KR840002108B1 - 도전성(導電性)섬유 - Google Patents

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내용 없음.

Description

도전성(導電性)섬유

본 발명은 황화구리를 함유시킨 도전성섬유에 관한 것으로서, 특히 폴리아미드계섬유, 폴리에스테르계섬유, 레이온섬유, 구리암모늄, 동물성섬유 또는 식물성 섬유에 시안기를 개재하여서 황화구리를 포함시킨 도전성 섬유에 관한 것이다.

종래의 도전성 섬유는 섬유표면에 금속을 입히거나 중합체에 금속을 혼합반죽하는 방법등으로 제조되었지만, 그 제조과정이 어렵고, 또한 그러한 제조방법으로서 만들어진 완성제품에는 많은 결점이 있었다.

그래서 본 발명의 발명자등은 상기한 종래의 도전성섬유가 가지고 있는 결점을 해결할 목적으로서, 아크릴섬유 또는 아크릴계 섬유로 이루어진 도전성 섬유에 대해서는 일본국 특허출원 소화 53-124398호와 소화 55-028386호를 이미 제안하고 있다.

즉, 아크릴 섬유 또는 아크릴계 섬유 구조 중의 시안기가 1가구리이온과 강한 친화력(親和力)을 보유하는 것에 착안하여서 그 섬유에 1가구리이온을 흡착시키거나 혹은 흡착시킨후에 황원자 또는 황이온의 양쪽 혹은 어느 것인가의 한쪽을 방출할 수 있는 화합물을 구리이온에 작용시켜서 이것을 황화구리로 변환시키는 방법으로서 제조된 아크릴섬유 또는 아크릴계 섬유에 도전성을 부여하는데 성공하였다.

또한, 상기한 섬유 이외의 다른 합성섬유나 천연섬유에도 도전성을 부여할 목적으로서 상기한 일본국 특허출원의 반응기구 등을 상세히 조사검토한 결과, 섬유에 시안기를 도입하면 앞에서 설명한 시안기와 1가구리이온과의 친화력을 이용하는 방법으로서 여러 가지의 합성섬유와 천연섬유에도 우수한 도전성을 부여할 수 있다고 하는 것을 명백히 설명하는데 성공하였다. 이러한 성공의 결과로 본 발명이 달성되었다.

즉, 본 발명에 의하면 폴리아미드계섬유, 폴리에스테르계섬유, 레이온섬유, 구리암모늄섬유, 동물성섬유 또는 식물성 섬유에 디시안디아미드에 의한 반응, 아크릴로니트릴에 의한 그라프트중합, 시아노에틸화반응, 혼합방사법, 그라프트 중합물방사법, 차단중합물 방사법등과 갈이 이미 알려진 방법으로서 시안기를 도입시킨 후, (A)그 시안기 도입제의 섬유를, 2가구리이온, 환원제, 황원자 또는 황이온의 양쪽 혹은 어느 것인가의 한쪽을 방출할 수 있는 화합물 및 필요에 따라서 pH조정을 위한 산, 염등을 포함하는 욕중(浴中)에서 처리하는 방법,

또는 (B)상기한 시안기 도입제의 섬유를, 먼저 제1단(段)의 공정으로서 2가구리이온, 환원제 및 필요에 따라서 pH조정을 위한 산, 염등을 포함하는 욕중에서 가열처리하는 것에 의하여 그 섬유에 1가구리이온을 흡착시킨 후에, 제 2단의 공정으로서 이 1가구리이온을 흡착한 섬유를 황원자 또는 황이온의 양쪽 혹은 어느 것인가의 한쪽을 방출할 수 있는 화합물 및 필요에 따라서 pH조정을 위한 산, 염등을 포함하는 욕중에서 가열처리하는 방법의 상기한(A)(B) 어느 것인가의 방법에 의해서 구리이온을 황화구리로서 섬유에 분산 흡착시킬 수가 있으며, 이 때문에 섬유에 도전성을 부여하는 것이 가능하게 된 것이다.

