JPH0372749B2 - - Google Patents

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JPH0372749B2
JPH0372749B2 JP8818086A JP8818086A JPH0372749B2 JP H0372749 B2 JPH0372749 B2 JP H0372749B2 JP 8818086 A JP8818086 A JP 8818086A JP 8818086 A JP8818086 A JP 8818086A JP H0372749 B2 JPH0372749 B2 JP H0372749B2
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JP
Japan
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fiber
discharge
conductive
core
sheath
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Application number
JP8818086A
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Japanese (ja)
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JPS62250273A (en
Inventor
Setsuo Yamada
Fumiki Takabayashi
Yoshuki Sasaki
Katsuyuki Kasaoka
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
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Priority to US06/895,791 priority patent/US4743505A/en
Priority to CA000516073A priority patent/CA1282924C/en
Priority to DE8686111489T priority patent/DE3673097D1/en
Priority to EP86111489A priority patent/EP0212626B1/en
Priority to KR1019860006873A priority patent/KR930000241B1/en
Priority to AU61822/86A priority patent/AU594701B2/en
Priority to CN86105231A priority patent/CN1010039B/en
Priority to US07/064,337 priority patent/US4756926A/en
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、導電性複合繊維に関する。 (従来技術) 静電気による障害は従来から問題になつている
が、最近特に静電気問題がクローズアツプされて
来ている。その理由は、静電気に関する研究が進
み、いままで原因不明とされてきた火災や爆発な
どの災害の中に静電気によるものがかなり含まれ
ていることが判明してきたことや、半導体や、そ
れを使用したコンピユーターの分野で静電気によ
ると見られているトラブルが増加していることに
よる。 このようなトラブルの背景には、合成繊維やプ
ラスチツクといつた静電気を帯びやすいものが身
の周りに増え、冷暖房設備の普及により静電気の
発生しやすい低湿度下での環境や作業が多くなつ
たこと、更にはOA機器などの普及により静電障
害をうけやすい状況にある事等があるためとみら
れる。具体的には例えば、ポリエチレンテレフタ
レート繊維よりなる衣服は着用時に帯電するため
に身体にまつわりついたり、もつれたりして歩行
できない状態になつたり、更には、空気中に浮遊
する塵埃を吸着して、汚れたり、無塵衣等の場合
には目ずまりが発生したりする。或いは、カーペ
ツト上を歩いてドアの把手に触れた時の放電シヨ
ツク、時には可燃性のガス液体が近くにあると引
火・爆発の危険にある等、多くの問題が生じてい
る。かかる問題に対処するために、導電性繊維に
関する多くの方法が提案されている。 第1の方法として、繊維表面に導電性物質をコ
ーテイングするケースである。更に詳しく述べる
と繊維表面上に化学メツキした金属メツキ繊維、
金属粉末やカーボンブラツク等の導電性粉末を塗
布する方法である。これらの導電性繊維は確かに
初期の導電性能は良好であるが、着用時の摩耗耐
久性不良、或いは、洗濯により表面の導電剤層の
剥離があるばかりか、導電性もそれにより著しく
低下し、耐薬品性も不良で、防塵衣等に使用した
場合の発塵源となつている。 第2の方法として、導電性物質の粉末を熱可塑
性樹脂中に分散させてコア層とし、繊維形成性コ
ポリマーをシース層とした複合繊維の場合であ
る。例えば、導電性カーボンを配合した複合導電
繊維はカーボンが黒色であるため、シース層が薄
くなると黒着色が著しく、審美性が要求される分
野には適用することができない。この対策とし
て、シースポリマー中の酸化チタン量を大巾に増
大させて、シースポリマー中に入射屈折した光を
酸化チタンの面で反射させて、色相的に灰色のレ
ベルにまで改良することが可能である。酸化チタ
ンによるカーボン黒色のいんぺい効果を充分に発
揮させるには、シース層の表面からコア層までの
距離が必要となり、コア部は断面のほぼ中央部に
位置していることが重要となる。 一方、導電性物質が、酸化第2錫の様な白色系
の導電性金属化合物であつて、シースコアの複合
繊維を形成している場合も、完全にシース層で覆
われていないと、特に酸化還元系の薬品によつて
コア部の導電剤が分解して、導電性が低下した
り、着用中に脱落して機能低下するなどのトラブ
ルの原因となつている。しかしながら、かかるシ
ース層による完全被覆構造は反面次の様な電気的
問題を有している。 即ち、繊維断面間の導電性は良好であるが、シ
ース層は繊維形成性の良好なポリマーであるた
め、電気的には絶縁体となつており、表面の電気
抵抗値が高く、導電性不良になつている点が問題
である。 従つて、この様に芯部に導電性物質を含有する
シース・コア型の複合繊維であつても、これを織
込んだ布帛は、静電気が蓄積して、本来の導電繊
維によるコロナ放電に基ずく除電機能が働かずし
て、衣服の身体へまとわりつき、脱衣時のパチパ
チという放電音、ほこり付着等の問題があり、こ
れらの静電気は場合によつては爆発火災を惹起す
るという問題点を依然として有している。さら
に、かかる芯鞘型複合繊維の問題を解決するため
に特開昭60−110920号公報に記載されている様に
芯成分を偏心させ、鞘成分の厚味を3μm以下と
する事も提案されているが、製糸が非常に困難で
あること、電気抵抗値も思つた様に低くできず、
しかも導電性のバラツキが大きい等の問題があ
る。 (発明の目的) 本発明の目的は、かかる問題点を解決し、新規
な導電性繊維を提供するものであつて、該導電性
繊維は完全なシース・コアの複合繊維であつて、
コア層に含有される導電性物質が着色防止効果、
耐薬品性、耐摩耗性のために表面にまつたく露出
していない場合であつても、表面の電気抵抗の低
い導電性繊維とすることができるものである。 (発明の構成) 本発明は、導電性物質を含む芯成分と有機高分
子化合物からなる鞘成分により形成される芯鞘構
造の複合繊維において、該芯成分が該鞘成分によ
り完全に被覆されており、かつ、該複合繊維の表
面に、高電圧放電加工処理による放電痕が繊維軸
方向に沿つて散在すると共に該放電痕が繊維軸方
向の長さ10ミクロン当りに少なくとも1個以上存
在するように分布していることを特徴とする導電
性複合繊維にある。 本発明の複合繊維を構成する芯成分は導電性物
質を含有するものであるが、該導電性物質として
は、導電性カーボンブラツク、金属、導電性金属
化合物、導電性非金属化合物等の公知のものが使
用できる。 カーボンブラツクの種類としては、オイルフア
ーネスブラツク,アセチレンブラツク,サーマル
ブラツク,ケツチエンブラツク,チヤネルブラツ
ク等が例示される。 金属としては銅,鉄,アルミニウム,ニツケ
ル,スズ等が挙げられる。 他方、導電性金属化合物には金属酸化物をその
主たる対象とし、これらに原子価の異なる或いは
イオン半径の異なる別種の金属酸化物を微量〜少
量添加して、目的とする高い導電性を得るものが
例示される。具体的に例示すると第1表の如き組
み合せによるものが挙げられる。
