JPH06235122A

JPH06235122A - 導電性複合繊維

Info

Publication number: JPH06235122A
Application number: JP5021084A
Authority: JP
Inventors: Hironori Yamada; 裕憲山田; Munemitsu Kamiyama; 統光神山
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1993-02-09
Publication date: 1994-08-23

Abstract

(57)【要約】【目的】容易に製糸することができ、且つ導電性能及
びその使用耐久性に優れた白色系導電性複合繊維を提供
すること。【構成】平均粒径μ_Bが０．３〜４．０μｍの、酸化
錫系導電性被膜を有する硫酸バリウム粒子（Ｂ）と、平
均粒径μ_Cがμ_Bの０．９倍以下である二酸化チタン粒
子（Ｃ）とを、重量比Ｂ／Ｃが３／２〜５／１の範囲で
含有する熱可塑性重合体（Ｄ）を、繊維形成性熱可塑性
重合体（Ａ）と複合紡糸する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐久性に優れた導電性複
合繊維に関する。さらに詳しくは、導電性硫酸バリウム
粒子と二酸化チタン粒子とを含有してなる、使用耐久性
に優れた新規な白色系導電性複合繊維に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成繊維、例えばポリエステル繊維、ポ
リアミド繊維等は導電性がないため、摩擦により静電気
が帯電し易く、塵埃の付着、放電に伴なう各種障害が発
生する問題がある。

【０００３】かかる問題点を解決するため、繊維製品に
白色の導電性物質を含有させた繊維を混合する方法が提
案されており、なかでも白色または無色の無機微粒子の
表面に酸化錫を主成分とする導電被膜が付与された導電
性物質が、白度に優れ導電性も良好な点で注目されてい
る。

【０００４】例えば、特公昭５８―３９１７５号公報に
は溶融成形可能な合成重合体中に酸化第二錫で表面をコ
ーティングした酸化チタン微粒子を３〜２０重量％分散
せしめた制電性重合体組成物が提案されている。しかし
この場合、酸化第二錫単独の被覆では導電性は不充分で
あり、満足できる導電性繊維を得るためには適当なドー
ピング剤を添加しておくことが必要である。

【０００５】また特公昭６２―２９５２６号公報には、
導電性皮膜を有する酸化チタン粒子を含有する熱可塑性
重合体と繊維形成性重合体とからなる導電性複合繊維を
製造するに際し、複合紡糸・延伸後さらに熱処理するこ
とにより導電性構造を再生長させる方法が提案されてい
る。そして用いられる導電性粒子としては、可紡性及び
導電性の見地から粒径が小さいものが望ましく、特に粒
径が小さいほど導電性に優れ、１μｍ以上のものは著し
く性能が劣るとしている。しかし、粒径が小さくなる
と、導電性粒子は熱可塑性重合体中に分散させる際に凝
集し易くなり、熔融紡糸時の工程調子が悪化し、結果的
には導電性能に劣る繊維しか得られず、且つ断糸も頻発
するといった問題が起る。さらには、得られる導電性複
合繊維は、このような微細な粒子がミクロな繊維状配列
されて導電性能が発現されているためと推定されるが、
かかる複合繊維に引張り応力が作用すると、該繊維状配
列が容易に破壊されて導電性能が劣化するといった問題
がある。

【０００６】一方特開昭５６―１５７４３８号公報、特
開昭５６―１５６６０７号公報、特開昭５６―１３００
０６号公報、特開昭５６―１３０００７号公報等には、
硫酸バリウム粉末と粒径が０．２μｍ以下の導電性粉末
との導電性複合粉末が提案され、プラスチックス中に混
入すると透明性を損うことなく導電性を付与できるとさ
れている。しかしながら、充分な導電性を有する繊維を
得るためには、導電性を有する粉末の量が多量となるよ
うに配合する必要があるため、着色して白度のレベルが
不充分になるといった問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の有する問題点を鑑みなされたもので、その目的は、
容易に製糸することができ、優れた導電性能とその使用
耐久性を有する新規な白色系導電性複合繊維を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するための鋭意検討を重ねた結果、硫酸バリウム粒
子の表面に酸化錫を主成分とする導電性被膜を形成せし
めた導電性粒子を単独で分散させたのでは白度及び導電
性能の耐久性が不充分であるが、さらに特定粒径の二酸
化イタン粒子を併用することにより、白度に優れ且つ導
電性能及びその耐久性の良好な導電性複合繊維が安定し
て製造できることを見い出し本発明に到達した。

