(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鞘成分に導電性カーボンブラックを含有した繊維形成性ポリマーからなる芯鞘複合型導電性繊維であって、繊維横断面での芯成分の内接円および鞘成分の内接円において、鞘成分の内接円の半径Ｒと２つの内接円の中心間距離ｒが次の範囲を満足する芯鞘複合型導電性繊維。
【化１】
0004790954.tif 000004
【請求項２】
鞘成分の導電性カーボンブラック含有量が１０〜５０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合型導電性繊維。
【請求項３】
芯鞘の複合比率が、芯成分と鞘成分の面積比率で芯：鞘＝２０：１〜１：２であることを特徴とする請求項１記載の芯鞘複合型導電性繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、審査や複合型導電性繊維に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から導電性繊維としては、導電性粒子を含有する導電成分を非導電成分で被覆した複合繊維が一般的に利用されている。
【０００３】
近年欧米では導電性繊維を含んだ繊維製品を破壊せずにその導電性を評価する手段として、繊維製品の表面の二ヶ所に電極を当て電極間の抵抗値を測定する方法（以下表面抵抗測定法と記す）が採用されている。本方法であると、繊維製品に混用する導電性繊維の表面に導電成分が露出していない場合、導電成分と電極が接触しないため見かけ上の導電性が低いつまり抵抗値が高くなるという問題がある。
【０００４】
この欠点を無くする為には表面層を導電成分とすればよいことは容易に考えられその提案は種種なされている。たとえば酸化チタン、ヨウ化第１銅などの金属を表面にコーティングまたはメッキする方法が提案されているが、これらの方法で得られる導電性繊維には洗濯耐久性が無く、初期の評価では導電性が高いが繰り返し洗濯を行うと金属成分の剥離および脱落がおこり、導電性を低下させるので実用時に多数の洗濯が必要不可欠な無塵衣料などに供することは難しい。
【０００５】
また、カーボンブラックを練りこんだ導電成分を鞘部に配した芯鞘型複合繊維が特特許文献１に提案されているが、芯鞘形成が難しく実用的な製品はなかった。これは、カーボンブラックの混合により熱可塑性ポリマーの溶融流動性が著しく低下し、芯成分と鞘成分の溶融流動性の格差が広がるため、曳糸性が著しく悪化し、更に同様の理由から芯鞘複合形状が部分的に乱れ、延伸・織編等の後工程においても操業性が低下する、という問題があったことに起因する。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５７−２５６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、表面抵抗測定法における導電性と導電性の耐久性に優れ、紡糸工程および後工程の通過性が良好な導電繊維を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは溶融紡糸による鞘成分に導電性カーボンブラックを含有した繊維形成性ポリマーからなる芯鞘複合型導電性繊維で繊維横断面における鞘成分の内接円の中心を特定の範囲内にする事が導電性繊維の収束性とうねりを改善し、後工程の通過性を飛躍的に向上させる事に着目し本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、鞘成分に導電性カーボンブラックを含有した繊維形成性ポリマーからなる芯鞘複合型導電性繊維であって、繊維横断面での芯成分の内接円および鞘成分の内接円において、鞘成分の内接円の半径Ｒと２つの内接円の中心間距離ｒが次の範囲を満足する芯鞘複合型導電性繊維である。
【化１】
0004790954.tif 000002
好ましい態様として、鞘成分のカーボンブラック含有量が１０〜５０ｗｔ％であることを特徴とする。
【０００９】
更に好ましい態様として、芯鞘の複合比率が、芯成分と鞘成分の面積比率で２０：１〜１：２であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の芯鞘複合型導電性繊維は、繊維断面形状において導電成分が非導電成分を完全に封抱しており導電成分が表面全体に露出している形態であり、良好な紡糸工程および後工程通過性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は芯成分に繊維形成性ポリマー、鞘成分に導電性カーボンブラックを含有した繊維形成性ポリマーからなる芯鞘複合型導電性繊維である。
【００１２】
本発明の導電性繊維の断面形状は第１図に示したように、芯成分を形成する繊維形成性ポリマーは鞘成分を形成する導電性カーボンブラックを含有した繊維形成性ポリマーの内側に位置する。このような断面形状において、鞘成分の内接円の半径Ｒと、芯成分の内接円と鞘成分の内接円の中心間距離ｒが特定の範囲にあるものである。
【００１３】
芯成分を形成する繊維形成性ポリマーは、公知の繊維形成性能を有するポリマー、即ちポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン等が有用である。ポリアミドとしては例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、およびこれらを主成分とする共重合ポリアミドがよく知られている。ポリエステルとしては例えば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、ポリエチレンオキシベンゾエードおよびこれらを主成分とする共重合ポリエステル等がよく知られている。前記記載外のポリマーであっても繊維形成性能があるポリマーであると本発明の芯成分を形成する繊維形成性ポリマーとして適応することが可能である。目的に応じてチタン等の無機粒子を含んでいても良い。
【００１４】
鞘成分を形成する導電性カーボンブラック含有の繊維形成性ポリマーは、公知の繊維形成性能を有するポリマー、即ちポリアミド、ポリエステル等が有用である。ポリアミドとしては例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、およびこれらを主成分とする共重合ポリアミドがよく知られている。ポリエステルとしては例えば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、ポリエチレンオキシベンゾエードおよびこれらを主成分とする共重合ポリエステル等がよく知られている。前記記載外のポリマーであっても繊維形成性能があるポリマーであると本発明の鞘を形成する繊維形成性ポリマーとして適応することが可能である。
