JPH05179510A - 導電性複合繊維 - Google Patents

導電性複合繊維

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JPH05179510A
JPH05179510A JP3360465A JP36046591A JPH05179510A JP H05179510 A JPH05179510 A JP H05179510A JP 3360465 A JP3360465 A JP 3360465A JP 36046591 A JP36046591 A JP 36046591A JP H05179510 A JPH05179510 A JP H05179510A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 金属摩耗がなく製造が容易な白度の改良され
た導電性複合繊維を提供する。 【構成】 導電性カーボンブラックを3〜45重量%含
有する熱可塑性ポリマーからなる導電性成分と白色顔料
を3〜25重量%含有する繊維形成性の熱可塑性ポリマ
ーからなる保護成分及び水溶性ポリエステルポリマーか
らなる被覆成分とが導電性成分の少なくとも一部が保護
成分の表面に露出するように複合し、さらにこれを被覆
成分で厚み0.5〜15μmに完全に包むように複合し
た導電性複合繊維。上記被覆成分は、テレフタル酸,イ
ソフタル酸,スルホン酸塩を有するジカルボン酸,脂環
族ジカルボン酸および/またはそれらのエステル形成性
誘導体と、エチレングリコール,ネオペンチルグリコー
ル,ジエチレングリコールなどのジオール成分を共重合
したポリエステルからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属摩耗がなく容易に
製造でき、かつ熱水(例えば50℃)で処理することに
より優れた制電性能が得られる白度の改良された導電性
複合繊維に関する。
【0002】
【従来の技術】導電性カーボンブラックを含有する導電
性成分と繊維形成性の保護成分の複合による導電性複合
繊維は公知であり、繊維製品に少量添加し制電性(帯電
防止性能)を付与する目的で広く使用されている。
【0003】しかしながら、カーボンブラックを含有す
る繊維は黒色を呈するため、少量添加でも繊維製品の美
観を著しく損ねるという欠点がある。これは、導電性成
分を芯,保護成分(非導電性成分)を鞘とする芯鞘型構
造とすること、また更に該鞘成分中に中空部分を形成し
たり(特開昭56−20614,特開昭58−1637
23)、芯成分と鞘成分の間に鞘成分より屈折率の低い
ポリマー層を介在させたり(特開昭55−12801
5,特開昭58−163726)することである程度解
消される。しかし、このような方法では導電性成分が繊
維表面に露出していないため、制電性に劣ってしまう。
【0004】導電性成分が繊維表面に露出した導電性複
合繊維の色調を改善するために、保護成分に酸化チタン
などの白色顔料を混合する方法が提案・実用化されてい
るが(特開昭57−5924)、充分な白度を得るため
に白色顔料を高混率(例えば10重量%程度)で混合し
なければならず、このため、紡糸ノズル,ガイド類,延
撚トラベラ,ヒーター類,編針など製糸,加工,織編工
程で該繊維と接する金属部分が著しく摩耗し、その製造
が困難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金属
摩耗がなく製造方法が容易な白度の改良された導電性複
合繊維を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、導電
性カーボンブラックを含有する熱可塑性ポリマーからな
る導電性成分と白色顔料を含有する繊維形成性の熱可塑
性ポリマーからなる保護成分及び水溶性ポリエステルポ
リマーからなる被覆成分とからなる導電性複合繊維の横
断面において、導電性成分の少なくとも一部が保護成分
の表面に露出するように複合させた複合体を、更に被覆
成分で完全に被覆してなることを特徴とする導電性複合
繊維である。
【0007】
【作用】本発明の導電性成分,保護成分に使用される熱
可塑性ポリマーとしては、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,ポリオキシベンゾエ
ートおよびこれらを主成分とする共重合体などのポリエ
ステル,ナイロン6,ナイロン66,ナイロン610,
ナイロン10,ナイロン12およびこれらを主成分とす
