にピロール重合体を形成させた上記特
開昭８１−２８２４７９号公報に記載の導電性繊維は、
使用条件によっては、導電性能として決して満足のゆく
ものではなく、又、特開昭６２２９９５７５号公報に開
示された導電性繊維はその導電性能は優れているものの
、製造段階てピロールの蒸気の雰囲気下に２４時間以上
処理しなければ、良好な性能は得られず、効率が悪いの
で実用性の低いものであった。

（課題を解決するたの手段） 本発明の目的は、極めて高い導電性能を有し、加工性お
よび糸品質ら良好な、導電性繊維を効率のよい方法で提
供することであり、本発明者らは、上記目的を達成する
ために鋭意、検討した結果、繊維として特定の結晶性を
有するものを進び、該繊維に対してピロール重合体を形
成することによって、制電服等に適用した場合に優れた
除電性能を有する導電性繊維が得られることを見い出し
本発明に達した。

即ち、本発明は、高分子重合体からなる繊維にピロール
を付与し、該ピロールを重合させることによって導電性
繊維を製造するにあたり、高分子重合体として比重法に
よる結晶化度が２０％以下の重合体を使用することを特
徴とする導電性繊維の製造方法である。

本発明において、ピロ、−ル処理を受ける高分子重合体
は繊維形成能を有し、例えば、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のポリエステル、
ナイロン等のポリアミド、ポリプロピレン等のポリオレ
フィン、アクリル系重合体、ポリビニルアルコール系重
合体、ポリ塩化ビニル系重合体等種々の高分子重合体を
使用することができるが、紡糸後ピロール処理を受ける
時点において結晶化度が２０％以下になっていることが
必要である。

また、上記高分子重合体よりなる繊維は単一重合体で構
成されていてもよいし、二種以上の重合体が複合や混合
された繊維であってもよい。更に、繊維断面についても
丸型以外の種々の異型断面への適用が可能である。

結晶化度２０％以上の繊維の製造方法については、使用
する高分子重合体の種類により紡糸条件等が変化するの
で一律に特定できないが、当業者が、上記の如き高分子
重合体に関する従来の紡糸技術の範囲内でその条件を適
宜選択することによって所望の結晶化度を得ることがで
きるものである。

これらの非品性繊維を用いることにより、ピロール溶液
及び酸化剤溶液の被処理物質への浸透、吸着が繊維の表
面部のみでなく内部まで良好となり繊維全体の導電性を
高めることが出来る。

このピロール処理及び酸化剤による導電加工は繊維、紡
績糸、織編物のいずれの段階でも可能である。しかしな
がら、工程途中では被処理物質の表層部に形成されるピ
ロール重合物の剥離、脱落等の可能性を考慮すると織編
物等の製品段階で加工するのが良い。処理方法としては
、例えば被処理物質となる繊維を先ずピロール溶液に浸
漬するなどしてピロールの付与を行う。ピロールを付与
する方法については特に限定されず、常温浸漬、加Ａ浸
漬、パッド及びスプレー後の蒸熱法などいずれの方法で
も良い。

ただしピロールは空気中の酸素によってわずかつづ酸化
するため密閉容器内での付与が好ましい。

処理濃度、温度、時間は被処理物質のポリマー組成、繊
度等により適宜選択すればよいが、一般にピロール溶液
の濃度は７重量％以上が好ましく、特に１０重量％以上
が好ましい。処理温度は０〜６０℃特に２０〜４０℃が
好ましく、処理時間は８分以上が好ましく、特に１０分
以上が好ましい。

次にピロールの重合は、ピロールを含浸させた繊維を酸
化剤を含んだ溶液中に浸漬して行うことによってできる
。酸化剤としては、沃素等のノ１０ゲン物質及び金属の
ハロゲン化物、例えば、沃化第一銅、塩化第二銅、塩化
第二鉄などが用いられる。酸化剤の使用量は繊維の重合
体組成の種類、及びピロールの付与量等により選択すれ
ばよいが、一般に、酸化剤を含んだ溶液のｆｌｋ度は、
１重量％以上が好ましく、特に１．５重量％以上がよい
。浸漬時間は８分以上が好ましく、特に１０分以上が好
ましい。また処理温度は０〜６０℃、特に２０〜４０℃
が好ましい。

この場合酸化剤をあまり過剰に使用すると酸化剤により
被処理物（繊維）か彼覆されるため導電性能が低下する
ので、酸化剤の溶液濃度は６０重量％以下である事が好
ましい。逆に、あまり少なすぎると酸化重合反応及び沃
素の置換が不十分であり、ピロールの付与量に相当する
導電性能か得られにくい。従って、各繊維のピロールの
付与量に応じて所望の導電性能を示す様に酸化剤濃度を
定める必要がある。

以下、具体的にポリエステル系繊維について説明すると
、先づ通常のポリエチレンテレフタレートを用いる場合
、繊維としＭｏ％以下の結晶化度にするには、例えば、
紡糸速度１．．５００ｍ／分以下で得られた繊維を半延
伸したり、セミＰＯＹ（紡糸速度：　１，５００〜２．
２０ｈ／分）、ＭＯＹ（紡糸速度二２．２００〜３．０
００ｍ／分）　、ＰＯＹ　（紡糸速度：　３．０００〜
３，８００ｍ／分）の製造条件をとることによって容易
に製造することができる。

