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含有碳粉末的纤维及纤维结构体的制作方法

2023-02-06 15:53:01 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及含有碳粉末的纤维及纤维结构体。


背景技术:

2.黑色色纺纤维已经用于黑色正装衣服、操作服等衣服用途、以及手套、刷子等的材料用途,作为构成该丝的材料,多使用炭黑。炭黑一般通过将来自石油的油作为原料以雾状喷射/燃烧而制造,为了易于进行粒径的控制,多使用这样的制造方法。
3.例如,专利文献1及2中公开了一种包含具有给定范围的粒径、比表面积等的炭黑的黑色聚酯色纺纤维。专利文献3中也公开了一种除了炭黑以外还含有木炭和/或竹炭等的碳粉、或者含有木炭和/或竹炭等的碳粉代替炭黑的纤维。此外,专利文献4中也公开了一种含有活性炭的纤维。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2006-241640号公报
7.专利文献2:日本特开平9-250026号公报
8.专利文献3:日本特开2002-249922号公报
9.专利文献4:日本特开2003-38626号公报


技术实现要素:

10.发明所要解决的问题
11.专利文献1及2中记载的黑色色纺纤维是包含炭黑的纤维,不具有除臭性。另外,炭黑是来自石油的原料,从环境保护的观点考虑,存在对使用不来自石油的原料的黑色色纺纤维的要求。专利文献3中记载的纤维可以以碳粉的形式包含木炭和/或竹炭,但是为了使用木炭及竹炭而发挥充分的除臭性,需要使用大量的碳粉。然而,在大量含有木炭及竹炭的情况下,特别是在细纤度的范围内,有时纤维化工序中的纺丝性降低,生产性降低。另外,有时由碳粉的脱落导致的加工性降低会成为问题。专利文献4中记载的含有活性炭的纤维可以具有除臭性,但是在纤维的制造时,活性炭容易飞散,因此,从必须在特定的环境中制造的方面考虑,有时生产性并不良好。另外,活性炭难以均匀地分散于纤维内,因此,有时黑色色纺纤维的着色均匀性不足。
12.因此,本发明的课题在于提供具有优异的除臭性及着色均匀性、并且纤维的生产性良好的黑色色纺纤维。
13.解决问题的方法
14.本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究,结果完成了本发明。即,本发明包括以下的优选方式。
15.〔1〕一种含有碳粉末的纤维,其在纤维内含有来自植物的碳粉末,其中,
16.上述碳粉末的比表面积为250m2/g以上且小于500m2/g,上述碳粉末的含量相对于
含有碳粉末的纤维的质量为0.2~7质量%。
17.〔2〕根据〔1〕所述的含有碳粉末的纤维,其中,碳粉末为来自椰壳的碳粉末。
18.〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的含有碳粉末的纤维,其中,纤维为合成纤维或半合成纤维。
19.〔4〕根据〔3〕所述的含有碳粉末的纤维,其中,纤维为聚酯类纤维或聚酰胺类纤维。
20.〔5〕根据〔1〕~〔4〕中任一项所述的含有碳粉末的纤维,其中,碳粉末的平均粒径d
50
为1.5μm以下。
21.〔6〕根据〔1〕~〔5〕中任一项所述的含有碳粉末的纤维,其中,碳粉末的粒度分布的d
90
值为4.0μm以下。
22.〔7〕根据〔1〕~〔6〕中任一项所述的含有碳粉末的纤维,其单丝纤度为0.01~10dtex。
23.〔8〕一种纤维结构体,其包含〔1〕~〔7〕中任一项所述的含有碳粉末的纤维。
24.发明的效果
25.根据本发明,可以提供具有优异的除臭性及着色均匀性、并且纤维的生产性良好的黑色色纺纤维。另外,本发明的含有碳粉末的纤维是碳中和的,也可以提供环境保护型的黑色色纺纤维。
具体实施方式
