JPH02200827A - 導電性混繊糸とその製造法 - 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） 本発明は、芯鞘型導電性複合繊維を含有し、導電性性能
に優れ糸物性、色相及び染色性に優れた導電性混繊糸に
関する。

（従来の技術） 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、Ｗｌ！擦により静電気が発生
し易く、かかる合成繊維よりなる布帛の使用に際して塵
埃の付着、放電に伴う各種の障害等が発生している。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、カーボンブラックおよび／また
は導電性物質を配合した繊維等が提案されている（特開
昭５１−１１９０９号公報、特公昭５３−４４５７９号
公報、特公昭５６−３７３２２号公報、特開昭５７−１
９３５２０号公報）。

また、導電性金属酸化物粒子を含有した導電性複合繊維
と非導電性繊維とからなる導電性を有する混繊糸も提案
されている（特公昭６１−５６３３４号公報）。

（発明が解決しようとする課Ｈ） ところで、前記の特開昭５１−１１９０９号公報に記載
されたものは、低融点の金属を芯成分とした導電性の芯
鞘型複合繊維に関するものであるが、その実施例及び第
１図によれば金属は自重で芯成分として紡糸され、した
がって芯成分の面積の変動率はかなり高いものと考えら
れ、しかも芯成分が繊維軸に沿って５ｃｍ以上連続して
いればよいとのことから導電性の点でかなり問題かあ多
ものである。

また、特公昭５３−４４５７９号公報に記載されたもの
は、電気伝導性カーボンブラックを全体に実質的に均一
に分散させたものであるため、糸物性、色相および染色
性等の点で種々問題を有し、満足のできるものではなか
った。

さらにまた、特公昭５６−３７３２２号公報に記載され
たものは、カーボンブランクを含有する導電性複合繊維
であり、同じく糸物性、色相および染色性等の点で同じ
く問題があった。

また、特開昭５７−１９３５２０号公報に記載されたも
のは、アンチモン化合物を含有する酸化第二錫系微粉末
を配合した熱可塑性重合体よりなる成分を芯成分とした
ものをも含むものであるが、白皮が高くなる反面染色性
の点で問題が生じる。

さらに、特公昭６１−５６３３４号公報に記載されたも
のは、繊維形成性ポリマーからなる保護層と導電性金属
酸化物粒子を含有する結合材ポリマーとからなる導電層
とが接合されてなる低配向性の導電性複合繊維と高配向
性の非導電性繊維とよりなる導電性を有する混繊糸に関
するものであるが、この混繊糸はカーボンブラック使い
の導電糸に比べ白皮的には改善されるものの導電性複合
繊維の導電層として金属酸化物粒子を用いているために
染色布帛の基布と導電糸の染め差が顕著になると言う染
色性面での問題が生じ、一般衣料用として汎用性のある
ものではなかった。すなわち、金属酸化物粒子を芯に含
めても、導電糸の側面は芯の金属酸化物粒子の影響を受
けて染色性の影響を多大に受ける問題がある。

