JPH0465581A - 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、導電性に優れ、かつ良好な強度の確保ができ
る導電性複合繊維に関する。

〔従来の技術〕

従来の導電性繊維として、例えばナイロン６などの高分
子からなる繊維をピロールポリマーまたはピロール誘導
体ポリマーなどの導電性高分子で導電化処理したものが
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、繊維素材にナイロン６を採用した場合、この
ナイロン６繊維は、繊維中へのビロールポリマーまたは
ビロール誘導体ポリマーなとの導電性高分子の拡散が良
好であるために、導電性に優れている反面、ナイロン６
の結晶構造が破壊されて引張、伸縮特性などの繊維強度
が低下し繊維としての機能が損なわれる恐れがあった。

本発明は、このような従来技術を背景になされたもので
、導電性に優れ、かつ良好な強度の確保ができる導電性
複合繊維を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ナイロン６およびその他の高分子成分からな
る複合繊維であって、該複合繊維が導電性高分子で導電
化されていることを特徴とする導電性複合繊維を提供す
るものである。

本発明に使用される複合繊維を構成するその他の高分子
成分とは、ナイロン６を除く繊維形成性の熱可塑性高分
子全般を意味するもので、例えばナイロン６．６、ナイ
ロン１２、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタラミド、ポリ
−ｍ−フェニレンイソフタラミドなどのポリアミド類、
ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類
、ポリアクリロニトリルなどのポリアクリル類、ポリエ
チレンテレフタレート、ボリブチレンチレフタレートな
どのポリエステル類などが挙げられ、特に導電性高分子
を形成しうるモノマーと親和性の高い分子構造を有する
ものが好ましいが、汎用性の面からはポリエチレンテレ
フタレート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエ
ステル類などが好ましい。また、その他の高分子成分は
、共重合体などであってもよい。

なお、後述するビロールおよびビロール誘導体の複合繊
維を構成する高分子成分中への吸尽速度は、例えばナイ
ロン６〉ナイロン６．６〉ポリエチレンテレフタレート
で、各成分間の吸尽速度は明らかに異なり、特にポリエ
チレンテレフタレートは実質的に吸尽しないといっても
過言ではない。

本発明に使用される複合繊維とは、このようなナイロン
６と、その他の高分子成分とが複合状態に混在し、かつ
分割または脱海処理により極細繊維になり得る繊維で、
この複合繊維の種類とじては、例えば積層型、サイドバ
イサイド型、模型、芯鞘型、芯鞘分割型、海島型および
中空サイドバイサイド型などを挙げることができる。

また、複合繊維構造においてのナイロン６の重量比率が
多いほど、導電性高分子の吸尽が良好で高導電性を得ら
れるものの、導電性向上に伴って物性低下が進行するた
め、ナイロン６の比率は、通常、７０重量％以下程度、
好ましくは２０〜５０重量％程度である。

なお、この吸尽速度は、表面積に比例するので表面積は
大きいほどよい。従って、複合繊維の理想的な構造とし
ては、芯鞘型および芯鞘分割型が好ましい。

さらに、繊維の形態としては、ステーブルファイバー、
フィラメントのいずれでもよく、またこれらを用いた紡
績糸、マルチフィラメント、織布、不織布、編布などで
もよい。

さらにまた、この複合繊維の太さは、複合繊維構造を有
していれば特に限定されない。

本発明では、ナイロン６およびその他の高分子成分から
なる複合繊維に導電化処理が施される。

この導電化処理は、特に限定されるものではないが、例
えば複合繊維の繊維間隙に導電性高分子を形成しうるモ
ノマーと酸化剤とを含有する水性溶液を通過させて繊維
表面に酸化重合反応にて生成した導電性高分子を被覆形
成せしめるか、または導電性高分子を形成しうるモノマ
ーと酸化剤を別個の水性溶液として、まず該七ツマ−を
複合繊維の繊維間隙に通過させてから酸化剤を通過させ
るか、または酸化剤を通過させた後に該千ツマ−を通過
させて繊維表面に導電性高分子を被覆形成させる方法が
挙げられる。

