(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料を含む繊維混紡糸から成りその平均引張り強度が９０〜１１０Ｎである導電性紐材と、交換時期指示手段と、この交換時期指示手段に応答する巻き取り手段と、を有し、
上記導電性紐材を帯電部分に近接又は接触するように張設して成ることを特徴とする除電部材。
【請求項２】
上記繊維混紡糸の撚数が４００〜５００Ｚであって、重量が２００〜１０００ｄｔｅｘであることを特徴とする請求項１記載の除電部材。
【請求項３】
上記繊維混紡糸が、ポリエステルを７０〜９０重量％含んで成ることを特徴とする請求項１又は２記載の除電部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性紐材に係り、更に詳細には、静電気除去性能を有する導電性の紐材を用いた除電部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ポリエステル、アクリル、ナイロンなどの合成繊維は、一般に電気絶縁性が高く、電線被覆などに好ましいため、絶縁材料用として広く用いられている。
しかし、電気絶縁性が高い合成繊維などは静電気を帯電しやすく、繊維の加工段階や製品成形後に種々の支障が生じていた。
このため、繊維の加工の段階では、油剤で処理することで静電気を回避していたが、製品によっては材料から見直しが必要な場合がある。このような製品の帯電防止方法として、繊維を導電性繊維とする方法や制電性繊維とする方法が開発されている。
【０００３】
導電性繊維は、金属や炭素などを繊維とする方法、繊維に金属をメッキする方法、導電性成分を加えてコンジュゲート繊維とする方法などにより得られ、例えば、炭素練込繊維を混紡又は交編交織した繊維などが知られている。
一方、制電性繊維は、親水性ポリマーなどで繊維表面を親水化する方法、親水性モノマーで共重合又はグラフト重合してポリマーを親水化する方法、親水性物質を練り込んだり、親水性ポリマーをブレンドする方法などにより得られ、例えば、制電性ポリマー（ポリアルキレングリコール系重合体、Ｎ−アルキルポリアミドなど）を混合紡糸した繊維などが知られている。
【０００４】
また、導電性繊維の除電性能を利用した繊維製品の例としては、図４に示すような、コピー機、印刷機械及び精密機器などを起動した際に生じる静電気を除去するための除電ブラシなどが知られている。
かかる除電ブラシ２０は、一般に着脱可能な使い捨て式のもので、使用後又は故障時には設置部位から取り外して交換される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような導電性繊維を用いた従来の除電ブラシでは、交換時に取り外すという作業が必要であるため、除電ブラシが機械の内部に設置されている場合には、機械を開かなければならず、交換が困難という課題があった。
また、図４に示すような、従来の除電ブラシ２０では、所定の線材２１に対し、長手方向と垂直な方向に導電性繊維２２を植毛して形成されており、製造に手間がかかる上にコストも高いという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、静電気除去機能を有し、導電性繊維よりも引張り強度、伸縮性が大きく、取扱いが容易であり、簡易且つ低コストで製造できる導電性紐材を用いた除電部材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、混紡糸を紐組みし、必要に応じて導電性材料の混紡比を調整することにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の除電部材は、導電性材料を含む繊維混紡糸から成りその平均引張り強度が９０〜１１０Ｎである導電性紐材と、交換時期指示手段と、この交換時期指示手段に応答する巻き取り手段と、を有し、
上記導電性紐材を帯電部分に近接又は接触するように張設して成ることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の除電部材の好適形態は、上記繊維混紡糸の撚数が４００〜５００Ｚであって、重量が２００〜１０００ｄｔｅｘであることを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明の除電部材の他の好適形態は、上記繊維混紡糸が、ポリエステルを７０〜９０重量％含んで成ることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明においては、導電性材料を含む繊維混紡糸を紐組みしたため、導電性繊維やその混紡糸を単独で用いる場合に比し、優れた引張り強度を有し、取扱い性に優れる。
