JP6853155B2 - Method for measuring the amount of silica adhered to synthetic fibers - Google Patents

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本発明は、コロイド状シリカを含む油剤が付着した合成繊維のシリカ付着量の測定方法に関するものである。 The present invention relates to a method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber to which an oil agent containing colloidal silica is attached.

一般的に合成繊維は、その製造段階で油剤が付与される。この油剤には繊維表面抵抗の低減や静電気除去など、その目的に応じて成分の調製がなされ、所定量の油剤を斑無く付与することが、繊維の製造において品質の安定化、収率の向上につながる。その為、従来より、メタノールやベンゼンなどの溶剤で繊維表面に付着している油剤を抽出して測定したり(非特許文献1)、繊維の電気抵抗を測定したり(特許文献1)、赤外線を用いて光学的に測定する(特許文献2)ことで油剤の付着量を算出している。
また、シリカ濃度の測定方法としては、モリブデン黄吸光度法(非特許文献2、特許文献3)や、蛍光X線スペクトル法(特許文献4)があり、水道水の水質分析や水を利用するプラントにおける水質管理などに用いられている。
Generally, synthetic fibers are oiled at the manufacturing stage. The components of this oil are prepared according to the purpose such as reduction of fiber surface resistance and static electricity removal, and applying a predetermined amount of oil without unevenness stabilizes the quality and improves the yield in fiber production. Leads to. Therefore, conventionally, an oil agent adhering to the fiber surface is extracted and measured with a solvent such as methanol or benzene (Non-Patent Document 1), the electrical resistance of the fiber is measured (Patent Document 1), or infrared rays are used. The amount of oil adhered to the oil is calculated by measuring optically using (Patent Document 2).
Further, as a method for measuring the silica concentration, there are a molybdenum yellow absorbance method (Non-Patent Document 2 and Patent Document 3) and a fluorescent X-ray spectrum method (Patent Document 4). It is used for water quality management in Japan.

特開平6−287804号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-287804 特開平7−310223号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-310223 特開2010−151714号公報JP-A-2010-151714 特開2002−107315号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-107315

2010年発行の日本工業規格 JIS L1013 「化学繊維フィラメント糸試験方法」 28−29頁Japanese Industrial Standards JIS L1013 "Chemical Fiber Filament Thread Test Method" published in 2010, pp. 28-29 1998年発行の日本工業規格 JIS K0101「工業用水試験方法」 181−182頁Japanese Industrial Standards JIS K0101 "Industrial Water Test Method" published in 1998, pp. 181-182

しかしながら、合成繊維の油剤付着量は、油剤を溶剤で抽出したり、電気抵抗や赤外線吸収により測定されているが、その油剤中のシリカの濃度を測定する方法は提案されていない。また、上述のように、シリカ濃度測定としては、モリブデン黄吸光度法や蛍光X線スペクトル法があるが、前者はイオン状シリカを含む水が対象であり、コロイド状シリカを含む油剤を付与した糸に対して、非特許文献2や特許文献2に規定されている方法を適用しても測定が困難であり、後者は測定に時間が掛かる為、工程管理としては不向きである。 However, the amount of the synthetic fiber adhering to the oil agent is measured by extracting the oil agent with a solvent, electric resistance or infrared absorption, but no method for measuring the concentration of silica in the oil agent has been proposed. Further, as described above, as the silica concentration measurement, there are molybdenum absorptiometry and fluorescent X-ray spectrum method, but the former is for water containing ionic silica, and a thread to which an oil agent containing colloidal silica is applied. On the other hand, measurement is difficult even if the methods specified in Non-Patent Document 2 and Patent Document 2 are applied, and the latter is unsuitable for process control because the measurement takes time.

したがって、本発明は上記のような問題を解決し、生産工程の工程管理に用いることができる、コロイド状シリカを含む油剤が付着した合成繊維のシリカ付着量測定方法を得ることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and obtain a method for measuring the amount of silica adhered to synthetic fibers to which an oil agent containing colloidal silica is attached, which can be used for process control of a production process.

