JPH04153367A - 導電性繊維 - 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〉 本発明は導電性繊維、特に特異な繊維形態を持ちかつ耐
久性に優れた導電性繊維に関する。

〈従来技術及び発明が解決しようとする問題点〉金属或
いは導電性金属化合物からなる導電性被膜を電解メツキ
や化学処理などの後加工によって繊維表面に形成させた
導電性繊維は周知であり、これらの繊維は他の繊維に混
用し制電性を付与する等の目的に使用されてきた。これ
らの導電性被膜繊維は、導電層が繊維表面に存在する為
に導電性、制電性に優れており、且つメツキと言う比較
的に簡単な手段で得る事が出来るというメリ・ノドがあ
る。しかし、これまでの導電性被膜繊維は繊維表面に対
する導電性被膜の接着性が弱く着用洗濯等の使用時、或
いは染色、縫製１等の加工時或いは保存、輸送時に被膜
の剥離が見られ性能品質の低下が著しいものであった。

例えば未洗濯時には良好な制電性を示す物でも、洗濯を
数回例えば５〜１０回行なうことにより著しく制電性が
低下するか全く消失すると言った場合も見られる。

特開平１−２９８２７７号公報には窪みを有する繊維の
窪みの部分に導電性粉末を融着させる事が提案されてい
るが、これは原糸の製造上の問題や、導電性粉末を融着
させる時の問題、及び融着した導電性粉末の耐久性や導
電性能等に問題点が多く実用性に乏しい。

従って、現状では導電性及び耐久性に優れた導電性被膜
繊維は得られていない。

本発明は、導電性及び耐久性に優れた金属皮膜を有する
導電性繊維を提供するにある。

く問題点を解決するだめの手段〉 すなわち本発明の導電性繊維は、繊維横断面において二
個所以上の凹みを有し、且つ該凹みの少なくとも一部に
厚みが２００Ａ以上の金属層を有することを特徴とする
。

本発明に於いて使用する繊維は、第１図にその一例を示
す様に繊維の周囲の少なくとも２個所に繊維軸方向に細
長い凹みを有する。ここで言う凹みとは凹みの幅をＷ、
凹みの深さをり、長さをＬとした時、Ｄ＞０．２Ｗ、且
つＷ＞１μｍ、且ツＬ＞　４　Ｑ　ｍ　ｍを満足する物
を言う。

但し、凹みの幅：Ｗ・・・凹みの両端を結ぶ直線の距離
。

凹みの深さ：Ｄ・・・凹みの両端を結ぶ直線から凹みの
最も深い処まで の距離。

凹みの深さ：Ｌ・・・所定の深さを持続している凹みの
部分の長さ。

凹みの数　：Ｎ・・・繊維軸に垂直方向の断面で観察し
た時の凹みの数。

通常、凹みの深さＤは０．２　Ｗ以」二であり、好まし
くはＤは０．３Ｗ以上、更に好ましくはＤは２Ｗ以下０
．５　Ｗ以上であり、且つ凹みの幅Ｗば１〜１、０　ｐ
　ｍである。凹みがｌ’）　＜　０．２　Ｗ、又はＷが
１０μｍ以上であれば（即ち凹みが幅広で浅い）場合は
、金属被膜の摩擦耐久性が十分とは言えない。又、Ｄ＞
２Ｗ　（即ち凹みが幅狭で深い）の場合やＷ＜１μｍの
場合は凹みの奥の部分に金属被膜を形成しにくくなる。

性能及び製造の容易さ等の点から、好ましくは２　Ｗ　
＞　Ｉ）　＞　０．３　Ｗである。

本発明は、凹みが存在する繊維の内部に金属層を有する
が、凹みの数Ｎは通常２以上、好ましくは３以上８以下
である。Ｎ＝１では各繊維の凹みの内側に十分に金属皮
膜を形成する事が出来ず、耐久性に乏しいものでしかな
い。一方、Ｎが９以」二では凹みを作るのに条件が困難
で製造コストが上がるばかりか繊維の光沢が減少したり
異常な反射を発生ずることがあり、好ましくない。凹み
の長さＩ、は通常４０ｍｍ以上、好ましくは繊維軸方向
に連続するものであり、アルカリ減量処理による繊維表
面の軽度の減量加工による凹凸やプラズマエツチング処
理等によって生じる程度の凹凸を意味しない。本発明に
用いる代表的な繊維の例を第２図に示す。

