JPS6346171B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、導電性カーボンブラツクを分散させ
た層を中間層とする三層芯鞘複合構造の帯電防止
性繊維に関するものである。 従来、導電性カーボンブラツクを含有した層を
持つ帯電防止性複合繊維としては、次のようなも
のが知られている。 (A) 導電性カーボンブラツクを分散させた導電性
の層を芯とし非導電性の層を鞘とする二層芯鞘
複合繊維（特公昭52−31450号公報）。 (B) 導電性カーボンブラツクを含有した導電性の
層を鞘とし非導電性の層を芯とする二層芯鞘複
合繊維（特開昭51−47200号公報、特開昭48−
48715号公報）。 (C) 導電性カーボンブラツクを分散させた導電性
の層を非導電性の層で部分的に包囲するように
張合わせた型の複合繊維（特開昭51−143723号
公報）。 これらの複合繊維の典型的な繊維横断面形状例
を、それぞれ第１図のＡ，Ｂ，Ｃに示す。（黒色
部分が導電層である。） すなわち、微粉末である導電性カーボンブラツ
クを、所期の低電気抵抗値を与えるべく高濃度に
分散させた合成重合体は、極めて製糸性が悪くか
つ糸条としての実用物性（特に強伸度）も得られ
ないため、前記Ａ〜Ｃの複合繊維のように、繊維
形成能のある合成重合体と複合紡糸することによ
り製糸性を改善しかつ糸条としての強伸度特性を
高める必要があつた。 しかしながら、前記(A)の繊維では、繊維の強伸
度が非導電性の鞘部分に依存しているので、複合
糸としての製糸性および強伸度を実用上十分な水
準とするために鞘部分を必然的に厚くしなければ
ならない。従つて、厚い鞘部分のため、芯部分に
分散された導電性カーボンブラツクによる導電性
の寄与が低く抑えられ、帯電防止性を上げること
が難しい。すなわち、繊維の強伸度や製糸性を悪
化させることなく鞘を薄くして帯電防止性を高め
ることが難しい。特開昭51−143723号公報の記載
中にも、前記Ａの繊維は「通常の人の感度である
3500ボルト水準以下の静電気を低減するには全く
無効であることが見出されている」と指摘されて
いる。 また、前記Ｂの繊維は、上記Ａの繊維よりも帯
電防止性が高められるが、最外層全体に導電性カ
ーボンブラツクを含有した層を有するため、糸条
としてもカーボンブラツクの黒色が明らかに目に
つき、これを用いて編織物あるいはカーペツトと
するには、好ましくない外観を呈する。さらに、
製糸工程や高次加工工程中に屈曲や摩擦などの作
用を受けると、最外層にさらされているカーボン
ブラツクが剥がされたり、削り取られたりしやす
いので、製糸性や高次加工性が著しく悪いという
欠点を有している。 前記Ｃの繊維においても前記Ａの繊維よりも高
い帯電防止性は得られるが、このＣの繊維は、全
外周ではないにしろ、やはり導電性カーボンブラ
ツクを分散させた重合体の層が繊維表面に露出し
ているため、前記Ｂの繊維と同様に、外観上の問
題があり、かつ黒色脱落物を生じ易いという欠点
を有している。さらに、根本的には、物性の異な
る２成分を張合せ複合する複合紡糸工程やその複
合繊維につきまとう本質的な問題として、紡出時
における口金面での糸曲りの発生および延伸糸に
おけるクリンプの発生という欠点、さらに、非導
電層が導電層を部分的に包囲するように張合わせ
複合すること自体、工業的実施が容易でないとい
う欠点を有している。 また、前記ＢおよびＣの繊維においては、内層
部にではなく、繊維表面に直接露出して、カーボ
ンブラツクを含有した層があるので、高次加工、
例えば仮撚加工等を行う場合には、カーボンブラ
ツクを含有した合成重合体の融点あるいは軟化点
が、これと複合すべき非導電性合成重合体のそれ
よりも低ければ、繊維同士が互いに溶着してしま
