JPS6348708B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、制電性繊維布帛に関する。さらに詳
しくは、衣料、カーペツト、カーシート、壁張材
料、面状発熱体あるいは工業方面の過布、およ
び静電気除去装置用の電極等の用途に使用するこ
とのできる制電性繊維布帛を提供するものであ
る。 従来、繊維布帛の制電性を改善する一つの方法
として、繊維布帛に金属を付着させる方法がとら
れている。金属を繊維布帛に付着させる方法とし
て、メツキする方法、金属をポリマに練り込む方
法などが一般に行なわれている。しかし、これら
の方法はいずれも何等かの欠点を有し、実施する
にあたり種々の問題がある。 例えば、繊維布帛に金属をメツキする方法で
は、多くの処理工程を要し、技術上高度なものを
要求される。しかも、繊維布帛全体に金属をコー
テイングするため、繊維布帛本来の特性である。
風合や染色性、その他の物理的性質が損われる。
また金属固有の光沢を有するため、用途が限られ
るなどの欠点を有する。一方、金属をポリマ中に
練り込む方法においては、添加金属によるポリマ
の着色、金属添加による製糸あるいは布帛化工程
上の問題がある。 一方、導電性微粉末を樹脂で繊維布帛に固有す
る方法もある。この処理方法は簡単で、得られる
繊維布帛の制電性能も良好であるが、微粉末を分
散させる方法がむずかしく、また、樹脂と一体構
造になりにくく、摩擦や洗たく等に対して導電性
微粉末が離脱しやすい難点をもつている。すなわ
ち、導電性微粉末を接着能のある樹脂で繊維に接
着する方法においては、接着させる樹脂に十分な
制電性がないために、混入する導電性微粉末の量
が必然的に多くなる。したがつて、接着樹脂の相
対量が低下して導電性微粉末が離脱しやすくな
り、そのため耐久性が不足する。また、導電性微
粉末は、金属色または黒色に着色しており、この
ため用途的に大きな制約を受ける問題がある。ま
た、このような被膜付与により、本来の布帛特性
をなくしているのが実状である。かかる方法は柔
軟性、ドレープ性をさほど必要としない分野では
有効であり、それなりのメリツトも十分ある。 しかし、より柔軟性を必要とする分野、例えば
衣料用途、カーシート、モケツト用途などでは、
被覆層の一般特性である弾性、粗硬性のため、目
的とする特性は損われるし、また使用量を少なく
すると、上記導電性微粉末の接着性不足が顕著と
なり、使用に耐え得ないものとなる。 さらに該導電性微粉末を含む塗布層が、剥離、
脱落などにより一旦導電機構が破壊されると急激
にその効果が減少することなどの欠点があつた。 本発明は、上述したように従来の欠点を解消
し、優れた制電性繊維布帛を提供するものであつ
て、次の構成を有する。すなわち、接着剤と導電
性繊維状物とが少なくとも一面に添着されてなる
制電性性繊維布帛において、該導電性繊維状物の
添着量が20ｇ／m²以下であつて、該導電性繊維状
物が平面状に単糸状態で間隔を持つて均一に分散
添着されていることを特徴とする制電性繊維布帛
である。 以下、本発明を詳細に説明する。 従来技術にあつては繊維布帛の塗布面に導電性
繊維状物を均一に添着させようとすれば、少なく
とも20ｇ／m²以上が必要であつた。このように繊
維状物を20ｇ／m²以上の多量にわたつて添着させ
ると、繊維布帛は粗硬となつて可撓性がなくな
り、ひび割れ等が発生し、到底実用に耐えないも
のである。この原因としては、導電性繊維状物が
コーテイング部材の先端と、コーテイング面との
間で蓄積するため少量の導電性繊維状物を均一に
薄く、しかも特定方向に配向させて添着させるこ
とが不可能であつた。しかも、たとえば、導電性
繊維状物を少量添着させたとしても、導電性繊維
状物が小片状のかたまり（“マリーンリツプ”）と
なるので均一性に欠け、また、特定方向に配向す
ることなくランダムに配置され風合及び性能面で
劣るものであるため必然的に導電性繊維状物は20
ｇ／m²以上の多量に付着させなければならなかつ
たのである。 本発明にあつては後述するような画期的な技術
の採用によつて驚くべきことに繊維布帛への導電
性繊維状物の添着量を20ｇ／m²以下という少量で
もつて布帛面に平面状に間隔をもつて極めて均一
に分散添着させることに成功したものである。 本発明において繊維布帛に添着させる導電性繊
維状物とは、金属繊維、炭素繊維や繊維表面に導
電性物質を被覆した繊維などがあり、後者として
は金属蒸着繊維や化学メツキ処理された繊維、さ
