JPS6317949B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は導電性物質として沃化第１銅を含有す
る導電性繊維の製造法に関する。 合成繊維例えばポリエステル系繊維、ポリアミ
ド系繊維等は導電性が低いため、摩擦により静電
気が発生する。かかる合成繊維よりなる布帛は、
使用に際して10K.V.以上にも達する高電位の帯
電が認められ、塵埃の付着、放電に伴なう各種の
障害が発生する。また、半合成繊維や天然繊維、
例えばアセテート、絹、羊毛等は、吸湿性を有し
ているため、合成繊維に比して摩擦帯電に起因す
る問題は比較的少ないが、それでもなお、例えば
低湿度雰囲気下においては合成繊維と同様に帯電
して問題になる。 かかる問題を解決するため、繊維製品に導電性
繊維を混合することが知られており、導電性繊維
として金属繊維、金属メツキを施した繊維、導電
性物質を配合したポリマードープを塗布した繊
維、カーボンブラツクを配合した繊維等が提案さ
れている。 しかしながら、これら従来の導電性繊維は、い
ずれも重大な欠点を有し、満足できるものではな
かつた。例えば金属繊維は、屈曲回復性がないた
め、使用時又は加工時の屈曲により破断し、導電
性能が低下すること、他繊維との混合、交編、交
織が容易でないこと、更には金属特有の色調を有
すること等多くの欠点を有している。 金属メツキを施した繊維は、繊維表面に均一で
且つ連続したメツキ層を形成する必要があるた
め、繊維表面には平滑性が要求され、適用できる
繊維の種類が大きく制限されること、メツキ処理
は精密に施さなければならず、製造コストが極め
て高くなること、使用時又は加工時にメツキ層が
剥離し易いため、耐久性が低いこと、更には金属
特有の色調を呈すること等多くの欠点を有してい
る。 導電性物質を配合したポリマードープを塗布し
た繊維も、製造コスト、剥離等について、上述の
金属メツキ繊維と同様の欠点がある。更に、カー
ボンブラツク含有繊維は、導電性を呈するために
は、カーボンブラツクを15重量％以上もポリマー
に練込む必要があり、製糸工程で特別の方策、例
えば複合紡糸等の手段が必要になり、製造コスト
が高くなること、天然繊維には適用できないこ
と、更にはカーボンブラツクの黒色を除去できな
いこと等の欠点がある。 本発明者は、上記欠点のない導電性繊維とし
て、特願昭54−15035号明細書（特開昭55−
107504号公報）にて先に提案した。 かかる導電性繊維は、有機繊維（以下、繊維と
称する）に沃素を吸着させ、且つ繊維中に吸収さ
せた後、第１銅化合物の水溶液で処理し、繊維内
部に沃化第１銅を析出せしめるものであつた、繊
維断面内において、少くとも外周表層部に沃化第
１銅が存在し、1KVの直流電圧下における電気
抵抗が１×10¹²Ω／cm以下の導電性を呈し得るも
のである。しかしながら、かかる方法によつて導
電性繊維を繰返し製造すると、第１銅化合物水溶
液による処理回数が進むにつれて、得られる繊維
は、導電性能が低下し、更には暗緑色に着色する
ようになることを知つた。 本発明者は、かかる欠点を解消せんとして、沃
化第１銅が繊維中に析出する機構について検討し
た結果、沃素吸着繊維を第１銅化合物水溶液で処
理する際の吸着沃素と処理液中の第１銅イオンと
による沃化第１銅折出反応は、繊維と処理液との
境界、繊維の内部及び繊維の外部で生起し、これ
らの反応の割合は第１銅イオンの繊維内部への浸
透速度及び吸着沃素の繊維からの脱離速度によつ
て定まること、及び第１銅イオンの浸透速度は繊
維の種類や形状が一定であれば、処理液中の第１
銅イオンの濃度によつて異なり、またこの第１銅
イオン濃度がある程度以上であれば、その浸透速
度は略一定すること、吸着沃素の脱離速度は繊維
の種類、形状及び沃素の吸着量によつて異なるこ
とを解明した。 従つて、充分で且つ一定した導電性能を有する
繊維を得るためには、繊維の種類、形状及び沃素
