JPWO2019065681A1

JPWO2019065681A1 - 導電性複合繊維

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Publication number: JPWO2019065681A1
Application number: JP2018558782A
Authority: JP
Inventors: 純郎山口; 祥村田; 康宜兼森
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2020-09-10
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Abstract

導電層としてポリアミド樹脂に導電性カーボンブラックを含有したポリマーと、非導電層として熱可塑性樹脂とからなる導電性複合繊維において、導電層が繊維横断面の外周面に３カ所以上露出し、各導電層の繊維横断面における面積の変動係数（ＣＶ％）が１０％以下であり、体積比抵抗の平均値が４ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下である導電性複合繊維。導電層を繊維表面に３カ所以上露出させることで繊維表面比抵抗のバラツキを抑制すると共に、各導電層ポリマーの繊維横断面露出面積バラツキを抑制し、更に等配置することで原糸の捲縮を抑制し、織編物やカーペットなどの制電性能を向上させた導電性複合繊維を提供する。

Description

本発明は、除電性能の優れた導電性複合繊維に関する。さらに詳しくは、導電層を繊維表面に３カ所以上露出させて繊維表面比抵抗のバラツキを抑制しつつ、各導電層の繊維横断面における面積バラツキを抑制、更に等配置することにより原糸の捲縮を抑制し織編物の制電性能を向上せしめた導電性複合繊維に関する。

従来から除電性能の優れた繊維としての導電性繊維については、種々の提案がなされており、例えば導電性を有さない繊維の表面に金属メッキして導電性を付与せんとしたものや、導電性カーボンブラックを樹脂やゴム類に分散させた後、これを繊維表面にコートすることによって導電性被覆層を形成せしめたもの等がある。しかし、これらは製造工程が複雑化して技術的に困難な方法によって得られたものであったり、導電性繊維を実用に供するため準備段階、例えば製織編のための精練工程での薬品処理や実際の使用における摩耗や繰り返し洗濯といった外的な作用によって導電性が容易に低下し、実用の域を脱してしまうという問題があった。

他の導電性繊維として、スチール繊維の様な金属繊維が除電性能の優れたものとして知られているが、金属繊維はコストが高く、しかも一般の有機素材とはなじみ難く、紡績性不良となったり、製織・染色仕上げ工程でのトラブルの原因となったり、着用時の洗濯による断線・脱落が生じやすく、さらには通電性に基づく感電・スパークの問題、布帛の溶融トラブル等の原因となっていた。

また、別のタイプの導電性繊維として、導電性カーボンブラックを均一分散させたポリマーを繊維化する方法が提案されているが、カーボンブラックを多量に含有するために繊維の製造が難しく、コスト高であり、且つ繊維物性が著しく低下し、特殊な工程を用いる以外に製品化が困難であるという問題があった。これらの問題を解決せんとする提案として、例えば特許文献１では、導電性カーボンを含む導電性ポリマー層とそれと同じポリマーで導電性カーボンを含まない非導電性ポリマー層とを多層状に張りあわせた繊維が、除電性能向上と成分層間の剥離防止を中心とした耐久性向上を目的として提案されているものの、この場合もやはり導電性カーボンブラックを含む層が表面に露出しすぎているため、耐薬品性、耐久性の向上は認められない。

さらに近年では、特許文献２〜４に、導電層を繊維横断面において外周部に露出させて導電性能を向上させた提案がなされている。例えば、特許文献２では繊維横断面外周上に４カ所以上導電層を露出させ、各導電層を略等配置させることで優れた除電効果と除電耐久性を有する導電性繊維が提供されている。

特開昭５２−１５２５１３号公報特開２００３−２７８０３１号公報特開２００４−３６０４０号公報国際公開第２００７／０４６２９６号

特許文献２に提案されている導電性繊維では、導電性微粒子を含有した流動性の悪い微少量のポリマーを局所的にバラツキなく露出させ、均等配置させることは困難であり、除電性能も満足できるレベルではなかった。また、特許文献３や特許文献４で提案されている導電層部が繊維表面に部分的に露出している導電性複合繊維においても同様に、表面露出の各導電層の繊維横断面積変動係数（ＣＶ％）が大きく、各導電層の配置もバラツキが生じているため、糸長手方向にウエーブがかかったような捲縮が生じて、安定した除電効果が得られないという問題があった。

