JP4962619B2 - 制電性アクリル繊維およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(i)体積固有抵抗値が103〜106Ω・cmである。
(ii)アクリル系制電性樹脂が下記式[I]で示す共重合成分を90〜30重量%構成成分として含有するアクリル系重合体であり、アルカリ金属イオンがリチウムイオンである。
式中、Rは水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基、R′は水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基、フェニル基もしくはそれらの誘導体であり、15<l<50,0≦m<lである。
(iii)カチオン染料で染色後の繊維の染色前の繊維に対するアルカリ金属イオン保持率が40%以上である。
(iv)カチオン染料で染色後のアルカリ金属イオン含有量が繊維に対して80ppm以上である。
(i)水洗、延伸した後の未乾燥繊維の水分率が50〜130重量%であり、水洗、延伸処理とアルカリ金属塩水溶液での処理との間に、100〜130℃の温度での温熱処理が行われる。
(ii)緻密化処理を緊張下で行う。
(iii)緻密化処理を湿潤状態で行う。
本発明で使用されるアクリロニトリル系重合体は、従来公知のアクリル繊維の製造に用いられるものであればよいが、構成成分としてアクリロニトリルを80〜100重量%、好ましくは88〜100重量%含有することが必要である。アクリロニトリルの含有量が上記範囲に満たない場合には、後述する繊維内部へのアルカリ金属イオンの導入が困難となる可能性がある。
本発明の制電性アクリル繊維は、アルカリ金属イオンを繊維に含有せしめることが必要であり、できるだけ多くのアルカリ金属イオンが、アクリル系制電性樹脂に局在化していることが好ましい。さらに、アルカリ金属イオンが繊維から脱落しないように、アルカリ金属イオンを含有せしめた後、繊維に存在するボイドを極力減少させることが望ましい。このことから、本発明の製造方法は、上述したアクリロニトリル系重合体とアクリル系制電性樹脂とからなる重合体混合物を含む紡糸原液を通常の方法で湿式紡糸し、水洗、延伸した後、緻密化前の繊維をアルカリ金属塩水溶液で処理し、その後緻密化することを特徴とする。
カチオン染料(保土谷化学工業(株)社製Cath.Red 7BNH)、4級アンモニウム塩系のカチオン緩染剤(Bayer社製Astragal PAN)、酢酸、及び酢酸ナトリウムを各々繊維重量に対して0.02%、1.8%、2%、1%となるよう調製した染色液を60℃まで昇温した。この染色液に試料繊維を投入し、攪拌しながら20分かけて100℃まで昇温した。その後100℃の状態を保ちながら30分間染色し、徐冷、水洗、乾燥した。
アルカリ金属塩処理した繊維の酸分解を行い、IPC発光分光分析法により繊維中に含有されるアルカリ金属イオン量を測定した。
試料繊維を51mmの定長にカットし、カチオン染料(Malachite Green)2%omf(%omfは繊維質量に対する百分率)および酢酸2%omf含有する染色浴に75℃×60分浸漬した後、ソーピング、水洗、乾燥を行った。得られた繊維0.1gをγ−ブチロラクトン25mlに溶解させ、分光光度計にて吸光度(A)を測定した。一方、ボイルすることによりカチオン染料(Malachite Green)1%omfを完全に吸収させたアクリル繊維0.1gをγ−ブチロラクトン25mlに溶解させ、分光光度計にて吸光度(B)を測定した。以上の測定値を次式に代入して染料飽和値を計算した。染料飽和値は高いほどよいが、1.5以上あれば良好とされる。
染料飽和値(%omf)=A/B
予め、繊維の繊度(Tテックスとする)及び比重dを常法で測定する。次に、繊維を0.1%ノイゲンHC水溶液中で浴比1:100として60℃×30分間スコアリング処理し、流水で洗浄後、70℃で1時間乾燥する。この繊維を6〜7cm程度の長さに切断し、20℃、相対湿度65%の雰囲気下に3時間以上放置する。得られた繊維(フィラメント)を5本束とし、繊維束の一方の端に導電性接着剤を5mm程度塗布する。この繊維束に900mg/テックスの荷重を加えた状態で、導電性接着剤が塗布された位置から5cm程度離れた位置に上記導電性接着剤を塗布し(このときの導電性接着剤間距離をL(cm)とする)、測定試料とする。該測定試料に900mg/テックスの荷重を加えた状態で導電性接着剤塗布部に電極を接続し、直流500Vを印加したときの抵抗R(Ω)をHigh RESISTANCE METER 4329A(YOKOGAWA−HEWLETT−PACKARD製)で測定し、次式より体積固有抵抗を算出した。
