JP6930527B2 - 高性能なpps繊維構造体およびその製造方法と用途 - Google Patents
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Description
(1)本発明のPPS繊維構造体は、横断面直径が0.1〜12μmのPPS繊維から形成された織物であり、該PPS繊維構造体の最大ポアサイズは20μm以下である。
(2)上記(1)を構成するPPS繊維構造体のタテ糸およびヨコ糸は、親水化加工を経たPPSステープルファイバーである。
(3)上記(1)のPPS繊維構造体の平均ポアサイズは5μm以下であり、そのうち6μm以下の孔が繊維構造体のすべての孔の90%以上を占める。
(4)上記(1)を構成する単糸の番手が21〜60sである。
(5)上記(1)を構成する糸の撚り係数が180〜350である。
(6)上記(1)を構成するPPS繊維構造体のタテ糸の撚り数がヨコ糸の撚り数以上である。
(7)上記(4)〜(5)のいずれか一項のPPS繊維構造体中のPPS糸の撚り数とPPS単糸の撚り数の比率は0.2〜1.0である。
(8)上記(1)を構成するPPS繊維構造体の気密性は400mmH2O以上である。
(9)上記(1)を構成するPPS繊維構造体の表面抵抗は60mΩ・cm2以下である。
(1)綿紡プロセス:横断面直径が0.1〜12μmのPPS繊維に混打綿−カーディング−練条−粗紡を行い、粗紡を引き伸ばして、番手が20〜60sであり、撚り係数αが200〜310であるPPS単糸を作製し、さらに、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットを経て、本数が1〜6本のPPS糸を作製する;
(2)製織プロセス:作製されたPPS糸に、整経−綜絖通し−筬入れ−製織を行い、カバーファクターが2400〜2900のPPS織物を作製し;織物のカバーファクターは、織物の緊密度を特徴付けるパラメーターであり、カバーファクターが高いほど織物が緊密になり通気性とポアサイズが小さくなり、平織織物のカバーファクターが2400未満であれば、織物の緊張が不十分なため織物の気密性が低くなり、このようになれば、織物はガスの通過を阻むのが困難であることにより、ガスの純度および製造過程の安全性を保証することができず;平織織物のカバーファクターが2900よりも高ければ、織機に対して比較的高い要求があり、製織が困難である。織物のカバーファクターは好ましくは2600〜2800である;
(3)仕上げプロセス:作製されたPPS織物を精練し、水洗し、乾燥し、180〜200℃で熱セットし;上記精練、熱セットの最も好ましい実験条件は次の通りである:
a.使用する精練剤:YK30 12g/L、YS66 3.0g/L、YK37 2.0g/L、
b.精練槽の温度:1槽40〜50℃、2槽70〜80℃、3槽95〜105℃、
c.速度:10〜14m/分、
d.熱セット温度:180℃〜210℃、
e.熱セット速度:10〜14m/分;
(4)親水化処理プロセス:セットした織物をプラズマおよび/またはスルホン化親水加工し、最終的に完成品を作製する。織物をプラズマおよび/またはスルホン化親水加工することによって、PPS繊維の表面に親水基を結合することができ、PPS織物の湿潤速度を高めることができ、同時に、PPS織物の液体含有率を高めることもでき、使用過程においてガスの生産効率を向上させかつ純度が高い。プラズマおよび/またはスルホン化親水加工を経て、作製される織物のグラフト率は異なり、好ましくは、PPS織物のグラフト率は3.0〜8.0%である。
織物のカバーファクターの計算公式は次の通りである:
DWは織物中のタテ方向フィラメントの繊度(dtex)であり;
Nfは織物のヨコ方向密度(本/インチ)であり;
Dfは織物中のヨコ方向フィラメントの繊度(dtex)である。
ASTMF316−03の規格によると、毛細管流動ポロシメーター(PMIの公式製品、型番:CFP−1100−AE)を用いて織物のポアサイズを測定し、設定する動作モードはwet−up/dry−downモードである。試験環境は23℃、50%RHである。織物サンプルをサンプル室に入れ、表面張力が19.1dynes/cmのシルウィックシリコン溶液(silwick silicone Fluid)で湿潤させる。サンプル室の底部挟持具は、直径2.54cm、厚さが3.175mmの多孔金属ディスク挿入部品を有し、サンプル室の頂部挟持具は直径3.175mmの孔を有し、織物の平均ポアサイズの値を直接読み取ることができる。2回の測定の平均値を取って最終的な平均ポアサイズ値とする。
中国建材業界標準JCT 211−2009「セパレーター石綿布」の第4.5.2項「気密性能試験」に基づいて測定を行う。
GB/T21655.1−2008に基づいて、親水処理を経る前後のセパレーター布の吸水率を測定する。
JIS L1907−2010「繊維製品の吸水性試験方法」の第7.1.1項「滴下法」により試験を行う。
中華人民共和国電子工業業界標準SJ/T 10171.5−91のアルカリ蓄電池セパレーター表面抵抗の試験基準に基づいて設定された、PPSセパレーターの表面抵抗を試験する装置については、装置の設定パラメーターは次の通りである:
(1)低温恒温槽制御装置
a.低温恒温槽制御装置の温度範囲は−5〜100℃であり、温度制御偏差は±0.05である。
(該計器は上海庚庚儀器装置有限公司であり、型番はDC0506である);
b.動作温度は60℃であり、液体媒体は一般にポリジメチルシロキサンを選択使用し;
(2)バッテリ内部抵抗試験器
a.規格型番:AT526(常州安柏精密儀器有限公司);
b.試験抵抗の正確度:0.5%、電圧:0.01%;
c.試験範囲:抵抗0.0005ミリオーム〜33オーム、電圧:0.00001〜120Vの直流電圧;
d.内部抵抗計の付属部品:1m 試験プローブ ATL502A;1m 試験線 ATL502;1.8Mrs232 通行ケーブル ATL108;ヒューズ(電源コンセント内)0.5A SB。
(3)試験抵抗槽の設定パラメーター
a.槽の材質:PTFE材料;
b.電極材料 純銀(99.9999%);
c.両電極間の距離:23mm;
d.PPSセパレーターの面積 長さ×幅=4cm×2cm。
e.使用するKOHアルカリ液:温度:60℃、質量濃度:Wt 30%。
(4)実験時に使用する実験薬品
a.KOH Wt 30%(水酸化カリウム:特級試薬);
b.アルカリ液と組み合わせて使用する水は二級超純脱イオン水である。
(5)試験環境:温度が20℃、湿度が60%RHの恒温恒湿環境。
0.1mol/LのNaOH標準溶液でスルホン化後のPPS織物(フェノールフタレインを指示薬とする)を滴定し、消費されるNaOHの量に基づいて織物のグラフト率を計算し、グラフト率の計算公式は次の通りである:グラフト率%=(0.01V×108)/1000W×100%、ここで:VはNaOHを消費するミリリットル数であり、Wは滴定に参加するスルホン化したPPSセパレーター布の質量であり、108はPPSモノマーの相対分子質量である。
