JPS6211087B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な鞘−芯型複合制電性繊維に関す
るものであり、さらに詳しくは芯成分が導電性物
質を含有し、鞘成分が特定組成のポリアルキレン
グリコール系共重合体を含有する優れた帯電防止
性能を付与し得る導電性複合繊維に関するもので
ある。 従来より、アクリル系繊維、ポリエステル系繊
維及びポリアミド系繊維等の疎水性合成繊維が、
その使用において静電気を発生せしめ、帯電する
ことはよく知られており、疎水性合成繊維の欠点
のひとつとされている。かかる不都合を解消する
方法についてはこれまで多くの提案がなされてき
ている。 例えば特公昭52−31450号公報には、導電性カ
ーボンブラツクを分散せしめた熱可塑性重合体を
芯部に、非導電性の熱可塑性重合体（例えば周知
のポリオレフイン、ポリアミド、ポリエステル
等）を鞘部に用い複合紡糸した制電性合成繊維が
提案されている。しかしながらこのような繊維で
はカーボンブラツクを分散せしめた芯部が鞘部で
被覆されるため黒色は比較的目立たなくなり、ま
た導電性能の機械摩耗や薬品に対する耐久性はよ
くなるが、繊維全体を放電させる目的には不利で
ある。即ち、かくの如き鞘部分が50％をこえる場
合、カーボンブラツクにより供与される伝導性は
ほんのわずか小部分しか実現できず低電圧レベル
の静電気を低減することは困難であつた。この既
知の繊維が帯電圧が5000ボルト以上の高電圧の場
合には比較的有効ではあるが、3500ボルト以下の
人体感度範囲内の低電圧の場合には静電気を低減
するには全く無効であり、このことは特公昭53−
44579号公報でも指摘されている。 一方前記特公昭53−44579号公報にカーボンブ
ラツクを分散せしめた成分が繊維表面に一部露出
するように複合紡糸した繊維が提案されている。
しかしかかる繊維といえども人体感度範囲内の低
電圧帯電の低減速度については未だ満足できるも
のとは言い難く、また芯部分の繊維表面への露出
度のコントロールが製造上非常に困難で、工業的
に製造する場合、露出しすぎて繊維全体の黒色が
目立つたり、あるいは導電性能の機械摩耗や薬品
に対する耐久性が欠乏したり、逆に非導電性の鞘
成分に被覆されすぎて繊維全体の導電性が低下し
たりする不都合を内在させていることも事実であ
る。 こゝにおいて本発明者等は、前記在来繊維に付
随する問題点を解消すべく鋭意検討と重ねた結
果、芯部材が導電性物質を含有するアクリロニト
リル系重合体からなり、鞘成分が特定組成のポリ
アルキレングリコール系共重合体を含有するアク
リロニトリル系重合体混合物から形成されてなる
複合制電性繊維が、鞘−芯型といえども優れた導
電性及び除電速度をもち、また導電性物質として
カーボンブラツクを使用した場合にも黒色の着色
程度を低く、しかも機械摩耗が薬品処理に対し優
れた耐久性をもち、かつ工業的容易に製造し得る
ものであることを見出し本発明に到達した。 而して本発明の主たる目的は、恒久的導電性を
有する合成繊維を提供することにある。 また本発明の他の目的は、優れた除電性能を有
し、かつ実用上何等問題視されない繊維性能を具
備する鞘−芯型合成繊維を提供することにある。 さらに異なれる他の目的は、以下の明細書の記
載から明らかとなろう。 而して本発明のかかる目的は、芯成分が導電性
物質を含有するアクリロニトリル系重合体からな
り、鞘成分がアクリロニトリルと65〜85重量％の
ポリアルキレンオキシド成分を含む共重合体を含
有するアクリロニトリル系重合体混合物から形成
されてある鞘−芯型複合制電性繊維を作製するこ
とによつて達成される。 かくの如き本発明に係る制電性繊維は、人体感
度範囲内の低電圧レベルの静電気を低減させるに
極めて有利なものであり、かつこれを極く少量非
導電性繊維に混合するだけで極めて優れた制電効
果を発揮し得る編織物等を作製し得るものであ
る。 またかかる制電性繊維は、芯成分の黒色が鞘成
分に存在するポリアルキレングリコール系共重合
体によつて隠蔽されているので充分淡色化されて
なるものであり、非導電性繊維に混入、混用して
もほとんど目立たず極めて優れた外観を与え得、
かつ機械的摩耗、化学的処理によつて導電性物質
が脱落しない商品価値の高いものである。 本発明の芯部に使用するアクリロニトリル系重
合体とは、ポリアクリロニトリル又は70重量％以
上のアクリロニトリルと他の重合性不飽和化合物
