JPH04163340A - 制電性織編物 - 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、制電性織編物に関する１、 〈従来技術〉 従来より、繊編物の静電気帯電をオ・（少する技術手段
には、大きく分けて二つの方法がある。

その一つは、織編物に導電性繊維を挿入して導電性繊維
のコロナ放電の作用によって、織編物に発生した静電気
の帯電電位を低下させる方法である。優れた導電性繊維
でも、そのコロナ放電開始電圧は９００〜１０００ボル
ト程度であるため、実用的範囲でかなり高密度に導電性
繊維を挿入した織編物であっても、その帯電電位を前記
９００〜１０００ボルト以下にすることはできなかっな
。

制電性織編物の主用途の一つである半導体素子製造用ク
リーンルームの作業衣〈制電防塵衣）は、防塵性重視の
立場から後述する制電繊維及び帯電防止加工の利用を回
避し、もっばら導電性繊維のン＾を使用しているのが実
情であるが、集積度の高い半導体素子の中には回路破壊
電圧が数十ボルトのものもあり、更に高度の制電織編物
が要求されているのが現状である。

また、導電性繊維を配列しただけの該織編物は導電性繊
維部分と他の部分との間に反対の極性を持つ電界を生し
、す掛けの帯電電位が低い場合ても、このモザイク状帯
電に対応した空気中の帯電微粒子を導電性繊維及びその
近傍と導電性繊維が近くに存在しない中間部分とにおい
て選択的に吸着し、この織編物が使用される環境によっ
てはこれが障害となることがある。

また、第二の方法は、親水性ポリマーを繊維形成ポリマ
ーに混入した制電繊維を使用するか、あるいは、広義の
界面活性剤又はイオン性高分子からなる帯電防止剤を織
編物に付着させて織編物の表面漏洩抵抗を下げ、電荷の
漏洩効果によって静電気の帯電を抑制するものである。

この方法によって織編物の帯電電位を、導電性繊維のみ
を配列しな繊編物の半分以下にすることができるが、防
塵性の点からは、繰り返し着用・洗濯による制電繊維の
フィブリル化、帯電防止剤の脱落に起因する織編物から
の発塵のなめ、高度のクリーンルームで着用する制電防
塵衣としては不適当であると評価されている。

この用途では作業衣を常に清浄に保つ必要があり、洗濯
の周期が短く、作業衣の耐用期間内に１００回以上の洗
濯が行われるが、従来の帯電防止加工は洗濯耐久性に乏
しく数回からせいぜい１０〜。

２０回で制電性能を失うものが多い。帯電防止剤の中に
は織編物への付着量を多くすることによって洗濯耐久性
が向上し、１００回洗濯後も制電性能を維持できるもの
も存在するが、このような方法で加工した織編物は風合
が硬く、着心地の面で商品価値に乏しい。風合を柔軟に
するための柔軟加工剤は各種市販されているが、前記帯
電防止剤にこれらを併用して風合を柔軟化しな制電織編
物は、本来の目的である制電性能の洗濯耐久性を失い、
風合良好で低発塵かつ洗濯耐久性に優れた制電性織編物
を得ることはできなかった。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、前記の欠点を解消し、風合が柔軟で低
発塵かつ洗濯耐久性に優れ、浮遊塵埃の多い環境で着用
してもホコリが付着しない優れな制電性織編物を提供す
ることにある。

〈発明の構成〉 本発明は、合成繊維１００％又は、該合成繊維と他の繊
維との混紡、交編織により得られる織編物が制電加工さ
れた表面を有し、かつ、断面抵抗値が１０１１オーム／
ｃｍ以下である導電性繊維を該織編物の表面の１−平方
メートル当りの換算長で５１メートル以上となるように
経方向、及び／又は緯方向龜配列させて該織編物の表面
漏洩抵抗値と、該織編物から該導電性繊維を取り除いて
測定した表面漏洩抵抗値との比率が１０５オーム／ｓｑ
、オーダー以下となるようにしたことを特徴とする制電
性織編物にある。

