JPS6036486B2 - 黒色を軽減させた導電性繊維 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は黒色を軽減させた導電性繊維に関する。

さらに詳しくは黒味など導電粒子色を減少させた導電性
繊維の特殊な構成に関するもので、３成分またはそれ以
上からなる黒色を軽減させた導電性繊維に関する。すで
に導電性繊維に関する特許や製品は、数多くみられる。

たとえば、本発明の前提となる公知特許出願として、米
国特許３４３５４０１、米国特許３００３２２３、米国
特許３７０６１９を英国特許８１６９６５、特公昭４７
−２４１７６、袴公昭３２−４１９６、特公昭４６−２
６７９９、特公昭４３−１６９００、特公昭５２−３１
４５０、特公昭５１−１４３７２３、特公昭５２一１０
７３５０、特公昭５３−２５８９３、特開昭５１−１１
８３０特開昭５１−４７２００、特開昭５２−５３０２
９、特開昭５１−１３９９２２、特開昭５１−４９９１
９、特関昭５１−３２８２１がある。

これらは、いずれも導電性カーボン粒子などの導電性粒
子をポリ７に高率で混合し、繊維中にブレンド級糸や複
合紙糸などの手段などですじ状に存在せしめ、繊維に導
電性を与えるものであった。

工業的に実施された代表的な例はカーペット用として特
公昭５２−３１４５０にみられる繊維である。導電性カ
ーボンの如きは、ポリマに少量混合しても十分黒く、し
かも導電性を与えるに十分な高率（好ましい高率につい
ては、すでに上記各資料に明らかにされている）である
ので、カーボン入り繊維は、黒（または灰色）である。
かかるため、上記引例においては、芯さや構造の複合繊
維とし、しかも十分にごやの比率を高くとり、さらには
黒さを消し白味を付与するために酸化チタンの如き増白
剤をごやに入れる方法が好ましいとされている。これに
対し、一成分と池成分の関係がバイメタル構造や、サン
ドウィッチ構造、多葉構造などの如く表面にカーボン入
りの成分層が多く露出するものほど、傾向として次第に
黒色が強くなり、全体にわたるブレンド法においては、
ほとんど黒と言っても過言ではないほど黒、し、。これ
にはたとえ実用において他繊維中に極く少量用いるのみ
ですむとは言え、黒色が混入すると極めて商品価値を低
下させることになる。また染色を追加して行なう（オー
バーダィィング）にも好ましくない。この黒さを減少す
るのに、芯さや構造における芯成分の比率を著しく低く
する（導電性の関係で限度がある）とか、さや成分に酸
化チタンなどを入れるとか、多角形（星型）などにして
谷間部分に黒色成分を配置し、全体として反射により、
黒みを消す所までが限度と思われる。本発明はかかる欠
点を少しでも減少し、より商品価値の高い繊維を得るこ
とを目的とし、黒味などの導電物粒子固有色の少ない繊
維を目的とするものである。本発明の構成は、導電物粒
子の固有色を繊維内にとじ込め、他方、外層の色はでき
る限り反射させることによって目的を達成せんとするも
のであって、その骨子とする所は、芯さや構造、はり合
せ構造（円弧をもつものも含む）の全ての複合繊維に共
通して、３成分以上からなる海島型複合繊維であって、
唯一の島を有し、かつ該島は芯Ａ−鞘Ｂの構造を有し、
成分Ａは繊維形成性重合体からなり、その中に混入され
た導電性カーボンを含み、成分Ｂと海成分Ｃは繊維形成
性重合体からなり、成分Ｂは海成分Ｃより屈折率が小さ
いことを特徴とする黒色を軽減させた導電性繊維。

にある。本構成は、次の理由などにより導電性粒子固有
色を減少させるのである。

本構成の代表例は第１図の如きものである。

すなわち、Ａが導電性カーボンを含む成分（例）であり
、たとえば、ナイロンあるいはポリエチレン、あるいは
ポリピロピレンあるいはオキシエチレン単位をもつポリ
ェーテル単位を分子鎖内にとり込んだナイロン（これは
湿度の比較的高い雰囲気下で導電性を有する）に導電性
カーボンを５０％未満の高率でねり込んだものであり、
このときＡの屈折率としては、ナイロンに混合されたも
のなら、ナイロン自身の屈折率をもって代表するものと
する。またカーボンが条状に混練りされているときは、
条状成分とマトリックス成分にわけられるが、そのマト
リックス成分のほうの屈折率で代表するものとする。か
かるＡ成分をＢ成分がおおうように配したのである。

さらにその上をＢより屈折率の高い成分Ｃが覆っている
ように配する。酸化チタンやカオリンなど白度向上剤（
材）などを本発明においては特にＡ成分に、好ましくは
さらにＢ成分にも、加えて用いることが好ましい。この
ようなときは酸化チタンなどを用いない場合の屈折率と
すればよい。本発明においては、ＢとＣの屈折率の差が
大きいほど好ましい。Ｂは屈折率のより高いＣにおおわ
れているので、Ｃ層や外からの色がＡ層に到達して吸収
されることを防ぐのでＣ層の色が強く出てＡの色が目立
ちにくいことになるのである。Ｃ層を染めたときは、中
のカーボンの黒より染めたＣ層の色がより強くみえるの
である。

