JPS6257330B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はカーボンブラツクを含む導電性の重合
体芯を取囲む合成重合体の連続状の非導電性のさ
やから成る帯電防止性を有する新規な合成フイラ
メントを含む表面の糸を有するカーペツトに関す
る。 薄く絶縁された導電性の針金を非導電性の合成
繊維と共に用いて帯電性の低いカーペツトを製造
することは米国特許第3639807号に記載されてい
る。導電性の針金を含むカーペツトにおいては、
針金は曲がつてくみしかれ、従つて効果が少くな
る。帯電防止性繊維製品の用途に用いるために、
繊維全体に亘り分散した導電性カーボンブラツク
を用いることは米国特許第2845962号及び同第
3706195号に記載されている。しかしながら、こ
れらの繊維は機械的並びに物理的性質に劣り、例
えば脆く且つ強力（tenacity）が低く、従つて通
常の消費者による取扱及び使用中寿命を充分に長
く保つことはできない。このことは合成フイラメ
ント上にカーボンブラツクを含む導電性被覆を帯
電防止の目的でつけることを記載した米国特許第
3582448号で認められている。 米国特許第3475898号には、少なくとも約２重
量％の高分子ポリ（アルキレンエーテル）が明確
な相としてその中に均一に混合されている溶融紡
糸され、且つ延伸された合成ポリアミドフイラメ
ントより成り、該ポリ（アルキレンエーテル）が
特定の粒径の極く微細な細長い粒子の形でフイラ
メント構造全体に均一に分布しており且つ該粒子
がフイラメントの主軸と平行なその最長の寸法部
分で互に重なり合う関係にある帯電防止性及び耐
汚染性をもつ合成ポリアミドフイラメントが開示
されている。また、米国特許第3558149号には、
少なくとも２種の重合体成分が繊維の長さに沿つ
て緊密な相互関係（サイド―バイ―サイド又はさ
や／芯関係）に配列されており、そして該成分の
少なくとも一方が繊維形成性ポリエステルであり
且つ他方が線状ポリアミドセグメントとポリアル
キレンエーテルセグメントとから成る特定のポリ
エーテル―ポリアミドブロツク共重合体である帯
電防止性をもつ複合繊維が記載されている。 しかしながら、これらの合成フイラメントはい
ずれも、ある種の用途に対してはフイラメント及
びそれからつくられた繊維布の帯電防止性を充分
に満足できる程度にまで減少させる能力をもつて
いないという欠点があることが分つた。また、上
記２つの米国特許に記載されている帯電防止性フ
イラメントは共に、帯電防止性効果が相対湿度に
よつてある程度左右される［該高分子ポリ（アル
キレンエーテル）又はポリエーテル―ポリアミド
ブロツク共重合体は水分を吸つた時に帯電防止性
が改善される］という欠点を有し、さらにまた、
上記ポリ（アルキレンエーテル）はクリーニング
液により抽出され、ある期間にわたつて使用して
いる間にその帯電防止性が失われてくるという別
の欠点もある。 本発明に従えば、熱可塑性合成重合体の芯を取
囲む合成熱可塑性繊維形成性重合体の連続的な非
導電性のさやから成り、該さやはフイラメントの
断面積の少くとも50％を占め、上記芯は熱可塑性
合成重合体とその中に分散された15〜50重量％の
導電性のカーボンブラツクとから成り且つ導電性
であり、そして2KVの直流電圧において0.4×
10¹¹オーム／（10″オーム／インチ）cmより小さ
いフイラメント芯抵抗を有する帯電防止性合成フ
イラメント（以下、本発明のフイラメントという
こともある）を含む表面の糸を有することを特徴
とするカーペツトが提供される。 カーペツトにおいて、低濃度において他のフイ
ラメントと混合して使用する場合、本発明のフイ
ラメントは、2KVの直流電圧において0.4×10⁹オ
ーム／cm（10⁹オーム／インチ）より小さい芯抵
抗を有することが好ましい。好ましくは、上記フ
イラメントは、その製造過程における紡糸及び／
又は延伸の間に、細条化（attenuation）した結
果として分子配向したさやを有するものである。 高度の導電性をもつた芯の組成物、即ち上記カ
ーボンブラツクを20重量％より多く含む組成物は
さやの含量が少なくとも80％であるフイラメント
に用いることが好ましい。 本発明の目的に対しては、さやが上記フイラメ
ントの少くとも90％を占め、さやを艶消しして黒
色の芯の色を部分的に隠蔽し、フイラメントの本
明細書に記載した光反射率が20％よりも大きくな
るようにすることができる。好適な艶消しされた
フイラメントはさやの中に２〜７重量％の二酸化
チタンを含んでいる。 さやの重合体を適当に選ぶことにより、本発明
の帯電防止性フイラメントは必要に応じて染色す
ることができ、種々の条件下において同時嵩高性
化する（co―bulk）こともできる。 本発明のカーペツトに用いられる帯電防止性フ
イラメントは、驚くべきことに、フイラメントの
大部分が電気絶縁体として作用する非導電性のさ
やから成つているにも拘らず、帯電防止のため
（例えば静電荷が蓄積するのを防止するため）
に、カーペツトの糸の極めて僅かの成分として、
相対湿度に無関係に効果的に用いることができ
る。 上記帯電防止性フイラメントをカーペツトの表
面の糸に含ませて使用する場合、(a)非導電性の合
成フイラメント又はステープル・フアイバーと、
(b)20重量％未満の本発明のフイラメント又はステ
ープル・フアイバーから成る混紡糸混繊糸の形で
用いることができる。このような混合物における
本発明のフイラメントの割合はそれが２％よりも
少ない割合で存在する時でさえも優れた帯電防止
特性を与えるが、この混合物は上記フイラメント
を少くとも約0.05重量％含むことが好ましい。こ