上記目的を達成するため、本発明は、コロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維のシリカ付着量の測定方法であって、油剤とシリカ標準液を含む、標準試料を作製する工程と、合成繊維を処理し、繊維検査試料を作製する工程と、標準試料及び繊維検査試料について、酸性条件下でモリブデン酸アンモニウムを混合して黄色に呈色した後、385〜440nmの範囲の波長1と、500〜700nmの範囲の波長2の少なくとも、2波長の吸光度を測定する工程と、測定した2波長の標準試料の吸光度から検量線を作成する工程と、測定した2波長の繊維検査試料の吸光度と、検量線とから、シリカ付着量を算出する工程とを含み、上記標準試料を作製する工程は、油剤、水及び炭酸水素ナトリウムを混合し、煮沸した後、シリカ標準液を加える処理を含み、上記繊維検査試料を作製する工程は、コロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維、水及び炭酸水素ナトリウムを混合し、煮沸する処理を含むことを特徴とする合成繊維のシリカ付着量の測定方法をその要旨とする。
前記吸光度を測定する工程では、黄色に呈色した後、シュウ酸溶液を混合し、黄色が退色する前に吸光度を測定する工程を含むことが好ましい。
前記標準試料及び前記繊維検査試料を作製する工程の煮沸処理において、煮沸時間は60分以上であることが好ましい。
また、試料を作製する際に用いる試料容器の素材はPTFEであることが好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention is a method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber to which an oil agent containing colloidal silica is attached, and is a step of preparing a standard sample containing the oil agent and a silica standard solution, and synthesis. The process of processing the fibers to prepare a fiber test sample, and the standard sample and the fiber test sample were mixed with ammonium molybdate under acidic conditions to develop a yellow color, and then the wavelength 1 in the range of 385 to 440 nm. A step of measuring the absorbance of at least two wavelengths of wavelength 2 in the range of 500 to 700 nm, a step of creating a calibration line from the measured absorbance of the standard sample of two wavelengths, and a step of preparing the measured absorbance of the fiber test sample of two wavelengths. , The step of calculating the amount of silica adhered from the calibration line, and the step of preparing the standard sample includes a process of mixing an oil agent, water and sodium hydrogen carbonate, boiling, and then adding a silica standard solution. The step of preparing the fiber test sample is a method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber, which comprises a process of mixing synthetic fiber containing an oil containing colloidal silica, water and sodium hydrogen carbonate and boiling the sample. Is the gist.
The step of measuring the absorbance preferably includes a step of coloring the color yellow, mixing the oxalic acid solution, and measuring the absorbance before the yellow color fades.
In the boiling treatment in the step of preparing the standard sample and the fiber test sample, the boiling time is preferably 60 minutes or more.
Moreover, it is preferable that the material of the sample container used when preparing the sample is PTFE.

本発明によれば、コロイド状シリカを含む油剤が付着した合成繊維のシリカ付着量を容易に測定でき、合成繊維の生産工程の工程管理に用いることができる。 According to the present invention, the amount of silica adhered to the synthetic fiber to which the oil agent containing colloidal silica is attached can be easily measured, and can be used for process control of the production process of the synthetic fiber.

本発明の合成繊維のシリカ付着量の測定方法の工程概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process outline of the method of measuring the silica adhesion amount of the synthetic fiber of this invention. 本発明における標準試料を作製する工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process of preparing a standard sample in this invention. 本発明における吸光度を測定する工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the step of measuring the absorbance in this invention. 本発明における繊維検査試料を作製する工程の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process of preparing the fiber test sample in this invention. 本発明における、標準試料の吸光度測定結果の一例である。This is an example of the absorbance measurement result of a standard sample in the present invention. 本発明における、検量線の一例である。This is an example of a calibration curve in the present invention.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明は、コロイド状シリカを含む油剤が付着した合成繊維のシリカ付着量の測定方法である。 The present invention is a method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber to which an oil agent containing colloidal silica is attached.

尚、本発明において、単に「油剤」と記載の場合は、コロイド状シリカを添加していない、糸の製造に供する油剤を示し、「コロイド状シリカを含む油剤」と記載の場合は、コロイド状シリカを添加した、糸の製造に供する油剤を示す。 In the present invention, when simply described as "oil agent", it means an oil agent to be used for producing yarn without adding colloidal silica, and when it is described as "oil agent containing colloidal silica", it is colloidal. An oil agent to which silica is added and used for producing yarn is shown.

本発明は、油剤およびシリカ標準液を含む標準試料と、コロイド状シリカを含む油剤が付着した合成繊維を処理して得られる繊維検査試料との吸光度を測定して、標準試料から得た吸光度より検量線を作成し、この検量線をもとに、繊維検査試料のSi(ケイ素)含有量を算出する等して、合成繊維に付着したシリカ付着量を算出する。 In the present invention, the absorbance of a standard sample containing an oil agent and a silica standard solution and a fiber test sample obtained by treating a synthetic fiber to which an oil agent containing colloidal silica is attached is measured, and the absorbance obtained from the standard sample is used. A calibration curve is created, and based on this calibration curve, the Si (silicon) content of the fiber test sample is calculated to calculate the amount of silica adhering to the synthetic fiber.

図1は、本発明の合成繊維のシリカ付着量の測定方法の工程概略を示すフローチャートである。標準試料を作製し、標準試料の吸光度を測定した後、測定した結果に基づいて、検量線を作成する。次に、検査対象となる合成繊維の繊維検査試料を作製し、繊維検査試料の吸光度を測定する。検量線と繊維検査試料の吸光度の測定結果に基づき、検査対象となる合成繊維のシリカ付着量を算出する。 FIG. 1 is a flowchart showing a process outline of the method for measuring the amount of silica adhered to the synthetic fiber of the present invention. A standard sample is prepared, the absorbance of the standard sample is measured, and then a calibration curve is prepared based on the measurement result. Next, a fiber test sample of the synthetic fiber to be inspected is prepared, and the absorbance of the fiber test sample is measured. Based on the calibration curve and the measurement result of the absorbance of the fiber test sample, the amount of silica adhered to the synthetic fiber to be inspected is calculated.

