JPS6312757A - 導電性複合合成繊維の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は導電性の優れた複合合成繊維の製造法に関す
るものである。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂から形成された合成繊維をもって編織され
た編物、織物などの布帛は、使用中に静電気を発生し、
種々の障害を起すことは周知である。例えば衣服として
使用したときに衣服が身体にまつわり、またカーペット
上を歩行する際に静電気ショックが発生する。この静電
気の発生は、産業界においては、石油化学工業における
爆発事故発生の原因となり、あるいは医薬品工業や電子
精密工業における埃の付着、放電による素子破壊等の問
題の原因ともなる。それ故、合成繊維の静電気発生を防
止し、導電性とすることは古くから研究され、種々の方
法が提案されている。

例えば、合成繊維の表面に金属メッキを施す方法（特公
昭４４−８９１９号公報参照）、および金属または金属
化合物の粒子を混練した。熱可塑性樹脂をもって繊維を
製造する方法（特公昭４６−２６８９４号公報参照）な
どが提案されているが、上記のように金属または金属化
合物を使用する方法は、メッキ加工工程が複雑であった
り、また製糸性がきわめて悪く、かつ繊維の強度が小さ
いなどの欠点があって側底実用できない。

一方、導電性物質として導電性カーボンブラックを高濃
度に分散させた合成繊維（特公昭３２−４１９６号公報
参照）は、製糸性がきわめて悪い上に、得られた繊維の
強度が低く、特にこの繊維を用いて得られる布帛は非常
に黒くなり外観が好ましくない。上記の欠点を除くもの
として、導電性カーボンブラックを含有する熱可塑性樹
脂と、導電性カーボンブラックを含有しない非導電性の
熱可塑性樹脂を隣接させて複合紡糸した繊維（特公昭５
６−３７３２２号公報参照）や、カーボンブラックを分
散させた熱可塑性樹脂が繊維表面に一部露出するように
複合紡糸した繊維（特公昭５３−４４５７９号公報参照
）が提案されているが、これら提案の繊維はその製糸性
不良、糸質強度低下の問題を解決することはできるとし
ても。

その繊維の黒色外観を改良することはできない。

繊維の黒色外観を改良するものとして、導電性カーボン
ブラックを含有する熱可塑性樹脂を芯成分とし、この芯
成分を、非導電性の熱可塑性樹脂で取り囲んだ鞘−芯型
の複合繊維にして、上記鞘成分に酸化チタンなどの白色
固体粒子を添加することによって芯部を隠蔽して芯成分
の黒色を淡くした複合繊維（特公昭５２−３１４５０号
公報参照）が提案されているが、この複合繊維を他の非
導電性ｍ、＊と混用して上記の複合繊維の黒色が目立た
ないようにするためには、酸化チタンなどの白色固体粒
子を含有する鞘部分をかなり厚くして白色に近いものと
しなければならず、また複合繊維の十分な製糸性を得る
ためにも鞘部分を厚くする必要がある。そして上記のよ
うに鞘部分を厚くすると、芯部分に付与された導電性が
著しく減少されて、多くの人が静電性ショックを一部し
なくなる３５００ボルト以下の低電圧レベルまでに静電
気電圧を低減することは困難となり、所期の目的を達成
することはできない。

この出願の発明者は、導電性複合繊維について鋭意研究
した結果、先に、導電性物質を含有する熱可塑性樹脂か
ら形成される芯部分と、該芯部分を被覆する非導電性の
熱可塑性樹脂から形成される鞘部分とからなる複合合成
繊維に、高電圧処理を施してなる導電性の複合合成繊維
について発明した（特願昭６０−２５１６０１号明細書
参照）。

