JPS5845485B2 - 導電性繊維を含む混紡紡績糸の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は市販の非導電性の各種繊維との混用、特にカー
ボンブラックを含有する導電性繊維を１成分として含む
混紡紡績糸の混紡方法に関する。

従来制電性繊維として各種の繊維が知られているがこれ
らのうち各種制電性成分を配合したり後加工によって制
電性を賦与した繊維はその繊維が有する固有の優れた繊
維特性が損われたり制電性或いはその耐久性が十分でな
いなどという欠点がある。

これらの欠点を解消するため特定の用途分野ではあるが
卓越した制電性を有する金属繊維、金属メッキ繊維或い
は炭素繊維などの導電性繊維が注目され、上記市販の汎
用繊維と混用されている。

しかしながらこれらの導電性繊維は市販の汎用繊維とは
その繊維性能が著しく相違し、たとえば剛直で脆いため
に通常採用されている混紡線種などの混用手段を適用で
きず特殊な混用手段を要するほか、得られる製品の耐久
性たとえば使用中に導電性繊維が脱落したり薬品に侵さ
れたりするなどの問題があった。

例えば金属繊維は剛直、粗硬で刃物による切断加工がで
きずローラドラフトカット方式を採用するたメ繊維糸条
のステーブルはバリアプル形状となり不揃いで摩擦係数
も非常に高いため、紡績工程で不正ドラフトが起こり、
糸ムラの原因にもなる。

また、金属繊維の場合は電気的に導体であるため・線状
、粗紡等の電気的ストップモーションが通電によりたえ
ず作動し、使用できないほか、線種巻糸工程の電気式糸
欠点除去装置（たとえばウースタ・スラブキャチャー）
においてもたえず作動するという問題がある。

また、刃物の使用ができない他金属繊維による紡績機械
の摩耗の問題もあり、特殊な線種条件で糸づくりが行な
われている。

一方少なくとも２種の重合体成分からなり、かつその１
成分がカーボンブラックを含有する混合紡糸繊維や複合
繊維並びに繊維表面にカーボンブラックを含む重合体を
被覆した繊維は優れた制電性を示すことが知られている
。

しかしながらこれらの制電性繊維のうち前記混合重合体
繊維およびカーボンブラックを含む重合体を被覆した繊
維のように繊維表面にカーボンブラックを含む重合体成
分が部分的ないしは全面に露出した電気比抵抗がｌＯ８
Ω・の以上の繊維は黒色に強く着色しているため、他種
の汎用繊維たとえばポリエステル、ポリアミド・ポリア
クリル系の合成繊維や木綿、ウールなどの天然繊維と混
用することが望ましく、その混用割合もできるだけ少な
くし、該カーボンブラック含有繊維による着色を目立た
なくする必要がある。

しかるに、これらのカーボンブラックを含有する導電性
繊維はおそらく前記カーペンブラック含有重合体成分が
繊維表面に露出していることに起因すると思われるが一
般に摩擦係数が従来の汎用繊維にくらべて著しく高く、
通常の混紡紡積手段を以ってしては均一に混紡できず、
紡績工程でのローラへの巻き付き、ドラフト不良などの
トラブルが多く良好に紡績することができない。

不発明者らは上記カーボンブラックを含有する導電性繊
維に特有の問題点について鋭意研究を進めて本発明を見
出したのである。

すなわち、本発明の目的とするところは非導電性繊維と
の混紡紡績性にすぐれた前記カーボンブラック含有導電
性繊維を提供するにあり、他の目的は該導電性繊維を低
率混用することによって該導電性繊維に起因する着色が
ほとんど外観上記められずしかも制電性にすぐれた混紡
紡績糸または混用交編織繊維製品を提供するにある。

このような本発明の目的は前記特許請求の範囲に記載し
た発明によって達成することができるが以下に具体的に
その内容を設問する。

本発明のカーボンブラック含有導電性繊維としては前記
カーボンブラック含有重合体成分が繊維表面の全体もし
くは一部に露出している電気比抵抗１０８８・ａ以下の
繊維、たとえば特開昭５１−１１８３６に記載されてい
るような混合紡糸繊維、特開昭５１−１０９３２１に記
載されているような繊維表面にカーボンブラックを埋込
んだ繊維などがあるが好ましくは本発明者らが提案した
繊維形成性重合体とカーボンブラックを含有する制電性
重合体からなり、該制電性重合体成分を繊維軸方向にミ
クロフィブリル状に分散、配列せしめることによって該
成分中のカーボンブラックが実質的に連結し線状に配列
した繊維すなわち炭素配列体繊維がよい。

