JPS6240444B2 - - Google Patents

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JPS6240444B2
JPS6240444B2 JP54088042A JP8804279A JPS6240444B2 JP S6240444 B2 JPS6240444 B2 JP S6240444B2 JP 54088042 A JP54088042 A JP 54088042A JP 8804279 A JP8804279 A JP 8804279A JP S6240444 B2 JPS6240444 B2 JP S6240444B2
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JP
Japan
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fiber
conductive
synthetic polymer
outer layer
inner layer
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JP54088042A
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English (en)
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JPS5615415A (en
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Masaharu Yamamoto
Masanori Takeuchi
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は導電性カーボン粒子を含み、繊維横断
面の中心部が中空である導電性合成繊維に関す
る。 従来、導電性カーボンブラツクを含有する導電
性合成繊維としては第1図に示すごとく A カーボンを含む合成重合体組成物1を芯とし
て芯鞘複合したもの。(第1図イ)(特公昭52−
31450号公報) B カーボンを含む合成重合体組成物をさやとし
て芯鞘複合したもの。(第1図ロ)(特開昭48−
48715号公報、特開昭51−47200号公報) C カーボンを含む合成重合体組成物が繊維表面
に一部分露出するように接合されたもの。(第
1図ハ,ニ,ホ)(特公昭53−44579号公報、特
開昭52−15251号公報、特開昭54−30920号公
報、特開昭54−30919号公報、特開昭54−38920
号公報) が知られている。 即ち、従来良く知られているようにカーボン粒
子を十分な導電性を有するレベルまで高濃度に分
散した合成重合体組成物は極めて製糸性が悪く、
繊維としての強度も低いためカーボン粒子を含ま
ない非導電性の合成重合体と複合紡糸することに
より製糸性と繊維としての実用物性を付与する必
要があつた。 しかるにAの繊維は、特公昭53−44579号公報
に記載されるように非導電性の鞘成分が50%を超
えるため、カーボンブラツクにより付与される導
電性はわずかの部分しか実現できずほとんどの人
が電気シヨツクを感じなくなる3500ボルト以下の
低電圧レベルの静電気に低減することは困難であ
つた。 またBの繊維では特開昭48−48715号公報、特
開昭51−47200号公報に示されるように、カーボ
ンブラツクの黒色が目立ち織編物とするに当つて
好ましからざる外観を呈し、また高次加工工程中
において黒色脱落物を生ずるという欠点を有する
ものであつた。 さらにCの繊維においてはBの繊維の欠点を中
間的に補うものであるが、部分的にカーボンブラ
ツクの表面露出がありBの繊維ほどではないが同
様の欠点を有する。 本発明の目的はかかる従来技術の欠点を改良
し、繊維形成能の低い導電性カーボン粒子を多量
に含有する合成重合体を安定に製糸し、かつ十分
な実用特性を有する制電性繊維を提供することに
ある。 第2の目的はかかる制電性繊維において非導電
性の外層による制電性能の低下を防止することに
ある。 さらに第3の目的はカーボン粒子による着色を
最小限に抑えることにある。 次いで第4の目的は仮撚などの糸加工工程や撚
糸、製織、製編、染色、仕上などの高次加工工程