うという欠点もある。 本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
克服し、導電性カーボンブラツクを分散させた合
成重合体組成物と非導電性ポリエステル組成物と
を安定して複合製糸し高次加工することができ、
かつ、実用に供するに十分な水準の強伸度を有す
るという、導電層が非導電性鞘で完全に覆われた
芯鞘型複合繊維の優れた特性を損わずに、非導電
性鞘の厚みを任意に変化させることができ、帯電
防止性能あるいはさらに繊維全体の着色程度を用
途に応じた任意の水準に容易に設計することがで
きる帯電防止性繊維を提供することにある。特
に、優れた強伸度特性、製糸性を有しつつ帯電防
止性を向上させることが可能な帯電防止性繊維を
提供することを目的とする。 さらに、二層芯鞘複合の帯電防止性繊維よりも
製糸性や実用特性を向上させることが可能な芯鞘
複合帯電防止性繊維を提供することを別の目的と
する。 この目的を達成するために、本発明の帯電防止
性繊維は、ポリエステル組成物からなる配向し結
晶化した非導電層を芯とし、艶消剤を分散させ
た、前記芯と同種のポリエステルの組成物からな
る配向し結晶化した非導電層を鞘とし、前記芯と
前記鞘との中間帯全域に、導電性カーボンブラツ
クを10〜60重量％分散させた導電性熱可塑性合成
重合体組成物からる中間層を配した三層芯鞘複合
繊維であることを特徴とするものである。 以下、図によつて本発明を具体的に説明する。 第２図は、本発明の一実施例よりなる帯電防止
性繊維の横断面図である。 第２図に示すように、本発明の帯電防止性繊維
は、ポリエステル組成物からなる配向し結晶化し
た非導電層１を芯とし、艶消剤を分散させた、前
記芯と同種のポリエステルの組成物からなる配向
し結晶化した非導電層１′を鞘とし、この芯と鞘
との中間帯全域に、導電性カーボンブラツクを10
〜60重量％分散させた導電性熱可塑性合成重合体
組成物からなる中間層２を配してなる。 第３図は、本発明の他の実施例よりなる帯電防
止性繊維の横断面図である。 本発明の帯電防止性繊維において、芯および鞘
として用いられるベースポリマ（ポリエステル）
は、配向し結晶化した層とするために、繊維形成
能の高いポリエステルを使う必要があり、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、あるいはポリエチレンテレフタ
レートと他のポリエステルとの共重合体等があ
る。 そして、中間層に分散させたカーボンブラツク
の黒色を隠蔽するために、少なくとも鞘を構成す
るポリエステル組成物には艶消剤を分散させる必
要がある。芯を構成するポリエステル組成物にも
艶消剤を分散させ、芯と鞘とに同じ組成のポリエ
ステル組成物を用いることが、複合装置上好まし
い。 また、本発明における芯および鞘としてのポリ
エステル組成物には、前記艶消剤ばかりでなく、
さらに、帯電防止性向上剤（例えば、ポリアルキ
レングリコール、ポリアルキレンエーテルグリコ
ールなど）を、２〜３重量％、筋状分散させても
よい。前記艶消剤としては、酸化チタンなどが用
いられ、その量はベースポリマに対し２〜８重量
％程度が好ましい。 芯と鞘との中間帯全域に配された中間層に用い
られる熱可塑性合成重合体としては、それが最外
層（＝鞘）にくるものではないため、格別、繊維
形成能にすぐれたものでなければならぬという必
要はなく、例えば、ポリアミド、ポリエステル、
ポリオレフイン、ポリアクリル、およびこれらの
共重合体などでよい。しかし、繊維形成能にすぐ
れたものの方がより好ましいのは当然で、かつ、
なかでも、カーボンブラツクの分散混練性が良く
帯電防止性の優れた導電性組成物とし易いという
点から、ポリアミドあるいはコポリアミドを、ま
た層間剥離を防止するという点からポリエステル