(Industrial Application Field) The present invention relates to conductive composite fibers. (Prior Art) Disturbances caused by static electricity have been a problem for a long time, but recently the problem of static electricity has been drawing particular attention. The reason for this is that research on static electricity has progressed, and it has become clear that many disasters such as fires and explosions whose causes were unknown until now are caused by static electricity. This is due to an increase in problems that are believed to be caused by static electricity in the field of computers. The background to these problems is that the number of things around us that are prone to static electricity, such as synthetic fibers and plastics, has increased, and with the spread of air-conditioning equipment, there has been an increase in environments and work in low humidity environments where static electricity is likely to occur. This is thought to be due to the fact that the spread of office automation equipment has made it more susceptible to electrostatic interference. Specifically, for example, clothing made of polyethylene terephthalate fibers becomes charged with electricity when worn, so it clings to the body or becomes tangled, making it impossible to walk, and it also attracts dust floating in the air. If it gets dirty or if you wear dust-free clothes, clogging may occur. Many other problems have arisen, such as discharge shock when walking on a carpet and touching a door handle, and the risk of ignition or explosion when flammable gases and liquids are nearby. A number of methods have been proposed for conductive fibers to address such issues. The first method is to coat the fiber surface with a conductive substance. More specifically, metal-plated fibers are chemically plated on the fiber surface.
This is a method of applying conductive powder such as metal powder or carbon black. Although these conductive fibers do have good initial conductivity, they not only have poor abrasion durability when worn, or the conductive agent layer on the surface peels off when washed, but their conductivity also decreases significantly. It also has poor chemical resistance and becomes a source of dust when used in dustproof clothing. The second method involves a composite fiber in which a conductive material powder is dispersed in a thermoplastic resin as a core layer and a fiber-forming copolymer is used as a sheath layer. For example, in composite conductive fibers containing conductive carbon, the carbon is black, so when the sheath layer becomes thin, the black coloration becomes significant and cannot be applied to fields where aesthetics are required. As a countermeasure to this, it is possible to greatly increase the amount of titanium oxide in the sheath polymer, and by reflecting the light incident and refracted into the sheath polymer on the titanium oxide surface, it is possible to improve the hue to a gray level. It is. In order to fully exhibit the carbon black coloring effect of titanium oxide, a distance from the surface of the sheath layer to the core layer is required, and it is important that the core portion be located approximately at the center of the cross section. On the other hand, even when the conductive substance is a white conductive metal compound such as tin oxide and forms a composite fiber with a sheath core, if it is not completely covered with a sheath layer, Oxidation-reduction chemicals decompose the conductive agent in the core, causing problems such as decreased conductivity or falling off during wear, resulting in decreased functionality. However, such a completely covered structure with a sheath layer has the following electrical problems. In other words, the conductivity between the cross sections of the fibers is good, but since the sheath layer is made of a polymer with good fiber forming properties, it is an electrical insulator, and the electrical resistance value of the surface is high, resulting in poor conductivity. The problem is that it has become so. Therefore, even with sheath-core composite fibers containing conductive substances in their cores, static electricity accumulates in fabrics woven into them, resulting in corona discharge caused by the original conductive fibers. If the static electricity removal function does not work, there will be problems such as clothes clinging to the body, crackling discharge noises when taking off clothes, dust adhesion, etc., and these static electricity may cause explosions and fires. have. Furthermore, in order to solve the problem of such core-sheath type composite fibers, it has been proposed to make the core component eccentric and to reduce the thickness of the sheath component to 3 μm or less, as described in JP-A-60-110920. However, spinning was extremely difficult and the electrical resistance could not be lowered as expected.
