JPH042808A

JPH042808A - 導電性複合繊維

Info

Publication number: JPH042808A
Application number: JP9850790A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Tsutsumi; 英伸堤; Sei Yoshimoto; 吉本　聖
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1992-01-07

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に関する。更に詳しくは、色調が優
れ、かつ繊維製品製造工程中の延伸などによる導電性に
低下か少ない３成分からなる導電性複合繊維に関する。

（従来の技術）従来、導電性繊維をカーペットバイル中に混用し、低湿
時におけるカーペット上ての人体の静電気帯電を防止す
る方法か行われており、導電性カーホンブランクまたは
カーボンブラック以外の無機導電性粒子、例えば金属酸
化物粒子を混合した導電性ポリマーと通常の非導電性ポ
リマーとが接合された導電性複合繊維か公知である。カ
ーペットパイルへの導電性繊維の混入は、非導電性のカ
ーペット原繊と導電性繊維を混紡、交撚、混繊なとによ
り行われるか、いずれも導電性繊維の混入に際し、特別
の工程を必要とし、コスト高となる欠点かある。

近年、混入の簡略法として非導電性カーペット厚縁の溶
融紡糸工程の冷却チムニ−内に導電性複合繊維の未延伸
糸を導入し、カーペット原線フィラメントと同時に引張
りロール上で引き揃え、次いて延伸、かさ高加工して導
電性繊維入りカーペット原繊を得ることか行われてきた
。この場合、延伸工程は室温で行われることか多く、導
電性繊維としては冷延伸しても導電性の低下か少ない導
電性カーボンブラック含有の導電性ポリマーを用いた導
電性複合繊維か用いられている。

（発明か解決しようとする問題点）しかしながら、カーボンブラック含有ポリマーは黒色で
あるため繊維は黒色を呈し易い。特に充分な制電性能を
得るために導電性成分を繊維表面に露出させると、繊維
の外観を著しく損ねるという大きな欠点かある。一方、
白色系の導電性繊維としては、導電性金属酸化物粒子を
混合した導電性ポリマ一応用の導電性複合繊維か使われ
ているが、導電性粒子を多量に（例えば、５０重量％以
上、特に７０重量％以上）ポリマーに混合したとき導電
性か発現するため、それを導電性成分として用いて複合
繊維を製造した場合、室温で延伸すると導電性か低下あ
るいは消失する現象か著しい。

例えば通常延伸倍率３．５倍程度で優れた延伸率か得ら
れるような紡糸条件のとき室温で２．０倍以上に延伸す
ると導電性か失われる傾向かあり、上述の導電性繊維混
入法には不向きである。

二のように、冷延伸可能な白色の導電性繊維は未だ得ら
れていないのか実状である。本発明の目的は、冷延伸し
ても導電性の低下か少なくかつ白色系の導電性複合繊維
を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、導電性カーボンブラックを含有する熱可塑性
ポリマー（Ａ）と白色導電性粒子を含有する熱可塑性ポ
リマー（Ｂ）の２種の導電性成分と繊維形成性ポリマー
（Ｃ）の保護成分とからなる３成分複合繊維であって、
繊維横断面に於て芯部をＡ成分、鞘部をＣ成分とし、Ｂ
成分はＡ成分とＣ成分の間に介在するかまたは鞘部の一
部を占めてＡ成分と接し、かつ繊維縦方向においてＢ成
分か繊維表面に一部露出していることを特徴とする導電
性繊維である。

本発明において導電性のカーボンブラックとは、アセチ
レンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラッ
ク、サーマルブラック、ケッチエンブラックなとのカー
ボンブラックのうち導電性の良好なものを意味し、その
比抵抗か１０１Ω・ｃｍ以下、好ましくはｌＯ°Ω・ｃ
ｍ以下、更に好ましくはｌｏ−１Ω・ｃｍ以下かよい。