【００１５】
ｒとＲの関係が、上記式（１）の範囲を満足しない芯鞘複合型導電性繊維は芯成分が偏心している為、糸の収束性が不足することや、うねりがでることにより後工程での通過性が悪い。上記式の範囲を満足する芯鞘複合型導電性繊維は芯成分が偏心しておらず、うねりも少なく紡糸工程及び後工程での通過性は良好である。
【００１６】
本発明おいて前述の式（１）を満足する芯鞘の位置関係とする為には、例えば、第２図に示すように紡糸口金ノズルの鞘成分を形成する繊維形成性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度を、１．６Ｓ以下とする。更にキャピラリー部入口付近のポリマー流路を絞り込んだり、流路を流線型にするとポリマーの流れが更に良くなり、曳糸性に優れる。
【００１７】
この場合は、紡糸口金ノズルのキャピラリー部入口付近の壁面Ｈの粗度を１．６Ｓを超えるようにすると、鞘成分を形成する繊維形成性ポリマーが流れ難くなり芯鞘を形成し難くなる。この場合鞘成分を形成する繊維形成性ポリマーの溶融粘度を下げる為に紡糸温度を上げると、ポリマー劣化が促進され、口金汚れの原因となるばかりか糸条を形成しない場合もある。
【００１８】
鞘成分を形成する繊維形成性ポリマーの導電性カーボンブラックの含有量は好ましくは１０〜５０ｗｔ％であり、更に好ましくは１５〜４０ｗｔ％である。導電性カーボンブラックの含有量がこの範囲にあると、繊維形成能と導電性能に優れるので好ましい。
【００１９】
導電性カーボンブラックと繊維形成性ポリマーとの混合は、公知の方法、例えば２軸混練押し出し機などで加熱下に混練することにより得ることが出来る。
【００２０】
本発明の芯鞘複合型導電性繊維の芯鞘複合比率は、芯成分：鞘成分の面積比率で２０：１〜１：２であることが好ましい。芯鞘比率がこの範囲にあると、繊維の強度に優れ芯鞘形状の形成にも優れるので好ましい。
【実施例】
【００２１】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。
最初に各物性値の測定方法、評価方法を記す。
【００２２】
表面抵抗測定は、緯糸に１０ｍｍピッチで芯鞘複合型導電性繊維を混入させた布帛の緯糸方向×経糸方向＝６０ｍｍ×５０ｍｍを試料とし、経糸方向の５０ｍｍ全体に接触する電極を緯糸方向に５０ｍｍ離して布帛上に接触させ、導電ペースト無しの条件下で抵抗値を測定した。抵抗測定機は、ヒューレットパッカード製ハイレジスタンスメーター４３２９Ａを使用した。
【００２３】
繊維の芯および鞘に接する内接円の中心間距離（以下中心間距離と記す）は数式（１）を満足している場合を○、それ以外を×とした。中心間距離はオリンパス製の光学顕微鏡で糸の断面写真を撮影し、キーエンス製の画像解析装置にて測定した。
【００２４】
工程通過性は、紡糸の巻取り、延伸時ボビンの解舒、後加工時のパーンの解舒性が良い場合を○、悪い場合を×とした。
【００２５】
（実施例１）
イソフタル酸を１２ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレートに導電性カーボンブラックを２６重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ホモポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、表１−１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２８５℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度１．６Ｓ以下で孔径０．５ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら１０００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の１２フィラメントの未延伸糸を得た。更に１００℃の延伸ローラー上で延伸し、１４０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、８４デシテックス／１２フィラメントの延伸糸を得た。
評価結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例２）
ナイロン１２に導電性カーボンブラックを３３重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ナイロン１２を芯成分とし、表１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２７０℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度１．６Ｓ以下で孔径０．７ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら７００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の２４フィラメントの未延伸糸を得た。更に９０℃の延伸ローラー上で延伸し、１５０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、１６７デシテックス／２４フィラメントの延伸糸を得た。評価結果を表１に示す。
【００２７】
（実施例３）
ナイロン６に導電性カーボンブラックを３０重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ナイロン６を芯成分とし、表１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２７０℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度１．６Ｓ以下で孔径０．５ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら７００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の２４フィラメントの未延伸糸を得た。更に９０℃の延伸ローラー上で延伸し、１５０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、１６０デシテックス／２４フィラメントの延伸糸を得た。評価結果を表１に示す。
【００２８】
（実施例４）