本発明の織編物には、ポリエステル、ナイロン。

アクリル、ビニロン、アセテート等の合成繊維フィラメ
ント糸１００％がちなる織編物又はこれ等の二種以上を
用いた交編・交織織編物、更には、これ等の合成繊維ス
フと綿、レーヨン、羊毛等との混紡糸を交編・交織した
織編物が用いられる。

これ等の織編物に配列する導電性繊維としてはカーボン
、金属等の導電性物質を合成繊維の表面に被覆するか、
内部に分散させた、あるいは断面の一部に充填し、な長
繊維を使用する。導電性繊維の断面抵抗（すなわち、断
面間抵抗）は１０１１オーム／ｃ＋ｎ以下、望ましくは
１０９オーム／ａｎ以下のものがよい。

導電性繊維配列の密度は、最低限２０ミリメートル間隔
の経編状又は続編状が望ましい。静電気帯電防止作業服
については、ＪＩＳ　Ｔ−８１’１８に衣服の摩擦帯電
電荷量の規定があるが、この規定に対応する織編物を得
るには上記程度の導電性繊維配列密度が必要であり、織
物１平方メートル当りの換算長さで表現すると、５１メ
一１〜ル以上が配列されたものとする必要がある。導電
性繊維の密度を挙げることによって織編物の制電性能は
向上するが、４５ミリメートル間隔の格子状配列で摩擦
帯電電位は導電性繊維のコロナ放電開始電圧９００〜１
０００ボルトにまで低下し、これ以上配列密度を高めて
もコロナ放電機構による制電効果は増大しない。経済的
観点からも４〜５ミリメートル間隔の格子状配列が上限
である。

この織編物の摩擦帯電電位を更に低下させるなめに、織
編物の表面漏洩抵抗を下げる効果のある＝　　６　− 帯電防止剤を織編物の繊維表面に付着させて帯電防止加
に丁−を施す必要があるが、制電性織編物の主要な用途
のｍ−）は防塵作業衣であり、縁り返し着用・洗濯によ
って繊維がち脱落して発塵源となり易い帯電防止加工剤
の使用は避けなくてはな八ない。

通常、織編物の樹脂加「は加圧剤が水溶性の場合にはそ
の水溶液、水に不溶の場合にはその水系乳化液の形で織
編物に付与され、乾煤、熱処理工程を経て繊維表面に固
着される。前者は織編物を構成する短繊維表面に薄い被
膜を形成し、着用・洗濯による剥離・脱落が少く発塵源
となりにくいか、後者は織編物を構成する糸の表面に粒
子状に付着し、着用・洗濯によって容易に剥離　脱落を
起して発塵源となるばかりでなく、加工の目的である制
電性能の洗濯耐久性にも乏しい。従って、本発明で用い
る帯電防止剤か具備ずべき重要な性能の一つは、織編物
に付与する時点で、水溶性であることである。

制電織編物が防塵作業衣として使用される場合は、作業
衣を常に清浄にしておく必要があるため短い周期で洗濯
が繰り返され、作業衣の耐用期間内に１００回以上に達
する場合かあり、帯電防止加工の効果が洗濯１００回後
にも一定水準を維持していることが要求される。

水溶性でかつ洗濯耐久性のある帯電防止剤としては、Ｐ
ＥＧ−ＰＥＴ誘導体、ポリオキシエチレンポリアミンエ
ポキシ樹脂、制電性ウレタン樹脂等がある。Ｐ　Ｆ、　
ＧＰ　Ｅ　Ｔは風合は柔軟であるが制電性能の洗濯耐久
性にやや劣り、ＰＯＥポリアミンは風合か硬い上に洗濯
耐久性もそれ程良好でない。ウレタンは風合が硬めでは
あるが洗濯耐久性に優れている。

制電性能、洗濯耐久性、風合のバランスから、制電性ウ
レタン樹脂が好適であるが、風合がやや硬く着用快適性
に欠ける。通常このような場合は柔軟剤を併用すること
によって風合を調整する。

