JPH07189114A - 表面改質繊維及び織物 - Google Patents
表面改質繊維及び織物Info
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- JPH07189114A JPH07189114A JP4205591A JP4205591A JPH07189114A JP H07189114 A JPH07189114 A JP H07189114A JP 4205591 A JP4205591 A JP 4205591A JP 4205591 A JP4205591 A JP 4205591A JP H07189114 A JPH07189114 A JP H07189114A
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- fiber
- fibers
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- plasma treatment
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Abstract
(57)【要約】
【目的】一般に含揮発成分率の高い繊維、織物のプラズ
マ処理を容易にし、処理ムラのない、均一な表面改質が
なされた疎水性繊維及び織物を得る。 【構成】繊維あるいは織物を、含フッ素化合物と不活性
ガスとの混合ガスを用いて大気圧下でグロープラズマ処
理する。 【効果】水分やその他の揮発成分を含んだ繊維や織物で
あっても、前処理の必要なく容易且つ安価に疎水性表面
を持つ繊維、織物とすることができる。
マ処理を容易にし、処理ムラのない、均一な表面改質が
なされた疎水性繊維及び織物を得る。 【構成】繊維あるいは織物を、含フッ素化合物と不活性
ガスとの混合ガスを用いて大気圧下でグロープラズマ処
理する。 【効果】水分やその他の揮発成分を含んだ繊維や織物で
あっても、前処理の必要なく容易且つ安価に疎水性表面
を持つ繊維、織物とすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表面改質された繊維及び
織物に関する。
織物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より繊維及び織物に撥水性を付与す
る場合は、織物の多孔性を残して疎水性化合物を沈着さ
せるか、繊維分子に疎水性基を持つ化合物を化学的に結
合させる方法があり、前者にはポリウレタン樹脂のコー
ティングやフッ素樹脂のラミネートによる微多孔膜を応
用したものがあり、後者としては長鎖脂肪族のエチレン
イミン化合物、イソシアナートその他を用いたものがあ
る。これら以外の方法としてはケイ素樹脂加工、シリコ
ーン加工も行われている。
る場合は、織物の多孔性を残して疎水性化合物を沈着さ
せるか、繊維分子に疎水性基を持つ化合物を化学的に結
合させる方法があり、前者にはポリウレタン樹脂のコー
ティングやフッ素樹脂のラミネートによる微多孔膜を応
用したものがあり、後者としては長鎖脂肪族のエチレン
イミン化合物、イソシアナートその他を用いたものがあ
る。これら以外の方法としてはケイ素樹脂加工、シリコ
ーン加工も行われている。
【０００３】一方、繊維に対して疎水性、磨耗性、風
合、光沢、帯電防止、粗面化等の性質を付与するために
プラズマ処理が行われている。例えば特開昭６２−２５
７４５５号には、合成繊維の粗面化（エッチング処理）
を行う目的で、低圧におけるプラズマ装置と処理方法が
開示されている。また、特開昭６２−１７２０３５号で
は低圧におけるプラズマ処理により、繊維表面を親水化
し、再汚染性（黒ずみ）防止を行う方法が開示されてい
る。また、プラズマ処理により繊維及び織物に疎水性を
付与する場合には、通常上記と同様な低圧プラズマ処理
装置を使用して繊維及び織物上に疎水性の物質、例えば
シリコーン系あるいはフッ素系の重合膜を形成させるこ
とが一般的に行われている。
合、光沢、帯電防止、粗面化等の性質を付与するために
プラズマ処理が行われている。例えば特開昭６２−２５
７４５５号には、合成繊維の粗面化（エッチング処理）
を行う目的で、低圧におけるプラズマ装置と処理方法が
開示されている。また、特開昭６２−１７２０３５号で
は低圧におけるプラズマ処理により、繊維表面を親水化
し、再汚染性（黒ずみ）防止を行う方法が開示されてい
る。また、プラズマ処理により繊維及び織物に疎水性を
付与する場合には、通常上記と同様な低圧プラズマ処理
装置を使用して繊維及び織物上に疎水性の物質、例えば
シリコーン系あるいはフッ素系の重合膜を形成させるこ
とが一般的に行われている。
【０００４】
【発明が解決すべき課題】これら従来のプラズマ処理技
術は、低圧において処理するので、装置の機密性のため
シーリングに特に留意し、また繊維等を処理する場合に
は、これらの繊維等に含まれる水分や油脂分、その他繊
維に含まれる様々な揮発成分の装置内を汚染するものの