吸着量が一定であれば、処理液中の第１銅イオン
濃度をある程度以上に保持すればよいことに着目
し、処理液中に第１銅化合物を補充して、処理液
中の第１銅イオン濃度をある程度以上に保持する
ことを試みた。しかしながら、かかる方法による
と、処理回数が進むにつれて、得られる繊維は暗
緑色に着色する。この着色を防止するには処理回
数を３〜４回に止め、処理液を更新せねばなら
ず、薬品類のロスが大きいばかりでなく、環境保
全上問題である。 本発明者は、沃素と第１銅イオンとによる沃化
第１銅の折出反応は、 I₂＋4Cu⁺→2CuI＋2Cu⁺⁺ であり、沃化第１銅が生成するにつれて、第２銅
イオンが副生すること、この第２銅イオンは沃素
と反応しないため、処理液中に蓄積し、これが処
理液の処理能力を低下させるばかりでなく、処理
液を汚し、このため製品繊維が暗緑色を呈するよ
うになることに着目し、第２銅イオンを蓄積させ
ることなく、処理液中の第１銅イオン濃度をある
程度以上に保持せんとして更に検討を加えた結
果、処理液中に銅金属を存在させて沃素吸着繊維
を処理すれば、 Cu⁺⁺＋Cu→2Cu⁺ で示されるように処理液中に副生した第２銅イオ
ンは、銅金属によつて還元されて第１銅イオンに
なり、更に銅金属も酸化され、第１銅イオンにな
つて溶出し、処理液中には で示される通り、沃素吸着繊維により消費された
第１銅イオンに相当する量の第１銅イオンが補充
され、且つ第２銅イオンは蓄積されず、上記目的
を達成し得ることを知り、本発明に到達した。 即ち、本発明は、繊維中に沃素を吸収せしめた
有機繊維を、銅金属を存在せしめた第１銅化合物
の水溶液中で処理し、該繊維中に導電性を呈する
量の沃化第１銅を析出させることを特徴とする導
電性繊維の製造法である。 尚、本発明で言う「吸収」とは、前述した様に
沃素を繊維に吸着させ、且つ繊維中に吸収させる
ことを意味し、以下の説明では、前記吸着、吸
収、即ち沃素を繊維に吸着させ、且つ繊維中に吸
収せしめることを吸着と称することがある。 本発明で言う導電性繊維の基体となる繊維は、
有機質の繊維であれば任意でよく、例えばポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ートの如きポリエステル系繊維、６−ナイロン、
66−ナイロンの如きポリアミド系合成繊維、ポリ
アクリロニトリル、ポリビニルアルコールの如き
ビニル系ポリマー繊維、更には全芳香族ポリアミ
ド系、全芳香族ポリエステル系等の合成繊維、ア
セテートの如き半合成繊維、絹、羊毛の如き天然
繊維をあげることができる。 本発明にあつては、かかる繊維に沃化第１銅を
析出させて導電性を付与するものであり、含有さ
せる沃化第１銅の量は、1K.V.の直流電圧におけ
る繊維の電気抵抗が１×10¹²Ω／cm以下になる量
が適当である。この量の具体的な値は、繊維の種
類や形状等によつて、特に種類によつて大きく異
なり、一概に特定できない。例えばポリエチレン
テレフタレート繊維では通常２重量％以上でよい
のに対し、ナイロン６繊維では50重量％以上が要
求される。 繊維に沃化第１銅を析出させるには、先ず繊維
に沃素を吸着させ、しかる後第１銅化合物の水溶
液中で処理する。繊維に沃素を吸着させるには任
意の方法が採用される。例えば沃素の水溶液又は
有機溶媒溶液に繊維を浸漬する方法、沃素ガス雰
囲気中に繊維をさらす方法等がある。なかでも、
沃素水溶液に浸漬処理する方法が最も簡便で好ま
しい。沃素水溶液を調製するには、沃素が水に溶
解し難いため、溶解助剤として沃化物を併用する
のが好ましく、場合によつては沃素の吸着を容易
にするため繊維の膨潤剤を併用してもよい。ここ
で溶解助剤として使用する沃化物としては、例え
ば沃化カリウム、沃化ナトリウム、沃化リチウ
ム、沃化アンモニウム、沃化水素等をあげること
ができる。 繊維に沃素を吸着させる条件、即ち沃素水溶液
中の沃素濃度、液温及び処理時間は、繊維の種類
