JP3502961B2 - 静電植毛用フロック - Google Patents
静電植毛用フロックInfo
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Description
めのフロックに係り、より詳しくは、満足な飛翔性を有
するとともに、特に流動性および難燃性が改良された静
電植毛用フロックに関する。
することができ、建築用内装材(壁紙、カーテン、カー
ペット、マット等)、履物(草履、鼻緒等)、日用雑貨
(装飾カバー、装飾コード、宝石箱、文房具等)、自動
車用品(ダッシュボード、サンバイザー、ウェザースト
リップ、カーシート用フロッキーヤーン等)、冷暖房機
器(こたつ、足温器等)、家具、椅子張り用素材、衣料
(帽子、ジャケット、手袋等)および電子機器(ブラシ
ロール等)など、広範な用途における各種の静電植毛品
の製造に適するものである。
酸ソーダ等を繊維の表面に付着させたフロックが使用さ
れてきた。これに対して、本発明者は、最近、静電植毛
用フロックとして、短繊維の総ての表面がポリピロール
等の導電性ポリマー層により実質的にないし完全に被覆
された新規なフロックを開発した。これは特願平5−2
80474号にも開示されている。
ポリマー層の全面被覆によりほぼ絶対乾燥の状態に保た
れるので、常に良好な飛翔性を有し、アップ方式、ダウ
ン方式および流動槽方式等のいずれの植毛方式において
も、乾燥した環境で安定して静電植毛プロセスに繰り返
し利用することができるという特徴を有するものであ
る。従って、かかるフロックの使用により、従来為され
ていたアフターコンディショニングが不要となり、例え
ば前処理としての原料フロックの水分調整が不必要にな
る等の利点が得られる。
静電植毛用フロックは、流動性および分級性が完全に満
足なものでなく、これらの点についてはなお改良すべき
ものであった。フロック表面における導電性ポリマーの
被覆量は、経済性の観点より、より少量である方がより
好ましい。しかし、導電性ポリマーの被覆量を少なくし
ていくと、フロックは剛性が失われ、基材の繊維に匹敵
する高い柔軟性を有するようになる。フロックの柔軟性
が高過ぎると、静電植毛プロセスにおいて、フロックは
塊となって流動するようになり、よって植毛の密度に高
低が生じやすく、また、種々の長さのフロックの集合体
より一定の長さのフロックを分級しづらくなり、その効
率が低下し、ひいては静電植毛品の生産性悪化につなが
る。したがって、導電性ポリマーの被覆量が少ない場合
においても、良好な流動性および分級性が得られるよう
に、フロックの表面特性を改良することが求められてい
た。
行なう場合において、主にダウン方式の場合、特に電極
と植毛すべき面との間隔が狭い場合において、静電植毛
に必要な量を上回る多量のフロックを高電圧電界内に一
度に供給すると、フロックが電界内に過濃密に存在する
ため、それら同士の接触によって電極と植毛すべき面と
の間に電流が通じて、スパークが頻繁に発生し、これに
よりフロック自体が熱を帯びて軟化し、時には、一瞬の
うちに軟化したフロックとフロックとが互いに融着して
一連に繋がるという事態が生じる点で、問題があった。
かかる事態は、基材繊維が6−ナイロン、6,6−ナイ
ロンのような低融点繊維であるフロックにおいて特にひ
どく起き、そのようなフロックにあっては、基材の繊維
自体より発火し、火災事故をひきおこす虞れがあった。
したがって、かかる過剰供給を行なっても発火現象が起
きないように、静電植毛用フロックの表面特性を改良す
ることが求められていた。
もので、その主たる目的は、飛翔性が高く、乾燥環境で
安定した静電植毛が繰り返し可能であるとともに、流動
性および分級性がより改良されて、不均質な植毛製品の
発生が防止されまた静電植毛プロセスの効率も向上し、
かつ、難燃性がより改良されて、静電植毛の過程でスパ
ークの発生が無く、発火の虞れもないところの静電植毛
用フロックを提供することにある。
結果、ピロールモノマーを、酸性コロイダルシリカ、酸
性シリカ超微細粒およびアルミナゾル等の超微細粒子の
共存下において、繊維を含む処理液中で化学酸化剤を触
媒として重合することにより得られた静電植毛用フロッ
クは、静電植毛における満足な飛翔力は勿論のこと、流
動性および分級性がより改良されて、均質でかつ生産性
の良い植毛が確保されるとともに、難燃性も改良され
て、過剰供給の条件下でもスパーク発生および発火が起
きないことを見出し、本発明を完成した。
ロールおよび、酸性コロイダルシリカ、酸性シリカ超微
細粒およびアルミナゾルよりなる群から選択された少な
くとも一種の超微細粒子により被覆されていることを特
徴とする静電植毛用フロックに関する。また、本発明
は、より好ましい態様として、前記超微細粒子は、比重
2〜3および粒子径0.01〜0.02μmの範囲内に
ある超微細粒子である上記の静電植毛用フロックに関す
る。さらに、本発明は、より実際的な態様として、ピロ
ールの重合反応を、繊維とともに、酸性コロイダルシリ
