JPS6399314A - 導電性複合繊維 - 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） 本発明は導電性複合ａｍに関し、更に詳しくは耐摩耗性
、耐薬品性９表面導電性に優れた導電性ｍＭに関する。

（従来の技術） ナイロン、ポリエステル、およびアクリルなどの合成重
合体からなる繊維はその疎水性の為に静電気が発生し易
く、従来からこの帯電性を防止するため多数の提案がな
されている。就中、カーボンブラックや金属粉などの導
電性粒子を分散させた熱可塑性重合体とｌｌｌ影形成性
重合体を芯／鞘に複合した複合繊維が特公昭５２−３１
４５０号公報で提案されて以来、様々な提案がなされて
いる。

しかし、導電性物質を含有する導電成分を非導電成分で
完全に被覆した複合ｍｇではコロナ放電を生起する為に
鞘の絶縁破壊を必要とし導電性が劣るという欠点がある
。

また、導電成分を鞘とする複合繊維や導電成分と非導電
成分とをサイドバイサイド型に接合した複合！ｌ雑又は
導電成分の一部が糸表面に露出した型の複合繊維は、導
電性に優れているものの、導電成分中に導電物質が多量
に存在するため、耐摩耗性が低（使用時に発塵する欠点
がある。

この欠点を解決するため、特開昭５５−１３３７号公報
では導電成分が芯と鞘との中間体に存在する三層複合繊
維、特開昭５６−３７３１３号公報及び特開昭５６−３
７３１４＠公報では横断面がマルチローバルで凹部の周
辺部に導電成分を局在化させた繊維、特開昭５７−２９
６１１号公報では多芯型の芯鞘複合繊維、特開昭６１−
１３２６２６号公報では導電成分が含有されている芯部
を取り囲む鞘部分の一部を溶剤に可溶なポリマーで複合
繊維を形成してから溶剤で前記部分を洗い落して凹部を
形成する複合ｍ維が提案されている。

しかし、これら提案による複合ａＩＮは、導電成分が糸
表面に近づき過ぎると耐摩耗性が不十分であったり、凹
部に導電成分が局在化させたものは露出タイプに近いた
め、屈曲等の力が作用すると発塵し易い問題が生じる。

ところで、かかる導電性繊維は種々の用途に用いられて
いるが、特にエレクトロニクス産業等のクリーンルーム
内で着用される無塵衣用途に多量に用いられており、前
記発塵は絶対に遊けなければならない問題である。

しかも、近年のエレクトロニクスの発展に伴い、クリー
ンルーム用無塵衣は更に高度の防ａ棒が要求され同時に
フッ化水素や硝酸等の薬品がクリーンルーム内で使用さ
れる様になった為に耐薬品性も要求される様になった。

（発明の目的） 本発明の目的は、摩擦や屈曲等によって発塵することが
なく、しかも優れた耐薬品性と導電性能とを具備し、特
に無塵衣用途に適した導電性複合繊維を提供することに
ある。

（構成） 本発明者等は、前記目的を達成すべく検討した結果、導
電物質を含有するポリマーを芯部とする芯／鞘導電性複
合繊維において、鞘部に凹部を形成し、前記凹部内に鞘
部の最小厚さ部位を存在させるときは、耐摩耗性及び耐
薬品性が著しく改善されることを見い出し、本発明に到
達した。

即ち、本発明は、導電性物質を含有する熱可塑性ポリマ
ーからなる導電性の芯部と、これを取囲むｍＮ形成性ポ
リマーからなる鞘部とで構成されている複合１１１ｉの
横断面において、該鞘部表面に下記式を満足する形状の
少くとも１個の凹部が形成され、前記凹部内に鞘部の最
小厚さ部位が存在し且つ前記部位の厚さが０．５〜５μ
而であることを特徴とする導電性複合ＩＩＮである。

凹部形状 ｂ／ａ　）　０．５ ａ；凹部最上部の相対峙する２点間の最短長り；凹部最
深点と前記２点間を結ぶ直線上の点との最短長 本発明の複合繊維の芯部を構成する熱可塑性ポリマー中
に配合される導電性物質としては、導電性カーボンブラ
ック、金属粒子１表面に金属皮膜を有する粒子、導電性
金属化合物を使用することができる。

ここで、導電性カーボンブラックとしては、例えばオイ
ルファーネス系の“ケッチェンブラックＥＣ”（日本イ
ージー社）、“コンダクテックス９７５”フンダクテッ
クスＳＣ″（コロンビアン社）やアセチレン系の“デン
カブラック”（電気化学社）等を挙げることができる。

