導電性合成繊維とその製造方法およびその用途
【課題】導電性に優れ、かつ透明性および／もしくは白色の導電性合成繊維を提供する。
【解決手段】延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成された導電性合成繊維。延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの周囲に熱可塑性樹脂と導電性酸化亜鉛とを含有する水分散型樹脂を塗布し、次いで熱処理する製造方法。
【解決手段】延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成された導電性合成繊維。延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの周囲に熱可塑性樹脂と導電性酸化亜鉛とを含有する水分散型樹脂を塗布し、次いで熱処理する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性合成繊維とその製造方法およびその用途に関するものであり、更に詳しくは、導電性に優れ、かつ透明および／もしくは白色の導電性合成繊維とその製造方法およびその用途に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性合成繊維は、従来から様々な工業用分野に使用されており、例えば導電性ポリエステルモノフィラメントは、使用中の静電気帯電による障害を防ぐことを目的とした小麦粉などの粉体篩分けフィルター、紙おむつや生理用品などのサニタリー製品製造時に水分や有機溶剤を乾燥させることを目的としたドライヤーベルトおよび抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物の経糸および／または緯糸の少なくとも一部、あるいはヘアブラシや工業用ブラシなどの用途に広く使用されている。
【０００３】
従来の導電性合成繊維としては、主原料となるポリマーペレットと、例えばカーボンブラックや金属等の導電性粒子を高濃度にブレンドしたポリマー樹脂とを混練して溶融押出、冷却、熱延伸して繊維化したもの、または鞘成分もしくは芯成分の一部を導電性樹脂とした複合繊維がよく知られている。
【０００４】
例えば、合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、この芯層の表面に溶融被覆した導電性の被覆層とからなる導電性合成樹脂モノフィラメント（例えば、特許文献１参照）が提案されているが、この導電性合成樹脂モノフィラメントにおいては、導電性カーボンブラックを多量に含むポリマーが高温に加熱された溶融被覆ダイに接触して流れるため、カーボンブラックの蓄積物やポリマーの熱分解物によるダイ周辺汚れが多発し、その結果コブ糸や線径斑が発生し、長時間の安定生産が困難になるという問題があった。
【０００５】
また、延伸した合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、この芯層の表面に溶液塗布した導電性の被覆層とを有する複層繊維からなる導電性フィラメント（例えば、特許文献２参照）、および延伸された合成繊維モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、ＤＢＰ給油量が３４０ｍｌ／１００ｇ以上である高導電性カーボンブラックを含有するポリカーボネイト系脂肪族ウレタン樹脂またはアクリル樹脂からなる水分散型樹脂により形成された被覆層とからなる導電性合成繊維（例えば、特許文献３参照）が提案されている。しかし、これらはいずれも導電性材料としてカーボンブラックを使用していることから、得られる繊維は黒色で基本的に色調の変更ができないため、限定的な用途にしか使用することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３３９２４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６１８７号公報
【特許文献３】特許第４２６１８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。
【０００８】
したがって本発明の目的は、導電性に優れ、かつ透明および／もしくは白色の導電性合成繊維とその効率的な製造方法およびその用途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明によれば、延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とする導電性合成繊維が提供される。
【００１０】
なお、本発明の導電性合成繊維においては、
フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であること、
前記被覆層が、導電性酸化亜鉛５〜３０重量％と熱可塑性樹脂９５〜７０重量％との混合物からなること、
前記被覆層が、導電性合成繊維の全断面積に対して占める割合が３〜５０％であること、
前記被覆層を形成する熱可塑性樹脂が、ポリエステル、ポリアミド、フッ素系樹脂から選ばれた少なくとも１種を主成分とすること、
前記被覆層を形成する導電性酸化亜鉛が、３価の金属元素の少なくとも１種を添加した導電性酸化亜鉛であること、
が、いずれも好ましい条件として挙げられ、これらの条件を満たした場合には、さらに優れた効果を取得することができる。
【００１１】
また、本発明の導電性合成繊維の製造方法は、延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの周囲に、熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントを構成するポリマーと同種の熱可塑性樹脂と比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛とを含有する水分散型樹脂を塗布し、次いで熱処理することにより、前記導電性酸化亜鉛と熱可塑性樹脂とからなる被覆層を形成することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の布帛およびブラシは、前記導電性合成繊維からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下に説明するとおり、導電性に優れ、かつ透明性および／もしくは白色の導電性合成繊維を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１５】
本発明の導電性合成繊維は、延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、本発明の導電性合成繊維は、導電性ならびに高強度を維持するために、被覆する前の熱可塑性樹脂モノフィラメントは延伸されて高強度を有し、被覆層は延伸されることなく皮膜形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の導電性合成繊維において、芯層を形成する熱可塑性樹脂については特に制限は無く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、６ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロン、４６ナイロン、５６ナイロン、５１０ナイロン、１０１０ナイロン、６／６６共重合体などのポリアミド樹脂またはその共重合体、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、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂またはその共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エテレン・テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体などのフッ素樹脂類、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリイミド、および液晶ポリエステルなどが用いられる。