以下、各工程毎に説明する。 Hereinafter, each step will be described.

<標準試料の作製工程>
図2のフローチャートは、標準試料を作製する工程の一例である。油剤、水及び炭酸水素ナトリウムを混合した後、好ましくは60分以上煮沸する。次いで、得られた液体を放冷し、中和した後、水で希釈する。シリカ標準液を準備し、得られた希釈液と混合し、シリカ濃度の異なる複数の標準試料を作製する。
<Standard sample preparation process>
The flowchart of FIG. 2 is an example of a process of preparing a standard sample. After mixing the oil, water and sodium hydrogen carbonate, it is preferably boiled for 60 minutes or more. The resulting liquid is then allowed to cool, neutralized and then diluted with water. A silica standard solution is prepared and mixed with the obtained diluent to prepare a plurality of standard samples having different silica concentrations.

以下、さらに具体的に好適な態様を例示して説明する。
まず、油剤と容器を準備する。油剤を秤量し、容器へ加える。容器は、ケイ素を含まない容器を用いることが好ましく、例えば、PTFE、ポリエチレン、白金製の容器を用いることが好ましい。特に、安価で耐熱性に優れるという点から、PTFE容器を用いることが好ましい。
Hereinafter, more specifically, preferred embodiments will be illustrated and described.
First, prepare the oil and the container. Weigh the oil and add to the container. As the container, it is preferable to use a container containing no silicon, and for example, a container made of PTFE, polyethylene, or platinum is preferably used. In particular, it is preferable to use a PTFE container because it is inexpensive and has excellent heat resistance.

次に、容器に、水を加える。水としては、純水が好ましく、超純水である方がより好ましい。また水の量は、特に限定されるものではないが、容器が沸騰浴中に容易に沈むことができる量とすることが好ましく、容器の材質および容量に応じて、適宜調整するとよい。例えば200mlのPTFE製容器を使用した場合は、50〜100mlが好ましい。 Next, add water to the container. As the water, pure water is preferable, and ultrapure water is more preferable. The amount of water is not particularly limited, but is preferably an amount that allows the container to easily sink in the boiling bath, and may be appropriately adjusted according to the material and capacity of the container. For example, when a 200 ml PTFE container is used, 50 to 100 ml is preferable.

次に容器に、炭酸水素ナトリウムを加え、容器を沸騰水浴中に静置し、加熱する。炭酸水素ナトリウムの量は、多過ぎると、炭酸ガスが発生し発泡するため、発泡しない分量とすることが好ましい。例えば、炭酸水素ナトリウムは、100mlの水に対し、0.2g程度加えることが好ましい。加熱時間は、少なくとも、60分以上加熱することが好ましい。 Next, sodium hydrogen carbonate is added to the container, and the container is allowed to stand in a boiling water bath and heated. If the amount of sodium hydrogen carbonate is too large, carbon dioxide gas is generated and foams, so it is preferable to set the amount so as not to foam. For example, it is preferable to add about 0.2 g of sodium hydrogen carbonate to 100 ml of water. The heating time is preferably at least 60 minutes or more.

得られた液体を放冷し、中和した後、水で希釈し、標準試料用ブランク溶液を調製する。中和する際に用いる試薬としては、塩酸、硫酸等の無機酸を好適に用いることができる。希釈に用いる水は、純水が好ましく、より好ましくは超純水である。 The obtained liquid is allowed to cool, neutralized, and then diluted with water to prepare a blank solution for a standard sample. As the reagent used for neutralization, an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid can be preferably used. The water used for dilution is preferably pure water, more preferably ultrapure water.

濃度0、1、1.5、3、6mg/l等いくつかの濃度のシリカ標準液をそれぞれ別の容器に入れ、標準試料用ブランク溶液をそれぞれ加え、シリカ溶液を調製し、標準試料とする。 Silica standard solutions having several concentrations such as 0, 1, 1.5, 3, 6 mg / l are placed in separate containers, and blank solutions for standard samples are added to prepare silica solutions, which are used as standard samples. ..

<標準試料の吸光度測定工程>
本発明においては、吸光度を測定する際、製造工程での管理のし易さ等の点から、七モリブデン酸六アンモニウムを用いたモリブデン黄吸光度法を用いる。
図3は吸光度を測定する場合のフローチャートの一例である。
標準試料を酸性化し、酸性条件下でモリブデン酸アンモニウム溶液を混合し、黄色に呈色させる。リン酸イオンを含む油剤が付着している場合は、シュウ酸溶液を混合し、黄色が退色する前に吸光度を測定する。
<Absorbance measurement process of standard sample>
In the present invention, when measuring the absorbance, the molybdenum yellow absorbance method using hexaammonium heptamolybdate is used from the viewpoint of ease of control in the manufacturing process.
FIG. 3 is an example of a flowchart for measuring the absorbance.
The standard sample is acidified and mixed with an ammonium molybdate solution under acidic conditions to develop a yellow color. If an oil containing phosphate ions is attached, mix the oxalic acid solution and measure the absorbance before the yellow color fades.