Moreover, there are problems such as large variations in conductivity. (Object of the Invention) The object of the present invention is to solve the above problems and provide a novel conductive fiber, which is a complete sheath-core composite fiber,
The conductive substance contained in the core layer has a coloring prevention effect,
Because of its chemical resistance and abrasion resistance, it can be made into a conductive fiber with low electrical resistance on the surface even when it is not fully exposed on the surface. (Structure of the Invention) The present invention provides a composite fiber having a core-sheath structure formed by a core component containing a conductive substance and a sheath component consisting of an organic polymer compound, in which the core component is completely covered with the sheath component. and, on the surface of the composite fiber, discharge marks caused by high-voltage electrical discharge machining are scattered along the fiber axis direction, and at least one discharge mark is present per 10 microns in length in the fiber axis direction. The conductive composite fiber is characterized by having a distribution of The core component constituting the composite fiber of the present invention contains a conductive substance, and the conductive substance may be a known conductive substance such as conductive carbon black, metal, conductive metal compound, conductive non-metal compound, etc. Things can be used. Examples of types of carbon black include oil furnace black, acetylene black, thermal black, buttchain black, and channel black. Examples of metals include copper, iron, aluminum, nickel, and tin. On the other hand, conductive metal compounds contain metal oxides as their main target, and add traces to small amounts of metal oxides with different valences or ionic radii to achieve the desired high conductivity. is exemplified. Specific examples include combinations as shown in Table 1.

【表】 又、導電性金属非酸化物系としては炭化チタン
(TiC),炭化タンタル(TaC),炭化ニオブ
(NbO)等が挙げられる。 更に、導電性金属室化物系としては、室化チタ
ン(TiC),室化タンタル(TaN),室化ジルコ
ニウム(ZrN),室化ハウニウム(HfN),室化
バナジウム(VN,V3N),室化タングステン
(WN),等があり、その他に導電性ハロゲン化金
属(例えばヨウ化銅),導電性金属硫化物(例え
ば、硫化銅),導電性硼化物(例えば、ホウ化マ
ンガン,ホウ化ベリリウム)等が例示される。以
上、述べた導電剤の複合系或いは混合物も該芯成
分の導電性物質として使用することができる。具
体的には、−酸化チタン(TiO)と室化チタン
(TiN)の結晶が共存しているチタンブラツク等
が挙げられる。 これらは通常微粉末として取扱われているが、
その結晶形態は円形、板状、リン片状等に特定さ
れるものではなく、又かかる導電性化合物を例え
ば酸化チタン粒子の表面にコーテイグして得られ
る導電性金属複合体としても使用し得る。 又、該導電性物質は、低温流動性物質と併用し
て用いられ、該低温流動性物質としては、ポリエ
チレン,ポリプロピレン,ポリスチレン,ポリブ
タジエン,ポリイソプレン,ナイロン−6,ナイ
ロン−6,6,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等が好ましく例示され
る。又、これ等の一部を共重合成分で置きかえた
ものでもよく、又低温流動性物質であれば目的に
応じ上記以外の樹脂を使用してもよく、更に必要
に応じてそれ等の2種以上を混合したものであつ
ても良い。 更に必要に応じてかかる導電性物質の親油化剤
が使用されるが、炭素数6以上の有機カルボン酸
及び炭素数5以上の有機スルホン酸が好ましく、
カルボキシル基、スルホン酸基に結合する有機残
基としてはアルキル基、アルキレン基、アリール
基、アルキルアリール基、アラルキル基を有する
ものが好ましく、またこれ等の基がカルボキシル
基、スルホン酸基以外の基であれば、任意の置換
基を有していても差しつかえない。 前記有機カルボン酸の具体例としてはn−カプ
ロン酸,安息香酸,n−カプリル酸,フエニル酢
酸,トリイル酸,n−ノナン酸,n−カプリル
酸,ステアリン酸等が挙げられる。また、該有機
スルホン酸の具体例としてはn−ペンタンスルホ
ン酸,ベンゼンスルホン酸,ドデシルベンゼンス
ルホン酸等が挙げられる。これ等親油化剤として
は用いられる有機カルボン酸,有機スルホン酸は
単独で用いても良く、また適宜組合せて使用して
もよい。 次に、該芯成分を取囲む鞘成分は有機高分子化
合物である繊維形成性のポリマーにより構成され
る。該繊維形成ポリマーには、例えば、ポリエス
テル,ナイロン−6,ナイロン−6,6,ポリプ
ロピレン等が挙げられる。前記ポリエステルの中