ポリエチレングリコールを共重合したポリエチレンテレフタレートに導電性カーボンブラックを２３重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ホモポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、表１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２８５℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度１．６Ｓ以下で孔径０．５ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら１０００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の１２フィラメントの未延伸糸を得た。更に１００℃の延伸ローラー上で延伸し、１４０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、８４デシテックス／１２フィラメントの延伸糸を得た。評価結果を表１に示す。
【００２９】
（比較例１）
イソフタル酸を１２ｍｏｌ％共重合したポリエチレンテレフタレートに導電性カーボンブラックを２６重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ホモポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、表１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２８５℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度３．２Ｓ以上で孔径０．５ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら１０００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の１２フィラメントの未延伸糸を得た。更に１００℃の延伸ローラー上で延伸し、１４０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、８４デシテックス／１２フィラメントの延伸糸を得た。評価結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例２）
ナイロン１２に導電性カーボンブラックを３３重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ナイロン１２芯成分とし、表１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２７０℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度３．２Ｓ以上で孔径０．７ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら７００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の２４フィラメントの未延伸糸を得た。更に９０℃の延伸ローラー上で延伸し、１５０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、１６７デシテックス／２４フィラメントの延伸糸を得た。評価結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例３）
ナイロン６に導電性カーボンブラックを３０重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ナイロン６を芯成分とし、表１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２７０℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度３．２Ｓ以上で孔径０．５ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら７００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の２４フィラメントの未延伸糸を得た。更に９０℃の延伸ローラー上で延伸し、１５０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、１６０デシテックス／２４フィラメントの延伸糸を得た。評価結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例４）
ポリエチレングリコールを共重合したポリエチレンテレフタレートに導電性カーボンブラックを２３重量％混合分散させた導電性ポリマーを鞘成分、ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、表１に示す芯鞘複合比率になるように複合し、２８５℃にて、導電性ポリマーの流路リード孔の壁面Ｈの粗度３．２Ｓ以上孔径０．５ｍｍのオリフィスから紡出し、オイリングしながら１０００ｍ／ｍｉｎの速度で巻き取り、丸断面の１２フィラメントの未延伸糸を得た。更に１００℃の延伸ローラー上で延伸し、１４０℃の熱プレート上で熱処理して巻取り、８４デシテックス／１２フィラメントの延伸糸を得た。評価結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
0004790954.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の導電性繊維は単独又は他繊維と混用して様々な用途に利用できる。例えば、無塵衣などの特殊作業服やカーペットなどのインテリア用途などである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１図は本発明の繊維の断面形状を示す図である。
【図２】第２図は本発明の繊維製造に使用した紡糸口金の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ：芯ポリマー
Ｂ：導電カーボンを含む鞘ポリマー
Ｃ：鞘の内接円
Ｄ：芯の内接円
Ｒ：鞘の内接円の半径
ｒ：鞘の内接円の中心と芯の内接円の中心との距離
Ｈ：導電性ポリマーの流露リード孔の壁面
【図１】
0004790954.tif 000005
【図２】
0004790954.tif 000006