JPS6354806B2 - - 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ものである。

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、
使用に際して数拾K.V.にも達する高電位の帯電
が認らめれ、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
性物質を配合したプ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
は精確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、使用時は加工時にメツキ層が剥
離し易く耐久性が低いこと、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、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を提供せ
んとして鋭意検討した結果、繊維に沃素を吸着・
吸収（以下、単に吸着と称することがある）させ
た後、第１銅化合物の水溶液で処理することによ
り、繊維内部に沃化第１銅が析出し、1K.V.又は
それ以下の低電圧下であつても導電性を呈する程
度の実質的に連続した沃化第１銅の層を含有す
る。上記欠点のない、新規な導電性繊維が得られ
ることを知り、先に提案した。しかしながら、か
かる方法によつて得られる導電繊維は、処理後繊
維中に残る不純物により、薄く着色することがあ
る。

本発明者は、かかる問題を解消せんとして、更
に鋭意検討を重ねた結果、沃化を繊維の一部分に
選択的に吸着させ、沃化第１銅の析出を繊維の一
部分に集中させることができれば、繊維全体に沃
素を吸着させて沃化第１銅を繊維全体に析出せし
める場合と比較して、少量の沃素第１銅の析出で
同程度の導電性能を有する導電性繊維が得られる
ことを見い出し、本発明に到達したものである。

即ち、本発明は、沃素吸着速度の異なる二種の
重合体からなり、沃素吸着速度の高い重合体が繊
維表面の少なくとも１部を構成し且つ繊維横断面
の５〜50％を占める複合繊維であつて、前記沃素
吸着速度の高い重合体に実質的に沃素を吸着・吸
収せしめた沃素吸着複合繊維を第１銅化合物の水
溶液で処理して該繊維中に沃素第銅を含有させる
ことを特徴とする導電性繊維の製造法である。

尚、本発明において言う沃素吸着速度とは、沃
素が繊維に吸着し吸収される速度をを言う。

本発明の導電性繊維の基体となる繊維は、沃素
吸着速度において実質的に差のある二種の重合体
（以下沃素吸着速度の低い重合体を重合体Ａ、添
素吸着速度の高い重合体を重合体Ｂと言う）より
なる複合繊維である。この複合繊維の形状はサイ
ド・バイ・サイド型でも芯―鞘型であつてもよい
が、その表面の少なくと１部は重合体Ｂで構成さ
れなければならない。例えば芯部に重合体Ｂを使
用し、鞘部に重合体Ａを使用して芯―鞘型複合繊
維にするときは、鞘部の一部に欠損部を設け、こ
の欠損部に重合体Ｂを充填させる必要がある。重
合体Ｂが完全な芯部となり、全表面を重合体Ａで
構成させるときは、制電性能を充分に発揮するこ
とができない。

また、繊維横断面における重合体Ａと重合体Ｂ
との割合は、重合体Ｂの占める割合を５〜50％と
することが必要である。重合体Ｂの割合が50％を
越えると得られる導電性繊維に着色が認められる
ようになり、重合体Ｂの割合が５％未満になる
と、その導電性が不充分となる。

かかる複合繊維を製造するには、格別な方法、
条件を採用する必要はなく、２成分よりなる複合
繊維を製造する紡糸方法及び条件を、重合体Ａ又
は重合体Ａと重合体Ｂに応じて適当に選択すれば
よい。また、紡糸して得られた繊維は、必要に応
じて延伸することができ、延伸方法及び条件につ
いても任意のに適宜選択される。