そこで、本発明は、従来の技術の欠点を解消し、鞘部が
熱可塑性重合体で芯部が低融点金属からなる芯鞘型導電
性複合繊維と非導電性繊維とからなる導電性混繊糸を提
供するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、前記の課題を解決するために次の手段をとる
ものである。すなわち、本発明は、鞘部が熱可塑性重合
体からなり芯部が該熱可塑性重合体の融点より低い融点
を有する金属からなる芯鞘型導電性複合繊維と、非導電
性繊維とからなる混繊糸であって、前記芯鞘型導電性複
合繊維の横断面における該芯部の面積割合が０．２％〜
５０％であり該芯部の糸の長平方向における面積の変動
率が２５％以下であって該芯部が糸の長平方向に実質的
につながっており、前記混繊糸における該芯鞘型導電性
複合繊維の割合が０．２５重量％〜４６重量％であり、
該非導電性繊維と該芯鞘型導電性複合繊維の沸水収縮率
がともに１５％以下で両者の沸水収縮率の差が０％〜１
５％の範囲にあることを特徴とする導電性混繊糸、及び
熱可塑性重合体を紡糸ノズルの鞘部に供給するとともに
該熱可塑性重合体の融点より低い融点の溶融金属を該紡
糸ノズルの芯部に、該鞘部に対する該芯部の面積割合が
０．２％〜５０％となるように加圧供給して芯鞘型導電
性複合繊維を紡糸しついで芯成分をその融点以上に加熱
した後少なくとも２．５倍以上の延伸倍率で熱延伸して
環水収縮率１５％以下とし、さらに得られた芯鞘型導電
性複合繊維を沸水収縮率差が０％〜１５％となるように
湧水収縮率１５％以下の非導電性繊維と組合わせて前者
と後者との重量割合（％）を０．２５＋９９．７５〜４
６：５４になるべく混繊することを特−徴とする導電性
混繊糸の製造法を、前記課題を解決するための手段とす
る。ものである。

以下に、本発明の詳細な説明する。

まず、本発明で用いる芯鞘型導電性複合繊維の鞘部を構
成する熱可塑性重合体は、溶融紡糸可能な繊維形成重合
体であればよい、かかる重合体の具体例としてはポリエ
チレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートの
如きポリエステル、ナイロン６やナイロン６６の如きポ
リアミド、ポリエチレンやポリプロピレンの如きポリオ
レフィン等、またはこれ等を主成分とする重合体等を挙
げることができる。

またかかる鞘部の熱可塑性重合体には必要に応じて任意
の添加剤例えば艶消剤、着色剤、酸化安定剤を含有させ
てもよい。

特に、導電性複合繊維の白色度、染色性面を考えると熱
可塑性重合体としては二酸化チタンを１％〜３％含有し
たポリエステルおよびナイロンが好ましい。

また本発明で用いる芯鞘型導電性基合繊維の芯部を構成
する低融点金属として具体的にはインジウム（Ｉｎ）、
セレン（Ｓｓ）、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛
（Ｐｂ）、カドミウム（Ｃｄ）等の金属およびそれらの
金属からなる二元系、三元系、四元系等の合金があり、
合金の具体例としては、Ｂｉ／Ｓｎ、　Ｂｉ／Ｉｎ５Ｓ
ｎ／Ｐｂ　、、Ｂ１１５ｎ／Ｉｎ、　Ｂｉ／Ｐｂ／Ｃｄ
。

Ｂｉ／Ｐｂ／Ｓｎ、　Ｂｉ／Ｓ＋／Ｉｎ／Ｐｂ、　Ｂｉ
／Ｓｎ／Ｐｂ／Ｃｄ　、　Ｂｉ／Ｓｎ／■口／Ｐｂ／Ｃ
ｄ等が挙げられる。

つぎに、芯部の金属の融点は鞘部の熱可塑性重合体の融
点より低くなければならない。

これは、複合紡糸時に芯部となる金属を均一に溶融した
状態で供給することができず、その結果望ましい導電性
を得にくいばかりか、また、糸質的にも不十分なものと
なるためである。

そして、芯部の金属の融点Ｍｃは、鞘部の熱可塑性重合
体の融点より低くしかも７０℃≦Ｍｃ≦１３０℃の範囲
にあるのが好ましい、１３０℃をこえると、芯鞘型導電
性複合繊維の延伸が困難となり、他方Ｍｃが７０℃より
小さくなると紡糸時における芯部金属の固化かしにくく
なることがら相平衡的に不安定、な状態になるので好ま
しくない、また、融点の不 測定は、ダ差走査熱量測定（ＯＳＣ）による。

さらに、本発明で用いる芯鞘型導電性複合繊維において
、該芯鞘型導電性複・合繊維０横断面における芯部の占
める面積割合、長さ方向の変動率および連続性等は複合
繊維の導電性、糸物性、色相および染色性等を太き（左
右するため、芯部の面積割合は０．２％〜５０％である
が、糸物性、染色性等を考慮すると０．５％〜４０％、
さらに０．５％〜３０％が好ましい、芯部面積の長さ方
向の変動率は複合繊維の糸物性に影響することから２５
％以下が必要で、特に１０％以下にすることが好ましい
。