この導電性高分子を形成しうるモノマーとしては、アニ
リンおよび０−クロルアニリン、ｍ−クロルアニリン、
Ｐ−クロルアニリン、Ｏ−メトキシアニリン、ｍ−メト
キシアニリン、Ｐ−メトキシアニリン、０−エトキシア
ニリン、ｍ−エトキシアニリン、Ｐ−エトキシアニリン
、０−メチルアニリン、ｍ−メチルアニリン、ｐ−メチ
ルアニリンなどのアニリン誘導体、チオフェンおよび３
メチルチオフエン、３−メトキシチオフェンなどのチオ
フェン誘導体、ビロールおよびＮ−メチルビロール、３
−メチルビロール、３．５−ジメチルビロールなどのビ
ロール誘導体などが使用できる。

酸化剤としては、導電性高分子を形成しうるモノマーの
重合を促進するいかなるものでも使用でき、例えば過マ
ンガン酸あるいは過マンガン酸カリウムなどの過マンガ
ン酸塩類、三酸化クロム酸などのクロム酸類、硝酸銀な
どの硝酸塩類、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン類、
過酸化水素、過酸化ベンゾイルなどの過酸化物類、ベル
オクソニ硫酸、ベルオクソニ硫酸カリウムなどのベルオ
クソ酸類やペルオクソ酸塩類、次亜塩素酸、次亜塩素酸
カリウムなどの酸素酸類や酸素塩類、塩化第二鉄、硫酸
第二鉄、硝酸第二鉄、クエン酸第二鉄などの三価の鉄化
合物類、塩化銅、過塩素酸第二銅などの遷移金属塩化物
、金属酸化物が挙げられるが、導電性、透明性の点から
三価の鉄化合物類が好ましい。

導電性高分子を形成しうるモノマーおよび／または酸化
剤は、水溶液中で扱われ、酸化重合反応は繊維表面およ
びモノマーと酸化剤とを含有するこの水溶液中で行われ
るが、繊維表面に有効に導電性高分子を垂直結晶析出（
エピタキシャル成長）させるには、これらの導電化処理
液を複合繊維の繊維間隙に通過させる方法が好ましい。

この通過させる手段としては、例えば複合繊維上に処理
液を連続的にむらなく散水するごとくして処理液の自重
により繊維間隙を通過流動させる方法や、処理液をフィ
ルターに通すごとく加圧、減圧して複合繊維の繊維間隙
に通過させる方法などがあるものの、複合繊維に対して
処理液を流動させる方法であれば如何なる方法でも良く
、均一な導電化処理を行うのに効果的な方法は複合繊維
１ｇに対して処理液を３〜３０ａｉ／ｇ程度流動させる
ことが好ましい。また、複合繊維は、導電化が進行する
と若干収縮したり物性が低下するため、無張力状態ある
いはチーズ巻きなどの極めて緩やかな張力状態で導電化
処理するのが好ましい。

また、複合繊維を例えばボビンなどに巻着して導電化処
理を行う場合には、このように複合繊維は導電化の進行
に伴い収縮や物性低下が発生するため、歪み（収縮）発
生による応力集中が生しるような例えば角型ボビンを使
用したような繊維の巻き方は繊維の切断などが起きる恐
れがあるため避ける必要がある。

酸化重合反応は、通常の重合反応とは異なり、低温であ
っても極めて迅速に重合反応が進行するので、処理液を
冷媒循環などにてできるだけ低温に維持することが好ま
しく、その温度範囲としては、５〜３０°Ｃ１好ましく
は８〜２５°Ｃの範囲に維持することが実用上好ましい
。約３０°Ｃを超えた場合には、重合速度が著しく速く
なり、水相中での酸化重合反応が繊維表面における垂直
方向結晶析出速度より速くなって望ましくない。