該繊維の製造方法としては、異型口金の使用や、丸口金
を使用して連続化する方法や、異種のポリマーを使い複
合紡糸により得られた繊維からポリマーの一種の少なく
とも一部を溶解除去し繊維表面に凹みを形成させる方法
や、或いは異種のポリマーを使い複合紡糸により得られ
た繊維の異種ポリマー成分を分割（割繊）・分離して繊
維表面に凹みを形成させる方法がある。使用するポリマ
ーとしては繊維形成性を有するものであればよく特に限
定しないが、例えば通常合成繊維の原料として使用され
るポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリウ
レタン、ビニル系ポリマー、ポリエーテル、アクリル系
ポリマー等の使用が可能である。−成分溶解除去型複合
繊維用のポリマーの組合せとしては、主成分を溶解しな
い溶剤に可溶で且つ複合紡糸可能なポリマーであれば特
に限定されない。例えば、ポリエステル系複合繊維には
熔解成分として、ボリウレクン、ポリスチレンアルカリ
易熔性ポリエステル、水溶性ポリエステル、水溶性ポリ
アミド、或いは他の溶剤にて溶解可能なポリマーが使用
できる。ポリアミＦ系複合繊維に於いても、６ナイロン
或いは６６ナイロンに対してポリウレタン、ポリスチレ
ン、水溶性ポリアミド、アルカリ易溶性ポリエステル、
水溶性ポリエステル、或いは他の溶剤にて溶解可能なポ
リマーが使用できる。又、分割型複合繊維用のポリマー
の組合せとしては、ポリエステルとポリアミド、ポリエ
ステルとポリプロピレン、ポリアミドとポリプロピレン
、等の組合せが例示できるが、これらに限定されるもの
ではない。例えばポリエステル、ポリアミド、ポリオレ
フィン、ポリカーボネート等の繊維では、溶融紡糸法で
製造することが好ましく、それぞれのポリマーをエクス
トルーダー等にて溶融し紡糸口金より紡出する。又ポリ
アクリルニトリル、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビ
ニル等では溶液紡糸が好ましく夫々のポリマーの溶液を
紡糸口金より紡出する。常法により紡糸して得られた繊
維は、通常延伸・熱処理・巻縮或いは仮撚加工、必要に
よりステープル化を経て所定の繊維物性を付与され次い
で通常の加工工程を経て織物９編物、不織布等にされる
。更に染色その他の後加工を経て繊維製品となる。或い
は、延伸・熱処理・仮撚工程をスピンドローや高速紡糸
により工程短縮化も出来る。

繊維の凹み部分の表面上への金属被膜の金属としては、
導電性を有する金属であれば特に限定されるものではな
い。例えば金、銀、銅、鉄、アルミニウム、錫、ステン
レス、等の通常の金属が上げられるが、コスト、性能、
取扱い易さの点で銀。

ステンレス、アルミニウム、錫が好ましい。金属被膜の
厚みは２００Ａ以上であり、好ましくは５００Ａ以上、
更に好ましくは７００Ａ以上である。特に好ましくは１
０００〜５０００Ａである。

金属被膜の厚みが、２００八未満では導電性の発現が十
分でなく、又金属によっては金属被膜により繊維に著し
い着色が発生ずる。一方、５０００Ａより厚くなれば導
電性能は大きな向上は期待できないばかりか、金属被膜
の剥離、脱落や繊維の柔軟性の低下や操業性の低下及び
コストの大幅なアンプ等デメリットが多くなる。

金属被膜は少なくとも繊維の凹み部分の表面に付着して
おれば良く、繊維表面の全面に付着していてもかまわな
い。繊維の長さ方向に対しては連続的に付着する事が最
も好ましいが、非連続的であっても繊維集合体例えば、
フィラメント束、トウ、紡績糸、或いは布、不織布とな
った場合に導電性や制電性の性能が出ればよい。金属被
膜の導電性は、通常、高々１０６Ω・ｃｍ、好ましくは
高々１０’　Ω・ｃｍ、更に好ましくは高々１０２Ω・
ｃｍ、特に好ましくは１０−６Ω・ｃｍ以上１０°Ω・
ｃｍ未満である。１０６Ω・ｃｍ以上でば制電性が十分
ではなく、１０〜６Ω・ｃｍ未満とするには被膜の膜厚
がかなり厚く必要であり、製造上、コスト的に不利であ
るばかりか、繊維の固ざや光沢等の性能的にも不利とな
る。

金属被膜の付与方法は、従来公知の金属の化学的染色法
や電解メツキ法、無電解メツキ法、真空蒸着法、イオン
ブレーティング法、スパンタリング法、プラズマ溶射法
等のＰＶＤ法やＣＶＤ法等の手法が利用できるが、化学
的染色法では染色出来るポリマーの種類に制限があった
り金属被膜の耐久性に問題がある。又電解メツキ法や無
電解メツキ法では、メツキされた金属被膜の厚みが厚く
なり又接着強度が十分でない為に耐久性に乏しい。

従って金属被膜を薄く形成でき且つ良好な耐久性を持た
せる為には、好ましくは真空蒸着法、イオンブレーティ
ング法、スパッタリング法、プラズマ溶射法等のＰＶＤ
法を採用する。特に好ましくはイオンブレーティング法
、スパッタリング法である。方法としては、連続法、ハ
ツチ法、半連続法等が採用できる。イオンブレーティン
グ法はイオン化方弐の違いにより、高周波プラズマ法、
直流イオン化法、イオン銃法、直流アーク法等があり、
又スパッタリング法では直流法、高周波法マグネトロン
法２等がある。イオンブレーティング法では基板にマイ
ナスのバイアスを印加し金属イオンの運動エネルギーを
加速することにより金属皮膜の接着強度を増大させる事
が好ましい。