もちろんＣ層がＡよりも外側にあることにもよる。この
様子をわかり易くするために、第２図にモデルを図解す
る。Ａ，Ｂ，Ｃ３つの層が順にあるとすると、図中Ｒ．
なる光は、屈折率の都合で、Ｂ・Ｃ層間でかなりの量が
全反射されてしまう。したがってＣ層の色が強くみえる
。要は、少しでもＣの層をＢで区切って光がＡ層に到達
して吸収されるのを防いだのである。

かかる理由により繊維は、Ｃ層の色にみえやすくなるの
であり、Ａが黒のときは、繊維全体の灰色が軽減されて
、灰色がよりうすく（つまり染めていないときは、より
白く）みえるのである。なお光線の入射角によって、も
ちろん第２図のようにいかない方向もあることは申すま
でもない。

なおＡ層を点点でつぶして区別しているがこれは各Ａ，
Ｂ，Ｃを区別するためのもので、カーボン粒子などの粒
子の状態を指すものではない。なおＡの主成分＝Ｃの主
成分、であっても本発明の屈折率条件は成立しうるので
、さしっかえないし、たとえばＡおよびＣがナイロン系
のときは、本発明の中での１つの好ましい条件である。
ただしこのときもＡには必らず、導電性の微粒子が入っ
ていなければならず（Ａの中にさらに微粒子の入ってい
ない芯を入れたり、フレンド体にすることは本発明の範
囲に含まれる）、Ｃには本目的からして、できうる限り
、導電性粒子が入っていないことが好ましい。ＣやＢに
は、白色化のための酸化チタンなどや、染色や延伸性な
どの関係で別の粒子が入っていることが好ましい。Ａ・
Ｃ両成分の間にＢ成分が介在しなくてもＡ成分の屈折率
がＣ成分の屈折率がはるかに小さければ外光が界面で多
く反射されることにより色調が大幅に改善されるとはか
ぎらない。

実際にはその効果は期待されるより小さい。

その理由は、導電性を維持するために、Ａ成分中には通
常３０％前後の導電性粒子を混入せざるを得ず、Ａ成分
の界面は平面性を維持できない結果、外光を反射する割
合が小さくなるのである。つまり、屈折率差のある異成
分の平滑な界面を形成するためには、Ｃ成分より屈折率
の小さいＢ成分をＡ成分との間に介在させることが不可
欠なのである。つまりＢ成分の介在により色調の大幅な
改善が可能になる。ＢまたはＣ成分中に酸化チタン等の
微粒子が含まれることは一見上述の趣旨と矛盾するよう
に見えるが、これらの微粒子の添加量は通常０．１〜５
％であり導電性微粒子の添加量とは桁が違う。つまり、
Ｂ・Ｃ両成分間の界面の平面性に致命的な影響を与えな
い。（変更可能な範囲および好ましい構成について）以
上代表的なもので説明したが、本発明の主旨が理解でき
ると、次のような変更品は程度の差はあるが、本発明に
含めうるものであることは、明らかであろう。

｛ａ’繊維全体の形成は、円のみならず、多角、多葉、
星、三日月などの各型のあらゆる公知の変形断面繊維に
及ぶものである。

これはＡ，Ｂ’Ｃそれぞれ独立にえらびうろことである
。また大きさ、つまり各成分量も任意にえらびうる。極
端なケースとしては黒味は増すがカーボン入りのＡ成分
を５０％越える如くしてもよい。各デニールも２〜１０
０で好ましくえら‘よれる。‘ｂ｝ 程度は相当劣るが
、Ｂ，Ｃは、完全にＡをとり囲む必要はない。バイメタ
ル型であろうと（広く接合型であろうと）、サンドウィ
ッチ型であろうと、少なくとも第２図のような、本発明
の主旨とする原理が使える部分を形成している繊維はす
べて含むことは、その原理と効果からわかるであろう。
しかしあまりその部分が少ないと効果がおとつてくるの
で、Ａを、ＢまたはＣが少なくとも約１／沙よ上とり囲
んでいるものが好ましい。三日月型バィタメルや、サン
ドウィッチ型は当然含まれる。

これらは、特定の方向では、本発明の主旨は成立せず粒
子色があらわれるが、他では成立し効果が出て来る。最
も好ましくは被覆型である。

Ａは中心にあるほど好ましいが完全中心というのはあり
えないが、直径にて２０〜３０％のずれ内にあることが
好ましい。【ｃ）Ａは全体の２０％以下好ましくは８〜
１％であるが、ＢもＣに比して少ないことが好ましく、
さらにＣよりＢの厚さが小さいことが好ましい。