40mm×40mmの大きさの織物を切り取ってG1を秤量し、それを濃度30%の水酸化カリウム溶液に浸漬し、4時間浸漬して取り出す。30秒間吊り下げ、アルカリ液の液滴を滴出させた後、G2を秤量し、アルカリ吸収率を得る。アルカリ吸収率の計算公式は次の通りである:
A=(G1−G2)/G1×100%、
式中:Aはセパレーターのアルカリ吸収率%であり;
G1はアルカリ浸漬前の試料質量gであり;
G2はアルカリ浸漬後の試料質量gである。
横断面直径が10μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が40s、撚り数が81T/10cm、撚り係数が311のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は4本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ45T/10cm、撚り係数が346のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.56であり、作製されたPPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が55.3本/インチ、ヨコ方向密度が48.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2510、厚さが0.64mm、最大ポアサイズが16μm、平均ポアサイズが3.0μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の94%以上を占め、表面抵抗Rが2.2mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ900N/3cm、602N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
実施例1で作製されたPPS糸を濃度98%の90℃の濃硫酸で3分間処理し、グラフト率が1.8%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が55.0本/インチ、ヨコ方向密度が48.7本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2520、厚さが0.63mm、最大ポアサイズが15μm、平均ポアサイズが3.0μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の95%以上を占め、表面抵抗Rが1.3mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ750N/3cm、521N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が8μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が60s、撚り数が90T/10cm、撚り係数が282のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は6本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ44T/10cm、撚り係数が338のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.49であり、作製されたPPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が66.3本/インチ、ヨコ方向密度が39.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2559、厚さが0.64mm、最大ポアサイズが17μm、平均ポアサイズが4.9μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の92%以上を占め、表面抵抗Rが1.5mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ991N/3cm、654N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が8μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が40s、撚り数が57T/10cm、撚り係数が219のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は4本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ47T/10cm、撚り係数が361のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.82であり、作製されたPPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が68.8本/インチ、ヨコ方向密度が43.7本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をプラズマ加工する。最終的に、カバーファクターが2734、厚さが0.62mm、最大ポアサイズが18μm、平均ポアサイズが4.5μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の93%以上を占め、表面抵抗Rが1.6mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ1014N/3cm、711N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が9μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が20s、撚り数が48T/10cm、撚り係数が261のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ40T/10cm、撚り係数が307のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.83であり、作製されたPPS糸を濃度98%の90℃の濃硫酸で3分間処理し、グラフト率が1.3%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が68.3本/インチ、ヨコ方向密度が45.2本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2758、厚さが0.61mm、最大ポアサイズが19μm、平均ポアサイズが3.3μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の95%以上を占め、表面抵抗Rが2.0mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ1031N/3cm、846N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が10μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が40s、撚り数が81T/10cm、撚り係数が311のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ71T/10cm、撚り係数が386のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.88であり、作製されたPPS糸を常圧プラズマ処理した後、さらに、濃度85%の95℃の濃硫酸で3分間処理し、グラフト率が2.6%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が88.0本/インチ、ヨコ方向密度が64.