26.以下,对本发明的实施方式详细地进行说明。需要说明的是,本发明的范围并不限定于这里说明的实施方式,可以在不脱离本发明主旨的范围内进行各种变更。
27.本发明的含有碳粉末的纤维在纤维内含有来自植物的碳粉末,其中,上述碳粉末的比表面积为250m2/g以上且小于500m2/g,上述碳粉末的含量相对于含有碳粉末的纤维的质量为0.2~7质量%。
28.〔碳粉末〕
29.本发明的含有碳粉末的纤维中所含的碳粉末是来自植物的碳粉末。来自植物的碳粉末可以以植物作为主原料而得到。可以认为,与例如来自非植物类的原料的碳粉末、例如炭黑等来自石油的碳粉末相比,来自植物的碳粉末是具有来自于植物特有的组织结构等非常复杂的结构的碳粉末。在本发明中,通过使碳粉末为具有给定的比表面积的来自植物的粉末,能够通过添加比较少量的碳粉末来实现高的除臭性。另外,与来自矿物、来自石油、来自合成原材料等的碳粉末相比,来自植物的碳粉末是碳中和的,因此,从环境保护的观点及商业的观点考虑等也是有利的。
30.在本发明中,作为植物来源的碳粉末的原料的植物只要可得到具有上述给定的比表面积的碳粉末即可,没有特别限定,例如可举出:椰子壳、咖啡豆、茶叶、甘蔗、水果(橘子或香蕉)、稻草、或稻壳等。这些植物可以单独使用,也可以组合两种以上使用。从更容易提高黑色色纺纤维的除臭性及生产性的观点考虑,来自植物的碳粉末优选为来自选自椰子壳、咖啡豆、茶叶、甘蔗、水果、稻草及稻壳中的至少一种植物的碳粉末,更优选为来自椰子壳的碳粉末。由于能够大量获取,因此使用椰子壳作为原料植物在商业上是有利的。
31.如上所述,木炭、竹炭等碳粉末难以充分地提高比表面积,通常其比表面积不到250m2/g以上,很多情况下难以以少的添加量实现充分的除臭性。另外,活性炭的碳粉末的
比重过低,因此,在制造含有碳粉末的纤维时容易飞散,制造条件受到限制。不仅如此,由于其比表面积过高,因此,有时因凝聚而生产性降低、无法获得着色均匀性。另外,炭黑不是来自植物的原料,并且具有在粒子的内部有空洞但在表面的空洞少的形状,因此,不能认为其除臭性是足够的。因此,本发明的含有碳粉末的纤维中的碳粉末优选为除竹炭、木炭、活性炭及炭黑以外的碳粉末。需要说明的是,在该方式中,本发明的含有碳粉末的纤维只要包含不是竹炭、木炭、活性炭及炭黑的碳粉末,则在不损害本发明效果的范围内,除该碳粉末以外,还可以包含选自竹炭、木炭、活性炭及炭黑中的碳粉末。
32.作为成为椰子壳的原料的椰子,没有特别限定,例如可举出:油棕(oilpalm)、椰树、蛇皮果及海耶果等。由这些椰子得到的椰子壳可以单独使用,也可以组合两种以上使用。其中,作为食品、洗剂原料、生物柴油原料等被利用而作为大量产生的生物质废弃物、即来自椰树或来自油棕的椰子壳由于容易获取,价格低,因此特别优选。
33.本发明的含有碳粉末的纤维中所含的碳粉末的比表面积为250m2/g以上且小于500m2/g。在碳粉末的比表面积小于250m2/g的情况下,形成于碳粉末表面的细孔的量过少,因此,得到的纤维的除臭性不足。另外,为了提高除臭性,需要在纤维中混合大量的碳粉末,因此,制造纤维时的生产性降低,或者在纤维的制造中及使用中容易发生碳粉末的脱落。从容易提高含有碳粉末的纤维的除臭性及生产性的观点考虑,碳粉末的比表面积优选为300m2/g以上、更优选为330m2/g以上、进一步优选为360m2/g以上、进一步更优选为380m2/g以上、尤其优选为400m2/g以上。