上記複合繊維を構成する重合体としては、重合
体Ａが繊維形成性であれば、重合体Ｂは繊維形成
性でなくてもよく、重合体Ａ，Ｂの組合せは任意
に選ぶことができる。例えば重合体Ａにポリエチ
レンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレ
ートを用いる場合には、重合体Ｂとして、テレフ
タル酸の一部をアジピン酸の如き脂肪族ジカルボ
ン酸又はイソフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸
で置換えた共重合ポリエステル、ジオール成分を
比較的低分子量のポリオキシエチレングリコール
の如きポリオキシアルキレングリコールで置換え
た共重合ポリエステルが用いられる。また、重合
体Ａとして全芳香族ポリエステルを用いる場合に
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート又は上記の如き共重合ポリエステ
ルが重合体Ｂとして用いられる。更に、全芳香族
ポリアミドを重合体Ａとする場合には、用いられ
る重合体Ｂとしては６―ナイロン、６，６―ナイ
ロン又は各種共重合ナイロンが挙げられ、ポリプ
ロピレンの如きポリオレフインが重合体Ａとして
用いられる場合には、例えばビニルピリジン、ビ
ニルカルバゾルの如く塩基性窒素原子を含むビニ
ル化合物を共重合成分として含む共重合ポリオレ
フインが重合体Ｂとして挙げられる。また、上記
のごとき化学的に同種の重合体の組合せに限ら
ず、例えば重合体Ａがポリエチレンテレフタレー
トであり、重合体Ｂが６―ナイロンである如く異
種重合体を組合せる場合にも本発明は適用され
る。

上記複合繊維に含有させる沃化第１銅の量は、
1K.V.直流電圧における繊維の電気抵抗が１×
10¹²Ω／cm以下になる量である。この量の具体的
な値は、重合体Ｂの種類、形状特に繊維に占める
重合体Ｂの割合、繊度及び沃素第１銅の分布状態
によつて異なり、一概に特定できない。例えば、
重合体Ａと重合体Ｂとの割合が４：１で、重合体
Ａがポリエチレンテレフタレートであるサイドバ
イサイド型複合繊維において、重合体Ｂが85モル
％のテレフタル酸と15モル％のアジピン酸からな
る混合ジカルボン酸とエチレングリコールとから
得られる共重合ポリエステルである場合、沃化第
１銅の含有量は１重量％以上で十分であるが、重
合体Ｂを６―ナイロンとする場合には10重量％以
上が必要である。

繊維に沃化第１銅を含有させるには、先ず繊維
に沃素を吸着させ、しかる後に吸着された沃素と
第１銅化合物とを反応させる。

繊維に沃素を吸着させるには、種々の方法、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
等があるが、なかでも沃素水溶液に繊維を浸漬処
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
潤剤を更に併用してもよい。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、重合体Ｂの
種類によつて大きく異なり、また繊維によつても
大きく異なるため、一概に特定することはできな
いが、繊維に吸着させる沃素量は、後述する第１
銅化合物との反応によつても多少異なるが、通常
１％以上が必要であり、沃素吸着処理条件はこれ
にあわせて適宜調整すればよい。

例えば、重合体Ａがメタフエニレンジアミンイ
ソフタル酸から得られる全芳香族ポリアミドであ
つて、重合体Ｂが６―ナイロンであり、重合体Ａ
と重合体Ｂとの比率が５：１である75デニール／
24フイラメントのサイドバイサイド型複合繊維
を、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室温（22℃）で浸
漬すると沃素が６―ナイロンの部分に選択的に吸
着され、10分後には沃素吸着量が略々平衡に達し
て沃素吸着による重量増加は32％となる。しかる
に同一組成の沃素水溶液に、85モル％のテレフタ
ル酸と15モル％のアジピン酸とからなる混合ジカ
ルボン酸とエチレングリコールとから得られる共
重合ポリエステルを重合体Ｂとし、ポリエチレン
テレフタレートを重合体Ａとする重合体Ａと重合
体Ｂとの比率が５：１である75デニール／24フイ
ラメントのサイドバイサイド型複合繊維を浸漬す
ると、室温（22℃）では数時間後でも殆んど沃素
は吸着されず、40℃では１時間後約12重量％の沃
素の吸着が認められる。

繊維中に吸着された沃素と第１銅化合物とを反
応させて沃化第１銅を繊維中に含有させるには、
沃素吸着繊維を第１銅化合物水溶液に浸漬処理す
るのが最も好ましい。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しても、
第２銅化合物と還元剤とを同時に又は任意の順序
で水に溶解してもよく、また両者を併用してもよ
い。ここで使用する第１銅化合物としては塩化第
１銅が最も人手し易く好ましく使用される。第２
銅化合物としては例えば硫酸銅、塩化第２銅等
を、更に還元剤としては例えば銅金属、第１鉄
塩、硫酸ヒドロキシルアミン等があげられる。な
お、第１銅化合物水溶液を調製するに当り、溶解
助剤を使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銅を使用するときは、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化物を併用す
れば、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上げることが
できる。また、液中に銅を配合することも好まし
いことであり、こうすることによつて、処理後の
使用経時に従つて第１銅イオンが減少することを
防止することができる。更に、繊維の種類によつ
ては、有機溶媒や界面活性剤を液中に配合して処
理繊維を膨潤させて第１銅イオンの繊維への浸透
を促進させ、繊維内における吸着沃素との反応に
よる沃化第１銅の析出を円滑に進めることもでき
る。