のような混合物においてはさやの重合体は非導電
性のフイラメントと一緒に染色することができ
る。こらに詳細に述べれば、さやの重合体は非導
電性フイラメントと同じ種類又は規格の重合体で
あることができる。 本発明の最も好適な製品は本明細書に示した絨
毯帯静電傾向（static propensity）試験によつて
測定された帯静電傾向が2.5キルボルト（KV）よ
り小さいカーペツトをつくることができるように
設計された特定の用途をもつ導電性繊維である。
これらの繊維は導電性と帯電防止性の均衡が優れ
ており、且つ望ましくない色をもつていない。 以下本発明のフイラメントを添付図面を参照し
ながらさらに説明する。 第１図に示したフイラメントの断面５におい
て、芯の材料１は非導電性重合体から成るさやの
材料２によつて取囲まれた重合体マトリツクス４
とその中に分散しているカーボンブラツク３の組
成物から成つている。 第２図において、第１図の型の断面５をもつフ
イラメントは実質的に多数の非導電性合成フイラ
メント６の中に存在している。 本発明のフイラメントの「非導電性のさや」は
繊維形成可能合成重合体から成つている。このフ
イラメントは表面フイラメント抵抗が10¹²オー
ム／インチ（0.4×10¹²オーム／cm）より大であ
り、この値はフイラメントの表面に例えば100ボ
ルト又はそれ以下の直流低電圧をかけて測定され
た値である。このようなさやの材料の均質繊維も
10¹²オーム／インチ（0.4×10¹²オーム／cm）より
大きい抵抗を有している。「繊維形成可能」とい
う言葉は、使用に十分な強度と靭性とをもつた繊
維を形成し得る線状高分子量重合体を示すものと
して普通の意味で用いるものである。 高抵抗の非導電性のさやに比べ、フイラメント
の芯は低い抵抗を有し、さやの中に電極をつつこ
み芯と直接接触させるか、又は表面と接触した電
極を用い且つさやの誘電破壊を起させるに十分な
高電圧をかけ、一旦芯と電気的に接触させると高
い導電性を示す。後者の場合、即ち表面接触電極
を用いる場合には、かける直流電圧を数百ボル
ト、特に数千ボルトまで増加させると、後記の試
験法の所で述べるように急激に顕著に電流が増加
して流れはじめる点が生ずる。この方法で一度導
電性が得られると、フイラメントと測定装置の電
極との接触が変化しない限り、電圧を低く下げて
も通常電流は流れ続ける。 このフイラメントの芯によつて示される低抵抗
特性は芯が測定されたフイラメントの長さ全体に
亘り電気的に連続していることを示すものであ
る。測定用電極間における芯の連続性の切断は、
さやの抵抗値に近い遥かに大きな電気抵抗値が得
られることによつて示される。芯の連続性が時々
切れても本発明のフイラメントの帯電防止特性に
はあまり害はないことがわかつた。しかしなが
ら、本発明の繊維及びフイラメントの長さ全体に
亘り芯が連続的であり、それがステープルであつ
ても連続フイラメントであつてもそうであること
が好ましい。フイラメントの充分な長さに亘り芯
が連続であり、他のかかる帯電防止性フイラメン
トと一緒になつて効果的な帯電防止性ネツトワー
クをつくつていることが重要である。本明細書記
載の試験法で試験した場合にある特定の値の芯の
導電性を有するフイラメントは効果的な帯電防止
性を与えることが見出された。 フイラメントのさやは任意の押出可能な合成熱
可塑性繊維形成性重合体又は共重合体から成るこ
とができる。この中には繊維形成性分子量をもつ
たポリオレフイン、例えばポリエチレン及びポリ
プロピレン、ポリアクリル、ポリアミド及びポリ
エステルが含まれる。特に適当なさやの重合体
は、ジアミンとジカルボン酸の縮合ポリアミド及
びアミノ酸の縮合ポリアミド；縮合ポリエステ
ル、特にテレフタル酸又はイソフタル酸と低級グ
リコール、例えばエチレングリコール、テトラメ
チレングリコール、及びヘキサヒドロ―ｐ―キシ
レンジオールとの縮合ポリエステル；及びポリ
（アクリロニトリル）である。このような重合体
は、例えば共重合させて塩基性又は酸性の染色部
位を導入し、他の染色された又は染色可能な合成
繊維とのブレンド又は相互染色を容易にすること
により、当業界で公知の方法により変性してその
染料受容性を改善することができる。 本発明のフイラメントの強度及び他の物理的性
質は主としてさやの重合体に依存している。高強
度フイラメントに対しては、高分子量の重合体及
び高延伸比が得られる重合体をさやに用いる。本
発明の未延伸フイラメントはある目的に対しては
適当な強度を与えるが、延伸フイラメントが好適
である。 さやの厚さは芯に対して所望の保護を与えるの
に十分な厚さでなければならない。例えば十分な
強度と耐熱性及び耐摩耗性を与え、またそれが重
要な場合には芯が見えるのをかくすのに十分な厚
さでなければならない。さやの厚さは一般に少く
とも３μであることが望ましく、使用できるフイ
ラメントのデニール又は直径によつてはもつと厚
い厚さを用いる。通常のテキスタイル・デニール
に適したさやの厚さは８〜22μの範囲である。あ
る用途の場合には、例えば高温流体ジエツト嵩高
性化又はテクスチユアード加工操作のような高温
処理をフイラメントに対して行なう場合には、こ
のような条件下において不当に軟化又は融解する
ことを防ぐためにさやは十分に高い融点をもつて
いなければならない。このような用途に対して
は、ポリ（ヘキサメチレンアジパミド）のような
高融点のさやの重合体がポリ（ε―カプロアミ
ド）に比べて好ましい。 フイラメントの芯は、熱可塑性をもつ重合体マ
トリツクス材料及びその中に分散された導電性の
カーボンブラツクから成つている。芯材料は導電
性と加工性とを第一に考慮して選ばれる。芯の中