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をまずプラズマ加工し、次いでスルホン化親水加工する。最終的に、カバーファクターが2612、厚さが0.41mm、最大ポアサイズが16μm、平均ポアサイズが3.0μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の94%以上を占め、表面抵抗Rが2.2mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ900N/3cm、602N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が11μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が60s、撚り数が90T/10cm、撚り係数が282のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ76T/10cm、撚り係数が337のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.84であり、作製されたPPS糸をポリエステル系親水樹脂によって蒸気処理し、グラフト率が0.6%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が113.0本/インチ、ヨコ方向密度が60.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をまずプラズマ加工した後、次いでスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2427、厚さが0.35mm、最大ポアサイズが18μm、平均ポアサイズが4.3μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の91.5%以上を占め、表面抵抗Rが2.4mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ640N/3cm、400N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が4μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が60s、撚り数が90T/10cm、撚り係数が282のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ76T/10cm、撚り係数が337のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.84であり、作製されたPPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が113.0本/インチ、ヨコ方向密度が65.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2497、厚さが0.30mm、最大ポアサイズが16μm、平均ポアサイズが4.2μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の90%以上を占め、表面抵抗Rが1.4mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ625N/3cm、378N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が7μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が60s、撚り数が90T/10cm、撚り係数が282のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は4本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ54T/10cm、撚り係数が339のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.60であり、作製されたPPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が90.0本/インチ、ヨコ方向密度が60.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2976、厚さが0.40mm、最大ポアサイズが16μm、平均ポアサイズが4.4μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の91%以上を占め、表面抵抗Rが1.4mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ900N/3cm、570N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が11μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が20s、撚り数が56T/10cm、撚り係数が304のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ24T/10cm、撚り係数が184のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.43であり、作製されたPPS糸を常圧プラズマ処理した後、さらに、濃度85%の95℃の濃硫酸で3分間処理し、グラフト率が2.8%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が58.0本/インチ、ヨコ方向密度が54.