の少なくとも１種からなるものをいう。該重合体
は周知の重合手段、例えば懸濁重合法、乳化重合
法、溶液重合法等によつて製造することができ、
また上記重合性不飽和化合物としてはアクリル
酸、メタクリル酸又はこれらのメチルエステル、
エチルエステル等のエステル類；アクリルアミ
ド、メタクリルアミド又はこれらのＮ−アルキル
置換体；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビ
ニルエステル類；塩化ビニル、臭化ビニル、塩化
ビニリデン等のハロゲン化ビニル又はビニリデン
類；ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタ
リルスルホン酸、ｐ−スチレンスルホン酸等の不
飽和スルホン酸又はこれらの塩類；スチレン；メ
タクリロニトリル；ジメチルアミノエチルアクリ
レート又はジメチルアミノエチルメタクリレート
等アクリロニトリルと共重合可能な周知の化合物
を挙げることができる。 また芯部に導入される導電性物質とは、カーボ
ンブラツクの他銀、銅、アルミニウム、鉄などの
金属微粉末を使用することができるが、特にカー
ボンブラツクの採用が好ましい。 芯部を形成する導電性物質含有アクリロニトリ
ル系重合体は、アクリロニトリルの重合時に導電
性物質を導入する及び／又はアクリロニトリル系
重合体溶剤溶液に導電性物質を添加、撹拌して分
散する手段等を採用して作製する。その際、使用
する導電性物質の量はアクリロニトリル系重合体
重量に対して大略20〜200重量％、より好ましく
は30〜100重量％であり、これにより導電性物質
粒子が繊維構造中で有利に接触できることにな
る。なお、導電性物質を微分散させるのに分散剤
を用いることは何等差支えない。さらにアクリロ
ニトリル系重合体を溶解するに用いる溶剤は、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジ
メチルスルホキシド、硝酸、塩化亜鉛、ロダン塩
水溶液等が採用される。 かかる芯成分（導電性成分）は、単独で繊維状
とした場合、長さ５cmで100Vの直流電圧下、長
軸方向の固有抵抗値を測定し、それが１×10⁸
Ω・cm以下であることを要する。勿論、該抵抗値
は低い程好ましく、１×10⁶Ω・cm以下、特に１
×10⁴Ω・cm以下が好ましい。 次に本発明の鞘部に使用するアクリロニトリル
系重合体混合物とは、前記アクリロニトリル系重
合体と後述するポリアルキレンオキシド成分を含
む共重合体の混合物をいう。該ポリアルキレンオ
キシド成分を含む共重合体はアクリロニトリルと
65〜85重量％のポリアルキレンオキシド成分を含
むものをいい例えばポリアルキレングリコールの
重合性不飽和酸エステルたとえばポリエチレング
リコールモノメチルエーテルのモノアクリレー
ト、ポリエテレングリコールモノメチルエーテル
のモノメタクリレート、エチレンオキシドとプロ
ビレンオキシドのランダムまたはブロツク共重合
体のアクリレートまたはメタクリレート等（以上
がポリアルキレンオキシド成分である）とアクリ
ロニトリルとの共重合体；該共重合体におけるア
クリロニトリルの小割合を他の重合性不飽和化合
物で置換した多元共重合体；ポリアルキレングリ
コール、ポリエステルポリエーテルブロツク共重
合体（ポリアルキレンオキシド成分）にアクリロ
ニトリルをグラフトさせた共重合体等をあげるこ
とができ、ポリアルキレンオキシド鎖は分子量が
200〜10000が好ましく、さらには500〜5000が特
に好ましい。上記ポリアルキレンオキシド成分
（例えばポリエチレンモノメチルエーテルのモノ
アクリレート又はポリエチレングリコールモノメ
チルエーテルのモノメタクリレート）が前記範囲
を逸脱する場合、満足すべき放電効果が達成され
ないのみならず、得られる制電性繊維の白色化も
有利になされ得ないあるいは満足すべき洗濯、ク
リーニング耐久性が付与されないのみならず、紡
糸操業性を低下させるので好ましくない。このよ
うに鞘−芯型形態をとるにもかかわらず上記両者
の共重合割合を推奨する範囲に選択することによ
り放電効果及び白色効果が向上する事実について
は本発明者等も明確な根拠を見出すに至つていな
いが、恐らく鞘部分に介在するポリアルキレング
リコール成分がある量蓄積される電荷をすばやく
漏洩、放電させる役割（中立ち）を担い、かつ採
用せるポリアルキレングリコール系共重合体中の
