本文 - J

1
(183)
Vol.
50, No.6
(1994)
P-377
技術展望
IV 繊維素材(機能素材)
制電・導電性素材
村
.
瀬
ることがうかがえる。さらに最近の4年
はじめに
と,表4の
合成繊維は,優れた物理的特徴を有しているため,極
めて多方面にかつ種々の分野に使用されていることは,
繁
満
間の分類をみる
ようになり,導電関係が全体の7割を占めて
おり,制電関係よりも各社,力
を入れていることがわか
る。
周知の通りである。しかし,ポリエステルに代表される
ここで現在市販していると考えられる導電性繊維を表
ように,吸湿性が乏しく,それが原因して静電気を帯び
5に記す。これは,IC年前に制電・導電性素材が紹介さ
やすいという大きな欠点があり,様々な障害として発生
れている1)が,そ
する。例えば衣服を脱着するとき,体にまとわりつく,
したものである。以前は各社がナイロン繊維あるいはポ
あるいはドアの取っ手に触ったとき,自動車のドアを開
リエステル繊維等,単
ける際など,静電気の発生にびっくりするということ
多種の繊維に拡張し,銘柄を増やしていること,また従
は,kGが
日常的に経験していることである。さらに近
年,制電性能だけではなく,病院関係はもちろん,医
れを基にその後の新たな製品等を追加
一素材に限定されていたものを,
来は導電性カーボンブラックの練り込みが中心であり,
黒っぽい色であったのを,白色の導電性粒子を用い,色
薬,電子,精密機器,化学工業等の関係で,無塵,無菌
表1特
など,従来にはないクリーン化のため,導電性能の付与
許検索キーワード
も大きな課題となっている。
この静電気を除去するため,制電性,あ
るいは導電性
を繊維に付与する研究開発が長年にわたりなされてきて
いるが,本稿では,こ
こ数年の制電性,導電性繊維,布
帛
,紡糸等に関する特許の動向を中心に述べる。
2.
調を改良していることがわかる。これらは筆者が知る範
囲内であるため,漏れ落ちがあると思うが,この10年間
を比較しても,大きな素材の違い,あるいは機能の違い
最近の特許動向
というものは見受けられない。また特許の内容から判断
この10年程の制電.導電性を有する繊維,あ
るいはそ
し,当時1)と大きく変わっていないと思われる。
の紡糸方法等の開発動向を調査するため,特許調査を行
った。
内部へ制電性化合物を含有させた制電性モノフィラメン
特許調査は,PATOLISの
許分類(IC),広
フリーキーワード(FK),特
域分類(RC)で,調
査期間は公開制度の
始まった1971年以降,1993年11月30日
表1に
そこで衣料用途を別とし,産業資材用途として,繊維
までである。
検索を行った各種フリーキーワード等を記す
が,[制電or制
電性]と〔導電or導
れ① 紡糸関係,② 繊維関係,③
電性〕のFKと
それぞ
モノフィラメント(MF)
ト,あるいは導電粒子の練り込みによる導電姓モノフィ
ラメントの動向について,平成元年以降公開された各社
の特許を参考に述べる。
3.
制電性・導電性モノフィラメントの開発動向
産業資材用で導電性モノフィラメントが要望される分
関係の各キーワードの掛け合わせで行った。その結果の
野は,ドライヤーキャンバス,特に抄紙用途,あるいは
特許件数を表2に示すが,この20年余りの間,繊維関係
スクリーン印刷用紗である。ドライヤーキャンバスは
が大部分を占めており,次いで紡糸関係であり,モノフ
抄紙機において,湿
,
った紙を押しつけて,乾燥シリン
ィラメント関係の出願特許は極めて少ない。これら
ダーへ運搬するために用いられる織物であり,性能とし
1,174件の年代別特許件数は表3の
て,抗張力,耐熱性,耐蒸熱性,耐摩耗性などの耐久性
通りであり,1979年
以降,数年間ずつの特許公開件数は,ほ
ぼ同じ数であ
り,各社新たな制電性.導電性繊維の開発を継続してい
が優れ,紙の品質をよくするため ,表面が平滑であり,
乾燥を良くするための通気性が要求される9さらに使用
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SEN-I
表2
GAKKAISHI(繊
公開特許件数
表3
年代別出願推移
表4
最近4年間の内訳
維と工業)
表5
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各社の導電性繊維
を付与したモノフィラメントが要求されている。
時に発生する静電気によってゴミが付着するなどの問題
具体的に特許を見てみると,制電性モノフィラメント
があり,このため静電気の発生を防止する制電性を付与
としては,次の2件が該当する。すなわち芯鞘型複合モ
したモノフィラメントが要求されている。
ノフィラメント2) ,あ
るいは多層(具体的には3層であ
