DE60033016T2 - Verfahren zur modifizierung eines polymeren materials und dessen verwendung - Google Patents

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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Modifizieren der Eigenschaft eines polymeren Materials. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften, wie Wasserabsorption und Adhäsion und dergleichen, eines polymeren Materials ohne Beeinträchtigung der praktischen Festigkeit des Materials.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Weil Polyolefine, wie Polypropylen, Polyethylen und dergleichen, hervorragende Eigenschaften haben, nämlich geringes Gewicht, hohe Festigkeit, gute chemische Beständigkeit und dergleichen, werden sie für Folien, Faservliesstoffe, Formgegenstände für Automobilkomponenten und Elemente für elektrische Vorrichtungen und dergleichen weit verbreitet eingesetzt. Andererseits haben Polyolefinmaterialien eine geringe Polarität und eine hohe Kristallinität, die von ihrer chemischen Struktur abgeleitet sind, sodass sie eine geringe hydrophile Eigenschaft haben und chemisch schwer zu modifizieren sind. Es sind verschiedene Oberflächenaktivierungsbehandlungen, wie Ozonbehandlung, Plasmabehandlung, UV-Bestrahlung, elektrische Hochspannungsentladung, Coronaentladung und dergleichen, durchgeführt worden, um die hydrophile Eigenschaft und die Adhäsionseigenschaft von Polyolefinmaterialien zu verbessern. Selbst wenn jedoch eines dieser Verfahren eingesetzt wird, um ein Polyolefinmaterial zu behandeln, kann kein Ergebnis erzielt werden, bei dem ein behandeltes Material erhalten wird, das Wasser in einer mehrfachen Gewichtsmenge des ursprünglichen Materials absorbiert.
  • Es sind verschiedene Behandlungsarten vorgeschlagen worden, um die Eigenschaften der polymeren Materialien, wie Polypropylen und dergleichen, zu verbessern. Beispielsweise wurde die Ozonoxidationsbehandlung untersucht, um die Eigenschaft des Metallplattierens, des Bestreichens und der Adhäsion zu verbessern (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H3-103448 (1991)). Wenn jedoch nur die Ozonbehandlung eingesetzt wird, um die Eigenschaft des Materials zu verbessern, erfordert dies strikte Bedingungen, die zu einer Verringerung der mechanischen Festigkeit führen, sodass diese Behandlung nicht praktisch ist. Außerdem ist es unmöglich, dem Material allein durch Ozonbehandlung Wasserabsorptionseigenschaften zu verleihen.
  • Außerdem wurde vorgeschlagen, dass Vinylmonomere, die Esterbindungen enthalten, auf Faservliesstoffe aus Polyolefin gepfropft werden und dann die Esterbindungen hydrolysiert werden, um Säuregruppen zu bilden und somit hydrophile Eigenschaften und Ionenaustauscheigenschaften zu verleihen (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H11-7937 (1999)). Das Pfropfen von Vinylmonomeren auf Polyolefin zum Übertragen von hydrophilen Eigenschaften kann jedoch mit dem vorgeschlagenen Verfahren nicht einfach durchgeführt werden. Außerdem erfordert das Verfahren die Hydrolysebehandlung nach dem Pfropfen, was arbeitsaufwendig ist.
  • Andererseits wurde ein Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften von Faservliesstoffen aus Polyolefinfasern durch Behandlung mit einem hydrophilen Harz in Anwesenheit eines Persulfats vorgeschlagen (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H11-67183(1999)). Obwohl dieses Verfahren hydrophile Eigenschaften auf Faservliesstoffe überträgt, sind die hydrophilen Eigenschaften im Einsatz nicht stabil. Zudem ist dieses Verfahren nicht zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften und Adhäsionseigenschaften von Folien und Formgegenständen, außer Faservliesstoffen, anwendbar. Beispielsweise wird die Hydrophilizität, die durch dieses Verfahren verliehen wird, durch Waschen mit einer heißen Detergenslösung im Wesentlichen entfernt.
  • Es ist bekannt, dass ein Verfahren zur Verbesserung einer hydrophilen Eigenschaft eines Faservliesstoffs durch Beschichten mit einem Polyvinylalkohol verbessert wird (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H1-248460 (1989)). Obwohl die hydrophile Eigenschaft der behandelten Faservliesstoffe hoch ist, ist deren Beständigkeit gering, da die Behandlung nur aus dem Beschichten besteht. Zudem sind die beschichteten Faservliesstoffe mit dem Nachteil behaftet, dass sie bei Verwendung als Batterieseparatoren schrumpfen und in den Batterien einen Kurzschluss verursachen.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ein Verfahren zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften oder insbesondere der Färbbarkeit von polymeren Materialien vorgeschlagen, wobei dieses Verfahren aus einer Aktivierungsbehandlung der Oberfläche der polymeren Materialien, dem Pfropfen von Monomeren, wie Acrylamid und dergleichen, auf diese und die Hofmann-Umlagerung der Amidgruppen in den Pfropfen besteht (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H8-109228 (1997)). Obwohl dieses Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften einiger polymerer Materialien geeignet ist, ist die Art der dafür zugänglichen polymeren Materialien eingeschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verbesserung der beständigen Wasserabsorptionseigenschaften, der hydrophilen Eigenschaften und der Adhäsion und dergleichen für ein polymeres Material ohne Verringerung der praktischen Festigkeit bereit. Die vorliegende Erfindung stellt auch medizinische/sanitäre/kosmetische Mittel, Wegwerfwindeln, sanitäre oder andere Einlagen, Bandagen, Mull und Desinfektionsmittel und verschiedene Wasser-absorbierende Materialien zum Reinigen, eine Reinigungspackung und dergleichen, Wasserrückhaltematerialien, die in der Landwirtschaft/im Gartenbau in trockenen Gegenden nützlich sind, Materialien für Kulturmedien für Mikroorganismen, synthetisches Papier, Filtermedien, Batterieseparatoren mit Beständigkeit gegen Basen/Säuren, Elemente für Schreibmaterialien mit hervorragenden Absorptionseigenschaften für wasserlöslichen Farbstoff, Wisch-/Reinigungs-Materialien, Zahnspangen, medizinische Materialien (künstliche Organe, künstliche Gelenke, medizinische Röhren und andere Formgegenstände in Strang- oder Plattenform), polymere Materialien mit verbesserten Adhäsionseigenschaften und polymere Materialien für Verbundstoffe bereit.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben das Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von polymeren Materialien, beispielsweise der Wasseradsorptionseigenschaften, der hydrophilen Eigenschaften und der Adhäsionseigenschaften und dergleichen, untersucht und entdeckt, dass eine Kombination aus einer Lösungsmittelbehandlung, einer Aktivierungsbehandlung, einer Behandlung mit einem hydrophilen Polymer und einem Monomerpfropfen die Verbesserung bewirken kann, und haben somit die vorliegende Erfindung gemacht.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Verbesserung polymerer Materialien durch (1) die Stufe einer Aktivierungsbehandlung und (2) die Stufe einer hydrophilen Polymerbehandlung in dieser Reihenfolge.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Verbesserung polymerer Materialien durch (1) die Stufe einer Aktivierungsbehandlung und (2) die Stufe einer hydrophilen Polymerbehandlung und (3) die Stufe des Monomeraufpfropfens in dieser Reihenfolge.
  • Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Verbesserung polymerer Materialien durch (1) die Stufe einer Lösungsmittelbehandlung, (2) die Stufe einer Aktivierungsbehandlung und (3) die Stufe einer hydrophilen Polymerbehandlung in dieser Reihenfolge.
  • Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft das Verfahren zur Verbesserung polymerer Materialien durch (1) die Stufe einer Lösungsmittelbehandlung, (2) die Stufe einer Aktivierungsbehandlung, (3) die Stufe einer hydrophilen Polymerbehandlung und (4) die Stufe des Monomeraufpfropfens in dieser Reihenfolge.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem das aus den polymeren Materialien, die durch das vorstehende Verfahren hergestellt wurden, hergestellten Produkte; ein Wasserabsorptionsmaterial, ein Wasserrückhaltematerial, ein Material für Kulturmedien für Mikroorganismen, ein synthetisches Papier, ein Filtermedium, ein Batterieseparator, ein Element von Schreibmaterialien (Elemente aus einem Polymer, das für verschiedene Arten von Stiften mit wasserlöslicher Farbe, Filzstifte, Füller und Kugelschreiber und dergleichen eingesetzt wird), ein Wisch-/Reinigungs-Gewebe, ein medizinischer/sanitärer/kosmetischer Wegwerfbehälter (eine Windel, eine Binde, eine Bandage, ein Gewebe, andere medizinische/-sanitäre Behälter und verschiedene kosmetische Behälter für Reinigungs-/Wasch-Packungen), ein bezüglich der Adhäsionseigenschaften verbessertes Material, Zahnspangen, medizinisches Material (ein künstliches Organ, ein künstliches Gelenk, eine medizinische Röhre und andere Formgegenstände in der Form einer Röhre, eines Stranges oder einer Platte) und dergleichen.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden eingehender beschrieben.
  • (Polymermaterialien)
  • Die in der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polymermaterialien umfassen das Polymermaterial, das in jedem einzelnen Polymer oder einem Gemisch von synthetischen oder natürlichen Polymeren, einem modifizierten einzelnen Polymer oder Polymergemisch, einem Material, hergestellt durch Mischen oder Konjugieren der Polymere mit Glas, Metall und Kohlefasern und dergleichen, enthalten ist.
  • Sowohl thermoplastische Polymere als auch hitzehärtende Polymere werden als synthetische Polymere eingesetzt. Verschiedene Verfahren zur Herstellung dieser Polymere sind beispielhaft genannt, und alle durch diese Verfahren hergestellten Polymere können verwendet werden. Beispielsweise sind die folgenden Polymere verfügbar; (1) Polymere, hergestellt durch Additionspolymerisation; Homopolymere oder Copolymere, hergestellt durch die Polymerisation einer einzigen Art von Monomeren oder eines Gemisches von Monomeren, ausgewählt unter Olefinen, Vinylverbindungen, außer Olefinen, Vinylidenverbindungen, andere Verbindungen mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, (2) Polymere, hergestellt durch Polykondensation; ein Polyester und ein Polyamid und dergleichen oder deren Gemisch oder modifizierte Polymere, (3) Polymere, hergestellt durch Additionspolykondensation; Phenolharz (enthaltend Kynol (Handelsname von Japan Kynol Co., Ltd.), Harnstoffharz, Melaminharz, Xylolharz oder deren Gemische oder modifizierte Po lymere, (4) Polymere, hergestellt durch Polyaddition; Polyurethan, Polyharnstoff und deren Gemisch oder modifizierte Polymere, (5) Polymere, hergestellt durch Ringöffnungspolymerisation; ein Homopolymer oder ein Copolymer, hergestellt durch Cyclopropan, Ethylenoxid, Propylenoxid, Lacton und Lactam, und diese Gemische oder modifizierten Polymere, (6) cyclische Polymere; Polymere, hergestellt durch die Polymerisation von Divinylverbindungen (beispielsweise 1,4-Pentadien) oder Diinverbindungen (beispielsweise 1,6-Heptadiin) und deren Gemische oder chemisch modifizierten Polymere, (7) Polymere, hergestellt durch isomere Polymerisation; beispielsweise alternative Copolymere aus Ethylen und Isobuten, (8) Polymere, hergestellt durch elektrolytische Polymerisation; ein Homopolymer oder Copolymer, hergestellt durch Pyrrol, Anilin und Acetylen und dergleichen, und deren Gemische oder chemisch modifizierten Polymere, (9) Polymere aus Aldehyden und Ketonen, (10) Poly(ethersulfon) und (11) Polypeptide.
  • Ein einziges Material oder ein Gemisch von Cellulose, Proteinen und Polysacchariden oder deren Derivate und dergleichen werden als natürliche Polymere angegeben.
  • In der vorliegenden Erfindung werden die durch die vorstehend beschriebene Polymerisationsreaktion hergestellten Polymere bevorzugt eingesetzt. Die in der Additionspolymerisation eingesetzten Monomere sind nicht besonders eingeschränkt. Ein Homopolymer oder Copolymer aus α-Olefinen, wie Ethylen, Propylen, Buten-1, Penten-1, Hexen-1, 4-Methylpenten-1, Octen-1 und dergleichen, werden eingesetzt.
  • In der vorliegenden Erfindung ergeben Vinylverbindungen, ausgenommen Olefine, die Verbindungen mit Vinylgruppen. Beispielsweise werden die folgenden Verbindungen angegeben; Vinylchlorid, Styrol, Acrylsäure, Methacrylsäure, Ester von Ac ryl- oder Methacrylsäure, Vinylacetat, Vinylether, Vinylcarbazol und Acrylnitril und dergleichen.
  • Als Verbindungen, ausgenommen Olefine, werden Verbindungen, die Vinylidengruppen, Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid und Isobutylen enthalten, beispielhaft genannt.
  • Als die Verbindungen mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, außer Olefinen, werden Vinylverbindungen und Vinylidenverbindung werden die Folgenden genannt; Maleinsäureanhydrid, Pyromellitsäuredianhydrid, 2-Butensäure, Tetrafluorethylen, Chlortrifluorethylen und dergleichen und Verbindungen mit zwei oder mehr Vinylgruppen, beispielsweise Butadien, Isopren und Chlorpren und dergleichen.
  • Als bevorzugte Polymere, die durch Additionspolymerisation hergestellt werden, können Homopolymere oder Copolymere aus zwei oder mehr Monomeren, ausgewählt unter den Monomeren oder einem Gemisch dieser Polymere, in geeigneter Weise eingesetzt werden. Besonders bevorzugte Additionspolymere sind Polyethylen, ein Copolymer von Ethylen und einem anderen α-Olefin, Polypropylen, ein Copolymer von Propylen und einem anderen α-Olefin. Diese Copolymere stellen sowohl statistische Copolymere als auch Blockcopolymere dar. Da die vorliegende Erfindung für die Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften von Polyolefinen, die für eine chemische Behandlung besonders schwer zugänglich sind, geeignet ist, werden Polyolefine bevorzugt eingesetzt.
  • Als polymere Materialien, die nicht Polyolefine sind, werden Homopolymere oder Copolymere von Monomeren, ausgewählt unter Vinylverbindungen, Vinylidenverbindungen oder Verbindungen mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen; Poly(methacrylat)e, Poly(acrylat)e, Polystyrol, Polytetrafluorethylen, Co polymere, enthaltend Acrylnitril (Acrylfaser und deren Formprodukt und ABS-Harz und dergleichen) und Copolymere, enthaltend Butadien (synthetischer Kautschuk) und dergleichen, Polyamide (enthaltend Nylon und aliphatische oder aromatische Polyamide), Polyester (enthaltend Polyethylenterephthalat und aliphatische oder ausschließlich aromatische Polyester), Polycarbonat, Polyurethan, Polybenzoat, Polyethersulfon, ein Kohlenstoffmaterial, wie Kohlenstofffaser und dergleichen, verschiedene synthetische Kautschuke, Wolle, Seide und dergleichen bevorzugt eingesetzt.
  • Als andere Polymere als die vorstehend genannten werden die folgenden Polymere bevorzugt eingesetzt; Poly(phenol) (Handelsname Kynol), Poly(alkyl-p-hydroxybenzoat), Polyimid, Poly(benzimidazol), Poly-(p-phenylenbenzobisthiazol), Poly-(p-phenylenbenzbisoxazol), Poly(benzothiazol), Poly(benzoxazol) und die folgenden Fasern werden bevorzugt eingesetzt; Baumwolle, Flachs, Hanf, Chinagras, Jute und andere Pflanzenfasern, Tierhaarfasern, außer Wolle, Celluloseacetat, regenerierte Cellulose (Celluloseregeneratseide, Cupra, Polynosic und dergleichen), Vinylon, ein Copolymer von Vinylalkohol und Vinylchlorid (Polychlal; Handelsname Cordera) und Caseinfaser. Zudem sind Gemische oder Zusammensetzungen dieser polymeren Materialien besonders zugänglich.
  • Die polymeren Materialien sind nicht auf die vorstehend beispielhaft genannten Materialien beschränkt, sondern umfassen beliebige andere Polymere, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können.
  • Es ist möglich, die polymeren Materialien, die antistatische Mittel, Stabilisatoren, Nukleationsmittel, Flammhemmstoffe, Schaummittel und verschiedene Additive enthalten, die übli cherweise in polymere Materialien durch die vorliegende Erfindung zugegeben werden, zu verbessern.
  • In der vorliegenden Erfindung ist die Form der zu verbessernden polymeren Materialien nicht eingeschränkt. Beispielsweise ist eine Faser, ein Gewebe, Faservliesstoff, gestricktes Gewebe, Platte, Folie, Röhre, Stab, Hohlbehälter, Schachtel, geschäumtes Material und Laminat erhältlich. Insbesondere können die Wasserabsorptionseigenschaften von Fasern, Geweben, Faservliesstoffen, gestrickten Geweben, Folien und Lagen leicht verbessert werden. Poröse Folien und Lagen, hergestellt durch Filtration von Medien oder synthetischen Papieren, werden hinsichtlich ihrer beständigen Wasserabsorptionseigenschaften leicht verbessert. Zudem können durch Verbesserung von Elementen/Teilen von Materialien, die vorher in die gewünschte Form geformt wurden, die polymeren Materialien, die bislang nicht eingesetzt worden sind, verwendet werden. Wenn beispielsweise Elemente von Schreibmaterialien (Farbstoffbehälter, Pinsel für Pinselstifte, Filzstifte, Unterschriftenstifte, Tintensammler und dergleichen) aus Polyolefinen, Polyestern und ABS-Harz durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelt werden, werden die erhaltenen Elemente/Teile mit wasserlöslichen Tinten benetzbar, und die Leistungsfähigkeit der Schreibmaterialien kann verbessert werden. Wenn die anderen Kunststoffmaterialien (Schrauben, Schraubenmuttern, Ketten, Teile von elektronischen Geräten, Deckel, Abdeckungen und dergleichen) mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, werden ihre Benetzbarkeit und ihre Adhäsionseigenschaften verbessert, und die elektrische Aufladung wird verringert.
