JP3634789B2 - Negative ion generation modacrylic fiber - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイナスイオンを発生させるモダクリル繊維関する。
【0002】
【従来の技術】
マイナスイオンは、通常0.5〜1nmの小さなクラスターの水と結びつき地上に存在し、滝口や森林などでは特に多い。また、人工的にもコロナ放電装置などで作ることが出来る。しかし、人が多く集まる場所などは極端にマイナスイオンが減り、例えば、タバコの充満する部屋では、滝口の約千分の1、森林の約百分の1とマイナスイオン数は極端に少なくなる。一方、マイナスイオンの人体に及ぼす効果としては大脳皮質、血液中のセロトニン量を低下させたり、血液中の酸素量やSOD酵素を増加させ、またストレス抑制ホルモン(キャバ)を増加させたりするなど、体に良いことが殆どであると言われている。
【0003】
従来、マイナスイオンを放出する物質として、電気石とも呼ばれるトルマリンが知られているが、そのマイナスイオン放出機能は弱く、実用的ではなかった。
【0004】
そして、アクリル繊維に練り込んだトルマリンが活性電子を放出して、生活細胞に賦活効果を与えるエレクトレット繊維が提案されている(特開平10−183422号公報)。しかし、トルマリンだけをアクリル繊維に練り込んでも、当然、マイナスイオンの発生量は少なく、マイナスイオン発生繊維としての実用性は低かった。
【0005】
一方、トルマリンだけではマイナスイオン放出量が少ない為、トリウム石などの励起剤と併用して、マイナスイオンの発生効率を高めたマイナスイオン発生温度調節体が提案されている(特開2001-21165号公報)。しかし励起剤として放射性物質を使用しており、製品としては微弱な放射線量であっても、製造時には放射性物質を大量に取り扱うため、安全性の面から問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは上記問題点に鑑みて、モダクリル繊維のマイナスイオン発生効率を高める事を鋭意研究した結果、微粒子のトルマリンと、微粒子の電気絶縁性物質とを、混合してなる組成物をモダクリル重合体に均一に練り込むことで、マイナスイオン発生量が極めて大きくなることを見出し、更にはモダクリル繊維の持つマイナス帯電能力との相乗効果を見いだし、本発明を完成した。
【0007】
すなわち、本発明の目的は、放射性物質などの励起剤を使うことなく、マイナスイオンの放出機能を改良したトルマリン組成物を含有し、実用レベルのマイナスイオン発生量を有する、マイナスイオン発生モダクリル繊維及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨とするところは、平均粒径0.1μm以上、1μm以下のトルマリンと、平均粒径1μm以下の電気絶縁性物質含有するアクリロニトリル/ハロゲン含有単量体/他の単量体=80〜30重量%/20〜70重量%/0〜10重量%よりなる共重合体 から製造されたことを特徴とするマイナスイオン発生モダクリル繊維である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるモダクリル繊維は、アクリロニトリルと、ハロゲン含有単量体(モノマー)と、他の単量体との共重合体を紡出して、得られたものである。そして、その割合は特に限定されるものではないが、アクリロニトリル/ハロゲン含有単量体/他の単量体=80〜30重量%/20〜70重量%/0〜10重量%が好ましい。そして、ハロゲン含有単量体としては塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニルなどがあげられるが、これら単独使用又は2種以上を組み合わせて用いても良い。また、他の単量体としてはアクリル酸メチル、酢酸ビニル、アリルスルフォン酸ソーダ、メタリルスルフォン酸ソーダ、スチレンスルフォン酸ソーダ、2アクリルアミド2メチルプロパンスルフォン酸ソーダなどが挙げられるが、これら単独使用又は2種以上を組み合わせて用いても良い。
【0010】
ところで、本発明におけるモダクリル繊維のように、塩化ビニルや塩化ビニリデンなどのハロゲン含有単量体を20重量%以上含有する繊維は、一価の陰イオンになる傾向の強い塩素などのハロゲン元素が分子内に存在するため、帯電列で見た場合、マイナス側に帯電し易く、摩擦・剥離などでマイナスイオンが大量に発生する。
【0011】
また、本発明において使用するトルマリンは、従来から知られているもので良い。すなわち、下記一般式で表わされるものである。
NaX3Al6(BO33Si618(OH)4
但し、式中Xは同一又は相異なるMg,Fe,Liを表わす。特に好ましい具体例を挙げると以下の通りである。
(イ) NaFe3Al6(BO33Si618(OH)4
(ロ) Na(Li,Al)3Al6(BO33Si618(OH)4
(ハ) NaMg3Al6(BO33Si618(OH)4
なお、上記(イ)はショール、(ロ)はエルバアイト、(ハ)はドラバイトと称されることもある。
【0012】