34.另外,在碳粉末的比表面积为500m2/g以上的情况下,碳粉末的比重过低,因此,制造含有碳粉末的纤维时容易飞散,制造条件受到限制。不仅如此,其比表面积过高,因此,有时因凝聚而生产性降低、无法获得着色均匀性。作为凝聚的原因,可以推测,随着比表面积的增加,表面能量增加,初级粒子变得容易不稳定化,而且在粒子表面露出的官能团增加,静电引力增加,因此,变得容易凝聚。另外,同样地,与构成纤维的成分进行混合时,碳粉末容易以凝聚的状态存在。其结果是,将碳粉末与构成纤维的树脂等成分进行混合时,难以使碳粉末均匀地分散,黑色色纺纤维中的黑色容易产生不均,所得到的含有碳粉末的纤维的着色均匀性降低。另外,为了得到均匀地着色的黑色色纺纤维,需要延长碳粉末与构成纤维的成分在纺出前的混合时间,而且对于单丝纤度小的纤维而言,对纤维进行纺丝时的断丝因凝聚物而变多,因此生产性降低。从易于提高含有碳粉末的纤维的着色均匀性及生产性的观点考虑,碳粉末的比表面积优选为480m2/g以下、更优选为470m2/g以下、进一步优选为460m2/g以下、进一步更优选为450m2/g以下。碳粉末的比表面积是可以通过氮吸附法而计算出的bet比表面积,例如可以通过实施例中记载的方法而进行计算。碳粉末的比表面积可以将制造含有碳粉末的纤维时作为原料使用的碳粉末作为测定试样而进行测定,将构成纤维的树脂等从含有碳粉末的纤维中溶解除去,将由此得到的碳粉末作为测定试样而进行测定。
35.作为具有上述的范围的比表面积的碳粉末的制造方法,可举出上述示例出的对植物进行烧成的方法。对植物进行烧成而制造碳粉末的方法没有特别限定,可以利用本领域中已知的方法进行制造。例如,可以通过在非活性气体氛围中以例如300℃以上且900℃以下左右的温度对成为原料的植物进行1~20小时左右的加热处理(碳化处理)而制造。为了将比表面积调整为期望的范围,可以对通过上述的烧成工序得到的碳粉末进行粉碎和/或
分级。特别是在使用椰壳等硬度比较高的植物作为植物的情况下,存在粉碎时容易残留粗粉的倾向。因此,从容易提高含有碳粉末的纤维的生产性的观点考虑,优选通过粉碎和/或分级工序将粗粉除去。
36.非活性气体只要是在上述的烧成温度下不与碳粉末发生反应的气体即可,没有特别限定,例如可举出氮、氦、氩、氪、或它们的混合气体,优选为氮。另外,非活性气体中所含的杂质气体、特别是氧的浓度越低越优选。作为通常允许的氧浓度,优选为0~2000ppm、更优选为0~1000ppm。
37.用于粉碎的粉碎机没有特别限定,例如可以单独或组合使用珠磨机、喷射磨机、球磨机、锤磨机、或棒磨机等。从容易得到具有期望的比表面积等的粉末的方面考虑,优选为具备分级功能的喷射磨机。另一方面,在使用球磨机、锤磨机、或棒磨机等的情况下,通过在粉碎后进行分级,能够调整为期望的比表面积。
38.通过在粉碎处理后进行分级,能够更准确地调整比表面积等。作为分级,可举出利用筛的分级、湿式分级、或干式分级。作为湿式分级机,例如可举出利用重力分级、惯性分级、水力分级或离心分级等原理的分级机。另外,作为干式分级机,可举出利用沉降分级、机械分级或离心分级的原理的分级机。
39.在进行粉碎工序的情况下,也可以使用一个装置进行粉碎和分级。例如,可以使用具备干式分级功能的喷射磨机进行粉碎和分级。此外,也可以使用粉碎机与分级机独立的装置。在该情况下,可以连续地进行粉碎和分级,也可以不连续地进行粉碎和分级,
40.在如上所述的温度条件下对植物进行烧成而得到的碳粉末例如也是活性炭的制造工序中的中间产物。在活性炭的制造中,进行对如上所述地得到的碳粉末进一步进行活化处理的工序。活化处理是在碳粉末的表面形成细孔而变成多孔的碳质物质的处理,由此,可制造具有大的比表面积及细孔容积的活性炭。作为活化处理,例如进行气体活化处理、药剂活化处理等。本发明的含有碳粉末的纤维中所含的碳粉末具有上述范围的比表面积,具有这样的比表面积的碳粉末是未活化的碳粉末,不是作为经活化处理的物质的活性炭。活性炭具有大于500m2/g的比表面积,从这一点考虑,也不是本发明的含有碳粉末的纤维中所含的碳粉末。另外,在活性炭的制造工序中,出于提高使用活性炭制造的电池材料、净化材料的性能的目的,有时也在进行如上所述的活化处理之前进行将作为中间产物的碳粉末的微粉除去的工序。被除去的微粉通常被废弃或用作燃料,根据本发明,能够将作为废弃物的微粉作为功能性原材料而进行升级改造(upcycling)。
