JPH047337A

JPH047337A - フレームラジカルによる高分子表面の改質方法

Info

Publication number: JPH047337A
Application number: JP10982490A
Authority: JP
Inventors: Shiro Imai; 史朗今井; Kazuyoshi Okamoto; 岡本　三宜
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1990-04-24
Filing date: 1990-04-24
Publication date: 1992-01-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、親水性、接着性などの機能性を付与すべく、
繊維をはじめとする各種高分子成形品の表面特性を改質
する方法など乙こ関するものである。

〔従来の技術〕

従来、繊維や布帛あるいはフィルムなどへの機能性の付
与、例えば、親水性の付与、接着性の向上などとして種
々の加工方法が行われている。

例えば、装飾関係として、いわゆる金糸や銀糸などのラ
メ糸の製造方法として、真空中にポリエステルなどのフ
ィルムを置き、金属蒸気に触れさせて金属のうすい膜を
フィルム表面に形成させるいねゆる金属蒸着加工が広く
行われている。かかる蒸着加工は、装飾関係のみならず
、保温性を目的にした衣料関係、あるいは光学関係、包
装関係、電気関係分野への応用として、広〈実施されて
いる。しかしながら、かかる蒸着加工では、該蒸着層と
被蒸着物である繊維、布帛、あるいはフィルムなどとの
接着力は充分満足されるレベルではないため、繰り返し
の屈曲などの外力を受けるとかかる蒸着層が剥離、脱落
するという問題があった。

他の例としては、布帛やフィルムに多孔質や非多孔質の
膜など、高分子物質などをコートあるいはラミネートし
て、例えば、防水、透湿性の付与、あるいは、防湿性の
付与や酸素ガズ透過性の改良など種々の特性を付与した
布帛、シート、ラッピング素材等々、広く応用展開され
ている。かかるコーティングあるいはラミネート布帛や
フィルムあるいはシートにおいても、基材である繊維布
帛やフィルムなどとコーテイング膜との接着強力やラミ
ネート強力が充分満足され得るレベルでないため、繰り
返し外力が加わったりすると、膜剥離やラミネート剥離
が生ずるといった問題点があった。

さらに別の例としては、タイヤコードなどにおいては、
繊維とゴムとの接着力の向上、耐久性の向上などを目的
として、従来、熱板、スチームボックス、あるいは特殊
油剤付与などの方法を用いて、繊維表面の結晶配向を乱
す方法等々の処理が種々行われていた。しかしながら、
かがる従来の方法においては、その効果は充分なもので
はなかった。

一方、合成樹脂成形物の表面の親水化、あるいは、濡れ
性の改良、接着性の改良として、一般に、コロナ放電処
理、プラズマ処理、スパソタユノチング処理等が知られ
ているが、これらは、いずれも大掛かりな設備を必要と
し、また、生産性に劣り、コスト高になるなどの問題が
あった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、繊維をはじめ布帛、フィルム、シート
など各種高分子成形品の表面に、親水性、接着性などの
機能性を付与し、がっ、かがる処理が高速度で行うこと
ができる高分子表面の改質方法を提供することにある。

また、別の目的はタイヤコード、ベルト用コード、魚網
などの産業用繊維において、かがる繊維が本来有する物
性を低下させることなく、接着性を向上させたり、表面
配向を乱し、クラックなどの欠陥が入りに＜＜シ、耐屈
曲性、耐疲労性の向上が大幅に期待でき、がっ、かがる
処理が生産性に冨む高速度で実施することができる繊維
表面の改質方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、かかる本発明の目的を達成するため鋭意
検討した結果、例えば、都市ガス、アセチレンガス、プ
ロパンガスなどの一般に用いられる燃料ガスを空気また
は酸素などの酸化性ガス中に存在せしめ、燃焼させるこ
とによって生しる燃焼炎中、主としてブルーのガス炎で
ない火炎部の中を通過させることにより、フレームラジ
カルおよび／またはフレームイオンにて、表面に親水性
、接着性などの機能性を付与することができ、また、炎
の熱的効果により、繊維表面の結晶・配向を乱し、屈曲
性や耐疲労性に優れた繊維を得ることができることを見
出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は次の構成を有する。