のカーボンブラツクは15〜50％の濃度で用いるこ
とができる。好ましい高導電度を与え且つ適度の
加工性を保持するためには20〜35％が好適である
ことが見い出された。芯をつくるのに用いられる
芯組成物はその比抵抗が200オーム／cmより低い
ことが好ましく、50オーム／cmより低いことがさ
らに好ましい。公知の特定の方法でつくられたさ
らに高導電性カーボンブラツクは必要量を最小に
するのに効果がある。 カーボンブラツクを高度に充填するとプラスチ
ツク組成物が強化又はかたくなる傾向があるため
に、一般に軟かい低融点の（また二次転移温度の
低い）重合体芯マトリツクス材料の方がかたい高
融点のものよりも好適である。芯の重合体はさや
の重合体よりも融点が低いことが好ましく、また
さやよりも二次転移温度が低いことが好ましい。
このことによつて加工が容易になり（例えば芯の
切断及びカーボンブラツク粒子の分布の破壊の防
止が容易になり）、同時に芯並びに最終フイラメ
ントの導電性が保持される。芯組成物はそれ自体
紡糸できてフイラメントにすることができる必要
は必ずしもなく、従つて芯の重合体は繊維形成性
でなくてもよい。さやの重合体を紡糸するのに必
要な条件下において、芯の重合体は熱安定性があ
り且つ押出可能であるべきである。適当な芯マト
リツクス重合体としては、ポリアミド、ポリエス
テル、ポリアクリル、ポリエーテル、ポリカプロ
ラクトン、及びポリオレフイン（例えばポリプロ
ピレン、低密度及び高密度ポリエチレン）から選
ばれたものが含まれる。重合体は他の材料、例え
ばオイル及びワツクスとブレンドして加工を容易
にすることができる。また共重合体、例えばポリ
（エチレン／酢酸ビニル）共重合体を用いること
もできる。 カーボンブラツクはそれ自体既知の混合方法に
より芯の重合体に分散させることができる。芯の
重合体中に十分に均一にカーボンブラツクを分散
させ、過剰混合することなく且つまたそのため導
電性を低下させることなく押出ができるように注
意をしなければならない。 満足な紡糸を行なうためには、溶融紡糸を行な
う前にカーボンブラツクが加えられる重合体から
揮発性材料を除去することが重要である。このこ
とはカーボンブラツクと重合体マトリツクス材料
とを配合する時またはその後て行なうことができ
る。このような重合体を、例えば16時間、68℃に
おいて僅かに真空に引いて真空乾燥することも効
果がある。紡糸中酸化による劣化を防ぐ標準的な
注意、例えば重合体ラインに不活性ガスを通して
酸素を除去する等の方法を用いる。 複合フイラメントの導電性の芯の断面積（これ
はフイラメントの容積に直接関係する）はそれに
所望の抵抗特性を与えるだけで十分であり、0.5
容量％程度であることができる。下限は十分に均
一な品質をもつたさや／芯フイラメントをつく
り、それと同時に芯の容積が低い場合に適当な芯
の連続性を保持することができる能力によつて主
として支配される。 本発明のフイラメントの紡糸は通常の２種の重
合体のさや／芯紡糸装置を用い、２種の成分の性
質相異を適当に考慮して行なうことができる。こ
れらは既知の紡糸方法により重合体を用いて容易
につくることができ、例えば米国特許第2936482
号に記載されている。米国特許第2969798号にお
いてはまたポリアミドを用いてこのような紡糸を
行なうさらに別の方法が記載されている。 フイラメントの通常の延伸法を用いることがで
きるが、芯を切つたり損傷したりする傾向のある
鋭い角を避けるように注意しなければならない。
一般に加熱延伸（hot drawing）、即ち延伸中補
助的にフイラメントを加熱する方法が好ましい。
このことにより芯材料をさらに軟化させる傾向が
あり、フイラメントの延伸を促進する。これらの
帯電防止性フイラメントは通常の合成未延伸フイ
ラメントと合糸（ply）して、同時延伸すること
ができる。 このフイラメントは少くとも1.5ｇ／デニール
の強力をもつように容易につくることができる
が、この強力は上記のフイラメントを少量成分と
して他のフイラメントとブレンドする時に極めて
適している。このフイラメントは破断時伸びが少
くとも10％であるが150％より少いことが好まし
い。ブレンドして得られたテキスタイル特性は主
として他のフイラメントの性質に依存している。
一般的な用途に対しては、本発明のフイラメント
は50より小さいフイラメント当りのデニール数
（dpf）を有し、好ましくは25dpf未満である。 フイラメントは円形又は非円形、偏心又は同心
のさや／芯又はその組合せの形態をしていること
ができる。同心の形態は最大の保護を与え、また
芯を最大限度にかくす。芯が細いと著しく隠蔽性
に効果があり、細い芯をもつたフイラメントは他
の隠蔽要因なしに染色した又は模様のあるテキス
タイル製品に用いることができる。必要の場合、
例えば空隙又は白色固体粒子の艶消剤例えば二酸
化チタンのような不透明化剤をさやの中に存在さ
せることによりさらに芯を隠蔽することができ
る。非円形のフイラメントの形態、例えば多葉状
の形態は芯をさらに隠蔽する傾向がある。 芯の隠蔽性に影響を及ぼす要因の中には、さや
の厚さと染色性、さや／芯の比、さやの中に存在
する二酸化チタンのような艶消剤の濃度、及びま
たさやと芯との分離によつて生じる空隙がある。
この空隙はさやと芯との重合体が似ていない配向
フイラメント、例えばナイロンのさやとポリエチ
レンの芯とをもつ配向フイラメントに見出され
る。 黒色をかくすための隠蔽用さやがない場合、カ
ーボンブラツクを充填した繊維は一般に光反射率
が５％より小さい。本発明で達成され得る約20％
以上の光反射率は淡く染色された製品中のフイラ
