(57)【要約】  本発明は、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、最大ポアサイズが２０μｍ以下である高性能なＰＰＳ繊維構造体およびその製造方法と用途を開示する。本発明のＰＰＳ繊維構造体は、気密性が高く親水性が優れているという特徴を有するだけでなく、プロセスが簡単で省エネルギーであり、環境を汚染しないという特徴も有しており、電解装置用セパレーター、高温液体濾過、絶縁材料に応用することができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
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以下であることを特徴とする高性能なＰＰＳ繊維構造体。
【請求項２】
該ＰＰＳ繊維構造体を構成する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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
前記織物を構成するＰＰＳ単糸の本数が２１〜６０ｓ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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
前記ＰＰＳ糸の撚り数とＰＰＳ単糸の撚り数の比率は０．２〜１．０であることを特徴とする請求項４または５に記載の高性能なＰＰＳ繊維構造体。
【請求項８】
該ＰＰＳ繊維構造体の気密性は４００ｍｍＨ２Ｏ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の高性能なＰＰＳ繊維構造体。
【請求項９】
該ＰＰＳ繊維構造体の表面抵抗は６０ｍΩ・ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の高性能なＰＰＳ繊維構造体。
【請求項１０】
（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、本数が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、分割−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。
【請求項１１】
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１０に記載の高性能なＰＰＳ繊維構造体の製造方法。
【請求項１２】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高性能なＰＰＳ繊維構造体およびその製造方法と用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
セパレーター布は水電解槽の主要な中核的材料であり、水電解水素製造・酸素製造装置は軍事、石油化学、鉄鋼等の製造分野にも幅広く応用されており、現在のところ、国内の主要なアルカリ水電解水素製造装置メーカーは、依然として石綿布をセパレーターとして使用している。ただし、工業化プロセスの推進および技術の進歩に伴い、人々は生産実践の過程で、石綿セパレーターにいくつかの問題が存在することに徐々に気付いている。石綿自体は無毒だが、その最大の害はその繊維に由来し、それは、非常に細かく、肉眼でほとんど見えない繊維であり、これらの細かい繊維は解き放たれた後、空気中に長時間浮遊し、人体に吸い込まれやすい。このため、国際社会は新型セパレーター材料の研究開発への取り組みを強めており、わが国ではセパレーター布は一貫して水電解装置の主要な中核的材料であり、日増しに激しさを増す国際競争に適応し、製品を国際市場に広めるために、新世代の非石綿セパレーター布で石綿セパレーター布を代替することが不可避となっている。現在、ＰＰＳ繊維を用いて作製されたセパレーター布が石綿セパレーター布に取って代わりつつあり、汚染や、気密性が低い等の問題を解決しているが、製織したＰＰＳセパレーター布を使用した繊維の繊度が不適当であり単糸と撚り糸の撚り数の間の比率が不適切であれば、作製されたセパレーターのポアサイズの大きさが不均一になり、気密性が悪くなるおそれがある。
【０００３】
中国公開特許ＣＮ１０１３７２７５２が、普通のＰＰＳ繊維を用いて作製された非製造布を開示しているように、しかるのちに、７０〜１３０℃、９０〜９８％のＨ２ＳＯ４によってスルホン化処理を２０〜４０分間行い、さらに、３０％の水酸化カリウムで処理し、最後に、耐高温アルカリ水電解槽セパレーターを得る。該発明においては、不織布の吸液率が相対的に優れているため、強酸処理を経た後、洗浄の過程で、大量の貴重な水資源と化学薬品を消費しなければならず、洗浄時間も比較的長く、かつ、プロセスの操作が複雑であり、環境に汚染をもたらしやすい。同時に、安全性も低く、工業化生産を行うのに適していない。
【０００４】