らにはカーボン、金属粒子等を導電物質として含
む導電性塗料でコーテイングされた繊維、スリツ
トフイルムなどが挙げることができる。また、繊
維形成重合体と該重合体内ですじ状形成能を持つ
重合体とからなり、該すじ状形成能を持つ重合体
が平均粒径1μ以下の導電性物質を含有し、かつ
繊維軸方向にすじ状に配向、分散されてなる有機
導電性繊維も含まれる。これらの内で比ヤング率
（ヤング率／比重）の高い繊維がよいが、金属繊
維および炭素繊維が特に優れている。 接着剤に混練して使用される導電性繊維状物の
長さは一般に30mm以下0.01mmの範囲にあることが
望ましい。 30mm以上の導電性繊維状物が多量に含まれる場
合は、導電性繊維状物が互いにからみあいによつ
て繊維凝集体を形成し、混練による均一な分散ま
たはそれを均一に分散添着させることが困難にな
る場合が多くなる。また、0.01mm以下の場合は、
微細な導電性繊維状物の形状が粒子状に近づき、
本発明の目的を達成することは困難になる。 特に好ましい長さは0.1〜25mm長である。 また、本発明に用いられる微細導電性繊維状物
の直径については一般に繊維長に対する制限ほど
きびしい規制はなく、一般に直径としては30μ以
下、特に好ましくは15μ以下の範囲にあるのがよ
い。 接着剤に対する導電性繊維状物の添加する量は
接着剤の固形分に対し、0.01〜25重量％であるこ
とが望ましい。0.01重量％以下では効果が十分で
なく、また添加量があまりに多くなると、添着が
難しくなる。いずれにしても添加量は合成樹脂成
型品の形態、用いられる繊維の長さとも関連して
定められるものである。 本発明において接着剤とは、いわゆるバインダ
ーの意味であつて、導電性繊維状物を繊維布帛面
上に固着させるためのものである。 接着剤として使用される材料は、通常知られて
いる樹脂あるいはゴム弾性物質が使用され特に制
限はされない。樹脂としては、例えば、アクリル
系、フエノール系、エポキシ系、ウレタン系、メ
ラミン系、尿素系、ポリアミド系、ポリエステル
系、ビニール系、シリコーン系、オレフイン系、
ポリイミド系、フツ化エチレン系などがある。 一方、ゴム状弾性物質としては、アクリロニト
リル−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴ
ム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ポリオレフイ
ンゴム、塩素化ポリオレフインゴム、エチレン−
プロピレンゴム、クロロプレンゴム、ポリウレタ
ンゴムなどの架橋型のもの、あるいはブロツクコ
ポリマによる無架橋型ゴムがある。なお、これら
を主成分とする組成物を単独あるいは２種以上を
組合せて使用することもできる。さらに必要に応
じて、硬化剤、着色剤、可塑剤、安定剤、活性
剤、充てん剤などを含有させてもよい。 また、本発明の目的を十分に達成するために、
脂肪族アルコールあるいは多価アルコールまたは
その低分子量重合体もしくはイオン性界面活性
剤、あるいは非イオン性界面活性剤などの単独水
溶液、または、シリコーンあるいはテフロン樹脂
の溶液・分散液、あるいは必要に応じてそれらを
適量混合した任意の添加剤との併用も好ましい。 本発明の繊維布帛とは合成繊維、半合成繊維等
一般に帯電性が問題となつている。これら基材か
ら誘導される織物、編物、不織布なども含まれ
る。 これらの接着剤に導電性繊維状物を混合する方
法としては、常法にもとづくロール混練、溶媒を
用いる方法などが任意に適用される。繊維布帛に
接着剤を塗布または含浸する場合も同様であり、
例えば浸漬法、ナイフコーテイング法、リバース
ロールコーテイング法、カーテンフローコーテイ
ング法、スリツトタイコーテイング法、スプレー
法等、在来の装置、技術が適宜に選択し得る。ま
たこの接着層を安定化し、静電気除去効果を上げ
るために熱処理で加工させてもよい。 本発明の制電性繊維布帛を得る方法としては、
例えば、導電性繊維状物を含んだ樹脂液に気泡を
含有させたものを用い繊維布帛の上に塗布し、さ
らにロール等により上層の力を加えて、気泡状態
を消滅させ、付与した導電性繊維状物を付着・固
定させる方法があげられる。 導電性繊維状物の繊維布帛に対する添着量は、
得られる繊維布帛の導電性および繊維布帛として
の機能的特性の点から制約される。接着層中に存
在する導電性繊維状物の種類、大きさ、長さ、形
態および量に依存するけれども0.01ｇ／m²よも少