る共重合体などのポリアミド,ポリエチレン,ポリプロ
ピレンおよびこれらを主成分とする共重合体などのポリ
オレフィンが挙げられる。
【0008】また、導電性成分と保護成分に使用するポ
リマーは両成分の接着性の点から同種のポリマーである
ことが好ましいが、両方またはどちらか一方の成分に相
溶化剤を混入し接着性が改善できれば異なっていてもよ
い。例えば、ポリアミドとポリオレフィンの場合には、
ポリオレフィン側に相溶化剤としてマレイン酸変性ポリ
オレフィンを少量混入することで接着性が改善できる。
【0009】前記導電性成分は熱可塑性ポリマーに導電
性カーボンブラックを常法に従って均一に混合したもの
により構成されている。導電性カーボンブラックの混合
率は使用するポリマーやカーボンブラックの種類によっ
て異なるが、通常3〜45重量%、特に5〜35重量%
が好ましい。3重量%未満では導電性繊維として十分な
導電性が得られず、また45重量%以上混合することは
困難であり、仮に混合したとしても極めて流動性に乏し
く紡糸上支障をきたすことが多い。
【0010】導電性成分の導電性は、比抵抗が104 Ω
・cm程度以下、特に102 Ω・cm程度以下が好まし
く、101 Ω・cm程度以下が最も好ましい。
【0011】前記保護成分へ混合する白色顔料には、酸
化チタン,酸化亜鉛,酸化マグネシウム,酸化アルミニ
ウム,硫酸バリウム,炭酸カルシウム,チタン酸カリウ
ムなどの公知の白色の無機化合物粒子などがあり、これ
らの1種あるいは2種以上を混合して用いることができ
る。特に酸化チタンは粒径の揃った微粒子が容易に得ら
れ工業的にも生産技術が確立されているため好適であ
る。
【0012】白色顔料の混合率は、使用するポリマーや
白色粒子の種類,粒径,粒子形状によっても異なるが通
常3〜25重量%好ましくは5〜20重量%、特に8〜
15重量%が最適である。25重量%以上混合すると保
護成分は曳糸性を損なうことが多く、3重量%未満では
カーボンブラックを混合した導電性成分の着色を隠ぺい
することが難しく十分な改善効果が得られないことが多
い。
【0013】導電性成分,保護成分には、さらに分散剤
(ワックス類,ポリアルキレンオキシド類,各種界面活
性剤,有機電解質など),着色剤,熱安定剤(酸化防止
剤,紫外線吸収剤など),流動性改善剤,蛍光増白剤そ
の他の添加剤を加えることができる。
【0014】被覆成分は、水溶性であることが肝要であ
る。このような水溶性ポリエステルとしては、熱水(例
えば50℃以上)には易溶であるが室温の水には極めて
難溶あるいは粘着性を生じ難い水溶性共重合体であり、
この共重合体は以下の組成からなるものが好ましい。す
なわち、酸成分としてテレフタル酸,イソフタル酸,ス
ルホン酸塩を有するジカルボン酸,脂環族ジカルボン酸
および/またはそれらのエステル形成性誘導体,ジオー
ル成分としてエチレングリコール,ネオペンチレングリ
コール,ジエチレングリコールなどからなる共重合体で
ある。
【0015】このような水溶性ポリエステルに好適な例
としては、(1)モル比が30/70〜70/30であ
るテレフタル酸および/またはそのエステル形成性誘導
体(テレフタル酸成分)/イソフタル酸および/または
そのエステル形成性誘導体(イソフタル酸成分)が全ジ
カルボン酸成分に対し50〜80mol%、(2)5−
スルホイソフタル酸,スルホテレフタル酸,4−スルホ
フタル酸,4−スルホナフタレン−2,7−ジカルボン
酸など(特に5−スルホイソフタル酸ナトリウム塩)の
アルカリ金属塩などのスルホン酸塩基を有するジカルボ
ン酸またはそのエステル形成性誘導体が全ジカルボン酸
成分に対し、5〜20mol%、特に6〜12mol
%、(3)1,4−シクロヘキサンジカルボン酸,1,
2−シクロヘキサンジカルボン酸,1,3−シクロペン
タンジカルボン酸,4,4−ビシクロヘキシルジカルボ
ン酸などの誘脂環族ジカルボン酸および/またはそのエ
ステル形成性誘導体を全ジカルボン酸成分に対し、10
〜30mol%、の少なくとも4つのジカルボン酸成分
とエチレングリコールを全グリコール成分に対し50m
ol%以上使用し重合されたポリエステル共重合体が挙
げられる。
【0016】また、上記以外のジカルボン酸成分として
フタル酸,2,5−ジメチルテレフタル酸,2,6−ナ
フタレンジカルボン酸,1,4−ナフタレンジカルボン
酸,ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸
またはこれらのエステル形成性誘導体を全ジカルボン酸
成分に対し30mol%以下、また、アジピン酸,スベ