  • Unter Fasern und Faserprodukten werden beispielsweise Polyolefinfasern, Polyesterfasern, Acrylfasern, Polyurethanfasern, Polyamidfasern, wie Nylon und Polyaramid, Polyvinylchloridfasern, Kohlenstofffasern, Seide, Wolle und dergleichen oder Gewebe und Faservliesstoffe dieser Fasern bevorzugt eingesetzt. Jede Form der Fasern ist zugänglich; eine einzige Art von Fasern, ein Gemisch von zwei oder mehr Arten von Fasern, eine gemischte gesponnene Faser und eine konjugierte Faser (eine Faser vom Hüllen-Kern-Typ, eine Seite-an-Seite angeordnete Faser, eine Mehrkernfaser, eine Faser vom Insel-im-Meer-Typ (Archipeltyp) und eine Hohlsegmentfüllstofffaser und dergleichen).
  • (Aktivierungsbehandlungsverfahren)
  • In der vorliegenden Erfindung wird das Aktivierungsbehandlungsverfahren eingesetzt, um funktionelle Gruppen, die Sauerstoff oder Stickstoff enthalten, und dergleichen oder ungesättigte Bindungen in die Oberfläche der Polymermaterialien durch verschiedene Behandlungen, wie Ozonbehandlung, UV-Bestrahlungsbehandlung, Entladungsbehandlung und dergleichen einzuführen. Es ist nicht erforderlich, Vinylmonomere oder andere organische Verbindungen in diesen Verfahren einzusetzen.
  • Das Ausmaß der Aktivierungsbehandlung ist nicht besonders eingeschränkt. Es hängt von dem Zweck der Behandlung ab. Infrarotspektroskopie wird eingesetzt, um das Ausmaß der Aktivierungsbehandlung zu sehen. Beispielsweise wird das Verhältnis der Absorption aufgrund von Carbonylgruppen in den Materialien, zu der Absorption aufgrund der kristallinen Region, die durch die Behandlung nicht verändert wird, mithilfe des Basislinienverfahrens abgeschätzt, und es wird eingesetzt, um das Ausmaß der Oxidation durch die Aktivierungsbehandlung zu sehen.
  • In der vorliegenden Erfindung wird durch die Beobachtung der Absorption aufgrund der Carbonylgruppen vor und nach der Behandlung das Ausmaß, das eine Spur der Bildung von Carbonylgruppen sichergestellt ist, was auf eine Oxidation hindeutet, für die Aktivierungsbehandlung ausreichend und bevorzugt. Beispielsweise ist es im Fall von Polypropylen bevorzugt, dass das Verhältnis der Absorption bei etwa 1710 cm–1 aufgrund der Carbonylgruppen, die in das Polymer eingeführt worden sind, zu der Absorption bei etwa 973 cm–1 aufgrund der Methylgruppen, die in der kristallinen Region unverändert sind, etwa 0,2 oder weniger ist.
  • Es ist bevorzugt, dass die polymeren Materialien mit geeigneten Lösungsmitteln zur Entfernung der Verunreinigungen vor der Aktivierungsbehandlung gewaschen werden. Beispielsweise werden Polyolefine, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid und dergleichen vorzugsweise mit Methanol und Toluol gewaschen. Celluloseacetat, Nylon, Polyester, Polystyrol, Acrylharz, Polyvinylacetat, Polycarbonat, Polyurethan und dergleichen werden vorzugsweise mit Alkoholen (Methanol oder Ethanol) gewaschen. Es ist bevorzugt, dass Cellulosematerialien, wie Baumwolle, Hanf, Celluloseregeneratseide, Cuprammoniumseide und dergleichen nach dem Waschen mit Detergenzien mit Alkoholen gewaschen werden.
  • Als ein Verfahren der Aktivierungsbehandlung sind die Ozonbehandlung, Plasmabehandlung, UV-Bestrahlungsbehandlung, elektrische Hochspannungsentladungsbehandlung und Coronaentladungsbehandlung zugänglich.
  • (Ozonbehandlung)
  • Die Ozonbehandlung führt zu einer chemischen Reaktion, hauptsächlich der Oxidation der Oberfläche von polymeren Materia lien mit Ozonmolekülen beim Kontakt mit Ozon, um die Polymermaterialien zu verbessern.
  • Die Ozonbehandlung wird durchgeführt, indem polymere Materialien Ozon ausgesetzt werden. Jegliches Verfahren der Ozonbehandlung ist geeignet; beispielsweise wird ein polymeres Material unter die Ozonatmosphäre während eines vorgegebenen Zeitraums gegeben, oder das polymere Material wird in einen Ozonfluss und dergleichen gegeben.
  • Ozon wird durch Leiten von Luft, Sauerstoff oder einem Sauerstoffenthaltenden Gas, wie Sauerstoff-versetzte Luft, durch einen Ozongenerator hergestellt. Die Ozonbehandlung wird durch Einführen des erhaltenen Ozon-enthaltenden Gases in ein Reaktionsgefäß oder einen Behälter, worin ein Polymermaterial enthalten ist, durchgeführt. Die Bedingungen der Ozonbehandlung, wie die Konzentration von Ozon in einem Ozonenthaltenden Gas, die Kontaktdauer und Kontakttemperatur und dergleichen werden unter Berücksichtigung der Art und der Form des Polymermaterials und dem Ziel der Oberflächenbehandlung in geeigneter Weise ausgewählt. Üblicherweise ist die Ozonkonzentration 0,1 bis 200 mg/l, die Temperatur ist von 10 bis 80°C und die Reaktionsdauer ist von 1 Minute bis 10 Stunden. Beispielsweise ist die Behandlung mit der Ozonkonzentration von 10 bis 40 g/m3 und eine Dauer von etwa 10 bis 30 Minuten bei Raumtemperatur für die Behandlung von Polypropylen- und Polyvinylchloridfasern geeignet. Wenn das polymere Material eine Folie ist, ist eine Behandlung mit einer Ozonkonzentration von 10 bis 80 g/m3 und eine Dauer von etwa 20 Minuten bis 3 Stunden geeignet. Wenn Luft anstelle von Sauerstoff eingesetzt wird, wird die Ozonkonzentration etwa die Hälfte von derjenigen mit Sauerstoff.
  • Es wird angenommen, dass Hydroperoxidgruppen (-O-OH) und dergleichen gebildet werden, und einige dieser Gruppen zu Hydroxygruppen und Carbonylgruppen auf der Oberfläche eines polymeren Materials durch die Umsetzung, hauptsächlich durch Oxidation, während der Ozonbehandlung umgewandelt werden.
  • (Plasmabehandlung)
  • Eine Plasmabehandlung wird durchgeführt, um funktionelle Gruppen, die Sauerstoff, Stickstoff und dergleichen enthalten, in die Oberfläche von Materialien einzuführen; ein Polymermaterial wird in ein Gefäß gegeben, das ein Gas enthält, wie Argon, Neon, Helium, Stickstoff, Kohlendioxid, Sauerstoff und Luft und dergleichen, und es wird dem durch eine Glühentladung erzeugten Plasma ausgesetzt. Es wird angenommen, dass die Radikale auf der Oberfläche des polymeren Materials durch den Angriff des Plasmas erzeugt werden. Danach werden die Radikale der Luft ausgesetzt und mit Sauerstoff unter Bildung von Carboxygruppen, Carbonylgruppen und Aminogruppen und dergleichen auf der Oberfläche der Polymermaterialien umgesetzt. Die Plasmabehandlung kann unter einem niedrigen Druck von Stickstoff, Sauerstoff oder Luft funktionelle Gruppen in dem Polymermaterial direkt herstellen.
  • Die Verfahren der elektrischen Entladung werden in (1) direkte Stromentladung, (2) Radiowellenentladung und (3) Mikrowellenentladung klassifiziert.
  • (UV-Bestrahlungsbehandlung)
  • UV-Bestrahlungsbehandlung ist ein Verfahren zum Strahlen eines ultravioletten (UV) Lichts auf eine Oberfläche von polymeren Materialien. Niederdruckquecksilberlampen, Hochdruckquecksilberlampen, Superhochdruckquecksilberlampen, Xenonlampen und Metallhalogenidlampen werden als UV-Lichtquelle ein gesetzt. Es ist effektiv, ein polymeres Material vor der UV-Bestrahlung mit einem Lösungsmittel zu behandeln, das UV-Licht absorbieren kann. Obwohl eine beliebige Wellenlänge des UV-Lichts verfügbar ist, ist diejenige von etwa 360 nm bevorzugt, um die Beeinträchtigung des Materials zu verringern. Es wird das Folgende angenommen. Wenn UV-Licht auf ein polymeres Material gestrahlt wird, wird ein Teil des Lichts durch die chemische Struktur, beispielsweise durch Doppelbindungen und dergleichen, auf der Oberfläche des polymeren Materials absorbiert, und einige chemische Bindungen werden aufgebrochen, wobei durch die absorbierte Energie Radikale hergestellt werden. Man geht davon aus, dass die erhaltenen Radikale Carboxygruppen oder Carbonylgruppen via Peroxide durch die Bindung von Sauerstoff in der Luft produzieren.
  • (Elektrische Hochspannungsentladungsbehandlung)
  • Die elektrische Hochspannungsentladungsbehandlung wird wie folgt durchgeführt. Ein polymeres Material wird auf eine Förderbandwalze, die in einem tunnelförmigen Instrument angeordnet ist, gegeben, und das Material wird auf dem Förderband getragen. Eine Hochspannung, beispielsweise mehrere 100.000 Volt, wird zwischen Elektroden, die an der Innenwand des Instruments befestigt sind gegeben, was zu einer elektrischen Entladung in der Luft führt. Es wird angenommen, dass die elektrische Entladung den Sauerstoff in der Luft und die Oberfläche des Materials aktiviert, wobei der in dem Material einverleibte Sauerstoff polare Gruppen in dem polymeren Material bildet.
  • (Coronaentladungsbehandlung)
  • Eine Coronaentladungsbehandlung wird wie folgt durchgeführt. Hochspannung von mehreren 100.000 Volt wird zwischen eine ge erdete Metallwalze und messerförmigen Elektroden, die in Abständen von mehreren Millimetern zu der Metallwalze angeordnet sind, angelegt. Ein Polymermaterial wird durch den Raum zwischen diesen Elektroden geleitet, wo die Coronaentladung erzeugt wird. Dieses Verfahren ist für Folien und dünne Materialien geeignet.
  • Diese Verfahren, mit Ausnahme der Ozonbehandlung, basieren auf Energiebestrahlung. Wenn ein polymeres Material ein Teil aufweist, das bei der Bestrahlung einen Schatten wirft, sind bestimmte Techniken erforderlich, um diesen Teil durch die Bestrahlung zu behandeln. Deshalb ist die Ozonbehandlung für die Behandlung von Materialien, wie Faservliesstoffen und aus Fasern zusammengesetzten Materialien, die aufgrund der Materialstruktur zu einem Schatten führen, bevorzugt. Zudem ist die Ozonbehandlung wirtschaftlich und aufgrund der kostengünstigen Vorrichtung bevorzugt.
  • Ein durch die Ozonbehandlung und dergleichen aktiviertes Polymermaterial wird danach durch eine hydrophile Polymerbehandlung behandelt. Außerdem wird das durch ein hydrophiles Polymer behandelte Material durch Monomeraufpfropfen gemäß den Aspekten 2 und 4 der vorliegenden Erfindung behandelt.
  • (Lösungsmittelbehandlung)
  • Um die Aktivierungsbehandlung effektiver zu machen, wird eine "Lösungsmittelbehandlung" vor der Aktivierungsbehandlung bevorzugt durchgeführt.
  • Die Lösungsmittelbehandlung umfasst das Eintauchen eines polymeren Materials in ein Lösungsmittel, worin es geringe Löslichkeit hat, sodass es unter den eingesetzten Bedingungen nicht aufgelöst ist. Ein Polymermaterial wird in ein solches Lösungsmittel während etwa 1 Minute bis 60 Minuten bei einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis etwa 60°C eingetaucht, und das Material erleidet einen Gewichtsverlust von 0,2 bis 10% des ursprünglichen Gewichts ohne jegliche Verformung. Das Verfahren kann durch rasches Trocknen des Materials nach dem Eintauchen in das Lösungsmittel vervollständigt werden. Die Lösungsmittelbehandlung ist nicht immer erforderlich, wenn das polymere Material Faservliesstoffe oder Fasern sind, diese Behandlung ist jedoch für die Behandlung eines Materials mit einer kleinen Oberfläche, beispielsweise von Folien und Platten oder für ein Material, das eine erhebliche Menge von oxidationshemmenden Mitteln oder anderen Additiven enthält, sehr effektiv. Im Fall von Polypropylen wird das Material in eine Flüssigkeit für die Lösungsmittelbehandlung (wie Toluol, Xylol, Decalin, Tetralin, Cyclohexan und dergleichen) während einer bis 30 Minuten im Bereich von Raumtemperatur bis 50°C eingetaucht, und die Oberfläche des Materials wird getrocknet. Die nachfolgende Behandlung sollte bald nach der Lösungsmittelbehandlung durchgeführt werden. Als eine Flüssigkeit für die Lösungsmittelbehandlung von Polyethylen sind Decalin, Tetralin, Xylol und 1-Chlor-naphthalin und dergleichen wirksam. Für jedes der anderen Polymere sollte eine Kombination eines Lösungsmittels und einer Temperatur, die zu keiner Auflösung des Polymers führt, untersucht werden.
  • Beispielsweise wird ein Faservliesstoff aus einer Polyolefinfaser mit einem Durchmesser eines Kreisquerschnitts von etwa 5 bis 10 μm während 2 Minuten bei Raumtemperatur in Toluol getaucht und wird ausgedrückt, wobei das verbleibende Toluol durch Zentrifugation entfernt wird. Dann wird das Material mit einem elektrischen Ventilator getrocknet. Nach dem offensichtlichen Eindampfen des Toluols auf der Oberfläche des Materials wird die Lösungsmittelbehandlung beendet. Im Fall von Polyolefinfolien oder Platten und anderen Formmaterialien werden sie in Toluol während 10 bis 30 Minuten bei 50°C eingetaucht, wie vorstehend beschrieben ausgedrückt und getrocknet. In diesen Fällen ist die Gewichtsabnahme etwa 1 bis 5%.
  • (Hydrophiles Polymer)
  • In der vorliegenden Erfindung stellen "hydrophile Polymere" wasserlösliche Polymere oder Polymere dar, die in Wasser nicht löslich sind, jedoch hydrophile Eigenschaften haben. Spezifische Beispiele von Polymeren sind die Folgenden: Poly(vinylalkohol), Natriumcarboxymethylcellulose, Ethylenvinylalkoholcopolymer, Poly(hydroxyethylmethacrylat), Poly(α-hydroxyvinylalkohol), Poly(acrylsäure), Poly(α-hydroxyacrylsäure), Poly(vinylpyrrolidon), Poly(alkylenglykol)e, wie Poly(ethylenglykol) und Poly(propylenglykol), Stärke, wie Kartoffelstärke, Maisstärke, Weizenstärke und dergleichen, Glucomannan, Seidenfibroin, Seidensericin, Agar, Gelatine, Eiweiß, Natriumalginat und dergleichen. Diese Sulfonate können ebenfalls verfügbar sein.
  • (Hydrophile Polymerbehandlung)
  • Es ist bevorzugt, dass die hydrophile Polymerbehandlung eines Polymermaterials, hergestellt durch Aktivierungsbehandlung, in Anwesenheit von Katalysatoren oder Initiatoren durchgeführt wird (im Allgemeinen werden sie "Initiatoren" genannt und werden auf ähnliche Weise beim Monomeraufpfropfen eingesetzt).
  • Die folgenden Initiatoren seien beispielhaft genannt: Peroxide (Benzoylperoxid, t-Butylhydroxyperoxid, Di-t-butylhydroxyperoxid und dergleichen), Cerammoniumnitrat (IV), Persulfate (Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat und dergleichen), Oxida tionsreduktionsinitiatoren (Oxidationsmittel; Persulfate, Wasserstoffperoxid, Hydroperoxid und dergleichen, und anorganische Reduktionsmittel; Kupfersalze, Eisensalze, Natriumhydrogensulfit, Natriumthiosulfat und dergleichen, oder organische Reduktionsmittel; Alkohole, Amine, Oxalsäure und dergleichen, und Gemische davon, und Oxidationsmittel; Wasserstoffperoxid und dergleichen, und anorganische Reduktionsmittel; Kupfersalze, Eisensalze, Natriumhydrogensulfit, Natriumthiosulfat und dergleichen, oder organische Reduktionsmittel; Dialkylperoxid, Diacylperoxide und dergleichen, und Reduktionsmittel; tertiäre Amine, Naphthenate, Mercaptane, Organometallverbindungen (Triethylalluminium, Triethylbor und dergleichen, und Gemische davon), andere übliche Initiatoren der Radikalpolymerisation und dergleichen.
  • Bei der hydrophilen Polymerbehandlung ist es bevorzugt, ein hydrophiles Polymer im Lösungszustand einzusetzen. Ein wasserlösliches Polymer wird als wässrige Lösung eingesetzt. Wenn ein hydrophiles Polymer in Wasser nicht leicht löslich ist, kann es als eine Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel verwendet werden. Die Verwendung von wasserlöslichen Polymeren wird nachstehend erklärt.
  • Wenn eine Behandlung mit einem wasserlöslichen Polymer in Abwesenheit eines Initiators durchgeführt wird, wird ein polymeres Material, das durch die Aktivierungsbehandlung endbehandelt worden ist, in eine wässrige Lösung des wasserlöslichen Polymers gegeben.