カ、酸性シリカ超微細粒およびアルミナゾルよりなる群
から選択された少なくとも一種の超微細粒子を含む処理
液中において、化学酸化剤を触媒として進行させて、生
成したポリピロールを前記超微細粒子とともに処理液中
の繊維の表面に被覆することにより製造して成る、上記
の静電植毛用フロックに関する。
覆の静電植毛用フロック(本発明者が先に開示したも
の)の製造過程、つまり、繊維を含む処理液中でピロー
ルモノマーを酸化重合してポリピロール被覆を繊維表面
に形成する過程を利用して、酸性コロイダルシリカ、酸
性シリカ超微細粒およびアルミナゾルよりなる群から選
択された少なくとも一種の超微細粒子をポリピロールと
一緒に繊維の表面に付着させて、それらの被覆を形成す
るというものである。酸性コロイダルシリカ、酸性シリ
カ超微細粒およびアルミナゾルは、上記処理液中に共存
させても、ピロールモノマーの重合に悪影響(例えば、
反応阻害)を与えない物質であり、また、重合時共存す
る繊維自体に対しても、それ本来の性質(例えば、柔軟
性)を損ねない物質である。従って、本発明による静電
植毛用フロックは、その製造過程において、繊維表面へ
の酸性コロイダルシリカ等の超微細粒子の被覆とポリピ
ロールの被覆とを、何ら不都合なく、同時に進行させる
ことができるという利点がある。つまり、現在のとこ
ろ、本発明による新規なフロックは、その製造において
重大な技術的不利益を受けるものでないと考えられる。
それだけでなく、本発明によるフロックは、酸性コロイ
ダルシリカ等の超微細粒子の被覆とポリピロールの被覆
とを一つの重合過程(ピロールの重合過程)の中で同時
に為すことにより製造することができる。従って、この
製造法は、フロック製造の生産性においても大変有利で
ある。
リカ、酸性シリカ超微細粒および/またはアルミナゾル
よりなる超微細粒子層の厚さ、並びに、ポリピロール層
の厚さは、ともに、基本的には任意であるが、約0.0
1μm〜約0.1μmの厚さが適当である。何となら
ば、0.01μm未満の厚さであると、均一厚のポリピ
ロール層等を形成することが困難となり、この結果、必
要な導電性を付与できない場合が増え、一方、0.1μ
mを超える厚さであると、被覆層の摩擦堅牢度が低下
し、また経済性の面からも不利となるからである。かよ
うに極薄膜であるため、ポリピロール層等の存在によっ
て、繊維本来の風合い、柔軟さ等が大して損ねることも
ない。例えば自動車窓ガラスのウェザーストリップに用
いた場合、繊維の硬化が極めて少ないために、繊維本来
の弾性が保持され、摺動抵抗値の安定したものが得られ
る。
超微細粒および/またはアルミナゾルよりなる超微細粒
子層の膜厚、並びに、ポリピロール層の膜厚は、重合条
件等に依り変わるが、一般に、フロック表面の電気漏洩
抵抗値が105 ないし108Ω/cmの範囲内にあるよう
に、これらの被覆量は調整される。また必要により、上
記レベルの導電性を確保するために、ポリピロール等の
被覆を為す前に、適当な予備処理を繊維表面に施しても
よい。
水、アルコール(特にメタノール)等の分散媒中で水和
によって表面にOH基を有する二酸化珪素(Si O2 )
の酸性(好ましくは、pH2〜4)のコロイド懸濁液で
ある。酸性コロイダルシリカは、コロイド表面に負イオ
ンを有するが、重合反応の処理液中に共存する化学酸化
剤の特に第二鉄イオンによって沈殿を生じないので、ピ
ロールモノマーの重合反応を阻害する虞れがないもので
ある。酸性コロイダルシリカとしては、繊維の表面にポ
リピロールの膜厚と同程度の厚さの層を形成することが
できるような粒子径を有するコロイダルシリカよりなる
系がより好ましい。特に好ましくは、粒子径0.01〜
0.02μmの範囲にある酸性コロイダルシリカであ
る。例えば、pH2〜4、固形分20%程度の酸性コロ
イダルシリカが本発明に好適に利用される。その具体的
な市販品としては、例えば、商標名スノーテックス(sno
wtex) のコロイダルシリカ商品、特に品名MA−ST−
M(分散媒メタノール)、メタノールシリカゾル(分散
媒メタノール)、IPA−ST(分散媒イソプロパノー
ル)、ST−O(分散媒 水)(いずれも日産化学工業
株式会社製)が挙げられる。
ラノール基を有する超微細粒子形態の二酸化珪素(Si
O2 )であり、酸性(好ましくは、pH2〜4)の粉体
である。酸性シリカ超微細粒も、酸性コロイダルシリカ
と同様、重合反応の処理液中に共存する化学酸化剤の特
に第二鉄イオンによって沈殿を生じないので、ピロール
モノマーの重合反応を阻害する虞れがないものである。
酸性シリカ超微細粒としては、上記の酸性コロイダルシ
リカの粒子径に匹敵する粒子径を有する酸性シリカが、
繊維の表面にポリピロールの膜厚と同程度の厚さの層を
形成することができるので、より好ましい。粒子径を単
位重量当りの表面積で以て表現すると、特に好ましい酸
性シリカ超微細粒は、約300〜400m2 /gの表面
積を有するものである。但し、この酸性シリカ超微細粒
は、真比重2.5〜2.6であっても、嵩比重がそれよ