本発明に用いられる導電性金属化合物粒子は、粉末状で
の比抵抗か１０４Ω・ｃｍ程度以下のものであればあら
ゆる種類の粒子か使用可能である。

白変の高い金属酸化物がもっとも好ましいか、金属酸化
物皮膜を有する粒子や金属粉（例えば銀。

ニッケル、銅、鉄あるいはこれらの合金なと）、硫化鋼
、よう化銅、硫化亜鉛、硫化カドミウムなとの金属化合
物なとやや色調に劣るものも使用し得る。

金属酸化物粒子としては、酸化錫、酸化亜鉛。

酸化銅、亜酸化銅、酸化インジウム、酸化ジルコニウム
、酸化タングステンなとの粒子かあげられる。金属酸化
物の多くのものは絶縁体に近い半導体であって本発明の
目的に充分な導電性を示さないことが多い。しかしなか
ら、例えば、金属酸化物に適当な第２成分（不純物）を
少量、通常５０％以下、多くの場合２５％以下添加する
などの方法により、導電性を強化し、本発明の目的に充
分な導電性を存するものか得られる。このような導電性
強化剤としては、酸化錫に対して酸化アンチモンか、酸
化亜鉛に対してはアルミニウム、カリウム、インジウム
、ケルマニウム、錫なとの金属酸化物か使える。更に、
酸化チタン、酸化亜鉛。

酸化マグネシウム、酸化錫、酸化鉄、酸化珪素酸化アル
ミニウムなとの非導電性無機物粒子の表面に上記金属酸
化物、金属または金属化合物の導電性皮膜を形成した粒
子も用いられる。中でも酸化チタンは、白色度にすぐれ
、かつ粒径か小さくて均一な粒子か得られるので好適で
ある。

白色導電性粒子の導電性は、粉末状での比抵抗か１０４
Ω・ｃｍ程度以下、特に１０’Ω・ｃｍ程度以下か好ま
しく、１０１Ω・ｃｍ程度以下か最も好ましい。実際に
１０２〜１Ｏ−２Ω・ｃｍ程度のものか得られ、本発明
の目的に好適に応用することかできるか、更に優れた導
電性のものは一層好ましい。粉末の比抵抗（体積抵抗率
）は直径１ｃｍの絶縁体の円筒に試料を５ｇ詰め、上部
からピストンによって２００ｋｇの圧力を加え、直流電
圧例えば０．００１〜１０００Ｖを印加して直流１ｍＡ
以下で測定する。

また、白色導電性粒子は充分小さい粒径のものでなくて
はならない。平均粒径か１〜２μｍのものも使用不可能
ではないか、通常平均粒径か１μｍ以下、特に０．５μ
ｍ以下、最も好ましくは０．３μｍ以下のものか用いら
れる。

導電性ポリマーＡへの導電性カーボンブラック粒子の混
合率は、使用するポリマーやカーボンブラック粒子の種
類などによって異なるか、延伸による導電性の低下を抑
制するためには、通常１５〜４５％（重量）程度の範囲
内であり、特に２５〜４０％か好ましい。混合率１５重
量％未満ては、導電性か充分てはない。曲線Ｃ２は、延
伸した導電糸の導電性の変化である。ポリマーＡとして
は混合率１５重量％でも導電性に優れているか、混合率
１５重量％以下では延伸による導電性の低下か著しい。

また４５％を越えるとカーボンブラック粒子をポリマー
に均一に分散することか困難となり、仮に多大の努力で
分散し得ても、重合体の流動性か低下し、紡糸に支障を
来すので好ましにない。

また、ポリマーＡの導電性は、未延伸糸状て比抵抗か１
０’Ω・ｃｍ未満であることか好ましく、１０２Ω・ｃ
ｍ以下かより好ましく、１０’　Ω・ｃｍ以下か特に好
ましい。また、冷延伸（約３．５倍）による導電性の低
下は未延伸状態の１０００倍以下であることか好ましい
。