  • Wenn eine Behandlung mit einem wasserlöslichen Polymer in Anwesenheit eines Initiators durchgeführt wird, wird zuerst eine wässrige Lösung des wasserlöslichen Polymers hergestellt. Dann wird, wenn der Initiator wasserlöslich ist, eine gegebene Menge davon in der wässrigen Lösung des wasserlöslichen Polymers aufgelöst. Wenn der Initiator in Wasser nicht aufgelöst wird, wird er in einem organischen Lösungsmittel, wie Alkohol oder Aceton, die mit Wasser mischbar sind, aufgelöst, und dann wird die Lösung in die wässrige Lösung des wasserlöslichen Polymers gegeben. Dann wird ein Polymermaterial, das durch Aktivierungsbehandlung endbehandelt worden ist, in die Lösung des wasserlöslichen Polymers und des Initiators gegeben. Die innere Atmosphäre des Reaktionsgefäßes wird vorzugsweise durch Stickstoffgas ersetzt, wobei die Stickstoffatmosphäre für eine übliche Behandlung nicht immer erforderlich ist.
  • Die Temperatur ist nicht auf die Behandlung mit einem wasserlöslichen Polymer und einem Initiator beschränkt. Üblicherweise ist die Temperatur von 10 bis 80°C bevorzugt, wobei jedoch 60 bis 90°C stärker bevorzugt ist. Die Behandlung über einen längeren Zeitraum (beispielsweise etwa 12 Stunden) bei einer hohen Temperatur wird vorzugsweise durchgeführt, um eine beständige Hydrophilizität eines polymeren Materials zu erhalten. Eine Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist Folgende. Selbst wenn die Menge eines hydrophilen Polymers, das an ein polymeres Material gebunden ist, in der hydrophilen Polymerbehandlung zu gering für die Analyse durch analytische Methoden ist, kann die Hydrophilizität des Polymermaterials durch die vorliegende Erfindung wirksam verbessert werden. Da das Verhältnis der Oberfläche eines Polymermaterials von der Art der Materialien abhängt, ist überdies beispielsweise der Prozentsatz der Gewichtszunahme in dem behandelten Material stark von dem Material abhängig. Da ein geformtes Polymermaterial eine geringe spezifische Oberfläche hat, selbst wenn der Prozentsatz der Gewichtszunahme in dem behandelten Material mit weniger als 1 Gew.-% einen sehr geringen Wert annimmt, kann eine wirksame Modifikation erzielt werden. Im Fall von dünnen Folien wird der Prozentsatz der Gewichtszunahme in dem behandelten Material im Vergleich zu einem dicken Formprodukt größer. Bei der Behandlung eines Materials mit einer großen spezifischen Oberfläche, beispielsweise ein Faservliesstoff, führt das Material mit einer Gewichtszunahme von weniger als 5 Gew.-% zu einer hervorragenden Verbesserung der Hydrophilizität. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt.
  • (Monomeraufpfropfbehandlung)
  • In der vorliegenden Erfindung haben die Monomere für das Aufpfropfen vorzugsweise mindestens eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, beispielsweise Vinylverbindungen oder ähnliche Verbindungen, obwohl andere polymerisierbare Monomere möglich sind. Hydrophile Monomere sind bei dieser Behandlung bevorzugt. Als hydrophile Monomere wird mindestens ein einzelnes Monomer oder ein Gemisch von Monomeren vorzugsweise eingesetzt, die aus den folgenden Monomeren ausgewählt sind: Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylacetat, 2-Butensäure, Ethylensulfonsäure, Hydroxyalkylacrylat, Hydroxyalkylmethacrylat, Acrylamid, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon, Vinylcarbazol, Maleinsäureanhydrid und Pyromellitsäuredianhydrid. In der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Acrylsäure oder Methacrylsäure besonders bevorzugt, um ein polymeres Material mit chemischer Beständigkeit und dauerhafter Wasserabsorptionseigenschaft zu erhalten.
  • Es ist ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass selbst wenn eine geringe Menge des hydrophilen Polymers an ein Polymermaterial gebunden ist, eine wirksame Verbesserung der hydrophilen Eigenschaft des Materials erzielt werden kann. Wie vorstehend beschrieben wurde, wird die effektive Hydrophilizität für ein dickes Formprodukt verbes sert, selbst wenn die Gewichtszunahme in dem Polymermaterial durch das Aufpfropfen viel weniger als 1 Gew.-% ist. Bei der Behandlung eines Folienmaterials ist die Gewichtszunahme durch das Aufpfropfen größer als bei einem dicken Material. Bei dem Aufpfropfen auf Faservliesstoffe führt eine Gewichtszunahme von weniger als 5% zu einer guten Hydrophilizität. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte beschränkt.
  • Zudem können als Monomere mit niedriger Hydrophilizität, wie als Vinylmonomere, Ester von Acrylsäuren, Ester von Methacrylsäuren, Vinylacetat, Styrol und dergleichen ebenfalls eingesetzt werden. Die Verwendung von ausschließlich hydrophilen Monomeren ist bevorzugt, jedoch führt die Verwendung eines Gemisches eines hydrophilen Monomers und eines weniger hydrophilen Monomers zu einer Erhöhung des Prozentsatzes des Aufpfropfens, sodass die hydrophilen Monomerreste in dem Pfropfen die Hydrophilizität des behandelten Polymermaterials verbessern können.
  • Es ist wünschenswert, dass ein Monomeraufpfropfen auf ein polymeres Material durch Erhitzen oder UV-Bestrahlung in Anwesenheit eines Initiators durchgeführt wird. Der Initiator kann unter denjenigen ausgewählt sein, die bei der "hydrophilen Polymerbehandlung" verwendet werden. Wenn Acrylsäure als Monomer eingesetzt wird, wird ein wasserlöslicher Initiator, wie Cerammoniumnitrat (IV) oder Kaliumpersulfat bevorzugt eingesetzt. Ein wasserunlöslicher Initiator, wie Benzoylperoxid oder AIBN, wird zuerst in Methanol oder Aceton aufgelöst, und die Lösung wird mit Wasser gemischt. Die Endlösung wurde für die Behandlung eingesetzt. Bei dem Aufpfropfen unter UV-Bestrahlung kann ein Fotosensibilisator, wie Benzophenon und Wasserstoffperoxid, anstelle der vorstehend genannten Initiatoren eingesetzt werden.
  • Das Aufpfropfen von Monomeren wird wie folgt durchgeführt. Zuerst wird, wenn ein wasserlöslicher Initiator eingesetzt wird, die für die Behandlung erforderliche Menge in Wasser aufgelöst. Wenn ein wasserunlöslicher Initiator verwendet wird, wird dieser in einem organischen Lösungsmittel, wie in einem Alkohol und Aceton, die in Wasser mischbar sind, aufgelöst, und die Lösung wird mit einer geeigneten Menge Wasser gemischt, wobei auf die Ausfällung des Initiators geachtet werden muss. Das Mischungsverhältnis von Wasser/Aceton = 2/3 ist in einem Gemisch von Wasser und Aceton bevorzugt, und in einem Gemisch von Wasser und Methanol ist ein Volumenverhältnis von Wasser/Methanol = 1/1. Jedes der Materialien, die durch eine Aktivierungsbehandlung und eine hydrophile Polymerbehandlung endbehandelt worden sind, und ein Material, das durch eine Lösungsmittelbehandlung, eine Aktivierungsbehandlung und eine hydrophile Polymerbehandlung endbehandelt worden ist, wird in eine Lösung eines Initiators gegeben, und dann wird ein Monomer zu dem Gemisch gegeben. Es ist wünschenswert, dass das Reaktionsgefäß unter einer Stickstoffatmosphäre liegt, die vorliegende Behandlung kann jedoch bequem unter einer üblichen Luftatmosphäre durchgeführt werden. Eine thermische Polymerisation wird durchgeführt, indem ein Reaktionsgemisch in ein thermostatiertes Bad während eines gegebenen Zeitraums bei einer gegebenen Temperatur gegeben wird. Beispielsweise wird das Reaktionsgemisch 30 Minuten bis 6 Stunden bei 80°C erwärmt. Wenn ein Polymermaterial in einem Reaktionsgemisch nicht eingetaucht ist, ist es bevorzugt, dass das Material dadurch in das Reaktionsgemisch getaucht wird, das eine geeignete Glasplatte oder ein geeignetes Gefäß darauf gegeben wird. Im Fall der Fotopolymerisation wird an dererseits ein Reaktionsgefäß aus Pyrex-Glas mit einem UV-Licht während 30 Minuten bis 6 Stunden bei 30°C bestrahlt. Verschiedene UV-Lampen sind verfügbar, beispielsweise eine Hochdruckquecksilberlampe, H400P, hergestellt von Toshiba Co., Ltd., wird bevorzugt eingesetzt. UV-Licht von etwa 360 nm, das mithilfe eines Filters monochrom gemacht wurde, ist einsetzbar, wobei jedoch der gesamte Bereich des UV-Lichts einer UV-Lampe verwendet werden kann. Ein bevorzugter Abstand zwischen einem Reaktionsgefäß und einer Lichtquelle ist 10 cm bis 30 cm. Wenn ein Polymermaterial in einem Reaktionsgefäß nicht eingetaucht ist, wird eine geeignete Glasplatte oder ein geeignetes Gefäß darauf gelegt, um das Material in das Reaktionsgemisch zu tauchen.
  • Wenn eine Reaktion abgeschlossen ist, wird ein Polymermaterial aus dem Reaktionsgemisch genommen und mit Wasser oder einer wässrigen Detergenslösung gewaschen, mit Wasser gut abgespült und getrocknet. Ein Beispiel eines typischen Mischens der Reaktanten ist im Folgenden angegeben: Polymermaterial 40-80 g, Initiator 0,10-1,0 g und Lösungsmittel (hauptsächlich Wasser) 400-800 ml.
  • Als Beispiel eines Monomergemisches, das ein hydrophiles Monomer umfasst, ist ein Gemisch von 8 Volumina Acrylsäure und 2 Volumina Methylmethacrylat anwendbar. Wenn Vinylacetat oder Styrol eingesetzt wird, sollte die Hydrolyse oder Sulfonierung durchgeführt werden, um die Hydrophilizität nach dem Pfropfen zu verbessern.
  • (Anwendungen)
  • Die Eigenschaften, wie Hydrophilizität, die Wasserabsorptionseigenschaften, Wasserrückhalteeigenschaften, Adhäsionseigenschaften und chemische Beständigkeit und dergleichen, wer den in dem durch die vorliegende Erfindung behandelten Polymermaterial extrem verbessert. Die durch die vorliegende Erfindung verbesserten Polymermaterialien können aufgrund ihrer charakteristischen Eigenschaften für viele Zwecke verwendet werden. Da die Adhäsionseigenschaft eines Polymermaterials verbessert ist, kann es beispielsweise an Papier, Holz, Metall und dergleichen mit allgemeinen Klebstoffen, wie Stärke, Poly(vinylacetat), Epoxyharz und Poly(cyanacrylat) und dergleichen, gebunden werden. Die vorliegende Erfindung ist für Materialien anwendbar, für die Adhäsionseigenschaften erforderlich sind. Außerdem ist die vorliegende Erfindung bei der Verbesserung von Polyolefinen, wie Polypropylen und Polyethylen, deren Verbesserung bekanntlich schwierig ist, und für andere Arten von Polymermaterialien wirksam. Die Wasserabsorptionseigenschaft eines Faservliesstoffs aus Polyolefin oder eines Gemisches von Polyolefin und einem anderen Polymer kann verbessert werden, wobei eine Absorption von dem 7- bis 10-Fachen des ursprünglichen Gewichts erzielt wird. Zudem ergeben die verbesserten Materialien eine gute Adhäsionseigenschaft und Beständigkeiten gegen Basen, Säuren und gegen Oxidation.
  • Mehrere Anwendungen werden im Folgenden beschrieben, es sind jedoch weitere Anwendungen möglich.
  • (1) Batterieseparatoren:
  • Die durch das erfindungsgemäße Verfahren verbesserten Polymermaterialien, insbesondere Faservliesstoffe aus Polyolefinen, wie Polypropylen und Polyethylen, oder Faservliesstoffe aus einem Gemisch von Polyolefinen und anderen Polymeren, sind für Batterieseparatoren sehr geeignet, da sie hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der Wasserabsorption, der Adhäsionseigenschaften, der Beständigkeiten gegen Basen, Säu ren und gegen Oxidation verleihen. Sie führen zu einer Wasserabsorptionsaktivität vom 7- bis 10-Fachen des ursprünglichen Gewichts und zu einer guten Absorption von elektrolytischen Lösungen.
  • (Alkalibatterieseparatoren)
  • Da Alkalibatterieseparatoren für die Ladungs-Entladungs-Eigenschaften, für die Überladungs-Überentladungs-Eigenschaften hervorragend sind und eine lange Lebensdauer sowie Wiederverwendbarkeit haben, werden sie in vielen elektronischen Geräten, bei denen eine kleine Größe und ein geringes Gewicht erforderlich sind, weit verbreitet eingesetzt. Es wird eine Batterie mit höherer Kapazität gewünscht. Diese Eigenschaften von Alkalibatterien hängen wesentlich von den Eigenschaften der Batterieseparatoren ab. Die folgenden Erfordernisse können für Alkalibatterieseparatoren beschrieben werden: eine Affinität gegenüber elektrolytischen Lösungen (Alkalilösungen), eine hohe Flüssigkeitsabsorptionsrate, eine gute Flüssigkeitsrückhaltefähigkeit, Beständigkeit gegen Basen und Säuren, die für ein wiederholtes Ladungs-/Entladungs-Verfahren dauerhaft ist, elektrische Isolierung, um Kurzschlüsse zu verhindern, ein geringer elektrischer Widerstand, wenn sie elektrolytische Lösungen absorbieren, eine gute Permeabilität für durchgeleitetes Gas und Ionen, die in den Batterien freigesetzt werden, eine kleine Größe, die für kleine Batterien geeignet ist, eine gleichförmige Dicke, eine hohe Zugfestigkeit und dergleichen. Faservliesstoffe aus Polyolefinen, die hinsichtlich der hydrophilen Eigenschaften und Beständigkeit gegen Basen und Säuren verbessert sind, sind für Batterieseparatoren, welche diese Erfordernisse erfüllen, bevorzugt.
  • (Bleiakkumulatorseparatoren)
  • Eine Anwendung für Bleiakkumulatoren wird im Folgenden beschrieben.
  • Bleiakkumulator werden für Autos und Maschinen weit verbreitet eingesetzt, weil sie gute Ladungs-/Entladungs-Eigenschaften, gute Überladungs-/Überentladungs-Eigenschaften und eine lange Lebensdauer haben und sie wiederholt eingesetzt werden können. Eine Produktion eines Bleiakkumulators mit einer hohen Kapazität ist erwünscht. Diese Eigenschaften für einen Bleiakkumulator hängen wesentlich von den Eigenschaften der Batterieseparatoren ab. Die folgenden Erfordernisse sind für Bleiakkumulatorseparatoren wünschenswert: eine Affinität gegenüber elektrolytischen Lösungen (eine wässrige Schwefelsäurelösung von etwa 40 Gew.-%), eine hohe Flüssigkeitsabsorptionsrate, eine hohe Flüssigkeitsrückhalteeigenschaft, Beständigkeit gegenüber Basen und Säuren, Haltbarkeit im wiederholten Ladungs-/Entladungs-Verfahren, elektrische Isolierung, um Kurzschlüsse zu verhindern, ein geringer elektrischer Widerstand, wenn sie elektrolytische Lösungen absorbieren, eine gute Permeabilität für durchgeleitetes Gas und Ionen, die in Batterien freigesetzt werden, eine für kleine Batterien geeignete Größe, eine gleichförmige Dicke und eine hohe Zugfestigkeit und dergleichen.
  • Derzeit werden Faservliesstoffe, die Glasfasern enthalten, für Separatoren von Bleiakkumulatoren eingesetzt. Separatoren aus einem Gemisch von Glasfasern und Cellulosefasern, die an ein Harz gebunden sind, werden ebenfalls vorgeschlagen (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. S59-73842 (1984)), und es wird auch der folgende Separator vorgeschlagen: ein Gemisch aus einem Pulver aus anorganischen Materialien und einer Glasfaser wird weiter mit einer säurebeständigen synthetischen Faser gemischt, welche durch einen Harzbinder ge bunden wird (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H8-130001 (1996), (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H11-260335 (1999)). Diese Separatoren sind schwer und teuer. Zudem gibt es das Problem, dass das Harz für die Bindung abblättert. Andererseits führt ein Bleiakkumulatorseparator aus einem Faservliesstoff aus Polyolefinen zu einem kostengünstigen leichten Produkt mit hoher mechanischer Festigkeit. Wenn ein Separator aus synthetischen Schlämmen (Faservliesstoffe aus Polyolefinen), die mit einem oberflächenaktiven Mittel imprägniert sind (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. H5-86562), eingesetzt wird, wird das oberflächenaktive Mittel bei der Verwendung eingesetzt, und die Eigenschaft der Absorption einer elektrolytischen Lösung des Separators wird verringert. Ein Säurebatterieseparator wurde durch Additionspolymerisation eines hydrophilen Monomers und eines Polyethylenglykoldiacrylats mit einer synthetischen Aufschlämmung aus Polyolefinen hergestellt (offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 562-268900 (1987)). Es wurde beschrieben, dass Ammoniumpersulfat als Initiator eingesetzt wurde und jedes übliche Verfahren zur Polymerisation eingesetzt werden konnte. Es ist jedoch möglich, ein anderes Polymer an Olefine durch ein in diesem Patent beschriebenes übliches Polymerisationsverfahren zu binden. Man geht davon aus, dass das durch die Polymerisation eines Monomers erhaltene Polymerharz in die synthetische Aufschlämmung aus Polyolefinen imprägniert wurde und das Gemisch verfestigt wurde. In diesem Fall kann eine lange Lebensdauer des Separators nicht erwartet werden, weil die Polyolefinfasern von dem Polymerharz durch wiederholtes Laden und Entladen der Batterie abgetrennt werden sollten.
