JP2006016708A - Fibrous structure treating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維構造物をプラズマで表面処理し、優れた吸水性、防汚性、接着性を付与する機能付与加工方法に関するものである。 The present invention relates to a function-imparting processing method in which a fiber structure is surface-treated with plasma to impart excellent water absorption, antifouling properties and adhesion.
合成繊維は、その優れた物理的性質により、衣料用または産業用に広範に使用されている。しかし、繊維表面の活性が低いため、吸水性、防汚性等に劣るという本質的欠点を有する。そこで、これらの欠点を改良するために、種々の改質が行われている。改質の方法としては、一般的には、要求される機能を発揮せしめる化合物を繊維表面に付着させる方法が広く採用されているが、繊維の風合い、染色堅牢度を低下させる場合が多く、かつ洗濯耐久性に問題があるものである。化合物を使用しないで繊維表面を改質する方法としては、プラズマ放電雰囲気で処理し、繊維表面に官能基を生成させる方法が知られている(例えば特許文献1参照)。 Synthetic fibers are widely used for clothing or industry due to their excellent physical properties. However, since the activity of the fiber surface is low, it has the essential drawback of poor water absorption and antifouling properties. Therefore, various modifications have been made to improve these drawbacks. As a modification method, generally, a method of adhering a compound that exhibits a required function to the fiber surface is widely adopted. There is a problem with washing durability. As a method for modifying the fiber surface without using a compound, a method is known in which a functional group is generated on the fiber surface by treatment in a plasma discharge atmosphere (see, for example, Patent Document 1).
かかる放電処理には、減圧下でプラズマを発生させる低圧プラズマ処理と大気圧近傍でプラズマを発生させる大気圧プラズマ処理がある。前者は、繊維表面の改質効果が高いものであるが、減圧容器や減圧装置を必要とするので、多額の装置費用がかかる問題がある。後者は、減圧容器等を必要としないのでコスト面で有利であるが、前者に比べ表面改質能力が低いという問題を抱えている。近年は、大気圧雰囲気で減圧雰囲気なみの効果を得るための開発が装置を中心に検討されているが(例えば特許文献2〜4参照。)、低圧プラズマ処理の改質効果にまでは至っていないのが現状である。
本発明は、かかる従来技術に鑑み、改質効果の高い、繊維構造物の大気圧プラズマ処理方法を提供せんとするものである。 In view of the prior art, the present invention provides an atmospheric pressure plasma treatment method for a fiber structure, which has a high modification effect.
本発明は、上記課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明の繊維構造物の処理方法は、繊維表面に水分を含有させて、大気圧プラズマ雰囲気で処理することを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following means. That is, the method for treating a fiber structure according to the present invention is characterized in that moisture is contained in the fiber surface and the treatment is performed in an atmospheric pressure plasma atmosphere.
本発明によれば、高度な吸水性、防汚性、接着性を有する繊維構造物を安定に、かつ低コストで供給することができる。本発明の機能性を有する繊維構造物は、特に一般衣料用途はもとより、産業資材にも好適に使用できるものである。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fiber structure which has high water absorption, antifouling property, and adhesiveness can be supplied stably and at low cost. The fiber structure having the functionality of the present invention can be suitably used not only for general clothing but also for industrial materials.
本発明は、前記課題、つまり大気圧プラズマ処理で表面改質効果を向上させるための処理について鋭意検討した結果、繊維表面に含水させた後、大気圧プラズマで処理する技術を採用することにより、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。 The present invention, as a result of earnestly examining the above-mentioned problem, that is, the treatment for improving the surface modification effect by the atmospheric pressure plasma treatment, by adopting a technique of treating the fiber surface with water and then treating with the atmospheric pressure plasma, It has been clarified that such problems can be solved all at once.
本発明において、繊維構造物を構成する繊維としては、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリアクリロニトリル系繊維、ポリエチレン系系繊維、ポリプロピレン系繊維、ポリ塩化ビニル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、などの合成繊維、アセテート、レーヨンなどの半合成繊維、また、木綿、羊毛、麻、絹などの天然繊維であり、これらを単独あるいは二種以上混合して使用することができる。なかでも、合成繊維に効果的で、特にポリエステル系繊維やポリアミド系繊維に有効である。かかる繊維は、長繊維でも短繊維でもよく、これらを混合して使用してもよい。 In the present invention, the fiber constituting the fiber structure is a synthetic fiber such as polyester fiber, polyamide fiber, polyacrylonitrile fiber, polyethylene fiber, polypropylene fiber, polyvinyl chloride fiber, or polyvinyl alcohol fiber. These are semi-synthetic fibers such as fibers, acetate, rayon and the like, and natural fibers such as cotton, wool, hemp and silk, and these can be used alone or in combination. Among these, it is effective for synthetic fibers, and particularly effective for polyester fibers and polyamide fibers. Such fibers may be long fibers or short fibers, and these may be used in combination.
