JPS6323965A - 有機導電性組成物 - 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（ま導電性を有する有機組成物に関するものであ
る。

（従来の技術） 有機の導電体はカーボンブラックや銀微粒子を練込んだ
ものが知らｒし、マイクロエレクトロニクスの発展に伴
い急速にその需要が急速に高まっている。これらの用途
には例えば集積回路（ＩＣ１ＬＳＩ等）用のトレーとか
、また作業服に織込み発生する静電気を除電するための
除電用合成ｍ維など、多数が知ら几ている。

ところが用途によっては着色を要求されたり、被膜とし
ての透明性を要求されたり、また衣料として用いる場合
にはファツション性も要求ざτしてもするが、銀粒子で
は着色と高価格であり、ましてカーボンブラックを用い
れば真黒となってしまうので白色のものが切望さｔして
きた。

これに対し例えは特開昭５３−９２８５４号公報や特開
昭５６−１６９８１６号公報等で酸化スズや、こｔしを
酸化チタンにコートしたいわゆる白色（無色）微粒子を
用いることが提案ざｔしている。しかし酸化スズ（５ｎ
Ｏｔ　）は本質的に導電性が不十分で、カリ。

なおかつ前記公知例で開示される粒子の添加量は、ａ維
としたとぎに該繊維にいわゆる導電性繊維のレベルの制
電性を付与するには到底達し得ないことが実際上判明し
ているし、このことは粒子の添加量が微粒子の添加によ
る導電性付与のための理論必要型である１５〜］　７　
ｖｏｌ％に達していない（例えば第２３同高分子可能性
講座講演要旨集昭和５０年３月）ことからもうなずける
ものである。

（発明が解決しようとする問題点） 即ち、従来技術における酸化スズや、こｔしを酸化チタ
ンにコーティングし友微粒子を用いる組成物においては
、微粒子が組成物に配色上の悪影響を与えない−いわゆ
る白色組成物が得らｎるが、この成型物における実際上
の制電効果はほとんど認められず、いわゆる導電線維の
制電効果は、全く期待出来ないものである。

従って本発明は酸化スズや−これを酸化チタンにコーテ
ィングした微粒子を用いるイ）のであるが−充分な導電
性による制電性効果が発揮出来る、いわば全く新しい微
粒子含有組成物を提供せんとするものである。

（問題点を解決するための手段） 即ち本発明は、酸化アンチモン（Ｓｂ２０３）と酸化ス
ズ（ＳｎＯ２　）との固溶体の微粒子、または該固溶体
を酸化チタンまたは硫酸バリウムにコートしたものを用
いるもので−より詳細には ［１，酸化チタンまたは硫酸バリウムの微粒子表面に、
酸化アンチモン（８ｂ２０３）と酸化スズ（ＳｎＯ□）
との組成比が重量比でＳｎＯ２　／　５ｂ２０３＝　９
９　／　Ｉ　〜８０／２０の固溶体を、５ｗｔ％以上、
５０ｗｔ％以下コーティングした平均粒径０．０１μ以
上、０．３μ以下の導電性微粒子（Ａ）と− 酸化アンチモンと酸化スズとの組成比がＭｍ比でＳｎＯ
２／５ｂ２０３＝９９／１〜８０／２０の固溶体微粒子
ｆＢ）とが、 天然、再生または合成の有機体中に、 該［Ｂ）粒子の占める割合がＯ≦ｆＢ）≦ｘｏｏｗｔ％
であり、 かつｆａ１粒子あるいは（１１粒子、または（Ａ）粒子
および（Ｂ１ｍ子の含有割合が１６　ｖｏｌ％以上、４
０ｖｏｌ％以下となる様に分散含有されてなる有機導電
性組成物 ２、酸化チタンまたは硫酸バリウムの微粒子表面に、酸
化アンチモン（Ｓｂ２０３）と酸化スズ（ＳｎＯ２　）
との組成比が重量比でＳｎＯ２／８ｂ２０３＝　９９／
１〜８０／２０の固溶体を、５ｗｔ％以上、５０ｗｅ％
以下コーティングした平均粒径ｏ、０１μ以上、０．３
μ以下の導電性微粒子（Ａ）と、 酸化アンチモンと酸化スズとの組成比が重量比でＳｎＯ
２／　Ｓ　ｂ２ｏ、〜９９　／　１〜８０　／２０の固
溶体微粒子ＣＢ＋とが。