除去を行うために乾燥という前処理が必要である。ま
た、特開昭６２−１７２０３５号では繊維類をプラズマ
処理する場合の前処理に関しては触れられていないが、
一定の真空度を保つためのシーリングに関しては同様な
考慮が払われている。これら前処理及びシーリングは共
に装置製作コストを著しく高めている。
術は、低圧において処理するので、装置の機密性のため
シーリングに特に留意し、また繊維等を処理する場合に
は、これらの繊維等に含まれる水分や油脂分、その他繊
維に含まれる様々な揮発成分の装置内を汚染するものの
除去を行うために乾燥という前処理が必要である。ま
た、特開昭６２−１７２０３５号では繊維類をプラズマ
処理する場合の前処理に関しては触れられていないが、
一定の真空度を保つためのシーリングに関しては同様な
考慮が払われている。これら前処理及びシーリングは共
に装置製作コストを著しく高めている。
【０００５】また、処理すべき繊維類は通常水分や油脂
分、その他繊維に含まれる様々な揮発成分を含有してお
り、この被処理繊維を装置内へ挿入すると、長時間にわ
たりこれらの水分や吸収物質が気相に蒸発し、処理条件
を調整することが極めて困難であった。特に低圧グロー
放電の場合には放電自身が装置内に拡散するので、上記
含有物質による装置壁への汚染は工業的利用において運
転継続上の障害であった。
分、その他繊維に含まれる様々な揮発成分を含有してお
り、この被処理繊維を装置内へ挿入すると、長時間にわ
たりこれらの水分や吸収物質が気相に蒸発し、処理条件
を調整することが極めて困難であった。特に低圧グロー
放電の場合には放電自身が装置内に拡散するので、上記
含有物質による装置壁への汚染は工業的利用において運
転継続上の障害であった。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、セラミックス、金属あ
るいはプラスチックと比べ含揮発成分率が高く、このた
め従来のプラズマ処理では困難あるいは工程が煩雑であ
った繊維及び織物のプラズマ処理を容易にし、処理ムラ
の無い、均一な表面改質がなされた疎水性繊維及び織物
を提供することを目的とする。
るいはプラスチックと比べ含揮発成分率が高く、このた
め従来のプラズマ処理では困難あるいは工程が煩雑であ
った繊維及び織物のプラズマ処理を容易にし、処理ムラ
の無い、均一な表面改質がなされた疎水性繊維及び織物
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】一般にグロー放電は低気
圧における放電であったが、本発明は、低圧下のグロー
プラズマでは困難であった繊維及び織物の均一な表面改
質を大気圧におけるグロープラズマを用いることにより
達成することができた。従来からグロー放電は、一般に
低気圧での放電形式であるとされてきたが、近年下部放
電電極を誘電体で覆い、他方の極に多針型極を用いるこ
とにより大気圧でも安定なグロープラズマ放電を生じさ
せることが本発明者により提案されている（特開昭６３
−１３８６３０号）。
圧における放電であったが、本発明は、低圧下のグロー
プラズマでは困難であった繊維及び織物の均一な表面改
質を大気圧におけるグロープラズマを用いることにより
達成することができた。従来からグロー放電は、一般に
低気圧での放電形式であるとされてきたが、近年下部放
電電極を誘電体で覆い、他方の極に多針型極を用いるこ
とにより大気圧でも安定なグロープラズマ放電を生じさ
せることが本発明者により提案されている（特開昭６３
−１３８６３０号）。
【０００８】しかし、この際の被処理物が金属の場合の
み、多針型電極からの放電がアークに転移する欠点があ
った。更にこの欠点を改善し金属、非金属の如何を問わ
ず安定なグロー放電プラズマを発生できる方法（特願昭
６３−２０２９７７号）、更には、このプラズマ内電界
を均一にする方法（特願昭６３−１６６５９９号）を共
同発明者が発明した。
み、多針型電極からの放電がアークに転移する欠点があ
った。更にこの欠点を改善し金属、非金属の如何を問わ
ず安定なグロー放電プラズマを発生できる方法（特願昭
６３−２０２９７７号）、更には、このプラズマ内電界
を均一にする方法（特願昭６３−１６６５９９号）を共
同発明者が発明した。
【０００９】この大気圧グロー放電法を用いることによ
り水分やその他の揮発成分を含んだ天然繊維、合成繊
維、不織布、導電性繊維またはその他の繊維及びこれら
の織物繊維でも、処理中に揮発成分の蒸発の影響がな
く、プラズマの生成に対して悪影響を与えず、均一な処
理が可能であることの知見を得て本発明を完成させた。
即ち、本発明の表面改質繊維および織物は、含フッ素化
合物と不活性ガスの混合ガスを用いて大気圧グロープラ
ズマ処理することにより均一な疎水性表面を持つように
したものである。
り水分やその他の揮発成分を含んだ天然繊維、合成繊
維、不織布、導電性繊維またはその他の繊維及びこれら
の織物繊維でも、処理中に揮発成分の蒸発の影響がな
く、プラズマの生成に対して悪影響を与えず、均一な処