低温であれば重合速度が遅くなるゆえに、より安定した
高い導電性が得られるが、例えば０°Ｃ以下では水溶液
の凍結等の問題があり、５°Ｃ以下の場合には実用上好
ましくない。

また、空気によっても酸化重合が進行するので、できる
だけ酸素の影響を絶つようにチッ素ガスなどの不活性ガ
ス雰囲気下で行うか、溶存酸素を除去した状態で酸化重
合反応を行うのがよい。

処理液は、繊維間隙を通過する間に酸化重合反応するが
、その反応は極めて迅速に進行するので、均一な導電性
を得るためには水への溶解度の低い重合生成物、七ツマ
ー１酸化薊を均一に繊維表面に吸着するようにこれら処
理液を低濃度で繰り返し繊維間隙に循環させて行うのが
良い。

その濃度としては、水１００重量部あたり、モノマー０
．００１〜３重量部、酸化剤０．００１〜３０重量部が
好ましい。

モノマーを酸化剤により酸化重合するためには、必ず一
定の反応時間を必要とし、均一な導電化処理を行うため
にはモノマーが消失するまで液を流動させておく必要が
あり、酸化剤を含む水溶液をまず繊維間隙に通過させる
場合には、その酸化剤の酸化能力が消失するまでモノマ
ー水溶液を流動させる必要があるが、処理液の極細繊維
に対する流動、繊維間隙における流速は濃度、液温、得
ようとする導電性などにより適宜選定される。

複合繊維の染料染色と同様に、浴比すなわち極細繊維重
量に対する水性溶液の比が大きくなればなるほど、導電
化速度すなわち酸化重合速度は遅くなり、水性溶液の歩
留まりは若干悪くなるものの、極めて良好に均一な導電
性が得られる。

ここで、吸着とは、繊維表面での重合反応および繊維内
部での重合反応に伴う繊維と導電性高分子を形成しうる
モノマーの複合化を総称するものであり、実際には両現
象が同時に進行すると考えられ、明確には区別すること
ができない。また、導電化処理後の繊維表面を走査型電
子顕微鏡で分析すると、極めて微細なヒビ割れが見られ
ることがあり、酸化剤による繊維ポリマーの酸化とモノ
マーの酸化重合反応とがほぼ同時に進行するものと考え
られ、このヒビ割れが吸着、導電性に大きく影響する場
合があると考えられる。

モノマーと酸化剤とを個別の水溶液として別工程にて複
合繊維の繊維間隙に通過させる場合には、まず七ツマー
水溶液を繊維間隙に通過させたのちに酸化剤水溶液を通
過させるか、まず酸化剤を通過させてから七ツマ−を通
過させるかは、導電化処理する繊維の素材などにより選
定されるが、処理液をモノマーと酸化剤とを含む水溶液
として扱うよりも水相中に懸濁する導電性高分子の析出
量が少なくなり効果的なことが多い。素材の吸着力にも
よるが、得ようとする導電性などにより七ツマ−および
酸化剤を交互に複数回繰り返しても良い。このとき、モ
ノマーおよび酸化剤の通過回数を同一にする必要はない
。

また、導電性をさらに向上させるために、塩素、臭素、
ヨウ素などのハロゲン類、丘部化リンなどのルイス酸、
塩酸、硝酸、Ｐ−）ルエンスルホン酸、サリチル酸、酢
酸、安息香酸などのプロトン酸などの酸およびそれらの
可溶性塩をドーパントとして添加することができ、また
導電性高分子（電子共役系ポリマー）の耐久性を向上さ
せるために、抗酸化剤、紫外線吸収剤を併用してもよい
。

また、繊維の風合いおよび導電性を損なわない範囲で、
導電化処理後、スプレー法、浸漬法、コーティング法、
転写法などにより１〜２μｍ程度のポリマー層を繊維表
面に形成してもよい。