常温で液体の有機体中に混入されて。

天然、再生または合成の有機体中に、 該（Ｂ１粒子の占める割合が０≦（Ｂ）≦ｉｏｏｗｔ％
であり、 かつ（Ａ１粒子あるいは（Ｂ１粒子、または（Ａ）粒子
およびＦＢ＋粒子の含有割合が１６　ｖｏｌ％以上、４
０ｖｏｌ％以下となる様に分散含有ざオームてなる有機
導電性組成物 ３、合成の有機体が、溶融成形可能な合成重合体である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の￥ＣＣ機工電性組成物　　　」である。

酸化スズ（正しくは酸化第二スズ）は−正に８ｎＯ，ｌ
の形ではその電気伝導性は低いものである。

８ｎ’−）２−Ｘの形で、化学蔵論的な組成からすらし
７酸素欠陥を導入する事で昏よじめで１０−４ΩＧとい
う低い抵抗値が得られるのである。しかしながらこの酸
素欠陥の導入は正確を期すのは極めて困難であり。

従って抵抗値を低いレベルで制御することは実ａ的に不
可能である。

一方酸化スズは、酸化ウランと約２００＝１の組成で固
溶体を作ると電気抵抗が下がる事が知られている。これ
は制御が簡単ではあるが、ウランを本発明１こ用い稚い
のは当然である。

そこで鋭意研究の結果、酸化アンチモン（８ｂ２０３）
との固溶体を形成させる事で一良好な導電性を持たせ得
る事を見出したのである。

微粒子化により見掛の抵抗値は高くなるが、酸化スズの
みの平均粒径０．１μの粒子では約１（）３Ω・ａの比
抵抗であり、酸化アンチモノとの固溶体（組成比８１１
（Ｊ２　／　５ｂ２０３＝９９　／　１〜８０　／２　
Ｃ１）　微粒子（平均粒径（１，１μ）では１〜１０Ω
・１となるのである。

酸化アンチモンと酸化スズとの組成比は１１夕化アンチ
モンが１ｗｔ、％以上、２Ｑｗｌ、％以下とするのがそ
の総合的な性能からいって必要である。ｉ：た酸化チタ
ンまたは硫酸バリウムに該混合物をコートする量比とし
ては該混合物を５ｗｔ％以上−５Ｑｗｔ％以下とするの
が良い。コートｇが少いと導電性が不足（−１多過ぎる
と目的とする白変の改良が出来な（なってしまう。また
このコートにより該混合物の比重が６．６前後も９５る
ものが４−５前後と軽くなり有機体に混合するに当り少
い本屋で目的とする体積分率とすることがでさるメリッ
トがある。

またこｒしらの微粒子の平均粒径としては、ｆ＋、（Ｊ
ｌμ以上、０．３μ以下が必須である。（１，（１１μ
以下では粒子の凝集が激しく有機体中に分散することが
困難となり、０．３μを越えると組成物の成形上例えば
紡糸工程でのトラブルの原因となる。また粒子の混合割
合Ｃよより白変を要求される分野ではコーティングした
粒子を用い、導電性をより要求される分野には酸化アン
チモン・酸化スズのみからなる粒子を用い得る。要する
にその分野での要求される性能に応じて０〜１００％ま
での範囲で混合比を変えることができるのである。該粒
子の有機体への混合率は体積分率で１６　ｖｏｌ％思上
が必要である。これより少いと導電性が不足し本発明の
目的を達することができない。また４　０ｖｏｌ％を越
えて添加すると有機組成物としてもろくなり、実用に耐
えなくなってしまうのである。