体積固有抵抗(Ω・cm)=(R×T×10−5)/(L×d)
JIS−L−0217の103法(家庭用洗濯機用)に従い、花王株式会社製アタックを洗剤として使用して試料編地を5回繰り返し洗濯した。
JIS−L−1094(摩擦帯電圧測定法)に従い、京大化研式ロータリースターティックテスター(興亜商会社製)により試料編地の染色後の摩擦帯電圧、及び染色後に5回洗濯後の摩擦帯電圧を評価した。スタティックオネストメーター使用条件は、印加電圧1000V、印加時間30秒、試料回転数1000rpmである。
JIS−L−1094(摩擦帯電圧測定法)に従い、スタティックオネストメーター(宍戸商会社製)により試料編地の染色後の摩擦帯電圧、及び染色後に5回洗濯後の摩擦帯電圧を評価した。ロータリースターティックテスターの使用条件は、ドラム回転数400rpm,摩擦時間60秒,摩擦布綿である。
延伸後、湿熱処理前の未乾燥繊維を純水中に浸漬した後、遠心脱水機(国産遠心機(株)社製TYPE H−770A)で遠心加速度1100G(Gは重力加速度を示す)下2分間脱水する。脱水後重量(W3とする)を測定した後、該未乾燥繊維を120℃で15分間乾燥して重量(W2とする)を測定し、次式により計算する。
延伸後の未乾燥繊維の水分率(%)=(W3−W2)/W2×100
アクリロニトリル90重量%、アクリル酸メチル9重量%、メタアリルスルホン酸ナトリウム1重量%を水系懸濁重合することによってアクリロニトリル系重合体を作成した。また、アクリロニトリル30重量%、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート70重量%を水系懸濁重合することによってアクリル系制電性樹脂を作成した。アクリロニトリル系重合体を濃度45重量%のロダンソーダ水溶液に溶解した後、水に分散させたアクリル系制電性樹脂を添加混合し、アクリロニトリル系重合体とアクリル系制電性樹脂の重量比が95:5である紡糸原液を作成した。該原液を15重量%、1.5℃のロダンソーダ水溶液中に押出し、次いで得られた繊維を水洗し、12倍延伸することにより1.7dtexの原料繊維を作成した。この原料繊維を過塩素酸リチウム10重量%浴に浸漬し80℃×1分処理した後、ニップローラーで一定に絞り、110℃×10分間スチーム湿熱処理し、120℃熱風乾燥機で乾燥緻密化し、制電性アクリル繊維を得た。実施例1の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
アクリロニトリル系重合体の組成をアクリロニトリル88重量%、酢酸ビニル12重量%とし、アクリル系制電性樹脂の組成をアクリロニトリル30重量%、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート12重量%、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル58重量%とした以外は実施例1と同様にして原料繊維を作成した。この原料繊維を過塩素酸リチウム10重量%浴に浸漬し80℃×1分間処理した後、ニップローラーで一定に絞り、110℃×10分間スチーム湿熱処理し、120℃熱風乾燥機で乾燥緻密化し、制電性アクリル繊維を得た。実施例2の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
実施例1と同じ紡糸原液を用い、該原液を15重量%、1.5℃のロダンソーダ水溶液中に押出し、次いで得られた繊維を水洗し、12倍延伸後、110℃×10分間スチーム湿熱処理することにより原料繊維を作成した。この原料繊維を過塩素酸リチウム0.03重量%浴に浸漬し98℃×30分間処理した後、ニップローラーで一定に絞り、130℃ローラー乾燥機で乾燥緻密化し、制電性アクリル繊維を得た。実施例3の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
アクリロニトリル系重合体の組成を、アクリロニトリル88重量%、酢酸ビニル12重量%とした以外は実施例3と同様にして原料繊維を作成した。この原料繊維を過塩素酸リチウム0.03重量%浴に浸漬し98℃×30分間処理した後、ニップローラーにて一定に絞り、130℃ローラー乾燥機で乾燥緻密化し、制電性アクリル繊維を得た。実施例4の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