を用いることが好ましい。また、さきに挙げたよ
うな帯電防止性向上剤を0.5〜３重量％、筋状分
散させたものであつてもよい。 本発明における導電性カーボンブラツクとして
は、公知の導電性カーボンブラツクを用いること
ができる。 導電性カーボンブラツクを中間層の合成重合体
中に分散させるには、公知の分散方法（たとえ
ば、合成重合体の重合時に分散させたり、あるい
はエクストルーダーを使つてチツプ状合成重合体
と機械的に溶融混練させたりする方法）を用いる
ことができる。この際、たとえば、合成重合体と
してナイロン６を選び、ナイロン６に導電性カー
ボンブラツクを練込む場合には、ナイロン６の硫
酸相対粘度は2.1〜2.3ぐらいであるのが好まし
い。 中間層合成重合体組成物中の導電性カーボンブ
ラツクの分散量は、10〜60重量％とすることが必
要である。もし10重量％未満の分散量であれば、
所期の帯電防止性能が得られず、また60重量％よ
りも多く分散させれば製糸性が低下するので、い
ずれも不適当である。より一層製糸性を上げ、得
られた糸条の物理特性を向上させ、かつ導電性を
そこなわないという範囲として、20〜40重量％と
することが一層好ましい。 本発明の帯電防止性繊維の断面複合形状は、三
層同軸かつ軸（回転）対称のような同心対称複合
であることが、断面の非対称形状に基づく捲縮の
発生等を防止するために好ましい。この同心対称
としては、第２図に示したように円形同軸・軸
（回転）対称であること、第３図に示したような
非円形断面繊維で上記三層の構成が実質的に同軸
かつ回転対称（第３図では120゜回転対象）となつ
ていることが挙げられる。非円形断面としては、
三角断面をはじめ、任意の非円形断面が挙げられ
る。 本発明の帯電防止性繊維は、次のようにして製
造することができる。以下、図を用いて説明す
る。 第４図は、本発明の帯電防止性繊維を溶融紡出
する際の複合方法の一実施例を示すために、紡糸
口金構造の概略を示す縦断面図である。 第４図において、艶消剤を分散含有し溶融濾過
された非導電性ポリエステル組成物１，１′は、
第１計量孔３および第３計量孔４から計量されつ
つ流出され、また、導電性カーボンブラツクを10
〜60重量％分散含有し溶融濾過された導電性熱可
塑性合成重合体組成物２は、第２計量孔５から計
量されつつ流出される。第１計量孔３の出口側周
囲に設けた第１複合部６において、第１計量孔３
から流出された非導電性ポリエステル組成物１の
外周を、第２計量孔５からの導電性熱可塑性合成
重合体組成物２が囲みこみ芯鞘型の二層流７とな
る。さらに、この二層流７の通路出口側周囲に設
けた第２複合部８において、第３計量孔４により
計量されつつ流出してきた非導電性ポリエステル
組成物１′が、この二層流７の外周に流しこまれ
芯鞘型の三層流９となる。この三層流９を吐出孔
１０より吐出させ、以下、通常の製糸方法によつ
て引取り、さらに、熱延伸および熱処理などをほ
どこして配向・結晶化させることにより、本発明
の帯電防止性繊維を製造することができる。 以上説明したような複合構造を有する本発明の
帯電防止性繊維は、次のような効果を奏する。 (1) 導電性カーボンブラツクを分散させた導電層
が非導電性ポリエステル層の鞘で完全に覆わ
れ、しかも、内外からはさみこむようにしてそ
の内側（＝芯）にも外側（＝鞘）にも非導電層
があるような三層芯鞘構造の繊維であるため
に、非導電性ポリエステル層の複合割合とは独
立に、この帯電防止性繊維の使用する分野に応
じて、鞘の厚みを任意に変えることができる。
すなわち、芯鞘複合繊維であるにもかかわら
ず、導電層と非導電層との複合割合、および鞘
の厚さをそれぞれ独立に設定することができ、
従つて、強伸度、製糸性および帯電防止性の全
てに優れた帯電防止性繊維を得ることができ
