最初のステージ
吸湿性帯電防止剤による繊維または生地の表面処理段階。
水は非常に高い電気伝導率を持っています。少量の水を吸収する限り、ポリマーの導電性は大幅に向上します。水は電荷の移動媒体となり、対極へのイオンの移動を促進することができ、水が減少すると大気中から補充することができます。この水の性質を利用して、さまざまな帯電防止剤が開発されています。帯電防止剤は、親水基と疎水基を持つ界面活性剤です。疎水基は繊維材料の表面を指し、相界面に吸着し、相界面の状態を変化させます。親水基は空間を指し、大気中の水分を吸着します。
帯電防止剤は一般に、繊維およびその製品の表面に次のような影響を及ぼします。
1. 吸湿効果：繊維素材の表面に連続した単分子の水の膜が形成されます。
2. 比抵抗の低減効果：繊維材表面の水膜により繊維材の誘電率が向上し、表面比抵抗を効果的に低減します。
3. イオン伝導性の向上：繊維素材の表面のイオン濃度を高め、水蒸気中のイオン（プロトンを含む）の伝導性を高めます。
4. 電解質の溶解を促進します。空気中の二酸化炭素と繊維素材に存在する電解質が溶解する場所を提供します。
5. 電気的中和：帯電防止剤の電荷符号が繊維素材の電荷符号と逆の場合、電気的中和が発生します。
利点: 加工が便利、低コスト、明らかな帯電防止効果。
短所: 帯電防止性能は環境湿度に大きく依存します。湿度が低いとき（RH<40%), the antistatic performance is lost and the durability is poor.
第二段階
繊維内部に帯電防止剤を添加して繊維を改質します。
帯電防止剤成分を塩基性ポリマーの内部に添加し、塩基性ポリマーとブレンドまたは共重合させ、複合紡糸法を使用して海島またはスキンコア複合帯電防止繊維を製造します。{0}{0}{1}島相またはコアは帯電防止剤を含むポリマーであり、海相またはスキンとしての塩基性ポリマーは繊維の本体であり、ポリマーの親水基を保護し、繊維の基本的な機能を担います。帯電防止繊維内の帯電防止剤は、ほとんどが極性またはイオン性界面活性剤です。その分子構造にも親水基と疎水基があります。疎水基は塩基性ポリマーとある程度の相溶性を持ちますが、親水基は塩基性ポリマーを吸湿性にします。
制電繊維の帯電防止メカニズム：繊維内部の帯電防止剤に含まれる親水基が繊維の表層に移行し、水膜を形成します。水膜は大気中の水蒸気を吸収し、繊維の誘電機能を向上させ、繊維の表面固有抵抗を低下させ、正味の静電荷の漏洩を促進します。
メリット：帯電防止剤が塩基性ポリマーの中に含まれているため、耐久性に優れています。
短所: 帯電防止剤の機能はその吸湿性に依存し、吸湿性は環境湿度に依存する運命にあります。低湿度（RH）下では<40%), the antistatic performance will be lost. Large amount.