実施例4と同様にして原料繊維を作成した。この原料繊維を過塩素酸リチウム0.1重量%浴に浸漬し98℃×1分間処理した後、120℃のスチームで10分間湿熱処理を行い湿潤緻密化し、その後、熱風乾燥機で乾燥し、制電性アクリル繊維を得た。実施例5の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
実施例4と同様にして原料繊維を作成した。この原料繊維を過塩素酸リチウム0.03重量%浴に浸漬し98℃×10分間処理した後、さらに120℃×10分間処理液中で湿潤緻密化し、その後、熱風乾燥機で乾燥し、制電性アクリル繊維を得た。実施例6の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
ローラー乾燥機のローラー間の速度を変更して繊維を緊張させた状態で、170℃で乾燥緻密化を行うこと以外は実施例3と同様にして制電性アクリル繊維を得た。実施例7の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
ローラー乾燥機のローラー間の速度を変更して繊維を緊張させた状態で、170℃で乾燥緻密化を行うこと以外は実施例4と同様にして制電性アクリル繊維を得た。実施例8の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
アクリル系制電性樹脂を加えない以外は、それぞれ実施例7、8と同様の方法で紡糸原液を作成し、紡糸・アルカリ金属塩処理・緊張下乾燥緻密化を行い、比較例1,2のアクリル繊維を得た。比較例1,2の制電性アクリル繊維の構成の詳細と評価結果を表1に示す。
実施例1の紡糸原液に過塩素酸リチウム0.5重量%を加え、紡糸原液を作成した。該原液を15重量%、1.5℃のロダンソーダ水溶液中に押出したが、糸切れが発生し紡糸不可能であった。
実施例1〜8及び比較例1、2の制電性アクリル繊維を用いて常法に従い紡績し、番手1/48、撚り数660、任意の混率のアクリル混燃糸を得た。混紡相手としては通常のアクリル繊維であるK8−1.7T51(日本エクスラン工業株式会社製)を使用した。更に14G2Pゴム編みにて実施例9〜16及び、比較例4,5のアクリル編地試料を得た。また、比較例6としてK8−1.7T51を100%使用した編地試料を作成した。実施例9〜16、比較例4〜6の編地の構成の詳細と評価結果を表2に示す。
Claims (11)
- 80〜100重量%のアクリロニトリルを構成成分として含有するアクリロニトリル系重合体90〜99重量%と、10〜70重量%のアクリロニトリルを構成成分として含有するアクリル系制電性樹脂10〜1重量%とからなる制電性アクリル繊維であって、アルカリ金属イオンが繊維に対して150ppm以上含有されていることを特徴とする制電性アクリル繊維。
- 体積固有抵抗値が103〜106Ω・cmであることを特徴とする請求項1に記載の制電性アクリル繊維。
- カチオン染料で染色後の繊維の染色前の繊維に対するアルカリ金属イオン保持率が40%以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の制電性アクリル繊維。
- カチオン染料で染色後のアルカリ金属イオン含有量が繊維に対して80ppm以上であることを特徴とする請求項4に記載の制電性アクリル繊維。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の制電性アクリル繊維を少なくとも一部に含むことを特徴とする制電性繊維構造体。
- カチオン染料で染色後の摩擦帯電圧の半減期が3秒以下であり、かつ摩擦帯電圧が2kV以下であることを特徴とする請求項6に記載の制電性繊維構造体。
- 80〜100重量%のアクリロニトリルを構成成分として含有するアクリロニトリル系重合体90〜99重量%と、10〜70重量%のアクリロニトリルを構成成分として含有するアクリル系制電性樹脂10〜1重量%とからなる重合体混合物を含む紡糸原液を湿式紡糸し、得られた繊維を水洗、延伸した後にアルカリ金属塩水溶液で処理し、次いで緻密化することを特徴とする制電性アクリル繊維の製造方法。
- 水洗、延伸した後の未乾燥繊維の水分率が50〜130重量%であること、及び水洗、延伸処理とアルカリ金属塩水溶液での処理との間に、100〜130℃の温度での温熱処理が行われることを特徴とする請求項8に記載の制電性アクリル繊維の製造方法。
- 緻密化処理を緊張下で行うことを特徴とする請求項8又は9に記載の制電性アクリル繊維の製造方法。
- 緻密化処理を湿潤状態で行うことを特徴とする請求項8又は9に記載の制電性アクリル繊維の製造方法。
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