위에서 설명한 2가구리이온으로서는 황산 제2구리, 염화 제2구리 혹은 질산 제2구리 등이 사용될 수 있다.

상기한 환원제로는 금속구리, 황산히드록실아민, 황산 제 1철, 바나듐산암모늄, 푸르푸랄, 하이포인산나트륨 혹은 포도당 등이 사용될 수 있다.

상기한 황원자 또는 황이온의 양쪽 혹은 어느 것인가의 한쪽을 방출하는 화합물로서는 황화나트륨, 아황산, 아디티온산, 아디티온산나트륨, 티오황산나트륨, 산성아황산나트륨, 피토아황산나트륨, 이산화황, 이산화티오요소, 황화수소, 론가리트 C, 론가리트 Z등이 사용될 수 있다.

또 필요에 따라서 pH조정을 위한 산이나 염으르서는 황산, 염산 등의 무기산이나 구연산, 초산 등과 같은 유기산 혹은 이들의 염 또는 산과 염의 결합, 예컨대 구연산과 인산디나트륨을 사용할 수 있다. 앞에서 설명한(A)(B) 어느 것인가의 방법인 경우에서도 1가구리이온의 흡착 및 그 1가구리이온을 황화구리로 변화시킬 때의 처리온도는, 높은 온도에서는 반응시간을 단축시킬 수 있으나, 섬유의 강도를 저하시키는 일이 많고, 또 낮은 온도에서는 반응시간이 길게 되므로, 대체로 80°-120℃의 온도범위가 적당하다.

그러나, 1가구리이온의 섬유에의 흡착과 그 이온의 황화구리에의 변환을 동일한 욕에서 행하는 상기한(A)의 방법인 경우는 80℃이하의 낮은 온도에서도 반응이 충분히 진행된다.

다음에 상기한 섬유에 함유시킨 황화구리의 함유량은, 많으면 많을수록 섬유의 도전성은 양호하게 되나, 한편 섬유의 다른 물리적 성질은 악화되는 것이며, 또 너무 적으면 충분한 도전성을 얻지 못한 것으로 되므로, 그 함유율을 섬유중량에 대해서 1중량%-30중량%가 적당하다.

이와같이 하여서 얻어진 도전성섬유를 X선 해석법으로서 분석한 결과, 황화구리의 일종인 다이게니트(조성식 : Cu₉S₅)의 회절선(면간격 : 1.97Å, 3.21Å, 2.79Å)이 확인되므로 황화구리로서 섬유에 함유하고 있는 것이 명백하게 되었다.

본 발명에 의해서 폴리아미드계섬유, 폴리에스테르계섬유, 레이온섬유, 구리암모늄섬유, 동물성섬유 또는 식물성 등의 여러가지 합성섬유 혹은 천연섬유에 우수한 도전성을 부여하고, 그뿐만 아니라 우수한 도전성섬유는 내세탁성도 양호하며 또한 본래 섬유의 텍스튜어(texture)나 물리적 성질을 거의 손상하는 일 없이 유지하고 있다.

따라서, 본 발명에 의해서 얻어진 도전성섬유 단독으로서 또는 다른 비도전성섬유 등과 혼방하거나 혹은 각종 편직물에 혼용하는 것에 의하여, 이들 등에 우수한 제전(制電)효과를 부여할 수 있어서 극히 넓은 분야에서 유용하다.

예컨대, 합성섬유 특히, 폴리아미드계섬유나 폴리에스테르계섬유는 대전(帶電)이 용이하고, 의복이나 카페트에 사용될 경우 불쾌감을 일으키므로, 본 도전성섬유를 이용하는 것에 의해서 이것을 해결할 수 있는 것이다.

이하에 실시예를 열거하여서 본 발명의 도전성섬유가 저조되는 과정을 상세히 설명한다.