理が可能であることの知見を得て本発明を完成させた。
即ち、本発明の表面改質繊維および織物は、含フッ素化
合物と不活性ガスの混合ガスを用いて大気圧グロープラ
ズマ処理することにより均一な疎水性表面を持つように
したものである。
【００１０】ここで、プラズマ発生方法としては図１に
示す内部電極方式が最適であり、ＫＨｚからの低周波放
電、高周波放電、導波管型方式によるマイクロ波放電お
よび電子サイクロトロン共鳴放電等があるが、これらに
限らずプラズマを発生し、かつこれにより表面に反応を
起こす方法であれば他の方法も使用することができる。
図１は本発明の表面改質繊維及び織物を製造するプラズ
マ処理装置の一例を示す説明図であり、以下図面に示す
プラズマ放電装置を用いた本発明の表面改質繊維及び織
物を製造する方法を説明する。
示す内部電極方式が最適であり、ＫＨｚからの低周波放
電、高周波放電、導波管型方式によるマイクロ波放電お
よび電子サイクロトロン共鳴放電等があるが、これらに
限らずプラズマを発生し、かつこれにより表面に反応を
起こす方法であれば他の方法も使用することができる。
図１は本発明の表面改質繊維及び織物を製造するプラズ
マ処理装置の一例を示す説明図であり、以下図面に示す
プラズマ放電装置を用いた本発明の表面改質繊維及び織
物を製造する方法を説明する。
【００１１】図１において、プラズマ処理装置２内に、
プラズマ発生系６に接続された上部電極３及び下部電極
４（アノード側）が平行に設置されており、この下部電
極４上に基材１を設置する。大気圧で安定なグロープラ
ズマを発生させるために使用する電極は少なくとも一方
の電極が誘電体５で覆われている必要がある。電極の形
状は平行平板型電極でもよいが、高速で大容量エネルギ
ーの注入を目的とする場合、より均一なプラズマ処理を
おこなうには上部電極３は多針型、下部電極４は誘電体
で覆われた平板型電極を用いることが好ましい（特願昭
６３−２０２９７７号）。
プラズマ発生系６に接続された上部電極３及び下部電極
４（アノード側）が平行に設置されており、この下部電
極４上に基材１を設置する。大気圧で安定なグロープラ
ズマを発生させるために使用する電極は少なくとも一方
の電極が誘電体５で覆われている必要がある。電極の形
状は平行平板型電極でもよいが、高速で大容量エネルギ
ーの注入を目的とする場合、より均一なプラズマ処理を
おこなうには上部電極３は多針型、下部電極４は誘電体
で覆われた平板型電極を用いることが好ましい（特願昭
６３−２０２９７７号）。
【００１２】但し、繊維が導電性を有する際は、平板型
または多針型で更に誘電体により覆われた上部電極５′
を用いることが好ましい（図２）。誘電体で覆われた多
針型電極であれば電界も均一となり、導電性、誘電体い
ずれの試料にも適用できる。使用する含フッ素化合物は
基本的には処理時にガス化するもであればよい。しか
し、安全性を考慮し低毒性で不燃性のＣＦ4、Ｃ2Ｆ
6等、また不燃性で非腐食性のＳＦ6、ＮＦ3等が好まし
い。また、含フッ素化合物に混合する不活性ガスとして
は、ヘリウム、アルゴン、窒素、ネオン等またはそれら
の混合したものが使用できるが、発生するプラズマの安
定性からヘリウムを主体として使用することが好まし
い。
または多針型で更に誘電体により覆われた上部電極５′
を用いることが好ましい（図２）。誘電体で覆われた多
針型電極であれば電界も均一となり、導電性、誘電体い
ずれの試料にも適用できる。使用する含フッ素化合物は
基本的には処理時にガス化するもであればよい。しか
し、安全性を考慮し低毒性で不燃性のＣＦ4、Ｃ2Ｆ
6等、また不燃性で非腐食性のＳＦ6、ＮＦ3等が好まし
い。また、含フッ素化合物に混合する不活性ガスとして
は、ヘリウム、アルゴン、窒素、ネオン等またはそれら
の混合したものが使用できるが、発生するプラズマの安
定性からヘリウムを主体として使用することが好まし
い。
【００１３】基材１とする繊維及び織物としては、天然
繊維、合成繊維、不織布、導電性繊維またその他の繊維
が挙げられる。また、本発明は繊維あるいは織物が染
色、帯電防止処理した後、繊維表面に液相あるいは蒸気
相を有する場合でも（濡れている状態でも）プラズマ処
理できる利点が有り、例えば不織布の製造工程中に本発
明を適用することができる。
繊維、合成繊維、不織布、導電性繊維またその他の繊維
が挙げられる。また、本発明は繊維あるいは織物が染
色、帯電防止処理した後、繊維表面に液相あるいは蒸気
相を有する場合でも（濡れている状態でも）プラズマ処
理できる利点が有り、例えば不織布の製造工程中に本発
明を適用することができる。
【００１４】本発明の表面改質織物は、全体が疎水性を
付与されるのみならず、目的によっては、スリット状の
用具を使用することにより任意の柄や形に疎水性部分を
制御することができる。これにより、染着、染色あるい
は印刷等の加工も非常に簡単にできる。
付与されるのみならず、目的によっては、スリット状の
用具を使用することにより任意の柄や形に疎水性部分を