ない量では所望の導電性を十分に達成することは
できない。 一方、添着量の上限は、繊維布帛にも依存する
が20ｇ／m²を越えることは本発明の目的から言つ
てその必要はなく、それより多い量を添着せしめ
ることは柔軟性、可撓性の点から言つて好ましく
ない。本発明では、添着させた導電性繊維の均一
分散性が重要な因子である。すなわち、同一添着
量でも均一分散性が劣ると導電性能が損われるば
かりでなく、繊維布帛としての他特性、例えば平
滑性、柔軟性、可撓性などをも損われる。 本発明の最も特徴ある構成は前記した如く、導
電性物質の使用量を減らすために従来の導電性微
粉末に代つて導電性繊維状物を使用し、かつ、繊
維布帛繊維の一部を直接もしくは極めてうすい接
着剤層を介在して、前記繊維布面に平面状に間隔
を持つて、かつ個々に独立して導電性繊維状物を
極めて均一に分散添着せしめたものである。かか
る構成により、繊維布帛に処理された際、導電性
繊維状物は接着剤により繊維布帛面上に添着され
るが、その基材の目、すなわち織目や編目等をな
るべく閉塞しないように構成される。つまり、本
来の繊維布帛としての特性を実質的に失わない。 本発明において平面状とは、繊維布帛平面に対
してほぼ平行であることを意味し、繊維布帛平面
に対し垂直なあるいは角度を持つた植毛あるいは
立毛のような配置状態のものは含まない。 また、本発明において単糸状態で間隔を持つて
均一に分散するとは、各導電性繊維がほぼ同方向
に配向して均一に分散することを意味する。 本発明の制電性布帛は、各導電性繊維が上記の
ように繊維布帛平面に対して平行に、かつ、ほぼ
同方向に配向して均一に分散添着されているか
ら、帯電体に発生する静電荷が各導電体に分散さ
れコロナ放電し、帯電体の静電荷が中和されると
いういわゆる自己放電式の静電気除去原理によく
適合するものである。したがつて不快な痛み感な
どをともなう火花放電を行なう程度の高エネルギ
ーの静電荷が生ずることなく、しかも、導電性繊
維状物が少量ですむことになる。これに対して、
従来の導電性微粉末を接着剤中に埋込まれたもの
を付与されたものでは、導体が適当な分布により
分散添着した状態とならず、また、特定方向に配
向させることもできないため静電気除去の性能は
劣ることになる。本発明の制電性繊維布帛は上記
制電性の他に可撓性があるのでこれを衣料として
着用することもできることはもちろん、カーシー
ト、モケツトなどにも使用できる。その他の用途
としてはカーペツト、壁張材料、過布、面状発
熱体、静電気除去装置用電極等がある。 また、上述したように導電性繊維状物の添着量
を著しく下げても制電性能に優れ、これがため、
導電性繊維状物の異色性に基づく用途的制約や物
理的特性の異質性に基づく製品化障害などの欠点
も使用量を下げることにより、実用上ほとんど問
題のない程度までに改良でき、しかも導電機構が
破壊するおそれも少なくてすむ等の顕著な効果が
得られる。 これに加わるに繊維布帛面上に導電性繊維状物
を平面状に間隔をもつて極めて均一に分散添着せ
しめることで繊維布帛との接着が極めて良好にな
る。したがつて、実用時における摩擦、揉み、屈
曲などに対しても優れた耐久性を有するものが得
られる。すなわち、本発明によつて耐久性のある
制電性繊維布帛がはじめて得られる。 以下に実施例によつて本発明をさらに詳述す
る。 実施例 １ ポリウレタンのDFM液に、固形分に対して２
重量％になるように、直径約10μ、平均長約６mm
の炭素繊維を加えた接着剤を作つた。この接着剤
をミキサーによつて体積を1.23倍に発泡させたも
のを用い、目付約200ｇ／m²を有する起毛ナイン
織物に、固形分添着量として100ｇ／m²（分散添
着した炭素繊維は２ｇ／m²）となるようにし、そ
の直後に添着面をローラで軽くおさえ、含気泡を
消滅させ、次に118℃で25分間熱処理した。得ら
れた起毛シートの添着面は著しく平滑であつた。
更に添着面を顕微鏡により観察したところ、炭素
繊維が単糸状態で織物表面上に、平面状に間隔を
もつて極めて均一に分散添着しているのが認めら
れた。 また、この得られた布帛をスコツト型耐揉試験
機^*1で50回揉みを与えても、炭素繊維の分散添着
状態にはなんら変化がなかつた。このことは、ナ
イロン織物の可撓性が維持され、炭素繊維の分散
添着層の耐久性も優れていることを示すものであ
る。 比較例 １ 実施例１において、接着剤中に空気を送り込ま
ず他は全く実施例１と同様な条件で加工を試み
た。ところが、添加した炭素繊維はコーテイング