そして、このトルマリンの平均粒径は、マイナスイオン放出量と紡糸操業性により、3μm以下であることを必要とし、更に好ましくは、0.1〜1μmである。トルマリンの平均粒径が、3μmを超えると、マイナスイオン放出量が落ちるばかりか、モダクリル繊維紡出時に濾布に詰まったり、口金孔を塞いだりして、糸切れをもたらすなど、操業性を
低下させる原因になる。一方、トルマリンの平均粒径が小さい程、マイナスイオン放出量は多くなるが、0.1μm未満になる程に小さいと、トルマリン微粒子同士が二次凝集を起こし易くなり、マイナスイオン放出量も低下する傾向にある。
【0013】
そして、トルマリンの平均粒径を適度なサイズ、すなわち0.1〜1μmにするには、特に方法を限定されるものではないが、一般的な粉砕機を用いての湿式粉砕や乾式粉砕によるものが好ましい。粉砕機としては、例えば、転動ボールミル、ロッドミル、チューブミル等の転動ミル;ビーズミル、サンドミル、タワーミル等の撹拌ミル;振動ミル;ジェットミル;遊星ミル;ローラーミル等が挙げられるが、特に粉砕媒体としてボールを使用するものが均一な微粒子を得やすいため好ましい。すなわち、前記粉砕機のうち、転動ミル、撹拌ミル、振動ミル、遊星ミルが該当する。また、工業的に大型のミル容器が可能なものがさらに好ましく、転動ミルや撹拌ミルが最適である。
【0014】
一方、乾式粉砕の場合、トルマリン砕料と必要に応じた粉砕媒体と必要に応じた粉砕助剤とを粉砕機に投入して粉砕すればよいが、湿式粉砕の場合、さらに溶剤が必要となる。溶剤の中でも扱いやすさの点で水が挙げられるが、他にもモダクリル繊維に使用する溶媒が挙げられる。特にモダクリル繊維に使用する溶媒を用いて湿式粉砕を行うと、トルマリン砕生物の粒度分布も比較的狭く、また、粉砕後の溶液をそのままモダクリル繊維紡出の原料に使用することも可能なので、乾燥工程などの必要がなく好ましい。
【0015】
また、本発明に使用する電気絶縁性物質は、電気を通さないか又は殆ど通さない無機物質で、常温時は固体であればよい。例えば、タルク、雲母、第三りん酸カルシウム、ピロりん酸カルシウムなどが挙げられるが、この限りではない。そして、トルマリンとの混合性により、電気絶縁性物質の平均粒径は1μm以下であることを必要とする。その平均粒径が1μmを超えると、トルマリンとの混合斑につながり好ましくない。
【0016】
そして、電気絶縁性物質をトルマリンと併用すると、マイナスイオン放出量は著しく向上する。その理由として、2点考えられるが、詳細は定かでない。1点目は、トルマリンが発生させている電界を電気絶縁性物質が乱す為、電界中の電荷バランスが崩れ、マイナスイオンが放出されると考えられる。2点目は、トルマリン微粒子間に電気絶縁性物質が存在するため、トルマリン微粒子同士の二次凝集を防止でき、トルマリンを微粒子のままモダクリル繊維中に存在させ得るので、マイナスイオン放出量の低下を防止できると考えられる。また、紡糸操業性の低下も見られないという副次効果もある。
【0017】
また、本発明において、トルマリン微粒子と電気絶縁性物質の微粒子を混合する割合は、前者100重量部に対して、後者は5〜49重量部が好ましく、なお好ましくは10〜20重量部である。そして、本発明におけるモダクリル繊維に対し、トルマリンと電気絶縁性物質の合計含有量は、2〜15重量%が好適である。含有量が多いほどマイナスイオン放出量は大きいが、含有量が多いほど紡糸時の操業安定性が低下するばかりか、得られた糸の強度や伸度が低下するからである。
【0018】
次に、本発明のマイナスイオン発生モダクリル繊維の製造方法は3つあるので順に説明する。
【0019】
第一の方法は、まず、前記アクリロニトリル−ハロゲン含有モノマー共重合体の溶媒溶液と同組成の溶媒を用いてトルマリンを湿式粉砕する。そして、トルマリン微粒子が分散している溶媒溶液に、電気絶縁性物質の微粒子を加えて、さらに混合・攪拌して混合溶液を得る。次に、アクリロニトリル−ハロゲン含有モノマー共重合体及びアクリロニトリル−ハロゲン含有モノマー共重合体の溶媒溶液と前記混合溶液とを混合・撹拌して、トルマリン及び電気絶縁性物質が所定の含有量となるように濃度を調整する。そして、得られた
溶液を紡糸用原液として用い、通常の湿式或いは乾式紡糸で繊維化する。
【0020】
前記溶媒溶液としては、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、アセトンなどの有機溶剤が好ましい。また、湿式粉砕の方法としては、前述した粉砕機を用いればよい。そして、紡出された糸については従来慣用の方法で、すなわち紡糸・延伸・水洗・乾燥・オイリング・クリンピング工程を通して得られる。
【0021】
次に、第二の方法は、まず、トルマリンを乾式粉砕する。そして、得られたトルマリン微粒子を分級した後、電気絶縁性物質の微粒子を加えて、さらに混合・攪拌して混合物を得る。次に、アクリロニトリル−ハロゲン含有モノマー共重合体及びアクリロニトリル−ハロゲン含有モノマー共重合体の溶媒溶液と前記混合物とを混合・撹拌して、トルマリン及び電気絶縁性物質が所定の含有量となるように濃度を調整する。そして、得られた溶液を紡糸用原液として用い、通常の湿式或いは乾式紡糸で繊維化する。
【0022】