41.碳粉末是否经活化处理例如可以通过使用透射电子显微镜(tem)或扫描电子显微镜(sem)等设备确认碳粉末的结构来进行确认。因此,本发明的含有碳粉末的纤维中所含的上述的碳粉末优选为在tem或sem图像中观察不到通过活化处理而通常会形成的那样的结构、且具有上述范围的比表面积的碳粉末。
42.从容易提高纺丝性、并且容易将比表面积调整为上述范围的观点考虑,本发明的含有碳粉末的纤维中所含的碳粉末的粒度分布的平均粒径d
50
优选为1.5μm以下、更优选为1.3μm以下、进一步优选为1.2μm以下、进一步更优选为1.0μm以下、尤其优选为0.8μm以下、尤其更优选为0.7μm以下。另外,从粒径过小时容易发生二次凝聚的观点考虑,平均粒径d
50
优选为0.03μm以上、更优选为0.05μm以上、进一步优选为0.1μm以上。
43.从容易通过将粗大粒子除去而提高纺丝性的观点考虑,本发明的含有碳粉末的纤
维中所含的碳粉末的粒度分布的d
90
优选为4.0μm以下、更优选为3.5μm以下、进一步优选为3.0μm以下、进一步更优选为2.5μm以下。另外,从粒径过小时容易引起二次凝聚的观点考虑,d
90
优选为0.1μm以上、更优选为0.2μm以上、进一步优选为0.5μm以上。碳粉末的粒度分布的d
50
及d
90
例如可以使用离心式自动粒度分布测定装置进行测定。
44.〔纤维〕
45.本发明的含有碳粉末的纤维是在纤维内含有如上所述的碳粉末的纤维。这里,在纤维内含有碳粉末是指在纤维内部含有碳粉末。需要说明的是,碳粉末的一部分可以存在于纤维表面。作为纤维,可以在内部含有碳粉末,只要是能够加工成纤维状的成分,就没有特别限定,例如可举出:合成纤维、半合成纤维等。从容易使纤维内部含有碳粉末、容易进行纺丝的观点考虑,纤维优选为合成纤维或半合成纤维。
46.作为合成纤维,可举出聚酯类纤维、聚酰胺类纤维、聚氨酯类纤维、聚烯烃类纤维、丙烯酸纤维、乙烯基类纤维、聚芳酯类纤维、聚苯乙烯类纤维等。作为半合成纤维,可举出再生纤维素纤维、纤维素衍生物纤维、再生蛋白质纤维等。
47.聚酯类纤维是含有聚酯类树脂作为主成分的纤维。聚酯类树脂是以芳香族二羧酸作为主要酸成分的具有形成纤维的能力的树脂,例如可举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸三亚甲基酯、聚对苯二甲酸四亚甲基酯、聚对苯二甲酸环己烷二亚甲基酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯等。另外,这些聚酯可以是作为第三成分的使丁二醇这样的醇成分或间苯二甲酸等二羧酸共聚而成的共聚物,此外,也可以是上述各种聚酯的混合体。其中,从处理性及成本的观点考虑,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯类聚合物。
48.聚酰胺类纤维是含有聚酰胺类树脂作为主成分的纤维。聚酰胺类树脂是具有以酰胺键连结的重复结构单元的聚合物,聚酰胺类纤维也称为尼龙。另外,包含芳香族聚酰胺聚合物的芳族聚酰胺纤维也包含于聚酰胺类纤维中。作为聚酰胺类树脂,例如可举出:聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺10、聚酰胺12、聚酰胺6-12等脂肪族聚酰胺及其共聚物、由芳香族二羧酸和脂肪族二胺合成的半芳香族聚酰胺等。
49.聚氨酯类纤维是含有聚氨酯类树脂作为主成分的纤维,例如可举出氨纶纤维(spandex)等。聚烯烃类纤维是含有聚烯烃类树脂作为主成分的纤维,例如可举出:聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚甲基戊烯纤维等。丙烯酸纤维是含有丙烯酸树脂作为主成分的纤维,例如可举出:丙烯酸纤维、改性聚丙烯腈纤维等。乙烯基类纤维是含有乙烯基类树脂作为主成分的纤维,例如可举出:聚乙烯醇纤维、乙烯-乙烯醇共聚物纤维、氯乙烯纤维等。