【００１８】
これらは単独あるいは混合物を用いても良い。中でも、高い引張強度と適度な伸びを有し、耐熱性に優れている点でポリアミド樹脂またはその共重合体、ポリエステル樹脂またはその共重合体、フッ素樹脂またはその共重合体は、本発明の目的に適しており、好ましく使用することができる。
【００１９】
本発明でいう熱可塑性樹脂モノフィラメントとは、被覆される前の状態でフィラメント数が１本のものであり、同じくマルチフィラメントとは、被覆される前の状態でフィラメント数が複数本からなるものである。被覆される前のマルチフィラメントは、被覆時の工程通過性をよくするため撚糸されているか、あるいは交絡をかけられて集束しているものである。
【００２０】
芯層を形成するフィラメントの断面直径は、用途によって適宜選択できるが、０．０５〜３ｍｍの範囲が最もよく使用される。ただし、芯層がマルチフィラメントの場合には、断面直径を測定することはできないため、マルチフィラメントの繊度から芯が円形断面と仮定した直径である。
【００２１】
また、ポリエチレンやポリプロピレンのような素材は、無極性で結晶性が大きいため、被覆層が付着しにくい。よって、このような樹脂を芯層に使用する場合には、被覆前にエネルギー線照射やプラズマ処理により素材表面に極性基を導入するか、極性基を有するプライマーを塗布することにより、被覆の付着性を確保したものを用いることが望ましい。
【００２２】
本発明において、被覆樹脂の溶剤として、炭化水素系、アルコール系、エステル系、ケトン系、エーテル系などの有機溶剤を使用する場合には、塗布した樹脂の乾燥工程に排気、防火、空気清浄設備等を追加する必要があるため、被覆樹脂には水分散型樹脂、樹脂の分散剤には水を用いることが好ましい。なお、被覆層を形成する水分散型樹脂としては、ポリアミド樹脂またはポリエステル樹脂を好ましく使用できる。
【００２３】
なお、被覆層を形成するための水分散型樹脂としては、熱可塑性樹脂が分散されたものが使用され、特に熱可塑性を有する共重合ポリアミド固体粒子および／または共重合ポリエステル固体粒子が分散されたものが本発明においては好ましく使用される。具体的にはエムスケミー・ジャパン社製・商品名「Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１５００Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」、「Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」、「Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１３７７Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」および「Ｇｒｉｌｔｅｘ ９Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」などの市販品がそれに当たり、これらを適用することにより被覆層を形成することができる。
【００２４】
本発明の導電性合成繊維における被覆層は、上記した水分散型樹脂に導電性酸化亜鉛を混ぜたものからなる。かかる導電性酸化亜鉛とは、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇのものである。また、高い導電性を得るため、酸化亜鉛に３価の金属元素の少なくとも１種を添加することが好ましい。これらの特性を有する導電性酸化亜鉛としては、ハクスイテック社製・商品名「２３−Ｋ」、「ＰａｚｅｔＣＫ」および「ＰａｚｅｔＧＫ−４０」等があり、２３−ＫとＰａｚｅｔＣＫには金属元素Ａｌが、ＰａｚｅｔＧＫ−４０には金属元素Ｇａが、それぞれ添加されている。
【００２５】
導電性酸化亜鉛の比表面積が小さい場合には、得られる導電性合成繊維は白色傾向となるが、比表面積が３ｍ２／ｇを下回ると、導電性酸化亜鉛の粒子径が拡大し被覆層の平滑性が悪化するため、本発明の導電性合成繊維には適さない。一方、導電性酸化亜鉛の比表面積が大きい場合には、粒子径が小さくなり得られる導電性合成繊維は透明性を呈するが、比表面積が６０ｍ２／ｇを超えると、導電性酸化亜鉛の凝集力が強くなるために水分散型樹脂中での分散性が悪化し、結果として得られる導電性合成繊維は、被覆層の平滑性が劣るばかりではなく、繊維軸方向で導電性能が不均一なものとなるため不適である。
【００２６】
本発明の導電性合成繊維は、フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。例えばヘアブラシ等のブラシでは、帯電防止を目的として導電性合成繊維をブラシの一部に使用するが、体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍを超える導電性合成繊維を使用する場合には、使用において十分な帯電防止効果が得られないことがある。また、ブラシ中の導電性合成繊維の割合を増やすことにより、帯電防止効果を向上することができるが、この場合にはコストアップになるという好ましくない傾向が招かれる。
【００２７】
本発明の導電性合成繊維において、被覆層樹脂成分中の導電性酸化亜鉛濃度は５〜３０重量％、特に１０〜２０重量％であることが好ましい。被覆層樹脂成分中の導電性酸化亜鉛濃度がこのような低濃度であっても導電性の優れた繊維が得られることが本発明の特徴である。しかし、５重量％以下の導電性酸化亜鉛濃度では、十分な導電性が得られず、また、３０重量％以上の導電性酸化亜鉛濃度では、被覆樹脂の流動性が著しく低下し、被覆が困難になるという好ましくない傾向が招かれる。
【００２８】
なお、被覆層を形成するための被覆手段としては、ディップ、ローラー、ノズル、ドクター・ナイフ法等により、芯層フィラメント表面に被覆層成分の溶液を塗布する方法が有効である。また、被覆厚さの変更は被覆樹脂水分散体の液粘度を変更する方法が有効である。
【００２９】
本発明の導電性合成繊維を製造するに際し、芯層を形成する合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの製造には何ら特殊な方法を必要とせず、既知の紡糸方法で行うことができる。そして、熱延伸、熱セット処理された合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの表面には、上記した被覆手段により導電性酸化亜鉛を含む水分散型樹脂が被覆される。
【００３０】
かくして得られる本発明の導電性合成繊維は、被覆層が全断面積に対して占める割合が３〜５０％、好ましくは５〜４０％、さらに好ましくは１０〜３０％である。一方、芯層が全断面積に対して占める割合は９７〜５０％である。被覆層の断面積比率が５０％を超えると、導電性は十分であるが、得られる繊維の強度が低下するばかりか、被覆層が肉厚になり線径斑が大きくなるという好ましくない傾向を生じる。一方、被覆層の断面積比率が３％未満では、本発明が目的とする効果が十分に得られない傾向となる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の導電性合成繊維は、布帛として十分な糸物性を持ち、特に導電性酸化亜鉛が持つ本来の導電性を失うことなく、その体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であるという優れた導電性を発揮する。また、被覆層が芯層の表面に薄く被覆されるため、繊維軸方向で優れた線径均一性を実現することが出来る。