【０００９】すなわち、本発明によれば、繊維形成性熱
可塑性重合体（Ａ）と、導電性粒子（Ｂ）及び二酸化チ
タン粒子（Ｃ）を含有する熱可塑性重合体（Ｄ）とから
形成される導電性複合繊維において、前記導電性粒子
（Ｂ）及び二酸化チタン粒子（Ｃ）は下記〜を満足
すると共に、その含有割合Ｂ／Ｃ（重量比）が３／２〜
５／１であることを特徴とする導電性複合繊維、導電性粒子（Ｂ）酸化錫を主成分とする導電性被膜を有する、硫酸バ
リウムを主成分とする粒子平均粒径μ_B：０．３〜４．０μｍ二酸化チタン粒子（Ｃ）平均粒径μ_C：μ_C≦０．９×μ_B が提供される。

【００１０】本発明の導電性複合繊維の一方成分を構成
する繊維形成性熱可塑性重合体（Ａ）は、熔融紡糸可能
なものであれば任意である。かかる重合体の具体例とし
ては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレ
フタレート等のポリエステル、ナイロン６やナイロン
６，６等のポリアミド、ポリエチレンやポリプロピレン
等のポリオレフィンなどが挙げられる。またこれらを主
成分とする共重合体もしくは混合重合体をあげることが
できる。また、かかる（Ａ）成分には、必要に応じて任
意の添加剤、例えば艶消剤、着色剤、酸化安定剤、染色
性向上剤、制電剤等を含有させてもよい。

【００１１】また、本発明の複合繊維の他方成分に用い
られる熱可塑性重合体（Ｄ）は、公知の熱可塑性重合体
いずれをも使用できる。かかる重合体としては、例えば
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
タレート等をあげることができ、これらには共重合成分
が共重合されていてもよく、また必要に応じてそれらの
２種以上を混合したものであってもよい。

【００１２】本発明の最大の特徴とするところは、上記
熱可塑性重合体（Ｄ）に特定の導電性粒子（Ｂ）と二酸
化チタン粒子（Ｃ）とを併用する点にある。すなわち、
導電性粒子（Ｂ）として、平均粒子径μ_Bが０．３〜４
μｍの、硫酸バリウムを主成分とする粒子の表面に酸化
錫を主成分とする導電性被膜が形成されたものを用い、
且つ平均粒径μ_Cがμ_Bの０．９倍以下である二酸化チ
タン粒子を特定量（Ｂ／Ｃが３／２〜５／１：重量比）
併用するところにある。

【００１３】本発明で用いられる導電性粒子（Ｂ）は、
上述の如く、硫酸バリウムを主成分とする粒子好ましく
は純度が９８％以上の沈降性硫酸バリウム粒子の表面に
酸化錫を主成分とする導電性被膜が形成されていること
が必要である。硫酸バリウムの純度が低下すると、導電
性粒子の白度が低下したり、熱可塑性重合体（Ｄ）と配
合する際に導電性能が低下したりする場合があるので好
ましくない。但し、上記不都合点が発現しない範囲内で
あれば、少量の他種金属化合物、例えば酸化錫、酸化亜
鉛、酸化銀、酸化銅、酸化カドミウム、酸化鉛、酸化チ
タン、チタン酸カリウム、酸化クロム、酸化ニッケルあ
るいはこれらの複合酸化合物等を含有していてもさしつ
かえない。

【００１４】また、かかる硫酸バリウム粒子の表面にコ
ーティングされている導電性被膜は、酸化錫を主成分と
し、適当な第２成分を含有していることが導電性向上の
面から好ましい。このような導電性向上剤、いわゆるド
ーピング剤としては、例えば酸化アンチモンをあげるこ
とができ、得られる導電性能と着色の程度との関係から
通常１〜２０重量％の範囲で用いられる。

【００１５】かかる導電性被膜の被覆量は、あまりに少
ないと充分な導電性能が得難く、一方、多すぎると白度
が低下したり粒径の小さいものが得難くなって繊維製造
時の紡糸性は低下する傾向があるので、硫酸バリウム粒
子に対して３〜２０重量％の範囲が好ましい。

【００１６】また上記導電性粒子（Ｂ）の平均粒径μ_B
は、０．３〜４．０μｍの範囲にあることが必要であ
る。μ_Bが０．３μｍ未満の場合には、熱可塑性重合体
（Ｄ）中に溶融混練する際の該粒子の凝集が著しく、充
分な導電性能が得られないばかりか製糸性も低下するの
で好ましくない。一方４．０μｍを越える場合には、繊
維製造時に断糸が発生し易く、また延伸糸の単糸切れも
頻発するので好ましくない。