そして、芯部を構成する熱可塑性ポリマーへの導電性カ
ーボンブラックの配合率は、２０〜５０重量％とするこ
とが好ましく、特に２５〜４０重量％が好ましい。２０
重量％未満では導電性能が低下する傾向があり、５０重
量％を越えるとポリマー中への均一分散が困難でなる傾
向がある。

また、金属粒子としては、銀、ニッケル、銅。

鉄、アルミニウム、或いはこれらの合金から成る粒子を
使用することができ、表面に金属皮膜を有する粒子とし
ては、アンチレン酸化物を第２成分として混合焼成した
酸化錫、アルミニウム酸化物を第２成分とした酸化亜鉛
、前記酸化錫や酸化亜鉛等導電性酸化物の皮膜を有する
酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アル
ミニウム等蕪機粒子が使用できる。更に、導電性の金属
化合物としては、硫化銅、沃化銅、硫化亜鉛、硫化カド
ミニウム等を挙げることができる。

これら金属粒子、金属皮膜粒子、導電性金属化合物の配
合率は、粒子の種類１粒子径、導電性及び芯部を構成す
るマトリックスポリマーの性質や結晶性などによ変るが
、ポリマーに対して４０〜８０重邑％が好ましり４０重
Ｄ％より少ない場合は、導電性が低下する傾向があり、
８０重量％よりも多い場合は、ポリマー中への均一分散
が困難となる傾向がある。

芯部を構成する熱可塑性ポリマーとしては、ポリアミド
、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリエーテルなどの
ポリマーを任意に選ぶことができるが、製糸段階での導
電性の確保及び鞘成分との密着性を考慮すると、ナイロ
ン６、ポリエチレン。

ポリエチレンテレフタレート等が好ましい。鞘成分とし
て用いられるｍｇ形成性ポリマーとしては、耐薬品性の
優れているポリマーであればよいが、ポリエステル、ポ
リオレフィン及び／又はこれらの共重合物が好ましい。

また、芯／鞘部を構成するポリマー中に、有機スルホン
酸またはその金属塩、有様リン酸またはその金属塩など
の界面活性剤を含むポリアルキレングリコール、ブロッ
クポリエーテルエステル。

ブロックポリエーテルアミドなどの有機制電性成分をポ
リマーに対し５１恐％以下分散させてもよい。

更に、鞘部を構成するポリマー中へ本発明の目的を損わ
ない程度に公知の艶消剤、耐熱剤、抗酸化剤、耐光剤、
Ｈ燃剤、螢光剤等を配合させてもよい。

本発明においては、前述した導電性物質を含有　□する
熱可塑性ポリマーからなる導電性の芯部と、これを取囲
む繊維形成性ポリマーからなる鞘部とで構成されている
複合繊維であって、その横断面において、鞘部に少くと
も１個の凹部が形成され、且つ前記凹部内に鞘部の最小
厚さ部位が存在していることが肝要である。

本発明の複合！ｌＨについて図面を用いて説明する。

第１図及び第２図は本発明の複合ｔＪＡＨの横断面図、
第３図及び第４図は本発明の複合繊維を得ることができ
る紡糸吐出孔の横断面図、及び第５図は従来の複合繊維
の横断面図を夫々示す。

第１図において、斜線部（１）は導電性物質を含有する
芯部、（２は芯部（１）を取り囲む鞘部、（３）は鞘部
゛（ａに形成されている凹部、（Ｃ）は鞘部の最小厚さ
部位を夫々示す。

本発明の複合繊維は、第１図に示す如く、鞘部（２に少
くとも１個の凹部（３）が形成されており、且つこの凹
部（３）内に鞘部の最小厚さくＣ１となる部位が°存在
しているものである。

これに対して横断面形状が、第５図（ホ）の如く、鞘部
の厚さが均一の複合繊維であれば、繊維の力学的特性を
保持するために鞘部の厚さを５．０μｍを越える厚さと
しなればならず、複合ｍ維の導電性能は劣るものである
。

また、第５図（へ）の如く、芯部を偏心させて一部を露
出させた複合繊維は良好な導電性能を呈することができ
るが、摩擦又は薬品によって芯成分が剥離又は溶解され
易いため、発塵し易く且つ耐薬品性に劣るものとなる。