ナイフ部に蓄積し、均一なコーテイング加工が到
底不可能であり加工を途中で中止した。得た起毛
ナイロン織物は裏面に“マリーン・リツプ”が多
発しており、炭素繊維が特定方向に散在すること
なくランダムに小片状に散在していた。また炭素
繊維の黒色による異色性が認められ、布はくとし
ての可撓性も不均一でかつ不良であつた。 この布帛を前記スコツト型耐揉試験機で15回揉
みを与えたら、添着せしめた炭素繊維が一部で脱
落し、分散添着せしめた状態に大きな変化が発生
した。 次に、実施例１および比較例１で得られた起毛
シートについて、20℃、20％RHの低温度条件下
で帯電試験（アツシユ・テスト）^*2を各種摩擦対
象布で行ない、第１表の結果を得た。

【表】 ○：灰の付着なし
△：灰の付着僅かにあり
×：灰の付着著しくあり
本発明品では優れた制電性能を有するものであ
つた。一方、比較品での帯電試験結果では部位に
よるバラツキが大で、かつ、いずれの摩擦対象布
でも制電性能が認められず、制電性シートとして
は致底実用に供し得ないものであつた。 ＊１：スコツト型耐揉試験機 織物または皮革などの揉み又は折り曲げに耐
え得る強さを測定する試験機。 ＊２：測定方法（アツシユテスト） 直径20cmの刺しゆうわくに試料をとりつけ、
その表面を、長さ15cm、幅10cmの摩擦対象布で
表面全体を一定荷重下25回均一に往復運動させ
て、摩擦帯電させ（この条件下で帯電は十分に
飽和する）直ちに試験試料をシヤーレ中に置か
れたタバコ灰５mm上にかざし、試料に対するタ
バコの灰の付着状態により帯電防止効果を上述
した基準により判定する。 実施例 ２ 実施例１に使用した起毛ナイロン織物を、混入
繊維状物として長さ６mmのステンレスフアイバー
（12μ径）をラテツクスの固形分に対して0.095％
添加混入したSBRコーテイング用ラテツクスを
用いて、更にアニオン性界面活性剤を加えた混合
液をミキサーによつて体積を約1.8倍に含気させ
た。これを用い、従来と全く同様な条件で加工を
試みた。その結果、工程通過性は何等問題が生じ
なかつた。 更に起毛ナイロン織物の添着面を顕微鏡により
観察したところ、ステンレスフアイバーが織物上
に平面状に、かつ極めて均一に分散添着している
のが認められた。 また、このものをスコツト型耐揉試験機で50回
揉みを与えても、ステンレスフアイバーの分散添
着状態にはなんら変化がなかつた。 比較例 ２ ラテツクス中に含気させず、他は全く実施例２
と同様な条件でコーテイング加工を試みたが、ナ
イフ部での混入ステンレスフアイバーの蓄積が発
生し、加工を途中で中止した。また、得た起毛ナ
イロン織物は、コーテイングむらが極めて大で
“マリーン・リツプ”が多発しており、ステンレ
スフアイバーが特定方向に散在することなくラン
ダムに小片状に散在していた。また、織物として
の可撓性も不均一で、かつ不良であつた。 この織物をスコツト型耐揉試験機で10回揉みを
与えたところ、添着せしめたステンレスフアイバ
ーが一部脱落し、耐久性が極めて劣るものであつ
た。 次に、実施例２および比較例２で得られた起毛
ナイロン織物について、前記測定条件で帯電試験
を行ない、第２表の結果を得た。

【表】 アツシユテスト結果に関しても実施例２で加工
したものに比べて顕著な差異があつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接着剤と導電性繊維状物とが少なくとも一面
   に添着されてなる制電性繊維布帛において、該導
   電性繊維状物の添着量が20ｇ／m²以下であつて、
   該導電性繊維状物が平面状に単糸状態で間隔を持
   つて均一に分散添着されていることを特徴とする
   制電性繊維布帛。 ２ 繊維布帛が起毛布帛であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の制電性繊維布帛。 ３ 繊維布帛がカーシート用素材であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の制電性繊維
   布帛。 ４ 導電性繊維状物が金属繊維または炭素繊維で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の制電性繊維布帛。 ５ 導電性繊維状物が有機導電性繊維であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の制電性
   繊維布帛。