本発明の目的は、従来公知の導電性複合繊維では十分に達成出来なかった各導電層ポリマーの繊維横断面の面積バラツキを抑制し、更に正確に等配置することで原糸の捲縮を抑制し、織編物の制電性能を向上させた導電性複合繊維を提供することにある。

本発明は、上記の課題を達成するため、以下の構成を採用する。

（１）導電層としてポリアミド樹脂に導電性カーボンブラックを含有したポリマーと、非導電層として熱可塑性樹脂とからなる導電性複合繊維において、導電層が繊維横断面の外周面に３カ所以上露出し、各導電層の繊維横断面における面積の変動係数（ＣＶ％）が１０％以下であり、体積比抵抗の平均値が４ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下である導電性複合繊維。

（２）各導電層の繊維横断面の外周露出部分の中点と繊維横断面の中心点とを結んだ線分がなす角度のＣＶ％が５％以下である（１）に記載の導電性複合繊維。

（３）熱可塑性樹脂がポリアミド、またはポリエステルからなる（１）または（２）に記載の導電性複合繊維。

本発明においては、導電層を繊維表面に３カ所以上露出させて繊維表面比抵抗のバラツキを抑制しつつ、各導電層の繊維横断面における面積バラツキを抑制し、更に等配置することにより原糸の捲縮を抑制し、織編物やカーペットなどの制電性能を向上させた導電性複合繊維を提供することができる。

本発明の導電性複合繊維の製造方法を説明するための複合口金の一例で、複合口金を構成する主要部分の正断面図である。本発明の導電性複合繊維断面の一例概略図である。

本発明の導電性複合繊維は、導電層としてポリアミド樹脂に導電性カーボンブラックを含有したポリマーと非導電層として熱可塑性樹脂とからなる導電性複合繊維である。

導電層に用いるポリアミド樹脂としては、アミド結合を繰り返し縮重合したものであればよく、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン６１０などであり、少量の第３成分を含むポリアミドでも良い。導電性カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック、ケッチェンブラック等のいずれでも良く、好ましくは分散性に優れるファーネスブラックである。

非導電層に用いる熱可塑性樹脂としては、繊維形成性熱可塑性ポリマーであれば特に限定するものではないが、曳糸性の劣るポリマーは工程通過性が悪くなるため、ポリアミドまたはポリエステルが好ましい。ポリアミドとしては、アミド結合を繰り返し縮重合したものであればよく、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２、ナイロン６１０などであり、少量の第３成分を含むポリアミドでも良い。さらに、これらに少量の添加剤や艶消し剤等を含んでも良い。ポリエステルとしては、繰り返し単位の８０モル％以上がエチレンテレフタレートであるポリエチレンテレフタレート、繰り返し単位の８０モル％以上がブチレンテレフタレートであるポリブチレンテレフタレート、繰り返し単位の８０モル％以上がトリメチレンテレフタレートであるポリトリメチレンテレフタレートが好ましく、また、これらにテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレン２，６−ジカルボン酸、フタール酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸などを本来ポリエステルホモポリマーの有する繊維形成性を損なわない程度に共重合させても良い。さらに、これらに少量の添加剤や艶消し剤等を含んでも良い。

本発明の導電性複合繊維は、導電層が繊維横断面の外周面上に３カ所以上露出しているものである。３カ所以上露出させることで、繊維表面比抵抗バラツキを抑制でき、安定した除電性能を維持することができる。導電層の露出が２箇所以下では、繊維の表面比抵抗バラツキが大きくなり、所望する除電性能を得ることが難しくなる。

本発明の導電性複合繊維は、各導電層の繊維横断面における面積のＣＶ％が１０％以下である。係る範囲にすることで、各導電層での導電バラツキを抑制し、糸長手方向にウエーブがかかったような微捲縮も抑制でき、織編物とした際に優れた除電性能が得られる。各導電層の面積のＣＶ％が１０％を超えると、各導電層での導電バラツキが大きくなり、且つ長期間連続使用した際に導電層部分の欠落が発生し安定した除電性能が得られない。好ましくは８％以下である。

本発明の導電性複合繊維は、体積比抵抗の平均値が４ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下である。体積比抵抗の平均値を４ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下とすることで、所望する除電効果を得ることができ、カーペットや作業服など除電性能が強く要望される用途への展開が可能になる。好ましくは２〜３．５ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）である。

