JP2004052159A - 磁性繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な製造設備を必要とすることなく、繊維の物性を損なうことのない、簡易な製造方法により、健康衣料等へ応用した場合に治療効果があるとされる表面磁気特性が１００ガウス以上の繊維製品の製造を可能にする、磁性繊維の製造方法を提供する。
【解決手段】磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の混合物を繊維に付与した後、この繊維を加熱処理し、加圧処理し、次いで着磁させる。
【選択図】　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性繊維の製造方法に関する。特に、本発明は、発生する磁力の効果により各種健康衣料等への応用を可能にする、磁性繊維の簡易な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで磁力を有する繊維としては、特開昭５５−９８９０９号公報や特公昭６４−４８２号公報に開示されている、磁性体を繊維形成性熱可塑性重合体に紡糸段階で練り込み、繊維化する方法、特開昭５７−１６７４１６号公報や特開平６−１０８３０９号公報に開示されている、磁性体を含有するポリマーからなる磁性層と繊維形成性可塑性重合体からなる保護層とが複合されている複合繊維等が提案されている。しかし、紡糸段階で磁力を付与させる場合、磁性体を練り込んで繊維化する方法では繊維表面に磁性体が露出し、例えば、磁石の微粉末を配合したゴム状の素材または糸状の素材では、製糸、織編み時に素材表面の磁性体と操業機器との間に摩擦が生じて摩耗させたり、繊維自体の強度が弱いものとなったりするという問題があり、複合繊維の場合には紡糸性、延伸性に劣り、また特殊な製造設備を必要となるという問題がある。また、水溶性、エマルジョン系もしくは溶剤系の樹脂をバインダーとして用い、磁性体を後加工で繊維に付与した繊維構造物では、磁性体間の緻密状態が粗となり、表面磁気特性が２０ガウス以下である弱い磁力の繊維しか得られなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、特殊な製造設備を必要とすることなく、繊維の物性を損なうことのない、簡易な製造方法により、健康衣料等へ応用した場合に治療効果があるとされる表面磁気特性が１００ガウス以上の繊維製品の製造を可能にする、磁性繊維の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、磁性体と熱可塑性樹脂を特定の形態で繊維に付与し、加熱処理およひ加圧処理の後、着磁させることにより、良好な表面磁気特性が得られることを見出し、この知見に基づき本発明を完成させた。
【０００５】
すなわち、本発明は、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の混合物を繊維に付与した後、この繊維を加熱処理し、加圧処理し、次いで着磁させることを含む磁性繊維の製造方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる磁性体粉体としては、着磁により磁性を帯びるものであれば特に制限なく用いることができるが、強磁性体またはフェリ磁性体が好ましい。具体的には、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライトなどのフェライト化合物、サマリウム−コバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）磁性体、ネオジウム−鉄−ホウ素（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）磁性体などの金属間化合物等が保磁力が大きいことから好ましい。また、磁性体粉体として、熱可塑性樹脂粉体との接着性を増すために、表面がシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ジルコニウム系のカップリング剤等で表面処理されたものを使用することもできる。用いられる磁性体粉体の粒子径には、特に制限はないが、平均粒子径が１０μｍ以下であることが好ましく、特に５μｍ以下が好ましい。
【０００７】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂粉体の樹脂としては、６−ナイロン、１２−ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂等が挙げられるが、繊維製品としての実用上ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂が好ましく、これらの熱可塑性樹脂の流動開始温度が８０〜１８０℃であることが好ましい。熱可塑性樹脂粉体の粒子径には、特に制限はないが、平均粒子径が１〜５００μｍであることが好ましく、特に５０〜２００μｍであることが好ましい。また、これらの熱可塑性樹脂粉体は、それぞれ単独でまたは２種以上を配合して使用することができる。
【０００８】
また、本発明において磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体との混合割合は、重量割合で９５〜５０：５〜５０の場合が磁力および繊維形態上好ましく、特に９０〜７０：１０〜３０であることが好ましい。
【０００９】