メントから着色の問題を除去するのに非常に著し
い改善を与える。 本発明のフイラメントは編物、タフト化繊維
布、織物及び不織布を含むすべての型のテキスタ
イルの最終用途において優れた帯電防止性を与え
ることができる。これらのフイラメントは染料及
び酸化防止剤のような通常の添加物及び安定剤を
含むことができる。これらのフイラメントはすべ
ての型のテキスタイル加工操作、例えばクリンプ
化、テクスチユアリング、スコアリング、漂白等
に付することができる。またステープル又はフイ
ラメント・ヤーンと組合わせ、ステープル・フア
イバー又は連続フイラメントとして用いることが
できる。 上記フイラメントはヤーン製造工程（例えば紡
糸、延伸、テクスチユアリング、合糸、再捲取、
ヤーンの紡糸）又は繊維布製造中の任意の適当な
工程において他のフイラメント又はフアイバーと
組合わせることができる。帯電防止性フイラメン
トの切断を最小限度に抑制するように注意しなけ
ればならない。例えば取扱い中帯電防止性フイラ
メント及び他のフイラメントの相対的な長さ及び
収縮を釣合わせ、良好な加工性を与え、所望の嵩
高性、合糸、ツイステイング又はテクスチユアリ
ング性を与えるようにしなければならない。 試験方法 フイラメントの芯の抵抗 フイラメント芯の抵抗は２インチ（5.08cm）の
長さの試料に2KVで測定された電流から決定され
る。適当な装置は15KVのビドル・ダイエレクト
リツク・テスター（Biddle Dielectlric Tester）
［米国ペンシルヴアニア州、プリマス・ミーテイ
ング（plymouth Meeting，Pennsyl vania）のジ
エームズ・ジー・ビドル社（James G.Biddle
Company）製］である。３本のフイラメントの
束を２インチ（5.08cm）の間隔の対になつた電極
の間に真直に取付け、電流が流れるのに十分な高
電圧（例えば１〜4KV）をかける。電流が流れた
ら、電圧を2KVに調節し、ヤーンの抵抗はＲ＝
Ｅ／Ｉのオームの法則に従つて電流から計算す
る。例えばもし2KVにおいて２インチ（5.08cm）
の試料に対し電流が10μＡ（マイクロアンペア）
であれば、３本のフイラメントに対する抵抗は
10⁸オーム／インチ（0.4×10⁸オーム／cm）であ
る。従つて１本のフイラメント当りの抵抗は３×
10⁸オーム／インチ（1.2×10⁸オーム／cm）であ
る。上記のように電流を流すためには、電圧を
徐々に上げてフイラメントを焼いてしまう急激な
サージ電流が生じることを避けなければならな
い。フイラメントの焼けは（フイラメントが切断
したり、融合したり又はこげたりすることによ
り）眼で容易に検出でき、このような試料は無視
しなければならない。２インチ（5.08cm）よりも
短い長さのフイラメント抵抗は電極間の距離を適
当に調節することにより測定することができる。 反射率 酸化マグネシウムの標準と比較した試料の光反
射率、明るさ又は白さを光電反射計によつて測定
する。適当な装置は米国ニユーヨーク州ニユーヨ
ーク10016・マジソン・アヴエニユー95
（95Madison Avenue New York，New Yor
10016）のフオトヴオルト社（Photovolt Corp.）
製の縁のトリスチミユラス・フイルター
（tristimulus filter）（カタログ番号6130）をつけ
た610型光電反射計、サーチ・ユニツト・モデル
610―Ｙ（search Unit Model 610―Ｙ）、及び70
〜75％の反射率をもつように検度された白色エナ
メル動作標準試料（カタログ番号6162）である。
測定すべき導電性フイラメントの試料を２インチ
（5.08cm）×３インチ（7.62cm）のバツク・ミラ
ー・カードに捲きつけ（フイラメント約６層）、
該カードからの反射率を測定する（10個の測定値
の平均）。 芯の中のカーボンブラツクの割合（パーセント） フイラメント又は芯の材料中のカーボンブラツ
クの濃度を決定するには標準の分析法を用いるこ
とができる。 例えば、エチレン・プラスチツク中のカーボン
ブラツクの濃度はASTM Ｄ―1603―68に記載の
標準的方法によつて決定することができる。この
方法はカーボンブラツク以外に非揮発性の顔料又
は充填剤を含まないポリエチレン中のカーボンブ
ラツクの定量に適しており、窒素雰囲気下に試料
を熱分解させた後重量分析法によりカーボンブラ
ツクの量を決定する方法である。 フイラメント中の芯の割合（パーセント） 芯の容量％は黒い芯の断面積を顕微鏡により測
定して全フイラメントと比べることにより決定す
るのが便利である。これは約400倍の倍率によつ
て行なうのが便利である。円形のフイラメントに
対してはこの値は芯の直径の平均対全フイラメン
トの直径の平方の比から容易に計算することがで
きる。10個の測定値の平均を用いて不整性を補償
する。非円形の断面に対しては、既知の倍率でフ
イラメントの断面の写真をとつて測定すると、計
算が容易になる。 さやの重合体が溶媒作用の差異により除去でき
る程芯の重合体と溶解性が十分に異つている場合
には、芯材料の割合はさやを溶解させ且つ不溶性
の芯の重量をもとの試料の重量と比べることによ
り重量法により決定することができる。例えばポ
リエチレンの芯から66―ナイロンのさやを溶解し
て除去するのに蟻酸を用いることができる。 芯の材料の比抵抗試験 カーボンブラツクを含む芯材料の比抵抗は２イ
ンチ（5.08cm）の長さ、１インチ（2.54cm）の
幅、0.01インチ（0.25cm）の厚さの試料フイルム
を横切る直流抵抗を測定することにより決定され
る。このようなフイルムは芯材料の粉末又はペレ