又、例えば、ポリエチレンテレフタレートと非品性のコ
ポリエステルを用い、常法に従い芯鞘型あるいはサイド
バイサイド型にした複合繊維を使用することができる。

ここで、非品性性のコポリエステルとしては、イソフタ
ル酸、５−ナトリウムスルホイップタル酸、４−ナトリ
ウムスルホ−２６−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族
ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸、ブタンジオール、ヘキサンジオール、ポリエ
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ・
ブチレングリコール、ペンタエリスリトール等の多価ア
ルコール、ヒドロキシ安息香酸等のオキシカルボン酸等
を共重合したポリエチレンテレフタレート等を用いるこ
とができる。

このような、結晶化度が２０％以下に調整されたポリエ
ステル繊維に対し、次に、ピロールの付与が行なわれる
が、この付与は例えば、ピロール溶液に繊維又は繊維製
品を浸漬することによって行うことができる。ピロール
溶液はピロールをエタノール等のアルコールに溶かした
ものを使用することができ、ピロールの濃度は７〜５０
重量％が好ましく、より好ましくは１０〜３０重量％で
ある。また、浸漬時間は１０分以上とることが望ましく
、溶液の温度は０〜６０℃が好ましく、特に２０〜４０
℃がよい。

本発明においては、ピロール濃度が低すぎると重合時に
ピロール重合物の形成量が少なくなり導電性能が発揮さ
れない。一方、ピロール濃度か高すぎると重合後に繊維
表面に過剰に形成されたピロール重合物が後工程や使用
時において脱落しやすくなり好ましくない。

次に、ピロール付与されたポリエステル繊維を前記の酸
化剤溶液に浸漬しピロールの重合反応とピロールの沃素
置換を同時行わせることにより、５Ｘ　ｔｏ−’Ω・ａ
ｍ以下の初期体積固有抵抗値を有する優れた導電性能が
付与される。この場合、酸化剤溶液濃度は１．５重量％
以上が好ましく、浸漬時間は１０分以上が好ましい。ま
た、処理温度は２０〜４０℃とするのが好ましい。

以上のように本発明の製造方法によって得られる導電性
繊維は、従来のピロール処理を受けた同様の繊維と比較
して極めて優れた導電性能を有するものであり、制電服
等として優れた品質を長期間に亘り発揮するものである
。

（実施例） 以下、実施例を挙げ本発明を具体的に説明するが、本発
明は何らこれらに限定されるものではない。

尚、実施例中、体積固有抵抗値は下式に基いて求められ
た値である。

ρ：体積固有抵抗値（Ω・ａｍ） Ｒ：電気抵抗値（Ω） Ｄ；繊度（デニール） Ｑ　：測定される繊維長（ａｍ） ｄ：繊維の密度（ｇｒ／ａｍ’） ここで、電気抵抗値は、電流計（ＳＡＮＷＡ製）を用い
て測定電圧１．５■、測定温度２０”Ｃ１測定繊椎長１
０ｃ＋ｎとして計測した。

実施例１ 通常のポリエチレンテレフタレート（［η］＝０．６）
を紡糸速度３．５００ｍ／分で紡糸し、比重法による結
晶化度が１５％のポリエステル繊維（１５０デニール／
４８フイラメント）を得た。該繊維を１＝３の浴比のピ
ロール液（２０重量％）に２０℃で３０分間浸漬した後
、沃素溶液（３重量％）に２０℃で３０分間浸漬し酸化
重合を行った。重合後、水洗、アルコール洗浄を行い乾
燥した。得られた繊維の体積固有抵抗値は初期のもので
４．ＯＸ　１０−’Ω・ａｍ、　１０回の決心後におい
てもａ、ｏｘ　１０−’Ω・ａｍであり、洗濯耐久性に
も極めて優れたものであった。

実施例２ 酸化剤として塩化第２鉄を用い、ピロール溶液の濃度、
浸漬処理時間及び酸化剤溶液の濃度、浸漬処理時間を第
１表に示すとおりにする外は実施例１と同様にして導電
性繊維を製造した。得られた繊維の初期体積固有抵抗値
は１．７Ｘ　１０”１Ω・ａｍであり、洗濯後において
も９．８Ｘ　ｔｏ−’Ω・ｃｍと浸れた導電性を保持し
ていた。

実施例３．４ ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、５−ナトリ
ウムスルホイソフタル酸を２０モル％共重合したポリエ
チレンテレフタレート共重合体を鞘成分とした複合繊維
を常法に従って溶液紡糸して得られたステープルから構
成される乾式不織布を使用し、ピロール溶液の濃度及び
浸漬処理時間、酸化剤の種類、濃度、浸漬処理時間を第
１表に示すとおりにして実施例１と同様にして導電性ｗ
＆維を得た。実施例３で得られた繊維の導電性能は３、
ＩＸ　ｔｏ−’Ω・ａｍの初期体積固有抵抗値を有し極
めて良好なものであった。

比較例１．２ 通常のポリエチレンテレフタレート繊維（結晶化度５０
％）を用いて実施例１と同様の処理を行ったが、第１表
に示すとおり初期体積固有抵抗値が１０′Ω・ａｍオー
ダーと不十分であり、洗濯後の該抵抗値は１０６Ω・ｃ
ｌＩｌオーダーとなり、耐久性の低いものしか得られな
かった。

（発明の効果） 本発明の製造方法によれば、極めて高い導電性を有する
繊維や繊維製品を高効率で安易に受ることが可能であり
、制電服をはじめ、高いレベルでの導電性が要求される
製品に対して様々な応用が可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子重合体からなる繊維にピロールを付与し、
   該ピロールを重合させることによつて導電性繊維を製造
   するにあたり、高分子重合体として比重法による結晶化
   度が２０％以下の重合体を使用することを特徴とする導
   電性繊維の製造方法。