また、本発明の除電部材は、導電性紐材を帯電部分の近傍に張設して成るため、従来の除電ブラシと異なり、特定の形状を採ることを必要とせず、製造の簡略化及び低コスト化を図ることができる。
更に、上記除電部材に、交換時期指示手段及びこれに応答する巻き取り手段を付加すれば、交換時期指示手段からの信号に応じて劣化した紐材部分が巻き取られ、紐材（除電部材）の新鮮な部分を帯電部分に自動的に接触又は近接させることができるので、交換時期の延長を図ることができる。
更にまた、導電性紐材の一端を壁部に取り付ければ、除電空間を得ることができ、精密部品や電子部品などの作製に好適な空間を簡易に提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、まず、本発明で用いる導電性紐材について詳細に説明する。
この導電性紐材は、導電性材料を含む繊維混紡糸を紐組みして成るものである。換言すれば、導電性材料から成る繊維、代表的には金属繊維をマトリックス繊維に混紡し、これを組み上げて得られるものである。ここで、「マトリックス繊維」とは、本紐材を構成する繊維混紡糸において、金属繊維を含有させる母材繊維をいい、紐材の強度を高めることができるポリエステルなどが例示できる。
【００１８】
また、「紐材」とは、糸を所望の本数用いて交互に組み合わせて作った組紐状の紐材をいい、本発明においては、上記混紡糸を紐組みして得られるが、代表的には４つ組、８つ組、角杉及びこれらを応用した紐材を挙げることができる。
このように、糸は組目を有する紐とすることで張力や耐久性を向上することができる。
【００１９】
このような紐材の性質から、本発明では、導電性材料とマトリックス繊維とを混紡して強度を大きくすることに加えて、混紡糸を紐材とすることによって、導電性紐材の平均引張り強度が９０〜１１０Ｎとなるようにしたものである。この際、平均引張り強度が９０Ｎ未満では、紐の引張り強度が不充分で、通常の使用で断線する恐れがあり、１１０Ｎを超えると、紐が太くなり、利便性や経済性の面で問題となる。
但し、必要に応じて、この導電性紐材は、その組み方により抵抗率、導電率を適宜調整することもできる。
【００２０】
また、上記繊維混紡糸として、混紡糸を撚り合わせた糸を用いることもできる。例えば、ステンレス繊維とポリエステル繊維との混紡糸であるＢＫ５０（登録商標「Ｂｅｋｉｔｅｘ」、Ｂｅｋｉｎｔｅｘ社製）を、２本撚り合わせた混紡糸として用いることができ、この混紡糸は、代表的には、撚数が４５０ｚであり、重量が２００×２ｄｔｅｘである。
【００２１】
本導電性紐材では、導電性繊維を混紡するため、発生した静電気を外部に分散させることができる。即ち、金属繊維のコロナ放電により、製品の帯電を中和して、帯電量を低下させることができる。
この導電性紐材は、静電気の除去性能が高く、導電性材料とマトリックス繊維との比率を変えることにより比抵抗を任意にコントロールできるため、衣類の帯電防止などにも用いることができる。
【００２２】
また、導電性紐材に混紡糸に含まれる金属繊維の繊維径は、３〜３０μｍの範囲であることが好ましく、３μｍ未満では、紐からの繊維の脱落、破損の恐れがあり、３０μｍを超えると紐の可撓性が損なわれる恐れがある。
【００２３】
更に、導電性材料としては、ステンレス、銅、黄銅、アルミニウム及びチタンなどを挙げることができるが、特に、引張り強度が高く、耐高温性及び耐薬品性に優れるステンレス繊維を用いることがより好ましい。
なお、上記導電性材料は、ダイス法、溶融紡糸法、メッキ法、エマルジョン法、集束伸線法、ワイヤ切断法及びコイル切削法などにより、金属繊維とすることもできる。
【００２４】
一方、上記導電性紐材を構成する混紡糸のマトリックス繊維としては、合成繊維及び天然繊維のいずれをも用いることができる。この場合、金属繊維とマトリックス繊維との混紡比を調整することで、所望の比抵抗を有する混紡糸を得ることができる。通常、かかる混紡糸では、所望の比抵抗を付与するため、金属繊維の混紡比を増大すると、混紡糸の伸縮性は低下するが、本発明では、混紡糸を更に紐組みするため、所望の比抵抗とともに優れた伸縮性、引張り強度を有する導電性紐材を得ることができる。
【００２５】
また、用いる合成繊維は、金属繊維との撚合性などを含めて選択することが好ましい。具体的には、特に、ポリエステルを７０〜９０重量％含んで成る混紡糸を用いることが好ましく、紐材の生産性、耐久性、耐熱性、伸縮性などを向上できる。このとき、ポリエステルが７０重量％未満では、材料費の増大により経済性に欠け、９０重量％を超えると金属繊維によるコロナ放電が薄れ、除電効果が低下することがある。