ツトにした試料をプレスの中の２枚のアルミニウ
ム箔の間に挟み、１〜２分間20000psig（1407
Kg／cm²）の圧力下に融点以上に加熱することによ
りつくることが便利である。冷却後該箔を試料フ
イルムから剥ぎ取り、該試料フイルムから幅１イ
ンチ（2.54cm）、長さ約2.5〜３インチ（6.35〜
7.62cm）の片を切取る。該フイルムの厚さをマイ
クロメーターで測定する。片を２インチ（5.08
cm）間隔の銅電極の間に挟み、オームメーターで
その直流抵抗を測定する。オーム⁻cmの単位のフ
イルムの比抵抗はオーム単位での装置の読みか
ら、測定した抵抗値に幅と厚さとを乗じ、試料の
長さ（すべてcm単位）で割ることにより計算され
る。 実施例 １ 相対粘度が45の66―ナイロンのさやと、導電性
カーボンブラツクを20重量％含むポリエチレンの
芯を有する同心のさや／芯型のフイラメントをつ
くる。カーボンブラツクは米国マサチユーセツツ
州02210ボストン・ハイストリート125（125High
St.，Boston，Mass.02210）のキヤボツト社
（Cabot Corp.）から入手できる、オイル・フア
ーネス・ブラツクの超導電性ヴアルカン
（Vulcan）XC―72［固定炭素：98.0重量％、揮発
分：2.0重量％、ニグロメーター・スケール：
87、N₂表面積：230m²／ｇ、粒径：30mμ、DBP
吸収：185c.c.／100g（ふわふわした状態）、電気
抵抗：乾燥時最低―このカーボンブラツクの性質
のこれ以上の詳細についてはキヤボツト社の
PIGMENT BLACK TECHNICAL REPORT Ｓ
―８及び技術資料1518／173を参照］である。カ
ーボンブラツクの分散物はカーボンブラツクを約
120℃において低密度（0.916）ポリエチレン樹脂
［メルト・インデツクス：23、デユポン社製アラ
ソン（Alathon）2821］と混合し、ドウミキサ
ー（dough mixer）中で混練することによりつく
られる。カーボンブラツクは徐々に添加し、添加
完了後10分してその混合物を注形する。このポリ
エチレン樹脂はその軟かさを考慮して選ばれる
［他の有用な樹脂組成物は、低密度（0.916）ポリ
エチレン、メルト、インデツクス：11.9（デユポ
ン社製アラソン20）単独か、又はこれを15〜40
％のオイル又はワツクスとブレンドしたものであ
る］。溶融したカーボンブラツク混合物を100×
100メツシユのスクリーンを通して濾過し、抽出
す。プレスしたフイルムは優れた分散性を示し、
比抵抗が12.7オーム⁻cmの優れた導電性をもつて
いる。これを芯として用いる場合、３本の65デニ
ールのモノフイラメントから成るさや／芯型の連
続フイラメントを425ypm（389m／分）で紡糸
し、この際全デニールを一定に保ち、第１表の製
品をつくるようにポンプ速度を変えて芯の容積を
減少させる。芯の容積はポンプ速度で決定され、
200倍の倍率でフイラメントの断面を解析するこ
とにより確認される。３個の孔をもつたステンレ
ス鋼の紡糸口金を用い、紡糸口金の面に出てくる
までさやと芯の重合体を同心的に個別的に供給す
る。芯の重合体組成物を紡糸口金の所に送り、そ
こでさやの重合体によつて取囲まれて出てくるよ
うに挿入用毛管を使用する。約65dpfでフイラメ
ントを紡糸する。このフイラメントは次に150℃
に保たれた曲つた加熱板上を約200ypm（183m／
分）で通して3.06倍に延伸する。ヤーンの物理的
及び電気的性質を第１表に示す。

【表】 第１表の試験用カーペツトは市販の3700デニー
ル／204本フイラメントの嵩高性化した三葉状の
66―ナイロン連続フイラメントカーペツトヤーン
から1/2インチ（1.27cm）のパイル高さでつくつ
た。導電性フアイバーの１本のヤーン製品（約
0.56重量％）をカーペツトヤーンとコーニング
（coning）して合糸し、タフト化した。芯の容積
を減少させるにつれて、カーペツトにおける導電
性フイラメントの見え易さは著しく減少した。 実施例 ２ さやの重合体の製造 50重量％のヘキサメチレンジアンモニウムアジ
ペート（66―ナイロン塩）を含む水溶液317.5Kg
をステンレス鋼の容器に仕込み、この中に次亜リ
ン酸第一マンガン［Mn（H₂PO₂）₂］の10重量％
水溶液721ｇ、酢酸25重量％を含む溶液70ｇ、及
び100mlのシリコーン消泡剤（11.2％濃度）を加
える。この仕込物を蒸発させ固体分約75重量％ま
で濃縮し、撹拌機を備えたステンレス鋼のオート
クレーブに移す。不活性ガスを吹込んでオートク
レーブ中の空気を追出し、約200℃に加熱して17
気圧に加熱する。二酸化チタン［Ti―ピユア・
ルチル（Ti―pure Rutile）、二酸化チタンＲ―
960、デユポン社製］14.83Kgを水中に49重量％加
えてつくつたスラリを撹拌しながら加圧したオー
トクレーブに加える。温度が273℃に達するまで
加熱を続け、圧力を大気圧まで徐々に減少させ
る。重合過程は米国特許第2163636号の実施例１
のようにして続ける。重合反応完了後、溶融重合
体を約1/4インチ（6.3mm）のストランドの形で押
出す。水で急冷した後、これを1/4×3/16インチ
（6.3×4.7mm）のチツプに切断し、紡糸アセンブ
リー中で再溶解するのに適したものとする。この
フレークの性質は次の通りである。 相対粘度：43.5 （NH₂）：46.0eg／10⁶g TiO₂：5.04％ Mn（H₂PO₂）２：0.048％ 芯の重合体 組成（重量％） ポリエチレン：70％ 実施例１の導電性カーボン：30％ ポリエチレン アラソンPE―4318―デユポン社製の射出成
形用低密度ポリエチレン（密度：0.916、メル