また、芯部は糸の長手方向に実質的につながっていなけ
ればならない、ここで、実質的につながりているとは、
１ｍ当りの不連続部の合計が５ｃｍ以下であることを意
味する。

Ｉｎ当りの不連続部の合計が５１以下であれば導電性能
的には問題ないが、ｔｅｌ以下が好ましい。

１ｍ当りの不連続部が本発明の５１を越えると、導電性
能が低下するばかりか、糸物性に斑の多い糸となるので
好ましくない。

本発明の導電性混繊糸は、前述の芯鞘型導電性複合＃ａ
維と非導電性繊維とからなる混繊糸であるが、この両者
の湧水収縮率の値、及び両者の差が本発明において重要
であり、両者の湧水収縮率はともに１５％以下好ましく
は１１％以下にする。そして両者の湧水収縮率の差は、
０％〜１５％の範囲好ましくは０％〜１１％の範囲にあ
り、好ましくは非導電性繊維の湧水収縮率の方が高い、
芯鞘型導電性複合繊維の湧水収縮率が１５％をこえると
金属が均一に収縮せず、したがって金属の形態がくずさ
れ、導電性能が低下し、糸物性の低下につながるので好
ましくない、他方、非導電性繊維の湧水収縮率が１５％
をこえると布帛の後加工時の形態安定性が悪くなるので
好ましくない。

さらに、湧水収縮率の差も０％〜１５％の範囲にする。

１５％をこえると染色布帛の美観が著しく損なわれるの
で好ましくない、好ましくは０％〜１１％とする。また
、非導電性繊維の湧水収縮率の方が、芯鞘型導電性複合
繊維のそれより大きいことが好ましい。

本発明の混繊糸を構成する非導電性繊維を形成する重合
体としては、芯鞘型導電性複合繊維の鞘部を形成する重
合体と同一、同種又は類似のものであることが、染色性
および糸物性等の観点から好適である０例えばナイロン
６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン６１０など
ポリアミド同志の組合せ、ポリエチレンテレフタレート
、変性ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレ
フタレートなどのポリエステル同志の組合せが好適であ
る。

また、導電性混繊糸における芯鞘型導電性複合繊維の割
合は、０．２５重量％〜４６重量％である。なお、容積
比でいえば０．１％〜３０％が好ましい。

０．２５重量％未満になると導電性能の点から好ましく
なく、他方４６重量％をこえると糸物性、染色性の点で
好ましくない。

さらに、本発明における混繊の状態は、合糸、合撚、流
体交絡、電気混繊、機械混繊による状態を意味する。い
ずれにしても両者が分離しないよう適当な手段で一体化
することが望ましい０例えばそのために加熱することや
、エアジェツトなどによって交絡させることが有効であ
る。この目的のための撚数は１０回／ｍ以上特に２０〜
５００回／ｍ程度が好適である。同様に交絡数はｌＯ個
個所型以上、特に２０〜１００個所／ｍ程度が好適であ
る。

また合繊の一体化を強めるために、適当な接着剤で、繊
維を相互に接着させることが有効である。

この様な接着は通常の方法によって行うことができ特に
限定するものではない、芯鞘型導電性複合繊維と非導電
性繊維との混繊比率や夫々の繊度、繊維を構成する単繊
維の本数などは特に限定されず、使用目的に応じて任意
に選べばよい、芯鞘型導電性複合繊維の繊度としては例
えば５〜１００デニール、構成フィラメント数は１〜３
０本程度が、同様に非導電性繊維の繊度としては５〜３
００デニ一ル程度、構成フィラメント数は１〜１００本
程度が好適なことが多い。