【００３２】
また、本発明の導電性合成繊維は、導電性酸化亜鉛を使用することで、透明および／もしくは白色を呈するため、芯層を形成する合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの原着、および得られた導電性合成繊維の染色等により、導電性合成繊維の色調を適宜変更することができる。
【００３３】
また、本発明の導電性合成繊維の製造方法は、芯層を形成する合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの製造には何ら特殊な方法を必要とせず、芯層の表面に導電性酸化亜鉛を含む水分散型樹脂を被覆し、乾燥して被覆層を形成するのみで、上記の特性を有する導電性合成繊維を効率的に製造することができる。
【００３４】
なお、被覆層の乾燥温度は、分散剤が水であるため１００℃以上であるが、好ましくは１３０〜１５０℃である。１３０℃より低温では乾燥に時間がかかるため、生産性の観点から好ましくない。一方、１５０℃より高温では、水が急激に蒸発するため得られる繊維表面に凹凸ができてしまうことから好ましくない。
【００３５】
また、被覆層の分散剤は水であるため、被覆の熱処理装置には特別な排気、防火、空気清浄設備等を用意する必要が無く、経済的にも有効な手段であるといえる。
【００３６】
以上説明したように、本発明の導電性合成繊維は、上記の特性を活かして、各種フィルター、搬送用ベルトなどの工業用布帛、あるいはヘアブラシや工業用ブラシの少なくとも一部などに好ましく適用することができ、これらの各用途に使用された場合には優れた帯電防止効果が得られる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の導電性合成繊維について実施例に基づいて説明するが、本発明の導電性合成繊維はその要旨を超えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３８】
また、実施例における導電性合成繊維の評価は以下の方法で行った。
【００３９】
［体積固有抵抗値］
東亜電波工業社製極超絶縁計ＳＭ−１０を使用して測定した。導電性合成繊維試料５ｃｍの両端にドータイトを塗り１時間乾燥させる。その後、試料の両端を電気抵抗の極めて低いクリンプ（電極）で十分把持し、印加して糸の抵抗値を測定し、次の計算式により体積固有抵抗値を求めた。なお、測定時の周囲条件は温度２０℃、湿度６５％とした。
体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）＝測定抵抗値（Ω）×糸の断面積（ｃｍ２）／電極間距離（ｃｍ）。
【００４０】
［断面積比］
導電性合成繊維をミクロトームで厚さ１５μｍに輪切りにし、その断面をマイクロスコープ（ＫＥＥＹＥＮＣＥ社製 デジタルＨＤマイクロスコープＶＨ−７０００）の面積測定機能を使用して測定した。
【００４１】
［線径斑］
アンリツ社製レーザー外径測定機ＫＬ−１５１Ａを使用した。導電性合成繊維試料３００ｍを３０ｍ／分の速度で測定し、測定した最大直径と最小直径の差ΔＤを平均直径の割り、百分率で表した。
【００４２】
［静電電位］
春日電機社製、デジタル静電電位測定器ＫＳＤ−０１０３を使用し、４００ｍ／分で走行するドライヤーベルトから１０ｃｍ、ブラシから２ｃｍの位置における静電電位を測定した。
【００４３】
［実施例１］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が５．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製２３−Ｋ、以下ＺｎＯと略表記）５．３重量％と純水１９．７重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００４４】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００４５】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２０５ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００４６】
［実施例２］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）７．５重量％と純水１７．５重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００４７】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００４８】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１０ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００４９】
［実施例３］
１４０００ｄｔｅｘ−２０４ｆｉｌ−１７８１（東レ製）６６ナイロン繊維（以下Ｎ６６と略表記）のマルチフィラメントを、４６４２ｔ／１２７ｃｍで下撚りし、さらに下撚りした２本を３２３ｔ／１２７ｃｍで上撚りして、直径０．５９０ｍｍの撚糸コードを作り、これを芯層とした。
【００５０】
芯層に上記撚糸コードを用いた以外は、実施例２に記載の被覆材料、被覆方法により直径０．６４８ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００５１】
［実施例４］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）３．３重量％と純水２１．７重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００５２】
芯層には６６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ３００１、以下Ｎ６６と略表記）を溶融押出して３０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で４．５倍に延伸したＮ６６モノフィラメント（直径０．２０３ｍｍ）を使用した。
【００５３】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２２０ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００５４】
［実施例５］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）１０．０重量％と純水１５．０重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００５５】
芯層には６／６６ナイロン共重合体（東レ製Ｍ６１５１、以下Ｎ６／６６と略表記）を溶融押出して３０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で６倍に延伸したＮ６／６６モノフィラメント（直径０．２０２ｍｍ）を使用した。
【００５６】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１９ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００５７】
［実施例６］
ポリエステル共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ９Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）７．５重量％と純水１７．５重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００５８】