また本発明に用いらγしる有機体は天然、再生、合成を
問わないが本質的にねばり強いものが好ましい。

合成の有機体としては、溶融成形可能な合成重合体が発
明の目的上好ましく用いら几る。即ち。

溶融成形可能な合成重合体とは溶融紡糸又は溶融押出成
形により繊維又はフィルムを形成しうる合成重合体を油
味１１、具体例としては、ナイロン６、ナイロン６６等
のポリアミド−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等のポリエステル、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン等が挙げらｎる。

本発明による套機導電性組成物はそル自体または他の有
機体と複合する事により、静電気除去能または制電能を
有する繊維またはフィルムとする事ができる。また本質
的にほぼ白色であるため原着糸ま之は原着フィルムとす
ることも繊維化後＋たは成形後適当な一般的な方法によ
り染色する事も可能である。

本発明においては一前記（Ａ）粒子あるいはＣＢ＋粒子
、またはＦＡ）粒子および（Ｂ）粒子を大域に含むマス
ターポリマーをつくり、こｎを他の有機体にブレンドし
たものや一非制電性の有機体表面を本発明での組成物で
包んだものも含ま几る。

複合繊維とする場合には例えば同心円状、四ソ目状等任
意の複合形状にする小が可能であるが、有機導電性組成
物が繊維軸方向に実質的に連続している事が必要である
。また本発明者らは常温で液体の有機体でも目的によっ
ては有効に利用（〜得る事を認めた。即ち加熱せずに導
電層が流動し得る事が要求ざｔＬるような分野にも用い
得るのである。従来の例えばカーボンブランクを添加し
たもの等は、例えば塗料の如きものに用いらｎても最終
的には固化し、流動させるには熱を加える事が必要だっ
たのである。この有効な利用方法としては、当該常温流
動性有機導電性組成物をＩａ維細軸方向連続する芯成分
と［７て有する静電気除去能ま友は制電能を有する有機
複合′ｉｌＡ維をあげることかでざる。

即ち一常濡固体の有機体に該微粒子を混合した場合−そ
の流動性は極めて低下する。従ってこの様な導電性何機
体を芯成分または一部分に用いた複合繊維を得ようとす
る場合、紡糸後の延伸工程に於て、不用意な処理を行う
と導電部の線維軸方向の連続性か失われ導電能または制
電能が得られなくなる確率が高くなり、このため紡糸工
程、延伸工程に特別な工夫が必要となり、マ友種々の開
眼が加わることとなる。

しかしながら常温で流動可能７′ｊ有機体に前記（Ａ）
−ｉＢ）微粒子を混合し、これを常温固体の有機体例え
ば前記溶融成形可能な合成重合体中に分散含有させる事
により、延伸工程における導電部の切断というトラブル
は兄事に解消されトラブルなく白色内金灰色または任意
に着色１．た静電気除去能または制電能を有する有機線
維を得る事ができるのである。

このような常温での流動性を有する有機体とＣ，ヨ、例
えば低分子麓のポリエチレンやポリエチレングリコール
、ポリイソブチン−エチレンオキサイド−プロピレンオ
キサイド共重合物等があるが、こｔしに限定されるイ、
のではない、ただ１７この中でいわゆるシリコーンオイ
ルは、その（、のの絶縁性が高過ぎて用いるのに適当で
はない。

以下実施例により本発明をざらに詳Ｌ　＜説明−「ろ。

実施例−１ 酸化アンチモン（Ｓｂ２０３）を１（１ｗｔ％含宜する
該酸化アンチモンと酸イヒスズ（５ｎ（Ｊ２）との固溶
体を酸化チタンに４Ｑｗｔ％コーティングした平均粒径
ｆＪ、１μの微粒子を、ナイロン−６のチップにエクス
トルーダーにより２５　ｖｏｌ％練り込んだところ、ｊ
０００Ω・口の比抵抗を宜していた。