り格段に小さいため、上記した所望の粒子径を有すると
ころの酸性シリカ超微細粒を正確に計量して使用するこ
とが比較的困難であり、従って、酸性シリカ超微細粒
は、秤量の精度および取り扱い易さの点で、既に非溶剤
中に分散された形態にあるところの酸性コロイダルシリ
カよりも劣る。本発明においては、比重2〜3および粒
子径0.01〜0.02μmの範囲内にある酸性シリカ
超微細粒が大変好適に利用される。その具体的な市販品
としては、例えば、商標名ニプシル( 日本シリカ工業社
製 )、シルトン(水澤化学社製)、ハイシル(PPGイ
ンダストリーズ社製)、スターシル(神島化学社製)、
HGKT40(ワッカーケミカル社製)等の酸性シリカ
超微細粒商品が挙げられる。
コール(特にメタノール)等の分散媒中で水和によって
表面にOH基を有する酸化アルミニウム(Al2O3 )の
酸性(好ましくは、pH2〜4)のコロイド懸濁液であ
る。アルミナゾルもまた、酸性コロイダルシリカと同
様、ピロールの重合反応の処理液中に共存する化学酸化
剤の特に第二鉄イオンによって沈殿を生じないので、ピ
ロールモノマーの重合反応を阻害する虞れがないもので
ある。アルミナゾルとしては、繊維の表面にポリピロー
ルの膜厚と同程度の厚さの層を形成することができるよ
うな粒子径を有するコロイダルアルミナよりなる系がよ
り好ましい。特に好ましくは、粒子径0.01〜0.0
2μmの範囲にあるアルミナゾルである。本発明におい
ては、比重2〜3および粒子径0.01〜0.02μm
の範囲内にあるアルミナゾルが大変好適に利用される。
その具体的な市販品としては、例えば、商標名アルミナ
ゾル100、200、520( 総て、日産化学工業社
製)が挙げられる。
粒および/またはアルミナゾルよりなる超微細粒子の使
用量は繊維の種類、性質に依り適宜変更されるべきもの
であるが、その好適な範囲は、シリカ分およびアルミナ
分として繊維の重量に基づいて0.5重量%〜3.0重
量%の量に換算される範囲である。超微細粒子のシリカ
分およびアルミナ分が0.5重量%未満の量であると、
フロックの流動性が有意義に改良されない。一方、その
シリカ分およびアルミナ分が3.0重量%の量を越える
と、フロックの流動性が特にそれ以上改良されなくな
り、それだけでなく、フロックの導電性が所望の水準よ
り低下するので、好ましくない。シリカ分およびアルミ
ナ分として0.5重量%〜3.0重量%の範囲に設定す
るとき、フロックの流動性および分級性が満足に改良さ
れ、かつ難燃性も満足に改良され、過剰供給の条件下で
スパーク発生および発火の現象が起きないので、より好
ましい。
ルをモノマーとして(少なくともモノマーの一成分とし
て)重合して得られるポリマーを指し、ピロールのホモ
ポリマーの他、ピロールと3,5−置換ピロール(3,
5−ジメチルピロール等)、3,4−置換ピロール(4
−メチルピロール−3−カルボン酸メチル等)、N−置
換ピロール(N−メチルピロール等)もしくは3−置換
ピロール(3−メチルピロール、3−オクチルピロール
等)とをモノマーとして重合して作られたコポリマーも
包含される。ポリピロールは、繊維との接着強度、導電
性の程度、加工性の良否等の点から特に好ましい材料で
ある。最も好ましいポリピロールは、ピロールのみをモ
ノマーとして重合して得られるホモポリマーである。
量は、繊維の種類、径により相当に異なる。一般に、ピ
ロールモノマーは対繊維重量比で、約0.1ないし約
3.0%、より好ましくは約0.15ないし約1.0%
の割合で処理液に添加される。例えば、ピロールモノマ
ーを3デニール、長さ0.8mmのポリエステル繊維(比
重1.34)に対して重量比0.75%で添加した場合
には、平均にて、厚さ約0.044(計算値)μmのポ
リピロール層が繊維の周面および両端面に形成される。
ピロールモノマーの使用量は、静電植毛された製品の用
途に依っても著しく異なる。本発明のフロックを単に基
材上に静電植毛すれば十分であるような用途では、ピロ
ールモノマーの使用量は少なくて済むが、静電気の除去
を目的として十分高い導電性が要求されるような用途で
は、ピロールモノマーの使用量はかなり多量になる。
しても、繊維表面に形成されるポリピロール層の厚さ
は、繊維の表面形状(粗さ)、多孔性、繊維組成等によ
って異なる。例えば、ポリエステル繊維、アラミド繊維
等の非浸透性繊維の場合には、添加モノマー量から算出
した平均厚さにほぼ等しい平均厚さの導電性ポリピロー
ル層が形成されるが、6−ナイロン繊維、6,6−ナイ
ロン繊維、ビニロン繊維等の浸透性繊維の場合には、添
加モノマー量から算出した平均厚さよりもある程度少な
い平均厚さの導電性ポリピロール層が形成される。ま
た、ポリピロール層の厚さは、下記の処理液中の繊維の
分散条件等によっても変動する。好適なポリピロール層
の厚さは、ナイロン繊維、ビニロン繊維、セルロース繊
維等の浸透性繊維の場合は一般に0.01ないし0.0
3μm程度であり、またポリエステル繊維、アラミド繊
維、アクリル繊維等の非浸透性繊維の場合は一般に0.