乾式粉砕の方法としては、前述した粉砕機を用いればよい。また、分級方法は特に限定されるものではないが、所定のトルマリンの微粒子を得られるものであれば一般的な篩い分け機や分級機を用いた分級でよい。分級機としては、湿式と乾式の重力分級機、湿式と乾式の遠心力分級機、乾式の慣性力分級機などがあるが、特に乾式の分級機を用いると、分級後に乾燥工程等の必要がなく好ましい。仮に湿式の分級機を用いる場合、溶剤にモダクリル繊維に使用する溶媒を用いることが好ましい。分級後の溶液に電気絶縁性物質の微粒子を加えればよいので乾燥工程の必要がないからである。
【0023】
そして、第三の方法は、まず、水を用いてトルマリンを湿式粉砕する。そして、トルマリン微粒子が分散している水溶液を乾燥し、得られたトルマリン微粒子の乾燥凝集体を解砕及び/又は再粉砕した後、電気絶縁性物質の微粒子を加えて、さらに混合・攪拌して混合物を得る。次に、アクリロニトリル−ハロゲン含有モノマー共重合体及びアクリロニトリル−ハロゲン含有モノマー共重合体の溶媒溶液と前記混合物とを混合・撹拌して、トルマリン及び電気絶縁性物質が所定の含有量となるように濃度を調整する。そして、得られた溶液を紡糸用原液として用い、通常の湿式或いは乾式紡糸で繊維化する。
【0024】
湿式粉砕の方法としては、前述した粉砕機を用いればよい。また、乾燥方法は特に限定されるものではないが、水を分離できるものであれば自然乾燥でも一般的な乾燥機を用いた乾燥でもよい。乾燥機としては拡散式、熱風式、真空式、凍結式などが挙げられるが、設備の簡易さや製造コスト等を考慮すると熱風式が好ましい。さらに、必要に応じて解砕及び/又は再粉砕する方法としては、一般的な解砕機及び/又は一般的な粉砕機を用いればよいが、特にケージミルやインパクトミル等の解砕機及び/又はジェットミル粉砕機を用いるのが好ましい。そして、紡出された糸については従来慣用の方法で、すなわち紡糸・延伸・水洗・乾燥・オイリング・クリンピング工程を通して得られる。
【0025】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【0026】
・マイナスイオン測定方法(A法)
イオンカウンターSC-50(シグマテック社製)を用いて、マイナスイオン量を測定する。すなわちボックス内に試料(不織布)を置きボックスの反対側から60リットル/分のエアーを吸引する。試料と吸引出口の中間点でマイナスイオン量を5分間測定し、1mL当たりのマイナスイオン個数の平均値を求め、試料の不在時のマイナスイオン個数と比較し、増加個数を確認する。
【0027】
・マイナスイオン測定方法(B法)
イオンテスターKST−900(神戸電波社製)を用いて、マイナスイオン量を測定する。すなわち、試料(不織布)を60%RH20℃の雰囲気下、30秒間皮膚とかるく摩擦し、当該機器にて測定し、1mL当たりのマイナスイオン個数の平均値を求める。
【0028】
・紡糸操業性評価方法
濾過面積7cm2、濾過布ゴーザミン、5000H*0.06mmφの口金を使い、吐出量320mL/分、巻き取り速度10.5m/分で紡糸を1時間行い、濾過布での圧力上昇(濾過性)、単糸切れ状況(糸切れ)にて評価した。
a)濾過性 ◎…0以上0.1未満 ○…0.1以上0.5未満 △…0.5以上1.0未満 ×…1.0以上2.0未満 ××…2.0以上 (各数値は圧上昇値:kg/cm2
b)糸切れ ◎…0以上3未満 ○…3以上6未満 △…6以上12未満 ×…12以上20未満 ××…20以上 (各数値は単糸切れ本数:本)
【0029】
・実施例1〜6、比較例1(第一の製造方法:溶媒溶液使用の湿式粉砕)
容積300m3の転動ボールミルにショールトルマリン#325品100kgと、20mmφボール120kgと、10mmφボール180kgと、ジメチルホルムアミド150kgを加え240時間粉砕した。得られた原液中のショールトルマリンの平均粒径は0.8μmであった。更に平均粒径0.5μmの第三りん酸カルシウム15kgを添加してさらに5時間混合した。濾過してボールを取り除いた溶液に、モダクリルドープ(アクリロニトリル/塩化ビニリデン/2アクリルアミド2メチルプロパンスルフォン酸ソーダ=55/42/3(重量%)組成のモダクリルポリマーの濃度20%ジメチルホルムアミド溶液)を50kgと、ジメチルホルムアミド溶媒とを加え、ショールトルマリンと第三りん酸カルシウム合計が20%溶液になるように濃度調整した。
【0030】
この添加剤溶液を前記組成のモダクリルドープ(ポリマー濃度25%ジメチルホルムアミド溶液)に表1示す割合で添加して、ジメチルホルムアミド60%水溶液に0.06mmφの口金にて紡出、凝固させた。しかる後、延伸・水洗・乾燥・オイリング・クリンピング・110℃熱セット工程を経て約3.3dtexの繊維を得た。該繊維をカード紡績機・ニードルパンチ機に掛け、50g/m2の不織布を作成、マイナスイオンを測定した。
【0031】
なお、比較例1は、実施例1〜6で用いたモダクリルポリマーの代わりに、アクリロニトリル/アクリル酸メチル/メタリルスルフォン酸ソーダ=91/8/1(重量%)組成のアクリルポリマーを用いたものであり、その他の条件は実施例3と全く同じ条件にして、アクリル繊維を得た。
【0032】
【表1】
【0033】