芯層にはポリエチレンテレフタレート（東レ製Ｔ７０１Ｔ、以下ＰＥＴと略表記）を溶融押出して７０℃の水で冷却固化した後、１８０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＰＥＴモノフィラメント（直径０．４２７ｍｍ）を使用した。
【００５９】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．４７７ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６０】
［比較例１］
６．７×１０−２Ｐａ以下の減圧下、１５０℃で８時間乾燥したＰＥＴ８０重量％とＺｎＯ２０重量％とを混合した後、ベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出・冷却・カッティングを行って、導電性ＰＥＴ樹脂組成物を得た。この樹脂を減圧下、１３０℃で１０時間乾燥し、導電性合成繊維の形成に使用した。
【００６１】
ＰＥＴ樹脂と、上記で調整した導電性ＰＥＴ樹脂組成物とを、１０：１の重量比で混合し、エクストルーダーで溶融押出して７０℃の温水で冷却・固化した後、１８０℃の熱風浴中で５倍に延伸することにより、直径０．４８０ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６２】
［比較例２］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が２．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製２３−Ｋを分級、以下ＺｎＯと略表記）７．５重量％と純水１７．５重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００６３】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００６４】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１９ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６５】
［比較例３］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が８０．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０を分級、以下ＺｎＯと略表記）５．３重量％と純水１９．７重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００６６】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００６７】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１８ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
表１の結果から明らかのように、本発明に導電性合成繊維（実施例１〜６）は、導電性酸化亜鉛を練り込んで延伸した導電性合成繊維（比較例１）、および導電性酸化亜鉛の比表面積が本発明の条件を満たさない導電性合成繊維（比較例１および２）に比較して、導電性、線径均一性が優れるものである。
【００７０】
すなわち、本発明の導電性合成繊維は、体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下という優れた導電性を発揮する。また、導電性の被覆層が芯層に薄く塗布されるため、線径斑が５％以下という優れた線径均一性を有し、かつ導電性酸化亜鉛を使用することで、透明および／もしくは白色を呈する特徴を兼備したものとなる。
【００７１】
［実施例７および比較例４］
布帛の例として、実施例２および比較例２で得られた各導電性合成繊維を、４本中１本の割合で緯糸の一部に使用して平織りの織物を作成した。それぞれの織物をドライヤーベルトとして走行中の静電電位を測定した結果、実施例２の導電性合成繊維を使用した織物（実施例７）の静電電位は１８．２ｋＶと優れていたのに対し、比較例２の導電性合成繊維を使用した織物（比較例４）の静電電位は７７ｋＶと劣っていた。
【００７２】
［実施例８および比較例５］
ブラシの例として、実施例２および比較例２で得られた導電性合成繊維を、手動式植毛機を使用して耐熱性ＡＢＳ樹脂製本体（柄）の直径０．６ｍｍの穴部に４本中２本の割合で植毛した。それぞれのブラシについて、各２０回のブラッシングを行った場合の静電電位を評価した結果、実施例２の導電性合成繊維を使用したブラシ（実施例８）の静電電位は３．３ｋＶと優れていたのに対し、比較例２の導電性合成繊維を使用したブラシ（比較例５）の静電電位は３０．１ｋＶと劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、導電性に優れ、かつ透明性および／もしくは白色の導電性合成繊維を得ることができるため、布帛やブラシに用いた場合には極めて優れた効果を期待できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性合成繊維とその製造方法およびその用途に関するものであり、更に詳しくは、導電性に優れ、かつ透明および／もしくは白色の導電性合成繊維とその製造方法およびその用途に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性合成繊維は、従来から様々な工業用分野に使用されており、例えば導電性ポリエステルモノフィラメントは、使用中の静電気帯電による障害を防ぐことを目的とした小麦粉などの粉体篩分けフィルター、紙おむつや生理用品などのサニタリー製品製造時に水分や有機溶剤を乾燥させることを目的としたドライヤーベルトおよび抄紙用ドライヤーカンバスなどの工業用織物の経糸および／または緯糸の少なくとも一部、あるいはヘアブラシや工業用ブラシなどの用途に広く使用されている。
【０００３】
従来の導電性合成繊維としては、主原料となるポリマーペレットと、例えばカーボンブラックや金属等の導電性粒子を高濃度にブレンドしたポリマー樹脂とを混練して溶融押出、冷却、熱延伸して繊維化したもの、または鞘成分もしくは芯成分の一部を導電性樹脂とした複合繊維がよく知られている。
【０００４】
例えば、合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、この芯層の表面に溶融被覆した導電性の被覆層とからなる導電性合成樹脂モノフィラメント（例えば、特許文献１参照）が提案されているが、この導電性合成樹脂モノフィラメントにおいては、導電性カーボンブラックを多量に含むポリマーが高温に加熱された溶融被覆ダイに接触して流れるため、カーボンブラックの蓄積物やポリマーの熱分解物によるダイ周辺汚れが多発し、その結果コブ糸や線径斑が発生し、長時間の安定生産が困難になるという問題があった。
【０００５】
また、延伸した合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、この芯層の表面に溶液塗布した導電性の被覆層とを有する複層繊維からなる導電性フィラメント（例えば、特許文献２参照）、および延伸された合成繊維モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層と、ＤＢＰ給油量が３４０ｍｌ／１００ｇ以上である高導電性カーボンブラックを含有するポリカーボネイト系脂肪族ウレタン樹脂またはアクリル樹脂からなる水分散型樹脂により形成された被覆層とからなる導電性合成繊維（例えば、特許文献３参照）が提案されている。しかし、これらはいずれも導電性材料としてカーボンブラックを使用していることから、得られる繊維は黒色で基本的に色調の変更ができないため、限定的な用途にしか使用することができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３３９２４０号公報