以下、具体的に好適な態様を説明する。
標準試料を準備し、塩酸を加え、標準試料を酸性とする。この際、塩酸の濃度は、例えば、標準試料に対し、4質量%程度加えることが好ましい。また、得られた試料は酸性とすればよいが、この際のpHは、発色性の観点から、1.1〜1.6程度とすることが好ましい。尚、酸性化する際には、塩酸に代えて、硫酸、硝酸等の無機酸を用いることもできる。
Hereinafter, a specifically preferred embodiment will be described.
Prepare a standard sample and add hydrochloric acid to make the standard sample acidic. At this time, the concentration of hydrochloric acid is preferably, for example, about 4% by mass with respect to the standard sample. The obtained sample may be acidic, but the pH at this time is preferably about 1.1 to 1.6 from the viewpoint of color development. When acidifying, an inorganic acid such as sulfuric acid or nitric acid can be used instead of hydrochloric acid.

得られた酸性下の標準試料は、モリブデン酸アンモニウム溶液を加え、よく混合し、所定時間、静置する。これにより、ケイモリブデン酸錯体(ヘテロポリ酸)が生成され、標準試料が黄色に呈色する。具体的な好適条件としては、例えば、モリブデン酸アンモニウム溶液として、107.5g/lモリブデン酸アンモニウム溶液を用い、5分間静置する。尚、モリブデン酸アンモニウム溶液は、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物を水で希釈することにより得ることができる。 The obtained standard sample under acidic conditions is added with an ammonium molybdate solution, mixed well, and allowed to stand for a predetermined time. As a result, a silicate molybdate complex (heteropoly acid) is generated, and the standard sample is colored yellow. As specific suitable conditions, for example, as an ammonium molybdate solution, a 107.5 g / l ammonium molybdate solution is used and allowed to stand for 5 minutes. The ammonium molybdate solution can be obtained by diluting hexaammonium hexaammonium tetrahydrate tetrahydrate with water.

次いで、油剤にリン酸イオンを含む場合、シュウ酸溶液を加え、混合し、静置する。これにより、リン酸イオンの影響を抑制する。
シュウ酸溶液の濃度は、適宜設定できるが、例えば、200g/l程度とすることにより、吸光度の測定の際に通常の糸製造に供する油剤として使用するリン酸イオンの影響が好適に抑制できる。尚、静置時間は、ヘテロポリ化合物の黄色が退色しない時間に設定する。通常の合成繊維の場合、例えば、1分間である。
Then, when the oil preparation contains phosphate ions, an oxalic acid solution is added, mixed, and allowed to stand. This suppresses the influence of phosphate ions.
The concentration of the oxalic acid solution can be appropriately set, but for example, by setting it to about 200 g / l, the influence of phosphate ions used as an oil agent used in ordinary yarn production when measuring the absorbance can be suitably suppressed. The standing time is set to a time during which the yellow color of the heteropoly compound does not fade. In the case of ordinary synthetic fibers, for example, 1 minute.

次いで、分光光度計を用いて、吸光度を測定する。 Then, the absorbance is measured using a spectrophotometer.

<検量線の作成工程>
本発明においては、少なくとも、油剤の影響を抑制して、シリカ付着量測定の精度を高めるため、それぞれの標準試料に対し、少なくとも2波長を用いて演算して、検量線を作成する。図5は、標準試料の吸光度の測定結果の一例である。
<Calibration curve creation process>
In the present invention, in order to at least suppress the influence of the oil agent and improve the accuracy of measuring the amount of silica adhered, a calibration curve is prepared by calculating each standard sample using at least two wavelengths. FIG. 5 is an example of the measurement result of the absorbance of the standard sample.

吸光度は、385〜440nmの波長1と、500〜700nmの波長2の、少なくとも2波長の吸光度を測定する。この範囲の2波長を測定することにより、合成繊維の油剤の影響による白濁の影響を抑制し、精度よく、シリカ付着量を算出できる。これは、黄色の波長帯(波長1)での吸光度から、白濁による波長帯(波長2)の吸光度を差し引くことで、シリカに起因する吸光度を精度よく求めることができるためである。 As the absorbance, at least two wavelengths of absorbance 1 having a wavelength of 385 to 440 nm and wavelength 2 having a wavelength of 500 to 700 nm are measured. By measuring two wavelengths in this range, the influence of cloudiness due to the influence of the oil agent of the synthetic fiber can be suppressed, and the amount of silica adhered can be calculated accurately. This is because the absorbance due to silica can be accurately obtained by subtracting the absorbance in the wavelength band (wavelength 2) due to cloudiness from the absorbance in the yellow wavelength band (wavelength 1).

次いで、得られた各濃度の標準試料の吸光度から近似曲線を算出し、検量線を作成する。図6は、本発明における検量線の一例である。 Next, an approximate curve is calculated from the absorbance of the obtained standard sample at each concentration, and a calibration curve is prepared. FIG. 6 is an example of a calibration curve in the present invention.

