JP2010031403A - 光触媒含有芯鞘型複合繊維およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鞘部に光触媒粒子を含む光触媒含有芯鞘型複合繊維であって下記要件を満足する光触媒含有芯鞘型複合繊維。光触媒が酸化チタンを主成分とするものであることが好ましい。a)鞘部の厚さが10〜1500nmであること。b)光触媒粒子の平均2次粒子径が鞘部の厚みよりも大であること。c)光触媒粒子により繊維表面に凸部を形成されていること。
【選択図】なし
Description
鞘部に光触媒粒子を含む光触媒含有芯鞘型複合繊維であって下記要件を満足することを特徴とする光触媒含有芯鞘型複合繊維。
a)鞘部の厚さが10〜1500nmであること。
b)光触媒粒子の平均2次粒子径が鞘部の厚みよりも大であること。
c)光触媒粒子により繊維表面に凸部を形成されていること。
が提供される。
が提供される。
1.鞘成分ポリマーの重合時または重合直後に光触媒を添加含有させる方法、
2.鞘成分ポリマーをベースとする光触媒を含有するマスターバッチを作製しておき、それを使用する方法、
3.紡糸するまでの任意の段階(例えば、ポリマーのペレットの作製段階、溶融紡糸段階など)で光触媒を添加させる方法
などを挙げることができるが重合時の触媒活性による副反応の防止などの観点からマスターバッチ添加法が好ましく用いられる。
光触媒性能は下記の測定法により消臭率で評価した。
臭気成分の初期濃度をアンモニア100ppmとした総量3リットル分を、試料量1g/リットルとした筒網状試料と共にテドラーバッグ内に封入し、紫外線ランプを1.2mW/cm2・hrの強度で照射し、24hr後の容器中の臭気成分の残存濃度を検知管を用いて測定して求めた。
フリーフォールにて繊維断面を観察し、芯と鞘の中心のずれがないことを確認したうえで、単糸繊度から繊維の直径を求め、さらに芯部の吐出比率から芯部の直径を算出し、鞘部の厚みを求めた。
延伸糸の側面を走査型電子顕微鏡にて2000倍にて撮影し、明らかに粒子によって突起状に生じている繊維表面の箇所を凸部とし、10μm当たりの個数をn=10にて測定し、長さ1μm当たりの平均値として算出した。
20℃、65%RHの雰囲気下で、引張試験機により、試料長20cm、速度20cm/分の条件で破断時の強度を測定した。測定数は10とし、その平均をそれぞれの強度とした。
1.2mW/cm2・hrの紫外線ランプを繊維を筒網状とした布帛に400hr照射し、照射後のサンプルから繊維を抜き取って繊維強度を測定し、初期の繊維強度に対する強度の保持率として算出した。
光触媒の平均2次粒子径は各種測定法により測定することができる。一例を挙げれば、動的光散乱式粒度分布測定装置によって測定することができ、この動的光散乱式粒度分布測定装置としては、例えば、日機装株式会社製 MICROTRAC UPA(model:9340−UPA150)が挙げられる。
固有粘度0.64(35℃、オルソクロロフェノール中)のポリエチレンテレフタレートに対し、このポリマーをベースポリマーとし、日機装株式会社製 MICROTRACUPA(model:9340−UPA150)を用いて測定した平均2次粒子径が1.2μmの光触媒粒子(石原産業株式会社製、光触媒酸化チタンST−01)10重量部を用いて作成したマスターバッチを、上記ベースポリマーに対して20重量%チップブレンドし、溶融温度285℃で押出機にて溶融した。他方、上記ベースポリマーで使用したポリエステルを単独で別の押出機にて別々に溶融した。それぞれの溶融ポリマーを、光触媒を含有するポリエステルが鞘成分となるようにして、36孔の円形の吐出孔を有する芯鞘型複合繊維用口金を用い、鞘/芯の重量比が30/70となるように吐出し、紡糸速度1000m/分にて引き取った後、一旦巻き取ることなく、予熱温度90℃、熱セット温度120℃、延伸倍率3.7倍で延伸し、3700m/分の速度で巻き取った。得られた鞘芯複合型ポリエステルマルチフィラメントは、繊度40dtex、単糸繊度1.1dtex、強度4.1cN/dtex、伸度28%であり、芯部の偏心は認められず、鞘部の厚みは860nmであった。この繊維の側面を観察したところ、凸部が多数形成されており、筒網として消臭性、強度保持率の評価をおこなったところ、表1に示す通り共に優れた性能を有することが確認された。
実施例1において、芯部と鞘部の比率を10/90としたものを実施例2、40/60としたものを比較例1、紡糸時に72孔の口金を用いたものを実施例3、吐出量を増やし、繊度を156dtexとしたものを比較例2とし、上記変更点以外は実施例1と同様の方法で繊維を得た。得られた芯鞘複合型繊維の物性を表1に示す。
本発明の範囲内である実施例2、3においては、繊維強度も高く、消臭性、強度保持率を両立する優れたものを得ることができたが、鞘部の厚みが光触媒の径より大きな比較例1、比較例2においては繊維表面にみられる凸部の量が少なく、消臭性に劣るものとなった。また、鞘部の比率の高い比較例1においては強度保持率においても性能の劣るものとなった。
実施例1において鞘部に用いたポリマーを用い、繊維を芯鞘構造とせずにそのまま吐出した以外は実施例1と同様の方法で繊維を作成し比較例3とした。また、比較例3において、光触媒の含有量を6%となるように調整したものを比較例4とした。比較例3は消臭性能に劣り、比較例4においては凸部の量が規定内であるにも関わらず、初期繊維強度が低く、強度劣化も激しく、耐久性に劣るものとなった。
Claims (6)
- 鞘部に光触媒粒子を含む光触媒含有芯鞘型複合繊維であって下記要件を満足することを特徴とする光触媒含有芯鞘型複合繊維。
a)鞘部の厚さが10〜1500nmであること。
b)光触媒粒子の平均2次粒子径が鞘部の厚みよりも大であること。
c)光触媒粒子により繊維表面に凸部が形成されていること。 - 光触媒が酸化チタンを主たる成分とするものである請求項1記載の光触媒含有芯鞘型複合繊維。
- 繊維表面に形成されている凸部が、繊維長さ1μmあたり0.1個以上存在するものである請求項1〜2いずれかに記載の光触媒含有芯鞘型複合繊維。
- 鞘部の重量比率が繊維全重量に対して50%以上であること。
- 光触媒粒子の平均2次粒子径が0.1〜2μmである請求項1〜4いずれかに記載の光触媒含有芯鞘型複合繊維。
- 鞘部を構成するポリマーが、平均2次粒子径が0.1〜2μmの光触媒を含有する状態で紡糸し、延伸することにより、鞘部の厚さを10〜1500nmとすることを特徴とする光触媒含有芯鞘型複合繊維の製造方法。
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