中国公開特許ＣＮ１０３９３８３３７Ａが、普通の２．２ＴのＰＰＳ繊維を用いて作製された高密度織物布を開示しているように、しかるのちに、プラズマ親水加工の方法によってＰＰＳセパレーターの親水性能を付与し、最後に、耐高温耐アルカリのＰＰＳセパレーターを得、該発明は、使用する単繊維の繊度および単糸と撚り糸の撚り数の間の配合比率が不適切なため、作製されたセパレーターの気密性が悪くなる。このほか、プラズマ親水加工の方法を用いて加工したＰＰＳセパレーター布は、親水効果があまり高くなく、しかも時効性が短いため、該セパレーターが生産のニーズを真に満たすことができなくなる。
【０００５】
また、中国公開特許ＣＮ１０１１９５９４４は、ポリエーテルエーテルケトン繊維、ＰＰＳ繊維、ポリアクリル繊維のうち１種、２種または３種を原料として製織してなる織物を採用した石綿なしの環境保護・省エネルギー型セパレーターを開示している。該セパレーター布の気密性は石綿セパレーターの規格要件を満たしているが、上記化学繊維の吸水性が低いため、作製されたセパレーター布親水性が低く、使用要件を真に満たすことができなくなる。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、気密性がより高く、親水性がより優れた高性能なＰＰＳ繊維構造体を提供することにある。
【０００７】
本発明のもう一つの目的は、プロセスが簡単であり省エネルギーであり環境を汚染しない高性能なＰＰＳ繊維構造体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
上記の目的を果たすため、本発明の構成は次の通りである：
（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）を構成する単糸の本数が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。
【０００９】
本発明の有益な効果は次の通りである：本発明は、繊度が０．１〜１２μｍのＰＰＳ繊維を使用しており、そして、単糸の撚り数と撚り糸の撚り数の間の比率が適切であるため、ポアサイズが不均一であり気密性が低いという従来技術の欠点を克服しており、作製されたＰＰＳ織物のポアサイズを小さくするとともに分布を均一にすることができ、このことが、本発明のＰＰＳ繊維構造体に、気密性が高く親水性が優れているという特徴を持たせるだけでなく、プロセスが簡単で省エネルギーであり、環境を汚染しないという特徴も持たせている。本発明のＰＰＳ繊維構造体は、電解装置用セパレーター、高温液体濾過、絶縁材料に応用することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。あらゆる織物組織において、平織織物の組織点が最も多く、緊密度が最も大きいので、好ましくは平織織物である。ＰＰＳ繊維の横断面直径が０．１μｍよりも短ければ、繊維が細すぎるので、コーミングの過程で、繊維をコーミングすることができず、単繊維が断裂し、糸形成不良が生じ、ネップが多すぎる現象が生じることにより、糸の品質に影響するおそれがある。該糸で製織を行えば、ＰＰＳ布面の瑕疵が多くなりすぎ、織物の厚さやポアサイズに影響することにより、織物のポアサイズや厚さが不均等になり、さらには織物の気密性が悪くなる可能性があり；ＰＰＳ繊維の横断面直径が１２μｍよりも大きければ、繊維の直径が太すぎ、単繊維糸が硬すぎるため、糸形成が容易でなくなり、また、糸が太すぎれば製織に困難をもたらすおそれもあり、得られる織物のポアサイズが大きくなり、織物の気密性が悪くなり、最終的に、調製される水素、酸素の純度が悪くなるおそれもあり；ＰＰＳ織物の気密性および後加工の過程における親水加工効果等の総合的要素を考慮すると、ＰＰＳ繊維の横断面直径は好ましくは６〜１０μｍであり、より好ましくは６〜８μｍである。
【００１１】
該ＰＰＳ繊維構造体を構成する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。本発明のＰＰＳ繊維構造体のタテ糸およびヨコ糸にはいずれも短繊維糸を採用しており、長繊維糸と比べると、ステープルファイバーは単繊維同士の拘束性が強く、糸の構造が原因で繊維の間の空隙が増加することにより織物のポアサイズや気密性能に影響することはない。本発明で使用するステープルファイバーは単糸であってもよく、単糸から構成された撚り糸であってもよく、好ましくは撚り糸である。ＰＰＳ繊維構造体が優れた親水性能を有することを保証するため、好ましくは、親水加工済みのＰＰＳステープルファイバー糸である。ここで言う親水化は、プラズマ、スルホン化もしくはグラフトの方法によって、ＰＰＳ繊維表面の、水酸基、カルボキシル基、カーボネート、サルフェート基等の親水基を増加させることを指す。親水化処理されたＰＰＳ糸のグラフト率は０．１〜３％であり、グラフト率は好ましくは０．５〜３％である。
【００１２】