での黒色脱落物の発生を防止することにある。 本発明は上記目的を達成するため次のごとき構
成を有する。 即ち、導電性カーボンブラツクを分散せしめた
良導電性の合成重合体組成物からなる内層を取囲
む合成重合体組成物からなる外層が繊維の長さ方
向に連続的に接合され、繊維横断面の中心部に繊
維の長さ方向に連続した中空部Aを有し、かつ中
空部が繊維横断面に占める面積が5%以上30%以
下であると共に該中空部に上記内層成分を露出せ
しめ、さらに内層部の割合と導電性カーボンブラ
ツクの配合率、外層部の割合と、外層部の電気比
抵抗値を下記(1)〜(4)の条件を満足せしめたことを
特徴とする導電性合成繊維。 (1) 導電性カーボンブラツクの配合率10〜50重量
%(ただし、内層を形成する合成重合体重量
比) (2) 内層部が繊維横断面に占める面積5〜20% (3) 外層部が繊維横断面に占める面積50〜90% (4) 外層部を形成する合成重合体の電気比抵抗値 1×108〜1×1011Ω・cm である。 また、内層B、外層Cの繊維横断面に占める面
積(%)が下式を満足することが必要である。 5≦B(%)≦20 50≦C(%)≦90 本発明において外層を形成する合成重合体は非
導電性または低導電性の熱可塑性合成重合体であ
り、繊維形成能の高いポリマを用いることが好ま
しく例えばナイロン、ポリエステルなどが使われ
る。特にその導電特性、物理的および化学的特性
の点からナイロン6、ナイロン66、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
が好ましく用いられる。 非導電性熱可塑性合成重合体は、これらの熱可
塑性合成重合体に導電性成分を添加せず、そのま
ま用いたものであり、また、低導電性熱可塑性合
成重合体はこれらの熱可塑性合成重合体にポリア
ルキレングリコール、ポリアルキレングリコール
共重合体、ポリアルキレンエーテルグリコール誘
導体、ブロツクポリエーテルアミド、ブロツクポ
リエーテルエステル、N−アルキルポリアミドの
ような導電性成分を0.5〜10重量%筋状分散させ
たものである。 本発明は外層による絶縁効果を最小限に止める
ため、外層成分として電気比抵抗が1×108〜1
×1011Ω・cmの低導電性熱可塑性合成重合体を使
用することが必要である。 外層の重合体の電気比抵抗が1×108Ω・cm未
満の場合は制電成分を多量に添加する必要があ
り、製糸性の低下、繊維の強度低下が大きくなり
安定生産が困難となり、また、製品も実用に耐え
なくなる。1×1011Ω・cmより高いと外層による
絶縁効果を十分低減させることができないため、
ほとんどの人が電気シヨツクを感じなくなる3500
ボルト以下の低電圧レベルの静電気に低減するこ
とは困難である。 外層に使用する熱可塑性合成重合体には、内層
のカーボンブラツクによる黒色が目立たないよう
にするため、白色の固体微粒子の艶消剤、例えば
二酸化チタンのような無機微粒子を添加したり、
微小な空隙例えばポリエチレングリコール誘導体
をブレンド紡糸し筋状に分散させた後、該成分の
一部または全部を溶出させて微小な筋状の空隙を
存在させることが好ましい。また繊維の断面の外
周形状を非円形の形態、例えば三葉状、五葉状、
六葉状、八葉状などの多葉状にする手段を併用す
ることが隠蔽効果を高めるために有効である。 本発明において内層に使用する合成重合体は熱
可塑性を有し、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
オレフインおよびそれらの共重合体を含むもので
あり、特には繊維形成能を有しないものであつて
もよい。ポリエチレン、ナイロン6および/また
はその共重合体、ポリブチレンテレフタレートお
よび/またはその共重合体を用いることが好まし
い。 本発明で使用する導電性カーボンブラツクはオ
イルフアーネスブラツク、例えばキヤボツト社の
“バルカン”XC−72、“バルカン”C、コロンビ
ア・カーボン・コンパニーの“コンダクテツク
ス”SC、旭カーボン株式会社のHS−500、三菱
化成工業株式会社の#40などの公知のものが使用
できる。 本発明の導電性カーボンブラツクは通常に行な
われてる公知の方法により合成重合体の重合時に
分散させたり、混練型のエクストルーダーやドウ
