JPS593574B2 - 導電性混繊糸の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は優れた導電性及び加工性を有する混繊糸の製造
法に関する。

従来、化学繊維、特にポリエステル、ポリアミド、ポリ
アクリロニトリル及びポリオレフィンなどの合成繊維又
はレーヨンなどはその多くの優れた繊維性能により衣料
用としてはもちろん産業用として大量に生産、販売され
ている。

しかしながらこれらの化学繊維は静電気を発生し易く、
衣料用としては帯電に伴う衣類の人体へのまつわりつき
、放電による電気ショック、或は汚れ易いなどという欠
点があり、産業用としては火花放電による火災や爆発な
ど産業災害の原因になるなどという問題があった。

そこで、上記化学繊維に制電性を付与する試みとして多
くの提案が為されてきたが制電性能、その耐久性及び当
該化学繊維固有の繊維特性の保持などの点で実用性を満
足するものはなく、結局、金属繊維、金属メッキ繊維或
は炭素繊維などのような化学繊維とは繊維性能が著しく
相違する特殊な導電性繊維を特殊な手段で使いこなすこ
とによってえられる防じん、防爆用作業衣或はカーペッ
トなどの製品が市場に提供されているにすぎない。

また最近芯成分としてカーボンブラックを配合したポリ
エチレンとさや成分としてポリエステルとを同心円状に
複合紡糸した制電性繊維が提案されている（特公昭５２
−３１４５０号公報）。

この繊維は芯成分をできるだけ細くし、さや成分に酸化
チタンなどの顔料を配合することによりカーボンブラッ
クによる着色を防止している点に特徴があるが実際上技
術的に単糸デニールを小さくすることが難しく、その主
用途はカーペット用に限られる。

さらに合成繊維表面にカーボンブラックを融着もしくは
コーチングした制電性繊維があるがこの繊維も金属メッ
キ繊維と同様にマルチフィラメント糸の製造が技術的に
難しいばかりでなく、繊維表面へカーボンブラックを均
一に付着せしめることが難しく、安定した一定の制電性
を有する繊維を再現性よく生産できにくい欠点がある。

さらに金属メッキ繊維やカーボンブラックコーチング繊
維は繊維の高次加工工程において金属やカーボンブラッ
クが脱落することがあり混繊糸のような他種フィラメン
ト糸の混繊により制電性が低下したり、或は繊維の表面
特性たとえば摩擦係数などの相違により混繊が困難或は
均一に混繊できないなどといった欠点がある。

本発明者らは先に繊維形成性重合体とカーボンブラック
を含有する制電性重合体の少なくとも２種の重合体混合
物からなる導電性繊維について提案したがさらに検討を
行なった結果、特定の手段を用いることによって該繊維
の特徴である導電性を保持し、しかも非制電性マルチフ
ィラメント糸との混繊性にすぐれた導電性有機質マルチ
フィラメント糸を見出し、本発明をなすに到ったのであ
る。

本発明の目的とするところは非制電性マルチフィラメン
ト糸のみからなる糸条と実質的に差のない外観、風合、
糸特性を有する導電性混繊糸の製造法を提供するにある
。

かかる本発明の目的は、前記特許請求の範囲に記載した
発明によって達成することができる。

先ず、本発明に用いられる非制電性マルチフィラメント
糸としては従来公知の各種繊維糸条を挙げることができ
特に限定されるものではないが、好ましくはポリエステ
ル、ポリアミド、ポリアクリロニトリルなど各種繊維形
成性重合体からなるマルチフィラメント糸、ビスコース
、キュプラ、アセテートなどビスコース又はその誘導体
からなるマルチフィラメント糸がよく、これらは単独で
も混用してもよい。

また導電性有機質マルチフィラメント糸としては繊維形
成性重合体とポリアルキレングリコール単位が分子鎖の
主要構成成分である制電性重合体の少なくとも２種から
なり該制電性重合体中にはカーボンブラックが均一に分
散、配合されてなる繊維（炭素配列体繊維）もしくは通
常の合成繊維を複合の１成分とし、前記炭素配列体繊維
を複合の１成分として用いたサイドバイサイドもしくは
芯さやの複合繊維が好ましく使用できる。