50.再生纤维素纤维及纤维素衍生物纤维是以纤维素和/或其衍生物作为主成分而构成的纤维,例如可举出:人造丝、铜氨纤维、莱赛尔纤维(lyocell)等。再生蛋白质纤维是由从包含蛋白质的材料中提取的蛋白质构成的纤维,例如可举出:大豆蛋白纤维、牛奶酪蛋白纤维等。
51.在本发明的含有碳粉末的纤维的一个优选方式中,从粉末的混入容易程度、纤维的通用性的观点考虑,纤维优选为聚酯类纤维或聚酰胺类纤维。
52.〔含有碳粉末的纤维〕
53.本发明的含有碳粉末的纤维在纤维内含有来自植物的碳粉末。含有碳粉末的纤维中的碳粉末的含量相对于含有碳粉末的纤维的质量为0.2~7质量%。在碳粉末的含量小于0.2质量%的情况下,碳粉末的含量不足,因此,无法得到充分的除臭性。从容易提高除臭性
的观点考虑,碳粉末的含量相对于含有碳粉末的纤维的质量优选为0.25质量%以上、更优选为0.3质量%以上、进一步优选为0.4质量%以上、进一步更优选为0.5质量%以上。在要求更高的除臭性的用途中,碳粉末的含量相对于含有碳粉末的纤维的质量优选可以为1质量%以上、更优选可以为3质量%以上。另外,在含有碳粉末的纤维中的碳粉末的含量超过7质量%的情况下,无法充分地抑制对纤维进行纺丝时的断丝,因此,含有碳粉末的纤维的生产性降低。从容易提高含有碳粉末的纤维的生产性的观点考虑,碳粉末的含量优选为6.5质量%以下、更优选为6质量%以下、进一步优选为5.5质量%以下、进一步更优选为5质量%以下。
54.从纺丝性和手感的观点考虑,含有碳粉末的纤维的单丝纤度优选为0.01~10dtex。在单丝纤度为上述下限值以上的情况下,易于充分抑制对纤维进行纺丝时发生断丝。从提高纺丝性的观点考虑,单丝纤度更优选为0.05dtex以上、进一步优选为0.1dtex以上。另外,在单丝纤度为上述上限值以下的情况下,使用该纤维制造编织物、织物时,容易使成品柔软,容易得到良好的手感。从制作手感良好的产品的观点考虑,单丝纤度更优选为7dtex以下、进一步优选为4dtex以下。
55.含有碳粉末的纤维的总纤度没有特别限定,可以根据使用含有碳粉末的纤维的用途而适当设定,从纺丝性和通用性的观点考虑,纤度优选为15~300dtex、更优选为20~200dtex,另外,长丝数优选为2~200长丝、更优选为3~100长丝。
56.含有碳粉末的纤维的强度没有特别限定,可以根据使用含有碳粉末的纤维的用途而适当设定,从容易防止会在制造编织物时由于引导件磨耗等而发生的断丝、起毛的观点考虑,优选为1cn/dtex以上、更优选为1.5cn/dtex以上、进一步优选为2cn/dtex以上。强度的上限值没有特别限制,通过通常的熔融纺丝法得到的强度为5.0cn/dtex以下左右。
57.含有碳粉末的纤维的伸长率没有特别限定,可以根据使用含有碳粉末的纤维的用途而适当设定,从丝束加工性的观点考虑,优选为10%以上、更优选为20%以上、进一步优选为30%以上。伸长率的上限值没有特别限制,从基于产品形态的处理性的观点考虑,优选为150%以下、更优选为100%以下。
58.含有碳粉末的纤维的截面形态除了圆截面以外,还可以是扁平截面、多瓣截面、中空截面等各种截面形态的纤维。含有碳粉末的纤维可以是具有芯鞘结构的纤维。
59.只要不损害本发明的效果,就可以根据需要而在本发明的含有碳粉末的纤维中含有任意的添加剂。作为这样的添加剂的例子,可举出抗氧剂、增塑剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、抗静电剂、润滑剂、填料、其它高分子化合物等。可以使用其中的一种,也可以组合使用两种以上。
60.〔含有碳粉末的纤维的制造方法〕
61.本发明的含有碳粉末的纤维可以使用构成上述纤维的成分、碳粉末、和根据需要使用的其它成分、添加剂等并利用现有公知的纺丝装置来制造。例如,可以通过熔融纺丝法进行纺丝,具体而言,可以通过在以低速、中速进行了熔融纺丝后进行拉伸的方法、高速的直接纺丝拉伸法、在纺丝后同时或连续进行拉伸和假捻的方法等任意的制造方法来制造。