【特許文献２】特開２００２−２６６１８７号公報
【特許文献３】特許第４２６１８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。
【０００８】
したがって本発明の目的は、導電性に優れ、かつ透明および／もしくは白色の導電性合成繊維とその効率的な製造方法およびその用途を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明によれば、延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とする導電性合成繊維が提供される。
【００１０】
なお、本発明の導電性合成繊維においては、
フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であること、
前記被覆層が、導電性酸化亜鉛５〜３０重量％と熱可塑性樹脂９５〜７０重量％との混合物からなること、
前記被覆層が、導電性合成繊維の全断面積に対して占める割合が３〜５０％であること、
前記被覆層を形成する熱可塑性樹脂が、ポリエステル、ポリアミド、フッ素系樹脂から選ばれた少なくとも１種を主成分とすること、
前記被覆層を形成する導電性酸化亜鉛が、３価の金属元素の少なくとも１種を添加した導電性酸化亜鉛であること、
が、いずれも好ましい条件として挙げられ、これらの条件を満たした場合には、さらに優れた効果を取得することができる。
【００１１】
また、本発明の導電性合成繊維の製造方法は、延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの周囲に、熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントを構成するポリマーと同種の熱可塑性樹脂と比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛とを含有する水分散型樹脂を塗布し、次いで熱処理することにより、前記導電性酸化亜鉛と熱可塑性樹脂とからなる被覆層を形成することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の布帛およびブラシは、前記導電性合成繊維からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、以下に説明するとおり、導電性に優れ、かつ透明性および／もしくは白色の導電性合成繊維を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００１５】
本発明の導電性合成繊維は、延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
すなわち、本発明の導電性合成繊維は、導電性ならびに高強度を維持するために、被覆する前の熱可塑性樹脂モノフィラメントは延伸されて高強度を有し、被覆層は延伸されることなく皮膜形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の導電性合成繊維において、芯層を形成する熱可塑性樹脂については特に制限は無く、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、６ナイロン、６６ナイロン、６１０ナイロン、６１２ナイロン、４６ナイロン、５６ナイロン、５１０ナイロン、１０１０ナイロン、６／６６共重合体などのポリアミド樹脂またはその共重合体、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、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂またはその共重合体、ポリフッ化ビニリデン、エテレン・テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・フッ化ビニリデン共重合体などのフッ素樹脂類、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミドイミド、ポリイミド、および液晶ポリエステルなどが用いられる。
【００１８】
これらは単独あるいは混合物を用いても良い。中でも、高い引張強度と適度な伸びを有し、耐熱性に優れている点でポリアミド樹脂またはその共重合体、ポリエステル樹脂またはその共重合体、フッ素樹脂またはその共重合体は、本発明の目的に適しており、好ましく使用することができる。
【００１９】
本発明でいう熱可塑性樹脂モノフィラメントとは、被覆される前の状態でフィラメント数が１本のものであり、同じくマルチフィラメントとは、被覆される前の状態でフィラメント数が複数本からなるものである。被覆される前のマルチフィラメントは、被覆時の工程通過性をよくするため撚糸されているか、あるいは交絡をかけられて集束しているものである。
【００２０】
芯層を形成するフィラメントの断面直径は、用途によって適宜選択できるが、０．０５〜３ｍｍの範囲が最もよく使用される。ただし、芯層がマルチフィラメントの場合には、断面直径を測定することはできないため、マルチフィラメントの繊度から芯が円形断面と仮定した直径である。
【００２１】
また、ポリエチレンやポリプロピレンのような素材は、無極性で結晶性が大きいため、被覆層が付着しにくい。よって、このような樹脂を芯層に使用する場合には、被覆前にエネルギー線照射やプラズマ処理により素材表面に極性基を導入するか、極性基を有するプライマーを塗布することにより、被覆の付着性を確保したものを用いることが望ましい。
【００２２】
本発明において、被覆樹脂の溶剤として、炭化水素系、アルコール系、エステル系、ケトン系、エーテル系などの有機溶剤を使用する場合には、塗布した樹脂の乾燥工程に排気、防火、空気清浄設備等を追加する必要があるため、被覆樹脂には水分散型樹脂、樹脂の分散剤には水を用いることが好ましい。なお、被覆層を形成する水分散型樹脂としては、ポリアミド樹脂またはポリエステル樹脂を好ましく使用できる。
【００２３】
なお、被覆層を形成するための水分散型樹脂としては、熱可塑性樹脂が分散されたものが使用され、特に熱可塑性を有する共重合ポリアミド固体粒子および／または共重合ポリエステル固体粒子が分散されたものが本発明においては好ましく使用される。具体的にはエムスケミー・ジャパン社製・商品名「Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１５００Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」、「Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」、「Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１３７７Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」および「Ｇｒｉｌｔｅｘ ９Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」などの市販品がそれに当たり、これらを適用することにより被覆層を形成することができる。
【００２４】