  • Somit wurde die vorliegende Erfindung durchgeführt, um einen Bleiakkumulatorseparator herzustellen, der mit den Problemen herkömmlicher Separatoren nicht behaftet ist: ein Bleiakkumulatorseparator, der gute Eigenschaften der Absorption von elektrolytischen Lösungen, Beständigkeit gegen Basen und Säuren, niedrige Kosten, geringes Gewicht und hohe mechanische Festigkeit aufweist, und diese Eigenschaften führen zu einer hervorragenden Beständigkeit, weil die Hydrophilizität durch eine echte chemische Bindung bewirkt wurde.
  • (Faservliesstoffe für Batterieseparatoren)
  • Faservliesstoffe für einen Batterieseparator, hergestellt durch die vorliegende Erfindung, werden im Folgenden beschrieben. Gewebe für Faservliesstoffe sind nicht besonders eingeschränkt. Polyolefinharze werden als Hauptmaterialien für Gewebe eingesetzt; Faservliesstoffe, hergestellt durch verschiedene Trockenverfahren, wie Spinnen, Schmelzblasen, Spitzengewebe, Krempel, Sintern, Vernadelung, Kreuzschichten, Wirrfluor, Luftschäumen und Luftstrahlen, oder Faservliesstoffe, die mit einer Feuchtpapiermaschine hergestellt wurden, oder Faservliesstoffe, die durch Webketten und Schussgarnen hergestellt werden, sind anwendbar. Zudem können deren Laminate oder gebundene Gewebe eingesetzt werden.
  • Ein Feuchtpapiermaschinenverfahren hat den Vorteil, dass Fasern mit verschiedenen Durchmessern oder verschiedene Arten von Fasern bei einem beliebigen Mischungsverhältnis zusammengemischt werden können. Das heißt, Fasern verschiedener Formen, wie Stapelform und Aufschlämmungsform, und Fasern mit verschiedenen Durchmessern von feinen Fasern unter 7 μm bis dicken Fasern sind in dem Verfahren einsetzbar. Dieses Verfahren führt zu Geweben mit sehr hervorragenden Eigenschaften im Vergleich zu anderen Verfahren. Andererseits ist, da das Spinnverfahren und das Blasverfahren zu Vliesstoffen aus feinen Fasern führt, ein Separator aus diesem Faservliesstoff vorteilhaft, um elektrische Kurzschlüsse zwischen einem positiven Pol und einem negativen Pol in der Batterie zu verhindern. Insbesondere um eine feine Struktur eines Separators zu verbessern, sind Polyolefinfasern mit einem Durchmesser von 0,1 μm bis 15 μm bevorzugt, und das Laminat eines gesponnenen Faservliesstoffs und eines schmelzgeblasenen Gewebes oder deren gebundene Materialien sind für den Batterieseparator bevorzugt.
  • Eine Gewichtseinheit und eine Dicke eines Faservliesstoffs, der für einen Alkalibatterieseparator geeignet ist, kann unter Berücksichtigung der Zustände, wie dem Faserdurchmesser in einem Gewebe, der Rückhalteeigenschaften für elektrolytische Lösungen, und der feinen Strukturen (eine Eigenschaft, um elektrische Kurzschlüsse zu verhindern), bestimmt werden. Als ein Alkalibatterieseparator führt ein dünnes Gewebe zu einer guten Benetzbarkeit mit elektrolytischen Lösungen und ist für die Miniaturisierung einer Batterie geeignet. Wenn jedoch ein Separator zu dünn ist, verursacht er dahingehend Probleme, dass die mechanische Festigkeit gering ist und es zu Kurzschlüssen kommt. Wenn zudem ein Separator zu dick ist oder eine zu hohe Dichte aufweist, dauert es lange, um den Separator in eine elektrolytische Lösung einzutauchen, wodurch es Probleme beim Laden und Entladen gibt. Wenn außerdem ein Durchmesser einer Faser in einem Faservliesstoff zu gering ist, sind die folgenden Vorteile gegeben: Erhöhung der Festigkeit beim Verarbeiten mit Nadeln, Verhinderung von Kurzschlüssen, Erhöhung der Fähigkeit zum Zurückhalten von elektrolytischen Lösungen und Verbesserung der Lebensdauer einer Batterie; es werden jedoch die folgenden Nachteile verursacht: Verringerung der Permeabilität von Sauerstoff, der am positiven Pol beim Ladevorgang erzeugt wird, Erhöhung des Innendrucks einer Batterie und Beeinträchtigung der Eigen schaften einer Batterie bei einem raschen Lade-/Entlade-Vorgang.
  • Als ein Separator für eine Alkalibatterie sind Faservliesstoffe mit einer Porengröße von 1-200 μm, einem Anteil der Hohlräume von 30-80 Vol.-%, einer Dicke von 20-500 μm, einem Durchmesser von 1-100 μm und einem Einheitsgewicht von 5-100 g/m2 bevorzugt. Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen kann ein Alkalibatterieseparator, der eine gute Benetzbarkeit mit einer elektrolytischen Lösung, gute Rückhalteeigenschaften für elektrolytische Lösungen und hohe Permeabilität von Sauerstoff aufweist, erhalten werden.
  • Andererseits benötigt ein Bleiakkumulator eine geeignete Dicke, eine hohe Festigkeit und eine gute Flüssigkeitsrückhalteeigenschaft. Als ein Separator eines Bleiakkumulators wird vorzugsweise ein Faservliesstoff mit einer Porengröße von 1-200 μm, einem Anteil der Hohlräume von 30-80 Vol.-%, einer Dicke von 500-1200 μm, einem Faserdurchmesser von 1-100 μm und einem Einheitsgewicht von 100-300 g/m2 eingesetzt.
  • Batterien (oder Zellen), die für die in der vorliegenden Erfindung hergestellten Separatoren geeignet sind, sind Folgende. Beispiele von Primärbatterien sind Alkalimanganbatterien unter Verwendung einer alkalischen elektrolytischen Lösung, eine Quecksilberzelle, eine Silberoxidzelle, eine Luftzelle, eine Silberchloridzelle, eine Lithiumbatterie, eine Manganbatterie unter Verwendung einer sauren elektrolytischen Lösung und dergleichen.
  • Beispiele von Sekundärbatterien sind alkalische Akkumulatoren unter Verwendung einer alkalischen elektrolytischen Lösung (eine Edison-Batterie), eine Nickel-Cadmium-Batterie (eine Jungner-Batterie), eine Nickel-Wasserstoff-Batterie und ein Bleiakkumulator unter Verwendung einer sauren elektrolytischen Lösung und dergleichen. Durch die vorliegende Erfindung hergestellte Separatoren können anstelle von Papierseparatoren, die bislang in Batterien eingesetzt worden sind, verwendet werden.
  • (2) Materialien zum Wischen/Reinigen:
  • Derzeit werden wegwerfbare Wisch-/Reinigungs-Materialien, die wie folgt hergestellt werden und die Hauptprodukte auf dem Markt sind, das heißt eine konjugierte Faser aus einer Polyesterfaser, Polyolefinfaser und anderen synthetischen Fasern, mit Kunstseidefasern gemischt, um Hydrophilizität zu verleihen, und dann wird das gemischte Material mit einem oberflächenaktiven Mittel imprägniert. Wenn das Einwegmaterial zum Reinigen und Wischen mit einem Polymermaterial, das erfindungsgemäß hinsichtlich der Wasserabsorptionseigenschaften verbessert worden ist, hergestellt wird, führt dieses Material zu einem leichten Produkt mit hoher mechanischer Festigkeit, guter Fähigkeit der Absorption von Wasser und zu einer wässrigen oberflächenaktiven Lösung und Haltbarkeit beim Einsatz. Es kann durch Waschen mit Wasser mehrere Male wiederholt eingesetzt werden.
  • (3) Wasserabsorptionsmaterial:
  • Ein Material mit einer Fähigkeit zur Absorption von Wasser, hergestellt durch die vorliegende Erfindung, wird offenbart.
  • (4) Wasserrückhaltematerial:
  • Ein hydrophiler Polyolefinfaservliesstoff, der erfindungsgemäß verbessert worden ist, ist als Wasserrückhaltematerial für die Versorgung von Pflanzen mit Wasser geeignet. Um ein Wasserrückhaltematerial herzustellen, sind Materialien aus Geweben, Faservliesstoffen, Fasern und geschnittenen Einwegfasern einsetzbar. Der Durchmesser der eingesetzten Fasern in diesen Materialien ist vorzugsweise 10 μm bis 500 μm.
  • (5) Medizinische/sanitäre/kosmetische Behälter:
  • Als Beispiele werden Windeln, sanitäre Behälter, Bandagen, Mullbinden, Damenbinden, Desinfektionspflaster, kosmetische Behälter für Reinigungs-/Wasch-/Gesichts-Packungen und Auflagen und dergleichen genannt. Da die durch die vorliegende Erfindung verbesserten Polymermaterialien eine gute Affinität gegenüber dem menschlichen Körper haben, sind sie für viele Arten von medizinischen Hilfsmitteln oder Behältern geeignet. Beispielsweise seien Gefäßpfropfen, künstliche Gelenke, Röhren-/Strang-/Platten-ähnliche Polymermaterialien, Katheter, Röhrchen oder andere Gegenstände zum Entfernen von Flüssigkeiten, Materialien zum Absorbieren von Körperflüssigkeiten, Kontaktlinsen, Linsen für Schutzbrillen, Bandagen aus synthetischen Fasern und Einbauhilfsmittel genannt.
  • Der Innenteil von Einwegwindeln oder sanitären Gegenständen enthält Materialien mit der Fähigkeit zur Absorption von Wasser, die aus einem Papierstoff, Stärke und Polyacrylsäure und dergleichen besteht, und der Außenteil derselben ist mit einem Material, das wasserabweisend wirkt und das Entweichen von Urin, Wasser und Blut und dergleichen verhindert, beschichtet, und die Oberfläche des Innenteils ist mit Polyolefinfaservliesstoffen mit hydrophilen Eigenschaften bedeckt. Das von einem Körper erzeugte Wasser wird durch den inneren hydrophilen Faservliesstoff geleitet und durch das Wasserabsorptionsmaterial absorbiert. Ein hydrophiler Polyolefinfaservliesstoff ist das am meisten bevorzugte Material, weil es fest ist und in Wasser nicht leicht bricht. Das Verfahren, um dem in dem inneren Material verwendeten Faservliesstoff Hydrophilizität zu verleihen, ist jedoch nur das Eintauchen in oberflächenaktive Stoffe oder wasserlösliche Reagenzien, die durch Waschen mit Wasser leicht entfernt werden können. Zudem ist die Wirkung von oberflächenaktiven Mitteln auf die Haut besorgniserregend. Somit besteht der Bedarf an einem kostengünstigen, einfachen und dauerhaften Verfahren zur Verbesserung der Hydrophilizität eines polymeren Materials. Polyolefinmaterialien, die hinsichtlich der Wasserabsorptionseigenschaften und Wasserrückhalteeigenschaften verbessert sind und gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind für die als Abdeckung der Innenseite von Einmalwindeln und Sanitärartikeln am stärksten bevorzugt. Zudem werden die Polymermaterialien mit einer hohen Wasserabsorptionseigenschaft, die erfindungsgemäß hergestellt werden, auch für Wasserabsorptionsmaterialien eingesetzt, die als innere Einlagen von Einwegwindeln oder Sanitärartikeln verwendet werden. Die durch die vorliegende Erfindung verbesserten Materialien haben ein geringes Gewicht, sind mechanisch fest und sicher und sind bei wiederholter Verwendung beständig. Zudem verleihen die in der vorliegenden Erfindung erhaltenen Polymermaterialien hydrophile Eigenschaften oder Wasserabsorptionseigenschaften und sind leicht und fest. Da sie mit Detergenzien, Chemikalien und Klebstoffen imprägniert werden können, sind sie für Mull, Faserprodukte zum Wischen, Desinfektionspflaster und andere kosmetische Artikel geeignet. Wenn sie für medizinische/sanitäre/kosmetische Einmalartikel verwendet werden, ist jedes der Gewebe oder Faservliesstoffe in der Materialform bevorzugt, und die Gewichtseinheit und Dicke des Materials werden in geeigneter Weise ausgewählt. Der Durchmesser von Fasern in einem Faservliesstoff ist 1-500 μm.
  • (6) Innenmaterialien für Kleidung/Betten/Bettbezüge:
  • Die Polymermaterialien mit Hydrophilizität und Wasserabsorptionseigenschaften, die in der vorliegenden Erfindung erhalten werden, haben ein geringes Gewicht und sind mechanisch fest. Wenn ihre Fähigkeit zur Absorption von Wasser in einem bevorzugten Ausmaß kontrolliert wird, sind sie für Faserprodukte von Stoffen und als Innenmaterial für Betten und Bettbezüge geeignet.
  • (7) Filtermedien:
  • Filtermedien aus porösen Folien, hergestellt aus Polyolefinen, Polysulfon und Polyester und dergleichen, führen zu einer mechanischen Festigkeit und niedrigen Hydrophilizität im Vergleich zu Papierfiltern. Sie sind für die Filtration von wässrigen Lösungen aufgrund der geringen Hydrophilizität nicht geeignet. Derzeit werden sie mit oberflächenaktiven Mitteln oder wasserlöslichen Polymeren beschichtet, um die Hydrophilizität zu verbessern. Die hydrophile Schicht der Filter ist jedoch nicht beständig und wird in Filtraten beim Filtrieren leicht aufgelöst. Wenn die hydrophile Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung für die Filtermedien angewendet wird, wird erwartet, dass die Filtermedien mit beständigen Wasserabsorptionseigenschaften erhalten werden.
  • (8) Materialien für Mikroorganismus-Kulturmedien:
  • Die in der vorliegenden Erfindung erhaltenen Wasserrückhaltematerialien führen zu höheren Wasserabsorptionseigenschaften, einer höheren mechanischen Festigkeit und einer höheren mikrobiellen Fruchtbarkeit, sie sind daher als Materialien für Mikroorganismus-Kulturmedien geeignet. Verschiedene Formen von Materialien, wie Gewebe, Faservliesstoffe, Fasern und geschnittene Einwegfasern sind geeignet. Der Durchmesser von in diesen Materialien eingesetzten Fasern ist vorzugsweise 10 μm bis 500 μm.
  • (9) Elemente von Schreibmaterialien:
  • Die meisten Schreibmaterialien, wie verschiedene Kugelschreiber mit wasserlöslichen Tinten, Filzstifte, Pinselstifte und Füllfederhalter enthalten Elemente aus Kunststoff. Derzeit werden hauptsächlich Kunststoffmaterialien aus ABS-Harz, Polyester und Nylon durch, eine Plasmabehandlung oder eine Coronaentladungsbehandlung behandelt, um die Affinität gegenüber wasserlöslicher Tinte zu verbessern, und sie werden hauptsächlich als Elemente für Schreibmaterialien eingesetzt. Anstelle dieser Materialien können Polyolefine, wie Polypropylen und Polyethylen, verbessert werden und als Elemente für Schreibmaterialien mit einem geringen Gewicht, Sicherheit und dergleichen eingesetzt werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Hydrophilizität üblicher hydrophober Kunststoffmaterialien zu verbessern und die verbesserten Materialien für die Kunststoffelemente von Schreibmaterialien zu verwenden, die gute Absorptionseigenschaften und Rückhalteeigenschaften bezüglich wasserlöslichen Tinten haben. Beispielsweise können hydrophile Elemente, wie Tintenbehälter, Tintensammler, Köpfe von Pinselstiften, Tinten-absorbierende Polyesterfasern und Polyurethanschwämme hergestellt werden.
  • (10) Zahnspangen:
  • Die vorliegende Erfindung kann die Anhaftungseigenschaften von Polymermaterialien verbessern. Da die Verbesserung für verschiedene Materialien, die gute Adhäsionseigenschaften benötigen, wie Verbundstoffe und Fasern, die für faserverstärkte Kunststoffe eingesetzt werden, geeignet ist, kann diese Verbesserung auch die Anhaftungseigenschaften von Zahnspangen erhöhen.
  • (11) Polymerzusammensetzungen:
  • Die Adhäsionseigenschaften von Fasern, die in Polymerzusammensetzungen oder in faserverstärkten Kunststoffen gemischt sind, werden verbessert, und die Fasern werden eingesetzt, um starke Polymerzusammensetzungen herzustellen. Die Adhäsionseigenschaften von Fasern, die in Polymerzusammensetzungen oder in faserverstärkten Kunststoffen gemischt sind, werden durch die vorliegende Erfindung verbessert und werden eingesetzt, um starke Polymerzusammensetzungen herzustellen.
  • (12) Synthetische Papiere:
  • Synthetische Papiere aus Polymermaterialien, wie Polyolefinen (Polyethylen und Polypropylen und dergleichen) und Polyester und dergleichen, werden durch Zugeben von Luftblasen oder Füllstoffen gebleicht, und sie werden als alternative Papiere eingesetzt. Die vorliegende Erfindung kann die Hydrophilizität, die Anhaftungseigenschaften und die Druckeigenschaften von synthetischen Papieren verbessern.
  • (13) Materialien mit verbesserten Anhaftungseigenschaften:
  • Neben den Zahnspangen und den für Zusammensetzungen eingesetzten Fasern werden die Eigenschaften anderer Materialien, wie verschiedener Polymerfolien und Formmaterialien, ebenfalls verbessert. Die Anhaftungseigenschaften zwischen derselben Art von Materialien oder unterschiedlichen Materialien können verbessert werden.
  • (14) Anwendung von hydrophilen Folien:
  • Die vorliegende Erfindung führt zu einer hohen Hydrophilizität von Polymerfolien aus Polyolefinen und Polyester und dergleichen. Beispielsweise haben Wasserabsorptionspolyesterfolien gute Anhaftungseigenschaften und Benetzbarkeit mit Wasser, und sie zeigen Antibeschlageigenschaften, wenn sie auf Gläser und Spiegel gegeben werden.
  • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die in den Beispielen beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
  • Die eingesetzten Materialien, Reagenzien und Test-/Beurteilungsverfahren sind nachstehend angegeben.
  • (A) Polymermaterialien
    • (1) Polypropylenfaservliesstoff 1: Einheitsgewicht 40 g/m2, Dicke 0,30 mm (gemessen mit einem Dickemessgerät, Model H von Ozaki Seisakusho Co., Ltd., die anderen Dicken werden auf ähnliche Weise gemessen), und ein gesponnener Faservliesstoff mit einer Feinheit von 2 d, mit Prägedruck-Finish. Diese wurden in den Beispielen 1, 2, 3, 8 und 9 eingesetzt.
    • (2) Polypropylenfaservliesstoff 2: Einheitsgewicht 22 g/m2, Dicke 0,18 mm, gesponnener Faservliesstoff einer Feinheit von 2 d, mit Prägedruck-Finish. Dieser Stoff wurde in Beispiel 7 eingesetzt.
    • (3) Polypropylenfaservliesstoff 3: Hergestellt durch ein Nasspapiermaschinenverfahren. Einheitsgewicht 45 g/m2, Dicke 0,31 mm und Feinheit 2 d. Diese wurden in den Beispielen 4, 5 und 6 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 eingesetzt.
    • (4) Polyesterfaservliesstoff: Aus Polyethylenterephthalat, Einheitsgewicht 15 g/m2, Dicke 0,15 mm und Feinheit 2 d. Dieser Stoff wurde in Beispiel 11 eingesetzt.
    • (5) Polyethylenfolie: Einheitsgewicht 15 g/m2 und Dicke 0,05 mm. Dieser Stoff wurde in Beispiel 13 eingesetzt.
    • (6) Polypropylenstoff: Anzahl der Webketten 98/Zoll und Anzahl der Schussfäden 74/Zoll, Feinheit des Filaments 3,3 d und Dicke 0,12 mm. Dieser Stoff wurde in Beispiel 12 und Vergleichsbeispiel 3 eingesetzt.
    • (7) Polypropylenfolie: Einheitsgewicht 18 g/m2 und Dicke 0,05 mm. Diese Folie wurde in den Beispielen 14, 15, 16, 17, 22 und in den Vergleichsbeispielen 5 und 6 eingesetzt.
    • (8) Polypropylen/Polyethylen-konjugierter Faservliesstoff aus Fasern: Faservliesstoff aus einer konjugierten Faser aus Polypropylen und Polyethylen. Einheitsgewicht 20 g/m2, Dicke 0,12 mm und Feinheit 2 d. Dieser Stoff wurde in Beispiel 10 eingesetzt.
    • (9) Baumwollstoff: Garngröße (Webkette und Schussfaden, 40/1) und Dicke 0,27 mm. Dieser Stoff wurde in Vergleichsbeispiel 4 eingesetzt.
    • (10) Polypropylenfaservliesstoff 4: Hergestellt durch ein Nasspapiermaschinenverfahren. Einheitsgewicht 151 g/m2, Dicke 1,00 mm und Feinheit 2 d. Dieser Stoff wurde in Beispiel 23 eingesetzt.
    • (11) Polypropylenfaservliesstoff 5: Hergestellt durch ein Spinnverfahren. Einheitsgewicht 50 g/m2, Dicke 150 μm, Feinheit 1 d und Faserlänge = kontinuierliches Filament. Dieser Stoff wurde in Beispiel 29 eingesetzt.
    • (12) Faservliesstoff aus Polyethylen/Polyester-konjugierten Fasern vom Mantelkerntyp: Faservliesstoff aus konjugierten Fasern vom Mantelkerntyp mit einem Kern aus Polyester und einem Mantel aus Polyethylen. Mischungsverhältnis des Polyesters: 50 Vol.-%. Hergestellt durch ein thermisches Schmelzverfahren. Einheitsgewicht 27 g/m2, Dicke 30 μm, Feinheit 3 d und mittlere Faserlänge = 5,1 cm. Dieser Stoff wurde in Beispiel 31 eingesetzt.
    • (13) Polypropylenfaservliesstoff 6: Faservliesstoff, hergestellt durch ein Spinnverfahren. Einheitsgewicht 20 g/m2, Dicke 0,21 mm und Feinheit 2 d. Insbesondere wird dieser Stoff für die medizinische/sanitäre Verwendung hergestellt und ist für Faservliesstoffe für Wegwerfwindeln, medizinische/sanitäre Artikel, Binden und kosmetische Artikel und dergleichen geeignet. Dieser Stoff wurde in Beispiel 32 eingesetzt.
    • (14) Poröse Polyethylenfolie: Verwendet für ein Filtermedium, Produkt aus super hochmolekularem Polyethylen (mittleres Molekulargewicht über 5 Millionen), Einheitsgewicht 30 g/m2, Dicke 0,060 mm und ein mittlerer Durchmesser der Hohlräume von 1,0 μm. Diese Folie wurde in Beispiel 24 eingesetzt.
    • (15) Synthetisches Papier aus Polypropylen: Ein Folienprodukt, welches bleich ist und viele Luftbläschen enthält, Einheitsgewicht 92 g/m2 und Dicke 0,13 mm. Dieses Papier wurde in Beispiel 25 eingesetzt.
    • (16) Polyesterfolie: Eine Folie aus Polyethylenterephthalat. Einheitsgewicht 72 g/m2 und Dicke 0,06 mm. Diese Folie wurde in Beispiel 30 eingesetzt.
    • (17) Kohlenstofffaser: Das Quellenmaterial ist Polyacrylnitrilfaser. Kontinuierliche Fasern mit einem mittleren Durchmesser von 1,4 μm. Die Fasern wurden in Beispiel 26 eingesetzt.
    • (18) Wollgewebe: Einheitsgewicht 188 g/m2 und Dicke 0,5 mm. Dieses Gewebe wurde in Beispiel 27 eingesetzt.
    • (19) Elemente von Schreibmaterialien: Tintenkollektor aus Polypropylen: äußerer Durchmesser 6-8 mm, innerer Durchmesser 2-4 mm, Gewicht 0,61 g und Länge 28 mm. Tintenbehälter aus Polypropylen: Außendurchmesser 10 mm, Innendurchmesser 2-8 mm, Gewicht 2,2 g und Länge 87 mm. Diese Behälter wurden in Beispiel 28 eingesetzt.
    • (20) Batterieseparator aus Glasfaser: Dicke 1,0 mm, Einheitsgewicht 342 g/m2, Dichte 0,2 g/m3, Feinheit 10 μm, Faserlänge 4-8 mm, Raumvolumenverhältnis 93% und Wasserabsorption 780. Dieser Separator wurde in Vergleichsbeispiel 7 eingesetzt.
    • (21) Zahnspangen: Größe 2,23 × 3,0 × 3,8 mm, Gewicht etwa 31 mg, ein Polypropylenformmaterial, verstärkt mit einem Aluminiumgestell. Dieses wurde in Beispiel 33 eingesetzt.
  • (B) Hydrophiles Polymer
    • (1) Polyvinylalkohol (PVA): Ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Codenummer 160-11485 (Polymerisierungsgrad = 1500-1800); eingesetzt in den Beispielen 1, 3, 4, 10, 11, 12, 13, 15, 17, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 29, 30, 31, 32 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 6.
    • (2) Natriumcarboxymethylcellulose (CMC): Ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Codenummer 039-01355. Dieses wurde in den Beispielen 5, 6, 16, 28; 33 und in Vergleichsbeispiel 2 eingesetzt.
    • (3) Stärke: Kartoffelstärke (ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Codenummer 191-03985). Dieses wurde in Beispiel 7 eingesetzt.
    • (4) Agar: Agarpulver (ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Bakterienkulturmedium, Codenummer 010-08725). Dieses wurde in Beispiel 8 eingesetzt.
    • (5) Wässrige Seidensericinlösung: Cocoons von Bombyx mori wurden in einer wässrigen Lösung von 5% Natriumcarbonat gekocht. Fibroin wurde aus dem erhaltenen Gemisch entfernt, und die erhaltene Flüssigkeit wurde mit einer verdünnten HCl-Lösung neutralisiert, und die erhaltene Lösung wurde in destilliertem Wasser dialysiert. Die Lösung wurde auf etwa die Hälfte des ursprünglichen Volumens durch Lufttrocknen konzentriert. Somit wurde eine Lösung von Sericin mit etwa 0,9 Gew.-% erhalten. Diese wurde in Beispiel 2 eingesetzt.
    • (6) Wässrige Seidenfibroinlösung: Cocoons von Bombyx mori wurden in einer kochenden wässrigen Lösung von 5% Natriumcarbonat gewaschen. Fibroin, das aus dem erhaltenen Gemisch entfernt worden war, wurde in einer gesättigten wässrigen Lösung von Calciumchlorid oder Lithiumbromid durch Erhitzen aufgelöst. Die erhaltene Lösung wurde in destilliertem Wasser filtriert und dialysiert. Die Lösung wurde auf etwa 1/5 des ursprünglichen Volumens durch Lufttrocknen konzentriert. Somit wurde eine Fibroinlösung mit etwa 20 Gew.-% erhalten. Diese wurde in Beispiel 9 eingesetzt.
    • (7) Gelatine: Ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Codenummer 077-03155. Dieses wurde in Beispiel 14 eingesetzt.
  • (C) Reagenzien
    • (1) Cerammoniumnitrat (IV) (CAN): Dieses wurde in den Beispielen 1; 8, 9, 16, 22, 23, 24, 25, 30 und 31 eingesetzt. (2) Kaliumpersulfat (KPS): Dieses wurde in den Beispielen 2, 3, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 30, 31, 32, 33 und in den Vergleichsbeispielen 1, 2 und 6 eingesetzt.
    • (3) 2,2'-Azobisisobutylnitril (AIBN): Ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Codenummer 019-04932. Dieses wurde in den Beispielen 28 und 29 eingesetzt.
    • (4) Methanol: Ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Codenummer 136-09475.
    • (5) Toluol: Ein Produkt von Wako Junyaku Co., Ltd., Codenummer 204-01866.
  • (D) Ozonbehandlung:
  • Ein Muster wurde in ein Hartglasgefäß mit einem Volumen von 2 1 (mit einem Einlass und einem Auslass für Gas), welches mit einem Ozongenerator verbunden war (ein Produkt von Nippon Ozone Co., Ltd., ON-1-2 Typ), gegeben. Dann wurde mit dem Ozongenerator Ozon mit einer Ausbeute von 1 g/h und einer Konzentration von 20 g/m3 erzeugt, und ein Gemisch von Ozon und Sauerstoff wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von 800 ml/min während 20-120 Minuten in das Reaktionsgefäß eingeleitet. Die Ozonkonzentration wurde durch Iodtitration überprüft. Das Ausmaß der Oxidation eines Musters wurde durch Infrarotspektroskopie überprüft. Das Verhältnis der Absorption bei 1710 cm–1 zu derjenigen bei 973 cm–1 wurde eingesetzt.
  • (E) Plasmabehandlung:
  • Ein Muster (Gewebe, Folien und dergleichen) wurde an einer Stelle zwischen zwei Elektroden in einem Reaktionsbad eines Plasmagenerators (Yamato PR 500) angeordnet. Nachdem der Druck des Reaktionsbades auf 0,27 Pa verringert worden war, wurde ein Gemisch aus Argon und Sauerstoff (1:1 Volumenverhältnis) in das Reaktionsbad eingeführt, bis der Druck sich auf 5,6 Pa erhöhte. Eine Glühentladung wurde während 30 Sekunden bis 3 Minuten bei einer Oszillationsfrequenz von 13,56 MHz mit einer Stromversorgung von 40 W bis 100 W durchgeführt. Nach der Entladung wurde das Einleiten des Gemisches von Argon und Stickstoff gestoppt, der Druck wurde auf Normaldruck erhöht, und die behandelten Muster wurden entnommen. Die Wirkung dieser Behandlung wurde von einem Kontaktwinkel von Wasser zu den Folien aus beurteilt.
  • (F) Wasserabsorptionstest 1:
  • Ein Muster wurde in einen Kolben, der Wasser enthielt, gegeben, und es wurde mit einem Glasstab gerührt. Dann wurde das Muster aus dem Kolben genommen und hängen gelassen, bis keine Wassertropfen mehr gefunden wurden (etwa 2 Minuten). Die Erhöhung des Gewichts eines Musters (eine Menge an absorbiertem Wasser) wurde durch Subtraktion des Gewichts des getrockneten Musters von dem Gewicht des wasserabsorbierten Musters abgeschätzt. Der Prozentsatz des Gewichts von absorbiertem Wasser zu dem Trockengewicht des Musters ergab die "Wasserabsorption (%)". Wasserabsorption (%) = (Gewicht des absorbierten Wassers/Gewicht des trockenen Musters) × 100
  • (G) Wasserabsorptionstest 2:
  • Ein Muster wurde in einen Wasser enthaltenden Kolben gegeben, der in ein Bad eines Ultraschallreinigers (Leistung 10 W) ge setzt worden war, gegeben und 10 Minuten oszilliert. Dann wurde das Muster aus dem Kolben genommen und hängen gelassen, bis keine Wassertropfen mehr gefunden wurden (etwa 3 Minuten). Auf ähnliche Weise wie im vorstehenden Test 1 wurde der Prozentsatz des Gewichts des absorbierten Wassers zu dem Gewicht des getrockneten Musters als "Wasserabsorption (%)" bezeichnet.
  • (H) Waschbeständigkeitstest 1:
  • Ein Muster wurde in eine wässrige Lösung von 0,1 Gew.-% der schwach basischen Seife sodium aliphatic acid (Handelsname, Powder Soap von Lion Co., Ltd.) gegeben, und das Gemisch wurde 5 Minuten unter Rühren gekocht. Das Waschverfahren wurde so oft wie vorgegeben wiederholt, und die Wasserabsorption (%) wurde jeweils abgeschätzt.
  • (I) Waschbeständigkeitstest 2:
  • Ein Muster wurde in eine wässrige Lösung von 0,4 Gew.-% neutralem Detergens (Handelsname Acron von Lion Co., Ltd.) gegeben, und das Gemisch wurde 5 Minuten unter Rühren bei einem Flüssigkeitsverhältnis von 1/250 gekocht. Das Waschverfahren wurde mehrere Male wiederholt, und die Wasserabsorption (%) wurde jeweils untersucht.
  • (J) Zugfestigkeitstest:
  • Muster wurden in Rechtecke (Größe 15 mm × 70 mm) geschnitten, und jeder Teil mit einer Breite von 1 cm von dem Rand eines Musters wurde an einem Zugfestigkeitsmessgerät befestigt (SFV-55-0-20M von Imada Seisakusyo Co., Ltd.) und wurde bei einer Rate von 20 mm/min gezogen. Jedes Muster wurde sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des ursprünglichen Materials gezogen. Da eine Veränderung der Stärke entlang der Längsrichtung in einem ähnlichen Bereich wie entlang der Querrichtung in jedem der Beispiele beobachtet wurde, sind nur die Werte entlang der Längsrichtung in Tabelle 3 angegeben (wobei die Festigkeit des ursprünglichen Materials als 1,0 definiert ist).
  • (K) Adhäsionsfestigkeit:
  • Rechteckige Muster von 30 mm (entlang der Längsrichtung) × 5 mm (Breite) wurden aus behandelten oder unbehandelten Materialien geschnitten. 0,1 g Klebstoff wurde auf jeden Teil mit 5 mm Breite vom Rand eines Musters gegeben, und das Muster wurde an eine Spanplatte (Dicke 2 mm und Größe 20 mm × 10 mm) geheftet. Das an die Spanplatte geheftete Muster wird mit Polyethylenfolien eingespannt, und ein 500 g Gewicht wurde auf die Oberfläche der Folie während 12 Stunden gelegt. Jeder Teil mit einer Breite von 1 cm von dem Rand des Musters wurde mit Klemmen an ein Zugfestigkeitsmessgerät (Imada Seisakusyo Co., Ltd., SFV-55-0-20M) befestigt und bei einer Rate von 30 mm/min gezogen, um die Abschälfestigkeit des gebundenen Teils zu untersuchen. Die Adhäsionsfestigkeit einer unbehandelten Polypropylenfolie wurde auf ähnliche Weise wie vorstehend beschrieben gemessen und wurde als 1,0 definiert, und der relative Wert jeder Adhäsionsfestigkeit wurde bestimmt.
  • Ein Klebstoff vom Polycyanacrylat-Typ (Aron-alpha, ein Produkt von Toa Gosei Co., Ltd.) und ein Klebstoff vom Polyvinylacetatemulsions-Typ (für Holz, ein Produkt von Konishi Co., Ltd.) wurden eingesetzt.
  • (L) Rückhaltevermögen für elektrolytische Lösungen:
  • Ein Gewicht eines trockenen Musters (Größe 5 cm × 5 cm) wurde als W1 definiert. Ein Muster wurde in eine wässrige Kaliumhydroxidlösung (30 Gew.-%) während 5 Minuten getaucht. Das Muster wurde aus der Lösung genommen und 3 Minuten aufgehängt. Das Gewicht des Musters W2 wurde gemessen, nachdem keine Flüssigkeitstropfen mehr beobachtet wurden. Die folgende Gleichung gibt die Absorption (%) einer Alkalilösung an. Zurückhaltung einer elektrolytischen Lösung (%) = 100 × (W2 – W1)/W1
  • (M) Alkalibeständigkeit bei hohen Temperaturen:
  • Das Gewicht eines trockenen Musters (Größe 5 cm × 5 cm) wurde als W1 definiert. Das Muster wurde in eine wässrige Kaliumhydroxidlösung (30 Gew.-%) während 96 Stunden bei 60°C getaucht. Das Muster wurde aus der Lösung genommen und ausgebreitet und 3 Minuten aufgehängt. Das Gewicht des Musters W2 wurde gemessen, nachdem keine Flüssigkeitstropfen mehr beobachtet wurden. Dann wurde das Muster mit Wasser gewaschen und in Vakuum getrocknet, wobei das Gewicht W3 darstellt. Die folgenden Gleichungen geben die Absorption (%) einer elektrolytischen Lösung und die Gewichtsabnahme (%) an. Absorption einer elektrolytischen Lösung (%) = 100 × (W2 – W1)/W1 Gewichtsabnahme (%) = 100 × (W1 – W3)/W1
  • (N) Selbstladungs-/Entladungstest:
  • Ein verbesserter Faservliesstoff wurde in einer versiegelten Nickel-Wasserstoff-Batterie in der Größe einer Münze angeordnet (nominale Kapazität: 500 mAH). Drei Batterien wurden auf diese Weise hergestellt. Nachdem sich die Batterieeigenschaften stabilisiert hatten, wurden sie mit einer Stromquelle von 0,1 C (Coulomb) auf 120 aufgeladen. Nach 4 Zyklen des Ladens und Entladens wurde der mittlere Wert der verbleibenden Kapa zität für jede Batterie bei 45°C nach zwei Wochen gemessen. Die Werte sind in Tabelle 3 angegeben.