体積比抵抗の平均値を４ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下とする手段としては、ポリアミド樹脂に含有させる導電性カーボンブラック濃度を調整したり、繊維横断面積に占める導電層占有率を調整するなどいずれの方法でも良い。導電性カーボンブラックは１０^−３〜１０^２（Ω・ｃｍ）の固有電気抵抗を有するものが良い。周知の如く、カーボンブラックは完全に粒子分散をしている場合は一般に導電性が不良であって、ストラクチャーと呼ばれる連鎖構造をとると導電性が向上して導電性カーボンブラックと言われるものになる。従って、導電性カーボンブラックによって、ポリマーを導電化するにあたっては、このストラクチャーを破壊しないでカーボンブラックを分散させることが肝要となる。そして、導電性カーボンブラック含有複合体の電気伝導メカニズムとしては、カーボンブラック連鎖の接触によるものとトンネル効果によるものが考えられるが、前者の方が主と考えられる。従って、カーボンブラックの連鎖が長く高密度にポリマー中に存在する方が接触確率大となり、高導電性となる。本発明者らの検討結果では、導電性カーボンブラック含有量１５質量％未満では殆ど効果がなく、２０質量％になると急激に導電性が向上し、４０質量％を超えるとほぼ飽和する。また、４０質量％を超えるとポリマーの流動性が悪くなることから、導電性カーボンブラック濃度としては３０〜４０質量％が好ましい。繊維横断面積に占める導電層占有率としては、特に限定するものではないが、紡糸性、延伸性、高次通過性の点から３〜１０％が好ましい。係る範囲とすることで製糸工程や高次加工工程での各ガイドとの擦過抵抗を抑制でき、安定した紡糸性、延伸性および高次通過性が得られる。

更に、各導電層の繊維横断面の外周露出部分の中点と繊維横断面の中心点を結んだ線分がなす角度のＣＶ％が５％以下であることが好ましい。係る範囲にすることで、導電性複合繊維の糸長手方向にウエーブがかかったような微捲縮を抑制でき、織編物とした際に、より優れた除電性能が得られ、カーペットや防塵衣などの制電性が強く要求される分野への適用が可能になる。さらに好ましくは、３．５％以下である。

ここでいう捲縮とは、導電性複合繊維の無加重での繊維長と０．０４ｃＮ／ｄｔｅｘの加重時での繊維長との差から実施例で後述するように捲縮率を算出する。例えば、無加重での繊維長が４００ｍｍ、０．０４ｃＮ／ｄｔｅｘの加重時での繊維長が４１５ｍｍの時は捲縮率３．８％となる。

本発明の導電性複合繊維は、導電層を繊維横断面に均等配置することが、より優れた除電性能を発現させるために好ましい。

導電層を繊維横断面に均等配置した図２に示す態様の断面を形成するためには、例えば、特開２０１１−１７４２１５号公報に記載の複合口金技術にて実施される複合口金を用いることが好ましい。

導電層には、除電性能に応じて、導電性カーボンブラックをポリアミド樹脂に対して３０〜４０％と高濃度に含有させているため、溶融時にはポリマーの流動性が低下した状態である。このようなポリマーの流動性が低下した導電層成分を分配するに際して、複数の分配孔が穿設された合流溝によって複数回分配と合流および計量を繰り返す構成である複合口金を用いることで、導電層を均等配置することができ、面積ＣＶ％、角度ＣＶ％を係る範囲に制御することが可能となる。

図１に示した複合口金は、上から計量プレート１、分配プレート２および吐出プレート３の大きく３種類の部材が積層された状態で紡糸パック内に組み込まれ、紡糸に供される。

図１に例示した口金部材では、計量プレート１が各吐出孔６当たりのポリマー量を計量して流入し、分配プレート２によって、単繊維の断面における複合断面およびその断面形状を制御、吐出プレート３によって、分配プレート２で形成された複合ポリマー流を圧縮して、吐出するという役割を担っている。