本発明の導電性合成繊維における被覆層は、上記した水分散型樹脂に導電性酸化亜鉛を混ぜたものからなる。かかる導電性酸化亜鉛とは、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇのものである。また、高い導電性を得るため、酸化亜鉛に３価の金属元素の少なくとも１種を添加することが好ましい。これらの特性を有する導電性酸化亜鉛としては、ハクスイテック社製・商品名「２３−Ｋ」、「ＰａｚｅｔＣＫ」および「ＰａｚｅｔＧＫ−４０」等があり、２３−ＫとＰａｚｅｔＣＫには金属元素Ａｌが、ＰａｚｅｔＧＫ−４０には金属元素Ｇａが、それぞれ添加されている。
【００２５】
導電性酸化亜鉛の比表面積が小さい場合には、得られる導電性合成繊維は白色傾向となるが、比表面積が３ｍ２／ｇを下回ると、導電性酸化亜鉛の粒子径が拡大し被覆層の平滑性が悪化するため、本発明の導電性合成繊維には適さない。一方、導電性酸化亜鉛の比表面積が大きい場合には、粒子径が小さくなり得られる導電性合成繊維は透明性を呈するが、比表面積が６０ｍ２／ｇを超えると、導電性酸化亜鉛の凝集力が強くなるために水分散型樹脂中での分散性が悪化し、結果として得られる導電性合成繊維は、被覆層の平滑性が劣るばかりではなく、繊維軸方向で導電性能が不均一なものとなるため不適である。
【００２６】
本発明の導電性合成繊維は、フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であることが望ましい。例えばヘアブラシ等のブラシでは、帯電防止を目的として導電性合成繊維をブラシの一部に使用するが、体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍを超える導電性合成繊維を使用する場合には、使用において十分な帯電防止効果が得られないことがある。また、ブラシ中の導電性合成繊維の割合を増やすことにより、帯電防止効果を向上することができるが、この場合にはコストアップになるという好ましくない傾向が招かれる。
【００２７】
本発明の導電性合成繊維において、被覆層樹脂成分中の導電性酸化亜鉛濃度は５〜３０重量％、特に１０〜２０重量％であることが好ましい。被覆層樹脂成分中の導電性酸化亜鉛濃度がこのような低濃度であっても導電性の優れた繊維が得られることが本発明の特徴である。しかし、５重量％以下の導電性酸化亜鉛濃度では、十分な導電性が得られず、また、３０重量％以上の導電性酸化亜鉛濃度では、被覆樹脂の流動性が著しく低下し、被覆が困難になるという好ましくない傾向が招かれる。
【００２８】
なお、被覆層を形成するための被覆手段としては、ディップ、ローラー、ノズル、ドクター・ナイフ法等により、芯層フィラメント表面に被覆層成分の溶液を塗布する方法が有効である。また、被覆厚さの変更は被覆樹脂水分散体の液粘度を変更する方法が有効である。
【００２９】
本発明の導電性合成繊維を製造するに際し、芯層を形成する合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの製造には何ら特殊な方法を必要とせず、既知の紡糸方法で行うことができる。そして、熱延伸、熱セット処理された合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの表面には、上記した被覆手段により導電性酸化亜鉛を含む水分散型樹脂が被覆される。
【００３０】
かくして得られる本発明の導電性合成繊維は、被覆層が全断面積に対して占める割合が３〜５０％、好ましくは５〜４０％、さらに好ましくは１０〜３０％である。一方、芯層が全断面積に対して占める割合は９７〜５０％である。被覆層の断面積比率が５０％を超えると、導電性は十分であるが、得られる繊維の強度が低下するばかりか、被覆層が肉厚になり線径斑が大きくなるという好ましくない傾向を生じる。一方、被覆層の断面積比率が３％未満では、本発明が目的とする効果が十分に得られない傾向となる。
【００３１】
以上説明したように、本発明の導電性合成繊維は、布帛として十分な糸物性を持ち、特に導電性酸化亜鉛が持つ本来の導電性を失うことなく、その体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であるという優れた導電性を発揮する。また、被覆層が芯層の表面に薄く被覆されるため、繊維軸方向で優れた線径均一性を実現することが出来る。
【００３２】
また、本発明の導電性合成繊維は、導電性酸化亜鉛を使用することで、透明および／もしくは白色を呈するため、芯層を形成する合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの原着、および得られた導電性合成繊維の染色等により、導電性合成繊維の色調を適宜変更することができる。
【００３３】
また、本発明の導電性合成繊維の製造方法は、芯層を形成する合成樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの製造には何ら特殊な方法を必要とせず、芯層の表面に導電性酸化亜鉛を含む水分散型樹脂を被覆し、乾燥して被覆層を形成するのみで、上記の特性を有する導電性合成繊維を効率的に製造することができる。
【００３４】
なお、被覆層の乾燥温度は、分散剤が水であるため１００℃以上であるが、好ましくは１３０〜１５０℃である。１３０℃より低温では乾燥に時間がかかるため、生産性の観点から好ましくない。一方、１５０℃より高温では、水が急激に蒸発するため得られる繊維表面に凹凸ができてしまうことから好ましくない。
【００３５】
また、被覆層の分散剤は水であるため、被覆の熱処理装置には特別な排気、防火、空気清浄設備等を用意する必要が無く、経済的にも有効な手段であるといえる。
【００３６】
以上説明したように、本発明の導電性合成繊維は、上記の特性を活かして、各種フィルター、搬送用ベルトなどの工業用布帛、あるいはヘアブラシや工業用ブラシの少なくとも一部などに好ましく適用することができ、これらの各用途に使用された場合には優れた帯電防止効果が得られる。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の導電性合成繊維について実施例に基づいて説明するが、本発明の導電性合成繊維はその要旨を超えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３８】
また、実施例における導電性合成繊維の評価は以下の方法で行った。
【００３９】
［体積固有抵抗値］
東亜電波工業社製極超絶縁計ＳＭ−１０を使用して測定した。導電性合成繊維試料５ｃｍの両端にドータイトを塗り１時間乾燥させる。その後、試料の両端を電気抵抗の極めて低いクリンプ（電極）で十分把持し、印加して糸の抵抗値を測定し、次の計算式により体積固有抵抗値を求めた。なお、測定時の周囲条件は温度２０℃、湿度６５％とした。
体積固有抵抗値（Ω・ｃｍ）＝測定抵抗値（Ω）×糸の断面積（ｃｍ２）／電極間距離（ｃｍ）。
【００４０】
［断面積比］
導電性合成繊維をミクロトームで厚さ１５μｍに輪切りにし、その断面をマイクロスコープ（ＫＥＥＹＥＮＣＥ社製 デジタルＨＤマイクロスコープＶＨ−７０００）の面積測定機能を使用して測定した。
【００４１】
［線径斑］
アンリツ社製レーザー外径測定機ＫＬ−１５１Ａを使用した。導電性合成繊維試料３００ｍを３０ｍ／分の速度で測定し、測定した最大直径と最小直径の差ΔＤを平均直径の割り、百分率で表した。
【００４２】
［静電電位］
春日電機社製、デジタル静電電位測定器ＫＳＤ−０１０３を使用し、４００ｍ／分で走行するドライヤーベルトから１０ｃｍ、ブラシから２ｃｍの位置における静電電位を測定した。
【００４３】