本発明における繊維構造物としては、前記繊維からなる編物、織物、不織布、ロープ、紐などを使用することができる。 As the fiber structure in the present invention, a knitted fabric, a woven fabric, a non-woven fabric, a rope, a string, or the like made of the fiber can be used.
本発明は繊維表面に水を含有させるものであり、含水量は繊維重量すなわち、繊維構造物の乾燥重量に対して好ましくは5〜150wt%であり、さらに好ましくは10〜100wt%、より好ましくは30〜80wt%である。含水量をこれらの範囲とすることでより大きな改質効果を得ることができる。なお、含水量は後述する測定方法によって測定した値をいう。 In the present invention, the fiber surface contains water, and the water content is preferably 5 to 150 wt%, more preferably 10 to 100 wt%, more preferably the fiber weight, that is, the dry weight of the fiber structure. 30 to 80 wt%. By making the water content within these ranges, a greater reforming effect can be obtained. In addition, water content says the value measured with the measuring method mentioned later.
本発明において、繊維構造物への含水処理方法は、特に限定されるものではないが、例えば10〜60℃の水に繊維構造物を浸積した後、目標とする含水量になるようにマングル等で絞ったり、脱水機で脱水したりする方法や、スプレーで布帛の片面あるいは両面に水を散布する方法などを採用することができる。 In the present invention, the moisture treatment method for the fiber structure is not particularly limited. For example, after the fiber structure is immersed in water at 10 to 60 ° C., the mangle is adjusted so that the target moisture content is obtained. A method of squeezing with a dehydrator, a method of dehydrating with a dehydrator, a method of spraying water on one side or both sides of a fabric with a spray, and the like can be employed.
本発明に使用する水は特に制約されないが、水道水、地下水、工業用水または蒸留水などを使用することができる。 The water used in the present invention is not particularly limited, but tap water, ground water, industrial water, distilled water, or the like can be used.
本発明の大気圧プラズマ雰囲気のでの処理とは、700〜800Torrの圧力下で高電圧を印可することにより発生するプラズマ放電処理を意味するものであり、かかる高電圧印可電源は交流でも直流でもよいが放電の安定性からは交流が好ましく、放電周波数は好ましくは60Hz〜1000KHz、より好ましくは5〜100KHzである。本発明において放電雰囲気に使用するガスとしては、アルゴン、ヘリウム、酸素、窒素、空気、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、アンモニア、パーフルオロメタンなどの非重合性ガスが好ましく、これらを単独あるいは二種以上の混合物として使用することができる。なかでも、空気を使用することが処理コスト面で好ましい。本発明においては放電用ガス雰囲気に、本発明の効果を阻害しない範囲で、重合性ガス、例えば、エチレン、8フッ化シクロブタン、6フッ化炭素などが混合されていてもよい。 The treatment in the atmospheric pressure plasma atmosphere of the present invention means a plasma discharge treatment generated by applying a high voltage under a pressure of 700 to 800 Torr, and such a high voltage application power source may be an alternating current or a direct current. However, in terms of discharge stability, alternating current is preferable, and the discharge frequency is preferably 60 Hz to 1000 KHz, more preferably 5 to 100 KHz. The gas used in the discharge atmosphere in the present invention is preferably a non-polymerizable gas such as argon, helium, oxygen, nitrogen, air, carbon monoxide, carbon dioxide, water vapor, ammonia, perfluoromethane, and these are used alone or in combination. It can be used as a mixture of seeds or more. Of these, the use of air is preferable in terms of processing costs. In the present invention, a polymerizable gas such as ethylene, octafluorocyclobutane, carbon hexafluoride, or the like may be mixed in the discharge gas atmosphere as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明における放電処理装置としては、公知の放電処理装置を用いることができるが、対向した電極を設置するのがよい。電極の形状としては、例えば、平板状、棒状、ワイヤー状、ロール状、ナイフエッジ状などが使用でき、これらを組み合わせて使用してもかまわない。かかる電極は、誘電体で被覆されていることが放電の均一性から好ましく、誘電体としてはセラミックスをコーティングしたり、ガラス、シリコンゴムあるいはフッ素系樹脂からなるフィルムで被覆してもよい。放電電極間の距離は、通常は0.1〜5cmであり、好ましくは0.2〜0.4cmの範囲で使用すれば均一な放電を形成することができる。また、両電極は必要に応じて水などで冷却するのが好ましい。本発明の放電電力としては、放電印可電力を放電電極の面積で割った値で0.2〜25w/cm2の範囲が好ましい。0.2w/cm2より小さいと処理に時間がかかりすぎる傾向があり、25/cm2を越えると放電が不安定になったり、熱により被処理物が損傷したりする傾向がある。処理時間は、数秒から数分の範囲で目的とする効果に応じて設定する。本発明においてプラズマ放電処理は、大気圧プラズマ雰囲気で直接処理することが効果的であるが、放電部分に直接曝さないで、放電部の下流で処理するリモートプラズマ処理あるいはアフターグロー処理とすることができる。 