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、液温及び処理時間も
また処理する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り容易に決定される。例えば
比較的第１銅イオンを吸着し易い６―ナイロンを
重合体Ｂとする場合は、0.2〜0.3モル／の塩化
第１銅水溶液を使用すれば、室温（22℃）で約１
時間の浸漬処理により、繊維の吸着沃素は略々完
全に反応して沃素第１銅になる。これに対し、重
合体Ｂとして85モル％のテレフタル酸と15モル％
のアジピン酸とからなる混合ジカルボン酸エチレ
ングリコールとから得られる共重合ポリエステル
を用いる場合には、上記組成の塩化第１銅水溶液
を使用すると、室温（22℃）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40
℃程度とすれば約１時間程度に処理時間を短縮で
きる。

なお、第１銅化合物に代えて第２銅化合物、例
えば塩化第２銅を用いたのでは、還元剤を使用し
て第１銅化合物に変換させない限り、沃素と反応
して沃化銅を形成することはできず、本発明の目
的を達成し得ない。

このように、重合体Ｂの種類によつて沃素吸着
能及び沃化第１銅の析出速度が大きく異なり、そ
のため夫々の処理条件が異なるばかりでなく、繊
維に導電性を付与するに必要な沃化第１銅の析出
量も重合体Ｂの種類よつて大きく異なる。このこ
とは、繊維内における沃化第１銅の分布状態が異
なるためと推定される。即ち、いずれの場合も、
沃化第１銅は繊維中の重合体Ｂの部分に集中して
析出するが、重合体Ｂが、例えば上記の如き共重
合ポリエステルの場合には、重合体Ｂの繊維表面
層に集中的に分布するのに対し、６―ナイロンを
重合体Ｂに用いる場合には、処理条件特に第１銅
化合物水溶液による処理条件によつて多少異なる
が、繊維表面層ばかりでなく、６―ナイロンの部
分全体にわたつて分布する。このことから、繊維
内での沃化第１銅の分布密度がある程度以上にな
れば導電性を呈し、繊維内に含有される沃化第１
銅の総量が多くても、繊維中での分布密度が低け
れば充分な導電性を示さないものと推定される。

前述したように、繊維に沃素を吸着させ、次い
でこの沃素吸着繊維を第１銅化合物水溶液に浸漬
処理することによつて繊維に導電性を付与するた
め、基体となる繊維が合成繊維、半合成繊維、の
何れであつても、またその形態が長繊維、短繊
維、紡績糸、布帛等任意の形態であつても、これ
に充分な導電性を極めて容易に付与することがで
きる。しかも、かくして得られる本発明の導電性
繊維は、白色乃至は淡黄色であつて、常法によつ
て染色可能であり、またその導電性能は加工時や
使用時等においても低下することがない等、従来
の導電性繊維の欠点を全て解消したものであつ
て、導電性繊維が要求される何れの分野において
も、任意の形態で使用することができる。

以下に実施例をあげて本発明を更に詳述する。

実施例 １ 85モル％のテレフタル酸と15モル％のアジピン
酸とからなる混合ジカルボン酸とエチレングリコ
ールから得られた共重合ポリエステルを重合体Ｂ
とし、重合体Ａをポリエチレンテレフタレートと
する構成比が１：５である75デニール／24フイラ
メントのサイドバイサイイド型複合繊維をメリヤ
ス編機により筒編にし、この布帛10ｇを撹拌翼に
ゆるく捲付け、沃素600ｇ及び沃化カリウム400ｇ
を水１に溶解した40℃の沃素溶液に撹拌翼と共
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た。得られた沃素吸
着布の重量増加は12％であつた。