表1で示す結果からも明らかなように、A法においては、トルマリンと第三りん酸カルシウムの合計含有量が多くなるほどマイナスイオンの増加量は大きくなるが、紡糸操業性は低下の傾向にある。また、B法においては、トルマリンと第三りん酸カルシウムの合計含有量が少なくても、実施例繊維と皮膚との摩擦により、きわめて高い水準のマイナスイオン量があることがわかる。しかし、比較例1のようにモダクリル繊維でなく、アクリル繊維の場合はB法によるマイナスイオン発生量は著しく低い事が分かる。
【0034】
・実施例7〜10、比較例2(第一の製造方法:溶媒溶液使用の湿式粉砕)
実施例1〜6と同じ方法にて転動ボールミルでショールトルマリン#325を粉砕して0.8μmの微粒子を得た。これに、表2に示す各平均粒径の第三りん酸カルシウムを加えた後、実施例3と同様にトルマリンと第三りん酸カルシウムの合計含有量が5重量%となるようにモダクリルドープに添加し、実施例1〜6と全く同一方法にて紡糸した。
【0035】
【表2】
【0036】
表2からも明らかなように、第三りん酸カルシウムの平均粒径が1μm以下だとマイナスイオンの発生量は高く、紡糸操業性に問題もない。一方、1μmを超えると、マイナスイオンの発生量が少なくなり、紡糸操業性にも問題が生じる。これは、トルマリンと第三りん酸カルシウムとの混合斑が起こり、紡糸時、濾過布に詰まる傾向が認められるからである。
【0037】
・比較例3〜8(第一の製造方法:溶媒溶液使用の湿式粉砕)
実施例1〜6と同じ方法にて転動ボールミルでショールトルマリン#325を粉砕して0.8μmの微粒子を得た。これに、電気絶縁性物質としての第三りん酸カルシウムを添加せずに、それ以外は実施例1〜6と同じ方法で表3に示す割合でモダクリルドープに添加してモダクリル繊維を得た。
【0038】
【表3】
【0039】
表3から明らかなように、ショールトルマリンだけでは、その含有量を多くしてもマイナスイオン増加数は極めて少ないだけでなく、紡糸操業性が著しく低下して実用性が無いことが判る。すなわち、第三りん酸カルシウムのような電気絶縁性物質が存在しないと、折角微粒子にしたショールトルマリンもすぐに二次凝集が起こるからである。
【0040】
参考例1〜2、実施例11〜13、比較例9(第二の製造方法:乾式粉砕)
ショールトルマリン#325品を転動ボールミルで乾式粉砕を行い、乾式の重力分級機で分級して表4に示す各平均粒径の微粒子100部を得た。しかる後、0.5μmの合成雲母を10部加え、ショールトルマリンと混合し、モダクリルドープ(アクリロニトリル/塩化ビニル/スチレンスルフォン酸ソーダ=42/56/2(重量%)組成のモダクリルポリマーの濃度20%アセトン溶液)を50kgと、アセトン溶媒とを加え、トルマリン20重量%アセトン溶液を得た。これをモダクリルドープに対し、ショールトルマリンと合成雲母の合計含有量が5重量%になるように添加してアセトン/水=55/45(重量%)溶液中に紡糸を行い、トルマリン含有モダクリル繊維を得た。
【0041】
【表4】
【0042】
表4から明らかなように、トルマリンの平均粒径が3μmを超えると紡糸操業性が著しく低下し、マイナスイオン発生量も少なくなる。一方、平均粒径が小さくなるほどマイナスイオン発生量は大きくなるが、紡糸操業性はやや低下する傾向が認められた。
【0043】
実施例14〜16
ここでは、第一の製造方法(溶媒溶液使用の湿式粉砕)と第二の製造方法(乾式粉砕)と、第三の製造方法(水による湿式粉砕)による実施例を示す。
エルバアイトトルマリン#325品を実施例1〜10及び比較例1〜8と同様に有機溶剤中で実施する場合(実施例14)と、参考例1〜2、実施例11〜13及び比較例9と同様に乾式法で粉砕したもの(実施例15)と、転動ボールミルを使用して水で湿式粉砕したのち熱風乾燥し、ケージミルで解砕・ジェットミルを通過させたもの(実施例16)とで、トルマリンが平均粒径0.7μmになるように粉砕したものに、平均粒径0.7μmのピロりん酸カルシウムをトルマリンに対し15重量部混合し、しかる後、実施例3と同様モダクリル繊維に5重量%となるように練り込んだ。なお、紡糸実験は粉砕方法の差を確認する為8時間実施した。
【0044】
【表5】
【0045】
表5より明らかなように、8時間紡糸ではいずれも良好であったが、特に、ジメチルホルムアミド中で粉砕した実施例14は口金圧上昇もなく極めて良好であった。
【0046】
【発明の効果】
本発明の効果としては、トルマリンのマイナスイオン発生量を放射性物質などの励起剤を使うことなく、単に電気絶縁性物質を混合すると言う極めて簡単な手段により、実用範囲まで高めたマイナスイオン発生モダクリル繊維を工業的容易に作ることが出来ることは産業上極めて大きい。更に摩擦・剥離によってもマイナスイオンが発生するため、トルマリン効果以上の極めて高いマイナスイオンが発生する。もちろん、当該繊維を用いて、毛布、シーツ、カーペット、カーテン等建寝装用品や、肌着、セーターなどの衣料品などに適用される。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a modacrylic fiber for generating negative ions.