ミキサーなどの混練機により熱可塑性合成重合体
と混和させたりして分散させることができる。 熱可塑性合成重合体中への導電性カーボンブラ
ツクの配合率は10〜50重量%とすることが必要で
あり、特に20〜40重量%が好ましい。10重量%未
満では導電性能が低下してしまい、また50重量%
を越えると重合体に均一に分散させることが困難
となり、製糸性の低下をもたらす欠点がある。 なお、導電性カーボンブラツクを配合した良導
電性熱可塑性合成重合体には公知の耐熱剤、抗酸
化剤、耐光剤、螢光剤等を配合させてもよい。 本発明の導電性合成繊維は上記の外層となる熱
可塑性合成重合体2で内層となる良導電性熱可塑
性合成重合体1を被覆し、繊維の横断面の中心部
に中空部3を有するもので繊維の横断面が例えば
第2図イ〜ハに示すような形態を有するのであ
る。内層は導電性カーボンブラツクを分散せしめ
た良導電性の合成重合体組成物からなり、外層が
合成重合体組成物で、中心部に中空部を形成させ
ることにより、内層成分のカーボンブラツクによ
る黒色が目立ちにくくなり、かつ少量の複合比率
で安定して製糸できる。 中空部が繊維断面に占める比率が5%未満で
は、上記の効果が不十分であり30%を越える場合
は、製造上特殊な冷却を行なう必要が生じ紡糸装
置が高価になると同時に、得られる繊維の均一性
と強度の低下が起り実用上問題となる。中空部の
比率はとくに10〜20%が好ましい。 本発明の合成繊維の横断面における良導電性合
成重合体組成物からなる内層の占める面積比率が
高い方が導電性能は優れているが、繊維の強度が
低下する傾向にあり、従つて該組成物の繊維断面
に占める面積比率は20%未満、好ましくは15%未
満である。20%を越える場合は繊維強度が低くな
りすぎて製品化工程で糸切れや毛羽の発生による
トラブルを惹起したり製品としての耐久性が劣り
実用上支障をきたす。繊維強度をできるだけ高く
するという観点からは良導電性重合体組成物の繊
維断面に占める比率をできるだけ小さくすること
が好ましいが、5%未満では導電性が不十分とな
り、かつ複合紡糸性が不安定となり安定して製造
できなくなる。 本発明の合成繊維は公知の複合紡糸装置により
製造することができる。 なお本発明の合成繊維はフイラメント状または
ステープル状等所望の形状で使用することがで
き、また他の非導電性繊維または低導電性繊維に
少量混入させて繊維製品の帯電を防止させること
ができる。 以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明す
る。 なお、実施例中で用いた相対粘度、極限粘度、
繊維の電気比抵抗、摩擦帯電圧は次の方法で測定
した値である。 〔ポリアミドの相対粘度〕 乾燥したポリマ0.25グラムを98%硫酸25ミリリ
ツトルに溶解し、中野式改良粘度計を用いて25℃
で測定した。 〔ブロツクポリエーテルアミド組成物の相対粘
度〕 試料を70%の拘水クロラール中に1%濃度にな
るように溶解し、これをオストワルド粘度計によ
り25℃で測定した値である。 〔ポリエステルの極限粘度〕 試料をオルトクロロフエノール溶媒に溶解し、
オストワルド粘度計により25℃で測定した値であ
る。 〔電気比抵抗〕 試料を0.2%のアニオン界面活性剤の弱アルカ
リ水溶液中で電気洗濯機を用いて2時間洗濯後、
水洗、乾燥する。ついで、該試料を長さ(L)5
cm、繊度(D)1000デニールの繊維束に引き揃えて20
℃、40%RH下で2日間調湿した後、振動容量型
微小電位測定装置により、印加電圧100Vで試料
の抵抗を測定し次式により算出する。 ρ=R×D/9×10×L×d ρ:体積固有抵抗(Ω・cm) R:抵 抗(Ω) d:試料密度(g/cm3) D:繊 度(デニール) L:試料長(cm) 〔摩擦帯電圧〕 京大化研式ロータリースタテイクスター(興亜
商会製)により、摩擦対象布としてあらかじめの
り抜き、精練、漂白した綿の平織カナキン3号
(目付100g/m3)を用いローター回転数
400rpm、印加電圧100V、温度20℃、相対湿度30
%の雰囲気中で測定した値である。 実施例 1 2.5重量%の酸化チタンを含むηr2.70のナイロ
ン6ペレツトにηr2.40のポリε−カプロラクタ
ム4.5重量部と分子量4000ポリエチレングリコー
ル55重量部からなるブロツクポリエーテルアミド