上記の複合合成繊維は、高電圧処理によって鞘部分の非
導電性（絶縁性）が絶縁破壊されて導電性が向上される
ものである。

（発明が解決しようとする問題点） 芯成分と鞘成分とからなる複合繊維は、第１図に示すよ
うに、芯成分１が常に複合繊維の中心に位置されるもの
でなく、従って鞘成分２の厚みｔは均一ではない。上記
のように鞘成分２の厚みが異なる複合繊維を先願発明で
例示した金属製の電極ロールを使用した高電圧処理装置
（第４図）で処理すると種々の問題があることを見出し
た。第３図において、複合繊維の原糸３は、高電圧電源
４に接続された前後一対の金属からなる電極ロール５．
６の間を通過したのち加工糸７として巻取られるが、電
極ロール５．６の表面に点接触する複合繊維の鞘部分２
の厚みｔが不均一であり、特に複数本の複合繊維を通し
た場合は鞘部分の厚みがさらに不均一となり、高電圧処
理効果が不均一となる。鞘部分の厚みｔが最小である最
肉薄の部分が絶縁破壊されるように印加電圧を設定する
と、最肉薄以上の部分は絶縁破壊されず、また最肉薄以
上の部分が絶縁破壊されるように印加電圧を大きく設定
すると屠肉薄部分に過大電流が流れて繊維強度が低下す
るかまたは溶断してしまう。また金属ロール電極による
絶縁破壊で鞘部分に付与された良導電性は、精練、染色
などの湿式処理や、繊維の使用などによって消失し易い
。

（問題点を解決するための手段） この発明は、上記の先願の問題を解決するために、金属
ロールを電極とする高電圧処理の代わりに、高電圧印加
電極として通電性液状電極を使用することにより、複合
繊維が高電圧印加電極によって包囲されるようにしたも
のである。

すなわちこの発明は、導電性物質を含有する熱可塑性樹
脂から形成される芯成分と、該芯成分を被覆する非導電
性の熱可塑性樹脂から形成される鞘成分とからなる複合
合成繊維に、通電性液状媒体を高合圧印加電極として高
電圧処理することを特徴とする導電性複合合成繊維の製
造法である。

この発明の詳細な説明するに先立って、この発明に使用
される高電圧処理の一例を楔形的に説明する。第４図に
おいて、ｙＫ糸３は引揃えられて前後２組のガイドロー
ル８、絶縁ロール９、ガイドロール１０を経て加工糸７
として巻取られる。絶縁ロール９は、通電性液状媒体１
１を収容する通電性液状媒体槽１２内に設けられ、上記
通電性液状媒体槽１２には高電圧電源４が接続されてい
る。なお上記ガイドロール８、絶縁ロール９、ガイドロ
ール１０、通電性液状媒体槽１２などは、絶縁性容器（
図示されていない）内に設置されている。

この発明の特長は、高電圧処理の高電圧印加電極として
導電性液状媒体を使用することにある。

そしてこの導電性液状媒体には複合繊維が湿潤包囲され
た状態で高電圧印加される。導電性液状媒体としては、
室温、または室温以上で複合繊維の軟化点以下の温度で
液状であればよい。導電性液状媒体のうち金属としては
、水銀、または錫／亜鉛、インジウム／鉛、錫／鉛／イ
ンジウムなどの溶融合金が使用できる。また通常の極性
溶媒としては、水、アセトン、アセトニトリル、エチル
アルコール、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホオ
キシド、およびこれらの混合溶媒である。この発明で特
に好ましい液状媒体としては、電解質の水溶液であり、
電解質としては、ＬＬ、　Ｎａ、　Ｋ、Ｃｓなどのアル
カリ金属イオン、Ｂｅ、　Ｍｇ、　Ｃａなどのアルカリ
土類金属イオン、またはＮＨ，、Ｃ）Ｉ、　ＮＨ。

などの陽イオンと、Ｆ、　Ｃ１，Ｂｒ、工などのハロゲ
ン・（オンと、ＳＯ２，Ｎｏ、　、　Ｃｏ、　、　ＣＮ
、　ＣＨ，、Ｃｏｏ、Ｃ２ＨｓＣｏｏなどの陰イオンと
の結合物などがあげられる。電解質水溶液中の電解質濃
度は、電解質の種類によって異なるが、１　ａｍ　Ｘ　
１　ａｍの白金板を１］離して測定したときの電解質水
溶液の抵抗が１〜１０００　ＫΩであるような濃度が好
ましい。電解質の濃度が小さ過ぎると水溶液の電導性が
低下し、複合繊維の導電性を向上するために過剰の印加
電圧を必要とする。

複合繊維の鞘部分を構成する熱可塑性樹脂は、繊維形成
性の高い重合体を用いる必要があり９例えばポリアクリ
ロニトリル系重合体、ポリエステル系重合体、ポリアミ
ド系重合体などが使われる。