［実施例１］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が５．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製２３−Ｋ、以下ＺｎＯと略表記）５．３重量％と純水１９．７重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００４４】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００４５】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２０５ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００４６】
［実施例２］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）７．５重量％と純水１７．５重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００４７】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００４８】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１０ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００４９】
［実施例３］
１４０００ｄｔｅｘ−２０４ｆｉｌ−１７８１（東レ製）６６ナイロン繊維（以下Ｎ６６と略表記）のマルチフィラメントを、４６４２ｔ／１２７ｃｍで下撚りし、さらに下撚りした２本を３２３ｔ／１２７ｃｍで上撚りして、直径０．５９０ｍｍの撚糸コードを作り、これを芯層とした。
【００５０】
芯層に上記撚糸コードを用いた以外は、実施例２に記載の被覆材料、被覆方法により直径０．６４８ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００５１】
［実施例４］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）３．３重量％と純水２１．７重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００５２】
芯層には６６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ３００１、以下Ｎ６６と略表記）を溶融押出して３０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で４．５倍に延伸したＮ６６モノフィラメント（直径０．２０３ｍｍ）を使用した。
【００５３】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２２０ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００５４】
［実施例５］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）１０．０重量％と純水１５．０重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００５５】
芯層には６／６６ナイロン共重合体（東レ製Ｍ６１５１、以下Ｎ６／６６と略表記）を溶融押出して３０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で６倍に延伸したＮ６／６６モノフィラメント（直径０．２０２ｍｍ）を使用した。
【００５６】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１９ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００５７】
［実施例６］
ポリエステル共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ９Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が４８．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０、以下ＺｎＯと略表記）７．５重量％と純水１７．５重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００５８】
芯層にはポリエチレンテレフタレート（東レ製Ｔ７０１Ｔ、以下ＰＥＴと略表記）を溶融押出して７０℃の水で冷却固化した後、１８０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＰＥＴモノフィラメント（直径０．４２７ｍｍ）を使用した。
【００５９】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．４７７ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６０】
［比較例１］
６．７×１０−２Ｐａ以下の減圧下、１５０℃で８時間乾燥したＰＥＴ８０重量％とＺｎＯ２０重量％とを混合した後、ベントを有する径３７ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３８．９、同方向回転完全噛合型の２軸混練押出機（東芝機械社製ＴＥＭ３５Ｂ）に供給し、混練・押出・冷却・カッティングを行って、導電性ＰＥＴ樹脂組成物を得た。この樹脂を減圧下、１３０℃で１０時間乾燥し、導電性合成繊維の形成に使用した。
【００６１】
ＰＥＴ樹脂と、上記で調整した導電性ＰＥＴ樹脂組成物とを、１０：１の重量比で混合し、エクストルーダーで溶融押出して７０℃の温水で冷却・固化した後、１８０℃の熱風浴中で５倍に延伸することにより、直径０．４８０ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６２】
［比較例２］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が２．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製２３−Ｋを分級、以下ＺｎＯと略表記）７．５重量％と純水１７．５重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００６３】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００６４】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１９ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６５】
［比較例３］
ポリアミド共重合体が４０重量％分散した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ ２Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）７５．０重量％と比表面積が８０．０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛（ハクスイテック社製Ｐａｚｅｔ ＧＫ−４０を分級、以下ＺｎＯと略表記）５．３重量％と純水１９．７重量％を加え、十分に攪拌して導電性被覆材料を調整した。
【００６６】
芯層には６ナイロン樹脂（東レ製Ｍ１０２１Ｔ、以下Ｎ６と略表記）を溶融押出して２０℃の水で冷却固化した後、８０℃の温水浴および１２０℃の熱風浴中で５倍に延伸したＮ６モノフィラメント（直径０．１９７ｍｍ）を使用した。
【００６７】