[실시예 1]

나일론 스테이플(3데니르, 절단길이 76mm, 도레이(주)제)을 50℃의 온탕에서 세정하고 유제(油劑)를 제거한 후, 나일론스테이플의 중량에 대해서 50중량%의 아크릴로니트릴, 1.2중량%의 과황산암모늄 및 3중량%의 아황산 수소 나트륨을 포함하는 욕비(浴比) 1:20의 수용액중에 넣고 상온에서 서서히 온도를 높여 70℃로서 60분간 처리한다.

그 처리된 나일론 스테이플을 충분히 온수 및 냉수에서 세정하여 미반응물, 부반응물 및 촉매등을 충분히 제거한 후에 분석한다. 분석결과에 따르면, 나일론 섬유에의 아크릴로니트릴 도입은 10%이있다.

다음에 세정후의 나일론 스테이플을, 섬유 중량에 대해서 10중량%의 황산 제 2구리, 10중량%의 티오황산나트륨 및 5중량%의 아황산수소나트륨을 포함하는 욕비 1:20의 수용액 중에 넣고 상온에서 서서히 온도를 높여 100℃로서 60분간 처리한다.

그 다음에 수세한 후 건조시킨다. 이와같이 하여서 얻어진 나일론 스테이플을 X선 분석한 결과, 황화구리의 일종인 다이게니트(조성식 : Cu₉S₅)의 회절선(면간격 : 1.97Å, 3.21Å, 2.79Å)이 확인되며, 따라서 구리이온은 황화구리로서 나일론 스테이플에 분산 흡착되어 있는 것이 명백하게 되었다.

다음에, 이 올리브 그레이색의 나일론 스테이플의 전기비저항치를 측정해 보면 4×10^-1

ㆍCm이며, 또한 나일론 스테이플 중의 황화구리의 함유율은 3.5%이었다.

[실시예 2]

상기한 실시예 1과 동일한 방법으로서 아크릴로니트릴을 도입한 나일론 섬유릍, 그 섬유중량에 대해서 20중량%의 황산 제 2구리, 10중랑%의 황산히드록실아민을 포함하는 욕비 1:15의 수용액중에 넣고 100℃로서 60분간 처리하고 충분히 수세한다.

다음에 그 섬유를 아디티온산 10g/l, 구연산 10g/l, 인산디나트륨 22g/l를 포함하는 수용액증에 넣고 100℃로서 90분간 처리한다.

수세하여서 건조시킨 후에 얻어진 섬유는 올리브 브라운색이며, 그 전기비저항치는 8.5×10^-2

ㆍCm로서 양호한 도전성을 나타낸다.

또한 황화구리의 함유율은 6%이었다.

[실시예 3]

나일론BCF(1300데니르, 64필라멘트, 토요보세키(주)제)섬유를, 충분히 세정하고 유제를 제거한 후 섬유중량에 대해서 50중량%의 아크릴로니트릴, 1.2중량%의 과황산암모늄, 3.0중량%의 아황산 수소 나트륨을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 상온에서 서서히 온도를 높여 70℃로서 60분간 처리한다.

그 처리된 섬유를 충분히 세정하여서 미반응물, 부반응물 및 촉매를 제거한다.

다음에 이 세정후의 섬유를, 섬유중량에 대해서 15중량%의 황산제 2구리, 15중량%의 황산 및 80중량%의 구리망(No. 31, 12메쉬)을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 상온에서 서서히 온도를 높여 100℃로서 60분간 처리한다.

다음에 이 섬유를, 황화나트륨 3.3g/l 및 인산디나트륨 10g/l를 포함하는 수용액중에 넣고 90℃로서 90분간 처리한다.

이와같이 하여서 얻어진 섬유는 올리브 그린색이며, 그 전기비저항치는 8.3×10^-1

ㆍCm로서 양호한 도전성을 나타낸다. 또한 황화구리의 함유율은 2.8%이었다.

[실시예 4]

폴리에스테르섬유(3데니르, 절단길이 89mm바이어스, 타입 T-981, 도레이(주)제)를 충분히 세정한 후, 섬유중량에 대해서 50중량%의 아크릴로니트릴, 1중량%의 과산화벤졸 및 5중량%의 노이겐 SS(유화제(乳化劑))를 포함하는 욕비 1:15의 수용액중에 넣고 105℃로서 90분간 처리한다.