As the discharge treatment apparatus in the present invention, a known discharge treatment apparatus can be used, but it is preferable to install opposed electrodes. As the shape of the electrode, for example, a flat plate shape, a rod shape, a wire shape, a roll shape, a knife edge shape, or the like can be used, and these may be used in combination. Such an electrode is preferably coated with a dielectric material from the viewpoint of uniformity of discharge, and the dielectric material may be coated with ceramics, or may be coated with a film made of glass, silicon rubber, or fluorine resin. The distance between the discharge electrodes is usually 0.1 to 5 cm, and a uniform discharge can be formed when used within the range of preferably 0.2 to 0.4 cm. Moreover, it is preferable to cool both electrodes with water etc. as needed. The discharge power of the present invention is preferably in the range of 0.2 to 25 w / cm 2 as a value obtained by dividing the discharge applied power by the area of the discharge electrode. Tend to 0.2 w / cm 2 less than the time to process too much, tends to becomes unstable discharge and exceeds 25 / cm 2, the object to be treated by heat or damage. The processing time is set in the range of several seconds to several minutes according to the target effect. In the present invention, it is effective to perform the plasma discharge treatment directly in the atmospheric pressure plasma atmosphere. However, it is preferable that the plasma discharge treatment is a remote plasma treatment or an after glow treatment in which the treatment is performed downstream of the discharge portion without directly exposing the discharge portion. it can.
なお、本発明は、大気圧プラズマで処理した後、繊維構造物を80〜180℃の温度で熱処理を行うことが好ましい。 In the present invention, it is preferable to heat-treat the fiber structure at a temperature of 80 to 180 ° C. after the treatment with atmospheric pressure plasma.
本発明は、繊維表面に水を介在させることで、効率的に、繊維表面に官能基を生成することができ、高度な吸水性、防汚性、接着性を有する繊維構造物を製造することができる。 The present invention can efficiently produce functional groups on the fiber surface by interposing water on the fiber surface, and produce a fiber structure having high water absorption, antifouling properties, and adhesiveness. Can do.
次に実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
なお、実施例中における各種性能は、下記の方法で評価した。 Various performances in the examples were evaluated by the following methods.
<含水量>
繊維構造物をピンテンターで170℃で1分間処理した直後の重量を乾燥状態の基準重量とし、含水処理による重量増加量を求めて含水量を計算した。
<Water content>
The weight immediately after treating the fiber structure with a pin tenter at 170 ° C. for 1 minute was taken as the reference weight in the dry state, and the water content was calculated by obtaining the weight increase by the water treatment.
<吸水性>
JIS L 1096(滴下法)により測定した。
<Water absorption>
It measured by JIS L 1096 (drop method).
<防汚性>
JIS L 0821に規定されている汚染液150mlと直径6.4mmのステンレス鋼球10個をラウンダーメーター型洗濯試験機付属の450cc試験ビンに入れ、40±2℃に予熱した後、試料(白:5cm×10cm)を入れ、試験機に取り付け、40±2℃にて20分間回転した後、試料を取り出し、水洗した後風乾した。該汚染布の汚染の程度をJIS L 0805に規定された染色堅牢度試験用グレースケールで級判定し洗濯時における汚染のしにくさの程度を求めた。
<Anti-fouling property>
150 ml of the contaminated liquid specified in JIS L 0821 and 10 stainless steel balls with a diameter of 6.4 mm are put in a 450 cc test bottle attached to a round meter type laundry tester, preheated to 40 ± 2 ° C., and then a sample (white: 5 cm × 10 cm), attached to a testing machine and rotated at 40 ± 2 ° C. for 20 minutes, then the sample was taken out, washed with water and air-dried. The degree of contamination of the soiled fabric was determined by the gray scale for dyeing fastness test specified in JIS L 0805, and the degree of contamination resistance during washing was determined.