本発明のＰＰＳ繊維構造体の最大ポアサイズは２０μｍ以下であるが、ＰＰＳ繊維構造体の最大ポアサイズが２０μｍよりも大きければ、ＰＰＳ繊維構造体のポアサイズが大きすぎ、それが水素製造装置で使用される際に、水素と酸素の気泡が繊維構造体の空隙を通過しやすく、単一ガスの純度を低下させることになる。ＰＰＳ繊維構造体の最大ポアサイズは２０μｍ以下であるが、ＰＰＳ繊維構造体のポアサイズを均一にし、ポアサイズの寸法分布を集中させるため、ＰＰＳ繊維構造体の最大ポアサイズは好ましくは１５μｍ以下であり、繊維構造体のポアサイズをさらに均一にし、ポアサイズの寸法分布をさらに集中させるため、ＰＰＳ繊維構造体の最大ポアサイズは好ましくは１２μｍ以下である。
【００１３】
本発明の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。ＰＰＳ繊維構造体の平均ポアサイズが上記範囲内に制御されれば、気密性の高さを保証することができ、このようにすれば、ガス分子や気泡が通過しにくくなり、それにより陽極側ガスと陰極側ガスの混合を阻止することでガスの純度を保証するとともに、安全性が高い。ＰＰＳ繊維構造体の平均ポアサイズが５μｍよりも大きければ、織物のポアサイズが大きすぎるため、織物を水素製造装置で使用する際に、隔離する役割を果たすことができず、最終的に、調製される水素、酸素の純度が低くなり、顧客の使用要件を達成することができない。本発明の織物の気密性の使用要件を保証すると同時に、ガスの発生効率を高めるとともに、生成されるガスの純度を高めるために、平均ポアサイズが５μｍ以下の範囲内である前提の下、製織条件を最適化し、ポアサイズの均等性を高め、ポアサイズが６μｍ以下の孔がすべての孔の９０％以上を占めるようにし、好ましくは９５％以上を占めるようにする。
【００１４】
ＰＰＳ織物を構成する単糸の本数は２１〜６０ｓに選択され、撚り係数αは２００〜３１０に選択される。単糸の本数が上記範囲であれば、作製されたＰＰＳ織物のポアサイズが小さくかつ均一で気密性が高いことを保証することができ、得られた織物の後工程での親水加工効果を高めることもできる。単糸の本数が少なすぎ、糸が太すぎれば、織物のポアサイズが大きくなり、織物の気密性が小さくなり、最終的に、調製される水素、酸素の純度が悪くなるおそれもあり；単糸の本数が多すぎれば、必然的に細い糸が必要になり、このようになれば、生産過程が困難になるおそれがある。また、単糸の撚り係数が上記範囲内であれば、作製されたＰＰＳ糸のほぐれ具合が適切であることを保証することができ、織物のポアサイズを小さくかつ均一にし、気密性を高め、織物の後工程での親水加工効果を良くすることもできる。糸の撚り係数が小さすぎれば、糸の撚り数が少なすぎ、糸の強度低が低くなり、製織時に糸切れしやすく、作製される織物の強度が低くなるおそれがあり；糸の撚り係数が大きすぎれば、糸の撚り数が多すぎ、織物の組織点における空隙が顕著になり、ポアサイズが増大し；一方、糸内部の繊維間の空隙も小さくなることにより、織物全体のポアサイズの大きさが不均一になり、気密性が低下するおそれがある。
【００１５】
前記ＰＰＳ織物を構成する糸の撚り係数は１８０〜３５０であるが、糸の撚り係数が小さすぎれば、単繊維の撚り角度が小さくなり、繊維間の拘束力が減少し、糸の強度が低下し、製織過程において糸の強度が低いため製織が困難になり；糸の撚り係数が大きすぎれば、繊維間の拘束力が大きくなりすぎ、糸の強度が低下し、かつ、製織過程においてよじれが生じやすく、製織しにくい。
【００１６】
製織のセッティングを行うとき、タテ糸が受ける張力がヨコ糸のヨコ入れ張力よりも大きく、ＰＰＳ織物の製織効率を保証するため、織物の構造を緊密にし、ポアサイズが小さくポアサイズの均等性が良く、好ましくは、本発明の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。タテ糸の撚り数がやや多く、タテ糸の強度を保証することができ、開口率を向上させ、製織に有利である。ヨコ糸には、やや少ない撚り数のステープルファイバーを選択使用し、糸はほぐれており、タテ糸の撚り数の向上によりもたらされるポアサイズの増大と不均一という欠点を補うことができる。
【００１７】
本発明のＰＰＳ糸の撚り数とＰＰＳ単糸の撚り数の比率は０．２〜１．０であり、糸撚り数と単糸の撚り数の比率は上記範囲内で織物のポアサイズが均一であることを保証することができ、織物が親水加工の過程で、結合される親水基の数を多くすることもでき、織物の液体含有率を高めることができ、織物の表層に形成された水膜が比較的厚く、気泡が通過するのを効果的に阻止することができ、ガスの純度を高める。ＰＰＳ糸の撚り数と単糸の撚り数の比率が小さすぎれば、糸の撚り数は必然的に少なくなり、ＰＰＳ糸の強度が低くなり、作製されたＰＰＳ織物の強度が低くなることにより、織物が破れやすくなり；ＰＰＳの糸撚り数と単糸の撚り数の比率が大きすぎれば、糸内部の繊維間の空隙が小さくなることにより、織物全体のポアサイズの大きさが不均一になり、気密性が低下して、織物のポアサイズが不均一になり、しかも、結合される親水基の数を少なくするおそれがある。
【００１８】