柔軟剤には活性剤系、ワックス系、シリコン系。

その他の樹脂系のものなどがあるが、これ等を制電性ウ
レタン樹脂に併用すると、風合は柔軟になるが制電性能
の洗濯耐久性が大１１に損なわれ本来の１」的を達成で
きない。洗濯耐久性の低下はこれへの柔軟剤がウレタン
樹脂の架橋を妨げなり、ウレタン樹脂と繊維との接着を
阻害しなりする作用に起因している。

そこで、柔軟性と洗濯耐久性とを両立させるべく、全く
新たな観点から鋭意検討の結果、分子内にポリアルキレ
ングリコールを含有するジグリシジルニーデル型エポキ
シが制電性ウレタン樹脂の制電性能の洗濯耐久性を損な
うことなく、織編物を柔軟化できることを見出した。

併用されたエポキシの殆んどは、ウレタンのシアネート
と下記のように反応し、ウレタンの架橋構造の内部に紺
み入れられた形となって、ウレタン被膜の町撓化、柔軟
化に寄与していると考えられる。

エポキシ樹脂の配合割合は、その分子中に含まれるポリ
アルキレングリコールの分子量にもよるが、ウレタン樹
脂重量の５０％以下、望ましくは４０％以下に止めるの
がよい。４０％を超えて添加すると制電性能の洗濯耐久
性低下が目立ち始め、５０％を越えるとその傾向が顕著
となる。風合との兼ね合いで配合量の設定を行うが、通
常ウレタン樹脂重量の３５％程度が適当である。

このような樹脂加工を施した織編物は摩擦帯電電位が初
期値３００ホルト以下、洗濯１００回後も７００ポルＩ
・程度の制電性を有し、風合硬化も殆んどなく、織編物
からの発塵も未加工品の数倍程度の発塵レベルに止める
ことができる。

導電性繊維の配列しただけの制電性織編物は、導電性繊
維部分と合成繊維との静電気的性質の差が大きいなめ、
織編物の見掛は帯電電位が低い（０〜数士ボルト）場合
でも、導電性繊維近傍と導電性繊維から最も隔った地の
部分とに相反する極性を持つ電界が発生していて、それ
ぞれの部分の極性と反対の電荷を持った空気中の浮遊微
粒子を選択的に吸着することがある。別の表現をすると
、織編物の見掛は上の帯電電位が低くても、電位の高い
プラス帯電部分とマイナス帯電部分とがモザイク状に存
在していることがあり、帯電している浮遊塵埃がそれぞ
れの極性に対応する部分に吸着される現象である。この
機楢によるホコリ付着は帯電防止加工を施した導電性繊
維入り織編物でも発生ずることがあり、これを回避する
ためには、制電性織編物く導電性繊維含有）の表面漏洩
抵抗と、その織編物から導電性繊維をとり除いた織編物
の表面漏洩抵抗との比率が１０５オーム／ｓｑ。

オーダー以下になるように、導電性繊維の種類・配列間
隔、帯電防止剤の種類・濃度を設定することが必要であ
る。

〈発明の効果〉 かかる織物構成、加工方法によって得られた織編物は、
風合が未加工品と同程度に柔軟で、素材発塵も未加工品
の３倍程度以下のレベルを維持し、洗濯１００回後の摩
擦帯電圧が７００ボルト程度に止まる耐久性に優れた制
電性を備え、浮遊塵埃の多い環境で着用してもホコリ付
着の起きない制電性織編物であった。

以下に実施例を挙げ、いくつかの比較例と対照して説明
する。

〈測定方法〉 実施例の説明に先立って、本発明に関連する測定方法を
まとめて説明する。

（１）導電性繊維の断面抵抗 定長に切断した導電性繊維を、表面抵抗が１０１３オー
ム／ｃｍ以上のフィルム上に置き、その両端に絶縁抵抗
が１０オーム以ｒの導電性塗料を点状に塗布し、該導電
性塗料を塗布した２点間の抵抗を測定し、１ｃｍ当りの
抵抗値として求める。