これら熱可塑性樹脂は、所望により鞘部分の高電圧処理
によって電気絶縁性の消失を容易にするための物質を添
加することが好ましい。このような物質は、鞘部分の製
糸性や繊維の糸質に悪影響を与えない物質、例えばポリ
アルキレンゲリコール系の帯防止剤が好ましく、帯電防
止剤としてはポリアルキレンゲリコール、ポリアルキレ
ングリコール共重合体、ポリアルキレンエーテルグリコ
ール誘導体、ブロックポリエーテルアミド、ブロックポ
リエーテルエステル、ブロックポリエーテルエステルに
アクリロニトリルをグラフトした共重合体、ポリアルキ
レングリコール（メタ）アクリレートとアクリロニトリ
ルとの共重合体等を挙げることができる。これら帯電防
止剤は鞘部分中に１〜１５重量％添加されることが望ま
しく、１重量％未満では高電圧処理による電気絶縁性消
失の促進効果は少なく、また１５重量％を越えると製糸
性の悪化、糸質の低下（耐摩耗性低下等）をきたす。

また鞘部分には、芯部分に含まれるカーボンブラック等
の導電性物質の着色を隠蔽するために酸化チタンや白色
固体粒子等の白色物質を添加してもよい６例えば酸化チ
タンを添加する場合には鞘部分中に０．５〜１５重景％
添加することが望ましい。

０．５重量％未満では繊維に十分な白さを付与すること
ができず、一方１５重量％を越えると製糸性が悪化し、
且つ得られた繊維の糸質（強伸度、耐摩耗性）が低下す
るので好ましくない。

この複合繊維の芯部分に使用される熱可塑性樹脂はポリ
アクリロニトリル系重合体、ポリエステル系重合体、ポ
リアミド系重合体、ポリオレフィン系重合体、およびこ
れらの共重合体であり、特に繊維形成能を有している必
要はない。上記芯部分に添加される導電性物質としては
、沃化鋼、酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、硫化
銅、硫化亜鉛、カーボンブラックなどがあるが、このう
ちカーボンブラックとしては市販のファーネスブラック
（例えば三菱化成社形の＃４０；キャボット社製のパル
カンＸＣ−７２、パルカンＸＣ−７２Ｒ；ライオンーア
クゾ社製のケッチェンブラックＥＣ）、アセチレンブラ
ック等の公知のものが使用できる。上記の導電性物質は
通常行なわれている公知の方法によって芯部分の熱可塑
性樹脂に分散される。例えば熱可塑性樹脂の重合時に分
散させたり、熱可塑性樹脂に混線型エクストルーダーや
ドウミキサーなどの混練機により分散させる。また溶剤
に溶解する必要のある熱可塑性樹脂を用いる場合には、
重合時にカーボンブラックを添加する熱可塑性樹脂溶液
にカーボンブラックを添加し、ホモミキサー、ハイシャ
ーミキサー等で攪拌して分散することができる。

芯部分に使用される通電性物質の添加量は熱可塑性樹脂
に対して２０〜２００重量％、好ましくは５０〜１８０
重量％であるが、カーボンブラックの場合、熱可塑性樹
脂への添加量は熱可塑性樹脂に対して２０〜２００重量
％、好ましくは３０〜１００重量％であり、これにより
カーボンブラック粒子が芯部分中で互いに有効に接触す
ることになる。なお複合繊維中の導電性物質を含有する
芯部分は、連続的に１本ないし複数本以上を形成しても
よいが、繊維軸方向に断続的に存在する場合であっても
分断箇所を埋める鞘部分の電気絶縁性が高電圧処理によ
って消失されるので実質的には導電性が得ることができ
る。

この発明に於て最も重要なことは鞘部分の最小肉薄部が
高電圧処理によって電気絶縁性を消失することである。

鞘部分の一部を高電圧処理によってその電気絶縁性を消
失させるには、例えば少なくとも１対の電極を用い、そ
れらの電極間に鞘部分が電気的絶縁性を消失するに必要
な十分に高い直流電圧を好ましくは０．１〜ｌ０ＫＶ　
、または交流電圧を好ましくは０．１〜５ＫＶを印加す
ることによって効率よく行なうことができる。鞘部分に
おける電気絶縁性の消失は印加電気回路に電流計を設置
することによって確認できる。

複合繊維の高電圧処理するに先立って、鞘部分の表面を
溶解する処理、たとえば鞘部分がポリエチレンテレフタ
レートの場合にはアルカリピーリング処理を施すことに
よって高電圧処理効果を高めることができる。