[0002]
[Prior art]
Negative ions are usually associated with small clusters of water of 0.5 to 1 nm on the ground, and are particularly abundant in waterfalls and forests. It can also be made artificially with a corona discharge device or the like. However, negative ions are extremely reduced in places where many people gather. For example, in a room full of cigarettes, the number of negative ions is extremely low, about one-thousandth of a waterfall and one-hundredth of a forest. On the other hand, negative ions have an effect on the human body, such as reducing the amount of serotonin in the cerebral cortex and blood, increasing the amount of oxygen and SOD enzymes in the blood, and increasing the stress-inhibiting hormone (hippo). It is said that most things are good for the body.
[0003]
Conventionally, tourmaline, also called tourmaline, is known as a substance that emits negative ions, but its negative ion release function is weak and impractical.
[0004]
And the electret fiber which the tourmaline knead | mixed in the acrylic fiber discharge | releases an active electron and gives an activation effect to a living cell is proposed (Unexamined-Japanese-Patent No. 10-183422). However, even if only tourmaline was kneaded into acrylic fiber, naturally, the amount of negative ions generated was small, and its practicality as a negative ion generating fiber was low.
[0005]
On the other hand, since tourmaline alone has a small amount of negative ion emission, a negative ion generation temperature regulator with improved negative ion generation efficiency in combination with an excitation agent such as thorium stone has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21165). Publication). However, a radioactive substance is used as an exciter, and even if the product has a weak radiation dose, a large amount of radioactive substance is handled at the time of manufacture, so there is a problem in terms of safety.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present inventors have intensively studied to increase the negative ion generation efficiency of modacrylic fiber. As a result, a composition obtained by mixing fine tourmaline and fine electrical insulating material is modacrylic. The present inventors have found that the amount of negative ions generated becomes extremely large by kneading into the polymer uniformly, and further found the synergistic effect with the negative charging ability of modacrylic fiber, thereby completing the present invention.
[0007]
That is, an object of the present invention is to provide a negative ion-generating modacrylic fiber containing a tourmaline composition having an improved negative ion release function without using an excitation agent such as a radioactive substance and having a practical level of negative ion generation amount, and It is in providing the manufacturing method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention is that acrylonitrile / halogen-containing monomer / other monomer containing tourmaline having an average particle size of 0.1 μm or more and 1 μm or less and an electrically insulating material having an average particle size of 1 μm or less. = Negative ion generating modacrylic fiber produced from a copolymer comprising 80 to 30% by weight / 20 to 70% by weight / 0 to 10% by weight .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The modacrylic fiber in the present invention is obtained by spinning a copolymer of acrylonitrile, a halogen-containing monomer (monomer), and another monomer. The ratio is not particularly limited, but acrylonitrile / halogen-containing monomer / other monomer = 80 to 30% by weight / 20 to 70% by weight / 0 to 10% by weight is preferable. Examples of the halogen-containing monomer include vinyl chloride, vinylidene chloride, and vinyl bromide, but these may be used alone or in combination of two or more. Examples of the other monomer include methyl acrylate, vinyl acetate, sodium allyl sulfonate, sodium methallyl sulfonate, sodium styrene sulfonate, sodium acrylamide 2-methylpropane sulfonate, and the like. Two or more kinds may be used in combination.
[0010]
By the way, like the modacrylic fiber in the present invention, a fiber containing 20% by weight or more of a halogen-containing monomer such as vinyl chloride or vinylidene chloride has a molecule of halogen such as chlorine having a strong tendency to become a monovalent anion as a molecule. Therefore, when viewed from a charged column, it tends to be negatively charged, and a large amount of negative ions are generated due to friction and peeling.
[0011]
The tourmaline used in the present invention may be a conventionally known one. That is, it is represented by the following general formula.
NaX 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 18 (OH) 4
However, in the formula, X represents the same or different Mg, Fe, Li. Particularly preferred specific examples are as follows.
(A) NaFe 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 18 (OH) 4
(B) Na (Li, Al) 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 18 (OH) 4
(C) NaMg 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O 18 (OH) 4
Note that (b) may be called a shawl, (b) may be called elbaite, and (c) may be called drabbit.
[0012]
And the average particle diameter of this tourmaline needs to be 3 micrometers or less by the amount of negative ion discharge | release, and spinning operation nature, More preferably, it is 0.1-1 micrometer. When the average particle size of tourmaline exceeds 3 μm, not only the amount of negative ions released, but also the filter cloth is clogged during spinning of modacrylic fiber, the mouthpiece hole is blocked, and the operability is lowered. Cause it. On the other hand, the smaller the average particle size of tourmaline, the larger the amount of negative ion release, but the smaller the amount of less than 0.1 μm, the easier the tourmaline fine particles to form secondary agglomerates and the lower the amount of negative ion release. There is a tendency.