  • (O) Messung des Kontaktwinkels mit Wasser:
  • Eine Kontaktwinkelmessvorrichtung (ein Produkt von CA-X von Kyowa Kaimen Kagaku Co., Ltd.) wurde verwendet. Ein Wassertropfen mit etwa 1 mm Durchmesser wurde auf eine Oberfläche eines Musters bei 20°C mittels einer Spritze gegeben, der Tropfen wurde mithilfe einer Videokamera vergrößert, und der Kontaktwinkel wurde abgeschätzt.
  • (Beispiel 1)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das erfindungsgemäße Verfahren des vorstehenden Aspekts 1 (mit Polyvinylalkohol (PVA)):
  • Ein Polypropylengewebe 1 (0,3 g, Größe 50 mm × 50 mm) wurde 20 Minuten mit Ozon behandelt. Ein IR-Spektrum des Ozonbehandelten Gewebes wurde beobachtet, und das Verhältnis der Absorption bei etwa 1710 cm–1 zu etwa 973 cm–1 wurde durch das Basislinienverfahren mit 0,08 festgestellt. Dann wurde das Ozon-behandelte Gewebe in ein Gefäß gegeben, das 100 ml Wasser, 1 g PVA, 10 mg Cerammoniumnitrat (IV) (CAN) und 15 ml Methanol enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden in einem Wasserbad bei 50°C temperiert. Nach dieser Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Verhältnis zwischen den Werten der Wasserabsorption (%) des Stoffes und der Anzahl der Waschbeständigkeitstests ist in Tabelle 1 angegeben. Die Verringerung der Hydrophilizität der behandelten Stoffe ist sehr gering.
  • (Beispiel 2)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit Seidensericin):
  • Ein Polypropylenstoff 1 (0,3 g) wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde der Ozon-behandelte Stoff in ein Gefäß gegeben, das 100 ml Wasser, 10 mg Kaliumpersulfat, 3 ml Methanol und 5 ml Seidensericinlösung enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach dieser Behandlung wurde. der Stoff mit Wasser gewaschen und durch den "Waschbeständigkeitstest 2" untersucht. Die Gewichtsänderung des Musters nach der hydrophilen Behandlung wurde in einer Größenordnung von etwa 0,1 mg nicht beobachtet. Da Seidensericin ein Protein ist, wurde der "Waschbeständigkeitstest 2" unter Einsatz eines neutralen Detergens durchgeführt. Die Beziehung zwischen der Wasserabsorption (%) des Stoffes und der Anzahl der Waschbeständigkeitstests ist in Tabelle 1 angegeben. Eine deutliche Änderung der Hydrophilizität durch das Waschen wurde nicht beobachtet. Wenn der behandelte Stoff mit einem neutralen Detergens gewaschen wird, kann die praktische Hydrophilizität aufrechterhalten werden. Die Wasserabsorption (%) wurde durch den "Wasserabsorptionstest 2" untersucht.
  • (Beispiel 3)
  • Hydrophile Behandlung des Polypropylenfaservliesstoffs durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit PVA):
  • Ein Polypropylenstoff 1 (0,3 g) wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde der Ozon-behandelte Stoff in ein Gefäß gegeben, das 100 ml Wasser, 30 mg Kaliumpersulfat, 0,3 g PVA und 3 ml Methanol enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen und durch den "Waschbe ständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorptionseigenschaften der Stoffe, die durch den "Wasserabsorptionstest 1" untersucht wurden, waren 800 bis 1100%. Die Gewichtsänderung des Musters nach der hydrophilen Behandlung wurde in einer Größenordnung von 0,1 mg nicht beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Selbst nach sechsmaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests 1 wurde die Wasserabsorptionsfähigkeit des behandelten Stoffes über 810 gehalten.
  • (Beispiel 4) (Vergleichsbeispiel)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit PVA):
  • Ein Polypropylenfaservliesstoff 3 (0,3 g), der während 30 Minuten mit Ozon behandelt worden war, wurde in ein Gefäß gegeben, das 100 ml Wasser, 0,3 g PVA und 3 ml Methanol enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen und durch den "Wasserabsorptionstest 1" untersucht. Die Wasserabsorptionsfähigkeit der Stoffe, die dreimal mit dem "Wasserabsorptionstest 1" untersucht wurden, war 650. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Selbst nach sechsmaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests 1 wurde die Wasserabsorptionsfähigkeit des behandelten Stoffes bei über 650 gehalten.
  • (Vergleichsbeispiel 1)
  • Hydrophile Behandlung des Polypropylenfaservliesstoffs unter Verwendung von Kaliumpersulfat und PVA:
  • Ein Polypropylenstoff 3 (0,3 g) ohne Ozonbehandlung wurde in ein Gefäß gegeben, das 100 ml Wasser, 30 mg Kaliumpersulfat, 0,3 g PVA und 3 ml Methanol enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden bei 80°C unter Rühren gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption des behandelten Gewebes durch den "Absorptionstest 1" ergab 760%. Die Wasserabsorption nahm nach sechsmaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests auf 260 ab. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Das Gewicht des Musters nach der hydrophilen Behandlung war 4 Gew.-% des ursprünglichen Gewichts. Somit wurde, wenn die Aktivierungsstufe nicht durchgeführt wurde, die Wasserabsorptionseigenschaft des behandelten Musters nicht merklich verringert.
  • (Beispiel 5) (Vergleichsbeispiel)
  • Hydrophile Behandlung des Polypropylenfaservliesstoffs durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit CMC in Abwesenheit von Initiatoren):
  • Ein Polypropylenstoff 3 (0,3 g) wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt und in ein Gefäß gegeben, das 100 ml Wasser, 0,3 g CMC und 3 ml Methanol enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen. Nach dreimaligem Durchführen des "Waschbeständigkeitstests 1" war die Wasserabsorption des behandelten Gewebes 580. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • (Beispiel 6)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit CMC):
  • Ein Polypropylenstoff 3 (1,0 g), der 30 Minuten Ozon-behandelt wurde, wurde in ein Gefäß gegeben, das 200 ml Wasser, 0,5 g CMC, 3 ml Methanol und 50 mg Kaliumpersulfat ent hielt. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Nach dreimaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests war die Wasserabsorption 773. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • (Vergleichsbeispiel 2)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenstoffen ohne Aktivierungsbehandlung:
  • Ein Polypropylenstoff 3 (1,0 g) ohne Aktivierungsbehandlung wurde in ein Gefäß gegeben, das 200 ml Wasser, 0,5 g CMC, 50 mg Kaliumpersulfat und 3 ml Methanol enthielt. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde unter Rühren bei 75°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption war nach dem ersten Waschbeständigkeitstest 630%. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Nach dreimaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests verringerte sich die Wasserabsorption auf 250.
  • (Beispiel 7)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit Stärke):
  • Ein Polypropylenfaservliesstoff 2 (1,0 g), der 30 Minuten mit Ozon behandelt wurde, wurde in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser und 1,0 g Kartoffelstärke wurden in das Gefäß gegeben. Nachdem die Stärke durch Erwärmen aufgelöst worden war, wurden 50 mg Kaliumpersulfat und 3 ml Methanol in das Reaktionsgemisch gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde unter Rühren bei 60°C gehalten. Dann wurde der Stoff mit Wasser ge waschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption des behandelten Stoffes war gemäß dem "Wasserabsorptionstest 1" 600%. Nach dreimaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests 1 war die Wasserabsorption des behandelten Stoffes 530. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • (Beispiel 8)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit Agarpulver):
  • Ein Polypropylenfaservliesstoff 1 (1,0 g) wurde 30 Sekunden bei einer Stromversorgung von 60 V plasmabehandelt und dann in ein Gefäß gegeben. 100 ml Wasser und 1,0 g Agarpulver wurden dann in das Gefäß gegeben und durch Erwärmen aufgelöst. Dann wurden 60 mg Cerammoniumnitrat (IV) und 3 ml Methanol zu dem Gemisch gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde unter Rühren bei 60°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen. Die Wasserabsorption des behandelten Gewebes war gemäß dem "Wasserabsorptionstest 1" 595. Nach zweimaligem Durchführen des "Waschbeständigkeitstests 1" war die Wasserabsorption des behandelten Gewebes 410. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • (Beispiel 9)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit Seidenfibroin):
  • Ein Polypropylenfaservliesstoff 1 (0,5 g) wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt und dann in ein Gefäß gegeben. Dann wurden 100 ml Wasser, 60 mg Cerammoniumnitrat (IV), 3 ml Methanol und 3 ml Seidenfibroinlösung (Konzentration: 20 Gew.-%) in das Gefäß gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 60°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen. Nach zweimaligem Durchführen des "Waschbeständigkeitstests 2" mit einem neutralen Detergens war die Wasserabsorption des Musters 510. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Die Änderung des Gewichts des Musters nach der hydrophilen Behandlung wurde im Bereich von etwa 0,1 mg nicht beobachtet.
  • (Beispiel 10)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylen-Polyethylen-konjugierten Faservliesstoffen aus Fasern durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit PVA):
  • Ein Faservliesstoff aus Polypropylen-Polyethylen-konjugierten Fasern (1,0 g) wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde der Stoff in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser, 1,0 g PVA, 60 mg Kaliumpersulfat und 3 ml Methanol wurden in das Gefäß gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 60°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption des behandelten Stoffes gemäß dem "Wasserabsorptionstest 1" war 1000. Die Gewichtsänderung eines Musters nach der hydrophilen Behandlung wurde in dem Bereich von etwa 0,1 mg nicht beobachtet. Nach fünfmaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests 1 war die Wasserabsorption des behandelten Gewebes 850. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
  • (Beispiel 11)
  • Hydrophile Behandlung von Polyethylenterephthalatfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit PVA):
  • Ein Polyethylenterephthalatfaservliesstoff (0,8 g) wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde der Stoff in ein Gefäß gegeben, und 40 mg Kaliumpersulfat, 100 ml Wasser, 0,5 g PVA und 5 ml Methanol wurden zugegeben. Das Reaktionsgefäß wurde unter eine Stickstoffatmosphäre gesetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 70°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gewaschen. Die Wasserabsorption des behandelten Gewebes gemäß dem "Wasserabsorptionstest 1" war 1200. Nach fünfmaligem Durchführen des Waschbeständigkeitstests 1 war die Wasserabsorption des behandelten Gewebes 860. Die Erhöhung des Gewichts des Musters nach der hydrophilen Behandlung war 0,5%. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. [Tabelle 1] Wasserabsorption (%) von behandelten Faservliesstoffen nach dem Waschbeständigkeitstest
    Figure 00550001
    • Einheit: %
    • * Vergleichsbeispiel
  • (Beispiel 12)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenleinengewebe durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit PVA):
  • Ein Polypropylenleinengewebe (1,88 g) wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt, und das behandelte Gewebe wurde in ein Gefäß gegeben. Dann wurden 200 ml Wasser, 1,61 g PVA, 60 mg Kaliumpersulfat und 10 ml Methanol zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde das Gewebe mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Wasserabsorption des behandelten Gewebes gemäß dem "Wasserabsorptionstest 1" war 93,0%. Nach zweimaligem Durchführen des "Waschbeständigkeitstests 1" war die Wasserabsorption des behandelten Gewebes 81,2.
  • (Vergleichsbeispiel 3)
  • Die Wasserabsorption des unbehandelten Polypropylenleinengewebes war gemäß "Wasserabsorptionstest 1" 30%.
  • (Vergleichsbeispiel 4)
  • Die Wasserabsorption eines Baumwollgewebes war gemäß "Wasserabsorptionstest 1" 108.
  • (Beispiel 13)
  • Hydrophile Behandlung von Polyethylenfolien durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit PVR):
  • Eine Polyethylenfolie (0,5 g) wurde mit Methanol gut gewaschen und dann 60 Minuten mit Ozon behandelt. Die Folie wurde in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser, 40 mg Kaliumpersulfat, 0,2 g PVA und 3 ml Methanol wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 70°C gehalten.
  • Nach der Behandlung wurde die Folie mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption der behandelten Folie gemäß "Wasserabsorptionstest 1" war 80%. Die Gewichtszunahme des Musters nach der hydrophilen Behandlung war 0,2%.
  • (Beispiel 14)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfolien durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit Gelatine):
  • Eine Polyethylenfolie (0,3 g) wurde mit Methanol gut gewaschen und dann 90 Minuten mit Ozon behandelt. Die Folie wurde in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser, 3 ml Methanol, 40 mg Kaliumpersulfat und 0,2 g Gelatine wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde die Folie mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption der behandelten Folie war gemäß "Wasserabsorptionstest 1" 85%. Die Gewichtszunahme des Musters nach der hydrophilen Behandlung war 0,3%.
  • (Beispiel 15)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfolien durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit PVA):
  • Eine Polyethylenfolie (0,3 g) wurde mit Methanol gut gewaschen und dann 60 Sekunden bei einer Stromversorgung von 60 V Plasma-behandelt. Die behandelte Folie wurde in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser, 3 ml Methanol, 40 mg Kaliumpersulfat und 0,2 g PVA wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde die Folie mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption der behandelten Folie gemäß "Wasserabsorptionstest 1" war 75%. Die Gewichtszunahme des Musters nach der hydrophilen Behandlung war 0,2%.
  • (Beispiel 16)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfolien durch das Verfahren des Aspekts 1 (mit CMC):
  • Eine Polypropylenfolie (0,3 g) wurde mit Methanol gut gewaschen. Dann wurde sie 90 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde die behandelte Folie in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser, 3 ml Methanol, 40 mg CAN und 0,2 g CMC wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde die Folie mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption der behandelten Folie gemäß "Wasserabsorptionstest 1" war 57%. Die Gewichtszunahme des Musters nach der hydrophilen Behandlung war 0,2%.
  • (Adhäsionstest)
  • Die Wasserabsorption (%) gemäß "Wasserabsorptionstest 1" und die relative Anhaftungsfestigkeit für die in den Beispielen 14, 15, 16 erhaltenen Muster und die unbehandelten Folien ist in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Werte der Anhaftungsfestigkeit wurden als relative Werte angegeben, wenn jede der Anhaftungsfestigkeiten für die unbehandelte Folie mit der Polycyanacrylatanhaftung oder ein Klebstoff auf der Grundlage von Polyvinylacetat als 1,0 definiert ist. Es zeigte sich, dass die Anhaftungsfestigkeit der behandelten Folie durch die vorliegende hydrophile Behandlung erhöht wurde. Zudem war der Kontaktwinkel von Wasser zu dem unbehandelten Polypropylen 116° (dies wird wie nachstehend beschrieben angewandt), und der Kontaktwinkel des Musters des Beispiels 15 war 49,7°. Somit wurde die Verbesserung der Hydrophilizität bestätigt. [Tabelle 2]
    Figure 00590001
  • (Vergleichsbeispiel 5)
  • Ozonbehandlung von Polypropylenfolien:
  • Eine Polypropylenfolie (0,3 g) wurde mit Methanol gut gewaschen und dann 30 Minuten mit Ozon behandelt. Die Wasserabsorption der behandelten Folie gemäß "Wasserabsorptionstest 1" war 12% (diejenige der unbehandelten Folie war 2,5%; dies trifft auf ähnliche Weise nachstehend zu). Der Kontaktwinkel von Wasser war 99,3°. Die Gewichtszunahme des Musters nach der Behandlung war 0,1%.
  • (Beispiel 17)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfolien durch das Verfahren des Aspekts 3:
  • Eine Polypropylenfolie (0,4 g) wurde mit Methanol gut gewaschen und 1 Minute bei 50°C in Toluol (Flüssigkeitsanteil 1:10) eingetaucht. Dann wurde die Folie 30 Minuten mit Ozon behandelt. Die mit Ozon behandelte Folie wurde in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser, 40 mg Kaliumpersulfat, 0,2 g PVA und 3 ml Methanol wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wur de 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde die Folie mit Wasser gewaschen und mit dem "Waschbeständigkeitstest 1" untersucht. Die Wasserabsorption der behandelten Folie gemäß "Wasserabsorptionstest 1" war 52%. Der Kontaktwinkel von Wasser war 83°. Die Gewichtszunahme des Musters nach der Behandlung war 0,2%.
  • (Vergleichsbeispiel 6)
  • Behandlung von Polypropylenfolien ohne Aktivierungsbehandlung:
  • Eine Polypropylenfolie (0,4 g) wurde mit Methanol gut gewaschen und 1 Minute bei 50°C in Toluol (Flüssigkeitsanteil 1:10) getaucht. Dann wurde die Folie in ein Gefäß gegeben, und 100 ml Wasser, 20 mg Kaliumpersulfat, 0,2 g PVA und 3 ml Methanol wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Die Wasserabsorption der behandelten Folie gemäß "Wasserabsorptionstest 1" war 17%. Der Kontaktwinkel von Wasser war 86°. Die Gewichtszunahme des Musters nach der Behandlung war 0,2%.