（２）織編物の表面漏洩抵抗 −，，，１２，− 表面漏洩抵抗の測定は、ＪＩＳ　Ｌ−１０９４参考法］
−（・、従って、温度２０°Ｃ・相対湿度４０％の環境
下で実施した。測定は織物中に導電性繊維が配列された
ままの状態と、導電性繊維を取り除いた状態とで実施し
、両側定値の差を検討した。

（３）織＠物の洗濯方法 しコータリーワッシャーにより、浴比］−：３０゜、　
　洗剤２グラｊ＼／リツトル（ランエース　Ｐ−２００
。

花王）を用いた６０℃・１５分の洗濯に引き続いて、４
０°Ｃ・３分の湯洗いを２回繰り返しな後、更に４０°
Ｃ・１５分の湯洗い、遠心脱水、７０℃・３０分のタン
ブラ−乾燥を洗濯１回とし、必要回数繰り返す方法によ
って行った。

（４）ホコリ付着試験 内部空気の強制循環装置を設置した容積的１−立方ノー
１ヘルの密閉容器の中に垂直に吊した織物に直流電圧を
印加して、−２０００ポル１〜に帯電させ、印加を中止
して接地し、見掛けの表面電位が１００ボルト以Ｆであ
ることを表面電位計によって確認した後、空Ａ機フィル
ターから採取しなホコリ１グラムを投入して、織物への
ホコリ付着状態を視感によって判定しな。

判定結果は、○、ホコリ付着なし、△：微かに、×；目
立つ、××＝甚しい、で表示する。

（５）摩擦帯電圧（表面電位〉 ＪＩＳ　Ｌ−１０９４５，２Ｂ法によって、温度２０°
Ｃ５相対湿度４０％で測定しな。

（６）素材発塵 ｒａ！’ｅ＋をクリーンルーム用防塵衣の営業洗濯（通
称ｃｒｃ洗濯洗濯水純水ぎ、クリーンパッケージ〉の後
、ＩＥＳ規格（ＲＰ−ＣＣ−００３−８７−Ｔ）の方法
に従って、織物１平方メーＩ〜ルから１分間に遊離する
微粒子の数を測定した。

この方法は、ＪＩＳ　Ｂ−９９２３６，２（１，２）の
タンプリング方途基本的には同一である。

（７）風合 ＪＩＳ　Ｌ−１０９６６，２０ｊ　Ｃ法によって織物の
硬さ（ループ硬さ）を測定した。

〈実施例〉 供試織物は、実施例・比較例とも同一の下記織物を使用
しな。

経糸：ボリエスデルフィラメント７５デニール・３６フ
イラメン１へ、緯糸：ポリエステルウーリー加」二糸１
００デニール・４８フイラメント、導電性繊維：表面を
カーボン層で被覆し７なポリニスデル２７デニール・モ
ノフィラメン’Ｉへ（帝人件朱製：商標名：メタリアン
：線抵抗値２．５×１０５Ω／ｃＩｌ＋）、織組織：３
　、／′２ツイル、仕上り品の経糸密度＝１６０木／２
．５４ｃｍ、緯糸密度：１２０本／′２．５４ｃｌｎ、
導電性繊維密度：経方向にのみ５ミリメートル間隔に配
列させ、この織物を常法により糊抜き・精練・乾燥・ヒ
ートセット・染色・乾燥を行い、第１表に記載した塑性
の樹脂液をピックアップ５５％でパッドし、１３０℃で
２分間乾燥した後、ヒートセッターで１７０°（沙で１
分間の乾熱処理を実施しな。