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2722、厚さが0.51mm、最大ポアサイズが19μm、平均ポアサイズが4.8μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の90.5%以上を占め、表面抵抗Rが3.6mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ780N/3cm、602N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が8μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が20s、撚り数が48T/10cm、撚り係数が261のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸として用いられる撚り数が40T/10cm、撚り係数が307であり、タテ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.83であり;ヨコ糸として用いられる撚り数が36T/10cm、撚り係数が277であり、ヨコ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.75である。作製されたPPS糸を濃度98%の90℃の濃硫酸で3分間処理し、グラフト率が1.5%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が68.3本/インチ、ヨコ方向密度が44.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2729、厚さが0.62mm、最大ポアサイズが18μm、平均ポアサイズが2.9μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の96%以上を占め、表面抵抗Rが2.0mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ820N/3cm、658N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が8μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が40s、撚り数が81T/10cm、撚り係数が311のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸として用いられる撚り数が80T/10cm、撚り係数が435であり、タテ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.99であり;ヨコ糸として用いられる撚り数が60T/10cm、撚り係数が326であり、ヨコ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.74である。作製されたPPS糸を濃度98%の90℃の濃硫酸で3分間処理し、グラフト率が1.8%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が88.0本/インチ、ヨコ方向密度が62.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2577、厚さが0.42mm、最大ポアサイズが15μm、平均ポアサイズが3.0μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の94%以上を占め、表面抵抗Rが2.1mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ769N/3cm、512N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が6μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が60s、撚り数が90T/10cm、撚り係数が282のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は3本であり、タテ糸として用いられる撚り数が54T/10cm、撚り係数が293であり、タテ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.60であり;ヨコ糸として用いられる撚り数が40T/10cm、撚り係数が217であり、ヨコ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.44である。作製されたPPS糸を織機によって製織し、タテ方向密度が95.0本/インチ、ヨコ方向密度が68.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2801、厚さが0.48mm、最大ポアサイズが12μm、平均ポアサイズが2.3μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の96%以上を占め、表面抵抗Rが1.9mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ611N/3cm、457N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が10μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が20s、撚り数が48T/10cm、撚り係数が261のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸として用いられる撚り数が36T/10cm、撚り係数が277であり、タテ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.75であり;ヨコ糸として用いられる撚り数が40T/10cm、撚り係数が307であり、ヨコ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.83である。作製されたPPS糸を濃度98%の90℃の濃硫酸で3分間処理し、グラフト率が1.3%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が58.2本/インチ、ヨコ方向密度が50.3本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をスルホン化加工する。最終的に、カバーファクターが2637、厚さが0.59mm、最大ポアサイズが17μm、平均ポアサイズが3.9μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の95%以上を占め、表面抵抗Rが2.3mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ698N/3cm、856N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が0.8μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が60s、撚り数が90T/10cm、撚り係数が282のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は6本であり、糸の撚り数が45T/10cm、撚り係数が346、糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.50である。作製されたPPS糸をプラズマ加工し、グラフト率が0.8%の親水化PPS糸を得る。作製された親水化PPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が65.0本/インチ、ヨコ方向密度が51.5本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらに、熱セットしたPPS織物をプラズマ加工する。最終的に、カバーファクターが2831、厚さが0.63mm、最大ポアサイズが15μm、平均ポアサイズが3.2μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の91%以上を占め、表面抵抗Rが6.4mΩ・cm 2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ780N/3cm、692N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。本発明のPPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が13μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が20s、撚り数が56T/10cm、撚り係数が304のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は2本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ60T/10cm、撚り係数が461のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が1.07であり、作製されたPPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が67.0本/インチ、ヨコ方向密度が46.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらにプラズマ親水加工を行う。最終的に、カバーファクターが2746、厚さが0.50mm、最大ポアサイズが30μm、平均ポアサイズが5.2μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の80%以上を占め、表面抵抗Rが4.8mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ1280N/3cm、903N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。該PPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
横断面直径が14μmの円形PPS繊維に、混打綿−カーディング−練条−粗紡−精紡−巻き返し−熱セットの過程を経させ、番手が20s、撚り数が56T/10cm、撚り係数が304のPPS単糸を作製し、作製されたPPS単糸を、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットの綿紡プロセスを経て紡糸し、作製される撚り本数は4本であり、タテ糸およびヨコ糸の撚り数がそれぞれ40T/10cm、撚り係数が435のPPS糸において、PPS糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が0.71であり、作製されたPPS糸をタテ糸およびヨコ糸として、織機によって製織し、タテ方向密度が45.0本/インチ、ヨコ方向密度が30.0本/インチの平織生機を作製し、しかるのちに、作製された生機を精練し、水洗し、乾燥し、180℃で熱セットし、さらにプラズマ親水加工を行う。最終的に、カバーファクターが2577、厚さが0.80mm、最大ポアサイズが40μm、平均ポアサイズが8.3μmであり、6μm以下の孔が織物すべての孔の40%以上を占め、表面抵抗Rが3.4mΩ・cm2であり、タテ方向とヨコ方向の強度がそれぞれ1691N/3cm、1319N/3cmのPPS繊維構造体を作製する。該PPS繊維構造体の各物理的特性を評価し、下記表1を参照する。
Claims (10)
- 横断面直径が0.1〜12μmのPPS繊維から形成された織物であり、最大ポアサイズが20μm以下であり、JIS L1907−2010「繊維製品の吸水性試験方法」の第7.1.1項「滴下法」による吸水速度が1秒以下であり、前記織物を構成するタテ糸およびヨコ糸は親水化加工を経たステープルファイバーのPPS糸であり、該PPS糸の単糸の番手が21〜60sであることを特徴とする高性能なPPS繊維構造体。
- 該PPS繊維構造体の平均ポアサイズは5μm以下であり、そのうち6μm以下の孔が該PPS繊維構造体のすべての孔の90%以上を占めることを特徴とする請求項1に記載の高性能なPPS繊維構造体。
- 前記織物を構成するPPS糸の撚り係数が180〜350であることを特徴とする請求項1に記載の高性能なPPS繊維構造体。
- 該PPS繊維構造体を構成するタテ糸の撚り数がヨコ糸の撚り数以上であることを特徴とする請求項1に記載の高性能なPPS繊維構造体。
- 前記PPS糸の撚り数と該PPS糸の単糸の撚り数との比率が0.2〜1.0であることを特徴とする請求項4に記載の高性能なPPS繊維構造体。
- 該PPS繊維構造体の気密性が400mmH2O以上であることを特徴とする請求項1に記載の高性能なPPS繊維構造体。
- 該PPS繊維構造体の表面抵抗が60mΩ・cm2以下であることを特徴とする請求項1に記載の高性能なPPS繊維構造体。
- (1)綿紡プロセス:横断面直径が0.1〜12μmのPPS繊維に混打綿−カーディング−練条−粗紡を行い、粗紡を引き伸ばして、番手が21〜60sであり、撚り係数αが200〜310であるPPS単糸を作製し、さらに、巻き返し−合糸−撚糸−熱セットを経て、単糸本数が1〜6本のPPS糸を作製する;
(2)製織プロセス:作製されたPPS糸に、整経−綜絖通し−筬入れ−製織を行い、カバーファクターが2400〜2900のPPS織物を作製する;
(3)仕上げプロセス:作製されたPPS織物を精練し、水洗し、乾燥し、180〜200℃で熱セットする;
(4)親水化処理プロセス:セットした織物をプラズマおよび/またはスルホン化親水加工し、最終的に完成品を作製する、
というステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の高性能なPPS繊維構造体の製造方法。 - ステップ(1)で作製されたPPS糸に、プラズマ加工、スルホン化加工、グラフト重合処理法のうち少なくとも一種の加工を行い、親水性のPPS糸を作製することを特徴とする請求項8に記載の高性能なPPS繊維構造体の製造方法。
- 請求項1に記載の高性能なPPS繊維構造体の、電解装置用セパレーター、高温液体濾過、絶縁材料への応用。
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