制御することができる。これにより、染着、染色あるい
は印刷等の加工も非常に簡単にできる。
【００１５】
【作用】本発明における繊維及び織物はその表面がフッ
素化されることによって疎水性を付与されており、この
フッ素化は繊維及び織物表面の表面近傍での水素−フッ
素の引き抜き置換反応と考えられ、疎水性を与えるため
の重合膜を生成させる場合と比べると接着性を考慮する
必要のないこと、またフッ素の使用量が少なく大気圧で
のプラズマ処理であることから低圧におけるプラズマ処
理と比べてシーリング、即ち一定の真空度を保つことに
対する考慮は格段に少なくてすむことからランニングコ
ストも低減され安価な表面改質繊維及び織物を提供する
ことができる。
素化されることによって疎水性を付与されており、この
フッ素化は繊維及び織物表面の表面近傍での水素−フッ
素の引き抜き置換反応と考えられ、疎水性を与えるため
の重合膜を生成させる場合と比べると接着性を考慮する
必要のないこと、またフッ素の使用量が少なく大気圧で
のプラズマ処理であることから低圧におけるプラズマ処
理と比べてシーリング、即ち一定の真空度を保つことに
対する考慮は格段に少なくてすむことからランニングコ
ストも低減され安価な表面改質繊維及び織物を提供する
ことができる。
【００１６】
実施例１ 木綿織物を下部電極４上に設置し、ガス供給路７、８よ
りガス混合器１０を通してＣＦ4：Ｈｅ＝１：５０の混
合ガスを装置内のガス圧が７６５Torrになるように導入
し、以後混合ガスの導入を続けながら、ガス圧力が７６
５Torrを保つように排気路９を開き、次いで周波数８Ｋ
Ｈｚ、２４Ｗ／ｃｍ2の電力を電極に印荷しグロープラ
ズマを発生させ、約３分間処理を行った。
りガス混合器１０を通してＣＦ4：Ｈｅ＝１：５０の混
合ガスを装置内のガス圧が７６５Torrになるように導入
し、以後混合ガスの導入を続けながら、ガス圧力が７６
５Torrを保つように排気路９を開き、次いで周波数８Ｋ
Ｈｚ、２４Ｗ／ｃｍ2の電力を電極に印荷しグロープラ
ズマを発生させ、約３分間処理を行った。
【００１７】このようにして得られた木綿織物は、純水
の接触角が１２１度となっており、ほぼテフロンと同様
な撥水性を示した。 実施例２ 市販のポリエステル織物を下部電極４上に設置し、ガス
供給路７、８よりガス混合器１０を通してＣＦ4：Ｈｅ
＝１：７０の混合ガスを装置内のガス圧が７６５Torrに
なるように導入し、以後混合ガスの導入を続けながら、
ガス圧力が７６５Torrを保つように排気路９を開き、次
いで周波数１０ＫＨｚ、４０Ｗ／ｃｍ2の電力を電極に
印荷しグロープラズマを発生させ、約３分間処理を行っ
た。
の接触角が１２１度となっており、ほぼテフロンと同様
な撥水性を示した。 実施例２ 市販のポリエステル織物を下部電極４上に設置し、ガス
供給路７、８よりガス混合器１０を通してＣＦ4：Ｈｅ
＝１：７０の混合ガスを装置内のガス圧が７６５Torrに
なるように導入し、以後混合ガスの導入を続けながら、
ガス圧力が７６５Torrを保つように排気路９を開き、次
いで周波数１０ＫＨｚ、４０Ｗ／ｃｍ2の電力を電極に
印荷しグロープラズマを発生させ、約３分間処理を行っ
た。
【００１８】このようにして得られたポリエステル織物
は、純水の接触角が１１８度となっており、ほぼテフロ
ンと同様な撥水性を示した。
は、純水の接触角が１１８度となっており、ほぼテフロ
ンと同様な撥水性を示した。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、大気圧でグロープラズマ処理
を行うようにしたことから、水分やその他の揮発成分を
含んだ繊維あるいは織物でも前処理の必要が無く、装置
的なメンテナンス等も廉価であり、結果的に安価な疎水
性表面を持つ繊維あるいは織物が提供できる。また、撥
水性及び通気性を必要とする用途、例えば雨傘、レイン
コート、テント等に広範囲に利用することができる。
を行うようにしたことから、水分やその他の揮発成分を
含んだ繊維あるいは織物でも前処理の必要が無く、装置
的なメンテナンス等も廉価であり、結果的に安価な疎水
性表面を持つ繊維あるいは織物が提供できる。また、撥
水性及び通気性を必要とする用途、例えば雨傘、レイン
コート、テント等に広範囲に利用することができる。
【００２０】また、水分やその他の溶媒などを十分含有
しているあるいは濡れている状態でもプラズマ処理が可
能なことから、繊維あるいは織物の製造工程中にシステ
ムとして組み込むことができ、極めて多大な利点をもつ
ものである。
しているあるいは濡れている状態でもプラズマ処理が可
能なことから、繊維あるいは織物の製造工程中にシステ
ムとして組み込むことができ、極めて多大な利点をもつ
ものである。
【図１】本発明の表面改質繊維及び織物を製造するプラ
ズマ処理装置の一例を示す説明図
ズマ処理装置の一例を示す説明図
【図２】本発明の表面改質繊維及び織物を製造するプラ
ズマ処理装置の要部の一例を示す説明図
ズマ処理装置の要部の一例を示す説明図