<耐洗濯性>
自動反転渦巻き電気洗濯機に、JIS K 337に規定される弱アルカリ合成洗剤を0.2%の濃度になるように溶解し、浴比1:50で40±2℃の温度で、強条件で10分間洗濯し、次いで排水し水洗を5分とする工程を1回としてこれを10回繰り返した後、風乾した。
<Washing resistance>
A weak alkaline synthetic detergent specified in JIS K 337 is dissolved in an automatic inversion swirl electric washing machine to a concentration of 0.2%, and the bath ratio is 1:50 at a temperature of 40 ± 2 ° C. under strong conditions. The process of washing for 10 minutes and then draining and rinsing with water for 5 minutes was repeated 10 times, and then air-dried.
洗濯後、上記と同様に吸水性、防汚性を測定し、耐洗濯性とした。 After washing, water absorption and antifouling properties were measured in the same manner as described above to make it wash-resistant.
<接着性>
30μmのポリウレタン樹脂フィルムをポリウレタン系接着剤/イソシアネート/触媒からなる溶剤系接着剤で繊維構造物に接着し、JIS K 6328に規定される方法で剥離強力(N/2cm幅)を測定した。
<Adhesiveness>
A 30 μm polyurethane resin film was adhered to the fiber structure with a solvent-based adhesive composed of polyurethane-based adhesive / isocyanate / catalyst, and the peel strength (N / 2 cm width) was measured by the method prescribed in JIS K 6328.
実施例1〜12、比較例1〜3
ポリエチレンテレフタレートからなる84dtex、72フィラメントの仮撚り加工糸をタテ糸、ヨコ糸に使用して平織物を製織したのち、常法により95℃の温度で非イオン界面活性剤とソーダ灰を含む浴中で連続精練し、湯洗、水洗し、次いで130℃の温度で乾燥し、180℃の温度でピンテンターセットして、タテ/ヨコ密度145/91本/2.54cmの織物とした。該織物を次に示す方法で処理し、性能を評価した結果を表1に示した。
Examples 1-12, Comparative Examples 1-3
After weaving a plain fabric using 84 dtex, 72 filament false twisted yarn made of polyethylene terephthalate for warp and weft yarns, in a bath containing nonionic surfactant and soda ash at a temperature of 95 ° C. by a conventional method Scouring continuously, washing with hot water, washing with water, then drying at a temperature of 130 ° C., and setting with a pin tenter at a temperature of 180 ° C. to obtain a warp / width of 145/91 / 2.54 cm. Table 1 shows the results of treating the fabric by the following method and evaluating the performance.
[含水処理]
水道水を使用して、浸積・マングル絞り法とスプレーで織物の両面に塗布する方法で含水量を変えて処理した。
[Water treatment]
Using tap water, the water content was changed by the soaking / mangle squeezing method and spraying on both sides of the fabric.
[大気圧プラズマ処理]
雰囲気ガスに空気または窒素を使用した。
[Atmospheric pressure plasma treatment]
Air or nitrogen was used as the atmospheric gas.
セラミックスを1mmの厚さでその表面に焼結した15cm×15cmのステンレス板2枚を1.5mmの間隔でセットし、一方の電極に周波数8KHzの電源を使用して印可電力(W/cm2)を変更して7秒間の処理を行った。処理物はもう一方の電極の上に設置した。 Two 15 cm × 15 cm stainless steel plates sintered on the surface with a thickness of 1 mm are set at an interval of 1.5 mm, and applied power (W / cm 2) using a power supply with a frequency of 8 KHz on one electrode. ) And changed for 7 seconds. The treated product was placed on the other electrode.
表1から、本発明によるものは、耐久性に優れた吸水性、防汚性、接着性を有することが分かる。 From Table 1, it can be seen that the product according to the present invention has excellent water absorption, antifouling properties and adhesiveness.
Claims (4)
The method for treating a fiber structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas for generating plasma is air.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004192895A JP2006016708A (en) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | Fibrous structure treating method |
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JP2004192895A JP2006016708A (en) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | Fibrous structure treating method |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009543713A (en) * | 2006-07-17 | 2009-12-10 | インターグラリオン リミテッド | Board material manufacturing method and board material |
CN106498703A (en) * | 2016-10-08 | 2017-03-15 | 常州创索新材料科技有限公司 | A kind of preparation method of moisture absorption antistatic acrylic fiber fiber |
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2004
- 2004-06-30 JP JP2004192895A patent/JP2006016708A/en active Pending
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