導電性ポリマーＢへの導電性金属化合物粒子の混合率は
、粒子の種類、導電性１粒子径１粒子の連鎖形成能及び
混合する結合材ポリマーの性質や結晶性なとによって変
わるか、通常１０〜８５％（重量）程度の範囲内であり
、多くの場合３０〜８０％程度、特に好ましくは５０〜
８０％である。

導電性成分の比抵抗（体積抵抗率）は＋０７Ω・ｃｍ未
満であることか必要てあり、１０’Ω・ｃｍ以下か好ま
しく、１０１Ω・ｃｍ以下か特に好ましい。

導電性カーボンブラック粒子や導電性金属化合物粒子と
混合して導電性成分を形成する熱可塑性ポリマーは、特
に限定されることはなく任意に選ぶことか出来る。例え
ばポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリヒ
ニル系、ポリエーテルなと多数の熱可塑性ポリマーかあ
げられる。このポリマーは繊維形成性のものか可紡性の
見地からは好ましいか、可紡性の劣るものでも組み合わ
せる非導電性成分に繊維形成性のポリマーを用いれば充
分可紡性のよい複合繊維を得ることか出来る。この様な
ポリマーのうち、繊維形成性の非導電性ポリマーとの親
和性の乏しい結晶化度６０％以上のポリマーか好適で、
この様なポリマーとしてはポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリオキソメチレン、ポリエチレンオキシドおよび
その誘導体（例えばポリエチレンオキシドとＰＥＴのブ
ロックコポリマー）、ポリビニルアルコール、ポリカプ
ロラクトンなとかあげられる。これらのポリマーのうち
ポリエチレンか特に好適である。

導電性ポリマーＡ、Ｂには、更に分散性（例えばワック
ス類、ポリアルキレンオキシド類、各種界面活性剤、有
機電解質なと）９着色剤、顔料、安定剤（酸化防止剤、
紫外線吸収剤なと）、流動性改善剤、その他の添加剤を
加えることか出来る。

一方、複合繊維の繊維形成性ポリマーＣとしては、紡糸
可能なあらゆるものか用いられる。中でもナイロン６、
ナイロン６６、ナイロン１２　ナイロン６１０なとのポ
リアミド　ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン
オキノベンゾエート。

ポリエチレンテレフタレートなとのポリエステルポリア
クリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、及び
それらのポリマーの共重合体や変性体が特に好適である
。繊維形成性ポリマーには、艶消剤、顔料１着色料、安
定剤、制電剤（ポリアルキレンオキノド類、各種界面活
性剤なと）なと公知の添加剤を必要により加えることも
出来る。

ポリマーＡとポリマーＢに用いる熱可塑性ポリマーは、
高結晶性及び／又は繊維形成性のもの例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレンなとか好ましく、また同種でもよく
異種でもよいが、好ましくは親和性に富む組合せがよい
。例えば、〔ナイロン６とナイロン６６、ナイロン＋２
）、（ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレ
フタレート〕、〔ポリエチレンとポリブチしン〕なとの
組合せかよい。

本発明の複合繊維に於て導電性成分、即ちポリマー八と
ポリマーＢをあわせた導電性成分の複合比（断面積占有
率）は任意であるか、通常３〜５０％、特に５〜３０％
、最も多くの場合７〜２０９６か好適である。導電性成
分の複合比か小さいと導電性か低下したり、不安定とな
り、多いと糸質か劣化する。導電性ポリマーＡの複合比
（断面積占有率）は、繊維の色調や糸質への影響を考慮
すると通常２〜２５％、特に３〜１０％か好適である。

本発明の複合繊維の断面（輪郭）は円形でも非円形でも
よく特に限定されないか、導電性成分ポリマーＡ、ポリ
マーＢの複合形態か重要である。

即ち複合繊維の横断面形上において、ポリマーＡとポリ
マーＢは少なくとも一部で接しており、かつポリマーＢ
は繊維表面に一部露出していることか肝要である。第１
図〜第６図は本発明に好適な複合繊維の横断面例である
。第１図〜第３図はポリマーＡかポリマーＢに完全に封
包されている例、第４図〜第６図は非封包型の例を示す
。非封包型は封包型に比へ若干灰色を呈するか、使用上
色調的な支障をきたすことはない。また、黒色であるポ
リマーＡは、繊維表面に露出すると繊維か黒味を帯びる
ため露出しないことか好ましい。