アクリロニトリル含有量に起因して相手方のアク
リロニトリル系重合体との間に微孔を発現せしめ
一種の失透挙動が生起するからであると推察して
いる。 また両重合体の混合割合は、適宜決定できるが
好ましくはポリアルキレンオキシド成分が鞘成分
を構成する混合重合体の重量に対して0.3〜15重
量％になるように選択する。かかるポリアルキレ
ングリコール系共重合体はアクリロニトリル系重
合体の溶剤に溶解し得るので、両重合体の混合は
紡糸前ならいかなる手段でもかまわない。さらに
両重合体の混合に加えて淡色化を一層計るために
酸化チタン、酸化亜鉛等の白色顔料を添加、導入
することも可能である。また必要に応じて前記芯
成分に酸化チタン等を導入することもできる。 かかる鞘成分は、単独で繊維とした場合、長さ
５cmで100Vの直流電圧下、長軸方向の固有抵抗
値を測定し、それが１×10¹⁰Ω・cm以下であるこ
とを要する。 かくして作製された上記アクリロニトリル系重
合体（芯部）及びアクリロニトリル系重合体混合
物（鞘部）より作製された紡糸原液は、通常のシ
ースコア型紡糸装置により複合紡糸される。かか
る際、芯部の繊維断面に占める面積割合は60％以
下に維持することが好ましい。芯成分がこの範囲
を越えると繊維の形成性が劣悪になる他、白色化
にも不都合が惹起し望ましくない。また作製され
る制電性繊維はステープルフアイバの他フイラメ
ント形態であつてもよい。 このようにして得られる鞘−芯型複合制電性繊
維は、鞘−芯型形態をとるにもかかわらず鞘成分
に存在する特定共重合体の働きにより人体感度範
囲内の低電圧レベルの静電気がある程度発生して
もそれを低減させるに極めて有利なものとなり、
他繊維へ多くとも数％の混用により何等静電気障
害を惹起しない紡績糸、編織物、不織布、ベル
ト、敷物等を作製し得るものであり、また他繊維
へ混入しても外観上問題のない白さをもち商品価
値に富めるものである。なお他繊維とは周知の合
成繊維、半合成繊維、天然繊維の群を指称するも
のである。 以下本発明の実施例を記載するが、本発明はか
かる実施例によつて発明の範囲を何等制限される
ものではない。また特に断わりのない限り部及び
百分率はすべて重量基準にて表示するものとす
る。なお、実施例に記載せる導電性、帯電電荷量
密度及び放電速度は下記の方法で評価した。 (i) 導電性（Ω・cm） 下記にて測定される固有抵抗値（Ω・cm）で
評価した。かかる抵抗値が小なるほど繊維の除
電効果が高いことを意味する。 ５本の単繊維からなる長さ５cmの繊維束を40
％RH、20℃の雰囲気中で両端をクランプで把
握し、100Vの直流電圧にかけて電気抵抗Ｒを
測定する。かかるＲ値より次式により固有抵抗
値ρを算出した。 ρ＝Ｒ×デニール×１０^−５／４５×比重（Ω・
cm） (ii) 帯電電荷量密度（μｃ／m²） 大きさ25cm×25cmの布帛を有効試験片とす
る。このものを22±２℃、30±３％RHの雰囲
気下に一昼夜放置後、この温湿度条件内でアク
リル繊維（摩擦布）をまいた摩擦棒により試験
片を１回１秒程度で10回摩擦する。摩擦終了後
直ちに試験片をフアラデーゲージに投入し、該
試験片の電荷量を測定する。電荷量はサンプル
１m²当りに換算して摩擦帯電電荷量密度とす
る。 (iii) 放電速度（秒） 最終的に得られた繊維状物（単繊維又は編織
物など）をモノゲンユニ（プロクターアンドギ
ヤンブルサンホーム社製）含有液（濃度２ｇ／
、浴比１／30）中に投入し、しかる後該液を
60〜100℃、30分間昇温し、引続いて100℃、60
分間処理して供試繊維に作製する。次いで該供
試繊維を温度20℃、RH40％の条件下に２昼夜
調湿した。しかる後該供試繊維を取り出し、ス
タテイツクオネストメータ（宍戸商会製）を用
いて下記の条件の下にその半減期を測定した。 印加電圧；10000ボルト 印加時間；30秒 試料回転数；1000r・ｐ・ｍ 上記の半減期は、それが短いほど放電速度が
速く除電性が良好であることを示す。 実施例 １ アクリロニトリル91部、アクリル酸メチル8.7
部及びメタリルスルホン酸ソーダ0.3部からなる
アクリロニトリル系重合体を作製し、この重合体
を47％ロダンソーダ水溶液に溶解せしめ紡糸原液
(A)に作製した。 またアクリロニトリル25部、ポリアルキレング
リコールメタアクリレート（CH₂＝Ｃ（CH₃）
COO（CH₂CH₂O）₃₀CH₃；ポリアルキレンオキシ