このような繊維は基本的には特開昭５２−１０３５２５
号公報に開示されているように該繊維形成性重合体とカ
ーボンブラックを配合した制電性重合体とを含有する混
合重合体溶液を紡糸することによって得られるが本発明
の導電性有機質マルチフィラメント糸として次のような
繊維特性が満足される必要がある。

すなわち、まず第１に導電性が大きく、２０℃、４０％
ＲＨにおける電気比抵抗が１０６Ω・α以下、好ましく
は約１０５〜１０２Ω・儒であること、熱水収縮率が非
制電性マルチフィラメント糸より大きく、好ましくは１
〜１５％大であること及びレータ−法による糸−系間動
摩擦係数が約０．３以下好ましくは０．２５以下である
こと。

すなわち電気比抵抗が１０６Ω・儒を越えると可及的に
その混繊割合を大きくしないと混繊糸の電気比抵抗を低
くすることができなくなるし、また熱水収縮率が前記範
囲外のときは後述する弛緩熱処理によって十分に導電性
マルチフィラメント糸を混繊糸の中心部に配置すること
が難しくなったりするので好ましくない。

さらに該導電性有機質マルチフィラメント糸のようにそ
の表面にカーボンブラックが露出している繊維は一般に
摩擦係数が太き（、他の汎用繊維と均一に混紡交編織す
ることが難しいが混繊の場合も同様に生産性よく均一に
混繊するためにその摩擦係数が約０．３以下であること
が望まれるのである。

このような繊維物性を有する導電性有機質マルチフィラ
メント糸は繊維形成性重合体好ましくはアクリル系繊維
製造用として公知の少なくとも８０モル％のＡＮと２０
モル％以下のビニル基含有モノマ１種以上の共重合体５
５〜９５重量％と該繊維形成性重合体に対して混和性で
あって実質的に相溶性のない制電性重合体たとえば前記
ＡＮ系共重合体に対しては平均分子量が少なくとも１０
００のポリエチレングリコールとポリエステルとの反応
生成物であるブロックポリエーテルポリエステル又は該
ブロックポリエーテルポリエステルにＡＮなどのビニル
モノマをグラフト共重合したもの５〜４５重量％との混
合重合体であって制電性成分にのみカーボンブラックが
均一に分散配合された紡糸原液を湿式紡糸し、油剤とし
てポリエチレンポリアミン、ステアリン酸ジアマイドエ
トサルフユート、ベヘン酸アミドアミン誘導体などを主
成分とする高分子量カチオン系油剤を用いて処理するの
がよい。

また、電気比抵抗を１０６Ω・ぼ以下に保持するために
は緻密化前に十分に延伸を行なって制電性重合体を繊維
軸力向に十分配向させると同時に該制電性重合体中のカ
ーボンブラックを線状に配列させ、安定化させるのがよ
い。

そしてこの延伸工程における延伸倍率及び熱処理条件を
コントロールしてえられる導電性有機質マルチフィラメ
ント糸の熱水収縮率を混繊対象の非制電性マルチフィラ
メント糸の収縮率より１〜１５％大きい値に設定する。

かくして得られる導電性有機質マルチフィラメント糸は
ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリルなど
各種の合成重合体からなるマルチフィラメント糸又はセ
ルロース系マルチフィラメント糸と公知の方法により混
繊される。

この場合本発明の導電性有機質マルチフィラメント糸を
混繊糸を構成する総フィラメント当り０．５〜６０重量
％の範囲内で混繊する必要がある。

上記０．５〜６０重量％の範囲内で導電性有機質マルチ
フィラメント糸を混繊することにより、本発明の導電性
混繊糸の特徴である実質的に非制電性マルチフィラメン
ト糸からなる混繊糸と同様の外観、風合、強度等の糸物
性が付与され、また高度の制電性が付与される。