01ないし0.05μm程度である。
成)または合成繊維のいずれでもよいが、好都合な繊維
としては、芳香族ポリアミド繊維(商品名ケブラー、ノ
ーメックス、コーネックス等)、その他のポリアミド繊
維(6−ナイロン、6,6−ナイロン、4,6−ナイロ
ン等)、レギュラーポリエステル繊維、塩基性染科可染
型ポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、再
生セルロース繊維(レーヨン)、羊毛繊維、木綿繊維、
麻繊維、並びにポリエチレン、ポリプロピレンおよびそ
の他の複合紡糸繊維などが挙げられる。また繊維は、染
色されていてもよく、紡糸の段階で顔料等を混入して着
色した所謂、原着繊維を用いることができる。
ては、デニール数;約1〜65d、繊維長;0.3〜
6.0mm、そしてアスペクト比;1:30〜1:100
の特性を有するところの上記の繊維が好ましい。アスペ
クト比が1:100を超える繊維であると、均一な静電
植毛を行なうことができない場合がある。繊維の径が大
きいほど、アスペクト比がより大きい値の繊維をも使用
することができるが、繊維の径が小さい場合には、アス
ペクト比のより小さい値の繊維を選択して使用する必要
がある。一般に、繊維長がデニール数の0.3倍の長さ
(mm)である繊維が、静電植毛の原料繊維として最も適
当であるといわれている。
用フロックは、ピロールモノマーの重合反応を、繊維
(通常短繊維であり、染色されていてもよい。)およ
び、酸性コロイダルシリカ、酸性シリカ超微細粒および
アルミナゾルよりなる群から選択された少なくとも一種
の超微細粒子を含む処理液中において、化学酸化剤を触
媒として、所望により添加されたドーパントおよび/ま
たは表面張力低下剤とともに進行させて、生成したポリ
ピロールを酸性コロイダルシリカ等の超微細粒子ととも
に処理液中の繊維の表面に被覆することにより、製造さ
れる。該製法に従うことにより、得られたフロックは、
繊維の長さ方向の周面および先後両端面が、ポリピロー
ルおよび、酸性コロイダルシリカ、酸性シリカ超微細粒
および/またはアルミナゾルよりなる超微細粒子の両材
料により実質的に被覆されたものとなる。一般に、被覆
されていない部分のフロック全表面に対する比率は3%
以下である。
加は、両者を一緒に添加するという手順で、あるいは、
先にモノマーを添加しその後化学酸化剤を添加するとい
う手順で行なってもよい。また触媒の化学酸化剤は、一
括添加してもよく、あるいは数回に分けて添加しても、
少量ずつ連続して添加してもよい。
けゆっくりと進行させるのが好ましい。その温度条件は
低温であることが好ましく、2℃〜35℃、より好まし
くは2℃〜25℃である。重合速度が著しく速いと、水
相中での反応が急速に(一瞬のうちに)進行し、重合体
が繊維の表面に付着し難くなり、水槽中に遊離した重合
体粒子が形成される。重合反応は、繊維とともに、酸性
コロイダルシリカ、酸性シリカ超微細粒およびアルミナ
ゾルよりなる群から選択された少なくとも一種の超微細
粒子を含むスラリー形態の処理液を攪拌または循環しな
がら行なわれる。モノマーの重合が進行し、そのうちに
溶解度が低下してくると、生成したポリピロールが酸性
コロイダルシリカ等の超微細粒子とともに繊維の表面に
析出または付着する。本反応は定量的な反応である。
および難燃性を達成するためには、繊維の端面を含む総
ての表面がポリピロールおよび、酸性コロイダルシリ
カ、酸性シリカ超微細粒および/またはアルミナゾルよ
りなる超微細粒子の両材料により実質的に被覆され、か
つ、その被覆層が表面全体にわたって均一な厚さである
ことが望ましい。この観点から、繊維および酸性コロイ
ダルシリカ等の超微細粒子を含むスラリー形態の処理液
中、繊維を処理液の5ないし20重量部に対して1重量
部の割合で存在させるのが特に好ましい。攪拌速度は特
に限定されないが、フロックの沈降を防止する必要があ
ることから、例えばポリエステル繊維の使用の場合にお
ける攪拌速度はポリアミド繊維の使用の場合よりもより
高速にする必要がある。
マーの重合を促進する物質一般が使用することができ、
例えば、塩化第二鉄、過塩素酸第二鉄、硝酸第二鉄、ク
エン酸第二鉄、p−トルエンスルホン酸第二鉄、硫酸第
二鉄、過沃素酸第二鉄、硫酸鉄アンモニウム等が挙げら
れ、これらは単独でまたは二種以上の物質を適宜組み合
わせて使用される。特に水溶性の第二鉄塩が好ましい。
化学酸化剤は、通常、ピロールモノマー1モル当り約2
ないし約3モルの割合で使用されるが、水中の溶存酸
素、空気中の酸素、過酸化水素、オゾン等の酸素ラジカ
ル発生源を補助酸化剤として併用する場合には、ピロー
ルモノマーに対する化学酸化剤の使用量をそれだけ減量
することができる。
ル皮膜の形成を均一なものとするために、さらに表面張
力低下剤を添加することができる。表面張力低下剤とし
ては、界面活性剤のほか、有機溶媒並びにシリコーン系
等の消泡剤などが挙げられる。界面活性剤は、繊維表面
のぬれ性を改良するものであり、また、アルコール類
も、水との混和により繊維表面のぬれ性を改良するため
に付加的に混合することができる。上記の界面活性剤と
しては、例えば、アルキル硫酸ナトリウム、アルキルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホコハク酸
ナトリウム、ポリオキシアルキレンスルホン酸ナトリウ
ム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどのア
ニオン型界面活性剤;あるいは、ポリエチレングリコー
ル/ポリプロピレングリコール ブロックコポリマー、
ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポリエチレ
ングリコールアルキルフェニルエーテルなどのノニオン
型界面活性剤が挙げられる。また上記の有機溶媒として