次に本発明の導電性混繊糸を製造する方法を図面を用い
て具体的に説明する。第１図、第２図および第３図は本
発明の導電性混繊糸を製造するための装置の一実施１！
様例の概略断面図である。第１図において溶融タンク５
で溶融した金属をギヤーポンプ４で溶融タンク６に・移
送し、溶融タンク６のレベルを一定にコントロールする
。

次に制御回路３、パワーアンプ２および電気制御パルプ
１でコントロールされた０、１〜１０ｋｇ／ｃｊ・Ｇの
一定圧力の不活性ガス１０で溶融タンク５．６を加圧し
、一定量の溶融金属１２を紡糸ノズル８に供給し、金属
より融点が高い熱可塑性重合体と芯鞘比が０．２：９９
．８〜５０　：　５Ｇとなるように複合し、導電性複合
繊維９を作製する０本発明における紡糸時の紡速は最終
糸質面を考えると６００〜２０００　ｍ７分の範囲が好
ましい、芯鞘型導電性繊１９は、７ルチフィラメント糸
又はモノフィラメントの形で紡糸され船が、この芯鞘型
導電性複合ｌｌ１ｗ１９はローラー１３を経て、予熱ロ
ーラー１４に導かれ、加熱延伸後、加熱器１５を経゛て
混繊用ローラー１６に送られる。導電性複合繊維の延伸
は通常の延伸方法を適用できるが、延伸前に加熱ローラ
等により芯成分を融点以上、に加熱することが必要で、
この工程が付与されないで延伸すると芯成分は著しく断
線し、糸質に斑が生じるので好ましくない、延伸倍率は
２．５倍以上好ましくは２．７倍〜４．０倍にする。

また、加熱器１５の温度は１３０℃以上好ましくは１５
０〜２００℃とする。

他方、非導電性繊維１８はローラー１７を経て合糸用ロ
ーラー１６に送られ、ここで延伸された芯鞘型導電性複
合繊維と９９．７５：０．２５〜５４２４６の重量比で
混繊されて、更にリング撚糸法１９によって加熱されて
２種の繊維は一体化される。

（実施例） 以下実施例により本発明を説明するが、本発明は実施例
に限定されるものではない、なお実施例中の各特性は以
下に示す方法で測定した。

■　強伸度は引張り試験機により測定した・強度（ｇ／
ｄ）は１００％／分の速度で伸長した時の切断強度であ
る。

・伸度（％）は１００％／分の速度で伸長した時の切断
強度である。

■　芯成分の混率 光学顕微鏡で観察した複合繊維全断面積に対する面積割
合（％）である。

■　芯成分の連続部長 複合繊維の側面を光学顕微鏡で観察した１ｍ当りの合計
長さ（１）である。

■　電気比抵抗 ２５℃、６５％Ｒ１１において混繊側面と導電性混繊糸
などにより金属と接続し、ＩＯＶの直流電圧を印加して
測定した（Ω・１、糸長５Ｃ１）。

■　摩擦帯電電荷量 ポリエステル加工糸使い白色ツイルに混繊糸および合撚
糸を縫込み（１本／１０■）、２０℃、３０％■でＪＩ
Ｓ　Ｌ−１０９４−１９８０法により測定した（μＣ／
が）。

■　染色性 ポリエステル加工糸使い白色ツイルに混繊糸および合撚
糸を縫込み（１本／１０ｍ）、分散染料にて下記条件下
で染色し、染色性の目視で、測定した。

Ｄｉａｎｉｘ　　Ｂｌｕｅ　　ＥＣ−ｗ　　２χ　０１
１ｆ１３０℃×６０ ■　　色　　相 混繊糸および合撚糸をポリプロピレン製袋（１５■Ｘ１
５−Ｘ３ｍ）に詰めて色差計で測色したＬ値、ａ値、ｂ
値である。