本発明の方法において、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の混合物を繊維に付与する方法には特に制限はないが、その操作の容易性と効果の観点から、プリント法またはコーティング法を用いるのが好ましい。これらのプリント法またはコーティング法に用いられる装置としては、従来より用いられているプリント装置、コーテイング装置が使用可能であり、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体とを単純に混合したものを含むプリント用液またはコーティング用液を調製し、繊維に付与する方法、あるいは熱可塑性樹脂粉体を溶融させ、これに磁性体粉体を混合した後、再度粉末化した粉体を含むプリント用液またはコーティング用液を調製し、繊維に付与する方法が挙げられる。この場合、水または水とアルコール等の親水性溶媒との混合溶媒等の溶媒に分散させて、プリント用液またはコーティング用液を調製することが好ましい。これらの方法により上記混合物を繊維に付与した後、加熱処理により樹脂を溶融させ、その後加圧処理を行い、次いで着磁させることにより、接着性および緻密状態が改善された、磁性繊維もしくは磁性繊維製品を容易に得ることができる。
【００１０】
本発明の方法においては、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の溶媒分散物を調製する場合に、必要であれば、分散剤、安定化剤を使用することができる。この時使用される分散剤には特に制限はないが、例えば、高級アルコールアルキレンオキサイド付加物、アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物、スチレン化アルキルフェノールアルキレンオキサイド付加物、スチレン化フェノールアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アルキレンオキサイド付加物、多価アルコール脂肪酸エステルアルキレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンアルキレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドアルキレンオキサイド付加物、油脂のアルキレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加物等のポリアルキレングリコール型非イオン界面活性剤、グリセロールの脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビトールまたはソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、アルカノールアミン類の脂肪酸アミド等の多価アルコール型非イオン界面活性剤、脂肪酸セッケンなどのカルボン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルキルポリアルキレングリコールエーテル硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸エステル、硫酸化脂肪酸、硫酸化オレフィンなどの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸などのホルマリン縮合物、α−オレフィンスルホン酸塩、パラフィンスルホン酸塩、イゲポンＴ型、スルホコハク酸ジエステル塩などのスルホン酸塩、高級アルコールリン酸エステル塩などのリン酸エステル塩等のアニオン界面活性剤を使用することができる。また、安定化剤にも特に制限はないが、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、プロピルセルロース、カルボキメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ザンタンガム、デンプン糊などの安定化剤を使用することができる。
【００１１】
さらに、磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の溶媒分散物をプリント法またはコーティング法により繊維材料に付与する場合には、加工に適した粘度に調整することも可能である。この時用いられる粘度調整剤には特に制限はないが、例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、プロピルセルロース、カルボキメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ザンタンガム、デンプン糊などの粘度調整剤を使用することができる。
【００１２】
プリント法またはコーティング法により繊維に付与された磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の混合物は、その後の加熱処理で溶融され、次いで保磁力およびバインダー性を向上させるため、また磁性体粉体間の緻密性を上げる目的で加圧処理が施される。この加圧処理時に、必要であれば加熱を施すことも可能である。これらの加熱処理の条件としては、熱可塑性樹脂の特性で異なるものの、熱可塑性樹脂の流動開始温度前後であるのが好ましく、通常６０〜１８０℃で行われる。また、加圧処理時に用いられる加圧機器にも特に制限はないが、従来より用いられている加熱プレス機、カレンダー成形機等を使用することができる。この時のプレス圧は繊維の種類、構造、目的により異なり、特に限定されるものではないが、通常１０〜１００００ｋＰａで行われる。