<繊維検査試料の作製工程>
図4は繊維検査試料を作製する工程の一例を示すフローチャートである。
この工程では、コロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維と水と炭酸水素ナトリウムを混合し、好ましくは、60分以上煮沸し、コロイド状シリカをイオン状シリカとする。次いで、得られたイオン状シリカを含む液体を、放冷し、中和した後、水で希釈し、調製して、繊維検査試料を作製する。
<Fiber test sample preparation process>
FIG. 4 is a flowchart showing an example of a process for preparing a fiber test sample.
In this step, synthetic fibers to which an oil containing colloidal silica is attached, water, and sodium hydrogen carbonate are mixed and preferably boiled for 60 minutes or more to convert the colloidal silica into ionic silica. Then, the obtained liquid containing ionic silica is allowed to cool, neutralized, diluted with water, and prepared to prepare a fiber test sample.

以下、さらに具体的に好適な態様を説明する。
まず、コロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維と容器を準備する。コロイド状シリカを付着した合成繊維を秤量し、容器へ加える。容器は、ケイ素を含まない容器を用いることが好ましく、例えば、PTFE、ポリエチレン、白金製の容器を用いることが好ましい。特に、安価で耐熱性に優れるという点から、PTFE容器を用いることが好ましい。
Hereinafter, preferred embodiments will be described in more detail.
First, a synthetic fiber and a container to which an oil containing colloidal silica is attached are prepared. Weigh synthetic fibers with colloidal silica attached and add to the container. As the container, it is preferable to use a container containing no silicon, and for example, a container made of PTFE, polyethylene, or platinum is preferably used. In particular, it is preferable to use a PTFE container because it is inexpensive and has excellent heat resistance.

次に、容器に、水を加える。水としては、純水が好ましく、超純水である方がより好ましい。また水の量は、特に限定されるものではないが、容器が沸騰浴中に容易に沈むことができる量とすることが好ましく、容器の材質および容量に応じて、適宜調整するとよい。例えば200mlのPTFE製容器を使用した場合は、50〜100mlが好ましい。 Next, add water to the container. As the water, pure water is preferable, and ultrapure water is more preferable. The amount of water is not particularly limited, but is preferably an amount that allows the container to easily sink in the boiling bath, and may be appropriately adjusted according to the material and capacity of the container. For example, when a 200 ml PTFE container is used, 50 to 100 ml is preferable.

次に容器に、炭酸水素ナトリウムを加え、容器を沸騰水浴中に静置し、加熱し、コロイド状シリカをイオン化し、イオン状シリカとする。炭酸水素ナトリウムの量は、多過ぎると、炭酸ガスが発生し発泡するため、発泡しない分量とすることが好ましい。例えば、炭酸水素ナトリウムは、100mlの水に対し、0.2g加えることが好ましい。コロイド状シリカを十分にイオン化するためには、加熱時間は、少なくとも、60分以上加熱することが好ましい。 Next, sodium hydrogen carbonate is added to the container, and the container is allowed to stand in a boiling water bath and heated to ionize colloidal silica to obtain ionic silica. If the amount of sodium hydrogen carbonate is too large, carbon dioxide gas is generated and foams, so it is preferable to set the amount so as not to foam. For example, it is preferable to add 0.2 g of sodium hydrogen carbonate to 100 ml of water. In order to sufficiently ionize the colloidal silica, the heating time is preferably at least 60 minutes or more.

得られたイオン状シリカを含む液体を放冷した後、中和し、水で希釈し、繊維検査試料とする。中和する際に用いる試薬としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸を好適に用いることができる。希釈に用いる水は、純水が好ましく、より好ましくは超純水である。 The obtained liquid containing ionic silica is allowed to cool, then neutralized and diluted with water to prepare a fiber test sample. As the reagent used for neutralization, an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid can be preferably used. The water used for dilution is preferably pure water, more preferably ultrapure water.

<繊維検査試料の吸光度測定工程>
図3は吸光度を測定する場合のフローチャートの一例である。
標準試料を酸性化し、酸性条件下でモリブデン酸アンモニウム溶液を混合し、黄色に呈色させる。リン酸イオンを含む油剤が付着している場合は、シュウ酸溶液を混合し、黄色が退色する前に吸光度を測定する。
<Absorbance measurement process of fiber test sample>
FIG. 3 is an example of a flowchart for measuring the absorbance.
The standard sample is acidified and mixed with an ammonium molybdate solution under acidic conditions to develop a yellow color. If an oil containing phosphate ions is attached, mix the oxalic acid solution and measure the absorbance before the yellow color fades.

以下、具体的に好適な態様を説明する。
得られた繊維検査試料に、塩酸を加え、繊維検査試料を酸性とする。この際、塩酸の濃度は、例えば、標準試料に対し、4質量%程度加えることが好ましい。また、得られた試料は酸性とすればよいが、この際のpHは、発色性の観点から、1.1〜1.6程度とすることが好ましい。尚、酸性化する際には、塩酸に代えて、硫酸、硝酸等の無機酸を用いることもできる。
Hereinafter, a specifically preferred embodiment will be described.
Hydrochloric acid is added to the obtained fiber test sample to make the fiber test sample acidic. At this time, the concentration of hydrochloric acid is preferably, for example, about 4% by mass with respect to the standard sample. The obtained sample may be acidic, but the pH at this time is preferably about 1.1 to 1.6 from the viewpoint of color development. When acidifying, an inorganic acid such as sulfuric acid or nitric acid can be used instead of hydrochloric acid.