ト・インデツクス：23、ASTM―Ｄ―1238）。こ
のものは熱安定性及び老化安定性を改善するため
に50ppmの酸化防止剤を含んでいる。 製 造 １ガロン（約3.7）の容量をもつ二重アーム
付ドウミキサーにポリエチレン1905ｇとカーボン
ブラツク816.5ｇを仕込む。この組成物を30分間
140℃で混合し、押出し100×100メツシユのスク
リーンを通して濾過し、ペレツト化する。 この生成物は次の性質を示す。 比抵抗： 2.9〜4.2オーム⁻cm （約180℃における注形フイルム） カーボンブラツク： 30.2％ 水分： 0.04％ もし水分含量が0.1％より大である時には、ペ
レツトを紡糸する前に70℃で24時間真空乾燥す
る。 紡 糸 米国特許第2936482号に示した方法により同心
のさや／芯フイラメントを紡糸するための紡糸口
金アセンブリーを用いてスクリユー溶融紡糸機上
でさやと芯の重合体を同時紡糸した。 さやの重合体を19.8ｇ／分（ポンプの容量と速
度とから計算）芯の重合体を0.7ｇ／分（同様に
計算）の割合で供給し、さやが96容量％、芯が４
容量％の同心状さや／芯組成物をつくる。紡糸中
該スクリユー溶融装置中のさやと芯の重合体の設
定温度を次に示す。

【表】 紡糸ブロツクの温度は293℃である。さやと芯
の重合体の両方を供給するホツパーは不活性ガス
で空気を追出した。 紡糸口金から出てくる（自由落下）さやの重合
体の相対粘度は約56であり、スクリユー溶融装置
中で乾燥した66―ナイロンがさらに重合した結果
相対粘度が増加している。紡糸速度は890ypm
（約814m／分）である。捕集された紡糸ヤーンの
色は灰色で、次の性質をもつている。 ヤーン上の仕上剤：〜1.0％ 芯のパーセント：４容量％ さやのパーセント：96容量％ 束の紡糸デニール：60 束の中のフイラメント数：３ 反射率：37〜40％ 導電性の60―３デニール紡糸ヤーンを延伸比
2.7倍、捲取速度400ypm（366m／分）、シユー
（Shoe）温度180℃において、延伸ツイステイン
グ機で延伸する。 延伸したヤーンの性質は次の通りである。 フイラメントの数：３ 強力（gpd）：3.8 伸び：35％ モジユラス：13（10％伸びにおけるgpd） 芯の抵抗（束）：4.7×10⁷オーム／インチ （1.8×10⁷オーム／cm） 反射率：34％ 同時嵩高性化 英国特許第1292388号に記載の型の約3400デニ
ール、160フイラメントの４個の空隙をもつた中
空のナイロン・フイラメント１本を、中空フイラ
メント紡糸機の一つの位置で１本の導電性ヤーン
と同時嵩高性化する。この２本のヤーンを嵩高性
ジエツトに入れる前に最後のチエスト・ロール
（chest roll）に捲付けて10〜20ｇの張力下に高温
チエスト中で一緒にする。チエスト・ロールは
195℃であり、ヤーンの速度は1185ypm
（1084m／分）である。ベルギー特許第573230号
に記載のように120psig（8.44Kg／cm²）及び240℃
で操作する空気ジエツト中に該ヤーンを通すこと
により同時嵩高性を行ない、フイラメントのＳ及
びＺ撚りの領域が交互についた不規則な三次元の
曲線のクリンプをもつフイラメントをつくる。次
いで該ヤーンを冷却し、捲取機に通す。 同時嵩高性化したヤーンの引張特性は未変性の
製品と実質的に同じである。導電性フイラメント
を含むヤーン（試験品）及び導電性フイラメント
を含まないヤーン（対照品）からつくられた模擬
染色した（mockdyed）レベルループカーペツト
［パイル高さ1/2インチ（1.27cm）、29.4オンス／
平方ヤード（0.996Kg／m²）、ゲージ5/32インチ
（４mm）、１インチ（2.8cm）当りのステイツチ
７］に市販の不織布のポリプロピレンの裏地［デ
ユポン社製タイパール（Typar）］をつけそして
市販のラテツクスでラテツクス処理したものは、
相対湿度20％及び温度70〓（21℃）で次の帯静電
傾向を示した。 カーペツトの帯静電傾向 試験品 1.5〜2.0KV 対照品 10.2〜11KV 帯電性試験はカーペツト・アンド・ラグ・イン
ステイテユート（Carpet and Rug Institute）に
より1971年９月に変更が採用されたAATCC試験
法134―1969である。 半製品の或いは模擬染色カーペツトにおいて
は、20―３デニールの導電性フイラメントは極め
て僅かに青味がかつた痕跡を与える。導電性フイ
ラメントを含む嵩高性化した染色連続フイラメン
トカーペツトは大部分の濃い色調には差がなく、
或種の濃い淡色例えば黄色、橙色及び桃色におい
て対照のカーペツトと比べて極めて僅かしか差が
なかつた。 必要に応じ本発明のフイラメントはステープル
の形、例えばカーペツトヤーンの中の非導電性ス
テープルと0.5〜５重量％混合した形で用いるこ
とができる。 参考例 １ 本例は導電性の損失を避けるために本発明のフ
イラメントを延伸する際に注意しなければならな
い点を示す。 相対粘度が44で且つ0.3重量％のTiO₂を含む66
―ナイロンのさや及び実施例１の型のカーボンブ
ラツク20重量％を有する６―ナイロンの芯（相対
粘度45、NH₂未端基31.8当量／16⁶ｇ）からフイ
ラメントを紡糸して偏心のさや／芯形状物をつく
つた。フイラメントの芯は40容量％であつた。３
―フイラメント・ヤーンの紡糸デニールは約79で
ある。延伸ピンを用いてヤーンを冷延伸する。第
２表に示すように、冷延伸した場合のヤーンの抵
抗は延伸比の関数として増加することがわかつ
た。約160℃に加熱した曲面板を用い、ピンを用
いることなくヤーンを熱延伸した場合、抵抗値の
増加は実質的に認められなかつた。延伸の際加熱