ド成分）75部からなるポリアルキレングリコール
系共重合体を作製し、この共重合体と上記重合体
と全重合体中のポリアルキレングリコールメタア
クリレート（ポリアルキレンオキシド成分）の含
有量が４％となるように混合し、47％ロダン水溶
液に溶解せしめ紡糸原液(B)を作製した。 また上記アクリロニトリル系重合体及び該重合
体に対して１％の市販酸化チタンを混合し、47％
のロダンソーダ水溶液に溶解せしめ紡糸原液(C)を
作製した。 さらに上記アクリロニトリル系重合体及び該重
合体に対して60％のカーボンブラツク（三菱化成
製カーボンブラツク＃40）を分散混合し、紡糸原
液(D)を作製した。 なお、紡糸原液(A)〜(D)における固形分ベースは
ほゞ同一に維持した。 かくして得られた紡糸原液を次の組合わせによ
り公知の紡糸装置を用いて鞘−芯型複合紡糸し
た。 No.１ 芯／鞘＝Ｄ／Ａ＝10／90 No.２ 芯／鞘＝Ｄ／Ｂ＝10／90 No.３ 芯／鞘＝Ｄ／Ｃ＝10／90 紡糸後水洗、延伸、乾燥緻密化及び湿熱処理し
て鞘−芯型炭素複合制電性繊維３種類を得た。 得られた繊維の強伸度、導電性、放電速度及び
淡色程度は第１表の如くであつた。

【表】 また上記３種類につき、通常のアクリル系合成
繊維綿に0.5％混紡して製布した。得られた３種
の布の摩擦帯電電荷量及び放電速度を測定したと
ころ第２表の結果が得られた。

【表】 No.２ 布では混入した制電性繊維の存在が明瞭
に識別できず、良好な外観を呈していた。 第１及び第２表の結果より、本発明に係るNo.２
繊維がきわめて優れた導電性、除電速度を具備
し、またそれによる編織物も良好な帯電防止性を
有する事実が明瞭に理解せられる。 なお、前記紡糸原液(B)より単独で、繊維を作製
し、その導電性を測定した結果は、8.0×10⁸Ω・
cmであつた。また前記No.１及びNo.２について導電
性の測定電圧を2000ボルトにした場合では両者
ほゞ同一レベルの導電性を示した。 実施例 ２ 第３表に示した共重合体組成を有するポリアル
キレングリコール系共重合体４種を作製し、実施
例１紡糸原液Ｂ作製と同様にして紡糸原液(E)〜(H)
に作製した。次いでこれらの紡糸原液が鞘部を形
成し、また芯部は実施例１紡糸原液(D)から形成さ
れるように実施例１と同条件にて複合紡糸し最終
繊維を得た。 得られた繊維の性能も第３表に併記する。

【表】 また上記４種の繊維を用いて実施例１と同様な
方法で布を作製し、その帯電電荷量及び放電速度
を測定したところ第４表の如き結果が得られた。

【表】 第３及び第４表の結果より、本発明に係るNo.５
及び６の繊維がきわめて優れた導電性、除電速度
を具備し、またそれらによる編織物も良好な帯電
防止性を有する事実が明瞭に把握せられる。な
お、No.４の繊維は、洗濯、クリーニング耐久性に
難点が認められるものであつた。 実施例 ３ 実施例１で得た紡糸原液Ｂに酸化チタンを３％
添加し、紡糸原液（）を作製した。この紡糸原
液が鞘成分となし、実施例１で用いた紡糸原液(D)
が芯成分をなすように実施例１と同様な方法で複
合紡糸した。得られた制電性繊維は、その導電性
が7.3×10¹Ω・cmと優れ、また放電速度も0.5秒
以下と良好なものであつた。また繊維の白さは実
施例１No.２のそれより若干改良されていた。この
繊維を実施例１と同様な方法で0.5部混入させて
作製した布の電荷量は、2.7μｃ／m²で放電速度
は16秒で良好なレベルを保証した。またかかる繊
維には機械的摩擦、化学的処理によつてカーボン
ブラツクが脱落してくるというトラブルは皆無で
あつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芯成分が導電性物質を含有するアクリロニト
   リル系重合体からなり、鞘成分がアクリロニトリ
   ルと65〜85重量％のポリアルキレンオキシド成分
   を含む共重合体を含有するアクリロニトリル系重
   合体混合物から形成されてなる鞘−芯型複合制電
   性繊維。 ２ 導電性物質がカーボンブラツクである特許請
   求の範囲第１項記載の鞘−芯型複合制電性繊維。 ３ ポリアルキレンオキシド 成分が鞘成分を構
   成する混合重合体の重量に対して0.3〜15重量％
   である特許請求の範囲第１項記載の鞘−芯型複合
   制電性繊維。 ４ 芯成分の繊維断面に占める割合が60％以下で
   ある特許請求の範囲第１項記載の鞘−芯型複合制
   電性繊維。