表面改性纤维材料的制造方法和表面改性纤维材料技术

本发明专利技术提供一种通过对源自动植物的天然的纤维材料和合成纤维的表面进行改性来活用纤维材料本来的特性且赋予了新的功能性的、附加价值较高的高功能的表面改性纤维材料的制造方法和表面改性纤维材料。一种表面改性纤维材料的制造方法，其中，一边借助气流使纤维材料移动一边利用溶胶‑凝胶反应使无机材料附着于纤维材料的表面。优选的是，进一步一边借助气流使在表面附着有无机材料的纤维材料移动，一边向纤维材料的表面照射大气压低温等离子体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及表面改性纤维材料的制造方法(以下也简称为“制造方法”)和表面改性纤维材料，详细而言，涉及用于利用表面改性使源自动植物的天然的纤维材料或合成纤维高功能化而获得高功能的纤维材料的表面改性纤维材料的制造方法、以及由此获得的表面改性纤维材料。
技术介绍
近年来，在纤维材料·产品的领域中，除了开发新的化学纤维材料之外，也盛行通过对纤维材料自身进行改良而附加了的新的功能性的、高功能性纤维材料(所谓的高科技纤维)的开发。提出了各种将通过此前作为产品的改良而得到的功能性赋予作为其原材料的纤维材料本身的技术，例如、提高了纤维材料自身的吸水性的吸水性纤维、附加了抗菌性的抗菌性纤维、具有能够吊起约700kg的汽车的强度的超级纤维等。另一方面，伴随着最近的崇尚自然的热潮，关于纤维材料，以丝绸、羊毛等为首的源自动植物的天然纤维的需求也不断提高。对于这样的天然纤维，也只要能够赋予上述那样的各种功能性，就能够活用合成纤维所没有的天然纤维的特性而实现以往没有且优异的纤维材料。不过，上述那样的以往的纤维材料的高性能、高功能化技术涉及合成纤维自身的构造等的改良，在天然纤维中无法适用。因此，提出了纤维材料的表面改性技术，作为在合成纤维中当然能够适用、在天然纤维中也能够适用的纤维材料的高功能化技术。在例如专利文献1公开了一种纤维表面被氧化钛镀敷的含氧化钛的天然纤维及其制造方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本再表98/053132号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1所记载的技术也并不充分，寻求了更高功能的表面改性纤维材料的实现。因此，本专利技术的目的在于提供一种通过对源自动植物的天然的纤维材料和合成纤维的表面进行改性来活用纤维材料本来的特性且赋予了新的功能性的、附加价值较高的高功能的表面改性纤维材料的制造方法和表面改性纤维材料。用于解决问题的方案本专利技术人等进行了深入研究的结果发现：通过设为下述构成能够解决上述问题，以至于完成本专利技术。即、本专利技术的表面改性纤维材料的制造方法的特征在于，一边借助气流使纤维材料移动，一边利用溶胶-凝胶反应使无机材料附着于该纤维材料的表面。在本专利技术的制造方法中，优选的是，一边借助气流使在表面附着有无机材料的所述纤维材料移动，一边向该纤维材料的表面照射大气压低温等离子体。另外，在本专利技术的制造方法中，作为所述无机材料，能够恰当地列举出二氧化钛、氧化铝、陶瓷。而且，在本专利技术的制造方法中，作为所述纤维材料，能够使用天然纤维或合成纤维，其中，能够恰当地使用羽毛、以茧为原料的粉体或者微小纤维、丝线、羊毛、棉、麻、纸浆或合成纤维、特别优选使用羽毛。另外，本专利技术的表面改性纤维材料的特征在于，其是通过上述本专利技术的制造方法制造成的。专利技术的效果根据本专利技术，不仅针对合成纤维，而且针对天然纤维，也能够活用纤维材料本来的特性且赋予新的功能性，能够获得附加价值较高的高功能的表面改性纤维材料。附图说明图1是使用于二氧化钛向纤维材料表面附着的附着处理的处理装置的概略图。图2是使用于对附着二氧化钛的纤维材料进行等离子体照射处理的处理装置的概略图。图3是在实施例中使用的、使用于二氧化钛向羽绒表面附着的附着处理的处理装置的概略图。图4的(a)、(b)是表示Ti凝胶的照片图。图5的(a)、(b)是表示未处理的羽绒的照片图，图5的(c)、(d)是表示附着二氧化钛的羽绒的照片图。图6的(a)是未处理的羽绒的SEM的照片图，图6的(b)是二氧化钛处理的羽绒的SEM的照片图。图7的(a)是表示未处理的羽绒的EDX测定的分析结果的光谱，图7的(b)是二氧化钛处理的羽绒的EDX测定的分析结果的光谱。图8是在实施例使用的、使用于对附着二氧化钛的羽绒进行等离子体照射处理的处理装置的概略图。图9是表示4连排等离子体焰炬的结构的概略图。图10是表示等离子体焰炬的结构的局部剖视图。