【００１７】導電性粒子（Ｂ）と併用される二酸化チタ
ン粒子（Ｃ）の平均粒子径μ_Cは、導電性粒子（Ｂ）の
平均粒径μ_Bの０．９倍以下であることが大切である。
μ_Cがμ_Bの０．９倍を越える場合には、導電性能が低
下し、特に耐久性が不充分となって本発明の目的を達成
することができない。一方μ_Cの下限は特に限定する必
要はないが、粒径が小さくなりすぎると白度向上効果が
低減し、また溶融混練時に凝集して製糸性を悪化させる
傾向があるので、通常は０．１μｍ以上のものが好まし
い。なお二酸化チタン粒子（Ｃ）の結晶形は、アナター
ゼ型、ルチル型等いずれであっても良く、また各種表面
処理剤で処理されていてもよい。

【００１８】かかる二酸化チタン粒子（Ｃ）と導電性粒
子（Ｂ）との含有割合Ｂ／Ｃ（重量比）は、３／２〜５
／１の範囲とする必要ある。この割合が３／２未満の場
合には充分な導電性能が得られず、反面５／１を越える
場合には、得られる繊維の白度が不充分となり、且つ導
電性能の耐久性が低下するので好ましくない。

【００１９】以上に詳述した導電性粒子（Ｂ）と二酸化
チタン粒子（Ｃ）の熱可塑性重合体（Ｄ）への配合量
は、該粒子の合計量として５０〜７５重量％の範囲が望
ましく、５０重量％未満の場合には導電性能のレベルが
不充分となりやすい。一方７５重量％を越える場合には
紡糸性が悪化しやすく、また導電性能の耐久性も悪化し
易い。なお前記Ｂ成分及びＣ成分の他に、必要に応じて
カップリング剤、着色剤、安定剤、制電剤等の各種添加
剤を配合してもよい。

【００２０】本発明においては、前記繊維形成性熱可塑
性重合体（Ａ）、並びに導電性粒子（Ｂ）及び二酸化チ
タン粒子（Ｃ）を含有する熱可塑性重合体（Ｄ）［導電
成分］で構成される複合繊維の形状は、サイド・バイ・
サイド型、芯―鞘型のいずれでもよく、また導電成分の
断面形状も任意の形をとることができ、その数を１以上
の任意の数をとることができる。なかでも芯部を導電成
分とした芯鞘型が特に好ましい。

【００２１】繊維横断面における（Ａ）成分と導電成分
との割合は、極めて広い範囲にすることができるが、導
電成分の割合があまりに大きくなると得られる導電性複
合繊維の強度が低下するようになるので、繊維横断面に
おける導電成分の占める面積割合は５０％以下が好まし
い。一方この導電成分の下限は、導電成分が繊維軸方向
に沿って連続していさえすればよく、通常繊維横断面積
の１％以上、特に３％以上にするのが好ましい。

【００２２】かかる導電性複合繊維を製造するには格別
の方法、条件を採用する必要はない。二成分よりなる複
合繊維を製造する公知の製糸方法及び製糸条件から適当
に選択することができる。

【００２３】

【発明の作用・効果】従来、導電性金属酸化物微粒子を
配合した重合体を一成分とする導電性複合繊維は、製造
直後の導電性能が良好なレベルにあっても、その使用耐
久性に劣り、極めて短時間でその導電性能が大きく低下
するといった問題があった。かかる現象は、使用時に導
電性複合繊維に負荷例えば張力や熱が作用した場合、容
易に導電構造が破壊され、その導電層の連続性が遮断さ
れるためと推定される。そして、かかる導電構造破壊の
抑制は、導電性被膜の耐熱性を向上させると共に、導電
性粒子の連続配列が応力によっても破壊され難いものに
すれば可能であると考え種々検討した結果、硫酸バリウ
ムを主成分とする粒子に酸化錫を主成分とする導電性被
膜が被覆された導電性粒子（Ｂ）を用いると共に、粒径
比μ_C／μ_Bが０．９以下の二酸化チタン粒子（Ｃ）を
配合比Ｂ／Ｃ（重量比）が３／２〜５／１となる範囲で
併用することにより、上記問題が解決されることを知っ
た。