によつて大きく異なり、その形状特に単糸繊度に
よつても異なり一概に特定できない。また、繊維
に吸着させる沃素の量は、後述する第１銅化合物
水溶液の処理によつて繊維に導電性を付与するに
充分な量の沃化第１銅を析出させるには、第１銅
化合物水溶液の処理条件によつて多少異なるが、
通常２重量％以上が必要であり、沃素吸着処理条
件はこれにあわせて適宜調節すればよい。例えば
沃素60重量部及び沃化カリウム40重量部を水100
部に溶解した沃素水溶液に単糸繊度30デニールの
６−ナイロン繊維を、室温で浸漬すると10分後に
は沃素吸着量が略平衡に達し、沃素吸着による重
量増加は約190％になり、浸漬温度を80℃にする
と６−ナイロン繊維は著しく膨潤して分解するよ
うになる。しかるに同一組成の沃素水溶液に単糸
繊度30デニールのポリエチレンテレフタレート繊
維を浸漬すると、室温では数時間後でも殆んど沃
素は吸着されず、80℃にすれば２時間後に約40％
の沃素吸着による重量増加が認められる。全芳香
族ポリアミド（例えばメタフエニレンジアミンと
イソフタル酸からなる）繊維は、沃素との親和性
が良いアミド基を有している点では６−ナイロン
繊維と同様であるが、その化学構造が堅固である
ため、ポリエチレンテレフタレート繊維と同様乃
至はそれ以上の苛酷な沃素吸着条件が必要であ
る。即ち、一般には、化学構造が比較的ルーズな
繊維は沃素を吸着し易く、室温でも沃素を速やか
に且つ多量吸着するのに対し、化学構造が堅固な
繊維は沃素を吸着し難く、より高濃度で、より高
温の沃素水溶液が必要になる。例えば羊毛、絹、
アセテート繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポ
リアクリロニトリル繊維、６−ナイロン繊維等は
前者に属し、例えばポリエチレンテレフタレート
繊維、全芳香族ポリアミド繊維等は後者に属す
る。また、繊維の種類が同一であつても、その単
糸繊度が大になると、沃素の吸着速度が遅くなる
傾向がある。 沃素吸着繊維を処理して繊維中に沃化第１銅を
形成させるために使用する第１銅化合物水溶液を
調製するには、第１銅化合物を単に水に溶解すれ
ばよく、これに使用する第１銅化合物としては塩
化第１銅、臭化第１銅、亜硫酸第１銅等をあげる
ことができ、なかでも入手し易さ、取扱い易さ等
の点から塩化第１銅が好ましい。また、第１銅化
合物水溶液を調整する際に、溶解助剤を併用する
のが好ましい。例えば第１銅化合物として塩化第
１銅を使用する際に、溶解助剤として例えば塩
酸、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム、塩化カ
リウム等の水溶性塩を併用すると、処理液中の塩
素イオン濃度を高めることによつて塩化第１銅の
溶解度を高め、液中の第１銅イオン濃度も高めら
れるので、処理効率をあげることができる。更
に、繊維の種類によつては、有機溶媒や界面活性
剤を配合して処理繊維を膨潤させ、第１銅イオン
の繊維への浸透を促進させて、繊維内における吸
着沃素との反応による沃化第１銅の形成を円滑に
進めることもできる。 本発明にあつては、かかる第１銅化合物水溶液
中に銅金属を存在させて前記沃素吸着繊維を処理
するものであり、こうすることによつて処理液中
の第１銅イオンの濃度を一定に保持し、且つ処理
液中に副生する第２銅イオンの蓄積を防止する。
ここで使用する銅金属の形状は任意でよいが、表
面積の大きい形状例えば箔（フイルム、シート）
状、線状、粉粒状が好ましく、特に処理される繊
維の形状によつては、繊維相互間に混入しない形
状例えば箔（フイルム、シート）状、線状が好ま
しい。銅金属の使用量は、その表面積に依存し、
一概に特定することはできないが、通常過剰に使
用し、処理液中に第２銅イオンが増加するようで
あれば更に追加すればよい。また、この銅金属は
第１銅化合物水溶液中に常時存在させても、第１