リン酸,セバシン酸などの直鎖状脂肪族ジカルボン酸ま
たはこれらのエステル形成性誘導体成分を全ジカルボン
酸成分に対し10mol%以下の範囲内で用いることも
できる。
【0017】また、グリコール成分としてエチレングリ
コール以外に1,4−ブタンジオール,ネオペンチルグ
リコール,1,4−シクロヘキサンジメタノール,ジエ
チレングリコール,トリエチレングリコール,ポリエチ
レングリコールなどを併用することもできる。
【0018】さらに、上記共重合ポリエステルのうち、
室温(例えば30℃以下)の水に難溶とするには、ガラ
ス転移点が40〜60℃以上となるように組成並びにそ
の比率を選定することが好ましい。
【0019】本発明に用いるポリエステル共重合体は水
溶性を有するが、本発明で述べるところの水溶性とは、
物理化学的に厳密なものではなく、水に溶解および/ま
たは微分散するものも含む。特に、95℃,浴比1:1
00の温水に3分浸漬すると被覆成分が溶解,分散する
ものが好適である。
【0020】本発明に用いる水溶性ポリエステル共重合
体は、熱安定性,曳糸性に優れているが通常の溶融紡糸
法に用いる水系の紡糸油剤を使用すると膠着を生じ、延
伸時に解舒力が大となり延伸操業が困難となることがあ
り、非水系紡糸油剤を用いる方が好ましい。
【0021】前記導電性成分A,保護成分Bおよび被覆
成分Cは、A成分の少なくとも一部が表面に露出するよ
うにA成分とB成分を複合したものを、さらにC成分で
完全に封包するように複合することが重要である。C成
分によって白色顔料を高率混合したB成分を被覆するこ
とによって、トラベラ,ガイド,ヒーター,編針など繊
維と接する金属の摩耗を生ずることなく製糸,加工,織
編が可能となる。
【0022】C成分の被覆厚みは、通常0.5〜15μ
mが好適である。0.5μm未満では、製糸,加工など
の工程時、被覆部が破損しB成分中の白色顔料による金
属摩耗の弊害を生ずる場合が多い、また、15μm以上
の場合、通常使用される繊維繊度3〜30デニールで
は、C成分の複合比率が過大となり、逆に白色の導電性
繊維を得るために必要な導電性成分の複合比率は過小と
しなければならず、導電性を示す繊維が得られなくなる
ことが多い。
【0023】A成分とB成分の複合形態では、A成分が
B成分の表面に露出していることが重要である。このよ
うな複合構造としては、例えば図1〜図4に示した円形
断面ものや図5,図6のような非円形のものが挙げられ
る。A成分とB成分の複合比率はA/B体積比率で5/
95〜30/70の範囲、特に7/93〜20/80の
範囲が好ましい。導電性成分が多いと繊維化が困難とな
り、少ないと紡糸・延伸時、導電性が低下あるいは消失
する場合がある。図7のようなA成分が繊維内部に形成
されたものは、熱水でC成分を溶解,除去してもA成分
すなわち導電性成分が繊維表面に露出していないため制
電性の点で劣る。
【0024】
【実施例】以下、実施例によって本発明を説明する。
【0025】実施例 固有粘度0.60のポリエチレンテレフタレート(以下
Pとする)に導電性カーボンブラックを25重量%混合
分散した導電性ポリマーをA、Pに平均粒径0.15μ
mの酸化チタン粒子を10重量%混合分散したポリマー
をBとする。
【0026】テレフタル酸ジメチル40mol%,イソ
フタル酸ジメチル33mol%,5−スルホイソフタル
酸ジメチルナトリウム塩7mol%,1,4−シクロヘ
キサンジカルボン酸20mol%とするジカルボン酸と
エチレングリコールとを共重合した固有粘度0.52の
ポリエステルをCとする。
【0027】Aを導電性成分、BあるいはPを保護成
分、Cを被覆成分とし、表1に示す複合構造,混合比率
に複合し、285℃,孔径0.25mmのオリフィスか
ら紡出し、ジメチルシリコン主体の油剤でオイリングし
ながら800m/minの速度で巻取った。さらに、8
0℃の延伸ローラー上で3.0倍に延伸し、150℃の
熱プレート上で熱処理して巻取り、20デニール/モノ
フィラメントの延伸糸Y1〜Y5を得た。これらの糸の
金属摩耗性,電気抵抗値および白色度を表1に示す。
【0028】金属摩耗性は、直径35μmのステンレス
線上を100m/minの速度で糸を走行させた時の
(接触前の糸張力4〜5g,接触角45°)ステンレス
線の切断時間で評価した。また、白色度はJIS L1
013(1981)C法に準じて評価した。
【0029】
【表1】
【0030】Y1〜Y3は、金属摩耗性の低く、白色度
も高かったが、Y4は金属摩耗性が高く、またY5は黒
く着色していた。