複合口金の説明が錯綜するのを避けるために、図示されていないが、計量プレート１より上に積層する部材に関しては、紡糸機および紡糸パックに合わせて、流路を形成した部材を用いれば良い。計量プレート１を、既存の流路部材に合わせて設計することで、既存の紡糸パックおよびその部材をそのまま活用することができる。このため、特に該口金のために紡糸機を専有化する必要はない。また、実際には流路−計量プレート間あるいは計量プレート１−分配プレート２間に複数枚の流路プレート（図示せず）を積層すると良い。これは、口金断面方向および単繊維の断面方向に効率よく、ポリマーが移送される流路を設け、分配プレート２に導入される構成とすることが目的である。吐出プレート３より吐出された複合ポリマー流は、従来の溶融紡糸法に従い、冷却固化後、油剤を付与され、未延伸糸を一旦巻き取った後に加熱延伸する方法や、未延伸糸を一旦巻き取ることなく加熱延伸する直接紡糸延伸法を用いて複合繊維となる。

本発明の導電性複合繊維の製造において、複合口金（吐出プレート３）直下の酸素濃度を１％以下に制御することが好ましい。酸素濃度（％）は、新コスモス電機社製の酸素濃度計ＸＰ３１８０Ｅを用いて、検知管の先端を吐出プレート下面に付けて測定する。吐出プレート下面の中心部、吐出プレート下面を４等配し、その１面積における最外層の吐出孔の位置、吐出プレート下面の中心部と最外層吐出孔の中間点の３点を測定し、これらの数平均値とした。係る範囲とすることで、口金汚れ抑制に効力を発揮し、ひいては複合断面の形成安定化を奏するのである。特に、熱的安定性および対酸素安定性に敏感なポリアミド繊維の場合、より顕著に効力を発揮する。その結果、経時での複合断面の形成安定化が飛躍的に向上させることができ、導電層の正確な均等配置ができる。

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。なお、実施例中の物性値は以下に述べる方法で測定を実施した。

（１）繊度（ｄｔｅｘ）
ＪＩＳＬ１０１３（２０１０）８．３．１正量繊度（Ａ法）に準拠して測定した。尚、ポリアミドは公定水分率４．５％、ポリエステルは公定水分率０．４％とした。

（２）体積比抵抗
超絶縁抵抗計（川口電気製ＴＥＲＡＯＨＭＭＥＴＥＲＲ−５０３）を用いて繊維試長１０ｃｍ間に１００（Ｖ）の電圧を掛け、温度２０℃、湿度３０％ＲＨの条件下での電気抵抗値（Ω／ｃｍ）を測定し、下式から算出した。
ＲＳ＝Ｒ×Ｄ／（Ｌ×ＳＧ）×１０^−６
ＲＳ：比抵抗（ｌｏｇ（Ω・ｃｍ））
Ｒ：電気抵抗値（Ω）
Ｄ：１００００ｍ当たりの糸質量（ｇ）
Ｌ：試長（ｃｍ）
ＳＧ：糸密度（ｇ／ｃｍ^３）。

（３）各導電層の面積ＣＶ（％）
ＫＥＹＥＮＣＥ製デジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−２０００）を用いて導電性複合繊維の横断面を１００倍〜３００倍に拡大し、単糸１本における各導電層部の面積を測定し、ＣＶ値を算出した。

（４）角度ＣＶ（％）
ＫＥＹＥＮＣＥ製デジタルマイクロスコープ（ＶＨＸ−２０００）を用いて導電性複合繊維の横断面を１００倍〜３００倍に拡大し、単糸１本における各導電層部の繊維外周露出部分の中点と繊維横断面の中心点を結んだ線分（図２の２点鎖線）がなす角度を各々測定し、ＣＶ値を算出した。

（５）表面比抵抗バラツキ
中温中湿度（２５℃相対湿度６０％）で測定すべき試料を少なくとも該雰囲気中に４８時間保持した後、測定した。送糸ローラーと巻取ローラーからなる１対の鏡面ローラーで糸を走行させる際に、ローラー間に、ＨＩＯＫＩ製絶縁抵抗計ＳＭ−８２２０に接続された２本の棒端子からなるプローブに走行糸が接するように設置した装置で、棒の太さφ２ｍｍ、棒端子間で接する糸の距離２．０ｃｍ、印可電圧１００Ｖ、送糸速度１ｍ／分、ローラー間の糸張力０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、絶縁抵抗系でのサンプリングレート１秒で１０ｍの長さ分、抵抗値を測定して、得られた抵抗値の平均［Ω］を棒端子間で接する糸の距離（２．０ｃｍ）で割った値を平均抵抗率Ｐ［Ω／ｃｍ］とした。また同時に得られた全ての抵抗値の標準偏差Ｑを算出したのち、ＰとＱとの比から平均抵抗率変動係数ＣＶ（ＣＶ＝Ｑ／Ｐ）を算出した。