本発明のフレームラジカルによる高分子表面の改質方法
とは、高分子よりなる、繊維、布帛、不織布、フィルム
、シート、およびそれら以外の成形品の群から選ばれた
少なくとも１種の被処理物を、燃焼可能物の燃焼によっ
て生しる燃焼炎中、主としてブルーのガス炎でない火炎
部の中を通過せしめることにより、該被処理物の元の形
態を実質的に保持せしめるとともに、該被処理物の表面
をフレームラジカルおよび／またはフレームイオンにて
改質することを特徴とする高分子表面の改質方法である
。

また、上述の方法により、フレームラジカルおよび／ま
たはフレームイオンにて改質された表面に、金属類、無
機物、有機物の少なくともいずれかをコートおよび／ま
たはラミネートおよび／または接着することを特徴とす
る高分子表面の改質方法である。

また、高分子よりなる、繊維、布帛、不織布、フィルム
、シート、および成形品の群から選ばれた少なくとも１
種であって、燃焼可能物の燃焼によって生じた燃焼炎中
、主としてブルーのガス炎でない火炎部の中を通過せし
められることにより、フレームラジカルおよび／または
フレームイオンにて、元の形態が実質的に保持せしめら
れるとともに、咳元の表面特性が改質されてなる表面を
有してなることを特徴とする繊維、布帛、不織布、フィ
ルム、またはそれら以外の成形品である。

さらにまた、上記記載の物品の表面に、少なくとも金属
類、無機物、有機物のいずれかがコートおよび／または
ラミネートおよび／または接着されていることを特徴と
する繊維、布帛、不織布、フィルム、シート、またはそ
れら以外の成形品である。

さらに、タイヤコード、ベルト用コード、魚網などの産
業用繊維を、燃焼可能物の燃焼によって生した燃焼炎中
、主としてブルーのガス炎でない火炎部の中を通過せし
めることにより、元の形態を実質的に保持せしめられる
とともに、該繊維の表面をフレームラジカルおよび／ま
たはフレームイオンにて改質することを特徴とする繊維
表面の改質方法である。

〔作用〕

本発明のフレームラジカルおよび／またはフレームイオ
ンによる高分子表面の改質方法は、燃焼可能物の燃焼よ
って生じた燃焼炎中、主としてブルーのガス炎でない火
炎部の中を通過せしめることを基本とする。かかる火炎
部の中を通過せしめることにより、火炎部中に生じた、
用いる燃焼可能物に基づく気体および酸化性気体に由来
する、数多くの不安定な各種の活性化された原子、分子
、遊離基など（本発明ではこれらを総称してフレームラ
ジカルと称す）や、あるいは、各種活性化されたイオン
（本発明ではこれをフレームイオンと称す）により、繊
維やフィルムをはしめとする種々の高分子成形品の表面
が活性化され、親水性、接着性などの機能性が付与され
ることとなる。

従来、炎を用いる加工として、毛焼き加工がある。

かかる加工処理は、織おろしのままの織物では表面に粗
雑な短毛が密生しているためこの毛羽がその外観を害し
、光沢を減じ色艶においてもなんとなくボケでくるため
これを焼却清掃して織目を判然とさせることを目的とし
て、いわゆる梳毛織物のクリア仕上げに採用されてきて
いる。特に綿織物にとっては不可欠な工程となっている
。しかしながら、従来のかかる毛焼き加工の場合、毛羽
を焼いて除去することに主眼がおかれ、すなわち、元の
形態を変化させることに主眼が置かれ、本発明の如きに
元の形態を維持させたままでの表面改質が燃焼炎処理で
達成されえるとの技術思想は考えられていなかった。