る。 具体的には、例えば、帯電防止性がありかつ
表面に黒色が現われない方が好ましいという用
途には、芯を細くして鞘を厚くしたり鞘中の艶
消剤の配合量を多くしたりすることが望まし
い。また黒色系統の礼服や制服などの用途に
は、表面に黒色が現われても帯電防止性の高い
方が好ましい（なぜなら、黒色系統の服に付い
たほこりなどは目立ちやすいから）という点か
ら、芯を太くして鞘を薄くすればよい。 (2) また、芯および鞘に、繊維形成能を妨げるよ
うな粒子を含まず、繊維形成能がよく、しか
も、導電性カーボンブラツクを分散させた導電
層が、繊維表面には全く露出せずかつ配向し結
晶化した非電性ポリエステル層によつて内外か
らはさみこまれたような三層構造の繊維である
ために、導電層の繊維形成能がたとえ低い場合
であつても、それには左右されずに安定して製
糸することができるので、繊維全体としての製
糸性および糸条としての実用物性（強度、摩擦
特性、均一性など）を向上することができる。 (3) さらに、鞘中に艶消剤を分散させたため、中
間層に存在する導電性カーボンブラツクの黒色
を隠蔽することが容易であり、しかも、導電層
が、配向し結晶化した非導電層である鞘によつ
て被覆・保護されているために、製糸工程や高
次加工工程において擦過され、熱を加えられて
も十分な耐久性を示し、また、微粒子である導
電性カーボンブラツクが最外層に露出していな
いために、摩擦特性は悪化せず、従来のポリエ
ステル繊維糸条と全く同様に取扱うことができ
る。 なお、本発明の帯電防止性繊維では、繊維複
合断面の形状を同心対称とすることが、捲縮の
発生を防止し、糸条の捲縮に起因する製糸・高
次加工工程上および製品上の問題を防止するた
めに有効である。 このように、本発明の帯電防止性繊維は、高い
帯電防止性を有しかつ糸条としての実用物性（強
度、摩擦特性、均一性など）に優れ、かつ、非導
電性鞘の厚みあるいはさらに繊維全体の着色程度
を任意に設定できる優れた帯電防止性繊維であつ
て、しかも工業的に安定かつ容易に製造すること
ができるので、帯電防止性に優れていることを必
要とする種々の繊維用途（たとえば礼服、制服、
その他の衣料等）に広範に適用することができ
る。 以下、実施例により、本発明の効果を説明す
る。 実施例 １ 非導電性の芯および鞘成分として、極限粘度
0.65のポリエチレンテレフタレート（酸化チタン
を2.5重量％含む）を用い、また中間部の導電性
成分として導電性カーボンブラツク35重量％を含
むナイロン６を用い、ともに290℃でそれぞれ溶
融後、第４図に示したような紡糸口金パツクに導
いて、引取速度600ｍ／分で複合紡糸した。 紡出糸条の非導電層（芯および鞘）と導電層と
の体積比は、95：５とし、非導電層の芯と鞘との
体積比は10：85となるようにした。 得られた未延伸糸を160℃の熱板で3.5倍に延伸
した。 このようにして得られた本発明の帯電防止性繊
維の物性は、第１表のごとくであつた。 ここで比較例１は本発明例１の非導電層を構成
するポリエチレンテレフタレート組成物のみで、
通常法により紡糸温度290℃、引取速度900m/mi
ｎ、延伸倍率3.1倍、熱板温度160℃の条件で紡糸
延伸したものであり、比較例２は上記導電性カー
ボンブラツク分散ナイロン６組成物を芯とし、上
記非導電性ポリエチレンテレフタレートを鞘（鞘
と芯との体積比は95：５）とする二層同軸芯鞘複
合繊維を参照用試料として、本発明例１と同じ条
件で複合紡糸し、熱延伸したものである。

【表】 第１表から明らかなように、本発明繊維は比較
例１に比べ格段に導電性に優れ、比較例２に比べ
強伸度特性に優れている。 実施例 ２ 実施例１における非導電性成分のポリエチレン
テレフタレート組成物に極限粘度0.71で、酸化チ