この点、本発明においては、第１図に示す形状とするこ
とによって、導電性物質が多陽に含有する芯部を摩擦及
び薬品から保護することができるのである。

更に、本発明においては、凹部（３）の形状が下記式を
満足し且つ鞘部の最小厚さくＣ）が０．５〜５μｍであ
ることが大切である。

凹部形状 ｂ／ａ　〉０．５ ここで、ａは凹部最上部の相対峙する２点間の最短長で
あり、ｂは前記２点間を結ぶ直線上の点と凹部最深点と
の最短長である。

かかるｂ／ａが０．５未満のときは、芯部をＦＪ！擦等
の外力から保護する働きが小さいために芯成分が剥離さ
れることがあり、発四の原因となる。本発明の凹部とし
ては、ｂ／ａが０．７以上、特に１以上となる凹部が好
ましく、その上限は特に限定する必要はないが、製糸上
から１．５とすることが好ましい。

また、凹部（３）内に存在する鞘部の最小厚さくＣ）が
０．５μｍより薄いときは、芯部分を保護する能力が小
さいために芯成分が剥離され易く、５μ雇より厚いとき
は導電性能が劣る。かかる鞘部の最小厚さくＣ）は４μ
ｍ以下、特に２．５μ肌以下であることが好ましい。

本発明において、鞘部（２）に形成される凹部は１個で
あってもよいが、第２図（イ）〜（に）に示す如く、複
数個形成されていてもよい。

また、複合繊維の横断面における芯部のしめる゛面積比
率は高い方が導電性能はすぐれているが、繊維の強度等
の関係から３〜３０％が好ましく、芯部の位置は横断面
のほぼ中心に配置されていることが好ましい。

以上、述べてきた本発明の複合繊維は、通常の複合紡糸
装置を用い、第３図及び第４図に示す形状の紡糸吐出孔
を用いることにより製造することができる。

即ち、第３図及び第４図において、その中心部（破線で
囲まれている部分）から芯部を形成するポリマーを吐出
し、その他の部分から鞘部を形成するポリマーを吐出す
ることによって、第２図（０）及び（イ）の断面形状の
複合繊維を得ることができる。　　′この様にして得ら
れる導電性複合ｍ維に放電加工を施し選択的に凹部内に
ある鞘部の最小厚さ部位を絶縁破壊することが好ましい
。かかる放電加工によって、芯部が保護されつつ糸表面
導電性が飛躍的に向上される。

この放電加工条件は、鞘部を構成するポリマー成分及び
鞘厚さ等種々の因子によって適宜選択されるべきである
が、−例としては上記導電繊維を速度５〜１０ＴｒＬ／
分で走行させ、それに間隙０〜１Ｍで針電極を設置しマ
イナスの電圧１０〜２０ＫＶを印加させる。この際に、
導電性複合繊維を通常の糸と撚糸して走行させてもよい
し、絶縁破壊を安定に効率よく実線させるため水性液を
導電性複合繊維に付与してもよい。

尚、本発明の複合ｔｌＪｌはフィラメント状またはステ
ープル状等所望の形態で使用することができ、又他の帯
電性のｔｌｉ維と混用して使用することもできる。

（作用） 本発明の導電性複合！ｉ１１雑は、耐薬品性に優れてい
るポリマーから成る鞘部に形成されている特定形状の凹
部内に一定範囲の厚さを有する鞘部の最小厚さ部分が存
在するため、摩擦及び薬品に対して耐久性が乏しい導電
性物質が含有されている芯部を保護することができる結
果、摩擦や屈曲等の外力に対して芯部の剥離による発塵
を防止し同時に優れた耐薬品性と導電性能とを兼備する
ことができる。

（発明の効果） 本発明の導電性複合繊維は、優れた防萌性、耐薬品性、
耐摩耗性、導電性能を有するため、クリーンルーム用の
防塵衣等に好ましく使用することができる。

（実施例） 以下、実施例をあげて本発明を具体的に説明する。部及
び％は特記しない限り［ｉ部及び重岱比を示す。

実施例１及び２ メルトフローインデクス（〜１１）２００のポリエチレ
ン７０重岱部にファーネス系の導電性カーボンブラック
３０重量部を添加し溶融混合して得た導電性ポリマーの
チップ（体積固有抵抗値１．３Ｘ　１０２Ω・ｃｒＲ）
と酸化チタン２．５重量％を含むオルソクロルフェノー
ル中２５℃で測定した極限粘度０．６４のポリエチレン
テレフタレートチップとを吐出孔形状が第３図に示す複
合紡糸装置を用い紡糸温度２９０℃で複合比率（吐出重
量比）芯／鞘＝　１１５　。