62.作为具体的制造方法的一例,可以使用熔融挤出机将包含构成纤维的成分、碳粉末、以及任意添加的其它成分的组合物熔融,将熔融聚合物流导入纺丝头,用齿轮泵进行计量,从期望形状的纺丝喷嘴喷出,根据需要进行拉伸处理等,接着进行卷取,由此制造本发
明的纤维。构成纤维的成分与碳粉末的混合可以通过将它们直接混合而进行,也可以通过预先将一部分成分与碳粉末混合而得到母料、并将该母料与构成纤维的成分进行混合而进行。纺丝时的熔融温度可根据构成纤维的成分的熔点等而适当调整,通常优选为150~300℃左右。可将从纺丝喷嘴喷出的丝线直接以高速进行卷取而不进行拉伸,或者根据需要进行拉伸。拉伸操作通常在构成纤维的成分的玻璃化转变温度以上的温度下以断裂伸长率(hdmax)的0.55~0.9倍的拉伸倍率进行。拉伸倍率小于断裂伸长率的0.55倍时,难以稳定地得到具有足够强度的纤维,超过断裂伸长率的0.9倍时,容易发生断丝。
63.对于拉伸而言,存在从纺丝喷嘴喷出之后暂时进行卷取后进行拉伸的情况、和在拉伸之后实施的情况,在本发明中可以是任意情况。拉伸操作通常通过热拉伸而进行,可以使用热风、热板、热辊、水浴等任意方式进行。另外,对于抽取速度而言,在暂时进行卷取后进行拉伸处理的情况、通过纺丝直连拉伸的一个工序进行纺丝拉伸并卷取的情况、不进行拉伸而直接以高速进行卷取的情况下是不同的,大约在500~6000m/分的范围进行抽取。低于500m/分时,生产性差,在超过6000m/分的超高速时,容易发生纤维的断丝。另外,本发明的纤维截面形状没有特别限定,可以使用通常的熔融纺丝的方法,根据喷嘴的形状而形成正圆形、中空、异形的截面。另外,可以具有芯鞘结构,所述芯鞘结构由基于含有构成纤维的成分和碳粉末的组合物形成的芯部分或鞘部分、和含有构成纤维的成分的鞘部分或芯部分所构成。从纤维化、织物化中的工序通过性的方面考虑,优选为正圆。
64.〔纤维结构体〕
65.本发明的含有碳粉末的纤维可以作为各种纤维结构体(纤维集合体)而使用,本发明也提供包含本发明的含有碳粉末的纤维的纤维结构体。这里,“纤维结构体”可以是仅由本发明的含有碳粉末的纤维形成的复丝、纺织丝、编织物、无纺布、纸、人造革及填料、一部分使用了本发明的含有碳粉末的纤维而成的编织物、无纺布、例如与天然纤维、化学纤维、合成纤维、半合成纤维等其它纤维的编织布、作为混纺丝、混纤丝、合捻丝、混杂丝、卷曲丝等加工丝而使用的编织物、混棉无纺布、纤维层叠体等。
66.本发明的含有碳粉末的纤维、以及包含本发明的含有碳粉末的纤维的纤维结构体具有优异的除臭性、和黑色的着色均匀性。因此,本发明的含有碳粉末的纤维及纤维结构体可以用作例如衬衫、裤子、外套、制服、操作服、内衣、裤袜、袜子、运动服、黑色正装衣服等衣服产品、帘、地毯等内饰织物、手套、刷子、过滤器、片等材料产品等。
67.实施例
68.以下,通过实施例对本发明进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是,只要没有特别说明,则实施例中的%与质量相关。首先,对各物性值的测定方法进行说明。
69.<粒度分布测定法>
70.通过株式会社堀场制作所制造的离心式自动粒度分布测定装置capa-500对粒度分布进行测定而得到了碳粉末的d
50
及d
90

71.<比表面积>
72.碳粉末的比表面积使用高精度表面积/细孔分布测定装置(microtrac bel公司制“belsorp28sa”)进行测定。将测定试样在300℃下进行5小时的真空脱气后,对77k下的氮吸附等温线进行了测定。使用所得到的吸附等温线,通过bet方式进行多点法分析,根据得到
的曲线的相对压力p/p0=0.01~0.1的区域的直线计算出比表面积。
73.<制造例1:椰壳碳粉末1的制造>
74.在氮气氛围中,以500℃对椰壳片进行了烧成(碳化)后,进行清洗/干燥处理,在干式粉碎后进行分级,将微粉回收。此时的粒度为:d
50
=1.5μm、d