なお、合成繊維は、上記ポリエステル以外にポリアミド（ナイロン６．６）、ポリビニルアルコール及びポリアクリロニトリルなどを用いることもできる。また、マトリックス繊維には、羊毛などの天然繊維を含ませることができることも言うまでもない。
【００２６】
次に、本発明の除電部材について説明する。
本発明の除電部材は、上記導電性紐材を帯電部分に近接又は接触するように張設して成るものである。
ここで、「近接又は接触」とあるが、特に限定されるものではなく、導電性紐材は、帯電部分から電荷を受容できる距離に設置すれば十分であり、代表的には、帯電部分の全体に亘って張設することが好ましい。但し、導電性紐材の一部により電荷を受容できる場合でも足りる。
また、「張設」には、導電性紐材を張りつめた場合のみならず、緩く張る場合も含まれ、また、導電性紐材を複数本張る場合も含まれる。
【００２７】
上記除電部材は、コピー機、精密機器などの除電ブラシの代替品として用いることが可能である。また、印刷機やフィルム製造機などの大型機械のローラーなどから、紙やフィルムが剥離する際に発生する静電気用の除電部材としても使用できる。例えば、図１に示すように、帯電している紙やフィルム１０などの排出方向に対して、導電性紐材１を垂直方向に張設すればよい。
また、図４に示すような、従来の除電ブラシ２０は、上述のように、製造に手間がかかる上にコストも高かったが、上記除電部材は、形態を自由に変更され得るため、帯電部分に応じて形態を折曲したり、熱処理により捲縮させたり、カットパイルを有するように起毛させたりして設置することができる。なお、除電部材を布状に編成して同様に設置することもできる。
【００２８】
更に、除電部材を使用する際には、ゴミなどの絡まり、摩耗による線材の劣化などが考えられるため、これらを感知する交換時期指示手段を付加する。更に、交換時期指示手段によって示される交換時期に応答する巻き取り手段を設ける。例えば、図２に示すように、帯電紙・フィルム１０に対して両端に余剰部分を有する導電性紐材１を設置し、その一端を供給側として新鮮な導電性紐材１を巻き上げた供給用ボビン（リール）３に巻回しておき、他端を巻き取り手段である回収用ボビン（リール）２に連結しておくことができる。また、更に交換時期を感知するセンサー（交換時期指示手段）４を設置することができる。この場合、センサー４が指示する除電部材の交換時期に応じて、回収用ボビン（リール）２がｂ方向に紐材１を巻き取ることにより、供給用ボビン（リール）３からａ方向に新鮮な導電性紐材１が継続して帯電紙・フィルム１０の近傍へ供給される。言い換えれば、供給用ボビン（リール）３の貯留分は、除電部材を連続使用でき、交換時期を延長できるため有利である。なお、除電部材は、供給側のみに余剰部分及び供給用ボビン（リール）を有していれば、上記効果を得るのに十分である。
【００２９】
更にまた、使用による除電部材の汚れやゴミなどを除去する再生装置を設け、除電部材をループ状とすれば、長期間繰り返し使用できるので、取り外して交換する手間が少なくなり有効である。
【００３０】
次に、除電空間について説明する。
この除電空間は、上述の導電性紐材の一端を壁部に取り付けることにより得られる。具体的には、導電性紐材を、天井、壁及び床などに設置し、使用する空間や帯電量に応じて、所望の形態・数量で取り付けることが好ましい。例えば、図３に示すように、複数の導電性紐材１を天井３０に吊着して除電空間を得ることができる。即ち、天井３０に取り付けられた導電性紐材１が空間内の静電気を外部に導くことにより、空間内の偏った電荷を中和し、室内を除電状態とすることができる。
従って、空間内での静電気の除去が可能となり、例えば、火花の発生や衣類などへの吸塵を防止又は最小にすることが要求される特殊作業（花火や半導体の製造など）に適した環境を簡易に提供できる。
【００３１】
次に、電圧印加式除電器は、上述の導電性紐材を用いて成り、この導電性紐材に電圧を印加することにより除電するものである。
かかる電圧印加式除電器は、上記除電部材などのように、コロナ放電効果を利用した受動的な除電方法ではなく、導電性紐材に所定の電圧を印加し、イオンを発生させて電界を中和するという能動的な除電方法により、優れた除電効果を発揮するものである。
なお、除電の際に印加する電圧は、電圧印加式除電器の形状、大きさ、除電対象、除電に要する時間、及び正負イオンのバランスなどにより異なるが、除電に必要なイオンを発生するのに充分な電圧であることが望ましい。この際、印加する電圧の範囲は、抵抗を介して電流を制御する場合もあるので一義的には決められないが、通常は１ｋｖ〜１０ｋｖ程度であることが望ましい。