本発明のＰＰＳ繊維構造体の気密性は４００ｍｍＨ２Ｏ以上である。該ＰＰＳ繊維構造体を水電解槽に応用するとき、４００ｍｍ以上を満たすＨ２Ｏ圧力の下、通気せず２分間保つ条件の下、実際の水電解槽中のセパレーター布の気密性の使用要件を実質的に満たすことができ、かつ、同時に、セパレーター布が、優れた気密性、イオンの通過効率、およびセパレーター布の加工性を有することができるよう考慮する。気密性が４００ｍｍのＨ２Ｏ圧力よりも低ければ、セパレーターの基本的ニーズを満たすことができず、生成されるガスの純度が影響を受ける。
【００１９】
本発明のＰＰＳ繊維構造体の表面抵抗は６０ｍΩ・ｃｍ２以下であり、好ましくは、表面抵抗は１０ｍΩ・ｃｍ２以下である。ＰＰＳ繊維構造体の表面抵抗が６０ｍΩ・ｃｍ２よりも大きければ、織物のインピーダンスが大きくなり、電気エネルギーの消耗が増加し、しかも、生産コストも増加する。
【００２０】
本発明のＰＰＳ繊維構造体のアルカリ吸収率は７０〜２００％であり、ＰＰＳ繊維構造体のアルカリ吸収率が低すぎれば、アルカリ液の中で水膜を形成するのが困難になるか、または水膜が薄すぎ、気泡の通過を効果的に阻止することができないことにより、ガスの純度が低下することになり；ＰＰＳ繊維構造体のアルカリ吸収率が高すぎれば、必然的に織物の構造が比較的緩くなり、空隙が増大することにより、セパレーターの性能に影響する。ＰＰＳ繊維構造体の親水性および構造を考慮すると、本発明のＰＰＳ繊維構造体のアルカリ吸収率は好ましくは８５〜１８０％であり、より好ましくは１００〜１６０％である。
【００２１】
本発明の高性能なＰＰＳ繊維構造体は水素製造装置に応用され、主な役割は、イオンは通過することができ、ガス分子は通過できないことである。異なる顧客の、製造される水素、酸素の純度に対する要求は異なるので、織物のポアサイズの大きさおよび気密性に対する要求も異なるが、これは織物のタイプおよび組織とは無関係であり、ガス分子同士が互いに透過しさえしなければ、顧客の要求を満たすことができる。
【００２２】
本発明の高性能なＰＰＳ繊維構造体の製造方法は、次のようなステップを含む：
（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、本数が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、分割−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。
【００２３】
上記プラズマ親水加工の方法は、常圧プラズマ加工と低圧プラズマ加工を含み、常圧プラズマ加工の方法はグロー放電、サイレント放電、コロナ放電を含み、そのうちグロー放電は直流電流、高周波電流、マイクロ波放射を含み、低圧プラズマ加工処理のガスは酸素、アルゴン、窒素等であってもよく、加工の可能性、加工の安定性、加工の効率を考慮すると、プラズマ親水加工は好ましくは常圧プラズマグロー直流放電であり、常圧プラズマグロー直流放電の条件は、電圧５〜１５Ｖ、電流１２〜１８Ａ、結合される酸素元素の含有量が、測定された元素含有量の１５〜２５％を占める、というものである。プラズマ加工の後、ＰＰＳ繊維の表面に、凹凸を有するピットが生成され、このようにすれば、ＰＰＳ織物の毛細管効果および吸水性を高めることができ、このほか、ＰＰＳ繊維の表層に親水基を結合し、親水基は硫酸根、カルボキシレート、カーボネート、水酸基、カルボニル基等であり、結合されるこれらの親水基の作用がＰＰＳ繊維の吸水速度を高めることができ、水素、酸素の純度を高めることもできる。
【００２４】
セットした織物が、プラズマとスルホン化加工を同時に採用する場合、セットした織物をプラズマ処理し、ＰＰＳ糸を物理的にエッチングさせ、繊維の表層に凹凸のピットを形成させ、ＰＰＳ繊維の比表面積を増加させており；しかるのちに、さらに、プラズマ処理したＰＰＳ織物にスルホン化加工処理を行い、このようにすれば、結合される親水基の数を増やし、ＰＰＳ織物の親水効果をより良くすることができる。
【００２５】
作製されたＰＰＳ織物に、より良い親水効果を持たせるために、好ましくは、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。単一のプラズマ加工であるため、耐久性が低い可能性があり、かつ、織物が精練された後に親水性能が低下するおそれがある。グラフト重合の方式は後加工の過程で、薬剤と高温の影響のため親水性能の低下につながるので、より好ましくは、ＰＰＳ糸がスルホン化加工を経るか、または、より好ましくは、プラズマ加工の後に、ＰＰＳ糸にスルホン化加工を再び行う。
【００２６】
スルホン化加工の方法は、温度が８０〜１２０℃のスルホン化処理液（８５〜９８％のクロロスルホン酸または濃硫酸）で糸を１〜５分間処理し、ＰＰＳ繊維の表層に親水基の硫酸根等を結合する、というものである。プラズマ加工の方法は常圧プラズマ加工または真空プラズマ加工を選択し、その表面に凹凸のピットを形成し、ＰＰＳ繊維の毛細管効果および吸水性を高めることができ、同時に、ＰＰＳ繊維の表層に親水基の硫酸根、カルボキシレート、カーボネート、水酸基、カルボニル基等を結合し、結合されるこれらの親水基の作用がＰＰＳ繊維の吸水速度を高めることができ、水素、酸素の純度を高めることもできる。
【００２７】