以下、本発明の好適な実施態様を整理してお（。

（イ）　導電性金属化合物粒子か、金属酸化物、金属硫
化物および金属ヨウ化物または表面にそれらの皮膜を有
する粒子の群より選ばれた少なくとも１種または２種以
上のものである特許請求の範囲記載の繊維。

（ロ）　Ａ成分か日成分によって完全に封包されている
特許請求の範囲記載の繊維。

Ｃ＼）　Ａ成分及びＢ成分か繊維横断面において、断面
の３〜５０％を占めている特許請求の範囲記載の繊維。

に）　Ａ成分か繊維横断面において、断面の２〜２５％
占めている特許請求の範囲記載の繊維。

（作用及び効果）本発明によれば、下記の理由により冷延伸しても導電性
の低下か少なく、かつ白色て制電性能の優れた導電性繊
維を容易に得る二とかできる。

■カーボンブラック含有導電性ポリマーＡか繊維軸方向
の導電性を担うことにより、延伸によるる導電性低下か
小さくてきる。

■白色導電性ポリマーＢか繊維横断面においてポリマー
Ａと接触しかつ少なくとも一部か繊維表面に露出してい
るため、ポリマーＡから繊維表面への帯電術の移動を極
めて容易にし、帯電した際にコロナ放電による除電か低
電位で生じる。

■ポリマーＡは繊維表面に露出していないため、繊維の
外観は白色を呈し易い。

また、■本発明糸により、特別な混入工程を必要とせず
・通常の製糸方法で、白色導電性繊維入りのカーペット
などに使用されるかさ高加工糸や織編物用の通常糸か容
易に得られ、制電性繊維製品の製造においてコストダウ
ン化か可能となる。

（実施例）以下実施例により本発明を説明する。％は特記しない限
り重量比を示す。

また実施例において、制電性能および導電性能は以下の
方法により評価した。

制電性は、ＪＩＳ参考法Ｎｏ、Ｌ１０９４に準拠し、以
下の方法によって評価した。

通常の６ナイロン延伸糸（２１０デニール１５４フイラ
メント）を丸編み機を用いて編み立て、その際１０周に
１周の間隔て導電性複合繊維を編み込み、混入率０．８
５９６の丸編物を作成する。精練によって紡糸油剤を除
去したのち、充分に洗浄し８０℃で３時間乾燥した後、
更に２５°Ｃ１３３％ＲＨの雰囲気中で６時間調湿する
。その後同じ温湿度中で綿布にて１５回摩擦し、摩擦直
後の帯電圧を測定した。

導電性は、長さＩＯＣｍのガツトまたは単糸５本を束ね
て両端を金属端子導電性接着剤で接着し、１００■の直
流電圧を印加して抵抗値を測定し、それから算出した導
電性成分の比抵抗て評価した。

実施例１表面に酸化すずの皮膜１５０６を有する酸化チタン粒子
に対して１．５％の酸化アンチモンを混合焼成して得ら
れた淡灰青色の平均粒径０．２５μｍ比抵抗４．０Ω・
ｃｍの導電性粉末をＡ１とする。

分子量約１６，０００．融点２１５°Ｃのナイロン６に
導電性カーボンブラックを３５％混合１分散させた導電
性ポリマーをＣＰＩ、上記導電性粉末Ａ１を７０％混合
９分散させた導電性ポリマーをＣＦ２、また艶消剤とし
て酸化チタン粒子１．５％を分散させたポリマーをＮＰ
Ｉとする。