でもポリエチレンテレフタレートは良好な風合
や、加工工程の取扱いが優れていること、耐薬品
があることから最適に例示される。 かかる繊維形成性ポリマーで鞘成分が構成され
ている複合繊維は、導電性物質を含有する芯成分
がたとえ優れた導電性を有していても、表面電気
抵抗値が高く導電性不良となる結果、依然として
帯電し易いものである。 本発明の複合繊維は、該芯成分が鞘成分により
完全に被覆されているが、該鞘成分からなる表面
に高電圧放電加工処理による放電痕が繊維軸方向
に沿つて散在しているものである。 第1図は、本発明の実施態様の複合繊維の表面
に散在する放電痕の状態を示す顕微鏡写真の図で
ある。 第2図は、第1図をもとにして放電痕1の位置
を示す側面図である。 該放電痕は、繊維軸方向に沿つて斑点状に散在
するが、表面の円周に沿つてい何処にでも存在し
ている必要はなく散在の分布が1側面に偏つてい
ても構わない。又、該放電痕は、該繊維軸方向に
沿つて途切れるれることなく散在していることが
好ましい。 又、第1図、第2図に示す如く散在している放
電痕1は、その直径が2ミクロン以下の大きさで
あり、ほぼ黒色を示し、放電加工処理により完全
に若しくは、一部が炭化されて形成されると考え
られる。又、該放電痕の個数は、繊維軸方向の長
さ10ミクロン当り1個以上存在する必要がある。
該放電痕の個数は、より好ましくは10ミクロン当
り5個以上存在することであるが、個数が10ミク
ロン当り1個未満では、充分な制電性効果が得ら
れない怖れがある。 かかる放電痕を繊維表面に散在させるには、高
電圧にて放電加工処理を行う。 次に、該放電加工処理について述べる。 即ち、本発明の繊維を得るための放電加工処理
法としては、前記のようにして得られた芯鞘型複
合繊維を高電圧電極に接触させて高電圧を印加す
る通電法、放電形状の異なるコロナ放電、花火放
電、グロー放電、アーク放電等の高電圧放電処理
法を挙げることができる。 印加電圧としては、1KVを超える高電圧であ
つて、100KVまでの範囲のものが使用でき、好
ましく5〜100KV、特に好ましくは5〜50の範
囲のものが好適に例示される。電圧の極性はプラ
スでも、マイナスでも直流、又は交流であつても
よい。電極間の距離は0〜10cmの範囲のものが使
用でき、放電形態と処理速度との関係で決めるこ
とができる。又、導電性物質を含有する芯成分を
一方の極とし、他方の極を別に設けて、該両極に
高電圧を印加し、この高電圧電極下で放電処理す
ることが最適に例示されるが、この方法に限るも
のではない。 かかる複合繊維に放電加工処理を施すと、放電
強度レベルに応じて、3つの段階が認められる。
放電初期には絶縁体である鞘成分の表面に電荷が
注入され、表面が永久帯電化するという、いわゆ
る微小エレクトレツトが形成するが、繊維表面の
電気抵抗値は、1011Ω/cmオーダー以上であり、
かつ繊維断面間の内部電気抵抗値と表面電気抵抗
値の比が104以上であることから、目的とする導
電性繊維は得られないことが判つた。 しかし、必要以上に放電強度を極端に高くする
と、赤い炎を伴つた異常放電となつたり、或いは
金属電極表面上で酸化が促進され、その結果、不
均一放電となる結果、放電エネルギーが繊維表面
上で熱に転換して、繊維が溶融・切断現象となつ
て発現する。しかも、部分的に溶融するケースも
観察されるものの、繊維物性は特に強伸度低下が
著しく、この場合にも目的とする導電性繊維は得
られない。 本発明のような放電痕を繊維表面に散在せしめ
るには、放電加工処理に伴う、アークが青色で、
かつ、不連続に発生する状態では、前記のエレク
トレツトの段階か、若しくは放電痕を繊維軸方向
に沿つて散在させることができない。放電強度を
上げてゆくと、異常放電が発生するようになるの
で、放電強度をこの異常放電が発生する手前の段
階に調節し、青色のアークが連続して発生するよ
うに、電極間の距離、電圧、処理雰囲気等と調節
することによつて行なわれる。このように本発明
の複合繊維を得るには該青色のアークが連続して
発生する条件で行うことを要するが、一方の電極
と処理糸表面との距離が出来るだけ小さくし、そ
の距離で放電可能な低目の電圧で行うことが好ま
しい。電極と処理糸表面との距離を小さくするに
際し、該距離を出来るだけ一定に保つために糸に
振動等が発生しないように糸の走行に注意するこ
とも必要である。 (発明の作用) 本発明の繊維は、以上のように芯鞘構造を有
し、しかも有機高分子化合物からなる鞘成分に高
電圧放電加工処理を施し、該放電痕が繊維軸方向
に沿つて散在するようにせしめたものであるか
ら、優れた制電性の特性を得たものである。 繊維形成性のポリマーからなる繊維は通常は、
10Ω/cmオーダー程度の電気抵抗値を示し、帯電
によるトラブルの原因となつている。たとえ、導
電性物質を含有する芯成分の電気抵抗値が
107Ω/cmオーダーと低くても、これを取囲む繊
維形成性のポリマーの電気抵抗値が前記のように
高い場合は充分な制電効果が得られない。 このため従来のこの種の芯鞘型複合繊維では、
導電性物質を含む芯成分の一部を繊維表面の一部
に露出させるか、又は該芯成分の繊維断面内位置
を極端に偏心させる等の工夫が必要であつた。 本発明の繊維は、表面電気抵抗値と断面間の内
部電気抵抗値(導電性物質を含有する芯成分を通
じて通電するためこの内部電気抵抗値は芯成分の
電気抵抗値にほぼ等しく108Ω/cmオーダー以下、
好ましくは107Ω/cm以下である)と比が103以下
となり、かつ、表面電気抵抗値が1010Ω/cmオー
ダー以下の値を示すものである。 ここに電気抵抗値(Ω/cm)は次のようにして
測定する。 (イ) 断面間内部電気抵抗値 繊維軸方向の長さ2.0cmとなるよう両端を横
断面方向にカツトした繊維の該量断面にAgド
ウタイト(銀粒子含有の導電性樹脂塗料、藤倉
工業製)を付着させた試料を電気絶縁性ポリエ
チレンテレフタレートフイルム上で、温室度20
℃×30%RHの条件のもとに1KVの直流電圧を
該Agドウタイト付着面を使つて印加して両断
面間に流れる電流をめとめ、オームの法則によ
り電気抵抗値Ω/cmを算出する。 (ロ) 表面電気抵抗値 繊維軸方向の長さ約2.0cmにカツトされた繊
維のり両端付近の表面(繊維側面)に前記の
Agドウタイトを付着させたものを試料として、
該試料を電気絶縁性ポリエチレンテレフタレー
トフイルム上で、温湿度20℃×30%RHの条件
の下に、1KVの直流電圧を該Agドウタイト間
に印加してAgドウタイト間に流れる電流を求
め、かつ、Agドウタイト間の距離を測定して、
オームの法則により表面電気抵抗値Ω/cmを算
出する。 又、繊維表面の放電痕は、放電強度に左右され
る。高電圧放電加工処理の際の、電圧、電極間距
離、電極形状、繊維表面の状態により放電強度が
左右されるが、本発明は、その放電痕が直径2ミ
クロン以下であつて、その個数が繊維軸方向の長
さ10ミクロン当り少なくとも1個以上あることに
より、優れた導電性と共に、極端な強度劣化を防
止するものである。 即ち、放電強度が弱い場合は、繊維表面の電気
抵抗値が低下せず良好な導電性が得られない。一
方、放電強度が強過ぎると、表面電気抵抗値が低
下すると同時に、強度劣化が著しく、製編織の際
の種々に加工に耐えることができない。加工に耐
えない程の強度低下は、過度の放電加工処理によ
り、放電痕が本発明のような斑点状にならず溶融