그 처리된 섬유를 충분히 수세하여서 미반응물, 부반응물 및 촉매를 제거한다.

다음에 이 세정후의 섬유를, 섬유 중량에 대해서 10중량%의 황산 제 2구리, 10중량%의 티오황산나트륨 및 10중량%의 황산히드록실아민을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 상온에서 서서히 온도를 높여 100℃로서 60분간 처리한 다음에 수세후 충분히 건조시킨다.

상기한 처리에 의해서 얻어진 폴리에스테르섬유는 올리브색이며, 그 전기비저항치는 2×10^-1

ㆍCm로서 양호한 도전성을 나타낸다.

또한 그라프트중합에 의해서 아크릴로니트릴은 폴리에스테르섬유에 8.2% 도입되어 있다.

[실시예 5]

실시예 4와 동일한 방법으로서 시안기를 도입한 폴리에스테르섬유를, 섬유중량에 대해서 15중량%의 염화 제 2구리 7.5중량%의 황산히드록실아민을 포함하는 욕비 1:15의 수용액 중에 넣고 100℃로서 60분간 처리한다.

그 처리된 섬유를 충분히 수세한 후, 이 섬유를 티오황산나트륨 8g/l, 구연산 8g/l 및 인산디나트륨 20g/l를 포함하는 욕비 1:15의 수응액중에 넣고 100℃로서 90분간 처리한 다음에 수세하여서 건조시킨다.

이렇게 하여서 얻어진 폴리에스테르섬유는 올리브 그린색이며, 그 전기비저항치는 3×10^-1

ㆍCm로서 양호한 도전성을 나타낸다. 또한 황화구리의 함유율은 3.0%이었다.

[실시예 6]

레이온 스테이플(2데니르, 절단길이 51mm, 타입 KKP, 코진(주)제)를 2%수산화나트륨수용액중에 넣고 상온에서 15분간 침지시킨 후, 교가공(絞加工)을 100%로 가공하고, 다음에 50g/l의 아크릴로니트릴을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 55℃로서 90분간 처리한다.

그 처리된 섬유를 알카리로 중화시킨 후 미반응물 및 부반응물을 제거한다.

상기한 반응의 시안에틸화율은 8%이었다.

이 처리후의 섬유를, 섬유 중량에 대해서 10중량%의 황산 제 2구리, 10중량%의 티오황산나트륨 및 5중량%의 황산히드록실아민을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 80℃로서 90분간 처리하며, 이어서 수세하여 건조시킨다.

이렇게 하여서 얻어진 섬유는 1.0

ㆍCm의 전기비저항장치를 나타내며, 또한 황화구리의 함유율은 2.8%이었다.

상기한 레이온 스테이플대신에 구리암모늄섬유를 사용하여서 처리한 경우도 동일한 결과가 얻어졌다.

[실시예 7]

다시안디아미드 50g/l 및 포르말린(포름알데히드 30%수용액) 300g/l를 포함하는 수용액을 탄산나트륨으로서 pH 10으로 조정한 다음에 80℃로서 3시간 메티롤화반응을 행하였다.

냉각한 후에 그 반응물 100g/ℓ 및 염화암모늄 10g/ℓ를 포함하는 욕중에, 미리 수산화나트륨 10g/l를 포함하는 욕중에 넣고 100℃로서 60분간 처리하여 정련(精練)한 면(綿)을 상온에서 침지시킨 후 교가공을 90%로 가공하며, 다음에 80℃로서 예비 건조한 180℃로서 3분간 열처리 한다.

위에서 설명한 바와 같이 처리한 면을, 섬유중량에 대해서 15중량%의 황산 제 2구리, 10중량%의 티오황산나트륨 및 10중량%의 아황산수소나트륨을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 상온에서 서서히 온드를 높여 80℃로서 90분간 처리한 다음에 수세하여서 건조시킨다.