は、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルア
ルコール、n−プロピルアルコール、n−ブタノール、
イソブタノール、イソアミルアルコール等のアルコール
類、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジオ
キサン、アセトニトリル、シクロヘキサノン、メチルエ
チルケトン、アセトン等が挙げられる。表面張力低下剤
の添加量は、一般に極少量ないし少量で足り、例えば、
界面活性剤の場合は処理液の全重量に対して約0.01
〜約2%の範囲内の量で十分であり、またアルコール類
の場合は、処理液の全重量に対して約0.1〜約5.0
%の範囲で十分である。
ならば、ドーパントをピロールモノマーの重合に併用す
ることも可能である。このドーパントは、好適にはpH
1〜5、より好ましくはpH1〜3の条件下で使用され
る。適するドーパントとしては、例えば、p−トルエン
スルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロベンゼン
スルホン酸、ジクロロベンゼンスルホン酸、トリクロロ
ベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、イソプロ
ピルナフタレンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン
酸、ナフタレンジスルホン酸、ナフタレントリスルホン
酸、スルホサリチル酸およびその他の芳香族スルホン
酸;あるいは過塩素酸、塩酸、硫酸、硝酸、トリフルオ
ロメタンスルホン酸などが挙げられる。特に芳香族スル
ホン酸またはそのアルカリ金属塩が好ましい。
維は水洗いされるが、その際、必要によりフロック同志
の絡み合いを防止し、静電植毛機中のストレージタンク
よりの供給路におけるスクリュー等による搬送性を向上
させるために、ステアリン酸アミド等の、柔軟剤または
平滑剤等を少量添加使用してもよい。また、繊維として
ポリエステル等の原着繊維を使用する場合には、ポリピ
ロール等の被覆層の形成の前に、繊維内部より重合反応
の処理液中に滲出するところの界面活性剤や油状物を予
め洗浄、除去しておくことが好ましい。
コロイダルシリカ等の超微細粒子の両材料の同時被覆処
理は、染色の後に行なってもよく、また、染色の前に行
なってもよい。但し、ポリエステル繊維のアルカリ染色
は、脱ドープをひき起こし、導電性を低下せしめるの
で、アルカリ染色を行なう場合には、その染色を上記の
被覆処理の前に行なう必要があり、染色後念のため酸洗
することが好ましい。また、被覆処理後の染色は、酸性
下で行なう必要がある。また、原着繊維を用いること、
あるいは繊維を染色することによって、染料による色相
と上記の被覆層の色相とが相俟って、バラエティーに富
む色調のフロックが得られる。用いられる染料として
は、繊維によっても異なるが、酸性染料、クロム錯体等
の金属錯塩染料、分散染料、カチオン染料、反応性染料
等が挙げられる。
フロック同士の絡み合いを最小限に抑えるために、流動
槽乾燥法、すなわちスラリー状態ないしはこれを遠心分
離で脱水した状態のフロックを流動槽内で熱空気流との
接触により乾燥させるという方法を用いるのが最も好ま
しい。この乾燥法においてより好都合で運転するために
は、温度約120〜約180℃、槽滞留時間0.1〜5
秒という条件を採用するとよい。この条件で乾燥する
と、1〜5%程度の水分量を有する本発明のフロックを
容易に得ることができる。
を使用し、これに対してポリピロールおよび、酸性コロ
イダルシリカ、酸性シリカ超微細粒および/またはアル
ミナゾルよりなる超微細粒子の両材料の同時被覆処理を
行ない、その後、処理された長繊維を所定寸法に切断し
て短繊維とすることによっても製造される。例えば円形
状のトウを切開して直線状とした後、所定の寸法に切断
してフロックとした場合、カット面、即ちフロックの端
面には、ポリピロール等の被覆層が形成されないことに
なるが、端面の面積は、フロックの全表面積に対して
0.3〜1.2%程度であり、フロックの飛翔性には実
質的に影響を与えるものではない。ポリアミド繊維、ビ
ニロン繊維等は、ピロールモノマーの繊維内部への拡散
があるために、トウの形態の繊維を被覆処理し続いてこ
れをカットするプロセスを採ったとしても、得られたフ
ロックは、端面の外周部若しくは端面の全面が導電化さ
れる傾向があり、この場合、導電化されていない面積の
比率は更に小さくなる。
経て製造され、その結果、その水分率が約1ないし5%
の公定水分率もしくはそれに近い程度にある、乾燥状態
のフロックが得られる。本発明のフロックは、周囲の外
気の湿度の影響を実質的に受けないため、その水分率は
殆ど変化せずに維持される。
の静電植毛に利用することができ、これにより種々多様
な静電植毛品を製造することができる。静電植毛の方式
は、特に限定されるものでなく、アップ式静電植毛法
(フロックを下部電極の上に置きそして被植毛物を上部
電極に備え、電圧を上下電極間に印加することによりフ
ロックを上方へ飛翔させる植毛法)、ダウン式静電植毛
法(被植毛物を下部電極に備えるとともに格子状または
線状の上部電極を使用し、電圧を上下電極間に印加する
状態の下、フロックを上部電極の格子目に通して落下さ
せることによりフッロクを下方へ飛翔させる植毛法)ま
たはサイド式静電植毛法(被植毛物を電界の側方に電極
と接続して備え、電圧印加の下、フロックをホッパーよ
り電界の中に落下させることにより、フロックを最初下
方へそして途中より横方向に飛翔させる植毛法)のいず
れでもよい。また、流動槽型静電植毛機(多孔板が槽の
中に張られかつ振動が加えられる構造の流動槽をフロッ
クの供給槽として用いる型式の植毛機で、アップダウン
式、サイド式等がある。)を用いて本発明のフロックよ
り自動車内装部品等の静電植毛品を製造してもよい。
カ、酸性シリカ超微細粒および/またはアルミナゾルよ