フィラメント数＝３．紡速７００ｍ　／分で巻取ったと
ころ概略第２図（０）のような断面形状の原糸を得た。

この原糸を予熱温度１１０℃、熱セツト温度１８０℃、
延伸倍率３．８６倍で延伸し３０デニール３フイラメン
トの延伸糸を得た。得られた複合ｔｌ雑の断面形状９強
度、伸度、屈曲摩耗前後の電気抵抗値、薬品処理及び屈
曲摩耗によく電気抵抗保持率について評価し、その結果
を表−１に示す。

実施例３ 平均粒径０．２４μｍの酸化チタンに重量的１２％の酸
化錫皮膜を形成させたものに酸化アンチモン微粒子を２
％混合焼成して得られる白色導電性粉末Ｗ−１（三菱金
属製）７２部と（ＭＩ）７０のポリエチレン２８部とを
溶融混合して導電性ポリマーチップ（体積固有抵抗値３
．ＯＸ　１０３Ω・ｃｍ　）を１１だ。

このチップを芯にして実施例１と同様にして鞘がポリエ
チレンテレフタレートの複合°繊維を紡糸延伸して１ｑ
た。得られた複合繊維の特性を表−１に示す。

実施例４ 紡糸吐出孔が第４図に示す形状のものを用いる他は、実
施例１と同じポリマーを用いて同一条件で紡糸延伸した
ところ、第２図（イ）に示す断面形状を有する延伸糸が
得られた。得られた複合繊維の特性を表−１に示す。

比較例１〜３ 実施例１で用いたと同じポリマーを使用し、公知の複合
紡糸装置で第５図（（社）（へ）に示す断面形状の未延
伸糸を得、ついで実施例１と同一条件で延伸した。

得られた複合ｌｌＮの特性を表−１に示した。

比較例１及び３で得られる糸は本発明の糸（実施例１〜
４）と比較して糸表面の電気抵抗値が高く、比較例２で
得られる系は屈曲後の表面及び断面の電気抵抗値の劣化
が大きく、薬品処理後の断面電気抵抗値保持率も悪い。

実施例５ 実施例１で得られた３０デニール３フイラメントの複合
導電ｔａｍを７５デニールの３６フイラメントの糸と合
糸してイオン交換水をロールでディップした後、５ｍ／
分で走行させた。この際に針電極を０．５ａｍの間隔で
対峙させ５ＫＶの電圧を印加した後に巻取った。得られ
た糸の表面電気抵抗は５×１０７Ω／αと断面電気抵抗
に近い値まで改良された。

【図面の簡単な説明】

本発明の複合ｌＩＨについて図面を用いて説明する。 第１図及び第２図は本発明の複合繊維の横断面図、第３
図及び第４図は本発明の複合繊維を得ることができる紡
糸吐出孔の横断面図、及び第５図は従来の複合繊維の横
断面図を夫々示す。 図において、１は芯部、２は鞘部、３は凹部を夫々示す
。 第１図 第２図 （イ）（°て＝り（ハン　　　　　　（ニ）第３図 第４図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性物質を含有する熱可塑性ポリマーからなる
   導電性の芯部と、これを取囲む繊維形成性ポリマーから
   なる鞘部とで構成されている複合繊維の横断面において
   、該鞘部表面に下記式を満足する形状の少くとも１個の
   凹部が形成され、前記凹部内に鞘部の最小厚さ部位が存
   在し且つ前記部位の厚さが０．５〜５μｍであることを
   特徴とする導電性複合繊維。 凹部形状 ｂ／ａ≧０．５ ａ；凹部最上部の相対峙する２点間の最短長ｂ；凹部最
   深点と前記２点間を結ぶ直線上の点との最短長
2. （２）導電性物質が導電性カーボンブラック、金属粒子
   、導電性金属化合物、又は表面に金属皮膜を有する粒子
   である特許請求の範囲第（１）項記載の導電性複合繊維
   。
3. （３）導電性カーボンブラックの配合率が芯部を構成す
   るポリマーに対して２０〜５０重量％である特許請求の
   範囲第（２）項記載の導電性複合繊維。
4. （４）金属粒子、金属皮膜を表面に有する粒子、又は導
   電性金属化合物の配合率が芯部を構成するポリマーに対
   して４０〜８０重量％である特許請求の範囲第（２）項
   記載の導電性複合繊維。
5. （５）鞘部を構成するポリマーがポリエステル、ポリオ
   レフィン、及びこれらの共重合物から選ばれた少くとも
   １種のポリマーである特許請求の範囲第（１）項記載の
   導電性複合繊維。
6. （６）鞘部の最小厚さ部位が絶縁破壊されている特許請
   求の範囲第（１）項記載の導電性複合繊維。