この沃素吸着布を撹拌翼に捲付けたまま、塩化
第１銅160ｇ及び塩化アンモニウム400ｇを水４
に溶解した40℃の塩化銅水溶液に浸漬して30r.p.
mの速度で30分間回転させた後、ノニオン系界面
活性剤スコアロール400（花王・アトラス(株)製）４
mlを添加した２の沸騰洗浴に30分浸漬して洗浄
し、次いで塩化アンモニウム40ｇを添加した２
の沸騰洗浴で２回、各回15分の洗浄を行い、更に
水洗し、乾燥し、得られた処理布を解舒し、ボビ
ンに捲取つた。得られた処理糸の色調は白色、重
量増加は４％であつた。

この処理糸を20℃、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
1K.V.での電気抵抗を測定したころ、マルチフイ
ラメントヤーン１本当りの電気抵抗は５×10⁸
Ω／cmであつた。

比較例 １ 75デニール／24フイラメントのポリエチレンテ
レフタレート繊維10ｇをメタリヤス編機により筒
編にし、沃素溶液の液温を80℃とする以外は実施
例１と同様にして沃素吸着布を得た。次いでこの
布帛に、塩化銅水溶液の温度を70℃とする以外は
実施例１と同様な処理を施した。

得られた処理糸の色調は淡黄色、重量増加は37
％であり、実施例１と同様に測定した1K.V.での
電気抵抗はマルチフイラメントヤーン１本当り５
×10⁶Ω／cmであつた。

実施例 ２ ６―ナイロンを重合体Ｂとし、重合体Ａをメタ
フエニレンジアミンとイソフタル酸から得られる
全芳香族ポリアミドとする構成比が１：５である
75デニール／24フイラメントのサイドバイサイド
型複合繊維をメリヤス編機により筒編にし、この
布帛10ｇを撹拌翼にゆるく捲付け、沃素100ｇ及
び沃化カリウム150ｇを水１に溶解した室温
（22℃）の沃素水溶液に撹拌翼と共に浸漬し、
30r.p.mの速度で30分間回転させた後水洗し、一
夜置して風乾した。得られた沃素吸着布の重量増
加は13％であつた。

この沃素吸着布を撹拌翼に捲付けたまま、塩化
第１銅160ｇ及び塩化アンモニウム440ｇを水４
に溶解した室温（22℃）の塩化銅水溶液に浸漬し
て30r.p.mの速度で30分間回転させた後、塩化ア
ンモニウム40ｇを添加した２の洗浴を用いて室
温で２回、各回15分の洗浄を行い、次いで水洗
し、乾燥し、得られた処理布を解舒し、ボビンに
捲取つた。得られた処理糸の色調は淡黄色、重量
増加は16％であつた。実施例１と同様にしてこの
処理糸の1K.V.における電気抵抗を測定したとこ
ろ、マルチフイラメントヤーン１本当りの電気抵
抗は２×10⁷Ω／cmであつた。

実施例 ３ ６―ナイロンを鞘とし、ポリエチレンテレフタ
レートを芯とする構成比が１：２である75デニー
ル／24フイラメントの芯鞘型複合繊維をメリヤス
編機により筒編にし、この布帛10ｇを撹拌浴にゆ
るく捲付けて実施例２と同様に処理した。得られ
た処理糸の色調は淡黄色、重量増加は32％であ
り、実施例１と同様にして測定した1K.V.におけ
る電気抵抗は９×10⁶Ω／cmであつた。

比較例 ２ 75デニール／24フイラメントの６―ナイロンを
実施例２と同様にして処理をした。得られた処理
糸の色調は淡黄土色、重量増加は98％であり、実
施例１と同様にして測定した電気抵抗は５×10⁶
Ω／cmであつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 沃素吸着速度の異なる二種の重合体からな
   り、沃素吸着速度の高い重合体が繊維表面の少な
   くとも１部を構成し且つ繊維横断面の５〜50％を
   占める複合繊維であつて、前記沃素吸着速度の高
   い重合体に実質的に沃素を吸着・吸収せしめた沃
   素吸着複合繊維を第１銅化合物の水溶液で処理し
   て該繊維中に沃化第１銅を含有させることを特徴
   とする導電性繊維の製造法。 ２ 第１銅化合物が塩化第１銅である特許請求の
   範囲第１項記載の導電性繊維の製造法。