炭素配列体繊維を構成する繊維形成性重合体ＣＩ）とし
てはアクリロニトリル系重合体、ポリエステル系重合体
、ポリアミド系重合体など公知の重合体を挙げることが
できるが好ましくはアクリロニトリル系重合体特に少な
くとも８０モル係のアククロニｌ−ＩＪル（ＡＮ）と２
０モル係以下の共重合性のビニル系化合物、たとえはア
クリル酸、メタクリル酸、イクコン酸およびそれらの低
級アルキルエステル類またはアルカリ金属やアンモニウ
ムなどの塩類、スチレン、酢ビ、塩化ビニル、塩化ビニ
リデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、アリルス
ルホン酸、メクリルスルホン酸、ベンゼンスルホン酸お
よびそれらのアルカリ金属塩類、メタクリル酸ｌ−ＩＪ
ルなどとの共重合体がよい。

また、制電性重合体（９）は前記繊維形成性重合体印に
対して混和性であって相溶性を有せず、カーボンブラッ
クとの親和性、混和性にすぐれた合成重合体であればよ
く、具体的には平均分子量が少なくとも約１ｏｏｏのポ
リエチレングリコ−Ａ（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリ
コール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコー
ルなどのポリアルキレングリコール類とポリエステルと
のブロックポリエーテルポリエステル共重合体、このブ
ロックポリエーテルポリエステル共重合体にビニルモノ
マをグラフト共重合した変性ブロックポリエーテルポリ
エステル共重合体、および前記ポリアルキレングリコー
ル類のアクリル酸またはメタクリル酸エステルにビニル
モノマをグラフト共重合した重合体がある。

なお上記ブロックポリエーテルポリエステルに共重合体
を構成するポリエステル単位としてはボッエチレンアジ
ペート、ポリエチレンセバケート、ポリエチレンアゼレ
ート、ポリブチレンアジペート、ポリブチレンアゼレー
トなどの脂肪族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート、ポリブ
チレンテレフタレートなどの芳香族ポリエステル単位を
挙げることができる。

特に繊維形成性重合体〔Ｉ〕がＡＮ系重合体の場合には
ブロックポリエーテルポリエステル共重合体や変性ブロ
ックポリエーテルポリエステル共重合体を制電性重合体
〔旧として用いるのが有利である。

これらの繊維形成性重合体印、制電性重合体〔帽および
カーボンブラックの配合割合は重合体ＣＩ）および〔旧
の種類、組合わせなどによって異なるが得られる炭素配
列導電性繊維の電気比抵抗がｌｏ８．Ｄ・の以下になる
ように選択配合するのがよい。

繊維形成性重合体（Ｉ）と制電性重合体〔旧との混合割
合としては、両者の混合重量当り制電性重合体２〜６０
重量多、好ましくは５〜４５重量係重量間量がよく、約
２俤より少なくなると導電性が十分発揮されないし、一
方６０係を越えると重合体組成物の紡糸性が低下し、か
つ形成物、特に繊維の機械的性質の低下が著しくなるの
で好ましくない。

また制電性重合体〔口中に含まれるカーボンブラックの
配合割合としては制電性重合体（９）に対して約ｌＯ〜
２００重量多、好ましくは１５〜１００重量φの範囲量
、あるいは本発明品の繊維重量当り約０．５〜３０重量
係、好ましくは約２〜１５重量咎の範囲量がよい。

また、上記導電性炭素配列体繊維の製造法としては原則
的には公知の混合紡糸技術を用いればよく、特に限定さ
れるものではないが繊維形成性重合体印がアクリロニト
リル系重合体の場合には特願昭５１−１２７３２６に記
載の方法を用いるのがよい。

かくしてえられる炭素配列体繊維は該繊維を構成する制
電性重合体〔白成分がミクロフィブリル状に繊維軸方向
に沿って分散、配列し、これによって該製電性重合体〔
０中に含まれるカーボンブラックは互いに連結した線状
の配列をとり、あたかも炭素が配列した線状物の形態を
示す。

また本発明の導電性繊維は上記炭素配列体繊維と通常の
アクリル系繊維とをその複合成分とするサイドバイサイ
ド、並びに芯さやの複合繊維であってもよい。

これらの導電性繊維は一般に摩擦係数が大きく特にカー
ボンブラックの含有量が増大したり、繊維表面における
カーボンブラック量を多くすると電気比抵抗が小さくな
り制電性或いは導電性が向上する一方で摩擦係数が増大
する傾向がある。