图11的(a)、(b)是羽绒的保温性试验的说明图。图12的(a)是表示羽绒的保温性试验中的温度的图表，图12的(b)是表示羽绒的保温性试验中温度变化的图表。图13的(a)是表示实施例1的开始加热55分钟后的被褥的各部分的温度变化的状态的说明图，图13的(b)是表示比较例的开始加热55分钟后的被褥的各部分的温度变化的状态的说明图。图14的(a)是关于温度表示被褥的内部温度的变化的图表，图14的(b)是关于温度变化表示被褥的内部温度的变化的图表。图15是表示用于处理羽绒的洗涤后的吹风处理的处理装置的概略图。图16是表示通过XPS获得的各羽绒的表面组成的分析结果的说明图。图17是二氧化钛处理的羽绒的等离子体处理前和等离子体处理后的C1s窄光谱。图18是二氧化钛处理的羽绒的等离子体处理前和等离子体处理后的Ti2p窄光谱。图19是表示通过XPS获得的、针对二氧化钛附着·等离子体照射处理的羽绒的各洗涤次数的表面组成的分析结果的说明图。图20是表示由洗涤次数引起的Ti浓度的变化的图表。图21是表示通过XPS获得的化纤的表面组成的分析结果的说明图。图22是表示通过XPS获得的丝线的表面组成的分析结果的说明图。图23是表示通过XPS获得的羊毛的表面组成的分析结果的说明图。图24的(a)、(b)是表示用于羽绒的刚性试验的试验装置的说明图。图25是针对未处理的羽绒和二氧化钛附着·等离子体照射处理的羽绒表示处理前后的刚性的变化的说明图。图26是针对未处理的羽绒和二氧化钛附着·等离子体照射处理的羽绒表示洗涤前后的刚性的变化的说明图。图27是针对未处理的羽绒和二氧化钛附着·等离子体照射处理的羽绒表示吹风处理前后的刚性的变化的说明图。图28的(a)、(b)是表示附着氧化铝的羽绒的照片图。图29是表示通过XPS获得的氧化铝处理前后的羽绒的表面组成的分析结果的说明图。图30是氧化铝处理前后的羽绒的XPS光谱。具体实施方式以下，参照附图且详细地说明本专利技术的一优选的实施方式。该实施方式是利用溶胶-凝胶反应附着到纤维材料的表面的无机材料为二氧化钛的情况。以下，具体地说明这样的情况：在进行纤维材料的表面改性时，一边借助气流使纤维材料移动、一边利用钛化合物的溶胶-凝胶反应使二氧化钛附着于纤维材料的表面。在该实施方式中，一边借助气流使纤维材料移动、一边使二氧化钛附着于该纤维材料的表面，因此，能够对纤维材料整体均匀地进行处理，并且，对于纤维材料、尤其是天然纤维，能够保持材料本来的形状、特性且进行表面改性，因此，能够获得高品质的表面改性纤维材料。因而，通过以利用该实施方式获得的表面改性纤维材料为原料，能够实现活用其功能性的、具有高附加价值的表面改性纤维产品。在此，具体而言，该实施方式中的二氧化钛(TiO2、分子量79.87)向纤维材料表面附着的附着处理能够使用例如四异丙醇钛(TTIP、分子量284.22)作为钛化合物并按照下述溶胶-凝胶反应来进行。Ti{OCH(CH3)2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面改性纤维材料的制造方法，其特征在于，一边借助气流使纤维材料移动，一边利用溶胶‑凝胶反应使无机材料附着于该纤维材料的表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 JP 2014-1492831.一种表面改性纤维材料的制造方法，其特征在于，一边借助气流使纤维材料移动，一边利用溶胶-凝胶反应使无机材料附着于该纤维材料的表面。2.根据权利要求1所述的表面改性纤维材料的制造方法，其中，一边借助气流使纤维材料移动，一边利用钛化合物的溶胶-凝胶反应使二氧化钛附着于该纤维材料的表面。3.根据权利要求2所述的表面改性纤维材料的制造方法，其中，一边借助气流使在表面附着有二氧化钛的所述纤维材料移动，一边向该纤维材料的表面照射大气压低温等离子体。4.根据权利要求2或3所述的表面改性纤维材料的制造方法，其中，使用四异丙醇钛作为所述钛化合物。5.根据权利要求1所述的表面改性纤维材料的制造方法，其中，一边借助气流使纤维材料移动，一边利用铝化合物的溶胶-凝胶反应使氧化铝附着于该纤维材料的表面。6.根据权利要求5所述的表面改性纤维材料的制造方法，其中，一边借助气流使在表面附着有氧化铝的所述纤维材料移动，一边向...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泽康男，黑田真一，细井克比古，小泽恒徳，
申请(专利权)人：丝波产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP