JP4824125B1 - マイナスイオン発生ポリエステル繊維及びそれを用いたマイナスイオン発生製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】質量平均分子量100万〜300万の超高分子量のポリ−γ−グルタミン酸で被覆処理された極細ポリエステル繊維と未処理極細ポリエステル繊維とを含む混合繊維とからなる。繊維長が短く、極細ポリエステル繊維の集合とすることにより、形成される無数の微細な空間中の移動を著しく阻害された熱伝導性の低い空気のために高い保温性を与え、かつ未処理ポリエステル繊維は負に帯電されて接触或いは摩擦により多くのマイナスイオンを発生するポリエステル繊維とする。
【選択図】なし
Description
本発明においては、前記ポリエステル繊維(A)および前記ポリエステル繊維(B)の外径が5μ〜14μで、かつ長さが5mm〜10mmであることが好ましい。また、前記ポリエステル繊維(A)の被覆処理が二官能エポキシ化合物を架橋剤として用いて行われていることが好ましい。さらに、前記ポリエステル繊維(A)100質量部に対する超高分子量ポリ−γ−グルタミン酸の被覆割合が0.001〜0.3質量部の範囲にあることが好ましい。さらにまた、前記ポリエステル繊維(A)と前記ポリエステル繊維(B)との混合割合が質量比で80:20ないし10:90であることが好ましい。
本発明のマイナスイオン発生ポリエステル繊維は表面特性の異なる2種のポリエステル繊維(A)および(B)から構成されている。すなわち、一方のポリ−γ−グルタミン酸被覆のポリエステル繊維(A)は表面の帯電系列が上位のポリアミド構造をとり、他方は帯電系列が下位にある未被覆処理のポリエステル繊維(B)であり、これらの組み合わせのため、両繊維がブレンドされ接触或いは摩擦により未処理のポリエステル繊維(B)上には多量の負の電荷を生じる。更に、ポリ‐γ‐グルタミン酸を被覆処理したポリエステル繊維(A)は実測値として繊維径が10.4ミクロンの繊維の場合は22℃±2℃、関係湿度69%±2%の環境下において、12.4%の水を保持しており、未処理のポリエステル繊維(B)上に生じた負のイオンに効果的に水が作用し、高いマイナスイオン発生能力を示す結果となる。
次いで、このポリ−γ−グルタミン酸を吸着した極細ポリエステル繊維を、例えば、プラスチックパイプに巻き付けて、架橋剤を含む弱酸性に調整した液中に浸漬し、40〜60℃に保持したのち、80℃まで昇温して架橋反応を行わせ、最終90℃まで昇温し、反応を終了する。この反応時間は、通常、2〜4時間程度である。この際の液性の調整は、例えば、酢酸、プロピオン酸のような有機酸、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸によりpH4〜4.5に調節することにより行われる。架橋反応終了後、極細ポリエステル繊維を取り出し、水洗したのち、80〜100℃で乾燥する。
このようにして、質量平均分子量100万〜300万の超高分子量ポリ−γ−グルタミン酸により被覆された極細ポリエステル繊維が形成される。
尚、上記架橋反応において、二官能性エポキシ化合物は、ポリ−γ−グルタミン酸のカルボキシル基との間でβ−ヒドロキシエステル結合が形成される。
図1は、この測定装置の説明図であって、これはたがいに電気的に絶縁された外筒(印加電圧筒)1と内筒(集電極円筒)2から構成されている。そして、この外筒1は直流電源4に、内筒2はエレクトロメーター3にそれぞれ接続している。この外筒1と内筒2の間隙に、軸方向に空気イオンを含む空気を一定流速で通しながら、外筒1に負電流を印加すると、円筒間を通過する空気中のマイナスイオンは内筒2に捕捉され、外筒1への印加電圧を高めていくと、内筒2に流れる電流は次第に増大する。そして、P点を通過するイオンがすべてT点で捕捉可能な印加電圧下では、内筒間に入ってくるイオンはすべて内筒2に捕捉され、印加電圧がこれ以上になると内筒2に流れる電流は一定値となる。
また、すべてのマイナスイオンが捕捉されるイオンの移動度すなわち臨界移動度をkcとすると、このkcは次の式(1)で示される。
kc=[F/(4π・aV)] (1)
ただし、F:空気流の流量(cm3/sec)
V:印加電圧(ボルト)
a:装置定数
[D]=Is/(e・F) (2)
上式において、Is:飽和電流量域において、一定時間に流れた平均電流(アンペア/秒)
[D]:マイナスイオン数密度(個/cm3)
ただし、e:1個の電子の荷電量(1.6×10−17クーロン/秒)
Is=(Q/t) (3)
0→40V→0→60V→0→80V→0→100V→0→120V→0→140V→0→160V
そして、式(3)により内筒2に流れる電流Iを計算し、あらかじめ作成された電流Iと加電圧との関係グラフより飽和電流値Isを求め、式(2)に従い、マイナスイオン数密度[D]を計算する。