金属皮膜の形成は繊維紡糸直後でもよいが、仮撚後、織
編後、アルカリ処理等の化学処理後、染色・プリント後
等の何れの工程でも良い。紡糸直後のフィラメント、ト
ウに処理をする場合は金属蒸発蒸気或いは金属イオン流
に各繊維がなるべく均一に面する様にフィラメント、ト
ウをバラバラにして開繊した状態にした方が良い。又、
処理を均一にする様にフィラメント、　　ｌ−ウ或いは
スライバーや粗糸、布帛を裏返しにして再度処理する事
も好ましい。

金属被膜処理後は通常の工程を経て加工や商品化を実施
する事が出来る。

（測定法） ■、織繊維比抵抗値・・・繊維を束ねて長さ１０ｃｍに
切断し、両端を導電性接着剤（藤倉化成■トタイトＤ−
５５０）で接着し、１００■の直流電圧を両端に印加し
抵抗値を測定する。次いで使用した繊維の金属層の断面
積を顕微鏡写真から測定し、金属層の比抵抗を算出する
。

２、摩擦耐電圧（制電性）・・・ＪＩＳ　　Ｌ−１０９
４（１９８８）参考法により測定する。

３、色・・・繊維の色は、目視及びＭａｃｂｅｔｈ　Ｃ
ＯＩ、０Ｒ−ＥＹＥを用いてＣＴＥ表色系（Ｌ−値、ａ
−値、ｂ−値）、及び各波長での光の反射スペクトルに
て評価した。

〈発明の効果〉 本発明の繊維は、導電性繊維の最も重要な性能である初
期摩擦耐電圧が非常に低く且つその耐久性も非常に優れ
る。又、本願発明の繊維は繊維表面の凹み部分に金属被
膜を有する為に、例えば衣服、カーベント、資材等で大
きな問題となる摩擦耐電圧の耐久性の乏しさに関しては
問題がない。

本願発明の導電性繊維は単独にても、或いは連続フィラ
メント、又はステーブル状にて他の繊維と混用して使用
する事も出来る。混用率は通常０．１〜１０重量％程度
であるが、目的・用途によってこの比率は随時選択でき
る。混合は、混綿合糸１合撚糸、混紡１交織、交編その
他公知の手段により実施出来る。

〈実施例〉 以下実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は何等これに限定されるものではない。

実施例１ 極限粘度〔η）＝０．６９のポリエチレンテレフタレー
トを紡糸温度２９５　’Ｃにて２４孔を有する口金より
溶融紡糸した（紡糸速度は９００ｍ／分）。

次いで３．７倍の延伸を行ない、７５　ｄｅ／　２４　
ｆｉｌの第３図Ｃに示す様な十字型断面繊維を得た。

この繊維５００本を４Ｑｃｍの幅に並べ、第４図に示す
イオンブレーティング装置にて銀をコーティングした。

銀コーテイングの厚みが表１に示す値になる様に電子銃
の出力、繊維の走行速度を実施例２ 実施例１の試料４の繊維と通常の未処理の７５ｄｅ／２
４ｆｉｌの丸断面繊維とを所定Ｎ（通常繊維／試料４＝
１０／１）使い丸編布を作成した。

丸編は通常繊維を１０回編、ついで試料４を１回編み込
んで丸編布を得る。尚、導電性繊維の比較対照として、
通常の未処理の７５　ｄ　ｅ／　２４ｆｉｌの丸断面繊
維に実施例１の試料４と同条件にて銀をコーティングし
た繊維を使用し同様に丸編布を作成した。

この丸編布を所定回数洗濯し、丸編布の制電性■ ■

【図面の簡単な説明】

第１図は繊維中の凹みを示す。Ｗば凹みの幅りは凹みの
深さ、Ｌは凹みの長さを示す。図中、１は凹みを有する
繊維、２は金属被膜層を示す。 第２図、第３図は凹みを有する異形断面繊維の一例を示
す。第２図は、２種のポリマーよりなる複合繊維であり
、Ｂ成分の一部を溶出して凹みを形成したものである。 第３図は、１種のポリマーよりなる異形断面繊維で口金
により作成する。第４図はイオンブレーティング装置の
図面である。１は真空容器、２．２’は繊維の巻き取り
１巻出装置、３はバイアス印加電極、４はイオン化電極
、５は蒸発装置を示す。 ■ 第 図 第 オ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維横断面において二個所以上の凹みを有し、且つ該凹
   みの少なくとも一部に厚みが２００Ａ以上の金属層を有
   することを特徴とする導電性繊維。