そこでこれらの導電性繊維を他種の非導電性繊維と混用
するためにはその摩擦係数を低下させる必要があるがこ
の場合にこれらの導電性繊維の製造に当っては格別該繊
維の摩擦係数を考慮しなくても紡糸、延伸等の製糸が可
能であるから、単に当該導電性繊維の製糸性だけを考慮
しても摩擦係数は低下しないのである。

しかも一般に非導電性繊維の製造に用いられている油剤
は多種多様であって繊維の種類によっても異なるがこれ
らの非導電性繊維は油剤の種類によって他種繊維と混紡
できないほどに摩擦係数が大巾に異なることは稀れであ
るのに対して前記導電性繊維の摩擦係数は油剤の種類に
対する選択性が顕著である。

そこで本発明においては該導電性繊維の種類および摩擦
係数に広して使用する油剤を選択し該電動性繊維の摩擦
係数を０．３以下、好ましくは０．２５以下にする必要
がある。

ここで摩擦係数とは丸善■発行繊維便覧・加工線に記載
されている繊維−繊維間９０（１ｍ／ｍｉｎにおけるレ
ーダー法による動摩擦係数である。

たとえば導電性繊維として繊維形成性重合体ＣＩ）がア
クリロニトリル系重合体、カーボンブラックを含有する
制電性重合体（９）がブロックポリエーテルポリエステ
ルを主体とする共重合体である前記炭素配列体繊維の場
合には高級アルキルフォスフェート塩またはオルガノポ
リシロキサンを主体トする油剤を好ましくは仕上げ油剤
として使用し、ポリエチレンポリアミン系油剤、ステア
リン酸ジアマイドエトサルフエノート、ベヘン酸アミド
アミン誘導体などのカチオン系高分子量油剤を工程油剤
として用いるのがよい。

特に前記高級アルキルフォスフェートやオルガノポリシ
ロキサン系の平滑性を有する油剤は前記アクリル系炭素
配列体繊維に限らず、他種の導電性繊維の摩擦係数の低
下に対して有効である。

かくして油剤処理によって摩擦係数を０．３以下に低下
せしめた導電性繊維は他の非導電性繊維と混紡されるが
該導電性繊維の混紡による着色を目立たなくし、かつ混
紡製品に優れた制電性を与えるためには該導電性繊維の
混紡率を０．１〜５．０重量饅の範囲の低率にする必要
がある。

このような導電性繊維の低率混紡方法としては先ず導電
性繊維の混紡率が１０〜６０重重量の範囲であるマスタ
ースライバーを作成した後線条またはギル工程に通して
該導電性繊維の混紡率を低下させる必要がある。

すなわちマスタースライバーの導電性繊維の混紡率が６
０重重量を越えると目標とする最終混紡率にするのに線
条回数を多くしなければならず、実用的でないし、６０
重重重風下であればカードにおける導電性繊維の損傷を
小さくし、紡績性の向上を図ることができるので有利で
ある。

また導電性繊維の混紡率が１０重重量上り少なくなると
混紡ムラを生じ易くなるので好ましくない。

かくして得られる導電性繊維の混紡率が０，１〜５．０
重量幅の混紡紡績糸は制電性にすぐれた均一混紡糸であ
り、非導電性繊維のみからなる紡績糸と混用することに
よって優れた制電性繊維製品かえられる。

特にこれら最終製品中に含まれる導電性繊維の割合が０
．１〜５．０重量係の範囲内のときは該導電性繊維に起
因する着色が非常に少なくなり、かつ優れた制電性を保
持する。

もちろん本発明の混紡紡績糸は単独で交編織製品として
も使用することができ、この場合卓越した制電性を有す
る繊維製品かえられる。

以下実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例 ｌ 特願昭５１−１２７３２６で詳述された方法でポリエチ
レンアジペートとポリエチレングリコール（分子量２０
００）よりなるブロックポリエーテルポリエステルにＡ
Ｎをグラフトした重合体１４部カーボンブラック７部と
分子量１５００のポリオキシエチレンオキシテトラメチ
レングリコール５部とジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ
）１２５部をホモミキサーでよく撹拌させ、この分散体
をＡＮ／アクリル酸チクリルスルホン酸ソーダ（９３，
６／６．０，１０．４モル係）よりなるＡＮ系重合体の
ＤＭＳＯ溶液と混合紡糸を行なった。