状態となり、放電痕の大きさも直径が2ミクロン
を弔するようになる。本発明は、、放電痕が本発
明の範囲となつたとき、良好な制電性と、強度低
下の水準を著しく低下させないものとすることが
できる。 実施例 1 導電性オイルフアーネスブラツク25重量部とポ
リエチレン(メルトインデツクス12.0)75重量部
をニーダーで温度160℃で2時間混練し、比抵抗
5×10Ω・cmの導電性樹脂チツプを得た。 溶融紡糸により、この導電性樹脂を芯成分と
し、ポリエチレンテレフタートを鞘成分とする芯
鞘型複合繊維(芯鞘比=1/6)を作り、4倍延
伸して30デニール、単糸数3のマルチフイラメン
トを得た。 該芯鞘複合繊維の芯成分を一方の電極として他
方の電極との間にプラス50KVの高電圧をかけ、
5m/分の速度で放電加工処理を施した。該芯鞘
複合繊維の表面と他方の電極(針電極先端)との
距離を20mmにセツトして行い青色アークが連続し
て発生しているのを確認しながら行つた。 放電加工処理して得られた該芯鞘型複合繊維の
表面は、第1図に示すごとく、放電痕として直径
2ミクロン以下の黒色点が観察された。 又、該放電加工処理により第2表に示す如く、
表面の導電性が改良され、断面間内部電気抵抗値
に近いレベルになつている。更に、この放電加工
処理糸を丸編物にして摩擦帯電圧を測定した結
果、350Vと極めて良好なレベルであつた。 比較例 1 実施例1に用いた芯鞘型複合繊維において放電
加工処理前の糸の電気抵抗値、強伸度特性を第2
表に合せて示した。 実施例 2 酸化チタン微粒子の表面に導電性酸化第二錫を
コーテイングした平均粒径0.24μ、比抵抗9.5Ω・
cmの導電性粉体235重量部、メルトインデツクス
76.8にポリエチレン75重量部をニーダーに仕込
み、180℃で40分間混練した後流動パラフイン18
重量部、親油化剤としてステアリン酸5重量部を
加えて更に6時間混練した。得られた導電性樹脂
の比抵抗は4×102Ω・cmであつた。 溶融紡糸により、この導電性樹脂を芯成分と
し、ポリエチレンテレフタレートを鞘成分とする
芯鞘型複合繊維(芯鞘比=1/5)を作り、3.5
倍延伸して75デニール、単糸数36のマルチフイラ
メントを得た。 この芯鞘型複合繊維の芯成分を一方の電極とし
て他方の電極との間にマイナス45KVの高電圧を
かけ、150m/分の速度で放電加工処理を施した。
該芯鞘型複合繊維の表面と他方の電極(針電極先
端)との距離を10mmにセツトして行い青色アーク
が連続して発生しているのを確認しながら行つ
た。導電性、強度低下を第2表に合せて示す。 比較例 2 実施例2で用いた芯鞘型複合繊維の放電加工処
理前の段階での電気抵抗値、強伸度特性を第2表
に合せて示した。 比較例 3 実施例1で用いた芯鞘型複合繊維を放電加工処
理を施す際に、針電極先端と繊維表面の距離を2
mmにセツトし、放電強度を上げて、他の条件は実
施例1と同じ条件にて処理を施した。得られた糸
は、強度劣化が著しく製織不能であつた。
[Table] Examples of conductive metal non-oxides include titanium carbide (TiC), tantalum carbide (TaC), and niobium carbide (NbO). Furthermore, as conductive metal chambers, there are titanium chambers (TiC), tantalum chambers (TaN), zirconium chambers (ZrN), haunium chambers (HfN), vanadium chambers (VN, V 3 N), There are also conductive metal halides (e.g. copper iodide), conductive metal sulfides (e.g. copper sulfide), conductive borides (e.g. manganese boride, boride), etc. beryllium), etc. A composite system or a mixture of the above-mentioned conductive agents can also be used as the conductive material of the core component. Specific examples include titanium black in which crystals of titanium oxide (TiO) and titanium nitride (TiN) coexist. These are usually treated as fine powders, but
The crystal form is not limited to circular, plate-like, scale-like, etc., and it can also be used as a conductive metal composite obtained by coating the surface of titanium oxide particles with such a conductive compound. Further, the conductive substance is used in combination with a low-temperature fluid material, and examples of the low-temperature fluid material include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polybutadiene, polyisoprene, nylon-6, nylon-6,6, and polyethylene terephthalate. , polybutylene terephthalate and the like are preferred examples. In addition, some of these may be replaced with copolymerized components, and resins other than those mentioned above may be used depending on the purpose as long as they are low-temperature fluid materials, and if necessary, two types of resins may be used. A mixture of the above may also be used. Furthermore, a lipophilic agent for such a conductive substance is used if necessary, but organic carboxylic acids having 6 or more carbon atoms and organic sulfonic acids having 5 or more carbon atoms are preferable.