実施例−■ 〔η）−０，８５、酸化チタンを２％含有したポリエチ
レンテレフタレートを鞘成分としく融点２５８℃）、融
点が７８．８℃の合金（ビスマス／スズ／インジウム系
）を第１図に示した装置を用いて溶融、加圧（Ｎ富ガス
、０．４０ｋｇ／ｃｊ）　Ｌ、第２図に示した複合ノズ
ルに供給し、紡糸温度２８５°Ｃ紡速７００ｍ／分で複
合紡糸した後、予熱ローラー（８５℃）、加熱器（１５
０℃）を備えた延伸機で２．５倍延伸した。

得られた複合繊維のデニールは１８ｄ（モノフィラメン
ト）で、強度は３．１ｇ／ｄで伸度は３８％であった。

尚、複合繊維横断面における芯部の占める面積割合は１
０．０％で、芯部の長さ方向１ｍ当りの不連続部の合計
は０．２０であった。しかも、芯部の面積の変動率は２
％であった。

次に第３図に示した方法で、上記導電性複合繊維と３０
デニール１５フイラメント、強度４．８ｇ／ｄ。

沸水収縮率８％のポリエチレンテレフタレート（酸化チ
タン２％含有）の延伸糸（非導電性）と撚数５０Ｔ／Ｍ
で合撚し混繊糸をえた。

比較例−１ 実施例−１と同様の条件で複合紡糸、延伸をした（デニ
ール１５ｄ１強度４　、５ｇ／ｄ　、伸度４０％、芯部
の占める面積割合０．１％、面積変動率３３％、沸水収
縮率８％、芯部の長さ方向１ｍ当りの不連続部の合計は
１０Ｃ１１）芯鞘型導電性複合繊維を用い、実施例−１
に示した条件下で実施例１と同し非導電性繊維と重量％
で合撚し導電性混繊糸を得た。

比較例−２ 実施例−１と同様の条件で複合紡糸、延伸をして得られ
た導電性複合繊維（デニール３０ｄ、強度２．３ｇ／ｄ
、伸度２５％芯部の占める面積割合は６５％、面積変動
率８％、芯部の長さ方向１ｍ当りの不連続部の合計はＯ
，，５ｃｍ）を用い、実施例−１に示した条件下で非導
電性繊維と５０重量％合撚し、混繊糸を得た。実施例−
１、比較例−１および比較例−２から得られた混繊糸の
特性を第１表に各々示した。

第１表 農洒−１５刈０”　　７６．３−０．９１．０　　　　
’第１表中で比較例−１は芯鞘型複合繊維中の芯部合金
が少ないために色相、染色製は良いが導電性が非常に低
い、他方、比較例−２は芯部合金が多いため導電性があ
るものの色相および染色性がｗ４Ｍに悪い、これに対し
て本発明の実施例−１のものは好ましい導電性と色相を
有し、しかもすぐれた染色性を有していた。

実施例−２ 実施例−１と同様な条件でイロン６を鞘部とした導電性
複合繊維（デニール６ｄ、強度２　ｇ／ｄ、伸度５０％
、芯部の占める面積割合は８％、面積変動率３％、清水
収縮率８％、・芯部の長さ方向１ｍ当りの不連続部の合
計は０．５ＣＩ）を用いて２４デニール／４フイラメン
ト、強度３ｇ／ｄ、沸水収縮重水収縮率ナイロン６と実
施例−１同様に２０重量％合撚し混繊糸を得た。この混
繊糸と７５デニール／２６フイラメント（酸化チタン０
．５％含有）ポリエチレンテレフタレート延伸糸２木七
を撚数１５０丁／Ｍで合撚した。

従来例１ ナイロン６使い市販の導電性繊維（導電層：カーボン・
ブラック）を用い実施例−２同様にして合撚糸を得た。

従来例２ ナイロン６使い市販の導電性繊維（導電層：金属化合物
を用い実施例−２と同様にして合撚糸を得た。実施例−
２、従来例１および従来例２で用いられた導電性混繊糸
の特性を第２表に、また実施例−２、従来例１および従
来例２から得られた合撚糸をポリエステル加工糸使い白
色ツイルに縫込んだ布帛の導電性および染色性を第３表
に示した。