りなる超微細粒子の被覆層は、フロックの剛性を高める
とともに、フロックの表面特性をフロック同士がより凝
集しない性質に変える。従って、静電植毛プロセスにお
いて、本発明のフロックの集合体は、塊を形成しにくい
ものとなりまた塊となって流動しないものとなり、よっ
て流動性および分級性が改良される。その上、酸性コロ
イダルシリカ、酸性シリカ超微細粒およびアルミナゾル
は、いずれも、無機質の超微細粒子であって本来不燃性
の高融点材料であるので、これが被覆された繊維を軟化
溶融しにくい性質のものに変え、フロックを難燃性のよ
り高いものにする。従って、静電植毛の際、フロックを
電界内に過剰供給しても、スパークの頻繁な発生、並び
にそれに因るフロック同士の融着ひいてはフロック繊維
の発火という現象が起きなくなる。一方、繊維の表面に
被覆されたポリピロールは、フロックに所望の導電性を
付与する。特に、ポリピロールの被覆はフロックを常に
乾燥した状態に保持するので、フロックの導電性が周囲
の水分の大小に影響されないものになる点に特徴があ
る。したがって、本発明では、ポリピロールおよび酸性
コロイダルシリカ等の超微細粒子の両材料により繊維の
表面がそれぞれ被覆されることにより、得られるフロッ
クは両材料の性質が相俟って作用するものとなり、従っ
て、水分の影響を受けない高い導電性が満足に達成され
るとともに、流動性および分級性が良好に改良され、か
つ、難燃性も満足に高まる。しかも、ポリピロールのみ
を被覆した場合と比較して、導電性ポリマーの使用量を
格段に減らすことができる。
る。
繊維(繊度:1.5デニール、繊維長:0.55mm)
を、必要により金属錯塩染料または酸性染料で染色した
後、十分に水洗浄を行なうことにより、準備した。ま
た、市販品のスノーテックス ST−O(日産化学工業
株式会社製)より、コロイド粒子径:0.01〜0.0
2mμ、固形分20%、pH3.85(温度12.5℃
にて)、分散媒:水という特性を有する酸性コロイダル
シリカも準備した。次に、ピロールモノマーを、上記の
6,6−ナイロン繊維および酸性コロイダルシリカを含
む水性の処理液中に投入し、続いてドーパントとして、
ピロールモノマー20モル当り1モルの量のアントラキ
ノンジスルホン酸ナトリウムを処理液に配合した。次い
で、混合された処理液を一緒に攪拌しながら、ピロール
の重合反応を、化学酸化剤のパラトルエンスルホン酸第
二鉄(ピロールモノマー1モル当り2モルの量)を触媒
として、温度15℃にて3.5時間の間進行させること
により、生成したポリピロールおよび酸性コロイダルシ
リカを6,6−ナイロン繊維の表面に被覆した。重合反
応の終了の後、得られたフロックを処理液より取り出し
て、充分に水洗し、次いで所定の水分となるまで乾燥し
た。以下の表1に示すように、ピロールモノマーおよび
酸性コロイダルシリカの各使用量、並びに乾燥時の水分
量を種々変えて、実施例1ないし6の静電植毛用フロッ
クを製造した。
て、実施例1−6の手順と同様の手順を繰り返しかつ重
合条件等を同じ条件にすることにより、ポリピロールの
みが6,6−ナイロン繊維の表面に被覆された、以下の
表1に示す比較例1、2の静電植毛用フロックを製造し
た。
鏡を用いて静電植毛用フロックを撮影した顕微鏡写真を
示す。倍率:10000倍(図1、図5)、5000倍
(図2、図6)、3000倍(図3、図7)、1000
倍(図4、図8)。図1ないし図4に示すは、ポリピロ
ールおよび酸性コロイダルシリカがナイロン6/6繊維
の表面に被覆された実施例1の静電植毛用フロックであ
り、また図5ないし図8に示すは、ポリピロールのみが
ナイロン6/6繊維の表面に被覆された比較例1の静電
植毛用フロックである。なお、これら写真の右下部分に
おける白線の長さは、5μm(図1、図5)、10μm
(図3、図7)そして50μm(図4、図8)を表わ
す。
に従い測定した。この測定値は、以下の表2中、“抵抗
値”として表示した。 次に、ダウン方式の静電植毛機を使用して、得られた
各例のフロックを夫々基材の2/1 緯織り生地(ポリエス
テル/木綿=65/35、厚さ0.15mm、接着剤塗
布済み)の表面に植毛した。印加電圧:35kV、電極
と基材との間隔:10cm。そして、この静電植毛プロ
セスにおける、フロックの飛翔性、流動性を次の基準に
従って評価した。さらに、フロック同士の融着および発
火の有無を調べることにより、フロックの難燃性も次の
基準に従って評価した。 −飛翔性− ◎は、フロックについて十分な飛翔力が得られ、静電植
毛が均一で大変良好であることを示す。 ○は、フロックについて必要な飛翔力は得られ、静電植
毛は良好であることを示す。 −流動性、分級性− ◎は、フロックの集合体が植毛機の中で塊となって流動
せず、また一定長さのフロックを効率よく分級でき、結
果として均一で生産性の良い静電植毛が可能であること
を示す。 ○は、フロックの集合体が部分的に塊を形成しまた植毛
機の中で塊となって流動する場合があり、また一定長さ
のフロックを分級する操作を常に円滑に為し得るわけで
なく、結果として植毛の均一性の点で問題となる場合が
起きることを示す。 −難燃性− ◎は、静電植毛の際、スパークの発生、フロック同士の
融着、並びに発火の現象が起きないことを示す。 ×は、静電植毛の際、発生するスパークによりフロック
同士が電界内で融着し、さらに進行して、発火現象が起
きる場合があることを示す。 これら試験の結果を下記の表2に要約して示す。
のフロックと比較して流動性(分級性)および難燃性が
満足に改良されていることがわかる。また、導電性およ
び飛翔性については、実施例1〜6のフロックは比較例
のフロックと同等の性能が維持されていることがわか
る。
て、その表面上の酸性コロイダルシリカの被覆量を次の
手順により定量分析してみた。 酸性コロイダルシリカもポリピロールも被覆されてい
ない、カットされた6,6−ナイロン繊維(繊度:1.