[0013]
And in order to make the average particle diameter of tourmaline into an appropriate size, that is, 0.1 to 1 μm, the method is not particularly limited, but by wet pulverization or dry pulverization using a general pulverizer. Is preferred. Examples of the pulverizer include rolling mills such as rolling ball mills, rod mills and tube mills; stirring mills such as bead mills, sand mills and tower mills; vibration mills; jet mills; planetary mills; roller mills, etc. A medium using a ball is preferable because uniform fine particles can be easily obtained. That is, among the pulverizers, a rolling mill, a stirring mill, a vibration mill, and a planetary mill are applicable. Further, those capable of industrially producing a large mill container are more preferable, and a rolling mill and a stirring mill are optimal.
[0014]
On the other hand, in the case of dry pulverization, a tourmaline pulverizer, a pulverization medium as required, and a pulverization aid as required may be added to the pulverizer and pulverized. In the case of wet pulverization, a solvent is further required. . Among the solvents, water is mentioned from the viewpoint of ease of handling, but other solvents used for modacrylic fibers are also mentioned. In particular, when wet pulverization is performed using a solvent used for modacrylic fiber, the particle size distribution of tourmaline crushed organisms is relatively narrow, and the pulverized solution can be used as it is as a raw material for spinning modacrylic fiber. It is preferable because there is no need for a process.
[0015]
In addition, the electrical insulating material used in the present invention is an inorganic material that does not conduct or hardly conduct electricity, and may be solid at room temperature. Examples include, but are not limited to, talc, mica, tricalcium phosphate, and calcium pyrophosphate. And the average particle diameter of an electrically insulating substance needs to be 1 micrometer or less by the miscibility with tourmaline. When the average particle diameter exceeds 1 μm, it is not preferable because it leads to mixed spots with tourmaline.
[0016]
And, when an electrically insulating substance is used in combination with tourmaline, the amount of negative ions released is significantly improved. There are two possible reasons for this, but the details are not clear. The first point is considered that the electric insulating material disturbs the electric field generated by tourmaline, so that the charge balance in the electric field is disrupted and negative ions are released. Second, since an electrically insulating substance exists between the tourmaline particles, secondary aggregation between the tourmaline particles can be prevented, and tourmaline can be allowed to exist in the modacrylic fiber as it is, thus reducing the amount of negative ions released. It can be prevented. In addition, there is a secondary effect that no decrease in spinning operability is observed.
[0017]
In the present invention, the mixing ratio of tourmaline fine particles and fine particles of an electrically insulating substance is preferably 5 to 49 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight, with respect to the former 100 parts by weight. The total content of tourmaline and the electrically insulating material is preferably 2 to 15% by weight with respect to the modacrylic fiber in the present invention. This is because the higher the content, the larger the negative ion release amount, but the higher the content, the lower the operational stability during spinning, and the lower the strength and elongation of the obtained yarn.
[0018]
Next, since there are three methods for producing negative ion generating modacrylic fibers of the present invention, they will be described in order.
[0019]
In the first method, tourmaline is first wet-pulverized using a solvent having the same composition as the solvent solution of the acrylonitrile-halogen-containing monomer copolymer. Then, fine particles of an electrically insulating substance are added to a solvent solution in which tourmaline fine particles are dispersed, and further mixed and stirred to obtain a mixed solution. Next, the solvent solution of the acrylonitrile-halogen-containing monomer copolymer and the acrylonitrile-halogen-containing monomer copolymer and the mixed solution are mixed and stirred so that the tourmaline and the electrically insulating substance have a predetermined content. Adjust the density. The obtained solution is used as a stock solution for spinning, and fiberized by ordinary wet or dry spinning.
[0020]
The solvent solution is preferably an organic solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and acetone. As a wet pulverization method, the above-described pulverizer may be used. The spun yarn is obtained by a conventional method, that is, through spinning, drawing, washing, drying, oiling, and crimping processes.
[0021]
Next, in the second method, tourmaline is first dry-pulverized. Then, after classifying the obtained tourmaline fine particles, fine particles of an electrically insulating substance are added, and further mixed and stirred to obtain a mixture. Next, the solvent solution of the acrylonitrile-halogen-containing monomer copolymer and the acrylonitrile-halogen-containing monomer copolymer and the mixture are mixed and stirred so that the tourmaline and the electrical insulating substance have a predetermined content. Adjust. The obtained solution is used as a stock solution for spinning, and fiberized by ordinary wet or dry spinning.
[0022]
As a dry pulverization method, the pulverizer described above may be used. The classification method is not particularly limited, and classification using a general sieving machine or classifier may be used as long as predetermined tourmaline fine particles can be obtained. Examples of classifiers include wet and dry gravity classifiers, wet and dry centrifugal classifiers, and dry inertia classifiers.In particular, when a dry classifier is used, a drying process is required after classification. Less preferred. If a wet classifier is used, it is preferable to use the solvent used for the modacrylic fiber as the solvent. This is because there is no need for a drying step because fine particles of an electrically insulating substance may be added to the solution after classification.