なお、燃焼炎で表面処理する方法として、用いる炎の部
分として、言い換えれば、被処理物を通過させる炎の部
分として、内炎部の未反応ガスが加熱され通常薄い暗青
色をなした部分、いわゆるフルーのガス炎で処理する方
法も考えられるかもしれないが、かかるブルーのガス炎
では、温度が概して低いため、かかる炎部分では本発明
の目的に対しては不十分である。

かかる炎を発生させるものとしては、一般に用いられて
いる都市ガス、アセチレンガス、プロパンガス、ブタン
ガスなどの燃料ガスや石油などの液体、石炭などの固体
など燃焼して使用可能なものを用いることができる。

また、かかるガス・液体・固体（本発明ではこれらを燃
焼可能物という）を燃焼させるために用いる酸化性化合
物・酸化剤としては、空気または酸素などの酸化性気体
が好適であるが、助燃剤や酸化剤を用いてもよい。

例えば、上述の燃料ガスと酸化性気体はあらかじめ、混
合した後、バーナーから噴出させ、燃焼させて、層流炎
を形成せしめてもよく、あるいは、燃料ガスと酸化性気
体をバーナーを出るまでは別々の流路から導き、炎の中
ではじめて混合させ、拡散炎を形成せしめてもよい。前
者のバーナーとしては、例えば、ブンゼンバーナーなど
の基本構造をもつバーナーを用いることができる。また
、後者のバーナーとしては、例えば、噴霧バーナーを用
いることができる。かかるバーナーの構造、種類につい
ては、処理する対象物、使用する燃料ガスなど燃焼可能
物の種類により適宜選択することができる。

本発明では、かかる燃焼炎を用いて、対象物の表面を改
質せんとするものであるが、その対象物としては、高分
子よりなる、繊維、布帛、不織布、フィルム、シート、
またはそれら以外の成形品であれ、いかなる形状のもの
であってもよい。

本発明では、かかる燃焼炎中、主としてブルーのガス炎
でない燃焼炎中を通過させることにより、フレームラジ
カルおよび／またはフレームイオンにて高分子表面の改
質が達成されるが、かがる燃焼炎中の布帛やフィルム、
シートなどが通過する地点の温度については、厳密な測
定が困難であるが、高温であることが好ましく、また、
フレームラジカルやフレームイオンが多く発生している
ことが好ましい。

また、本発明では、例えば、空気または酸素などの酸化
性気体の供給量は、上記フレームラジカルやフレームイ
オンが多く発生するよう適宜調整するのが好ましい。

かかるフレームラジカル処理の対象物としては、高分子
よりなるものであればよく、例えば、繊維であれば、天
然繊維をはじめ各種の合成繊維を挙げることかできる。

炎で処理するからといって、不燃性のものとは限らない
のである。かかる繊維を織り、編みなどして布帛形成し
た織編物などの布帛形状のもの、あるいは抄紙法やニー
ドルパンチ法などによる不織布となして処理してもよい
。

また、フィルムやその他シート状、あるいは不定形の様
々な高分子成形品として処理してもかまわない。いかな
る形状のものであってもよい。

かかる燃焼炎で処理するとき、その通過速度は、処理さ
れる繊維をはじめとする種々の高分子成形品に依存し、
−概に限定はできないが、適宜予め予備試験で求めるこ
とができる。

なお、例えば、布帛などでは拡布状態で走行させるのが
好ましく、繊維などでは、例えば、ベンディングロール
などを用いて、繊維を開繊した状態で処理するのが好ま
しい。

もちろん、被処理物が固定されていて、燃焼炎側が通過
する処理態様としてもよい。

〔実施例〕

以下に実施例を示すが、本発明の有効性や権利の範囲は
ごれによって限定されたり、制限を受けるものではない
。むしろ、次の応用や展開をもたらすものである。

実施例１燃料ガスとして、都市ガスを用い、酸化性ガスとして空
気を使用し、ブンゼンバーナーにより層流炎を作った。

かかる燃焼炎中、主としてブルーでない火炎部中をナイ
ロン−６のフィラメントをヘンデイングロールを用いて
単糸を開繊させた状態で、かかるフィラメントが燃焼す
ることのない速度で通過させた。