またスクリーン印刷用紗は枠に張ったスクリーン紗の
るが)複合モノフィラメント3)である。いずれもポリエ
上にパターン版膜を作り,インクを版膜で被覆されてい
ステル系であり,一成分がポリエチレンテレフタレー
ない部分のスクリーン紗の網目を通して被印刷物に転写
ト,他成分がポリエチレングリコールに代表されるポリ
する一種の孔版印刷である。性能としては,抗張力,寸
アルキレンー
エーテルを含有したポリマーが使用されてい
法安定性,耐
久性,イ
ンクの通過性,版材との接着性,
耐溶剤性,精度
が要求されるが,ド
ライヤーキャンバス
用途と同様,ゴ
ミが付着してはならない。さらに紗に帯
る。電気的性能を特許の実施例から引用すると,前者の
芯鞘型複合モノフィラメントからなる摩擦帯電圧は0.7
∼1 .8kVである。また後者は摩擦帯電圧が0
.5∼
電した静電気により印刷時に印刷インキが反発して飛び
1.0kV,摩
散り,印刷欠点が生じないよう,制電あるいは導電性能
も衣料用で使用されている制電性繊維のレベルとほぼ同
擦帯電圧の半減期が20∼50秒である。いずれ
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イロン,アクリル等に限ったものではない。ここでは無
機繊維あるいは金属による被覆,ポ
リマーへの導電粒子
等のブレンドを除き,.導電性ポリマーからなる繊維に
関して,紹介する。
導電性ポリマーの考え方としては,次の3つが挙げら
れる5)。 π共役鎖を長くする,平面状の π電子系分子を
積み重ねる,電荷移動相互作用を利用する,である。ポ
リマーの具体例としては,ポ
リアセチレン,ポ
リパラフ
ェニレン,ポリピロール,ポ
リチオフェン,ポ
リアニリ
ン,ポ
図1ナ
イロン46導電モノフィラメントの断面写真
程度の性能を有している。
一方
,導電性モノフィラメントに関しては,ナ
46を使用したもの4)であり,やはり芯鞘,あ
イロン
るいは海島
タイプの複合モノフィラメントである。導電性物質とし
リ(ρ-フェニレンビニレン)等であり,この数年
間にこれらのポリマーからなる繊維として,次のような
特許が出願されている。例えば,ポ
リアニリン,あるい
はその誘導体からなる繊維67),有
機合成繊維が主体で
あるが,アニリン,チオフェン,ピロール等を繊維表面
にエピタキシャル成長させた繊維8等である。
ては,導電性カーボンブラック,酸化チタン,酸化亜
5.
おわりに
鉛,酸化錫,沃化第一銅等の微粉末が使用され,それら
をナイロン46よりも融点の低いポリマー,例えばナイロ
以上,公開特許検索を中心にこの数年間の開発動向に
イロン610等に分散し,それを鞘
ついての概略を述べたが,高付加価値製品の開発の必要
成分あるいは島成分に使用し,ナイロン46で被覆してい
性と同時に,繊維に要求される特性は年を追って高いも
る。このモノフィラメントの導電性能は電気抵抗値とし
のとなっている。現在の制電性あるいは導電性素材はい
て,1.5×107∼3.4×108で
ン6,ナ
イロン66,ナ
ある。そして,導電性能な
ずれもポリマー改質,あるいは導電性粒子のブレンドが
らびにナイロン46の特性である耐熱性はもちろんのこ
主体であり,その繊維の導電性能は無機繊維と比較して
と,これに原因し,湿熱処理を行った後でも直線及び引
遙かに及ばないものである。今後はさらに高度な導電性
掛強力の保持率が高く,かつ耐加水分解性にも優れた特
能が要求されてくると予想されるが,最後に述べた導電
徴を有するものである。代表的なナイロン46からなる導
性ポリマーからなる繊維の開発が求められよう。
電性モノフィラメントの断面写真を図1に示すが,現在
さらに改良を重ね,105オ
参考文献
ーダーの導電性モノフィラメ
ントが得られており,従来の衣料用で導電糸と呼ばれて
1)
いる繊維よりもはるかに電気抵抗値が低いことがわか
2) 特開平2-289119.
奈良:繊学誌, 40, p-333,
る。これは,ナイロン46成分が鞘成分に使用されている
3) 特開平5-25709.
ため,延伸時に高温で行う必要があり,そのため鞘成分
4) 特開平1-201520.
(1984).
よりも融点の低い芯成分の流動性が高くなり,導電粒子
5)
緒方直哉編「導電性高分子」(株)講
談社1990年
の流動性がポリマー内での流動性も上がり,均一に分散
6)
特開平3-45707.
されるためと考えられる。
7)
特開平5-9294.
8)
特開平3-163709.
4.
導電性ポリマーからなる繊維の開発
上記特許検索は,合成繊維,例
えばポリエステル,ナ
(平成6年2月28日
発行.
受理)

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