第２表 従来例１ ２４ｄ／４ｆ １．８　　１５０ １４０’　　４３．４−１．１３．７ 第３表 従来例１ ２．０ 基布との差顕著、黒筋 第２表、第３表から、従来例１は導電性が良いものの、
強度が低く伸度が高すぎるなど糸質が悪（、布帛°の色
相（染色後）も悪かった。従来例２は、伸度が高いなど
糸品質が悪く、導電性も悪かった。実施例−・２は厚電
性良好で糸品質、色相も良好であった。

実施例−３ 溶融合金の供給圧のみ一変更し、他は実施例−１と同様
の方法で°複合紡糸、延伸をした。その後得られた芯鞘
型導電性複合繊維を実施例−１に示した方法で非導電性
ｔｓＩｌと合撚し混繊糸を得た。

それぞれの染色特性を第４表に示した。

本発明の領域からはずれると、染色物の目ムキ程度は著
しく悪化する。しかし本発明の領域をすべて満足するも
のは、染色物の目ムキがなく、すぐれた染色性を有した
。

（発明の効果） 本発明の導電性混繊糸は低融点金属からなる芯部の混率
および長さ方向の形態を十分制御した芯鞘型導電性複合
繊維と非導電性繊維との混線からなるもので、その結果
導電性能はもちろん糸物性、色相、染色性面ですぐれた
特質を有しており、本発明の導電性混繊糸を用いて帯電
防止作業衣、ユニフォーム、カーペット、カーシート、
電磁波シールド材としての利用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる芯鞘型導電性複合繊維を製造す
る際の溶融金属の供給装置の一実施態欅例の概略断面図
で、第２図は第１図に示した装置に用いられる複合化ノ
ズルの概略断面図であり、第３図は導電性複合繊維と非
導電性繊維との混繊化装置の一実施態様例の概略断面図
である。 電気制御パルプ、 制御回路、 溶融タンク、 圧力計、 導電性複合繊維、 熱可塑性重合体、 ローラー 加熱器、 ローラー スピンドル、 パワーアンプ ギヤーポンプ 溶融タンク 複合化ノズル 不活性ガス 溶融金属 予熱ローラー ローフ− 非導電性繊維

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鞘部が熱可塑性重合体からなり芯部が該熱可塑性重
   合体の融点より低い融点を有する金属からなる芯鞘型導
   電性複合繊維と、非導電性繊維とからなる混繊糸であっ
   て、前記芯鞘型導電性複合繊維の横断面における該芯部
   の面積割合が０．２％〜５０％であり該芯部の糸の長手
   方向における面積の変動率が２５％以下であって該芯部
   が糸の長手方向に実質的につながっており、前記混繊糸
   における該芯鞘型導電性複合繊維の割合が０．２５重量
   ％〜４６重量％であり、該非導電性繊維と該芯鞘型導電
   性複合繊維の沸水収縮率がともに１５％以下で両者の沸
   水収縮率の差が０％〜１５％の範囲にあることを特徴と
   する導電性混繊糸。 ２、熱可塑性重合体を紡糸ノズルの鞘部に供給するとと
   もに該熱可塑性重合体の融点より低い融点の溶融金属を
   該紡糸ノズルの芯部に、該鞘部に対する該芯部の面積割
   合が０．２％〜５０％となるように加圧供給して芯鞘型
   導電性複合繊維を紡糸し、ついで芯成分をその融点以上
   に加熱した後少なくとも２．５倍以上の延伸倍率で熱延
   伸して沸水収縮率１５％以下とし、さらに得られた芯鞘
   型導電性複合繊維を沸水収縮率差が０％〜１５％となる
   ように沸水収縮率１５％以下の非導電性繊維と組合わせ
   て前者と後者との重量割合（％）を０．２５：９９．７
   ５〜４６：５４になるべく混繊することを特徴とする導
   電性混繊糸の製造法。