（６）捲縮率率
導電性複合繊維の無加重での繊維長と、０．０４ｃＮ／ｄｔｅｘの加重を付加した時の繊維長を測定し、下記式から算出した。小数点第２位を四捨五入する。
ＣＲ＝（Ｆ２−Ｆ１）／Ｆ１×１００
ＣＲ：捲縮率（％）
Ｆ１：無加重での繊維長（ｍｍ）
Ｆ２：０．０４ｃＮ／ｄｔｅｘの加重を付加した時の繊維長。

（７）カーペット評価
総繊度２８００ｄｔｅｘのナイロン６捲縮糸に導電性複合繊維をエアーノズルで混繊させ、得られた導電性複合繊維を含む捲縮糸を１２本に１本の割合で入れ、目付４００ｇ／ｍ^２、パイル高さ４．０ｍでタフト加工し、該タフトを３０ｃｍ×３０ｃｍ幅に切断し、ＪＩＳＡ１４５５（床研式帯電試験）に準拠して帯電電位を各水準５回測定し、最大値と最小値を除く３回の平均帯電電位を測定し評価した。
Ｓ：帯電電位−４０Ｖ以下
Ａ：帯電電位−４１Ｖ〜−５０Ｖ
Ｂ：帯電電位−５１〜−６０Ｖ
Ｃ：帯電電位−６１Ｖ以上。

［実施例１］
導電層ポリマーとして導電性カーボンブラック３５質量％を含有するナイロンベースのチップ（ＤＩＣ製、商品名“ＣＡＲＢＯＲＥＸＮＹＲＯＮＹＴ−０１”）と、非導電層ポリマーとしてナイロン６チップを用い、各チップを溶融温度２８０℃で導電層ポリマーを５質量％、非導電層ポリマー９５質量％の割合で各個別々のプレッシャーメルターで溶融し、紡糸パック、口金に合流し複合形成させ、導電層ポリマーが３カ所繊維表面上に等配露出するように紡糸口金より吐出させた。紡糸口金は、図１に示した上から計量プレート１、分配プレート２および吐出プレート３の３種類の部材を積層し、分配プレートを複数枚積層させ微細流路を形成した紡糸口金を用いた。次いで、紡糸口金直下の酸素濃度を１．０％以下に制御した状態で、紡糸口金より吐出されたポリマーは１８℃の冷風で冷却、エマルション油剤にて給油した後に、９００ｍ／ｍｉｎの速度で未延伸糸を得た。続いて、温度２５℃、湿度７０％の環境下で２４時間未延伸糸をエージングした後、延伸機の供給ローラ速度１５０ｍ／分、熱板温度１６０℃、延伸ローラ速度４５０ｍ／分で巻き取りを行い、２０ｄｔｅｘ−２フィラメントの３点露出導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．３ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は３．０％、角度ＣＶ値は２．０％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは０．３０σ、捲縮率は２．３％であり、カーペットでの導電性能評価でも帯電電位が−４５Ｖと抑制出来ており、総合評価はＡで合格レベルであった。

［実施例２］
導電層ポリマーを３質量％、非導電層ポリマー９７質量％、導電層露出点数６カ所に変更した以外は実施例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．５ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は６．１％、角度ＣＶ値は３．１％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは導電層露出点数を６カ所にしたことから０．１０σとバラツキを抑制出来ている。捲縮率は２．８％レベルであり、カーペットでの導電性能評価でも帯電電位が−３８Ｖと抑制出来ており、総合評価はＳで合格レベルであった。

［実施例３］
導電層露出点数６カ所に変更した以外は実施例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．２ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は６．０％、角度ＣＶ値は３．０％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは導電層露出点数を６カ所にしたことから０．１０σとバラツキを抑制出来ている。捲縮率は２．９％レベルであり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−３０Ｖと抑制出来ており、総合評価はＳで合格レベルであった。