芯層の全表面に上記導電性被覆材料をディップ方式により塗布し、１６０℃の熱風浴にて乾燥・固化することにより、直径０．２１８ｍｍの導電性合成繊維を得た。その物性測定結果を表１に示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
表１の結果から明らかのように、本発明に導電性合成繊維（実施例１〜６）は、導電性酸化亜鉛を練り込んで延伸した導電性合成繊維（比較例１）、および導電性酸化亜鉛の比表面積が本発明の条件を満たさない導電性合成繊維（比較例１および２）に比較して、導電性、線径均一性が優れるものである。
【００７０】
すなわち、本発明の導電性合成繊維は、体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下という優れた導電性を発揮する。また、導電性の被覆層が芯層に薄く塗布されるため、線径斑が５％以下という優れた線径均一性を有し、かつ導電性酸化亜鉛を使用することで、透明および／もしくは白色を呈する特徴を兼備したものとなる。
【００７１】
［実施例７および比較例４］
布帛の例として、実施例２および比較例２で得られた各導電性合成繊維を、４本中１本の割合で緯糸の一部に使用して平織りの織物を作成した。それぞれの織物をドライヤーベルトとして走行中の静電電位を測定した結果、実施例２の導電性合成繊維を使用した織物（実施例７）の静電電位は１８．２ｋＶと優れていたのに対し、比較例２の導電性合成繊維を使用した織物（比較例４）の静電電位は７７ｋＶと劣っていた。
【００７２】
［実施例８および比較例５］
ブラシの例として、実施例２および比較例２で得られた導電性合成繊維を、手動式植毛機を使用して耐熱性ＡＢＳ樹脂製本体（柄）の直径０．６ｍｍの穴部に４本中２本の割合で植毛した。それぞれのブラシについて、各２０回のブラッシングを行った場合の静電電位を評価した結果、実施例２の導電性合成繊維を使用したブラシ（実施例８）の静電電位は３．３ｋＶと優れていたのに対し、比較例２の導電性合成繊維を使用したブラシ（比較例５）の静電電位は３０．１ｋＶと劣るものであった。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、導電性に優れ、かつ透明性および／もしくは白色の導電性合成繊維を得ることができるため、布帛やブラシに用いた場合には極めて優れた効果を期待できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とする導電性合成繊維。
【請求項２】
フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性合成繊維。
【請求項３】
前記被覆層が、導電性酸化亜鉛５〜３０重量％と熱可塑性樹脂９５〜７０重量％との混合物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性合成繊維。
【請求項４】
前記被覆層が、導電性合成繊維の全断面積に対して占める割合が３〜５０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性合成繊維。
【請求項５】
前記被覆層を形成する熱可塑性樹脂が、ポリエステル、ポリアミド、フッ素系樹脂から選ばれた少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性合成繊維。
【請求項６】
前記被覆層を形成する導電性酸化亜鉛が、３価の金属元素の少なくとも１種を添加した導電性酸化亜鉛であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性合成繊維。
【請求項７】
延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの周囲に、熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントを構成するポリマーと同種の熱可塑性樹脂と比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛とを含有する水分散型樹脂を塗布し、次いで熱処理することにより、前記導電性酸化亜鉛と熱可塑性樹脂とからなる被覆層を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性合成繊維の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性合成繊維を経糸および／また緯糸の少なくとも一部に使用した布帛。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性合成繊維を少なくとも一部に使用したブラシ。
【請求項１】
延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントからなる芯層の周囲に、比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛を含有する熱可塑性樹脂からなる被覆層が形成されていることを特徴とする導電性合成繊維。
【請求項２】
フィラメントの抵抗値（Ω）×フィラメントの断面積（ｃｍ２）／抵抗値測定時の電極間距離（ｃｍ）で表される体積固有抵抗値が１×１０６Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の導電性合成繊維。
【請求項３】
前記被覆層が、導電性酸化亜鉛５〜３０重量％と熱可塑性樹脂９５〜７０重量％との混合物からなることを特徴とする請求項１または２に記載の導電性合成繊維。
【請求項４】
前記被覆層が、導電性合成繊維の全断面積に対して占める割合が３〜５０％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導電性合成繊維。
【請求項５】
前記被覆層を形成する熱可塑性樹脂が、ポリエステル、ポリアミド、フッ素系樹脂から選ばれた少なくとも１種を主成分とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性合成繊維。
【請求項６】
前記被覆層を形成する導電性酸化亜鉛が、３価の金属元素の少なくとも１種を添加した導電性酸化亜鉛であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の導電性合成繊維。
【請求項７】
延伸された熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントの周囲に、熱可塑性樹脂モノフィラメントまたはマルチフィラメントを構成するポリマーと同種の熱可塑性樹脂と比表面積が３〜６０ｍ２／ｇの導電性酸化亜鉛とを含有する水分散型樹脂を塗布し、次いで熱処理することにより、前記導電性酸化亜鉛と熱可塑性樹脂とからなる被覆層を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性合成繊維の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性合成繊維を経糸および／また緯糸の少なくとも一部に使用した布帛。
【請求項９】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性合成繊維を少なくとも一部に使用したブラシ。
【公開番号】特開２０１２−２１１４２０（Ｐ２０１２−２１１４２０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８０６６（Ｐ２０１１−７８０６６）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
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