次いで、繊維検査試料に、モリブデン酸アンモニウム溶液を加え、よく混合し、所定時間、静置する。これにより、ケイモリブデン酸錯体(ヘテロポリ酸)が生成され、繊維検査試料が黄色に呈色する。具体的な条件としては、例えば、モリブデン酸アンモニウム溶液として、107.5g/lモリブデン酸アンモニウム溶液を用い、5分間静置することができる。尚、モリブデン酸アンモニウム溶液は、七モリブデン酸六アンモニウム四水和物を水で希釈することにより得ることができる。 Next, an ammonium molybdate solution is added to the fiber test sample, mixed well, and allowed to stand for a predetermined time. As a result, a silicate molybdate complex (heteropoly acid) is generated, and the fiber test sample is colored yellow. As specific conditions, for example, as an ammonium molybdate solution, a 107.5 g / l ammonium molybdate solution can be used and allowed to stand for 5 minutes. The ammonium molybdate solution can be obtained by diluting hexaammonium hexaammonium tetrahydrate tetrahydrate with water.

その後、油剤にリン酸イオンを含む場合、シュウ酸溶液を加え、混合し、静置する。これにより、リン酸イオンの影響を抑制する。
シュウ酸溶液の濃度は、適宜設定できるが、例えば、200g/l程度とすることにより、吸光度の測定の際に通常の糸製造に供する油剤として使用するリン酸イオンの影響が好適に抑制できる。尚、静置時間は、ヘテロポリ化合物の黄色が退色しない時間に設定する。通常の合成繊維の場合、例えば、1分間である。
Then, when the oil preparation contains phosphate ions, an oxalic acid solution is added, mixed, and allowed to stand. This suppresses the influence of phosphate ions.
The concentration of the oxalic acid solution can be appropriately set, but for example, by setting it to about 200 g / l, the influence of phosphate ions used as an oil agent used in ordinary yarn production when measuring the absorbance can be suitably suppressed. The standing time is set to a time during which the yellow color of the heteropoly compound does not fade. In the case of ordinary synthetic fibers, for example, 1 minute.

次に、分光光度計を用いて、吸光度を測定する。吸光度は、少なくとも、標準試料の検量線の作成時に用いた、385〜440nmの波長1と、500〜700nmの波長2の2波長の吸光度を測定する。これにより、合成繊維の油剤による白濁の影響を抑制して、シリカ付着濃度測定の精度を高めることができる。 Next, the absorbance is measured using a spectrophotometer. For the absorbance, at least the absorbances of two wavelengths, wavelength 1 of 385-440 nm and wavelength 2 of 500-700 nm, which were used when preparing the calibration curve of the standard sample, are measured. As a result, the influence of cloudiness caused by the oil agent of the synthetic fiber can be suppressed, and the accuracy of measuring the silica adhesion concentration can be improved.

得られた吸光度と、標準試料を用いて得られる検量線とから、繊維検査試料のSi含有量C(mg/l)が得られ、下記式にて合成繊維のシリカ付着量R(wt%)を算出する。 From the obtained absorbance and the calibration curve obtained using the standard sample, the Si content C (mg / l) of the fiber test sample was obtained, and the silica adhesion amount R (wt%) of the synthetic fiber was obtained by the following formula. Is calculated.

Figure 0006853155
Figure 0006853155

上述のような少なくとも2波長を用いた演算により、合成繊維のシリカ付着量を算出することで、合成繊維のシリカ付着量が精度よく測定でき、紡糸工程において、工程管理に使用できるものとなる。 By calculating the silica adhesion amount of the synthetic fiber by the calculation using at least two wavelengths as described above, the silica adhesion amount of the synthetic fiber can be measured accurately, and it can be used for process control in the spinning process.

次に、本発明のコロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維のシリカ付着量の測定方法について実施例を用いて、さらに具体的に説明する。 Next, the method for measuring the amount of silica adhered to the synthetic fiber to which the oil agent containing colloidal silica of the present invention is attached will be described more specifically with reference to Examples.