得られた繊維はカーボンブラック添加率７．０重量φで
電気比抵抗は３Ｘ Ｉ Ｏ８に２−ｃｍ強Ｉｉ２．２ｇ
／ｄ、伸変２８％の導電繊維であった。

この導電繊維を製造する際、まず凝固、延伸、水洗後の
繊維に工程油剤を付着せしめ乾燥後さらに仕上げ油剤を
付着、乾燥せしめるが、工程油剤および仕上げ油剤の種
類を夫々第１表に示すごとく、変更し、繊維−繊維の摩
擦係数を９０部ｍＡｍ１ｎの条件で測定した。

なお油剤浴濃咲は夫々０５重量φとした。

夫々の導電繊維を３８ｍｍにカットし１．５ｄのテトロ
ンと混紡した。

この時導電繊維の混率は３０．８重量係とし混打綿、カ
ード、線条を通過させマスタースライバーを作成した。

こめ時の線条ゴムローラへのまきつき程度は第１表に示
すとおりで摩擦係数を低下させた水準は全く問題ないこ
とがわかる。

実施例 ２ 第２表に示す条件で炭素配列導電繊維（Ｃ，Ｆ）混率１
重量％、テトロンσ）■、５ｄ６４重量係、綿（Ｃ）３
５重量係上の紡績糸を作成した。

打綿混および線条混の紡績糸を用いて編地を作成し、炭
素配列導電繊維の混合ムラを比較したところ線条混の方
が均一に混紡されていることがわかる。

本発明のごとき低率混の場合はまず炭素配列導電繊維の
マスタースライバーを作成し、しかる後線条でうすめて
いく方法が均一混紡の点で望ましいことがわかる。

得られた編地の制電性は３０％ＲＨ１２３℃で測定して
１２００Ｖであり優れた制電性能を有していることが確
認された。

実施例 ３ 実施例１で得られた炭素配列導電繊維１０重重量％テト
ロン９０重量係のマスタースライバーを作成し、それを
用いて炭素配列導電繊維の混紡率を変更した紡績糸を作
り織物を得た。

洗濯を１０回くり返した後３０％ＲＨ１２０°Ｃの雰囲
気で摩擦対象布として木綿を用いて帯電圧の測定を行な
った。

炭素配列導電繊維の混率が０．１％でも十分な制電性を
示すことがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カーボンブラックを含有する重合体成分が繊維表面
   の一部もしくは全体に露出してなる電気比抵抗が１０８
   Ω・傭以下の導電性繊維に油剤処理を施し、レーダー法
   による摩擦係数μが０．３０以下の繊維とし、この繊維
   １０〜６０重量咎と非導電性繰維９０〜４０重量係とを
   混紡して一旦マスタードライバーを作成した後このマス
   タースライバーにさらに非導電性繊維を混紡して最終的
   に前記導電性繊維の混紡率を０．１〜５．０重量幅の範
   囲量にすることを特徴とする導電性繊維を含む混紡紡績
   糸の製造法。 ２ 導電性繊維が繊維形成性重合体ＣＩ）成分とカーボ
   ンブラックを含有する制電性重合体〔旧成分とからなり
   、該制電性重合体ｔｎ）成分が繊維軸方向にミクロフィ
   ブリル状に分散・配向し、かつ該制電性重合体〔白成分
   中のカーボンブラックが実質的に相互に連結し、線状に
   配列してなる繊維である特許請求の範囲第１項に記載の
   混紡紡績糸の製造法。 ３ 導電性繊維が少なくとも８０モル係のアクリロニト
   リルと２０モルφ以下の該アクリロニｌ−ＩＪルと共重
   合性のビニル系化合物との共重合体からなる繊維形成性
   重合体〔Ｉ″ＩＩＩＩ成分とも１０００の平均分子量を
   有するポリアルキレングリコールとポリエステルとのブ
   ロックポリエーテルポリエステル共重合体および該ブロ
   ックポリエーテルポリエステル共重合体にビニル系化合
   物をグラフト共重合してなる変性ブロックポリエーテル
   ポリエステル共重合体からなる群から選ばれた少なくと
   も１種の制電性重合体（ｎ）成分からなる繊維である特
   許請求の範囲第２項に記載の混紡紡績糸の製造法。 ４ 導電性繊維が高級アルキルフォスフェートおよび／
   またはオルガノポリシロキサンを主体として含有する油
   剤で処理されてなる特許請求の範囲第２項に記載の混紡
   紡績糸の製造法。