こｒしを芯成分とし鞘成分としてナイロン−６，６を用
いて芯／鞘比＝】／９の同心円状複合繊維となる様複合
紡糸機により１２　ｏ　ＯｒｒＬ／ｒｎｉｎの紡糸速度
で紡糸し延伸温度１５０℃延伸速度Ｉ　ＣＩ　０ｒｒＬ
／ｍ＋ｎで延伸し、単繊維デニール２０ｄの延伸系を得
た。この延伸系の抵抗値を測定したところ］　Ｘ　１０
９Ω／１であり色調はほぼ白色であった。

これを２００デニール−３０フイラメントのナイロン−
６の延伸糸と２０本に１本の割合で編地に入るように筒
編地とし、産業安全研究所静電気安全指針にて２０℃、
４０％ＢＨにおいて帯電々荷密度を測定したところ７．
０μＣ／／７７１″と優ｎた制電性（除電性）を有して
いた。

比較例−１ ナイロン−６のチップに、酸化チタンのｌ　（ＪｗＣ％
となる酸化スズをコーティングした平均粒径０１μの酸
化チタン粒子２．７ｖｏｌ％（ｔ　ｏ、ｏｗｔ、％）を
添加し一エクストルーダーで十分混合し、比抵抗を測定
したが１０１４Ω・個であり無添加のナイロン−６と同
一であった。

これを１００％用い紡糸延伸（７て１０（）デニール・
３６フイラメントの延伸系とし、筒編地として実施例−
１と同様にして評価し念ところｌ　２　ｌｔＣ／ｄで全
（制電能を認めなかった。

実施例−２ 酸化アンチモン１５ｗｔ％含有する該醇化アンチモンと
酸化スズとの固溶体を酸化チタンに・同■′Ｌ％コーテ
ィングした平均粒径０．１μの微粒子と、酸化アンチモ
ン１５ｗｔ％を含有する該酸化アンチモンと酸化スズと
の固溶体からなる平均粒径０１μの微粒子が１：１の重
斌比となり、ポリエチレン中に微粒子の体積分率２　Ｂ
　ｖｏｌ％となる様にエクストルーダーにより混合１〜
たとこる５７０Ω・国の比抵抗であり、やや灰色がかっ
たチップとすることができた。

このチップを芯とし〜酸化チタン６，５ｗｔ％を含有す
るポリエチレンテレフタレートチソブ（（１わゆるセミ
ダル）を用いて、断面が旧゛ン弓状となるような複合繊
維となる様に複合紡糸機により紡糸速度］　３００７ｒ
Ｌ／ＩＩＩ　Ｉｌｌで紡糸し、８０℃の熱ローラーによ
り、延伸速度１０　（＋　７ｒＬ／ｍ＋ｎで延伸して単
繊維デニール］５デニールの延伸糸を得た。この延伸糸
の白変は良好であった。

こ才１．をポリエステルのタフタ織物にｔｃｍ間隔に縦
糸として織込み、２０°Ｃ１４０％ＢｔＩにおいて実施
例−１と同様に評価したところ６．１μｃ／ｄと優れた
制電性（除電性）を示（−た。

比較例−２ 酸化アンチモン１５ｗｔ％を含有する該酸化アンチモン
酸化スズとの固溶体を振動ミルにより粉砕し、比表面積
を測定したところ平均粒径ｏ、ｏｏｓμの平均粒径であ
った。これを分子量１　（１００のポリエチレングリコ
ール中に２０ｖｏｌ％になる様に分散しようとし念が、
粒径が細か過ぎ、不均一分散物しか得られず不満足なも
のであった。

実施例−１３ 実施例−２で用いた導電性微粒子を同様の組成でそ几ぞ
れ常温で液状のポリエチレングリコール。

低分子！ポリエチレンーポリイソブテン中に混合機によ
り２７　ｖｏｌ％になるよう練込んだ。これを複合紡糸
機により酸化チタン２，５ｗｔ％を含有するポリエチレ
ンテレフタレートを鞘成分として円心周状複合比１／］
１の複合硼維に紡糸速度１５００ｍ／１１団で紡糸し、
延伸温度８０’Ｃ延伸速度３０　（１７７Ｌ／Ｔ旧ｎで
延伸したところ１表−１に示す結果を得−また白変は極
めて良好であった。