区域中においてヤーンを加熱すると、芯が十分軟
化し芯の切断又は導電性に必要な炭素粒子の分布
の破壊が防止されることが考えられる。

【表】 計算。
参考例 ２ さやの重合体 25℃においてヘキサフルオロイソプロパノール
20ml中に0.8ｇの重合体を含む溶液で測定した相
対粘度が23±２のポリ（エチレンテレフタレー
ト）フレーク。 芯の重合体 実施例１の導電性カーボンブラツク22重量％を
含む６―ナイロン。 製 造 22680Kgの導電性カーボンブラツク（キヤボツ
トXC―72）、86180Kgのカプロラクタム及び83910
Kgの蒸留水からなる予め分散したスラリを温度50
〜55℃において撹拌混合タンク中でつくつた。次
にこのスラリを500ポンド容量の撹拌機を備えた
ステンレス鋼のオートクレーブに仕込む。このク
レーヴ（clave）の内容を空気で追出し、不活性
ガスで充填し、加熱を始める。クレーヴ温度を
258℃に上げ、圧力を250psig（17.6Kg／cm²）に
し、カプロラクタムの初期開環反応及び予備重合
反応を行なう。約６〜７時間続くこの加熱工程
後、１時間半以内に圧力を250psig（17.6Kg／
cm²）から大気圧まで徐々に減少させる（減圧工
程）。次に重合体を278℃で押出して連続リボンに
し、これを水で急冷し1/8インチ（3.2mm）のフレ
ークに切断する。このフレークを95℃に加熱した
撹拌釜の中で約４時間水洗し、単量体を除去す
る。この操作を３回くり返し、最後に約6.3％の
カプロラクタムを抽出した。次いで真空下［25イ
ンチ（635mm）Hg］で重合体を乾燥し、水分含量
が0.3％より少なくなるまでこれを続ける。フレ
ークを再溶融し、押出し、次第に増加するメツシ
ユ（30〜200メツシユ）のスクリーン・フイルタ
ーを通して濾過し、ペレツト化し、次いで水分含
量が0.03％より少なくなるまで真空乾燥する。 この重合体から注形されたフイルムの比抵抗は
10〜60オーム⁻cmの間で変化する。 紡糸及び延伸 連結された紡糸―延伸機で捲取速度1500ypm
（1372m／分）（捲取ロールの速度から計算）でさ
やと芯の重合体を同時紡糸し且つ延伸する。 さやの重合体を29.7ｇ／分（紡糸したデニール
と捲取速度から計算）、芯の重合体を6.7ｇ／分
（同様に計算）の割合で供給し、さやが81重量％
（供給量から計算）、芯が19重量％（供給量から計
算）の同心状さや／芯組成物をつくる。紡糸中ス
クリユー溶融装置の温度を次のように設定する。

【表】 紡糸ブロツクの温度は290℃である。ヤーンを
水蒸気延伸ジエツト及び180℃に保つた電熱加熱
ロール（16回捲付け）を用い３倍の延伸比で延伸
する。 延伸したヤーンは黒色であり、次の性質をもつ
ている。 束当りのフイラメントの数 １ デニール 19.02 ヤーン上の全仕上剤（％） 1.83 芯の抵抗 3.3×10⁹オーム／インチ （1.3×10⁹オーム／cm） 強力（gpd） 2.5 伸び（％） 39.9 モジユラス 10％伸びにおけるgpd 13.6 実施例 ３ さやの重合体 相対粘度が30のポリ（エチレンテレフタレー
ト）フレーク。 芯の重合体 実施例２においてつくられたもの。 紡 糸 860ypm（787m／分）の割合で実施例２と同様
にしてさやと芯との重合体を同時紡糸する。さや
の重合体を36.3ｇ／分（ポンプの速度と容量から
計算）で、そして芯の重合体を1.38ｇ／分（同様
に計算）の割合で供給し、芯の断面の倍率によつ
て決定してさやが96容量％及び芯が４容量％の同
心のさや／芯組成物をつくる。 紡糸中のさやの重合体に対するスクリユー溶融
装置の温度を次のように設定する。

【表】 紡糸ブロツク温度は292℃である。 ヤーンは60デニール／３フイラメント（60―
３）で紡糸する。 延 伸 60―３デニールのさや／芯ヤーンを454ypm
（415m／分）の割合で、延伸比3.8倍、高温のシ
ユー温度97℃で延伸する。 延伸したヤーンの性質は次の通りである。 デニール 17.2 フイラメント数 ３ 芯の抵抗 オーム／インチ／フイラメント
6.76×10⁸ （オーム／cm／フイラメント 2.66×10⁸ さや／芯型試験ヤーンをリーソナ（Leesona）
570仮撚装置を用い市販の150―34―ポリエステル
ヤーンと同時テクスチヤード加工する。同時テク
スチヤード加工したヤーン（17.2―３のさや／芯
１本と150―34ポリエステル１本）を織つて「ス
イス・ピイク（Suisse Pique）」二重編み繊維布
にした。30回洗浄した後、該繊維布を静電試験機
［プレスコ・サイエンテイフイツク社（Presco
Scientifie Co.）製のエレクトロメーター
（electrometer）モデルE525型］で試験し、同じ
ポリエステル・ヤーンのみからつくられた同一の
条件で処理された対照繊維布と比較した。 繊維布上の静電荷（ボルト） ０秒後 120秒後 試験繊維布 400 380 対照繊維布 2750 2550 試験繊維布に対しては良好な静電防止法が示さ
れた。 実施例 ４ 実施例２のようにして66―ナイロンのさや重合
体から60―３ヤーンをつくり、参考例２のように
してつくられたカーボンブラツク28重量％を含む
６―ナイロンの芯の重合体をつくる。96容量％の
さやと４容量％の芯からなるフイラメントを180
℃の曲つた高温板［24インチ（61cm）］上で３倍
に延伸する。ヤーンの性質は次の通りである。 束のデニール 20.2 強力（gpd） 3.18 伸び（％） 49.1 モジユラス、Mi（gpd） 24.4 芯の抵抗 4.5×10⁸オーム／インチ／フイラメン
ト（1.77×10⁹オーム／cm／フイラメ