[0023]
And a 3rd method wet-grinds tourmaline first using water. Then, the aqueous solution in which the tourmaline fine particles are dispersed is dried, and the dried aggregate of the obtained tourmaline fine particles is crushed and / or re-ground, and then the electrically insulating substance fine particles are added, and further mixed and stirred. A mixture is obtained. Next, the solvent solution of the acrylonitrile-halogen-containing monomer copolymer and the acrylonitrile-halogen-containing monomer copolymer and the mixture are mixed and stirred so that the tourmaline and the electrical insulating substance have a predetermined content. Adjust. The obtained solution is used as a stock solution for spinning, and fiberized by ordinary wet or dry spinning.
[0024]
As a wet pulverization method, the pulverizer described above may be used. The drying method is not particularly limited, and may be natural drying or drying using a general dryer as long as water can be separated. Examples of the dryer include a diffusion type, a hot air type, a vacuum type, a freezing type, and the like, but the hot air type is preferable in view of the simplicity of equipment and the manufacturing cost. Furthermore, as a method of crushing and / or re-pulverizing as necessary, a general crusher and / or a general crusher may be used, and in particular, a crusher such as a cage mill or an impact mill and / or a jet. It is preferable to use a mill grinder. The spun yarn is obtained by a conventional method, that is, through spinning, drawing, washing, drying, oiling, and crimping processes.
[0025]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited at all by these Examples.
[0026]
-Negative ion measurement method (Method A)
The amount of negative ions is measured using an ion counter SC-50 (manufactured by Sigma Tech). That is, a sample (nonwoven fabric) is placed in the box, and air of 60 liters / minute is sucked from the opposite side of the box. The amount of negative ions is measured at the midpoint between the sample and the suction outlet for 5 minutes, the average value of the number of negative ions per mL is obtained, and compared with the number of negative ions in the absence of the sample, the increased number is confirmed.
[0027]
-Negative ion measurement method (Method B)
The amount of negative ions is measured using an ion tester KST-900 (manufactured by Kobe Radio). That is, a sample (nonwoven fabric) is rubbed lightly with the skin for 30 seconds in an atmosphere of 60% RH at 20 ° C., measured with the instrument, and the average value of the number of negative ions per mL is obtained.
[0028]
・ Spinning operability evaluation method Filtration area 7cm 2 , filter cloth gozamin, 5000H * 0.06mmφ mouthpiece, spinning amount 320mL / min, winding speed 10.5m / min, spinning for 1 hour, filter cloth Evaluation was based on pressure increase (filterability) and single yarn breakage (thread breakage).
a) Filterability ◎… 0 or more and less than 0.1 ○… 0.1 or more and less than 0.5 Δ… 0.5 or more and less than 1.0 ×… 1.0 or more and less than 2.0 ××… 2.0 or more ( Each value is the pressure increase: kg / cm 2 )
b) Thread breakage ◎ ... 0 or more and less than 3 ○ ... 3 or more and less than 6 △ ... 6 or more but less than 12 ×… 12 or more but less than 20 XX… 20 or more (Each number is the number of single yarn breakage: 1)
[0029]
Examples 1 to 6 and Comparative Example 1 (first production method: wet pulverization using a solvent solution)
100 kg of shawl tourmaline # 325, 120 kg of 20 mmφ balls, 180 kg of 10 mmφ balls and 150 kg of dimethylformamide were added to a rolling ball mill having a capacity of 300 m 3 and pulverized for 240 hours. The average particle diameter of the shawl tourmaline in the obtained stock solution was 0.8 μm. Further, 15 kg of calcium triphosphate having an average particle size of 0.5 μm was added and further mixed for 5 hours. 50 kg of modacrylic dope (acrylonitrile / vinylidene chloride / 2 acrylamide 2-methylpropane sodium sulfonate = 55/42/3 (wt%) composition of 20% dimethylformamide solution of modacrylic polymer) was added to the solution after removing the balls by filtration. And dimethylformamide solvent were added, and the concentration was adjusted so that the total amount of shoal tourmaline and tricalcium phosphate was 20%.
[0030]
This additive solution was added to the modacrylic dope (polymer concentration: 25% dimethylformamide solution) having the above composition at the ratio shown in Table 1, and the dimethylformamide 60% aqueous solution was spun and coagulated with a 0.06 mmφ die. Thereafter, a fiber of about 3.3 dtex was obtained through drawing, washing with water, drying, oiling, crimping, and heat setting at 110 ° C. The fiber was applied to a card spinning machine / needle punch machine to prepare a 50 g / m 2 nonwoven fabric, and negative ions were measured.
[0031]
In Comparative Example 1, an acrylic polymer having a composition of acrylonitrile / methyl acrylate / sodium methallyl sulfonate = 91/8/1 (wt%) was used instead of the modacrylic polymer used in Examples 1-6. The other conditions were exactly the same as in Example 3 to obtain an acrylic fiber.
[0032]
[Table 1]
[0033]
As is apparent from the results shown in Table 1, in Method A, the increase in negative ions increases as the total content of tourmaline and tricalcium phosphate increases, but the spinning operability tends to decrease. . In Method B, even if the total content of tourmaline and tricalcium phosphate is small, it can be seen that there is a very high level of negative ions due to friction between the example fibers and the skin. However, it can be seen that the negative ion generation amount by the B method is remarkably low in the case of acrylic fiber instead of modacrylic fiber as in Comparative Example 1.