90
=3.8μm。然后,再次进行干式粉碎,得到了椰壳碳粉末1。椰壳碳粉末1的粒度为:d
50
=0.7μm、d
90
=2.2μm,比表面积为440m2/g。
75.<制造例2:椰壳碳粉末2的制造>
76.在氮气氛围中,以500℃对椰壳片进行了烧成(碳化)后,进行清洗/干燥处理,在干式粉碎后进行分级,将微粉回收,得到了椰壳碳粉末2。椰壳碳粉末2的粒度为:d
50
=1.3μm、d
90
=3.8μm,比表面积为420m2/g。
77.<制造例3:椰壳碳粉末3的制造>
78.在氮气氛围中,以450℃对椰壳片进行了烧成(碳化)后,进行清洗/干燥处理,在干式粉碎后进行分级,将微粉回收。此时的粒度为:d
50
=1.5μm、d
90
=3.8μm。然后,再次进行干式粉碎,得到了椰壳碳粉末3。椰壳碳粉末3的粒度为:d
50
=0.8μm、d
90
=2.2μm,比表面积为270m2/g。
79.<制造例4:椰壳碳粉末4的制造>
80.在氮气氛围中,以400℃对椰壳片进行了烧成(碳化)后,进行清洗/干燥处理,在干式粉碎后进行分级,将微粉回收。此时的粒度为:d
50
=1.5μm、d
90
=3.8μm。然后,再次进行干式粉碎,得到了椰壳碳粉末4。椰壳碳粉末4的粒度为:d
50
=0.8μm、d
90
=2.4μm,比表面积为190m2/g。
81.<制造例5:木炭微粉的制造>
82.以1200℃对乌冈栎的树进行烧成,然后快速冷却至350℃,将由此制造的白炭(备长炭)干式粉碎,得到了木炭微粉。所得到的木炭微粉的粒度为:d
50
=0.5μm、d
90
=1.9μm,比表面积为240m2/g。
83.<实施例1>
84.按照碳粉末1相对于最终得到的含有碳粉末的纤维的质量的含量成为表1所示的含量的比例,将制造例1中得到的椰壳碳粉末1添加于聚酰胺6(宇部兴产株式会社制尼龙6 1011fk)中,使用双螺杆挤出机在280~300℃的温度条件下进行混炼,得到了树脂组合物。使用孔数为24个且截面形状为圆形的喷丝头,在纺丝温度250℃、喷出量=29.4g/分的条件下将得到的树脂组合物纺出,以1.0m/秒的速度将温度25℃、湿度60%的冷却风吹送至纺出丝线后,导入至设置于纺丝喷丝头下方1.2m的位置的长度1.0m、导入口直径8mm、导出口直径10mm、内径30mmφ管式加热器(内温160℃),在管式加热器内进行了拉伸后,通过注油喷嘴向从管式加热器送出的丝线供给油,经由2个抽取辊以3500m/分的速度进行卷取,得到了84dtex/24长丝的含有碳粉末的纤维1。
85.<实施例2及3>
86.将椰壳碳粉末1的含量变更为表1所示的量,除此以外,与实施例1同样地得到了含有碳粉末的纤维2及3。
87.<实施例4>
88.使用了截面形状为十字状的喷丝头,除此以外,与实施例2同样地得到了含有碳粉
末的纤维4。
89.<实施例5>
90.按照碳粉末1相对于最终得到的含有碳粉末的纤维的质量的含量成为表1所示的含量的比例,将椰壳碳粉末1混炼于聚酰胺6(宇部兴产株式会社制尼龙6 1011fk)中,将得到的树脂组合物用作鞘成分,将聚酰胺6(宇部兴产株式会社制尼龙6 1015b)用作芯成分,使用截面形状为芯鞘状的喷丝头,除此以外,与实施例1同样地得到了含有碳粉末的纤维5。
91.<实施例6>
92.使用了在制造例2中得到的椰壳碳粉末2来代替椰壳碳粉末1,除此以外,与实施例2同样地得到了含有碳粉末的纤维6。
93.<实施例7>
94.使用了在制造例3中得到的椰壳碳粉末3来代替椰壳碳粉末1,除此以外,与实施例2同样地得到了含有碳粉末的纤维7。
95.<实施例8>
96.使用孔数为96个且截面形状为圆形的喷丝头,在纺丝温度250℃、喷出量=29.4g/分的条件下进行纺丝,将纤度变更为84dtex/96长丝,除此以外,与实施例1同样地得到了含有碳粉末的纤维8。
97.<比较例1及2>
98.将椰壳碳粉末1的含量变更为表1所示的量,除此以外,与实施例1同样地得到了含有碳粉末的纤维9及10。