そして混繊後乾熱、湿熱、好ましくは８０〜１３０℃の
スチーム中で弛緩熱処理することによって導電性有機質
マルチフィラメント糸が混繊糸の中心部に配置されるよ
うにする。

かくして得られる混繊糸は２０℃、４０％ＲＨにおける
電気比抵抗が１０８Ω・α以下という卓越した制電性能
を示し、しわも外観、風合、嵩高性、機械的性質など各
種の糸質が非制電性マルチフィラメント糸からなる混繊
糸と変わらないので該導電性混繊糸単独からなる各種編
織物或は通常の各種紡績糸、混繊糸などの交編交織する
ことによって多用な制電性繊維製品かえられる。

たとえば該導電性混繊糸からなる織物は従来合成繊維製
和服の裏地としてその商品価値を著して高めることがで
きる。

実施例 １ ポリエチレンアジペートとポリエチレングリコール（分
子量２０００）よりなるブロックポリエーテルポリエス
テルにＡＮをグラフトした重合体１４部、カーボンブラ
ック７部と分子量２０００のポリオキシエチレンオキシ
テトラメチレングリコール５部とジメチルスルホキシド
（ＤＭＳＯ）１２５部をホモミキサーでよく撹はんし、
この分散体をＡＮ／アクリル酸メチル／メタリルスルホ
ン酸ソーダ（９３，６／６．０１０．４モル％）よりな
るＡＮ系重合体のＤＭＳＯ溶液と混合紡糸を行なった。

カーボンブラック添加率は繊維重量当り７．０重量％で
、７．０倍延伸し、工程油剤としてポＩＪ エチレンポ
リアミド型のカチオン油剤を使用した。

乾燥熱処理後、仕上油剤としてラウリルホスフェートカ
リウム塩で処理して６０Ｄ−８ｆｉｌを製糸し、分繊し
て１５Ｄ−２ｆｉｌの導電性有機質マルチフィラメント
糸を得た。

電気比抵抗５×１０３Ω・儂、引張強度２．３％、引張
伸度１４．３％、潜水収縮率１１．５％摩擦係数０．２
２の糸質であった。

紡糸直接延伸ケン線法によってナイロン６ ＢＣＦ（１
３００Ｄ−７０ｆｉｌ ）を製造した。

加熱空気中で弛緩熱処理してケン縮発現させた。

処理後のナイロンＢＣＦの沸騰水収縮率は４．５％であ
った。

通常のインターレース装置を用い、１３００Ｄ−７０ｆ
ｉｌのナイロンＢＣＦに上記の１５Ｄ−２ｆｉｌ導電性
有導電性用チフィラメント糸を混繊して１３１５Ｄ−７
２ｆｉｌの導電性ナイロンＢＣＦを製造した。

この導電性ナイロンＢＣＦを用いてタフティングして得
られるループカーペットの制電性能をカーペット上を歩
行する人体の帯電電位測定によって評価した。

測定力法は藤原、平用、繊学誌に記載されている方法に
準じた。

測定条件は牛皮靴を使用し、相対湿度２０％および４０
％ＲＨで行なった。

人体帯電電位は２０％ＲＨで１．５ＫＶ、４０％ＲＨで
１．２ＫＶであり、きわめて良好な制電性能を示した。

それに反して、本発明の導電性有機質マルチフィラメン
ト糸を含有しないナイロンＢＣＦを用いたループカーペ
ットでは２０％ＲＨで１０ＫＶ、４０％ＲＨで７ＫＶの
高い人体帯電電位を示し、ドアノブに接触すると強い電
撃を感じることが確かめられた。

なお、導電性有機質マルチフィラメント糸の収縮率を大
きくし、繊維集合体の中心部に存在するようにした結果
、タフトカーペットの外観は良好であり、導電性有機質
マルチフィラメント糸の混入がほとんど目立たないこと
がわかった。