銅化合物水溶液中に第２銅イオンが生成した際に
のみ一時的に存在させてもよい。 第１銅化合物水溶液による処理条件、即ち処理
液中の第１銅化合物の濃度、液温及び処理時間は
処理する沃素吸着繊維の種類によつて大きく異な
り、また繊維に吸着されている沃素の量によつて
も異なるため一概に特定することはできないが、
その最適条件は実験によつて容易に決定され得
る。例えば第１銅イオンが比較的浸透し易い６−
ナイロン繊維では0.2〜0.3モル／の塩化第１銅
水溶液を使用すれば、室温で約１時間の浸漬処理
によつて、繊維中の吸着沃素は略完全に反応して
沃化第１銅になる。これに対し、第１銅イオン及
び水との親和性が比較的低いポリエチレンテレフ
タレート繊維では、上記組成の塩化第１銅水溶液
を使用すると、室温で浸漬処理したのでは極めて
長時間の処理が必要であるが、液温を45℃程度に
すれば約１時間程度に処理時間を短縮できる。ま
た、全芳香族ポリアミド繊維でも液温を70℃程度
にすれば、上記組成の処理液により１時間程度で
処理できる。 この様な本発明の製造法によれば、繊維断面内
において、少くとも外周表層部に沃化第１銅が存
在する導電性繊維が極めて効率的に得ることがで
き、かかる導電性繊維は1KVの直流電圧下にお
ける電気抵抗が１×10¹²Ω／cm以下のものであ
り、かかる導電性能の耐久性は繊維表面に導電性
物質を付着せしめた従来の導電性繊維に比較して
極めて優れている。しかも、本発明の製造法によ
つて得られる導電性繊維は白色乃至淡黄色であ
り、色調も従来の導電性繊維よりも著しく良好な
ものである。 以下に実施例をあげて本発明を更に詳述する。
なお、実施例中の電気抵抗値はサンプルを相対湿
度65％の雰囲気下に６時間放置した後、その任意
の５箇所における電気抵抗値を測定した。 比較例 75デニール／24フイラメントのポリエチレンテ
レフタレートマルチフイラメントをメリヤス編機
によつて筒編にし、この布帛100ｇを撹拌翼にゆ
るく捲付け、沃素4600ｇ及び沃化カリウム5000ｇ
を水10に溶解した70℃の沃素水溶液に撹拌翼と
共に浸漬し、30r.p.mの速度で１時間回転させた
後水洗し、一夜放置して風乾し、135ｇ（重量増
加35％）の沃素吸着布を得た。 この布帛を５等分して各27ｇのサンプルとし、
その１枚を撹拌翼にゆるく捲付け、塩化第１銅40
ｇ及び塩化アンモニウム85ｇを水１に溶解した
55℃の塩化銅水溶液に浸漬して30r.p.mの速度で
１時間回転させた後ノニオン系洗剤スコアロール
400（花王・アトラス(株)製）２ml及び塩化アンモニ
ウム20ｇを添加した１の沸騰洗浄水に30分間浸
漬した後水洗、乾燥し、得られた処理布を解舒し
てボビンに捲取つた。 上記処理後の塩化銅水溶液を用い、残りの沃素
吸着サンプルを同様にして順次処理し、解舒して
捲取つた。得られた処理系のマルチフイラメント
１本当りの1K.V.における電気抵抗値、沃素吸着
前に対する重量増加率、色調及び各処理前の処理
液の色相を第１表に示した。

【表】 緑色の膜状浮遊物が生成し、処理回数が増す
につれて浮遊物の増加が認められた。
実施例 １ 比較例と同一のポリエチレンテレフタレートマ
ルチフイラメントをメリヤス編して得た20ｇの筒
編布20片に、比較例と同様に沃素を吸着させて重
量増加率32〜35％の沃素吸着サンプルを作製し
た。 次いで、比較例と同一の塩化第１銅水溶液を調
製し、各処理前に表面積600cm²の銅線を60分間浸
漬させる以外は比較例と同様に20回順次処理し、
解舒して捲取つた。結果は第２表に示す通りであ
つた。

【表】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 繊維中に沃素を吸収せしめた有機繊維を、銅
   金属を存在せしめた第１銅化合物の水溶液で処理
   し、該繊維中に導電性を呈する量の沃化第１銅を
   析出させることを特徴とする導電性繊維の製造
   法。