【００１３】
本発明に用いられる繊維にも特に制限はなく、例えば、綿、絹、ウールなどの天然繊維、レーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成繊維、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアラミド繊維などの合成繊維、及びこれらの繊維の複合繊維などが挙げられ、その形態としてはばら毛、トウ、糸、編物、織物、不織布などが挙げられる。
【００１４】
磁性体粉末と熱可塑性樹脂粉末の混合物が付与された繊維は、加熱処理および加圧処理の後、永久磁石を組み込んだ磁気回路、電磁石などの持続磁場発生装置、またはオイルコンデンサーやケミカルコンデンサーなどを利用した瞬間磁場発生装置等の公知の装置を用いて着磁させることで磁化される。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに説明するが、本発明はこれの実施例により何ら限定されるものではない。
【００１６】
実施例１
平均粒子径１．１μｍのストロンチウムフェライト粒子４０重量部、流動開始温度１５０℃、平均粒子径１００μｍのポリアミド樹脂１０重量部、トリスチリルフェノールのエチレンオキサイド２０モル付加物１重量部および水４９重量部の混合物を、ネオステッカーＮＴ（非イオン系増粘剤、日華化学（株）製）にて粘度１０Ｐａ・ｓに調整した。この水系分散物を、綿メリヤス（目付：１５０ｇ／ｍ^２　）に直径７ｍｍのドット、５ｍｍ間隔、塗布量２０００ｇ／ｍ^２　（ＷＥＴ）でプリントした。その後、１２０℃×３分間、１７０℃×１分間の加熱処理を行った。次に、加熱プレス機にて、３０ｋＰａの加圧下に、１５０℃で１０秒間、加熱加圧処理を行った。次いで、この加工布を、コンデンサー式着磁機により、５０００Ａにて着磁処理した。この加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．５ｍｍホール素子）にて測定したところ、２５０ガウスであった。
【００１７】
実施例２
平均粒子径２．７μｍのバリウムフェライト粒子４５重量部、流動開始温度１１７℃、平均粒子径１２０μｍのポリウレタン樹脂５重量部、トリスチリルフェノールのエチレンオキサイド２０モル付加物１重量部および水４９重量部の混合物を、ネオステッカーＮＴ（非イオン系増粘剤、日華化学（株）製）にて粘度１０Ｐａ・ｓに調整した。この水系分散物を、綿メリヤス（目付：１５０ｇ／ｍ^２　）に、塗布量２０００ｇ／ｍ^２　（ＷＥＴ）でコーテングした。その後、１２０℃×３分間、１５０℃×１分間の加熱処理を行った。次に、加熱プレス機にて、３０ｋＰａの加圧下に、１００℃で１０秒間、加熱加圧処理を行った。次いで、この加工布を、コンデンサー式着磁機により、５０００Ａにて着磁処理した。この加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．　５ｍｍホール素子）にて測定したところ、２８０ガウスであった。
【００１８】
比較例１
加熱加圧処理を行わなかった以外は実施例１と同じ操作を繰り返した。得られた加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．５ｍｍホール素子）にて測定したところ、４５ガウスであった。
【００１９】
比較例２
平均粒子径２．７μｍのバリウムフェライト粒子４５重量部、ネオステッカーＰＢ−１００（エマルジョンタイプの熱可塑性アクリル樹脂、日華化学（株）製）１３重量部および水４２重量部の混合物を、ネオステッカーＮＴ（非イオン系増粘剤、日華化学（株）製）にて粘度１０Ｐａ・ｓに調整した。この水系分散物を、綿メリヤス（目付：１５０ｇ／ｍ^２　）に、塗布量２０００ｇ／ｍ^２　（ＷＥＴ）でコーテングした。その後、１２０℃×３分間、１５０℃×１分間の加熱処理を行った。次に、加熱プレス機にて、３０ｋＰａの加圧下に、１００℃で１０秒間、加熱加圧処理を行った。次いで、この加工布を、コンデンサー式着磁機により、５０００Ａにて着磁処理した。この加工布の表面磁気特性をガウスメーター（０．　５ｍｍホール素子）にて測定したところ、１８ガウスであった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、既存の繊維加工装置を使用して、容易に磁力を有する繊維加工品を製造することが可能である。また、本発明の方法により得られる磁性繊維製品を用いた衣服を着用すれば、皮膚面を通して磁場が形成されるため、血行促進作用や、神経への好ましい作用が期待でき、下着、肌着、腰巻き、靴下などの健康衣料製品への展開が期待できる。また、その磁気特性を利用して磁界波シールド等の様々な他の用途への展開も期待できる。

Claims (3)

1. 磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の混合物を繊維に付与した後、この繊維を加熱処理し、加圧処理し、次いで着磁させることを含む磁性繊維の製造方法。
2. 磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の混合物を、水または水と親水性溶媒との混合溶媒に分散させ、繊維に付与する、請求項１に記載の方法。
3. 磁性体粉体と熱可塑性樹脂粉体の混合物を、プリント法またはコーティング法により繊維に付与する、請求項１または２に記載の方法。