以下、本発明の導電性複合繊維を図面に基づいて、さら
に詳細に説明する。

第１図に示すものは積層型、第２図のものは分割型、第
３図は模型、第４図は芯鞘型、第５図は中空サイドバイ
サイド型および第６図は海島型の複合繊維ＩＯで、各型
の複合繊維１０ばそれぞれナイロン６からなる高分子成
分１０ａと、ポリエチレンテレフタレート（その他の高
分子成分）からなる高分子成分１０ｂとを用いて周知手
段により成形し、そののち成形された各複合繊維１０を
図示しないピロール（導電性高分子を形成しうるモノマ
ー）および過マンガン酸を含む水性溶液に浸漬して導電
化処理を行う。

このように、複合繊維１０の導電化処理を行うと、ナイ
ロン６からなる高分子成分１０ａはピロールとの親和性
が高いために良好な導電性を得られる反面、強度は低下
するが、一方ポリエチレンテレフタレートからなる高分
子成分１０ｂは、ピロールとの親和性が低いために導電
性が劣る反面、良好な強度が維持される。従って、これ
らの高分子成分１０ａ、１０ｂからなる複合繊維ＩＯは
、両者の特質を兼ね備えたもの、すなわち導電性に優れ
、かつ良好な強度の確保ができる導電性複合繊維となる
。

〔作用〕

本発明の導電性複合繊維は、複合繊維をナイロン６およ
びその他の高分子成分から構成させ、そののちこの複合
繊維を導電性高分子で導電化させたものである。このよ
うに、ナイロン６およびその他の高分子成分からなる複
合繊維を導電性高分子で導電化させることで、ナイロン
６が有する高い導電性と、その他の高分子成分が有する
良好な強度の確保という両者の特質を兼ね備えた導電性
複合繊維を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は必
ずしもこれに限定させるものではない。

実施例Ｉ 第４図に示す導電性複合繊維を用いて以下の試験を行っ
た。すなわち、ナイロン６からなる高分子成分１０ａを
鞘部に、ポリエチレンテレフタレートからなる高分子成
分１０ｂを芯部にし、重量比１０　ａ　／　１０　ｂ　
＝　３０　／　７０の２」０デニール／７０フイラメン
トの芯鞘型の複合繊維ＩＯを、０．３３５重量％ピロー
ルおよび１．６２重量％塩化第二鉄を含む水性溶液に６
時間浸漬して導電性複合繊維を得た。

このようにして得られた導電性複合繊維を乾燥させ、表
面抵抗値を測定したところ、５Ｘ１０’Ωの良好な帯電
防止性を有し、また強度試験を行ったところ４．８ｇ／
ｄｅの良好な強度が得られた。

比較例１ 複合繊維１０をナイロン６からなる高分子成分１０ａの
みで設けた以外は、実施例１と同様にして導電性複合繊
維を製造した。その結果、複合繊維１０の表面抵抗値は
３Ｘ１０’Ωで良好な導電性を有するものの、強度は１
．６ｇ／ｄｅで強度保持率が極めて低い結果となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導電性複合繊維の一態様である積層型
の導電性複合繊維の拡大断面図、第２図は本発明の導電
性複合繊維の他の態様である分割型の導電性複合繊維の
拡大断面図、第３図は本発明の導電性複合繊維の他の態
様である模型の導電性複合繊維を示す拡大断面図、第４
図は本発明の他の態様である芯鞘型の導電性複合繊維の
拡大断面図、第５図は本発明の他の態様である分割サイ
ドバイサイド型の導電性複合繊維の拡大断面図、第６図
は本発明の他の態様である海島型の導電性複合繊維の拡
大断面図である。 １０；複合繊維 １０ａ；ナイロン６からなる高分子成分１０ｂ；ポリエ
チレンテレフタレート（その他の高分子成分） 特許出願人　　　　アキレス株式会社 代理人　弁理士　　白　井　　重　隆 第５

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ナイロン６およびその他の高分子成分からなる複
   合繊維であって、該複合繊維が導電性高分子で導電化さ
   れていることを特徴とする導電性複合繊維。