ント） 反射率 32 同時嵩高性化 実施例２のようにして導電性ヤーンを、1225―
68の塩基性染料で染色可能な66―ナイロンの芯の
つまつた（デユポン社製タイプ854アラソン
）連続フイラメントカーペツトと共に同時嵩高
性化し、実施例２の如くタフト化し、パイル高さ
1/4インチ（6.35mm）、14オンス／平方ヤード
（0.475Kg／m²）のレベルループカーペツトにす
る。 模擬染色カーペツトの反射率と帯静電傾向とを
導電性ヤーンを含まない対照カーペツトと比較し
た。

【表】 カーペツトを眼でみて評価した結果は測定され
たカーペツトの反射率と一致する。 実施例 ５ 実施例２と実質的に同じナイロンのさやとポリ
エチレンの芯を有するフイラメント（紡糸デニー
ル60、フイラメント３本からなる糸４本）を下記
の性質をもつステープルに用いるためにつくつ
た。 ヤーン上の仕上剤 0.43％ 芯のパーセント 3.5重量％ さやのパーセント 96.5重量％ 束の中のカーボンのパーセント 32.3重量％ 反射率 39％ 束（12フイラメント）の芯の抵抗
５×10⁷オーム／ （2.0×10⁷オーム／cm） 紡糸したヤーンを実験用延伸機を用い、延伸比
3.0倍、捲取速度230ypm（210m／分）、高温シユ
ー温度180℃で３本の糸を一緒にして延伸する。
延伸したヤーンの性質は次の通りである。 束のデニール 690 フイラメントの本数 96 強力（gpd） 4.72 伸び（％） 18.5 この導電性ヤーンの束を切断して長さ約6.5イ
ンチ（16.5cm）にし、0.6、２及び５％の量でカ
ージングする途中で市販のデユポン製Ｔ―838、
66―ナイロンのカーペツト用ステープルとブレン
ドする。通常のステープル化の条件下において配
合物を処理し、2.4綿番手／２プライ、3.5Z撚
り／3.5S撚りの紡糸ヤーンをつくる。オートクレ
ーブ中で該ヤーンを熱固定し、タフト化し、35オ
ンス／平方ヤード（1.19Kg／m²）、ゲージ5/32イ
ンチ（3.96mm）、パイル高さ3/4インチ（1.90
cm）、サキソニイ・スタイルのカツト・パイルカ
ーペツトにし、これにタイパーポリプロピレン
の裏地をつけ、市販のラテツクスでラテツクス処
理する。このカーペツトをスコアリングし、３種
の市販の黄、赤及び青色の酸性染料の混合物を用
い従来法で染色する。 染色したカーペツトを相対湿度20％及び温度70
〓（21℃）において混合（shuffle）試験をした
結果、下記の帯静電傾向を与える。

【表】 参考例 ３ 各製品は１本当り３本のフイラメントを有し、
カーボンブラツクは実施例１に用いられたのと同
じである。 製品Ａは実施例２でつくられたのと実質的に同
じであり、但しリボンの形をしたフイラメントの
断面を有している。芯の組成物は立体障害をもつ
フエノール性酸化防止剤である１，３，５―トリ
メチル―２，４，６―トリス―（３，５―トリ―
ｔ―ブチル―４―ヒドロキシベンジル）ベンゼン
0.25重量％を含んでいる。 製品Ｂは断面が三葉状であり、変形比が2.50で
あること以外製品Ａと同じである。 製品Ｃ〜Ｈは円形の断面を有している。 製品Ｃは二酸化チタン５重量％を含む66―ナイ
ロンのさやを有し、また芯は40重量％のポリプロ
ピレン、20重量％のポリエチレン並びに10重量％
のノーデル（Nordel）1500（エチレン、プロ
ピレン及び非共役性ジエンからなるデユポン社の
三元重合体をベースとする市販のエラストマー）
から成るポリオレフイン基質中に30重量％のカー
ボンブラツクを含んでいる。 製品Ｄは市販のポリプロピレン樹脂（シエル社
製PWD―152）のさやと製品Ａと同じ芯の組成物
を有している。 製品Ｅは製品Ｄと同じさやをもち、芯は30重量
％のカーボンブラツクを含む市販のポリカプロラ
クトンの樹脂［ユニオン・カーバイト（Union
Carbide）PCL―700］から成つている。 製品Ｆは二酸化チタン顔料５重量％を含む66―
ナイロンのさやと、25重量％のカーボンブラツク
を含む市販のポリプロピレン樹脂［ハーキユレス
（Hercules）8MSR］の芯から成つている。 製品Ｇは製品Ｄと同じポリプロピレンのさやと
カーボンブラツク26重量％を含む市販のポリエチ
レンエーテル樹脂［デユポンTLF1681S］の芯を
用いている。 製品Ｈは製品Ａと同じナイロンのさや及びカー
ボンブラツクを含まない同じポリエチレン樹脂の
芯を有する非帯電防止性の対照製品である。 これらの製品に対するフイラメントの性質を第
３表に示す。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカーペツトに使用されるさ
や／芯型フイラメントの模式的断面図であり、第
２図は第１図のフイラメントと非導電性合成フイ
ラメントとの混合物から成る帯電防止性ヤーンの
模式的断面図である。 図中、１……芯の材料、２……さやの材料、３
……カーボンブラツク、４……重合体マトリツク
ス、５……フイラメントの断面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性合成重合体の芯を取囲む合成熱可塑
   性繊維形成性重合体の連続的な非導電性のさやか
   ら成り、該さやはフイラメントの断面積の少くと
   も50％を占め、上記芯は熱可塑性合成重合体とそ
   の中に分散された15〜50重量％の導電性のカーボ
   ンブラツクとから成り且つ導電性であり、そして
   2KVの直流電圧において0.4×10¹¹オーム／cmよ
   り小さいフイラメント芯抵抗を有する帯電防止性
   合成フイラメントを含む表面の糸を有することを
   特徴とするカーペツト。