5デニール、繊維長:0.5mm)と、既知量の二酸化
珪素とを混合したものを標準試料とし、Si O2 量が異
なるいくつかの標準試料を準備した。そして、これら標
準試料について、蛍光X線分析法に従い、SiKα線測
定値を求め、その測定値をX軸とし、一方試料中の二酸
化珪素の量をY軸として、SiKα線測定値/二酸化珪
素量の検量線グラフを作製した。 次に、分析すべき各フロック試料(下記の試料 N
o.1〜No.6)0.5gをそれぞれ試料ホルダー内
に収め入れ、そして各分析試料について、上記と同様に
蛍光X線分析法に従い、SiKα線測定値(2回測定、
cps、平均100秒)を求めた。分析試料の入ってい
ない試料ホルダーを用いて、ブランク値も求め、その値
を相殺することにより、各分析フロック試料についての
酸性コロイダルシリカの被覆量を算出した。その結果を
以下の表3に示す。
の酸性コロイダルシリカの被覆量は、およそ0.5%〜
0.7%の範囲内にあり、ほぼ一定であるとわかる。ポ
リピロールの比重(約0.9)および酸性コロイダルシ
リカの比重(2.53〜2.65)を考慮に入れると、
上記試料No.2ないしNo.6のフロクは、ポリピロ
ールとほぼ等容積の二酸化珪素が繊維表面に被覆固定さ
れていると考えられる。なお、上記の各結果は、繊度
1.5デニールの繊維を使用した場合の結果であり、繊
維の径が異なるならば、それに応じてフロック表面上の
酸性コロイダルシリカの被覆量も増減するものと考えら
れる。
%水溶液、pH3.6〜4.3)より、酸性シリカ超微
細粒を準備した。そして、実施例1と同一材料の原料繊
維、同一組成の処理液を使用し、また、ドーパントおよ
び化学酸化剤も実施例1と同一の材料を使用して、ピロ
ールモノマーを、6,6−ナイロン繊維および上記の酸
性シリカ超微細粒を含む水性の処理液中に投入し、続い
て、ドーパントのアントラキノンジスルホン酸ナトリウ
ムを処理液に配合した。処理液中のピロールの使用量
は、繊維重量比で0.25%であり、酸性シリカ超微細
粒の添加量は、繊維重量比で0.5%である。また、ド
ーパントの量は、ピロールモノマー20モル当り1モル
の量とした。次いで、混合された処理液を一緒に攪拌し
ながら、ピロールの重合反応を、化学酸化剤のパラトル
エンスルホン酸第二鉄(ピロールモノマー1モル当り2
モルの量)を触媒として、温度15℃にて3.5時間の
間進行させることにより、生成したポリピロールおよび
酸性シリカ超微細粒を6,6−ナイロン繊維の表面に被
覆した。重合反応の終了の後、得られたフロックを処理
液より取り出して、充分に水洗し、次いで所定の水分と
なるまで乾燥した。
の試験例1の手順に従って測定し、その導電性、および
飛翔性、流動性並びに難燃性を評価することとした。本
例のフロックは、表面電気漏洩抵抗値が5×105 Ω/
cmであり、高い導電性を有することが確かめられた。ま
た、ダウン方式の静電植毛機を使用して、実施例7のフ
ロックを基材の2/1緯織り生地(ポリエステル/木綿混
織、接着剤塗布済み)の表面に、印加電圧:35kV、
電極と基材との間隔:10cmにて静電植毛を行なった
ところ、スパークの発生、フロック同士の融着、並びに
発火の現象が一切起きず、本例のフロックは満足な難燃
性を有するものであることが確認された。さらに、この
静電植毛プロセスの際、フロックの集合体が植毛機の中
で塊となって流動せず、所望の飛翔性、流動性が得られ
ることが確認された。
ル、即ち市販品のDMAC−ST(日産化学工業株式会
社製)より、コロイド粒子径:0.01〜0.02μ
m、固形分20%、pH2.5(温度15.0℃に
て)、分散媒:ジメチルアセトアミドという特性を有す
る酸性シリカゾルを使用したことを除いて、その他の材
料、組成、条件等については実施例7の場合と同一にし
て、ピロールモノマーを、6,6−ナイロン繊維(繊
度:3デニール、長さ:0.5mm)および上記の酸性
シリカゾルを含む水性の処理液中に投入し、続いて、ド
ーパントのアントラキノンジスルホン酸ナトリウムを処
理液に配合した。処理液中の酸性シリカゾルの添加量
は、繊維重量比で1.0%である。次いで、混合された
処理液を一緒に攪拌しながら、ピロールの重合反応を、
化学酸化剤のパラトルエンスルホン酸第二鉄を触媒とし
て、温度15℃にて3.5時間の間進行させることによ
り、生成したポリピロールを酸性シリカゾルとともに
6,6−ナイロン繊維の表面に被覆した。重合反応の終
了の後、得られたフロックを処理液より取り出して、充
分に水洗し、次いで所定の水分となるまで乾燥した。
に準じた方法により調べたところ、繊維重量比で5.0
%の 酸性シリカゾル層が繊維表面に付着していること
が判明した。また、該フロックについて上記の試験例1
の手順に従って測定し、その難燃性を評価してみた。ダ
ウン方式の静電植毛機を使用して、実施例8のフロック
を基材の2/1 緯織り生地(ポリエステル/木綿混織、接
着剤塗布済み)の表面に、印加電圧:35kV、電極と
基材との間隔:10cmにて静電植毛を行なったとこ
ろ、スパークの発生、フロック同士の融着、並びに発火
の現象が一切起きず、本例のフロックは満足な難燃性を
有するものであることが確認された。さらに、本例のフ
ロックは、高い導電性を有するとともに、静電植毛プロ
セスの際、フロックの集合体が植毛機の中で塊となって
流動せず、所望の飛翔性、流動性が得られることが確認
された。
1.5デニール、繊維長:0.5mm)とともに、繊維
重量比で5.0%のアルミナゾル(コロイド粒子径:
0.01〜0.02μm、固形分20%)を含む処理液
に、化学酸化剤として、ピロールモノマー1モル当り
2.3モルの硫酸鉄アンモニウムおよびピロールモノマ
ー1モル当り2.0モルのパラトルエンスルホン酸第二
鉄、並びに、ドーパントとして、ピロールモノマー1モ
ル当り0.2モルのアントラキノンジスルホン酸ナトリ
ウムを配合した。続いて、繊維重量比で0.25%のピ
ロールモノマーを上記処理液の中に投入し、そして一緒
に攪拌しながら、ピロールの重合反応を温度20℃にて
5時間の間進行させることにより、生成したポリピロー
ルおよびアルミナゾルを6,6−ナイロン繊維の表面に
被覆した。重合反応の終了の後、得られたフロックを処
理液より取り出して、充分に水洗し、次いで所定の水分
となるまで105℃にて乾燥した。
の試験例1の手順に従って測定し、その導電性、および
飛翔性、流動性並びに難燃性を評価することとした。本
例のフロックは、表面電気漏洩抵抗値が2×106 Ω/
cmであり、高い導電性を有することが確かめられた。ま
た、ダウン方式の静電植毛機を使用して、実施例9のフ
ロックを基材の2/1緯織り生地(ポリエステル/木綿混
織、接着剤塗布済み)の表面に、印加電圧:35kV、
電極と基材との間隔:10cmにて静電植毛を行なった
ところ、スパークの発生、フロック同士の融着、並びに