[0034]
Examples 7 to 10 and Comparative Example 2 (first production method: wet pulverization using a solvent solution)
Shoal tourmaline # 325 was pulverized by a rolling ball mill in the same manner as in Examples 1 to 6 to obtain fine particles of 0.8 μm. After adding tricalcium phosphate of each average particle size shown in Table 2 to this, it was added to the modacrylic dope so that the total content of tourmaline and tricalcium phosphate was 5% by weight as in Example 3. Then, spinning was performed in exactly the same manner as in Examples 1-6.
[0035]
[Table 2]
[0036]
As is apparent from Table 2, when the average particle size of tribasic calcium phosphate is 1 μm or less, the amount of negative ions generated is high and there is no problem in spinning operability. On the other hand, when the thickness exceeds 1 μm, the amount of negative ions generated is reduced, which causes a problem in spinning operability. This is because mixed spots of tourmaline and tricalcium phosphate occur, and a tendency to clog the filter cloth during spinning is recognized.
[0037]
Comparative Examples 3 to 8 (first production method: wet pulverization using a solvent solution)
Shoal tourmaline # 325 was pulverized by a rolling ball mill in the same manner as in Examples 1 to 6 to obtain fine particles of 0.8 μm. Without adding tricalcium phosphate as an electrically insulating substance, modacrylic fibers were obtained by adding to the modacrylic dope in the proportions shown in Table 3 in the same manner as in Examples 1-6.
[0038]
[Table 3]
[0039]
As is apparent from Table 3, it can be seen that, only with shawl tourmaline, even if the content is increased, not only the number of negative ions is increased, but also the spinning operability is remarkably lowered and there is no practicality. That is, if there is no electrical insulating material such as tricalcium phosphate, the shoal tourmaline in the form of bent fine particles will immediately undergo secondary aggregation.
[0040]
Reference Examples 1-2, Examples 11-13, Comparative Example 9 (second production method: dry pulverization)
Shoal tourmaline # 325 product was dry pulverized with a rolling ball mill and classified with a dry gravity classifier to obtain 100 parts of fine particles having respective average particle sizes shown in Table 4. Thereafter, 10 parts of 0.5 μm synthetic mica was added and mixed with shawl tourmaline, and modacrylic dope (acrylonitrile / vinyl chloride / sodium styrenesulfonate = 42/56/2 (weight%) concentration of modacrylic polymer 20%. 50 kg of acetone solution) and an acetone solvent were added to obtain a 20% by weight tourmaline acetone solution. This was added to modacrylic dope so that the total content of shawl tourmaline and synthetic mica was 5% by weight, and spinning was performed in an acetone / water = 55/45 (wt%) solution to obtain a tourmaline-containing modacrylic fiber. It was.
[0041]
[Table 4]
[0042]
As is apparent from Table 4, when the average particle size of tourmaline exceeds 3 μm, the spinning operability is remarkably lowered and the amount of negative ions generated is also reduced. On the other hand, the negative ion generation amount increased as the average particle size decreased, but the spinning operability tended to decrease slightly.
[0043]
Examples 14 to 16
Here, examples of the first production method (wet pulverization using a solvent solution), the second production method (dry pulverization), and the third production method (wet pulverization with water) are shown.
When the Elba eye tourmaline # 325 product is carried out in an organic solvent in the same manner as in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 8 ( Example 14 ), Reference Examples 1 to 2, Examples 11 to 13 and Comparative Example 9 In the same manner as in Example 1 , the powder was pulverized by the dry method ( Example 15 ), and was wet pulverized with water using a rolling ball mill, dried with hot air, and then crushed and passed through a jet mill ( Example 16 ). Then, 15 parts by weight of calcium pyrophosphate having an average particle size of 0.7 μm is mixed with the one crushed so that the tourmaline has an average particle size of 0.7 μm, and then modacrylic as in Example 3. It knead | mixed so that it might become 5 weight% in a fiber. The spinning experiment was carried out for 8 hours in order to confirm the difference in the grinding method.
[0044]
[Table 5]
[0045]
As is apparent from Table 5, all of the eight-hour spinning was good, but in particular, Example 14 pulverized in dimethylformamide was very good without an increase in the die pressure.
[0046]
【The invention's effect】
As an effect of the present invention, the negative ion generation modacrylic fiber in which the amount of negative ions generated in tourmaline is increased to a practical range by simply mixing an electrically insulating substance without using an excitation agent such as a radioactive substance. It is extremely large in the industry that can be easily manufactured industrially. Furthermore, since negative ions are also generated by friction and peeling, extremely high negative ions exceeding the tourmaline effect are generated. Of course, the fibers are used for bedding products such as blankets, sheets, carpets, curtains, and clothing items such as underwear and sweaters.

Claims (1)

平均粒径0.1μm以上、1μm以下のトルマリンと、平均粒径1μm以下の電気絶縁性物質含有するアクリロニトリル/ハロゲン含有単量体/他の単量体=80〜30重量%/20〜70重量%/0〜10重量%よりなる共重合体から製造されたことを特徴とするマイナスイオン発生モダクリル繊維。 Acrylonitrile / halogen-containing monomer / other monomer = 80-30 wt% / 20- containing tourmaline having an average particle size of 0.1 μm or more and 1 μm or less and an electrically insulating material having an average particle size of 1 μm or less A negative ion generating modacrylic fiber produced from a copolymer comprising 70% by weight / 0 to 10% by weight .
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