１・・・・・基材（表面改質繊維及び織物） ２・・・・・プラズマ処理装置 ７・・・・・ガス供給路（含フッ素ガス） ８・・・・・ガス供給路（不活性ガス）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小駒 益弘 埼玉県和光市下新倉843番15 (72)発明者 吹田 隆文 埼玉県与野市鈴谷４丁目６番35号 株式会 社きもと開発研究所内 (72)発明者 木村 剛久 埼玉県与野市鈴谷４丁目６番35号 株式会 社きもと開発研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】含フッ素化合物と不活性ガスの混合ガスを
用いて大気圧グロープラズマ処理することにより均一な
疎水性表面を持つことを特徴とする表面改質繊維。 - 【請求項２】含フッ素化合物と不活性ガスの混合ガスを
用いて大気圧グロープラズマ処理することにより均一な
疎水性表面を持つことを特徴とする表面改質織物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205591A JPH07189114A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 表面改質繊維及び織物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4205591A JPH07189114A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 表面改質繊維及び織物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07189114A true JPH07189114A (ja) | 1995-07-25 |
Family
ID=12625425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4205591A Withdrawn JPH07189114A (ja) | 1991-03-07 | 1991-03-07 | 表面改質繊維及び織物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07189114A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008540855A (ja) * | 2005-05-02 | 2008-11-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ヘテロ原子及び低フルオロ飽和度を有するエレクトレット物品 |
| WO2013115324A1 (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | 住友化学株式会社 | 撥液性樹脂シートの製造方法、導光板の製造方法、撥液性樹脂シートの製造装置及び導光板の製造システム |
| CN107740262A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-02-27 | 青岛大学 | 一种疏水织物及其制备方法 |
-
1991
- 1991-03-07 JP JP4205591A patent/JPH07189114A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008540855A (ja) * | 2005-05-02 | 2008-11-20 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ヘテロ原子及び低フルオロ飽和度を有するエレクトレット物品 |
| JP4944099B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2012-05-30 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ヘテロ原子及び低フルオロ飽和度を有するエレクトレット物品 |
| WO2013115324A1 (ja) * | 2012-02-01 | 2013-08-08 | 住友化学株式会社 | 撥液性樹脂シートの製造方法、導光板の製造方法、撥液性樹脂シートの製造装置及び導光板の製造システム |
| JP2013178499A (ja) * | 2012-02-01 | 2013-09-09 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 撥液性樹脂シートの製造方法 |
| CN107740262A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-02-27 | 青岛大学 | 一种疏水织物及其制备方法 |
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