発火の現象が一切起きず、本例のフロックは満足な難燃
性を有するものであることが確認された。また、この静
電植毛プロセスの際、フロックの集合体が植毛機の中で
塊となって流動しなかったものの、フロックの飛翔性、
流動性は、酸性コロイダルシリカを用いた場合と比較し
て、若干劣るものであった。
よれば、満足な導電性および飛翔性を有し、乾燥した環
境で安定した静電植毛が繰り返し可能であるとともに、
流動性がより改良されて、静電植毛プロセスにて塊とな
って流動しなくなり、不均質な植毛製品の発生が防止さ
れ、また分級性の面も改良されて、静電植毛プロセスの
効率が向上し、かつ、難燃性がより改良されて、静電植
毛の際、過剰供給の条件下であっても、スパークの発
生、フロック同士の融着ひいては発火という事態が起き
る虞れがないところの静電植毛用フロックが提供され
る。要するに、本発明により、導電性、飛翔性は勿論の
こと、流動性、分級性および難燃性が改良された静電植
毛用フロックが得られる。その上、本発明の静電植毛用
フロックは、ピロールの重合過程の中で繊維表面へのポ
リピロールおよび超微細粒子(酸性コロイダルシリカ
等)の同時被覆を為すことにより製造できるので、確実
にかつ効率の大変良いフロック製造が可能であるという
利点をも有する。
リカが繊維の表面に被覆された実施例1の静電植毛用フ
ロックを、電子顕微鏡を用いて撮影した顕微鏡写真であ
る(倍率:10000倍)。なお、写真の右下部分にお
ける白線の長さは5μmを表わす。
リカが繊維の表面に被覆された実施例1の静電植毛用フ
ロックを、電子顕微鏡を用いて撮影した顕微鏡写真であ
る(倍率:5000倍)。
リカが繊維の表面に被覆された実施例1の静電植毛用フ
ロックを、電子顕微鏡を用いて撮影した顕微鏡写真であ
る(倍率:3000倍)。なお、写真の右下部分におけ
る白線の長さは10μmを表わす。
リカが繊維の表面に被覆された実施例1の静電植毛用フ
ロックを、電子顕微鏡を用いて撮影した顕微鏡写真であ
る(倍率:1000倍)。なお、写真の右下部分におけ
る白線の長さは50μmを表わす。
た比較例1の静電植毛用フロックを、電子顕微鏡を用い
て撮影した顕微鏡写真である(倍率:10000倍)。
なお、写真の右下部分における白線の長さは5μmを表
わす。
た比較例1の静電植毛用フロックを、電子顕微鏡を用い
て撮影した顕微鏡写真である(倍率:5000倍)。
た比較例1の静電植毛用フロックを、電子顕微鏡を用い
て撮影した顕微鏡写真である(倍率:3000倍)。な
お、写真の右下部分における白線の長さは10μmを表
わす。
た比較例1の静電植毛用フロックを、電子顕微鏡を用い
て撮影した顕微鏡写真である(倍率:1000倍)。な
お、写真の右下部分における白線の長さは50μmを表
わす。
Claims (3)
- 【請求項1】繊維の表面がポリピロールおよび、酸性コ
ロイダルシリカ、酸性シリカ超微細粒およびアルミナゾ
ルよりなる群から選択された少なくとも一種の超微細粒
子により、該ポリピロールと該超微細粒子とを一緒に付
着させて被覆されていることを特徴とする静電植毛用フ
ロック。 - 【請求項2】 前記超微細粒子は、比重2〜3および粒
子径0.01〜0.02μmの範囲内にある超微細粒子
であることを特徴とする請求項1記載の静電植毛用フロ
ック。 - 【請求項3】 ピロールの重合反応を、繊維とともに、
酸性コロイダルシリカ、酸性シリカ超微細粒およびアル
ミナゾルよりなる群から選択された少なくとも一種の超
微細粒子を含む処理液中において、化学酸化剤を触媒と
して進行させて、生成したポリピロールを前記超微細粒
子とともに処理液中の繊維の表面に被覆することにより
製造して成ることを特徴とする請求項1または請求項2
記載の静電植毛用フロック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14567195A JP3502961B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 静電植毛用フロック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14567195A JP3502961B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 静電植毛用フロック |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08309267A JPH08309267A (ja) | 1996-11-26 |
JP3502961B2 true JP3502961B2 (ja) | 2004-03-02 |
Family
ID=15390401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14567195A Expired - Lifetime JP3502961B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 静電植毛用フロック |
Country Status (1)
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JP (1) | JP3502961B2 (ja) |
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JP5332269B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-11-06 | 東レ株式会社 | 導電性フロック |
WO2010064613A1 (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-10 | 東レ株式会社 | 導電性フロックおよび導電ブラシ |
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JP2014210994A (ja) * | 2013-04-18 | 2014-11-13 | 槌屋ティスコ株式会社 | 静電植毛用フロック |
JP7392923B2 (ja) * | 2019-03-01 | 2023-12-06 | 小川峰株式会社 | 静電植毛用フロック |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP14567195A patent/JP3502961B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH08309267A (ja) | 1996-11-26 |
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