【００２４】かかる耐久性向上の得られる理由は未だ明
確化されたわけではないが以下の如く考えられる。すな
わち、硫酸バリウムを主成分とする粒子に導電性被膜が
形成されているので、熱可塑性重合体中に混練されたり
複合紡糸されたりする際の高温下でも、導電性被覆層の
導電性能低下がなく良好な導電レベルが維持される。さ
らに、平均粒径がより大きい導電性粒子に加えて小さい
二酸化チタン粒子を併用しているため、導電性粒子間に
粒径の小さい二酸化チタン粒子が充填され、その結果応
力や熱が作用しても導電性粒子の連続配列が破壊され難
くなり、導電性能の耐久性が飛躍的に向上するものと推
定される。

【００２５】上記特性を有する本発明の複合繊維は、使
用時の耐久性が向上するだけでなく、高温染色・高温セ
ットといった過酷な加工条件にさらされても導電性能に
は顕著な影響をうけず白度も良好であるといった特徴を
有しており、その工業的価値は極めて大である。

【００２６】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。なお実施例における各評価項目は下記の方法によ
り測定した。断面抵抗値（単位Ω／cm）断面抵抗値とは、単繊維１cm長さあたりの電気抵抗値で
ある。測定は単繊維を１cmの長さに切り、ポリエチレン
テレフタレートフイルム上に置き、両切断面（両端）に
導電塗料（ドータイト）を塗り、抵抗計にて測定する。体積抵抗値（単位Ω・cm）体積抵抗値とは、ある物質の断面積１cm²、長さ１cmあ
たりの電気抵抗値である。測定はブレンド組成物を細い
紐状（長さ１cm）に成形し、両断面にドータイトを塗
り、抵抗計にて測定後、太さを測定して断面積を計算
し、補正する。体積抵抗値（単位Ω・cm）＝抵抗値（Ω）×断面積（cm²）／cm なお電気抵抗値の測定条件は温度２０℃、湿度３０％Ｒ
Ｈ、電圧は１ＫＶ直流電圧である。平均粒径（単位μｍ）遠心粒径測定器（島津製作所製ＣＰ―５０型）を用い、
得られた遠心沈降曲線を基にして算出した。すなわち、
かかる遠心沈降曲線を基にして粒径と全粒子重量に対す
る沈降粒子重量を表わした累積重量粒度分布曲線から、
沈降粒子重量が全粒子重量に対して５０重量％に相当す
る粒径を読み取りこの値を平均粒径とした。

【００２７】

【実施例１〜３、比較例１〜４】ポリエチレン１００部
に、導電性粒子（Ｂ）として表１記載の沈降性硫酸バリ
ウム粒子の表面を１２重量％の酸化第２錫（ドーピング
剤として酸化アンチモンを３ｗｔ％含有）でコーティン
グしたもの、及び二酸化チタン粒子（Ｃ）として表１記
載のアルミニウムシランカップリング剤で表面処理した
ルチル型の二酸化チタン粒子を、混練機で充分加熱混合
し、得られたブレンド組成物を芯部とし、酸化チタン
２．５重量％を含有するポリエチレンテレフタレートを
鞘部として同心円の芯鞘型複合紡糸機を用いて紡糸し、
１００℃で４倍に延伸後、１６０℃で熱固定して、繊維
横断面の芯部、鞘部の面積比１：６、繊維構成が３０デ
ニール３フィラメントの複合繊維を得た。この複合繊維
を、通常のポリエチレンテレフタレートからなる布に３
本／２．５４cmの割合で挿入し、この布を１００回繰り
返し洗濯を行なった。結果を表１に示す。

【００２８】

【実施例４、比較例５】導電性粒子（Ｂ）の酸化第２錫
被覆量が夫々１８重量％（実施例４）、２５重量％（比
較例５）で、平均粒径μ_Bが表１に記載のものを用いる
以外は実施例１と同様に行なった。結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維形成性熱可塑性重合体（Ａ）と、導
電性粒子（Ｂ）及び二酸化チタン粒子（Ｃ）を含有する
熱可塑性重合体（Ｄ）とから形成される導電性複合繊維
において、前記導電性粒子（Ｂ）及び二酸化チタン粒子
（Ｃ）は下記〜を満足すると共に、その含有割合Ｂ
／Ｃ（重量比）が３／２〜５／１であることを特徴とす
る導電性複合繊維。導電性粒子（Ｂ）酸化錫を主成分とする導電性被膜を有する、硫酸バ
リウムを主成分とする粒子平均粒径μ_B：０．３〜４．０μｍ二酸化チタン粒子（Ｃ）平均粒径μ_C：μ_C≦０．９×μ_B