【００３２】
【実施例】
以下、本発明を図面を参照して実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
（参考例１）
集束伸線法により繊維径が６．５μｍのステンレス繊維を得た。このステンレス繊維とポリエステル繊維とを、ステンレス繊維が２０重量％、ポリエステル繊維が８０重量％の割合で混紡し、撚数が４５０ｚである混紡糸Ａとした。
得られた混紡糸Ａを２本撚り合わせ、重量が４００ｄｔｅｘである双糸Ｂとし、これを八打組みして導電紐を得た。この導電紐の概要を図５に、評価結果を表１に示す。
なお、導電紐は、全て同じ仕様のものを３つ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）用いて評価した。
【００３４】
（比較例１）
実施例１と同様なステンレス繊維をブラシ材料とし、フレーム材料としてアルミニウムを用い、ブラシ線径０．１２ｍｍ、ブラシ本数１００本／束である除電ブラシを得た。この除電ブラシの概要を図６に、評価結果を表１に示す。
【００３５】
［性能評価］
上記導電紐（除電紐）及び除電ブラシについて、以下の試験手順により有効除電電流を測定した。
なお、試料の前処理（洗浄）は行わなかった。試験環境温湿度は、温度２０±２℃、相対湿度２０±３％であった。この試験環境温室度で１２時間調整した後、引き続いて試験を行った。
【００３６】
（１）直流高電圧電源を接続した金属平板（１８ｃｍ×５８ｃｍ）電極（対向電極）に平行に、試料を取り付けた。このとき、試料と対向電極間の間隔は、２±０．２ｃｍとした。導電紐は、１００ｇの重りを端にぶら下げ、張るようにした。
【００３７】
（２）試料は、直流電流計を接続し、それを介して設置した。
【００３８】
（３）対向電極に、負の電圧を印加した。
【００３９】
（４）対向電極への印加電圧を、０Ｖから徐々に−５ｋＶまで上昇させ、除電電流の値を記録した（初期値）。
【００４０】
（５）対向電極の電圧の印加を続け、電流値が安定した除電電流を記録した（測定は、電圧印加から３０分以上経過後に記録した）（安定値）。
【００４１】
【表１】
0004251762.tif 000002
【００４２】
参考例の導電紐は、比較例の除電ブラシに比べて約１０〜２０倍の有効除電電流を有することが表１よりわかる。これより、除電性能が約１０〜２０倍良いと考えられる。言い換えれば、除電ブラシよりも導電紐のほうが放電効率が高いといえる。
また、表１に示すように、上記導電紐及び除電ブラシの有効除電電流は、初期値に対し１／２程度でほぼ安定することがわかる。
【００４３】
以上、本発明を参考例及び比較例により詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。
例えば、上記参考例の導電紐を用いて除電ブラシとすることができ、有効除電電流の大きい除電ブラシが得られるので有効である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、混紡糸を紐組みし、必要に応じて導電性材料の混紡比を調整することとしたため、従来品に比べ、静電気除去機能を有し、導電性繊維よりも引張り強度、伸縮性が大きく、取扱いが容易であり、簡易且つ低コストで製造できる導電性紐材を用いた除電部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  除電部材の一例を示す斜視図である。
【図２】  除電部材の他の例を示す斜視図である。
【図３】  除電空間の一例を示す斜視図である。
【図４】  従来の除電ブラシの一例を示す斜視図である。
【図５】  参考例１の導電紐を示す側面図及びその端部の拡大図である。
【図６】  比較例１の除電ブラシを示す側面図及び端面図である。
【符号の説明】
１    導電性紐材
２    回収用ボビン（リール）
３    供給用ボビン（リール）
４    センサー
１０  帯電紙・フィルム
２０  除電ブラシ
２１  線材
２２  導電性繊維
３０  天井
【図１】
0004251762.tif 000003
【図２】
0004251762.tif 000004
【図３】
0004251762.tif 000005
【図４】
0004251762.tif 000006
【図５】
0004251762.tif 000007
【図６】
0004251762.tif 000008