  • Somit führt, wie in Beispiel 17 beschrieben, die durch die vorliegende Erfindung erhaltene Polypropylenfolie im Vergleich zu derjenigen, die ohne Ozonbehandlung erhalten wurde, zu einer höheren Hydrophilizität.
  • (Beispiel 18)
  • Alkalibatterieseparatoren:
  • Wenn ein Polymermaterial mit einer verbesserten Hydrophilizität für Alkalibatterieseparatoren eingesetzt wird, sollte es hinsichtlich des Rückhaltevermögens von elektrolytischen Lösungen, der Beständigkeit gegen Basen und der Eigenschaften beim Laden/Entladen hervorragend sein. Die Ergebnisse in den Beispielen 1, 3, 4 und 6 und in Vergleichsbeispiel 1 sind in Tabelle 3 angegeben. [Tabelle 3]
    Figure 00610001
    • * Vergleichsbeispiel
  • Tabelle 3 zeigt, dass Polypropylenfaservliesstoffe (Beispiele 1, 3 und 6), die mit einer Ozonbehandlung und einer Polymerbehandlung mit PVA oder CMC in Anwesenheit eines Initiators (Cerammoniumnitrat (IV) oder Persulafate) behandelt wurden, zu einer Beständigkeit der Alkali-resistenten Eigenschaften und Wasserabsorptionseigenschaften führten. Sie sind somit für Alkalibatterieseparatoren geeignet. Ein durch die Ozonbehandlung und die Behandlung mit PVA in Abwesenheit eines Initiators (Beispiel 4) erhaltener Polyolefinfaservliesstoff ist auch für Alkalibatterieseparatoren geeignet, da er hinsichtlich der Alkaliresistenzeigenschaften und einer dauerhaften Hydrophilizität hervorragend ist. Andererseits führte ein Polyolefinfaservliesstoff, hergestellt durch das Verfahren mit PVR und einem Initiator ohne Ozonbehandlung (Vergleichsbeispiel 1), im Vergleich mit den Beispielen 1, 3, 4 und 6 zu einer Verringerung der Wasserabsorptionseigenschaften nach den Tests auf Waschbeständigkeit, zu geringeren Rückhalteeigenschaften für elektrolytische Lösungen und zu einer Verringerung des Batterieinhalts nach einem Selbstentladungsverfahren.
  • (Beispiel 19)
  • Anwendung als mikrobielles Kulturmedium:
  • Jeder der auf ähnliche Weise wie in den Beispielen 1 bis 8 verbesserten Faservliesstoffe wurde in zwei Teilen einer Größe von 2 cm × 2 cm geschnitten, und sie wurden in eine Petri-Schale mit einem Durchmesser von 8 cm und einer Tiefe von 2 cm ohne Überlappung angeordnet.
  • 100 ml Bouillon/Agarlösung wurden durch Auflösen von Hefeextrakt (1 Gew.-%), Polypepton (1 Gew.-%), Natriumchlorid (0,5 Gew.-%) und Agar (0,5 Gew.-%) in Wasser hergestellt. Der Agar in dem Gemisch wurde unter Verwendung eines Mikrowellenherdes aufgelöst, und 50 ml der Bouillon/Agarlösung wurden durch die erfindungsgemäß hergestellten Faservliesstoffe filtriert.
  • Dann wurde die Lösung auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Faservliesstoffe, welche die Bouillon/Agarlösung enthielten, wurden in die Teströhrchen gegeben, die bei 120°C 15 Minuten autoklaviert worden waren. Diese Teströhrchen wurden über Nacht bei 37°C stehen gelassen. Am folgenden Tag wurden nach der Bestätigung der Keimfreiheit Mikroben (Escherichia coli K-12, Salmonella Typhimurium LT-2 und Bacillus subtilis Marburg und dergleichen) auf die Stoffe aufgetragen, welche dann über Nacht bei 30 bis 37°C kultiviert wurden. Die Beobachtung mit einem Mikroskop zeigte, dass jede der Mikroben gut wuchs.
  • (Beispiel 20)
  • Materialien zum Reinigen/Wischen:
  • Verbesserte Faservliesstoffe, erhalten nach Aspekt 1 auf ähnliche Weise wie die Beispiele 10 und 11, wurden in ein Gewebe einer Größe von 30 cm x 30 cm geschnitten. Nach der Absorption von Wasser wurde der Stoff eingesetzt, um einen Holztisch mit einer Größe von 1,2 m × 1,2 m während 1 Minute zu reinigen, und der Stoff wurde mit Wasser ausgewaschen und getrocknet. Nach zehnmaliger Wiederholung dieses Vorgangs wurde die Wasserabsorptionseigenschaft des Stoffes beobachtet. Es wurde eine merkliche Verringerung der Wasserabsorptionseigenschaft nicht beobachtet, und die Zugfestigkeit war im Vergleich zu dem ursprünglichen Wert um 20% verringert.
  • (Beispiel 21)
  • Wasserrückhaltematerialien für Pflanzen:
  • Ein auf ähnliche Weise wie in Beispiel 3 hergestellter Faservliesstoff wurde in einen Pflanzentopf gegeben, der Erde und Wasser enthielt. Die Menge an absorbiertem Wasser war 1200 g pro 100 g Stoff. Wenn dieser Pflanzentopf, der den Wasserenthaltenden Faservliesstoff enthielt, mit einer Polyethylenfolie überzogen wurde, wurde eine Woche lang kein Wasser mehr benötigt.
  • (Beispiel 22) Polypropylenfolie, behandelt durch das Verfahren des Aspekts 2:
  • Polypropylenfolie (0,4 g) wurde mit Methanol gut gewaschen und getrocknet. Die Folie wurde dann 90 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde die behandelte Folie in ein Gefäß gegeben, und 3 ml Methanol, 100 ml Wasser, 20 mg Kaliumpersulfat und 0,2 g PVA wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden bei 80°C unter Rühren gehalten. Nach der Behandlung wurde das Muster 5 Minuten bei 60°C gewaschen. Dann wurde die behandelte Folie in ein Gefäß gegeben, und 10 mg Cerammoniumnitrat (IV) und 0,2 ml Acrylsäure wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Die Wasserabsorption der behandelten Folie war gemäß "Wasserabsorptionstest 1" 17%. Der Kontaktwinkel von Wasser war 86°. Die Gewichtszunahme des Musters durch die Behandlung war 0,2%.
  • (Beispiel 23)
  • Polypropylenfaservliesstoff, behandelt durch das Verfahren nach Aspekt 2, und dessen Verwendung für Bleiakkumulatorseparatoren:
  • Ein Polyethylenfaservliesstoff 4 (63,9 g, Größe 77 mm (Breite) × 5,5 mm (Länge) × 1 mm (Dicke)) wurde 45 Minuten mit Ozon behandelt.
  • Dann wurde der behandelte Stoff in ein zylindrisches Reaktionsgefäß gegeben, und 40 ml Methanol, 500 ml Wasser, 10 g PVA und 400 mg Kaliumpersulfat wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Danach wurde das Muster 3 Minuten mit kochendem Wasser gewaschen. Dann wurde das erhaltene Muster in ein zylindrisches Reaktionsgefäß gegeben, und 500 ml Wasser, 400 mg Cerammoniumnitrat (IV) und 20 ml Acrylsäure wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Der be handelte Faservliesstoff wurde mit einer wässrigen Seifenlösung (0,1 Gew.-% Konzentration, Flüssigkeitsanteil = 1/20) bei 60°C gewaschen, mit Wasser gut abgewaschen und getrocknet. Die Aufpfropfung betrug 2%. Die Fähigkeit zum Zurückhalten einer elektrolytischen Lösung (40 Gew.-% Schwefelsäurelösung) war 650. Wenn die relative Zugfestigkeit eines unbehandelten Stoffs als 1,0 definiert wurde, war die relative Zugfestigkeit des behandelten Stoffs 0,94.
  • Basenbeständigkeitstest: Das erhaltene Muster wurde in eine wässrige Kaliumhydroxidlösung (40 Gew.-%) eine Woche bei 70°C getaucht. Dann wurde das Muster mit Wasser ausreichend gewaschen und getrocknet. Die Fähigkeit zum Zurückhalten einer elektrolytischen Lösung (40 Gew.-% Natriumhydroxid) war 650%, und die relative Zugfestigkeit war 0,94.
  • Schwefelsäurebeständigkeitstest: Das erhaltene Muster wurde in eine wässrige Schwefelsäurelösung (40 Gew.-%) eine Woche bei 70°C gegeben. Das Muster wurde mit Wasser ausreichend gewaschen und getrocknet. Die Fähigkeit des Musters zum Zurückhalten der elektrolytischen Lösung (eine Schwefelsäurelösung) war 660%, und die relative Zugfestigkeit war 0,94.
  • Oxidationsbeständigkeitstest: Das erhaltene Muster wurde in eine wässrige Wasserstoffperoxidlösung (Konzentration 20 Gew.-%) eine Woche bei 30°C getaucht. Das Muster wurde mit Wasser ausreichend gewaschen und getrocknet. Die Fähigkeit des erhaltenen Musters zum Zurückhalten der elektrolytischen Lösung (Schwefelsäurelösung) war 600, und die relative Zugfestigkeit war 0,94.
  • Test auf elektrische Eigenschaften: Hydrophile Polypropylenfaservliesstoffe, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt wurden, oder Glasfaserseparatoren (Vergleichsbeispiel 7), die für Separatoren in versiegelten Bleiakkumulatoren häufig eingesetzt werden, wurden in versiegelten Bleiakkumulatoren angeordnet. Die Batterien ergaben eine Spannung von 4 V und eine Kapazität von 3,8 Ah. Es wurde ein Entladungstest durchgeführt und die Zeit gemessen, bei der die Endspannung 2,8 V bei einem Entladungsstrom von 13 A ergab. Die Ergebnisse der elektrischen Eigenschaften nach einem Lade-/Entlade-Test sind in Tabelle 4 angegeben.
  • Diese Ergebnisse zeigen, dass ein Separator für einen Bleiakkumulator unter Einsatz der hervorragenden Rückhalteeigenschaften für eine elektrolytische Lösung mit langer Lebensdauer und geringem Gewicht kostengünstig hergestellt werden konnte.
  • (Vergleichsbeispiel 7)
  • Glasfaserseparatoren:
  • Für einen Vergleich der Batterieeigenschaften wurde ein Glasfaserseparator, der für einen Separator in einem versiegelten Bleiakkumulator häufig eingesetzt wird, untersucht. Der Glasfaserseparator enthält bekanntlich oberflächenaktive Mittel für die Wasserabsorption. Die Fähigkeit zum Zurückhalten einer elektrolytischen Lösung war 560. Die Ergebnisse für die Batterien unter Einsatz der jeweiligen Separatoren sind in Tabelle 4 angegeben. [Tabelle 4]
    Figure 00670001
  • Diese Ergebnisse deuten an, dass der Bleiakkumulator unter Einsatz des in der vorliegenden Erfindung hergestellten hydrophilen Polyolefinfaservliesstoffs hervorragende Rückhalteeigenschaften für eine elektrolytische Lösung, lange Lebensdauer und ein geringes Gewicht verleiht. Diese Batterien können im Vergleich zu Batterien, die durch herkömmliche Techniken hergestellt werden, kostengünstiger produziert werden.
  • (Beispiel 24)
  • Hydrophile Behandlung von porösen Polyethylenfolien durch das Verfahren nach Aspekt 4 und deren Anwendung:
  • Eine poröse Polyethylenfolie mit einer Größe von A4 wurde mit Methanol gewaschen und getrocknet. Dann wurde sie in 100 ml Toluol 5 Minuten bei 50°C untergetaucht. Nach dem Abwischen des Toluols von der Folie wurde diese 60 Minuten mit Ozon behandelt. Die Ozon-behandelte Folie wurde in ein Gefäß gegeben, und 400 ml Wasser, 100 mg Kaliumpersulfat, 5 g PVA und 3 ml Methanol wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach dieser Behandlung wurde die Folie mit einer wässrigen Seifenlösung dreimal bei 60°C gewaschen (500 ml Wasser für jeden Waschvorgang).
  • Dann wurde die behandelte Folie in ein Gefäß gegeben, und 400 ml Wasser, 100 mg Cerammoniumnitrat (IV) und 5 ml Acrylsäure wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden bei 80°C unter Rühren in einer Stickstoffatmosphäre gehalten. Der. behandelte Film wurde mit einer wässrigen Seifenlösung bei 60°C und mit Wasser gut gewaschen. Die Wasserabsorption der behandelten Folie gemäß dem "Wasserabsorptionstest 1" war 200 (eine unbehandelte poröse Polyethylenfolie ergab 5%). Der Kontaktwinkel von Wasser konnte nicht gemessen werden, weil Wasser von der behandelten Folie absorbiert wurde (eine unbehandelte poröse Polyethylenfolie ergibt 120°). Die Gewichtszunahme des Musters nach der Behandlung war 2%. Die hydrophile poröse Polyethylenfolie ergibt hervorragende Eigenschaften hinsichtlich der Basenbeständigkeit und der Säurebeständigkeit und ist daher für die Filtration von Wasser geeignet.
  • (Beispiel 25)
  • Hydrophile Behandlung von synthetischem Polypropylenpapier durch das Verfahren des Aspekts 4:
  • Synthetische Polypropylenpapiere wurden durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 24 behandelt, und die hydrophilen Eigenschaften wurden verbessert. Die behandelten synthetischen Papiere können mit wasserlöslicher Tinte beschrieben werden und konnten mit wasserlöslichen Klebstoffen (Stärke, CMC und PVA und dergleichen) an Papiere gebunden werden.
  • (Beispiel 26)
  • Hydrophile Behandlung von Kohlenstofffasern durch das Verfahren des Aspekts 4 und deren Anwendung für Verbundstoffe:
  • 6,0 g Kohlenstofffasern wurden mit Methanol gewaschen, getrocknet und 30 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurden die Fasern in ein Gefäß, das 100 ml wässrige PVA-Lösung (enthaltend 2 g PVA) enthielt, gegeben, und es wurden 100 mg Kaliumpersulfat zugegeben.
  • Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurden die Fasern mit einer wässrigen Seifenlösung (Konzentration 0,1 Gew.-% und Flüssigkeitsanteil 1/1000) gewaschen. Nach dem Trocknen wurde die Wasserabsorption auf 200 erhöht (eine unbehandelte Faser ergab 120%). Wenn die behandelte Faser auf eine Wasseroberfläche aufgebracht wurde, sank sie innerhalb 3 Sekunden. Eine unbehandelte Faser sank jedoch selbst nach einer Stunde nicht in Wasser. Die behandelte Kohlenstofffaser wurde mit einem Epoxyharzklebstoff gemischt, und das Gemisch wurde getrocknet. Als Ergebnis wurde ein Stab von 5 mm × 5 mm × 100 mm Größe aus einem Verbund aus Epoxyharz und hydrophil behandelter Kohlenstofffaser erhalten. Zum Vergleich wurde ein Stab derselben Größe mit Epoxyharz und unbehandelter Kohlenstofffaser hergestellt. Die Zugfestigkeit des Stabes, der eine hydrophil behandelte Kohlenstofffaser enthielt, wies den fünffachen Wert derjenigen eines Stabes auf, der unbehandelte Kohlenstofffaser enthielt.
  • (Beispiel 27)
  • Hydrophile Behandlung von Wollfasern durch das Verfahren des Aspekts 1:
  • Eine Wollfaser (6,0 g) wurde mit Methanol gewaschen, getrocknet und 60 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde sie in 15 ml einer wässrigen PVA-Lösung (enthaltend 0,375 g PVA) in einem Gefäß gegeben, und 50 mg Kaliumpersulfat wurden zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde die Faser zweimal mit einer wässrigen Lösung eines neutralen Detergens gewaschen (Konzentration 0,1 Gew.-% und Flüssigkeitsanteil 1/1000). Nach dem Trocknen war die Wasserabsorption auf 380% erhöht. Die unbehandelte Faser ergab 99%.
  • Wenn Wassertropfen auf ein unbehandeltes Wollfasergewebe gegeben wurden und das Gewebe geneigt wurde, fielen die Tropfen herunter. Andererseits wurden Wassertropfen auf die Oberfläche des verbesserten hydrophilen Wollgewebes gegeben, wobei diese in 30 Sekunden absorbiert wurden.
  • (Beispiel 28)
  • Hydrophile Behandlung von Schreibmaterialelementen aus Polypropylen des Aspekts 4:
  • Die Lösungsmittelbehandlung von 5 Tintenkollektoren und 5 Tintenbehältern aus Polypropylen wurde durchgeführt. Sie wurden 5 Minuten in Toluol bei 40°C getaucht. Dann wurden sie 1 Stunde mit Ozon behandelt. Dann wurden die behandelten Muster in ein Gemisch von 50 mg Kaliumpersulfat, 200 ml Wasser und 0,1 g CMC bei 80°C während 2 Stunden gegeben. Dann wurden die Muster, 60 ml Wasser, 0,7 ml Acrylsäure und 50 mg AIBN in ein Pyrex-Glasgefäß gegeben, welches dann bedeckt wurde. Das UV-Licht einer Hochdruckquecksilberlampe (Toshiba H400P Lampe) wurde auf das Reaktionsgefäß 2 Stunden bei 30°C gestrahlt. Der Abstand zwischen dem Gefäß und dem UV-Licht war 20 cm. Die Tintenkollektoren und -behälter wurden aus dem Reaktionsgemisch genommen und mit einer Seifenlösung 10 Minuten bei 60°C (Konzentration = 0,1 Gew.-% und der Flüssigkeitsanteil = 1/500) gewaschen, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Es wurden hydrophile Materialien erhalten. Die hydrophilen Materialien waren gut voll gesaugt, wenn sie in Wasser getaucht wurden. Eine wasserlösliche Tinte wurde in den behandelten Tintenbehälter gegeben, wobei die in dem Behälter befindliche Tinte nicht leicht ausgegossen werden konnte. Auf der anderen Seite absorbierten unbehandelte Tintenkollektoren und Tintenbehälter kein Wasser. Wenn eine wasserlösliche Tinte hineingegeben wurde, wurden deren Oberflächen nicht benetzt.