The organic residue bonded to the carboxyl group or sulfonic acid group preferably has an alkyl group, an alkylene group, an aryl group, an alkylaryl group, or an aralkyl group. If so, it may have any substituent. Specific examples of the organic carboxylic acid include n-caproic acid, benzoic acid, n-caprylic acid, phenylacetic acid, triylic acid, n-nonanoic acid, n-caprylic acid, and stearic acid. Further, specific examples of the organic sulfonic acid include n-pentanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, and the like. These organic carboxylic acids and organic sulfonic acids used as lipophilic agents may be used alone or in appropriate combinations. Next, the sheath component surrounding the core component is composed of a fiber-forming polymer that is an organic polymer compound. Examples of the fiber-forming polymer include polyester, nylon-6, nylon-6,6, polypropylene, and the like. Among the above-mentioned polyesters, polyethylene terephthalate is best exemplified because it has a good texture, is easy to handle during processing, and has chemical resistance. Composite fibers whose sheath components are composed of such fiber-forming polymers have high surface electrical resistance and poor conductivity even if the core component containing a conductive substance has excellent conductivity. , it is still easily charged. In the composite fiber of the present invention, the core component is completely covered with the sheath component, but discharge marks caused by high-voltage electrical discharge machining are scattered along the fiber axis direction on the surface of the sheath component. be. FIG. 1 is a micrograph showing the state of discharge marks scattered on the surface of a composite fiber according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view showing the position of the discharge mark 1 based on FIG. 1. The discharge traces are scattered in spots along the fiber axis direction, but they do not need to be present everywhere along the circumference of the surface, and the distribution of the discharge marks may be biased to one side. . Further, it is preferable that the discharge traces are scattered without interruption along the fiber axis direction. In addition, the scattered discharge traces 1 as shown in Figs. 1 and 2 have a diameter of 2 microns or less, are almost black in color, and are completely or partially carbonized by the electrical discharge machining process. It is thought that it is formed by Further, the number of discharge marks must be one or more per 10 microns of length in the fiber axis direction.
More preferably, the number of discharge marks is 5 or more per 10 microns, but if the number is less than 1 per 10 microns, there is a risk that a sufficient antistatic effect may not be obtained. In order to scatter such discharge traces on the fiber surface, electrical discharge machining treatment is performed at a high voltage. Next, the electrical discharge machining process will be described. That is, the electric discharge machining method for obtaining the fiber of the present invention includes an energization method in which the core-sheath type composite fiber obtained as described above is brought into contact with a high voltage electrode and a high voltage is applied, and a method in which a high voltage is applied to the core-sheath composite fiber obtained as described above, Examples include high voltage discharge treatment methods such as corona discharge, firework discharge, glow discharge, and arc discharge. As the applied voltage, a high voltage exceeding 1 KV and up to 100 KV can be used, preferably 5 to 100 KV, particularly preferably 5 to 50 KV. The polarity of the voltage may be positive, negative, direct current, or alternating current. The distance between the electrodes can be in the range of 0 to 10 cm, and can be determined depending on the discharge form and processing speed. Further, the best example is to use a core component containing a conductive substance as one pole, provide the other pole separately, apply a high voltage to both poles, and perform discharge treatment under this high voltage electrode. , but is not limited to this method. When such a composite fiber is subjected to electric discharge machining treatment, three stages are observed depending on the electric discharge intensity level.