極細ポリエステル繊維1.1dTex×38mm(外径10.4ミクロン)100g、質量平均分子量300万のポリ−γ−グルタミン酸(福岡醸造協同組合製)を当該極細ポリエステル繊維の質量に基づき0.03質量%の割合で含有する水溶液1.5リットル中に、40℃において1時間浸漬し、極細ポリエステル繊維にポリ−γ−グルタミン酸を吸着させた後、風乾した。このようにして、ポリ−γ−グルタミン酸を被覆させた極細ポリエステル繊維を外径10mmのプラスチックパイプに巻き付けた。次いで、これを、酢酸によりpH4.5に調節したエチレングリコールジグリシジルエーテル(東京化成工業社製特級試薬)の1質量%水溶液3リットル中に浸漬し、1時間、40℃に加熱した後、80℃に昇温して2時間反応させた。次いで、処理したポリエステル繊維を取り出し、水洗後、乾燥し、5〜10mm前後の長さにカットして、ポリ−γ−グルタミン酸0.01質量%で均一に被覆された極細ポリエステル繊維のサンプルを製造した。
次に、ポリ−γ−グルタミン酸の極細ポリエステル繊維1.1dTex×38mmに対する量を変えて、同様に処理することにより、それぞれ0.03質量%、0.06質量%、及び0.09質量%のポリ−γ−グルタミン酸で被覆された極細ポリエステル繊維のサンプルを製造した。
極細ポリエステル繊維1.1dTex×38mmを長さ10mm前後の長さにカットしたわた状の繊維200gと、参考例で得たポリ−γ−グルタミン酸が被覆された1.1dTex×38mm極細ポリエステル繊維の10mm前後の長さにカットしたわた状の繊維86gとをポリエチレン製の袋の中で空気により混合した。次いで、このわた状の混合物286gのうち、極細ポリエステル繊維で織った布を用いてキルティングにより独立した箱型の袋(ボックス)の中に混合わたの約10gを空気流を用いて詰め込み、入口をキルティングによりシールした。独立した箱型の袋(ボックス)内で2種類の繊維は自由に動き、接触又は摩擦によりマイナスイオンを発生するために好都合の条件とした。
このようにして得た結果を下記の表1に示す。
参考例で得たポリ−γ−グルタミン酸を0.03質量%で被覆した極細ポリエステル繊維のわた(1.1dTex×38mm)と、同一種の、未被覆処理の極細ポリエステル繊維のわたとを混合し、質量比20:80(実施例2)、30:70(実施例3)、40:60(実施例4)、60:40(実施例5)、80:20(実施例6)の割合で夫々混合したわたを用い、実施例1と同様にして混合わた10gを極細ポリエステル繊維の平織り織物のボックスキルティング袋の中に充填した繊維集合体を作製した。これを常法により乾燥、貯蔵後、ゲルディエン法によりマイナスイオン数密度を実施例1と同様にして測定し、その結果を下記の表2に示す。
混合繊維わた中の極細ポリエステル繊維の径のマイナスイオン発生に及ぼす効果を求めるため、1.7dTex×51mm(径13ミクロン)、1.1dTex×38mm(径10.4ミクロン)、0.8dTex×35mm(径8.9ミクロン)、0.23dTex×35mm(径4.8ミクロン)の4種の繊維について、参考例に示した方法により、それぞれの極細ポリエステル繊維に対し、0.03%質量ポリ−γ−グルタミン酸を被覆処理し、10mmにカットしたわたを製造した。次にそれぞれの被覆したわたの繊維の繊度に対応した未被覆のポリエステル繊維について、実施例1と同じ方法で10mmにカットし両者を混合し、キルティングボックス中に約10g充填し、4種類の試料を作成し、ゲルディエン法により発生するマイナスイオン数密度を測定した。これら実施例7〜9の内容を下記の表3に、また、実施例7〜9について求めたマイナスイオン数密度を下記の表4に夫々示す。
2 内筒
3 エレクトロメーター
4 直流電源
5 絶縁板
6 試料筒
7 空気流入口
8 流量計
9 吸引機
10 空気排気口
Claims (6)
- 質量平均分子量100万〜300万の超高分子量のポリ−γ−グルタミン酸により被覆処理されたポリエステル繊維(A)と未処理のポリエステル繊維(B)とを含む混合ポリエステル繊維とからなり、未被覆処理ポリエステル繊維が負に帯電されていることを特徴とするマイナスイオン発生ポリエステル繊維。
- 前記ポリエステル繊維(A)および前記ポリエステル繊維(B)の外径が5μ〜14μで、かつ長さが5mm〜10mmである請求項1記載のマイナスイオン発生ポリエステル繊維。
- 前記ポリエステル繊維(A)の被覆処理が二官能エポキシ化合物を架橋剤として用いて行われている請求項1又は2記載のマイナスイオン発生ポリエステル繊維。
- 前記ポリエステル繊維(A)100質量部に対する超高分子量ポリ−γ−グルタミン酸の被覆割合が0.001〜0.3質量部の範囲にある請求項1ないし3のうちいずれか1項記載のマイナスイオン発生ポリエステル繊維。
- 前記ポリエステル繊維(A)と前記ポリエステル繊維(B)との混合割合が質量比で80:20ないし10:90である請求項1ないし4のうちいずれか1項記載のマイナスイオン発生ポリエステル繊維。
- 製織した通気性を有する細繊度織物、通気性を有する樹脂加工した織物、または立体キルティング加工を施した集合袋構造物に、請求項1ないし5のうちいずれか1項記載のマイナスイオン発生ポリエステル繊維を充填し、防寒外衣、寝具、寝袋等を形成することを特徴とするマイナスイオン発生製品の製造方法。
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