こｒしを実施例−２と同様にし織地として制電性（除電
性）を評価したところ全て良好で１偽った。

表−１ 比較例−３ 実施例−１で用いたえ４電性微粒子を４５　ｖｏｌ％と
なるようにナイロン−６中に練込もうとしたが、いわゆ
る砂ダンゴ状となり、流動性が全く失オつれてしまい使
用できるものとはならなかった。

実施例−４ 酸化スズ８５ｗｔ％−酸化アンチモン１５ｗｔ％の組成
よりなる平均粒径ｔ１．２μの固溶体微粒子を、６０％
の水ペーストとした。これをレーヨンの複合紡糸設備に
より、紡糸ノズル直前でビスコース中にインジェクショ
ンされる様にして紡糸し、３０ｖｏｌ％の導電性徴粒子
含有レーヨン糸（２００デニール−１０フイラメント）
ヲ得ｆＣ０これを１５０デニール３２フイラメントのポ
リエステル繊維と２０本に１本の割合で編地に入るよう
にし、実施例−１と同様に評価したところ、６．８μＣ
／Ｉと優ｔした制電性（除電性）を示した。

特肝出願人　株式会社　クラレ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、酸化チタンまたは硫酸バリウムの微粒子表面に、酸
   化アンチモン（Ｓｂ＿２Ｏ＿３）と酸化スズ（ＳｎＯ＿
   ２）との組成比が重量比でＳｎＯ＿２／Ｓｂ＿２Ｏ＿３
   ＝９９／１〜８０／２０の固溶体を、５ｗｔ％以上、５
   ０ｗｔ％以下コーティングした平均粒径０．０１μ以上
   、０．３μ以下の導電性微粒子（Ａ）と、 酸化アンチモンと酸化スズとの組成比が重量比でＳｎＯ
   ＿２／Ｓｂ＿２Ｏ＿３＝９９／１〜８０／２０の固溶体
   微粒子（Ｂ）とが、天然、再生または合成の有機体中に
   、該（Ｂ）粒子の占める割合が０≦（Ｂ）≦１００ｗｔ
   ％であり、 かつ（Ａ）粒子あるいは（Ｂ）粒子、または（Ａ）粒子
   および（Ｂ）粒子の含有割合が１６ｖｏｌ％以上、４０
   ｖｏｌ％以下となるように分散含有さにしてなる有機導
   電性組成物 ２、酸化チタンまたは硫酸バリウムの微粒子表面に、酸
   化アンチモン（Ｓｂ＿２Ｏ＿３）と酸化スズ（ＳｎＯ＿
   ２）との組成比が重量比でＳｎＯ＿２／Ｓｂ＿２Ｏ＿３
   ＝９９／１〜８０／２０の固溶体を、５ｗｔ％以上、５
   ０ｗｔ％以下コーティングした平均粒径０．０１μ以上
   、０．３μ以下の導電性微粒子（Ａ）と、 酸化アンチモンと酸化スズとの組成比が重量比でＳｎＯ
   ＿２／Ｓｂ＿２Ｏ＿３＝９９／１〜８０／２０の固溶体
   微粒子（Ｂ）とが、 常温で液体の有機体中に混入されて、 天然、再生または合成の有機体中に、 該（Ｂ）粒子の占める割合が０≦（Ｂ）≦１００ｗｔ％
   であり、 かつ（Ａ）粒子あるいは（Ｂ）粒子、または（Ａ）粒子
   および（Ｂ）粒子の含有割合が１６ｖｏｌ％以上、４０
   ｖｏｌ％以下となる様に分散含有されてなる有機導電性
   組成物 ３、合成の有機体が、溶融成形可能な合成重合体である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の有機導電性組成物