実施例 ２ 実施例１と同様にして、カーボンブラック添加量が繊維
重量当り７重量％になるように混合し湿式紡糸した。

合計倍率７．５倍に２段延伸し、工程油剤としてポリエ
チレンポリアミド型カチオン油剤を使用した。

乾燥熱処理後、仕上油剤としてラウリルホスフェートカ
リウム塩で処理して７５Ｄ−１２ｆｉｌの導電性有機質
マルチフィラメント糸を得た。

引張強度２．５ｇ／ｄ、引張伸度１６．２％。沸騰水収
縮率９．０％、電気比抵抗は７×１０３Ω・儒摩擦係数
０．２１の糸質であった。

−力、常法によって得られた７５−３６ｆｉｌのポリエ
ステルフィラメントの引張強度４．８ ｇ、２ 。

引張伸度３２％、沸騰水収縮率６．５％であった。

７５Ｄ−１２ｆｉｌ導電性有機質マルチフィラメント糸
と７５Ｄ−３６ｆｉｌポリエステルフイラメントを１／
１に合ネン糸した。

通常のアップツイスタを用い、２０Ｔ／Ｍのヨリ数をか
けた。

東し〃テトロン〃糸１５０ Ｄ−４８ｆｉｔをタテおよ
びヨコ糸に用い、織組織９０Ｘ６０（本／インチ）のツ
イル織物を製織した。

その時、タテ糸に上記で得られた導電性混繊糸を一部筋
状に打ち込んだ。

得られた織物の制電性能を評価し、表１のような結果を
得た。

摩擦帯電圧の測定は１０回洗濯後、２０℃。

３０％ＲＨ雰囲気下で金巾３号を摩擦布として用いた表
１に示されるように本発明の混繊糸を用いた織物は良好
な制電性能を有することがわかる。

比較例 １ 実施例１において、工程油剤としてラウリルアルコール
Ｅ、０（２０モル）付加物を使用し、仕上油剤にラウリ
ルアルコールＥ、０（５モル）付加物を使用して、摩擦
係数が０．３５の導電性有機質マルチフィラメント糸を
作製した。

上記の油剤処理したマルチフィラメント糸を実施例１と
同様にナイロンＢＣＦと混繊しようとしたが、均一な混
繊が不可能であった。

比較例 ２ 実施例１において、カーボンブラック添加量を下げて２
０℃、４０％ＲＨにおける電気比抵抗が５×１０８Ω・
ｃＩｒＬ（Ａサンプル）、３Ｘ１０７Ω・Ｃｒ１１（Ｂ
サンプル）の導電性有機質マルチフィラメント糸を得た
。

実施例１と同様にナイロンＢＣＦと混繊し、ループカー
ペットを作製し、人体帯電電位を測定したところ、２０
％ＲＨでそれぞれ７．３Ｋｖ（Ａサンプル）、４．２Ｋ
ｖ（Ｂサンプル）であり、ナイロンＢＣＦのみを用いた
場合よりも低いものの制電性は不十分であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 非制電性マルチフィラメント糸と導電性有機質マル
   チフィラメント糸とを混繊するのに際して、非制電性マ
   ルチフィラメント糸にくらべて熱水収縮率が１〜１５％
   大でありレーダー法による動摩擦係数が約０．３以下で
   あって、かつ２０℃、４０％ＲＨにおける電気比抵抗が
   １０６Ω・α以下である導電性有機質マルチフィラメン
   ト糸を混繊糸を構成する総フィラメント当り約０．５〜
   ６０重量％の範囲内で混繊した後弛緩収縮処理を行なう
   ことを特徴とする導電性混繊糸の製造法。 ２ ここで導電性有機質マルチフィラメント糸は繊維形
   成性重合体と主要構成成分としてポリアルキレングリコ
   ール単位を含有する制電性重合体の少なくとも２種とか
   らなり、該制電性重合体はカーボンブラックを含有し繊
   維軸力向に分散、配向されてなる繊維である。