【0031】Y1,Y2,Y3を960デニール/96
フィラメントのレギュラーのポリエチレンテレフタレー
ト糸Kと混繊した糸を、約2cm間隔で打ち込んだ糸K
のカットパイル織物(パイル長5mm,パイル密度50
000本/in2 )の立毛シートYS1,YS2,YS
3を製造した。また、糸Kのみのパイル織シートをYK
1とする。
【0032】シートYS1,YS2,YS3を90℃の
熱水で20分間処理し、YG1,YG2,YG3を得
た。
【0033】上記シートを表面抵抗107 Ωのカーボン
ブラック混ラテックスで裏面をバッキングし、これらシ
ートの上を皮靴で歩行(25℃,20%RH)したとき
の人体帯電圧を測定した結果を表2に示す。
【0034】
【表2】
【0035】シートYS1,YS2,YS3は人体帯電
圧が高かったが、YS1,YS2を熱水処理したシート
YG1,YG2は人体帯電圧が低下し、YS3を減量加
工したYG3は人体帯電圧値に変化はなかった。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、白度の改善された制電
性能に優れる導電性複合繊維が金属摩耗のトラブルがな
く容易に製造できる。ここで得られる複合繊維は、金属
摩耗がないため通常の合成および天然繊維と同様な取扱
いができ、金属器具類を摩耗・損傷することなく、混綿
・合糸・合撚糸・混紡・交編・交織その他公知の方法で
繊維製品に混合できる。
【0037】混合率は、通常0.1〜5重量%程度であ
るが、目的によっては5〜100重量%や0.1重量%
未満の混率が適応される場合もある。
【0038】さらに、混合した後、熱水(例えば50℃
以上)で処理することにより、優れた制電性の付与が可
能である。例えば、本発明の導電性複合繊維(被覆成分
の被覆厚み2μm)を0.2重量%混合したレギュラー
のポリエチレンテレフタレートの布帛を90℃の熱水で
20分処理することにより被覆成分が溶解・除去され、
繊維表面に導電性成分の一部が露出し、より優れた制電
性を有する布帛が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明導電性複合繊維の横断面の具体例であ
る。
【図2】本発明導電性複合繊維の横断面の具体例であ
る。
【図3】本発明導電性複合繊維の横断面の具体例であ
る。
【図4】本発明導電性複合繊維の横断面の具体例であ
る。
【図5】本発明導電性複合繊維の横断面の具体例であ
る。
【図6】本発明導電性複合繊維の横断面の具体例であ
る。
【図7】本発明の優位性を示すのに用いた導電性複合繊
維の横断面の比較例である。
【図8】本発明の優位性を示すのに用いた導電性複合繊
維の横断面の比較例である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D01F 6/92 301 M 7199−3B 303 B 7199−3B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性カーボンブラックを含有する熱可
    塑性ポリマーからなる導電性成分と白色顔料を含有する
    繊維形成性の熱可塑性ポリマーからなる保護成分及び水
    溶性ポリエステルポリマーからなる被覆成分とからなる
    導電性複合繊維の横断面において、導電性成分の少なく
    とも一部が保護成分の表面に露出するように複合させた
    ものをさらに被覆成分で完全に被覆してなることを特徴
    とする導電性複合繊維。
  2. 【請求項2】 被覆成分の被覆厚みが0.5〜15μm
    である請求項1記載の繊維。
  3. 【請求項3】 保護成分の白色顔料の含有率が3〜25
    重量%の範囲である請求項1記載の繊維。
  4. 【請求項4】 該被覆成分が、テレフタル酸,イソフタ
    ル酸,スルホン酸塩を有するジカルボン酸,脂環族ジカ
    ルボン酸および/またはそれらのエステル形成性誘導体
    と、エチレングリコール,ネオペンチルグリコール,ジ
    エチレングリコールなどのジオール成分を共重合したポ
    リエステルからなる請求項1記載の繊維。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014000809A (ja) * 2012-06-14 2014-01-09 Boeing Co マトリックスの塗布と同時の成形繊維の形成
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