99.<比较例3>
100.使用制造例4中得到的椰壳碳粉末4来代替椰壳碳粉末1,除此以外,与实施例2同样地得到了含有碳粉末的纤维11。
101.<比较例4>
102.使用制造例5中得到的木炭微粉来代替椰壳碳粉末1,除此以外,与实施例2同样地得到了含有木炭微粉的纤维1。
103.<比较例5>
104.以表1所示的含量使用了炭黑(cabot公司制“vulcan xc-72”、比表面积:214m2/g)来代替椰壳碳粉末1,除此以外,与实施例1同样地得到了含有炭黑的纤维。
105.<比较例6>
106.使用了活性炭(株式会社可乐丽制“kuraray coal pw-d”、比表面积:1500m2/g)来代替椰壳碳粉末1,除此以外,与实施例1同样地得到了含有活性炭的纤维。
107.<比较例7>
108.将木炭微粉的含量变更为表1所示的量,除此以外,与比较例4同样地得到了含有木炭微粉的纤维2。
109.对于如上所述地得到的实施例及比较例的纤维,如下所述地进行了丝束颜色不均、纺丝性及除臭性。将得到的结果示于表1中。
110.<丝束颜色不均的评价>
111.使用实施例及比较例的纤维,用圆筒编织机制作了圆筒编织物后,使用分光光度计konica minolta公司制“cm-3700a”,在镜面反射处理:sce、测定直径:lav(25.4mm)、uv条
件:100%full、视野:2
°
、主光源:c光源的条件下对该圆筒网的l

值进行了测定。进行5次测定,计算出得到的测定结果的最大值与最小值之差,按照以下的基准对丝束颜色不均进行了评价。最大值与最小值之差越小,表示颜色的偏差越小。
112.○
:l

值的最大值与最小值之差小于2
113.×
:l

值的最大值与最小值之差为2以上
114.需要说明的是,在实施例1中得到的纤维的情况下,l

的最小值为19.2,最大值为19.8,差为0.6。在实施例6中得到的纤维的情况下,l

的最小值为17.8,最大值为18.3,差为0.5。相比之下,在比较例6中得到的纤维的情况下,l

的最小值为17.0,最大值为19.2,差为2.2。
115.<纺丝性的评价>
116.在上述的实施例及比较例的条件下连续12小时制造纤维时,对断丝的发生次数进行测定,按照以下的基准进行了评价。
117.◎
:12小时中断丝的发生次数为1次以下
118.○
:12小时中断丝的发生次数为2次以上且10次以下
119.×
:12小时中断丝的发生次数为11次以上
120.<除臭性的评价>
121.基于按照一般财团法人kaken test center的sek标志纤维产品认证基准的除臭性的试验方法,通过使用氨的检测管法进行试验,对2小时后的氨的残存浓度进行了测定。另外,按照以下的基准对除臭性进行了评价。
122.◎
:2小时后的氨的残存浓度为20%以下
123.○
:2小时后的氨的残存浓度超过20%且为50%以下
124.×
:2小时后的氨的残存浓度超过50%
[0125][0126]
对于实施例1~8的含有碳粉末的纤维而言,碳粉末相对于含有碳粉末的纤维的质量的含量为0.2~7质量%,碳粉末的比表面积为250m2/g以上且小于500m2/g,确认了具有纺
丝性及除臭性,并且丝束颜色不均少。相比之下,在碳粉末的含量少至0.1质量%的比较例1的情况下,没有获得足够的除臭性。另外,在碳粉末的含量高于7质量%的比较例2的情况下,制造纤维时发生断丝,可以认为纺丝性并不足够。此外,在含有比表面积为190m2/g的碳粉末的比较例3、使用木炭微粉的比较例4、使用炭黑的比较例5的情况下,未获得足够的除臭性。此外,在使用活性炭的比较例6的情况下,未获得均匀的着色性。需要说明的是,关于大量使用木炭微粉的比较例7,虽然获得了除臭性,但是纺丝性差。
再多了解一些

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