JP6852200B2 - 改質繊維製品、調製方法及びその使用 - Google Patents
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Description
Claims (35)
- 内部にグラフェン系物質が存在し、外部にもグラフェン系物質が存在する改質繊維を含み、
前記グラフェン系物質の粒子径が、≦20μmであり、粒子径が1μm未満のグラフェン系物質は、主に前記改質繊維の内部に存在し、粒子径が1〜20μmのグラフェン系物質は、主に前記改質繊維の外部に存在する改質繊維製品。 - 改質繊維の内部に存在するグラフェン系物質よりも、前記改質繊維の外部に存在するグラフェン系物質が多い、請求項1に記載の改質繊維製品。
- 前記改質繊維製品におけるグラフェン系物質の総質量が、繊維製品の総質量の0.5〜3wt%である、請求項1に記載の改質繊維製品。
- 前記改質繊維の内部は、改質繊維の結晶領域と、アモルファス領域と、結晶領域とアモルファス領域との間の隙間とを含み、粒子径が1μm未満のグラフェン系物質は、前記改質繊維の内部の結晶領域、アモルファス領域、結晶領域とアモルファス領域との間の隙間のうちの少なくとも1つの箇所に存在する、請求項1から3のいずれか1項に記載の改質繊維製品。
- 前記グラフェン系物質は、グラフェン、バイオマスグラフェン、酸化グラフェン、グラフェン誘導体のいずれか1種類または少なくとも2種類の混合を含む、請求項1から4のいずれか1項に記載の改質繊維製品。
- 前記グラフェン誘導体は、元素ドープグラフェンまたは官能化グラフェンのうちのいずれか1種類または少なくとも2種類の組合せを含む、請求項5に記載の改質繊維製品。
- 前記グラフェン系物質はグラフェン及び/またはバイオマスグラフェンであり、前記改質繊維製品における改質繊維の比抵抗が、≦1×105Ω・cmであり、
前記改質繊維製品における改質繊維を50回水洗した後に、その比抵抗が、≦1×105Ω・cmである、請求項1から6のいずれか1項に記載の改質繊維製品。 - 前記改質繊維製品は、改質繊維、改質繊維を含む糸及び改質繊維を含む織物のうちのいずれか1種類または少なくとも2種類の組合せを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の改質繊維製品。
- 前記改質繊維は、改質テトロン繊維と、改質ナイロン繊維と、改質スパンデックス繊維と、改質アラミド繊維と、改質アクリル繊維と、改質PVA繊維と、改質再生セルロース繊維とを含み、
改質繊維を含む前記糸は、前記改質繊維から単独で紡糸、混紡または未改質繊維と混紡されたものであり、
改質繊維を含む前記織物が、前記改質繊維、改質繊維を含む前記糸から作製される、請求項8に記載の改質繊維製品。 - 前記改質繊維製品の改質繊維にナノセルロースが複合されており、
前記ナノセルロースは、前記改質繊維の内部及び/または外部に絡み合われる、請求項1から9のいずれか1項に記載の改質繊維製品。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の改質繊維製品の調製方法であって、前記方法は、未改質の繊維製品をグラフェン系物質分散液に浸漬し、その後、冷却、乾燥を経て処理後の繊維製品を得ることを含み、
前記浸漬の温度範囲は、未改質の繊維製品における繊維材料のゴム状態の温度範囲内である、調製方法。 - 前記浸漬の温度は未改質の繊維製品における繊維材料のガラス転移温度よりも少なくとも5℃高い、請求項11に記載の調製方法。
- 前記グラフェン系物質分散液の濃度が、0.1〜5wt%であり、
前記グラフェン系物質分散液におけるグラフェン系物質の粒子径が、20μm以下であり、
前記浸漬の時間が、15〜120minである、請求項11に記載の調製方法。 - 前記未改質の繊維製品をグラフェン系物質分散液に浸漬させることは2つのステップに分けて行い、具体的には、
(A1)未改質の繊維製品を、粒子径が1μm未満のグラフェン系物質を有する第1のグラフェン系物質分散液に浸漬させ、一回目の浸漬を行い、第1の浸漬繊維製品を取得するステップと、
(A2)第1の浸漬繊維製品を、粒子径が1〜20μmのグラフェン系物質を有する第2のグラフェン系物質分散液に浸漬させ、二回目の浸漬を行い、第2の浸漬繊維製品を取得するステップとを含む、請求項11から13のいずれか1項に記載の調製方法。 - 前記一回目の浸漬及び二回目の浸漬のうちの少なくとも前記一回目の浸漬の温度範囲は、未改質の繊維製品における繊維材料のゴム状態の温度範囲内である、ことを特徴とする請求項14に記載の調製方法。
- 前記一回目の浸漬及び/または二回目の浸漬温度は、未改質の繊維製品における繊維材料のガラス転移温度よりも少なくとも5℃高く、
前記一回目の浸漬の時間と、二回目の浸漬の時間とは、いずれも、それぞれ独立に15〜120minから選択される、ことを特徴とする請求項14に記載の調製方法。 - 前記粒子径が1μm未満のグラフェン系物質分散液において、グラフェン系物質の濃度が0.5〜5wt%であり、
前記粒子径が1〜20μmのグラフェン系物質分散液において、グラフェン系物質の濃度が0.5〜7wt%である、ことを特徴とする請求項14に記載の調製方法。 - 前記繊維は、テトロン繊維と、ナイロン繊維と、スパンデックス繊維と、アラミド繊維と、アクリル繊維と、PVA繊維と、ポリビニルブチラール繊維または再生セルロース繊維とを含む、請求項11から17のいずれか1項に記載の調製方法。