  • (Beispiel 29)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen durch das Verfahren des Aspekts 4:
  • Ein Polypropylenfaservliesstoff 5 (0,5 g) wurde mit Methanol gewaschen und getrocknet. Dann wurde er in 100 ml Toluol bei 50°C während 5 Minuten getaucht. Nach dem Abwischen von Toluol von der Oberfläche des Stoffes wurde dieser 45 Minuten mit Ozon behandelt. Der behandelte Stoff wurde in ein Gefäß gegeben, und es wurden 100 ml Wasser, 10 mg AIBN, 0,5 g PVA und 5 ml Methanol zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 1 Stunde bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde das Gewebe mit einer Seifenlösung bei 60°C gewaschen (Konzentration 0,1 Gew.-% und Flüssigkeitsanteil 1/1000).
  • Dann wurde das behandelte Gewebe in ein Pyrex-Glasgefäß gegeben, welches eine Lösung aus 30 ml Methanol, 10 mg AIBN, 30 ml Wasser und 0,3 ml Acrylsäure enthielt. Das UV-Licht einer Hochdruckquecksilberlampe (Toshiba H400P Lampe) wurde auf das Reaktionsgefäß bei 30°C während 90 Minuten gestrahlt. Der Abstand zwischen dem Gefäß und dem UV-Licht war 20 cm. Der behandelte Stoff wurde mit einer Seifenlösung 10 Minuten bei 60°C gewaschen, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Wasserabsorptionseigenschaften des erhaltenen Materials und die Wasserabsorptionsrate waren 200 beziehungsweise 5,2 cm/min (ein unbehandeltes Gewebe: 20% und 0 cm/Min.). Da die erhaltenen Materialien gute Haltbarkeit bezüglich der Wasserabsorptionseigenschaften und hervorragende Eigenschaften bezüglich Basenresistenz, Säureresistenz und Antioxidation ergaben, waren sie für Batterieseparatoren geeignet.
  • (Beispiel 30)
  • Hydrophile Behandlung einer Polyesterfolie durch das Verfahren des Aspekts 4:
  • Polyesterfolie (10 g) wurde in 100 ml Toluol bei 50°C während 10 Minuten gegeben. Nachdem die Oberfläche der Folie trocken zu sein schien, war die Gewichtszunahme der Folie etwa 2%. Dann wurde sie 30 Minuten mit Ozon behandelt. Die Ozon-behandelte Folie wurde in einen Erlenmeyer-Kolben gegeben, und 5 ml Methanol, 100 ml Wasser, 0,5 g PVA und 0,1 g Kaliumpersulfat wurden in den Kolben gegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde die Folie bei 60°C mit Wasser gut gewaschen. Dann wurde die Folie in ein Reaktionsgefäß gegeben, und 5 ml Methanol, 400 ml Wasser, 100 mg Cerammoniumnitrat (IV) und 5 ml Acrylsäure wurden zugegeben. Das Gefäß wurde unter eine Stickstoffatmosphäre gesetzt und 2 Stunden bei 80°C gehalten. Dann wurde die behandelte Folie mit einer Seifenlösung dreimal bei 60°C gewaschen (Konzentration = 0,1 Gew.-% und Flüssigkeitsanteil = 1/100). Nach dem Trocknen ergab die behandelte Folie einen Kontaktwinkel von Wasser von 22° (eine unbehandelte Folie ergab 71°). Die verbesserte Folie ergab eine gute Haltbarkeit hinsichtlich der hydrophilen Eigenschaften und saugte sich mit Wasser fast vollständig voll. Wenn die verbesserte Folie mit einem Klebstoff an einen Glasspiegel geheftet wurde, führte die Folie zu Antibeschlageigenschaften. Die verbesserte Folie konnte mit üblichen Klebstoffen an verschiedene Materialien gebunden werden.
  • (Beispiel 31)
  • Hydrophile Behandlung von Faservliesstoffen aus Polyethylen/Polyester-konjugierten Fasern vom Mantel-Kern-Typ durch das Verfahren des Aspekts 4 und dessen Anwendung für Reinigungswischer:
  • Ein Faservliesstoff aus einer konjugierten Polyethylen/Polyesterfaser vom Mantel-Kern-Typ (2,4 g) wurde in 100 ml Toluol während 2 Minuten bei Raumtemperatur eingetaucht. Dann wurde das Gewebe aus dem Toluol entnommen und mit einem Zentrifugenseparator (Umdrehungszahl 1000 UpM) ausgedrückt, bis die Oberfläche trocken erschien. Die Gewichtszunahme durch diese Lösungsmittelbehandlung war etwa 4%. Dann wurde der Stoff 30 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde der Ozon-behandelte Faservliesstoff in einen Erlenmeyer-Kolben gegeben, und 5 ml Methanol, 100 ml Wasser, 0,5 g PVA und 0,1 g Kaliumpersulfat wurden in den Kolben gegeben. Der Kolben wurde 2 Stunden bei 80°C unter eine Stickstoffatmosphäre gesetzt. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser gut gewaschen. Der erhal tene Stoff wurde ausgedrückt (bis zu einer Wasserabsorption von 300%).
  • Dann wurde der erhaltene Stoff in ein Gefäß gegeben, und 40 ml Wasser, 100 mg Cerammoniumnitrat (IV) und 5 ml Acrylsäure wurden zugegeben. Der Kolben wurde unter eine Stickstoffatmosphäre gesetzt und 2 Stunden bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit einer wässrigen Seifenlösung dreimal bei 60°C gewaschen (Konzentration 0,1 Gew.-% und Flüssigkeitsanteil = 1:500). Nach dem Trocknen war die Wasserabsorption des behandelten Faservliesstoffs gemäß "Wasserabsorptionstest 1" 2310%. Diejenige des unbehandelten Faservliesstoffs war 350. Die Gewichtszunahme des Musters nach der hydrophilen Behandlung war 4%. Die Wasserabsorptionseigenschaften des nach Aspekt 4 behandelten Materials ist höher als diejenige des Aspekts 1 (die Behandlung nach Aspekt 1 ergab eine Wasserabsorption von etwa 1400%), und es ergab sich eine hohe Wasserabsorptionsrate und eine beständige Wasserabsorptionsfähigkeit. Der verbesserte Faservliesstoff kann bevorzugt für Wischer zum Reinigen/Wischen (als Ersatz für ein Schrubbertuch) eingesetzt werden. 10 Lagen des hydrophilen Stoffes, der Wasser absorbiert (eine Wasserabsorption von etwa 2000%), wurden übereinandergelegt und an einem Wischmopp angebracht. Der Mopp wurde zum Reinigen eines Holzbodens eingesetzt. Nach der Verwendung wurden die Lagen mit Wasser gewaschen und erneut eingesetzt. Sie konnten über zehnmal verwendet werden.
  • (Beispiel 32)
  • Hydrophile Behandlung von Polypropylenfaservliesstoffen 6 durch das Verfahren nach Aspekt 1 und Anwendung für sanitäre Einmalartikel:
  • Ein Polypropylenfaservliesstoff 6 wurde 30 Minuten mit Ozon behandelt. Dann wurde das Ozon-behandelte Muster in ein Gefäß gegeben, und 500 ml Wasser, 300 mg Kaliumpersulfat, 5,0 g PVA und 50 ml Methanol wurden hineingegeben. Das Reaktionsgemisch wurde 2 Stunden unter Rühren bei 80°C gehalten. Nach der Behandlung wurde der Stoff mit Wasser bei Raumtemperatur gewaschen und dann dreimal mit Wasser bei 60°C gewaschen (2000 ml Wasser wurden für jeden Waschvorgang eingesetzt). Die Wasserabsorption des behandelten Materials gemäß "Wasserabsorptionstest 1" war 800 bis 1100.
  • Ein Modell einer Wegwerfwindel wurde wie folgt hergestellt: die wie vorstehend hergestellten hydrophilen Polyolefinfaservliesstoffe wurden für ein Innengewebe eingesetzt, ein unbehandelter hydrophober Polyolefinfaservliesstoff wurde für das Außengewebe eingesetzt, und ein Wasserrückhaltemittel (Wasserabsorptionspolymer: Stärke oder Polyacrylsäure und deren Derivate und dergleichen) wurde als Kernmaterial eingesetzt. Ein unbehandelter hydrophober Polypropylenfaservliesstoff wurde als untere Lage eingesetzt, und ein Wasserrückhaltepolymer wurde darauf gegeben, und der erfindungsgemäße hydrophile Polyolefinfaservliesstoff wurde oben daraufgesetzt. Wenn eine Tasse Wasser auf das Windelmodell gegossen wurde, drang das Wasser rasch durch den hydrophilen Polyolefinfaservliesstoff und wurde durch das Wasserrückhaltemittel absorbiert. Somit ist der hinsichtlich der Wasserabsorptionseigenschaften verbesserte, durch die vorliegende Erfindung hergestellte Faservliesstoff als Material für Wegwerfwindeln und für sanitäre/physiologische Artikel geeignet.
  • (Beispiel 33)
  • Verbesserung der Adhäsionseigenschaften von Zahnspangen:
  • 20 Zahnspangen (0,622 g) wurden nach dem Verfahren des Aspekts 4 auf ähnliche Weise wie Beispiel 28 behandelt. Die behandelten Spangen ergaben gute Adhäsionseigenschaften gegen über keramischen Materialien für Zähne zusammen mit Haftmitteln für Zähne.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, ergaben die durch die vorliegende Erfindung verbesserten verschiedenen polymeren Materialien eine hervorragende Wasserabsorptionseigenschaft und gute Adhäsionseigenschaften mit Haftmitteln. Zudem wiesen Batterieseparatoren, hergestellt mit dem erfindungsgemäß verbesserten Polyolefinfaservliesstoff, eine hohe Zugfestigkeit, ein hohes Rückhaltevermögen für elektrolytische Lösungen und eine hervorragende Basenbeständigkeit und Säurebeständigkeit auf. Somit können die erfindungsgemäßen Batterieseparatoren für Alkalibatterien und Säurebatterien als hervorragende Separatoren eingesetzt werden, welche die Leistungsfähigkeit von Batterien nicht beeinträchtigen.
  • Zudem ist das hinsichtlich der Hydrophilizität verbesserte Polyolefinfiltermedium zur Filtration von wässrigen Lösungen nützlich. Das durch die vorliegende Erfindung verbesserte Material verleiht synthetischen Papieren Wasserabsorptionseigenschaften und hervorragende Adhäsionseigenschaften. Außerdem wird die Verbesserung der Druckeigenschaften erwartet. Da die Adhäsionseigenschaften vieler Arten von polymeren Materialien, die Kohlenstofffaser enthalten, extrem verbessert wird, können hydrophile Materialien, die für die Verstärkung von Fasern für Verbundmaterialien geeignet sind, durch die vorliegende Erfindung erhalten werden. Die hydrophilen Eigenschaften der vielen anderen Arten von polymeren Materialien werden durch die vorliegende Erfindung ebenfalls verbessert. Die Absorptionseigenschaften von wasserlöslicher Tinte durch Elemente aus Polyolefin für Schreibmaterialien sind ebenfalls verbessert, was bislang unmöglich war.
  • Da die Wasserabsorptionseigenschaften durch die vorliegende Erfindung auf Polyolefine, Polyester und Verbundfasern und dergleichen übertragen werden können, können die verbesserten Materialien in verschiedenen Arten von medizinischen/sanitären/kosmetischen Artikeln und Textilprodukten für Kleidung eingesetzt werden. Wenn hydrophobe Polymerfolien in hydrophile umgewandelt werden, werden die Adhäsionseigenschaften gegenüber anderen Materialien extrem verbessert. Wenn eine Folie mit Wasserabsorptionseigenschaften an ein Glas befestigt wird, hat dieses Glas Antibeschlageigenschaften. Wenn ein Material für Schutzbrillen direkt verbessert wird, indem es hydrophil gemacht wird, hat dieses Material zudem Antibeschlageigenschaften. Wenn die Adhäsionseigenschaften von Zahnspangen aus Polypropylen durch die vorliegende Erfindung verbessert werden, können die Zahnspangen gut an Dentalmaterialien gebunden werden. Die Biokompatibilität von medizinischen Materialien, wie Gefäßpfropfen, künstliche Organe, künstliche Gelenke, Katheter und Drainagevorrichtungen, können verbessert werden.
  • Zudem ist es möglich, dass die Oberflächeneigenschaften verschiedener Arten von Materialien verbessert werden können, sodass andere Eigenschaften übertragen werden, die zu einer weiteren Entwicklung bezüglich der Anwendungen führen. Die vorliegende Erfindung kann die Affinität einer wasserlöslichen Tinte, die Eigenschaften verschiedener Arten von medizinischen/sanitären/kosmetischen Artikeln und Textilprodukten für Kleidung, die Adhäsionseigenschaften für Zahnspangen aus Polypropylen und die Wasserbenetzbarkeit und die anderen physikalischen Eigenschaften von medizinischen Materialien verbessern.

Claims (27)

  1. Verfahren zum Modifizieren eines polymeren Materials, welches (1) eine Stufe, bei der eine Aktivierungsbehandlung eines polymeren Materials durchgeführt wird, um eine Sauerstoff oder Stickstoff enthaltende funktionelle Gruppe oder eine ungesättigte Bindung in die Oberfläche des polymeren Materials einzuführen, und (2) eine Stufe umfasst, bei der eine hydrophile Polymerbehandlung des in Stufe (1) aktivierten polymeren Materials in Anwesenheit eines Katalysaors oder Initiators durchgeführt wird, wobei das modifizierte Polymer hergestellt wird.
  2. Verfahren zum Modifizieren eines polymeren Materials nach Anspruch 1, welches (1) die Stufe der Aktivierungsbehandlung, (2) die Stufe der hydrophilen Polymerbehandlung und (3) eine Stufe des Monomeraufpfropfens in dieser Reihenfolge umfasst.
  3. Verfahren zum Modifizieren eines polymeren Materials nach Anspruch 1, welches (1) eine Stufe einer Lösungsmittelbehandlung, (2) eine Stufe einer Aktivierungsbehndlung und (3) die Stufe einer hydrophilen Polymerbehandlung in dieser Reihenfolge umfasst.
  4. Verfahren zum Modifizieren eines polymeren Materials nach Anspruch 3, welches (1) die Stufe einer Lösungsmittelbehandlung, (2) die Stufe einer Aktivierungsbehandlung, (3) die Stufe einer hydrophilen Polymerbehandlung und (4) eine Stufe des Monomeraufpfropfen s in dieser Reihenfolge umfasst.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die polymeren Materialien Homopolymere oder Copolymere einer oder mehrerer Verbindungen sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: Olefinen, Vinylverbindungen, außer Olefinen, Vinylidenverbindungen; Polyestern, Polyamiden, Polyimiden, Polyurethanen, Polybenzoaten, Poly(benzoxazol)en, Poly-(p-phenylenbenzisoxazol)en, Poly(benzthiazol)en, Poly(p-phenylenbenzbisthiazol)en, Poly(alkyl-p-hydroxybenzoat)en, Poly(benzimidazol)en, Kohlenstoffmaterialien, Polyphenolen, Zelluloseacetat, regenerierter Zellulose, Vinylon, Polychlal, Casein, Wolle, Seide, Hanf und Jute.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das polymere Material in der Form einer Faser, eines Gewebes, eines gestrickten Gewebes, eines Faservliesstoffs, in Form von Platten, Stäben, Folien, Lagen, porösen Folien, Einheiten oder Teilen von geformten Materialien in einer vorgegebenen Form oder von Verbundmaterialien mit anderen Materialien ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aktivierungsverfahren mindestens eine der folgenden Behandlungen ist: Ozonbehandlung, Plasmabehandlung, UV-Bestrahlungsbehandlung und Hochspannungsentladungsbehandlung.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das hydrophile Polymer mindestens ein Mitglied ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Poly(hydroxyethylmethacrylat), Poly-alpha-hydroxyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Polyvinylpyrrolidon, Polyalkylenglycol, Stärke, Seidenfibroin, Sericin, Agar, Gelatine, Eiweiß und Natriumarginat besteht.
  9. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, wobei das Monomer eine Verbindung mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindung ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Monomere mindestens ein aus der aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylacetat, 2-Butensäure, Ethylensulfonsäure, Hydroxyalkylacrylat, Hydroxyalkylmethacrylat, Acrylamid, Vinylpyridin, Vinylpyrrolidon, Vinylcarbazol, Maleinsäureanhydrid oder Pyromellitsäuredianhydrid bestehenden Gruppe ausgewählt sind.
  11. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, wobei die Stufe des Monomeraufpfropfens in Anwesenheit von Katalysatoren oder Initiatoren durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, wobei die Stufe des Monomeraufpfropfens durch eine oder beide der folgenden Verfahren durchgeführt wird: (1) Erhitzen in Anwesenheit von Katalysatoren oder Initiatoren und (2) UV-Bestrahlung in Anwesenheit oder Abwesenheit von Katalysatoren, Initiatoren oder Photosensibilisatoren.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Initiatoren mindestens ein unter Peroxiden, Cerammoniumnitrat (IV) oder Persulfaten ausgewähltes Mitglied sind.
  14. Polymeres Material, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  15. Batterieseparatoren, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  16. Wisch-/Reinigungsmaterial, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  17. Filtermedien, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  18. Wasserabsorptionsmaterialien, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  19. Wasserhaltematerialien, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  20. Materialien für Mikroorganismenkulturmedien, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  21. Verbundmaterialien, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  22. Schreibmaterialien, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  23. Polymere Materialien mit Klebeeigenschaften, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  24. Medizinische/sanitäre/kosmetische Behälter, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  25. Synthetische Papiere aus Polymermaterialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  26. Spangen zum Ausrichten von unregelmäßigen Zähnen, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
  27. Textilprodukte für Kleidung oder innere Auskleidung von Betten/Betttüchern, die polymere Materialien, erhalten durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, enthalten.
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