［実施例４］
導電層ポリマーとして導電性カーボンブラック４５質量％を含有するナイロンベースのチップを用い、導電層露出点数６カ所に変更した以外は実施例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は１．９ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は６．１％、角度ＣＶ値は４．９％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは導電層露出点数を６カ所にしたことから０．１２σとバラツキを抑制出来ている。捲縮率は導電層ポリマーの溶融粘度が高くなったことから４．７％レベルであるが、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−４５Ｖであり、総合評価はＡで合格レベルであった。

［実施例５］
導電層ポリマーを７質量％、非導電層ポリマー９３質量％、導電層露出点数９カ所に変更した以外は実施例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は２．８ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は６．７％、角度ＣＶ値は３．３％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは導電層露出点数を９カ所にしたことから０．０８σと良好な結果であった。捲縮率は３．３％レベルであり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−２８Ｖと抑制出来ており、総合評価はＳで合格レベルであった。

［実施例６］
導電層ポリマーを１０質量％、非導電層ポリマー９０質量％、導電層露出点数１２カ所に変更した以外は実施例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は２．５ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は８．２％、角度ＣＶ値は３．５％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは導電層露出点数を１２カ所にしたことから０．０６σと良好な結果であった。捲縮率は４．９％レベルであり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−４６Ｖと抑制出来ており、総合評価はＡで合格レベルであった。

［実施例７］
導電層ポリマーとして導電性カーボンブラック３５質量％を含有するナイロンベースのチップ（ＤＩＣ製、商品名“ＣＡＲＢＯＲＥＸＮＹＲＯＮＹＴ−０１”）と、非導電層ポリマーとしてポリエステルチップを用い、各チップを溶融温度２８５℃で導電層ポリマーを５質量％、非導電層ポリマー９５質量％の割合で各個別々のプレッシャーメルターで溶融し、紡糸パック、口金に合流し複合形成させ、導電層ポリマーが３カ所繊維表面上に等配露出するように紡糸口金より吐出させた。紡糸口金は、図１に示した上から計量プレート１、分配プレート２および吐出プレート３の３種類の部材を積層し、微細流路を形成した紡糸口金を用いた。次いで、紡糸口金直下の酸素濃度を１．０％以下に制御した状態で、紡糸口金より吐出されたポリマーは１８℃の冷風で冷却、エマルション油剤にて給油した後に、９００ｍ／ｍｉｎの速度で未延伸糸を得た。続いて、温度２５℃、湿度７０％の環境下で２４時間未延伸糸をエージングした後、延伸機の供給ローラ速度１３５ｍ／分、熱板温度１７０℃、延伸ローラ速度４００ｍ／分で巻き取りを行い、２０ｄｔｅｘ−２フィラメントの３点露出導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．３ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は３．１％、角度ＣＶ値は２．１％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは０．３１σ、捲縮率は２．４％であり、カーペットでの導電性能評価でも帯電電位が−４４Ｖと抑制出来ており、総合評価はＡで合格レベルであった。

［実施例８］
導電層露出点数６カ所に変更した以外は実施例７と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．２ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は６．１％、角度ＣＶ値は３．１％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは導電層露出点数を６カ所にしたことから０．１１σとバラツキを抑制出来ている。捲縮率は２．９％レベルであり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−３１Ｖと抑制出来ており、総合評価はＳで合格レベルであった。

［比較例１］
導電層ポリマーとして導電性カーボンブラック３５質量％を含有するナイロンベースのチップ（ＤＩＣ製、商品名“ＣＡＲＢＯＲＥＸＮＹＲＯＮＹＴ−０１”）と、非導電層ポリマーとしてナイロン６チップを用い、各チップを溶融温度２８０℃で導電層ポリマーを５質量％、非導電層ポリマー９５質量％の割合で各個別々のプレッシャーメルターで溶融し、紡糸パック、口金に合流し複合形成させ、導電層ポリマーが２カ所繊維表面上に等配露出するように紡糸口金より吐出させた。紡糸口金は、図１に示した上から計量プレート１、分配プレート２および吐出プレート３の３種類の部材を積層し、微細流路を形成した紡糸口金を用いた。次いで、紡糸口金直下の酸素濃度を１．０％以下に制御した状態で、紡糸口金より吐出されたポリマーは１８℃の冷風で冷却、エマルション油剤にて給油した後に、９００ｍ／ｍｉｎの速度で未延伸糸を得た。続いて、温度２５℃、湿度７０％の環境下で２４時間未延伸糸をエージングした後、延伸機の供給ローラ速度１５０ｍ／分、熱板温度１６０℃、延伸ローラ速度４５０ｍ／分で巻き取りを行い、２０ｄｔｅｘ−２フィラメントの２点露出導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．３ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は３．１％、角度ＣＶ値は２．２％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは０．４２σ、捲縮率は２．４％であり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−５６Ｖと高く、総合評価はＢで不合格レベルであった。