이렇게 하여서 얻어진 면섬유는 카키색이며, 그 전기비저항치는 3.6

ㆍCm로서 양호한 도전성을 나타낸다.

또한 황화구리의 함유율은 2.5%이었다.

[실시예 8]

양모(64'S Top)를, 노이겐 SS(노닐페놀계 비이온계면 활성제, 데이찌 고오교오 세이야구(주)제) 2ml/l를 포함하는 60℃의 욕중에서 충분히 세정하여 기름성분을 제거한 후, 섬유중량에 대해서 50중량%의 아크릴로니트릴, 1.2중량%의 과황산 암모늄 및 3중량%의 아황산수소나트륨을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 상온에서 서서히 온도를 높여 60℃로서 90분간 처리하며, 이어서 충분히 온수 및 냉수로 세정하여서 미반응물 부반응물 및 촉매를 제거한다.

세정 후의 양모를, 섬유 중량에 대해서 10중량%의 황산구리, 10중량%의 황산 및 80중량%의 구리망(No.31,21메쉬)을 포함하는 욕비 1:15의 수용액 중에 넣고 100℃로서 90분간 처리한 후 충분히 수세한다.

이 처리제의 양모를, 아디티온산나트륨 10g/l 포함하는 욕비 1:15의 수용액중 넣고 100℃로서 60분간 처리한다. 이렇게 하여서 얻어진 양모섬유는 올리브색이며, 그 전기비저항치는 5.5×10^-2

ㆍCm로서 양호한 도전성을 나타낸다.

또한 황화구리의 함유율은 5.2%이었다.

[실시예 9]

정련한 견사를, 2%수산화나트륨 수용액 중에 넣고 상온에서 15분간 침지시킨 후 교가공을 40%로 가공하며, 그 후에 건조시키는 일 없이 아크릴로니트릴 50g/l을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 55℃로서 90분간 처리한다.

이 처리된 견사를 알카리로 중화시킨 후 미반응물 및 부반응물을 수세하여서 제거한다.

다음에 이 처리제의 견사를, 섬유중량에 대해서 5중량%의 염화 제2구리, 10중량%의 아디티온산나트륨 및 10중량%의 아황산수소나트륨을 포함하는 욕비 1:20의 수용액중에 넣고 100℃로서 60분간 처리한 다음 충분히 수세한 후에 건조시킨다.

이렇게 하여서 얻어진 견사는 올리브색이며, 그 전기비저항치는 2.1×10^-1

ㆍCm로서 양호성 도전성을 나타낸다.

또한 황화구리의 함유율은 3.3%이었다.

또한 실시예 2-9의 방법으로서 얻어진 도전섬유를 실시예 1과 동일하게 X선 분석한 결과, 황화구리의 일종인 다이게니트(조성식:Cu₉S₅)의 회절선(면간격:1.97Å,3.21Å,2.79Å)이 확인되었다.

이것에 의하여 구리이온은 황화구리로서 섬유에 흡착시키고 있는 것이 명백하게 되었다.

Claims (1)

1. 시안기를 함유하는 폴리아미드계섬유, 폴리에스테르계섬유, 레이온섬유, 구리 암모늄섬유, 동물성섬유 및 식물성 섬유 중에서 선택된 적어도 1종류의 섬유를, 2가구리이온과 그 구리이온을 1가구리온으로 환원할 수 있는 환원제와 황원자 및 황이온 중에서 선택된 적어도 1종류의 황성분을 방출할 수 있는 화합물을 포함하는 욕중에서 처리하든가, 1가구리온을 포함하는 욕중에서 가열처리하는 것에 의하여 그 섬유에 1가구리이온을 흡착시킨 후에, 황원자 및 황이온 중에서 선택된 적어도 1종류의 황성분을 방츨할 수 있는 화합물을 포함하는 액상 및 기상중에서 선택된 상중(相中)에서 처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는 도전성섬유.