第三段階
金属繊維と導電性材料の表面コーティング段階。
1. 金属導電性繊維：金属の優れた導電性を利用して作られた、最も古くからある真の導電性繊維です。その抵抗率は 10￣²-10￣¹ Ω · cm に達することがあります。金属繊維として一般的に使用される金属は、ステンレス鋼、銅、アルミニウム、ニッケル、金、銀などです。現在、最も広く使用されているのは 304、304L および 316、316L ステンレス鋼繊維です。主な製法は直接延伸法です。金属線材をダイスで繰り返し延伸することにより、直径4～10μm（現在は最も細いものでも1μm以下）、破断強度5～15cN/dtex、破断伸度3.0～5.0%の繊維が得られます。ステンレス繊維は耐久性、熱伝導性、耐屈曲性、耐摩耗性、放射線防護性に優れています。金属繊維の含有量が 0.5% を超えると、布地に一定の帯電防止特性が得られます。金属繊維の含有量が 2 ～ 5% の場合、布帛の帯電防止特性が良好になります。金属繊維の含有量が8%を超えると、生地は帯電防止特性だけでなく、一定の電磁波シールド特性も備えます。
金属繊維含有量と帯電防止性
注：ステンレス繊維の導電率は繊度が高くなると増加しますが、繊度が8μm未満では、繊度が増加すると導電率は低下します。短所：繊維が硬く、凝集性がやや悪く、染色性が悪く、繊維価格が高い。
2. 導電性素材の表面に導電性繊維をコーティングしたもの：
この繊維は、1960 年代にドイツの BASF 社によって最初に開発されたカーボン ブラック表面コーティングされた導電性繊維に代表されます。{0}}製造方法は、通常の繊維の表面に金属、カーボン、導電性高分子などの導電性物質を物理的・化学的手法によりコーティング・固定させます。この繊維は導電成分が繊維表面に分布しているため、帯電防止効果は良好ですが、使用過程で導電物質が脱落しやすく、導電性能が失われます。
第4段階
複合導電性繊維ステージ。
1975 年、デュポンは複合紡糸技術を使用して、カーボン ブラック導電性コアを含む複合導電性繊維-アントロン (アントロン III) を製造しました。そこで大手化学繊維会社は、カーボンブラックを導電成分として用いた複合繊維の研究開発を始めた。モンサント社はサイドバイサイド導電性繊維を開発し、日本ベルテキスタイルはナイロン導電性繊維を開発し、ユニジカ、クラレ、東洋紡は複合導電性繊維を相次いで開発した。この間、カーボンブラック複合導電性繊維は大きく発展した。 1980年代の終わりまでに、日本の年間生産量は200トンに達しました。カーボンブラック複合導電性繊維は導電性成分としてカーボンブラックを使用しているため、繊維の色は通常黒灰色であり、適用範囲が制限されます。
カーボンブラック複合導電性繊維の出現により、象嵌型帯電防止布地の開発と生産が促進されました。
第五段階
導電性繊維の白色化の開発段階。
1980年代に導電性繊維の白色化研究が始まりました。一般的な方法は、銅、銀、ニッケル、カドミウムなどの金属の硫化物、ヨウ化物、酸化物を通常のポリマーとブレンドまたは複合紡糸して導電性繊維を作ることです。例えば、化学反応によりCuS導電層を形成する導電性繊維。帝人社製のＣｕＩを含む導電性繊維Ｔ－２５。 Zhongfang Company製のZnOを含む導電性繊維。 Unijka などの企業も白色の導電性繊維を製造していました。金属化合物や酸化物を導電材として使用した白色導電性繊維は、カーボンブラック複合導電性繊維に比べ性能は劣りますが、その用途は色によって限定されません。
第6段階
高分子導電性繊維の研究開発段階
高分子導電性繊維は、高分子材料をドーピングしてなる真性高分子導電性繊維である。ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、その他の高分子材料など。これらの真性導電性ポリマーは、高い導電率 (最大 10￣3~10￣2s/cm) を持っています。
このような材料の研究では、いくつかの心強い進歩が見られました。しかし、主に処理性能が低いため、実用化にはまだいくつかの困難があります。また、国内外で高分子の超電導に関する研究も進められています。電子情報のインテリジェントテキスタイルの研究も進んでいます。
国内における導電性繊維の研究開発は比較的遅れています。 1980年代に金属繊維や炭素繊維の国内生産が始まったが、生産量は少なかった。必要な導電性繊維のほとんどは輸入されています。国内で最も早く金属繊維の研究開発を行ったのは、蘭州鉱業冶金研究所などの科学研究機関と、新郷の540工場などの一部の企業である。カーボンブラック複合導電性繊維の国内研究開発には、無錫紡織研究所と繊維科学アカデミーの中国紡織友司が含まれます。現在のテクノロジーは比較的成熟しています。国内の大学、科学研究機関、一部の大企業も、さまざまな有機導電性繊維や白色導電性繊維の開発に成功している。
例：銅-メッキ、ニッケル-メッキの金属ポリエステル導電繊維、ヨウ化銅導電性アクリル繊維、ヨウ化銅ポリエステル混紡糸からなる導電繊維、カーボンブラック複合繊維など。白色導電繊維の製造技術では、国内企業が島-型繊維技術などの開発に成功している。一般的に、製品の品質や安定性など、海外の先進レベルとは依然として一定のギャップがあります。