［比較例２］
導電層ポリマーとして導電性カーボンブラック２０質量％を含有するナイロンベースのチップを用い、導電層露出点数３カ所に変更した以外は比較例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は４．５ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は２．８％、角度ＣＶ値は２．０％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは０．２９σ、捲縮率は２．３％であったが、体積比抵抗が高いことからカーペットでの導電性能評価では帯電電位が−６５Ｖと高く、総合評価はＢで不合格レベルであった。

［比較例３］
紡糸口金直下の酸素濃度を２．０％、導電層露出点数６カ所に変更した以外は比較例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．２ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は１１．０％、角度ＣＶ値は６．０％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは０．３０σ、捲縮率は５．８％であり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−５７Ｖと高く、総合評価はＢで不合格レベルであった。

［比較例４］
計量プレート、分配プレート（積層分配なし）および吐出プレートの３枚の部材を積層した紡糸口金を用い、導電層露出点数６カ所に変更した以外は比較例１と同一条件で導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．２ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は１３．０％、角度ＣＶ値は７．０％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは０．４１σ、捲縮率は８．１％であり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−７０Ｖと高く、総合評価はＣで不合格レベルであった。

［比較例５］
導電層ポリマーとして導電性カーボンブラック３５質量％を含有するナイロンベースのチップ（ＤＩＣ製、商品名“ＣＡＲＢＯＲＥＸＮＹＲＯＮＹＴ−０１”）と、非導電層ポリマーとしてポリエステルチップを用い、各チップを溶融温度２８５℃で導電層ポリマーを５質量％、非導電層ポリマー９５質量％の割合で各個別々のプレッシャーメルターで溶融し、紡糸パック、口金に合流し複合形成させ、導電層ポリマーが６ヶ所繊維表面上に等配露出するように紡糸口金より吐出させた。紡糸口金は、計量プレート、分配プレート（積層分配なし）および吐出プレートの３枚の部材を積層した紡糸口金を用いた。次いで、紡糸口金直下の酸素濃度を１．０％以下に制御した状態で、紡糸口金より吐出されたポリマーは１８℃の冷風で冷却、エマルション油剤にて給油した後に、９００ｍ／ｍｉｎの速度で未延伸糸を得た。続いて、温度２５℃、湿度７０％の環境下で２４時間未延伸糸をエージングした後、延伸機の供給ローラ速度１３５ｍ／分、熱板温度１７０℃、延伸ローラ速度４００ｍ／分で巻き取りを行い、２０ｄｔｅｘ−２フィラメントの６点露出導電性複合繊維を得た。得られた導電性複合繊維の体積比抵抗値は３．３ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）、各導電層の面積ＣＶ値は１２．９％、角度ＣＶ値は６．９％であった。得られた導電性複合繊維を用いて評価をした結果、表面比抵抗バラツキは０．３７σ、捲縮率は７．９％であり、カーペットでの導電性能評価では帯電電位が−６６Ｖと高く、総合評価はＣで不合格レベルであった。

１計量プレート
２分配プレート
３吐出プレート
４計量溝Ａ
５計量溝Ｂ
６吐出孔
７導電層
８非導電層

Claims

導電層としてポリアミド樹脂に導電性カーボンブラックを含有したポリマーと、非導電層として熱可塑性樹脂とからなる導電性複合繊維において、導電層が繊維横断面の外周面に３カ所以上露出し、各導電層の繊維横断面における面積の変動係数（ＣＶ％）が１０％以下であり、体積比抵抗の平均値が４ｌｏｇ（Ω・ｃｍ）以下である導電性複合繊維。
各導電層の繊維横断面の外周露出部分の中点と繊維横断面の中心点とを結んだ線分がなす角度のＣＶ％が５％以下である請求項１に記載の導電性複合繊維。
熱可塑性樹脂がポリアミド、またはポリエステルからなる請求項１または２のいずれか記載の導電性複合繊維。