のペレツトを2.5重量%チツプブレンドしたもの
を外層とし導電性カーボンブラツクを35重量%含
むナイロン6を内層にし、公知の紡糸装置を使用
し紡糸温度280℃、引取速度700m/minで複合紡
糸した。 このようにして得られた未延伸糸を170℃で予
熱後3.2倍に熱延伸し単糸数10本からなる延伸糸
を得た。繊維の横断面の形状は第2図イのようで
あり、中空部の断面積比率は12%、内層部は8
%、外層部は80%であつた。また繊維の物性は第
1表のごとくであつた。
【表】 本発明繊維はカーボンブラツクによる黒色を十
分に酸化チタン含有の外層の合成重合体でカバー
しており、導電性に優れたものであつた。 実施例 2 2.5重量%の酸化チタンを含む極限粘度0.65の
ポリエチレンテレフタレート94重量部に数平均分
子量20000のポリエチレングリコール4重量部と
ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ2重量部と抗
酸化剤として1・3・5−トリメチル−2・4・
6−トリ(3・5−ジ−Tert−ブチル4−ヒド
ロキシベンジル)ベンゼン0.2重量部をブレンド
した成分を外層とし、導電性カーボンブラツク30
重量%含むポリブチレンテレフタレートを内層に
し、公多の紡糸装置を使用し、紡糸温度290℃、
引取速度900m/minで複合紡糸した。得られた
未延伸糸を160℃で予熱後3.1倍に熱延伸し単糸数
12本からなる延伸糸を得た。得られた繊維の横断
面の形状は第2図ハのようであり、中空部の断面
積比率は10%、内層部は5%、外層部85%であつ
た。また繊維の物性は第2表のごとくであつた。
【表】 本発明繊維はカーボンブラツクによる黒色のあ
まり目立たない導電性の優れたものであつた。 実施例 3 実施例2で得た120デニール12フイラメントの
マルチフイラメントを分繊し10デニールのモノフ
イラメントとし、該モノフイラメントと40デニー
ル18フイラメントの酸化チタン2.5重量%含有す
るポリエチレンテレフタレート繊維を混繊し、28
ゲージのトリコツトに編成したところ極めて良好
な整経編成性を示し、整経編成工程での黒色の脱
落物は全く認められなかつた。得られた布帛を、
洗剤2g/、ソーダ灰1g/浴比1:100の
条件で85℃、20分間の精練を行ない、さらに水酸
化ナトリウム0.3規定の溶液で浴比1:100にて98
℃、20分間処理し、導電性繊維の外層に筋状に分
散させたポリエチレングリコールおよびドデシル
ベンゼンスルホン酸ソーダの一部を溶出させた。
得られた布帛は溶出処理前の布帛に比較し導電性
繊維の内層に存在するカーボンブラクによる着色
も非常に小さく、かつ摩擦帯電圧は900ボルトと
良好な制電性を示した。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の導電性合成繊維横断面図であ
り、第2図は本発明の導電性合成繊維横断面図で
ある。 1:導電性カーボンブラツクを含む合成重合体
組成物、2:非導電性または低導電性の熱可塑性
合成重合体組成物、3:中空部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 導電性カーボンブラツクを分散せしめた良導
    電性の合成重合体組成物からなる内層を取囲む合
    成重合体組成物からなる外層が繊維の長さ方向に
    連続的に接合され、繊維横断面の中心部に繊維の
    長さ方向に連続した中空部Aを有し、かつ中空部
    が繊維横断面に占める面積が5%以上30%以下で
    あると共に該中空部に上記内層成分を露出せし
    め、さらに内層部の割合と導電性カーボンブラツ
    クの配合率、外層部の割合と、外層部の電気比抵
    抗値を下記(1)〜(4)の条件を満足せしめたことを特
    徴とする導電性合成繊維。 (1) 導電性カーボンブラツクの配合率10〜50重量
    %(ただし、内層を形成する合成重合体重量
    比) (2) 内層部が繊維横断面に占める面積5〜20% (3) 外層部が繊維横断面に占める面積50〜90% (4) 外層部を形成する合成重合体の電気比抵抗値 1×108〜1×1011Ω・cm
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