‘ｄ｝ Ａを１以上の中空にしたり、Ａの中に別の芯を
入れても、さらに交互多層や多重にしても、本発明の主
旨をくずさず、当然本発明に含まれる。

‘ｅ｝ Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれが独立に多角型、星型、多
葉型、円型、だ円型、変型断面などであってもさしつか
えないし、別々のいろいろな理由で好ましい場合もある
。

第１図は、単なる１つの代表例にすぎない。‘ｆｌ Ａ
成分中の樹脂に対する導電性粒子の好ましい量や、導電
繊維の用途については、上述の引例に具体的かつ詳細に
記されており、延伸により導電性の低下についても傾向
として同じである。

本発明に係る繊維はＣまたはＢの単成分繊維と同時紡系
して混入することが好ましく、その量はＣまたは８の１
〜８％が好ましい。本発明では、Ａ成分に対するこれら
の引例の好ましい限定や範囲は、本発明にも及ぶもので
ある（したがって引例は十分に詳細に参照されるべきで
ある。

）。しかし、本発明は導電効果そのものの発明を主旨と
するものではない。【ｇ’本発明は、少なくとも３成分
系の紡糸機が必要であるが、これが本発明の有効性を損
うものではない。

実用的３成分紡糸機については、本発明者らは、すでに
多数の出願によりその技術を明らかにしており、またそ
れらに伴う多くの困難さを克服した所である。｛ｈ）Ｂ
とＣおよびＢとＡの多層について。

本発明のＣ層の中をさらにＢ層が１またはそれ以上の複
数層あってもよいことは申すまでもない。その時に口金
や紡糸機に特別な工夫を要する。その例としてＡとＢＣ
の２成分式３成分紡糸機とし、Ｂ，Ｃは、１つのポリマ
流とみなし、Ｂ，Ｃからなる多層状流を口金に流し込む
方法によっても達成しうる場合はある。‘ｉ）繊維は、
延伸（分子配向）により屈折率がそれぞれ延伸方向およ
びそれに対する直角方向について異なってくる。

複屈折の測定によって配向の程度を推定する技術のより
どころにもなっている。本発明においては、実質的には
、使用状態での値が満足されても範囲内であるが、測定
に困難が伴うのでまたＡ，Ｂ，Ｃは同時に同じほど延伸
されるので素材高分子の原料を用いて相対値を近似比較
することができる（たとえばフィルム状などの屈折率）
。これらは一般の屈折計、複屈折計、透過干渉複屈折計
などを用いて素材の屈折率比較をすることができる。

次に実施例を示すが本発明の有用性は、実施例によって
何ら制限されたり、限定をうけたりするものではない。

むしろ次の応用・展開を示すものである。実施例 導電性カーボン微粒子を３２％含有する導電性ナイロン
６をＡ成分とし、、 ナイロン１２をＢ成分とし、酸化
チタン３．５％含有するナイロン６をＣ成分として、３
成分紡糸機に３重芯さや用口金をセットし、２６５ｑｏ
おいて紡糸した。

Ａ対Ｂ対Ｃの比率は、それぞれ５対７対８８とした。こ
の紡出繊総の横断面形状は、第１図に近似したものであ
り、この紡出繊縦を２０００肌／ｍｉｎで巻取り、この
巻取った未延伸繊維を子熱温度１５０ｏｏで１．４倍延
伸し、約９デニールの繊維を得た。この３成分系繊維は
、屈折率の関係を知らない間は灰色が相当濃いと予想さ
れたが、ナイロン１波、ナイロン的の素材が、本発明要
件を満足しているためか、灰色が極めてうすく、真黒の
カーボン入りの導電性繊維とは思えないほどの白い繊維
であった。確認と比較のため、上記Ｂ成分に、すなわち
ナイロン１２（屈折率約１．４援妃向前）の代りもこナ
イロン６（屈折率約１．５頚妃向前）を用いた３成分紡
糸（屈折率の絶対値の正確度より、もともと有している
差に注目、同一条件紡糸、同一延伸倍率）を行なって比
較した。

この繊維の延伸条件も上言己と同じにした。この繊維は
、ポリマ素材としては、３成分ではなく全て同じナイロ
ン６素材と言える。この２成分系の繊維は黒とは言えず
、同じく灰色にみえる繊維ではあったが、前者すなわち
本発明に係る繊維に比べるとはるかに黒味が強かった。
‐

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る１つの断面図で、３成分系繊維
である。 第２図は、屈折率の異なる３成分系のポリマの各層をモ
デル的に示し、屈折率差により、光が反射され易い特性
をもつことを図解したものである。第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３成分以上からなる海島型複合繊維であつて、唯一
   の島を有し、かつ該島は芯Ａ−鞘Ｂの構造を有し、成分
   Ａは繊維形成性重合体からなり、その中に混入された導
   電性カーボンを含み、成分Ｂと海成分Ｃは繊維形成性重
   合体からなり、成分Ｂは海成分Ｃより屈折率が小さいこ
   とを特徴とする黒色を軽減させた導電性繊維。