At the initial stage of discharge, charge is injected into the surface of the sheath component, which is an insulator, and the surface becomes permanently charged, forming so-called microelectrets, but the electrical resistance value of the fiber surface is on the order of 10 11 Ω/cm or more. and
In addition, since the ratio of the internal electrical resistance value to the surface electrical resistance value between fiber cross sections was 10 4 or more, it was found that the desired conductive fiber could not be obtained. However, if the discharge intensity is made extremely high more than necessary, it may lead to abnormal discharge accompanied by red flame, or oxidation may be promoted on the surface of the metal electrode, resulting in non-uniform discharge, and the discharge energy may be transferred to the fiber surface. It is converted into heat at the top, causing the fibers to melt and cut. Furthermore, although some cases of partial melting have been observed, the physical properties of the fibers are particularly markedly reduced in strength and elongation, and in these cases as well, the desired conductive fibers cannot be obtained. In order to scatter discharge traces on the fiber surface as in the present invention, the arc accompanying electric discharge machining treatment is blue,
In addition, in a state where the discharge occurs discontinuously, the electret stages or discharge traces cannot be scattered along the fiber axis direction. As the discharge intensity is increased, abnormal discharge will occur, so adjust the discharge intensity to a stage just before this abnormal discharge occurs, and adjust the distance between the electrodes so that blue arcs occur continuously. This is done by adjusting the voltage, processing atmosphere, etc. In order to obtain the composite fiber of the present invention, it is necessary to perform the process under conditions where the blue arc is generated continuously, but the distance between one electrode and the surface of the treated yarn is made as small as possible, and the discharge is carried out at that distance. It is preferable to use the lowest possible voltage. When reducing the distance between the electrode and the surface of the treated yarn, it is also necessary to pay attention to the running of the yarn so that vibrations and the like do not occur in the yarn in order to keep the distance as constant as possible. (Action of the invention) The fiber of the present invention has a core-sheath structure as described above, and the sheath component made of an organic polymer compound is subjected to high-voltage electric discharge machining treatment, so that the electric discharge traces are formed along the fiber axis direction. Since it is made to be scattered, it has excellent antistatic properties. Fibers made of fiber-forming polymers are typically
It exhibits an electrical resistance value on the order of 10Ω/cm, which causes problems due to electrostatic charging. Even if the electrical resistance value of the core component containing a conductive substance is
Even if the electrical resistance is as low as 10 7 Ω/cm, if the electrical resistance of the surrounding fiber-forming polymer is as high as described above, a sufficient antistatic effect cannot be obtained. For this reason, in conventional core-sheath type composite fibers of this type,
It has been necessary to take measures such as exposing a part of the core component containing a conductive substance on a part of the fiber surface or making the position of the core component extremely eccentric in the cross section of the fiber. The fibers of the present invention have a surface electrical resistance value and an internal electrical resistance value between cross sections (current is passed through the core component containing a conductive substance, so this internal electrical resistance value is approximately equal to the electrical resistance value of the core component, 10 8 Ω/ cm order or less,
(preferably 10 7 Ω/cm or less), the ratio is 10 3 or less, and the surface electrical resistance value is on the order of 10 10 Ω/cm or less. Here, the electrical resistance value (Ω/cm) is measured as follows. (a) Cross-sectional internal electrical resistance value Ag doutite (conductive resin paint containing silver particles, manufactured by Fujikura Industries) is applied to the cross section of a fiber whose both ends are cut in the cross-sectional direction so that the length in the fiber axis direction is 2.0 cm. Place the sample on an electrically insulating polyethylene terephthalate film at a room temperature of 20°C.
Under the conditions of ℃ x 30%RH, apply a DC voltage of 1KV using the Ag dotite attachment surface, measure the current flowing between both cross sections, and calculate the electrical resistance value Ω/cm using Ohm's law. . (b) Surface electrical resistance value The above-mentioned surface was applied to the surface near both ends (fiber sides) of the fiber glue cut to a length of about 2.0 cm in the fiber axis direction.
As a sample with Ag doutite attached,
The sample was placed on an electrically insulating polyethylene terephthalate film under conditions of temperature and humidity of 20°C x 30% RH, and a DC voltage of 1 KV was applied between the Ag doutite to determine the current flowing between the Ag doutite, and Measuring the distance between Ag doutites,
Calculate the surface electrical resistance value Ω/cm using Ohm's law. Furthermore, the discharge marks on the fiber surface depend on the discharge intensity. During high-voltage electrical discharge machining, the discharge intensity is affected by the voltage, distance between electrodes, electrode shape, and fiber surface condition, but in the present invention, the discharge marks are 2 microns or less in diameter and the number of them is The presence of at least one fiber per 10 microns of length in the fiber axis direction provides excellent conductivity and prevents extreme strength deterioration. That is, when the discharge intensity is weak, the electrical resistance value of the fiber surface does not decrease and good conductivity cannot be obtained. On the other hand, if the discharge intensity is too strong, the surface electrical resistance value decreases and at the same time the strength deteriorates significantly, making it impossible to withstand various processing during weaving and weaving. The decrease in strength to the extent that it cannot withstand machining is caused by excessive electrical discharge machining, and the discharge marks do not become spot-like as in the present invention, but become molten, and the size of the discharge marks becomes 2 microns in diameter. According to the present invention, when the discharge marks fall within the range of the present invention, good antistatic properties and the level of strength reduction can be prevented from being significantly reduced. Example 1 25 parts by weight of conductive oil furnace black and 75 parts by weight of polyethylene (melt index 12.0) were kneaded in a kneader at a temperature of 160°C for 2 hours to obtain conductive resin chips with a specific resistance of 5 x 10 Ωcm. . By melt spinning, a core-sheath type composite fiber (core-sheath ratio = 1/6) with this conductive resin as a core component and polyethylene tereftate as a sheath component was made, and it was drawn 4 times to make a 30 denier fiber with a single yarn count of 3. Obtained multifilament. A high voltage of +50 KV is applied between the core component of the core-sheath composite fiber as one electrode and the other electrode,
Electric discharge machining treatment was performed at a speed of 5 m/min. The distance between the surface of the core-sheath composite fiber and the other electrode (the tip of the needle electrode) was set at 20 mm, and the test was conducted while confirming that blue arcs were continuously generated. As shown in FIG. 1, black dots with a diameter of 2 microns or less were observed as discharge marks on the surface of the core-sheath composite fiber obtained by electrical discharge machining. In addition, as shown in Table 2, the electric discharge machining process
The surface conductivity has been improved to a level close to the cross-sectional internal electrical resistance. Furthermore, when this electric discharge processed yarn was made into a circular knitted fabric, the frictional charging voltage was measured, and it was found to be at an extremely good level of 350V. Comparative Example 1 In the core-sheath type composite fiber used in Example 1, the electric resistance value and strength and elongation properties of the yarn before electrical discharge machining treatment were
Shown in the table. Example 2 Titanium oxide fine particles whose surface was coated with conductive tin oxide had an average particle diameter of 0.24μ and a specific resistance of 9.5Ω.