ＣＰＩをＡ成分、ＣＦ２をＢ成分、ＮＰＩをＣ成分とし
て、第１表に示すような複合比率、断面形状て３成分お
よび２成分の複合溶融紡糸をした。

溶融複合した３成分または２成分を紡糸温度２８０°Ｃ
て直径０．２５ｍｍのオリフィスから紡出し、冷却、オ
イリングしながら８００ｍ／分の速度で捲き取った。次
いて室温て延伸倍率３．０で延伸し、２０デニール／３
フイラメントの延伸糸Ｙ１〜Ｙ６を得た。

これらの導電性複合繊維の未延伸での比抵抗値及び延伸
糸の比抵抗、摩擦帯電圧および色調の測定結果を第１表
に示す。

糸Ｙ１〜Ｙ５は、いずれも延伸による導電性の低下か少
なく、延伸糸の比抵抗値も１０４Ω・ｃｍ以下の良好な
導電性を示したか、Ｙ６は延伸による導電性の低下か著
しかった。制電性能は、Ｙ　３．　　Ｙ　４　、　Ｙ　
５　カｌｌ擦帯Ｎ圧２．５　ｋ　ｖ以下トなり良好な値
を示したか、導電性の低い￥６及び導電性成分か繊維表
面に露出していないＹｌ、Ｙ２は制電性か劣るものであ
った。なお、通常の６ナイロン延伸糸（２１０デニール
１５４フイラメント）だけからなる丸編物で測定した帯
電圧は１２、５　ｋ　Ｖてあった。また、色調的にはＹ
５以外実施例２分子量約５０．０００．融ガ１０４°Ｃの低密度ポリエ
チレンに実施例Ｉて用いた導電性粉末ＡＩを７５％混合
１分散した導電性ポリマーをＣＦ２とする。ＣＦ２て使
用したものと同しポリエチレンに導電性カーボンブラッ
ク４００もを混合１分散した導電性ポリマーをＣＦ２と
する。

ＣＦ２をＡ成分、ＣＦ２をＢ成分、ＮＰＩをＣ成分とし
３成分および２成分の複合溶融紡糸を行い２種の糸Ｙ７
．Ｙ８を得た。複合比率、断面形状は第２表の通りであ
る。紡糸、延伸は実施例１と同一要領で行い、２０デニ
ール／３フイラメントの白色導電性複合糸Ｙ７．Ｙ８を
得た。

Ｙｌ、Ｙ８の未延伸での比抵抗及び延伸糸の比抵抗、摩
擦帯電圧および色調の測定結果を第２表に示す。本発明
例であるＹｌは、３．０倍冷延伸しても良好な導電性を
維持し、制電性にも優れていた。一方、導電性成分か白
色導電ポリマーのみであるＹ８は、冷延伸による導電性
の低下か著しく、制電性にも劣っていた。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は、本願発明に好適な導電性複合繊維の
横断面形状を示す例であり、第７図、第８図は、本願発
明の優位性を示すために用いた３成分導電性複合繊維の
例であり、第９図、第１θ図は、２成分導電性複合繊維
の例である。図中、（Ａ）はカーボンブラック含有導電
性ポリマーＡ、（Ｂ）は金属化合物含有の白色系導電性
ポリマーＢ、（Ｃ）は繊維形成性ポリマーＣを示す。第６

Claims

【特許請求の範囲】

（１）導電性カーボンブラックを含有する熱可塑性ポリ
マー（Ａ）と導電性金属化合物粒子を含有する熱可塑性
ポリマー（Ｂ）の２種の導電性成分と繊維形成性ポリマ
ー（Ｃ）の保護成分とからなる３成分複合繊維であって
、繊維横断面に於て芯部をＡ成分、鞘部をＣ成分とし、
Ｂ成分はＡ成分とＣ成分の間に介在するかまたは鞘部の
一部を占めてＡ成分と接し、かつ繊維縦方向においてＢ
成分か繊維表面に一部露出していることを特徴とする導
電性繊維。