<標準試料の作製、吸光度の測定、検量線の作成>
1.0mlの油剤を秤量し、PTFE製ビーカーへ入れ、75mlの超純水を加えた。次に、炭酸水素ナトリウム0.2gを加え、ビーカーを沸騰水浴中に、浸漬し、ビーカーの中の液体が沸騰してから、60分間、加熱した。ビーカーの液体を放冷した後、2Nの塩酸を1.2ml加えて中和し、ビーカーの液体のpHを5とした。ビーカーの液体全量をPMP製の100mlのフラスコへ移し入れ、超純水を標線まで加えた。このフラスコの液体をブランク溶液用原液とした。超純水150mlにブランク溶液用原液150mlを加え、ブランク溶液300mlを調整した。50mlのメスフラスコを5個準備し、濃度1000mg/lのシリカ標準液をそれぞれ0、45、75、150、300μl加え、ブランク溶液を標線まで加え、濃度0、1、1.5、3、6mg/lのシリカ溶液を調製し、この溶液を標準試料とした。
<Preparation of standard sample, measurement of absorbance, preparation of calibration curve>
1.0 ml of oil was weighed, placed in a PTFE beaker, and 75 ml of ultrapure water was added. Next, 0.2 g of sodium hydrogen carbonate was added, the beaker was immersed in a boiling water bath, and after the liquid in the beaker boiled, it was heated for 60 minutes. After allowing the beaker liquid to cool, 1.2 ml of 2N hydrochloric acid was added to neutralize the beaker liquid, and the pH of the beaker liquid was adjusted to 5. The entire amount of liquid in the beaker was transferred to a 100 ml flask made of PMP, and ultrapure water was added up to the marked line. The liquid in this flask was used as a stock solution for a blank solution. 150 ml of a stock solution for a blank solution was added to 150 ml of ultrapure water to prepare 300 ml of a blank solution. Prepare five 50 ml volumetric flasks, add 0, 45, 75, 150, 300 μl of silica standard solution with a concentration of 1000 mg / l, respectively, add the blank solution up to the marked line, and add concentrations of 0, 1, 1.5, 3, A 6 mg / l silica solution was prepared and used as a standard sample.

次いで、6Nの塩酸1mlを加えてよく振り混ぜた後、100g/lのモリブデン酸アンモニウム溶液(七モリブデン酸アンモニウム四水和物20gをイオン交換水200mlに溶解させた溶液)2mlを加えて、よく振り混ぜ、5分間静置した。次いで、100g/lのシュウ酸溶液(シュウ酸二水和物20gをイオン交換水200mlに溶解したもの)1.5mlを加えて振り混ぜ、1分間静置した。1分間静置後、分光光度計(日立ハイテクサイエンス社製、U―3310)を用いて、420nmと550nmの2つの波長の吸光度を測定した。測定した結果を図5に示す。得られた各濃度の吸光度から近似曲線を算出し、図6の検量線を作成した。 Next, 1 ml of 6N hydrochloric acid was added and shaken well, and then 2 ml of a 100 g / l ammonium molybdate solution (a solution in which 20 g of ammonium hexamolybdate tetrahydrate was dissolved in 200 ml of ion-exchanged water) was added and well. Shake and let stand for 5 minutes. Then, 1.5 ml of a 100 g / l oxalic acid solution (20 g of oxalic acid dihydrate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water) was added, shaken, and allowed to stand for 1 minute. After allowing to stand for 1 minute, the absorbance at two wavelengths of 420 nm and 550 nm was measured using a spectrophotometer (U-3310, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation). The measurement results are shown in FIG. An approximate curve was calculated from the absorbance of each of the obtained concentrations, and the calibration curve of FIG. 6 was created.

<繊維検査試料の作製、吸光度の測定、シリカ付着濃度の算出>
リン酸イオン系の成分を含む紡糸油剤(コロイド状シリカ含まない)を0.6質量%、コロイド状シリカを含む油剤を1.4質量%付着したポリエステル繊維を準備した。0.2gのコロイド状シリカを含む油剤を付着した繊維を秤量し、PTFE製ビーカーへ入れ、75mlの超純水を加えた。次に、炭酸水素ナトリウム0.2gを加え、PTFE製ビーカーを沸騰水浴中に、浸漬し、ビーカーの中の液体が沸騰してから、60分間、加熱し、コロイド状シリカをイオン化し、イオン状シリカとした。ビーカーの液体を放冷した後、2Nの塩酸を1.2ml加えて中和し、ビーカーの液体のpHを5とした。ビーカーの液体全量をPMP製の100mlのメスフラスコへ移し入れ、超純水を標線まで加えて、繊維検査試料とした。
<Preparation of fiber test sample, measurement of absorbance, calculation of silica adhesion concentration>
A polyester fiber having 0.6% by mass of a spinning oil containing a phosphate ion-based component (not containing colloidal silica) and 1.4% by mass of an oil containing colloidal silica was prepared. The fibers to which the oil containing 0.2 g of colloidal silica was attached were weighed, placed in a PTFE beaker, and 75 ml of ultrapure water was added. Next, 0.2 g of sodium hydrogen carbonate was added, the PTFE beaker was immersed in a boiling water bath, and after the liquid in the beaker boiled, it was heated for 60 minutes to ionize colloidal silica and form an ion. It was made of silica. After allowing the beaker liquid to cool, 1.2 ml of 2N hydrochloric acid was added to neutralize the beaker liquid, and the pH of the beaker liquid was adjusted to 5. The entire amount of liquid in the beaker was transferred to a 100 ml volumetric flask made of PMP, and ultrapure water was added up to the marked line to prepare a fiber test sample.