以下の実施例によって、本発明についてさらに説明する。ただし、本発明の保護範囲はこれらの実施例に限定されない。
【００２８】
実施例において、各物理的特性は以下の方法で測定するか、または、以下の公式で計算する。
【００２９】
（カバーファクター）
織物のカバーファクターの計算公式は次の通りである：
【数１】
2018534441.tif 000002
ここで：ＮＷは織物のタテ方向密度（本／インチ）であり；
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。
【００３０】
（平均ポアサイズ）
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。
【００３１】
（気密性）
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。
【００３２】
（吸水率）
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。
【００３３】
（吸水速度）
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。
【００３４】
（表面抵抗）
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。
【００３５】
（グラフト率）
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。
【００３６】
（アルカリ吸収率）
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。
【００３７】
実施例１
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００３８】
実施例２
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。
【００３９】
実施例３
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４０】
実施例４
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４１】
実施例５
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４２】
実施例６
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４３】
実施例７
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４４】
実施例８
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４５】
実施例９
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４６】
実施例１０
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４７】
実施例１１
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４８】
実施例１２
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００４９】
実施例１３
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００５０】
実施例１４
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００５１】
実施例１５
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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・ｃｍ２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。
【００５２】
実施例１〜１５で作製されたＰＰＳ繊維構造体は、電解装置用セパレーター、高温液体濾過、絶縁材料に応用することができる。
【００５３】
比較例１
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【００５４】
比較例２
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−分割−熱セットの過程を経させ、本数が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、分割−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。
【表１】
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【国際調査報告】
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