cm conductive powder 235 parts by weight, melt index
76.8, put 75 parts by weight of polyethylene into a kneader, knead at 180℃ for 40 minutes, and then liquid paraffin 18
5 parts by weight of stearic acid as a lipophilic agent were added and kneaded for further 6 hours. The specific resistance of the obtained conductive resin was 4×10 2 Ω·cm. By melt spinning, a core-sheath type composite fiber (core-sheath ratio = 1/5) with this conductive resin as a core component and polyethylene terephthalate as a sheath component was made, and 3.5
A multifilament of 75 denier and 36 single filaments was obtained by double stretching. A high voltage of -45 KV was applied between the core component of this core-sheath type composite fiber as one electrode and the other electrode, and electric discharge machining was performed at a speed of 150 m/min.
The distance between the surface of the core-sheath type composite fiber and the other electrode (the tip of the needle electrode) was set at 10 mm, and the test was conducted while confirming that blue arcs were continuously generated. The conductivity and strength reduction are also shown in Table 2. Comparative Example 2 The electrical resistance value and strength and elongation characteristics of the core-sheath composite fiber used in Example 2 before the electrical discharge machining treatment are shown in Table 2. Comparative Example 3 When subjecting the core-sheath type composite fiber used in Example 1 to electrical discharge machining, the distance between the needle electrode tip and the fiber surface was set to 2.
mm, the discharge intensity was increased, and the other conditions were the same as in Example 1. The strength of the obtained yarn was significantly deteriorated and it was impossible to weave it.

【表】 但し、 <放電痕数> 繊維方向の長さ10ミクロンに於ける全表面積に
おける直径2ミクロン以下の放電痕数を数える。 <制電性の測定> 布帛をタテ4cm×ヨコ8cmにカツトし、摩耗布
としては木綿ブロード(30/−)を2.5cm×14cm
タテ長に採取し、回転ドラム式摩耗帯電量測定装
置(京大・化研式ロータリースタイツクテスタ
ー)を使用して温湿度20℃×10%RHの雰囲気下
でドラムかいてな数700r.p.m,接圧荷重600g帯
電平衡時間1分後の摩擦電圧値を読み取る。摩耗
耐圧は単位がボルト(V)で、数値が小さい程、
制電性が良好である。 (発明の効果) 本発明によれば完全な芯鞘型複合繊維であるか
ら、芯成分は全く表面に出ていないので黒ずみ、
脱落等のトラブルが全く無く普通の繊維と同様に
扱え、それでいて芯成分が表面に出ている場合と
同様な低い表面電気抵抗値を有し抜群の制電効果
を有する糸を得ることができる。
[Table] However, <Number of discharge marks> Count the number of discharge marks with a diameter of 2 microns or less in the total surface area in a length of 10 microns in the fiber direction. <Measurement of antistatic properties> Cut the fabric into 4 cm length x 8 cm width, and use cotton broadcloth (30/-) as the wear cloth to cut 2.5 cm x 14 cm.
Samples were taken vertically, and the drum was rotated at a number of 700 rpm using a rotating drum type abrasion charge measuring device (Kyoto University Kaken type rotary static tester) in an atmosphere with a temperature and humidity of 20°C x 10% RH. , Read the friction voltage value after 1 minute of charging equilibrium time with contact pressure load of 60g. The unit of wear resistance is volt (V), and the smaller the value, the
Good antistatic properties. (Effects of the Invention) Since the present invention is a complete core-sheath type composite fiber, the core component does not appear on the surface at all, so there is no darkening.
It is possible to obtain a thread that has no troubles such as shedding and can be handled in the same way as ordinary fibers, yet has a low surface electrical resistance value similar to that when the core component is exposed on the surface, and has an outstanding antistatic effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の実施態様の複合繊維の表面
に散在する放電痕の状態を示す顕微鏡写真の図、
第2図は、第1図の写真の図において、放電痕の
位置を示す側面図である。 1……放電痕。
FIG. 1 is a micrograph showing the state of discharge marks scattered on the surface of a composite fiber according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a side view showing the position of discharge marks in the photograph of FIG. 1. 1...Discharge trace.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 導電性物質を含む芯成分と有機高分子化合物
からなる鞘成分により形成される芯鞘構造の複合
繊維において、該芯成分が該鞘成分により完全に
被覆されており、かつ該複合繊維の表面に、高電
圧放電加工処理による直径2ミクロン以下の放電
痕が繊維軸方向に沿つて散在し、該繊維軸方向の
長さ10ミクロン当りに少なくとも1個以上存在す
るように分布していることを特徴とする導電性複
合繊維。
1 In a composite fiber with a core-sheath structure formed by a core component containing a conductive substance and a sheath component consisting of an organic polymer compound, the core component is completely covered with the sheath component, and the surface of the composite fiber is In addition, it is confirmed that discharge marks with a diameter of 2 microns or less due to high voltage electrical discharge machining are scattered along the fiber axis direction, and are distributed such that there is at least one per 10 microns of length in the fiber axis direction. Characteristic conductive composite fiber.
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