第１１表の下部に、得ちれた織物の特性を概括して示す
。

実施例のものは、耐久制電性、低発塵性、柔軟風合、ホ
コリ付着がない等すべての点で優れた特性を示している
のに対し、比較例はそれぞれ幾つかの欠点を有している
。

以下に、実施例を中心として、この４種類の制電性織物
の性質を様々な観点から測定値を挙げ、比較・対比して
説明する。

第２表に、導電性繊維を含む制電織物の表面漏洩抵抗と
、その織物から導電性繊維を取り除いた織物の表面漏洩
抵抗と、両者の表面漏洩抵抗の差を示す。

第２表　　　（Ω／ｓｑ、　） 帯電防止加工を行っていない比較例３は初期から、シリ
コン系柔軟剤を用いた比較例２は洗濯５０回以降、導電
性繊維有りと無しとの表面漏洩抵抗の差が１０５オーム
を越えており、シリコン系柔軟剤の添加により、制電性
能の洗濯耐久性が損なわれていることがわかる。比較例
１は、この差が洗濯１００回後も１０５オーム以下を維
持しているが、後述の通り風合が硬い。

該４種の織物のホコリ付着試験の結果は第３表の如くで
あった。

第３表 この結果を第２表と対照すると、導電性繊維有〜　１８
　一 つと無しとの表面漏洩抵抗の差が１０５オーム以下の織
物にはホコリが付着せず、１０５オームを超える織物に
は付着することを示している。

史に、第４表に該４種の織物の摩擦帯電圧の測定結果を
示す。

第４表　（Ｖ） 実施例、比較例１、共に洗濯１００回後も帯電防止加工
の効果を維持しており、洗濯回数の増大に従って帯電圧
は高くなっているが、洗濯１００回後で７００ボルト程
度に止まっている。これに対して実施例３は洗濯前かち
帯電圧が高い。比較例２は初期値は良好であるが、洗濯
５０回以前に帯電防止却下の効果を喪失しＣいる。比軸
例２で使用しノＳ柔軟剤以外の市販柔軟加ニー剤につい
ても多数の実験を行ったが、何れも比軸例２と同様の結
果であった。

第５表には織物１．平方メートルから］分間に遊離する
微粒子の数く素材発塵）の測定結果を示−ｔＪ−。

第　５　表　　〈個７／分） 実施例は比較例３（ブランク）よりは素利発塵人である
が３倍以内に止まっていて、高度なりリーンルーム用以
外の防塵衣として充分な適性がある。比較例２の発塵量
は、綿織物等に比べると、十分の−乃至二十分の−であ
るが、防塵衣として２１　　＝ のレベルを逸脱している。

織物の硬さの指標として、織物のループ硬さを測定した
結果を第６表に示す。

第６表　（ｇ） 実施例の硬さはブランク〈比較例３）よりわずかに硬め
であるが殆んど代ちないと言っても差し支えないレベル
である。比較例１は初期はかなり硬く、洗濯で揉まれて
柔軟になるが、洗濯５０回後＝　２２− もブランクに比較して硬昧が残っている。比較例２は風
合はブランクと同じで良好であるか、前述Ｌニア）通り
制電性能の耐久性に劣っている。

以上、様々な観点から本発明に関わる１ｌｌｉ？ｌｌｌ
勿の評価を行っな結果、本発明の制電性織編物は従来品
の欠点が改善された柔軟、低発塵、高洗濯耐久制電織編
物であり、浮Ｍ塵埃の多い環境で着用してもホコリの付
着しない衣服にも適応可能なことが明らかとなった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 合成繊維１００％又は、該合成繊維と他の繊維との混紡
   、交編織により得られる織編物が制電加工された表面を
   有し、かつ、断面抵抗値が１０＾１＾１オーム／ｃｍ以
   下である導電性繊維を該織編物の表面の１平方メートル
   当りの換算長で５１メートル以上となるように経方向、
   及び／又は緯方向に配列させて該織編物の表面漏洩抵抗
   値と、該織編物から該導電性繊維を取り除いて測定した
   表面漏洩抵抗値との比率が１０＾５オーム／ｓｑ、オー
   ダー以下となるようにしたことを特徴とする制電性織編
   物。