タン0.10重量％を含むものを用い、非導電層と導
電層との体積比を90：10とし、非導電層の芯と鞘
との体積比を70：20となるようにした他は実施例
１に準ずる条件で複合紡糸・延伸した。このよう
にして得られた導電性繊維の物性は第２表のよう
であつた。ここで比較例３は比較例２と同様の紡
糸法を用いた二層芯鞘複合繊維で、芯と鞘の体積
比を10：90とした。

【表】

【表】 第２表から明らかなように、本発明の帯電防止
性糸条は、導電層が非導電鞘で完全に覆われた複
合繊維であるにもかかわらず繊維の強伸度特性を
損うことなく任意に鞘を薄くできるので、抵抗値
を減少させること、すなわち帯電防止性を向上さ
せることができる。 これに対し、比較例３と同じポリマ組成物、複
合繊維構造からなる二層芯鞘複合繊維であつて、
芯と鞘との複合割合（体積比）が80：20である鞘
の薄い複合繊維を同様に製糸したところ、紡糸途
中において糸切れが多発し製糸不能であつた。 上記本発明糸条をスピンドル回転数30万rpm、
仮撚数3500t/m、１次ヒーター温度195℃、１次
オーバーフイード率―１％、２次ヒーター温度
210℃、２次オーバーフイード率＋15％の条件で
仮撚モデイフアイ加工したところ、黒色脱落物の
発生は全くなく、良好な加工糸を得ることができ
た。 この加工糸は濃い黒色外観を有しており、通常
のポリエチレンテレフタレート繊維の編織物に数
本間隔で挿入することで帯電防止性に優れた布帛
が得られた。またこれを黒色染色した製品は本加
工糸を挿入した部分が目立たない良好な黒色系布
帛となつた。 更に本加工糸を通常のポリエチレンテレフタレ
ート加工糸と混繊した後、編織物にすることで、
帯電防止性に優れた杢調布帛が得られた。 実施例 ３ 実施例１における非導電性成分が7.0重量％の
酸化チタンを含む極限粘度0.68のポリエチレンテ
レフタレート94重量部に、数平均分子量20000の
ポリエチレングリコール４重量部と、抗酸化剤と
して１，３，５―トリメチル―２，４，６―トリ
ス（３，５―ジ―tert―ブチル―４―ヒドロキシ
ベンジル）ベンゼン0.2重量部をブレンドしたも
のを用いた他は実施例１と全く同じ条件で複合紡
糸・延伸した。 このようにして得られた導電性繊維の物性は第
３表のようであつた。

【表】 本発明例３の糸条は、実施例１に掲げた本発明
例１の糸条に比べると白度が大いに向上し、カー
ボンブラツクの黒さが目立たない、良好な帯電防
止性繊維となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の帯電防止性複合繊維の横断面
図、第２図は本発明の一実施例よりなる帯電防止
性繊維の横断面図、第３図は本発明の他の実施例
よりなる帯電防止性繊維の横断面図、および第４
図は本発明の帯電防止性繊維を溶融紡出する際の
一実施例を示すために紡糸口金構造の概略を示す
縦断面図である。 ［符号］ １…非導電性ポリエステル組成物、
もしくはそれからなる非導電層（芯）、１′…艶消
剤を分散させた、前記芯と同種のポリエステルの
組成物（非導電性ポリエステル組成物）、もしく
はそれからなる非導電層（鞘）、２…導電性熱可
塑性合成重合体組成物、もしくはそれからなる中
間層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリエステル組成物からなる配向し結晶化し
   た非導電層を芯とし、艶消剤を分散させた、前記
   芯と同種のポリエステルの組成物からなる配向し
   結晶化した非導電層を鞘とし、前記芯と前記鞘と
   の中間帯全域に、導電性カーボンブラツクを10〜
   60重量％分散させた導電性熱可塑性合成重合体組
   成物からなる中間層を配した三層芯鞘複合繊維で
   あることを特徴とする帯電防止性繊維。