50mlメスフラスコに、繊維検査試料25mlを入れ、標線まで超純水を加えた。次いで、6Nの塩酸1mlを加えてよく振り混ぜた後、100g/lのモリブデン酸アンモニウム溶液(七モリブデン酸アンモニウム四水和物20gをイオン交換水200mlに溶解させた溶液)2mlを加えて、よく振り混ぜ、5分間静置した。次いで、100g/lのシュウ酸溶液(シュウ酸二水和物20gをイオン交換水200mlに溶解したもの)1.5mlを加えて振り混ぜ、1分間静置した。1分間静置後、分光光度計(日立ハイテクサイエンス社製、U−3310)を用いて、420nmと550nmの2つの波長の吸光度を測定した。 25 ml of the fiber test sample was placed in a 50 ml volumetric flask, and ultrapure water was added up to the marked line. Next, 1 ml of 6N hydrochloric acid was added and shaken well, and then 2 ml of a 100 g / l ammonium molybdate solution (a solution in which 20 g of ammonium hexamolybdate tetrahydrate was dissolved in 200 ml of ion-exchanged water) was added and well. Shake and let stand for 5 minutes. Then, 1.5 ml of a 100 g / l oxalic acid solution (20 g of oxalic acid dihydrate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water) was added, shaken, and allowed to stand for 1 minute. After allowing to stand for 1 minute, the absorbance at two wavelengths of 420 nm and 550 nm was measured using a spectrophotometer (U-3310, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation).

得られた吸光度と、標準試料を用いて得られる検量線とから、繊維検査試料のSi含有量C(mg/l)を測定したところ、2.670mg/lであり、上述の式により、シリカ付着量R(wt%)を算出したところ、0.58wt%であった。 The Si content C (mg / l) of the fiber test sample was measured from the obtained absorbance and the calibration curve obtained using the standard sample and found to be 2.670 mg / l. When the adhesion amount R (wt%) was calculated, it was 0.58 wt%.

本発明の測定方法によれば、コロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維のシリカ付着量を効率的に測定できるため、紡糸工程の工程管理において、実用的に、シリカ付着量を管理することができる。 According to the measuring method of the present invention, the silica adhering amount of the synthetic fiber to which the oil agent containing colloidal silica is attached can be efficiently measured. Therefore, the silica adhering amount can be practically controlled in the process control of the spinning process. Can be done.

Claims (4)

コロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維のシリカ付着量の測定方法であって、
油剤とシリカ標準液を含む、標準試料を作製する工程と、
合成繊維を処理し、繊維検査試料を作製する工程と、
標準試料及び繊維検査試料について、酸性条件下でモリブデン酸アンモニウムを混合して黄色に呈色した後、385〜440nmの範囲の波長1と、500〜700nmの範囲の波長2の少なくとも、2波長の吸光度を測定する工程と、
測定した2波長の標準試料の吸光度から検量線を作成する工程と、
測定した2波長の繊維検査試料の吸光度と、検量線とから、シリカ付着量を算出する工程とを含み、
上記標準試料を作製する工程は、油剤、水及び炭酸水素ナトリウムを混合し、煮沸する処理を含み、
上記繊維検査試料を作製する工程は、コロイド状シリカを含む油剤を付着した合成繊維、水及び炭酸水素ナトリウムを混合し、煮沸する処理を含むことを特徴とする合成繊維のシリカ付着量の測定方法。
It is a method for measuring the amount of silica adhered to synthetic fibers to which an oil agent containing colloidal silica is attached.
The process of preparing a standard sample containing an oil agent and a silica standard solution, and
The process of processing synthetic fibers to prepare fiber test samples,
For the standard sample and the fiber test sample, after mixing ammonium molybdate under acidic conditions and coloring the color yellow, at least two wavelengths of wavelength 1 in the range of 385 to 440 nm and wavelength 2 in the range of 500 to 700 nm. The process of measuring the absorbance and
The process of creating a calibration curve from the absorbance of the measured two-wavelength standard sample, and
It includes a step of calculating the amount of silica adhered from the absorbance of the measured two-wavelength fiber test sample and the calibration curve.
The step of preparing the above standard sample includes a process of mixing and boiling an oil agent, water and sodium hydrogen carbonate.
A method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber, which comprises a process of mixing synthetic fiber to which an oil containing colloidal silica is attached, water and sodium hydrogencarbonate and boiling the fiber test sample. ..
前記吸光度を測定する工程において、
黄色に呈色した後、シュウ酸溶液を混合し、黄色が退色する前に吸光度を測定する工程を含むことを特徴とする請求項1記載の合成繊維のシリカ付着量の測定方法。
In the step of measuring the absorbance,
The method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber according to claim 1, further comprising a step of mixing a oxalic acid solution after coloring the yellow color and measuring the absorbance before the yellow color fades.
前記標準試料及び前記繊維検査試料を作製する工程の煮沸処理において、煮沸時間を60分以上とすることを特徴とする請求項1または2記載の合成繊維のシリカ付着量の測定方法。 The method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber according to claim 1 or 2, wherein the boiling time is 60 minutes or more in the boiling treatment in the step of preparing the standard sample and the fiber test sample. 試料を作製する際に用いる試料容器の素材がPTFEである請求項1〜3いずれか1項記載の合成繊維のシリカ付着量の測定方法。 The method for measuring the amount of silica adhered to a synthetic fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the material of the sample container used when preparing the sample is PTFE.
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