しかる後、かかる炎で処理した本発明のフィラメントと
未処理のフィラメントを用い、タイヤコード用の原糸と
して、ゴムと接着させ、その後の強度を測定したところ
、本発明のフィラメントを用いたものは未処理のものよ
り１０％も高強度となり、また、耐久性にも優れたもの
であった。

実施例２ポリエステルフィラメントからなる高密度タフタを実施
例Ｉと同様、その布帛が燃焼しない範囲の速度で、炎の
中を通過させた。

しかる後、布帛に水滴を静かに滴下したところ、直ぐに
水滴は浸み込みはじめた。

一方、未処理の布帛は同様水滴を滴下しても、暫くの間
、水滴が布帛表面の上にのったままであり浸み込みはし
めるまでにある程度の時間を要した。かかる簡単な実験
からも、炎で処理することにより親水性が向上している
ということが、明瞭に把握された。

〔発明の効果〕

本発明のフレームラジカルによる高分子表面の改質方法
を利用すれば、本来の形態や物性を損なうことなく、相
当な処理速度で、親木性や接着性などの機能性をかかる
表面に付与することができ、かつ、その効果も著しいも
のを得ることができる。

さらに、必要であれば、熱的効果により、極表層部の結
晶・配向を乱し、クランクなどの欠陥が入りにくく、屈
曲性や耐久性、さらには、結節強度の向上効果が付与さ
れ、タイヤ、コンベアベルトなど各種ベルト、ホース、
ゴムローラ、ダイヤフラムなどの工業製品にも好ましく
用いることができる性能の優れた産業用繊維をも提供す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）高分子よりなる、繊維、布帛、不織布、フィルム
、シート、およびそれら以外の成形品の群から選ばれた
少なくとも１種の被処理物を、燃焼可能物の燃焼によっ
て生じる燃焼炎中、主としてブルーのガス炎でない火炎
部の中を通過せしめることにより、該被処理物の元の形
態を実質的に保持せしめるとともに、該被処理物の表面
をフレームラジカルおよび／またはフレームイオンにて
改質することを特徴とする高分子表面の改質方法。
（２）請求項（１）に記載の方法により、フレームラジ
カルおよび／またはフレームイオンにて改質された表面
に、金属類、無機物、有機物の少なくともいずれかをコ
ートおよび／またはラミネートおよび／または接着する
ことを特徴とする高分子表面の改質方法。
（３）高分子よりなる、繊維、布帛、不織布、フィルム
、シート、およびそれら以外の成形品の群から選ばれた
少なくとも１種であって、燃焼可能物の燃焼によって生
じた燃焼炎中、主としてブルーのガス炎でない火炎部の
中を通過せしめられることにより、フレームラジカルお
よび／またはフレームイオンにて、元の形態が実質的に
保持せしめられるとともに、該元の表面特性が改質され
てなる表面を有してなることを特徴とする繊維、布帛、
不織布、フィルム、またはそれら以外の成形品。
（４）請求項（３）に記載の物品の表面に、少なくとも
金属類、無機物、有機物のいずれかがコートおよび／ま
たはラミネートおよび／または接着されていることを特
徴とする繊維、布帛、不織布、フィルム、シート、また
はそれら以外の成形品。
（５）タイヤコード、ベルト用コード、魚網などの産業
用繊維を、燃焼可能物の燃焼によって生じた燃焼炎中、
主としてブルーのガス炎でない火炎部の中を通過せしめ
ることにより、元の形態を実質的に保持せしめられると
ともに、該繊維の表面をフレームラジカルおよび／また
はフレームイオンにて改質することを特徴とする繊維表
面の改質方法。