- 前記繊維がテトロン繊維であり、前記浸漬の温度が80〜120℃である、請求項11に記載の調製方法。
- 前記繊維がナイロン繊維であり、前記浸漬の温度が45〜80℃である、請求項11に記載の調製方法。
- 前記繊維がナイロン繊維であり、前記浸漬の温度が80〜100℃である、請求項11に記載の調製方法。
- 前記未改質の繊維製品は、ポリマー紡糸により得られたアズスパン繊維である、請求項11から21のいずれか1項に記載の調製方法。
- 前記紡糸は、静電紡糸と、溶融紡糸と、湿式溶液紡糸と、乾燥溶液紡糸とのうちのいずれか1種類または少なくとも2種類の組合せを含む、請求項22に記載の調製方法。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の改質繊維製品の調製方法であって、前記方法は、未改質の繊維製品をグラフェン系物質分散液に浸漬し、取り出した後、繊維材料のゴム状態温度まで昇温しつつ、恒温で複合処理を行い、その後、冷却、乾燥を経て、改質繊維製品を得ることを含む、調製方法。
- 前記処理の温度は繊維製品における繊維材料のガラス転移温度よりも5℃以上高く、
前記グラフェン系物質分散液の濃度が0.1〜5wt%であり、
前記グラフェン系物質分散液におけるグラフェン系物質の粒子径が20μm以下である、請求項24に記載の調製方法。 - 前記昇温の方法は熱風加熱であり、
前記恒温で複合処理を行う時間が15〜120minである、請求項24に記載の調製方法。 - 前記繊維製品は、繊維ストランドと、糸と、織物とのうちのいずれか1種類または少なくとも2種類の組合せを含み、
前記繊維は、テトロン繊維、ナイロン繊維、スパンデックス繊維、アラミド繊維、アクリル繊維、PVA繊維、再生セルロース繊維を含む、請求項24から26のいずれか1項に記載の調製方法。 - (A1)繊維製品を、粒子径が1μm未満のグラフェン系物質を有する第1のグラフェン系物質分散液に浸漬させ、取り出した後、ゴム状態温度まで昇温し、処理温度において恒温で一回目の複合処理を行うステップと、
(A2)一回目の複合処理後の繊維製品を、粒子径が1〜20μmのグラフェン系物質を有する第2のグラフェン系物質分散液に浸漬させ、取り出した後、第2の処理温度まで昇温し、恒温で二回目の複合処理を行い、その後、冷却、乾燥を経て改質繊維製品を得ることを含む、
請求項24から27のいずれか1項に記載の調製方法。 - 前記二回目の複合処理の温度は一回目の複合処理の温度より低く、
前記一回目の複合処理の温度及び/または二回目の複合処理の温度は、繊維製品における繊維材料のガラス転移温度よりも5℃以上高く、
前記一回目の複合処理と二回目の複合処理との恒温による複合処理の時間が、いずれも、それぞれ独立に15〜120minである、請求項28に記載の調製方法。 - 前記第1のグラフェン系物質分散液において、グラフェン系物質の粒子径が0.1〜1μmであり、且つ、1μmを含まず、
前記第2のグラフェン系物質分散液において、グラフェン系物質の粒子径が2〜10μmであり、
前記第1のグラフェン系物質分散液において、グラフェン系物質の濃度が0.5〜5wt%であり、
前記第2のグラフェン系物質分散液において、グラフェン系物質の濃度が0.5〜7wt%である、請求項28に記載の調製方法。 - 前記グラフェン系物質は、グラフェン、バイオマスグラフェン、酸化グラフェン、グラフェン誘導体のいずれか1種類または少なくとも2種類の混合を含み、
前記グラフェン誘導体は、元素ドープグラフェンまたは官能化グラフェンのうちのいずれか1種類または少なくとも2種類の組合せを含む、請求項11から30のいずれか1項に記載の調製方法。 - 前記グラフェン系物質は酸化グラフェンを含み、冷却の前及び/または後に還元処理を行い、
前記還元処理の方法は、還元剤還元法及び/または加熱還元法を含む、請求項31に記載の調製方法。 - 前記還元剤還元法は、還元剤を添加して還元することを含み、
前記還元剤の添加量が、グラフェン系物質の10〜200wt%であり、
前記還元剤は、アスコルビン酸、ヒドラジン水和物、グルコース、エチレンジアミン、クエン酸ナトリウム、L−システイン、ヨウ化水素酸または水素化ホウ素ナトリウムのうちのいずれか1種類または少なくとも2種類の組合せを含み、
前記加熱還元法は、非酸化性雰囲気中で、加熱して還元することを含み、
前記加熱還元法は、高圧反応釜中で、雰囲気及び/又は還元雰囲気を導入し、加熱還元の温度が≦200℃、圧力が≦1.6MPaで、加熱還元するステップを含む、
請求項32に記載の調製方法。 - 前記グラフェン系物質分散液には、ナノセルロースが添加されており、
前記ナノセルロースの直径が10nm以下であり、アスペクト比が10以上であり、
分散液における前記ナノセルロースの濃度が2wt%以下である、請求項11から30のいずれか1項に記載の調製方法。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の改質繊維製品の、家庭紡績品、下着、防護服、保温服、靴下の製造における使用。
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