複合繊維に高電圧処理するには、複合繊維がフィラメン
ト糸または短繊維集合糸であってもよい。

また複合繊維を通常のポリエステルフィラメント、ナイ
ロンフィラメントと混繊したもの、あるいは複合繊維の
短繊維と綿、羊毛などの天然繊維との混紡したものでも
よい。

（作用） この発明は、複合繊維を通電性液状媒体を印加電極とし
て高電圧処理するものであるから、鞘部分の厚みに差異
があっても鞘部分の厚みの最も小さい部分が絶縁破壊さ
れる。

（実施例） 鞘成分に極限粘度〔η）　０．６８のポリエチレンテレ
フタレート、芯成分に導電性カーボンブラック（アセチ
レンブラック、電気化学社製）を樹脂に対して３５重量
％混合したナイロン６（相対粘度２７）を、公知の多層
芯鞘繊維紡糸装置（特開昭５２−９６２１９号公報参照
）を用いて４本の芯部が鞘部内にほぼ等間隔に配列され
た断面構造の４芯複合繊維（第２図）を紡糸し、延伸し
て直径３２μｍのモノフィラメントを製造した。このモ
ノフィラメントの鞘部２と芯部１との重量比は８６／１
４、芯部１の直径は平均６μｍ、複合繊維の外周と各芯
部との最小厚みｔは２μｍであった。これらの複合繊維
の２本を合糸して前記第４図に説明した高電圧処理装置
を用いて高電圧処理を施した。高電圧処理をした複合繊
維の導電率を測定し、高電圧処理効果の均一性および耐
久性を下記表に示す。

（以下空白） 上表の実施例の実験Ｎ１１３の鞘部の樹脂は、エチレン
テレフタレート成分に５−ナトリウムスルホイソフタル
酸成分１．５モル％を共重合させた変性ＰＥＴである。

実施例の実験Ｎα２は、複合繊維の表面を２０ｇ／Ｑの
ＮａＯＨ水溶液中で８０℃、３０分間のアルカリ前処理
したものである。電極の食塩水は０．０１％ＮａＣ１水
溶液であり、実験Ｎα６のイオン交換水は水道水にイオ
ン交換をしたものであり、また比較例の実験Ｎα７の電
極ロールは第３図に説明した先願発明の電極である。

複合繊維の通電率は、複合繊維２本を合糸して高電圧処
理して得られた長さ５Ｃ１ｌの両端をクランプで把持し
、４０％ＲＨ１２０℃の雰囲気で、　ＩＯＶの直流電圧
を印加して電気抵抗Ｒ（Ω・口）を測定し、次式により
算出した。

Ｒ×デニールＸｌ０−’ 上記の測定において、合糸した２本の複合繊維が絶縁破
壊されたものの４電率は８．３Ｘ１０−’　、　　１本
が絶縁破壊されたものの導電率は５Ｘ１０−’　、　２
本とも絶縁破壊されていないものの導電率は１．２ＸＩ
Ｏ−’であった。

高電圧処理効果の均一性とは、２０回の上記導電率測定
において、導電率が１０１０−５Ｓ−ａ’以上に向上し
たものの全測定回数に対する百分比である。

また高電圧処理効果の耐久性とは、導電率ｔｏ−５ｓ・
１′″１以上に向上した複合繊維を１３０℃、６０分間
熱処理を施したのち、なお上記導電率を保持しているも
のの全測定回数に対する百分比である。繊維切断頻度は
、高電圧処理を施した際に溶断した本数の全複合繊維に
対する百分比である。

（発明の効果） この発明によれば、高電圧処理効果による均一性および
処理効果の耐久性が向上し、かつ高電圧処理時における
繊維の切断頻度が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は芯部が１本の場合の複合繊維の断面図、第２図
は芯部が４本である実施例の複合繊維の断面図、第３図
は先願発明の電極ロールを使用した高電圧処理装置の側
面図、第４図はこの発明に使用する高電圧処理装置の例
の側面図である。 １：芯部、２：鞘部、４：高電圧電源、１０：４電性液
状電極。 特許出願人　　東洋紡績株式会社 代理人　弁理士　　坂　野　威　夫 吉　　１）　了　　司 第１図　　　　　　　　　第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕導電性物質を含有する熱可塑性樹脂から形成され
   る芯成分と、該芯成分を被覆する非導電性の熱可塑性樹
   脂から形成される鞘成分とからなる複合合成繊維に、通
   電性液状媒体を高電圧印加電極として高電圧処理するこ
   とを特徴とする導電性複合合成繊維の製造法。