专利名称：静电植绒用的短纤维的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用于静电植绒为目的的短纤维，更具体地说，是涉及到为了在静电植绒过程中不要水分调整，而在通常的干燥环境中能够反复利用于静电工艺中的静电植绒用的短纤维。
本发明的短纤维，可以在通常的静电植绒中利用，并适合于建筑用内装饰材料(壁纸，帘，地毯，衬垫等)，鞋(草鞋，木屐带等)，日用杂品(装饰盖，装饰弦，宝石箱，文具等)，汽车用品(挡泥板，遮光板，挡风条，车座用植绒等)，冷热器设备(暖炉，暖脚器等)，衣料(帽子，外套，手套等)以及电子器件(刷滚等)等广泛用途的各种静电植绒品的制造。
通常，所谓的静电植绒，是指使切断的短纤维，在由外加高电压而形成的电场内，通过静电的吸引力使之飞翔，移植到预先涂敷粘接剂的基材上的技术，但用于这项技术的短纤维，通常使用切断成长度约为0.5～约5mm的天然、再生或者合成的各种短纤维。
但是，仅仅把纤维切断成所需长度，即使在高电压电场内也不能充分带电，因而不能产生飞翔力。另外，纤维相互间容易缠结到一起，其分离性(散开)不好。因此，为了使带电性、分离性变好，以提高飞翔力，过去通常在切断的纤维上面施以所谓的电沉积处理。
过去通常进行的电沉积处理方法有，在切断的短纤维上处理丹宁，酒石酸锑钾等，利用在纤维表面生成的丹宁化合物的保水性，以保持表面通电性的方法和在切断的短纤维上附着表面活性剂、硅酸钠、硅胶等，并利用它们的结晶水，以保持表面通电性的方法。前者的方法主要在欧洲施行，而后者的方法在我国施行。
另外，通常，静电植绒时纤维表面的漏电电阻值为105乃至108Ω/cm范围时，就适合作为静电植绒用的短纤维，可得到充分的飞翔力。
但是，即使进行了需要的电沉积处理，但由于经常不能保证能满足静电植绒时的上述电阻值条件，因而，过去普遍采用，在植绒前将短纤维中的水分准确地调整(后调整)到20～25％，使表面的漏电电阻值在上述范围内，然后进行植绒加工的方法。
然而，过去的电沉积处理剂，其功能易受水分的影响，涂覆了这些处理剂的纤维表面的通电性根据周围的湿度变化而相当敏感地变动，因此，上述方法需要微妙的后调整，则存在难以进行全年稳定的作业的缺点。
另外还有一个缺点是，要进行回收基材上面没被植绒的短纤维，并除去其中的杂物之后重新利用于静电植绒的连续式静电植绒的情况下，在最初植绒时，即使把短纤维在湿度80％左右的最合适条件来调湿，但静电植绒后，用循环等方法回收未利用的短纤维之后，这些短纤维已变成非常干燥的状态，要使这些重新利用于下次的植绒，必须重新进行短纤维的水分调整。
此外，连续静电植绒时，也存在几次再利用短纤维以反复进行静电植绒期间，使用的短纤维混入水分率高低不同的各种纤维，使组成不均匀，因此，终究会发生不均匀的静电植绒的情况的问题。
另外，最近还开发了带有调湿装置的静电植绒机。但是，原料短纤维的水分率或周围环境的湿度等，根据几个因素而变动的情况存在，而其装置，对所说的变动不能进行满意的相应的处理，因此在这些装置的实际运转中就存在将短纤维必须经常调整到最合适范围(这不一定容易做到)的缺点。例如，若短纤维成为过份干燥的状态，其飞翔力大大下降，另一方面，如果短纤维湿润成要求以上时，短纤维相互间缠在一起，出现粘糊，有时产生块状物的情况，因而分离性明显下降。
无论是绝对干燥状态或者接近绝对干燥状态下的短纤维，都不能完全发挥其功能，而要靠电沉积处理使之变成一定范围的加湿状态下才开始充分发挥其功能，以上的不合适，不方便就是由这些过去的电沉积处理剂的性能而引起的。
另外，过去的电沉积处理剂，不仅是成为这些不合适，不方便的因素或者起因，而且在丹宁酸的情况下，就有降低染色牢固度，在硅酸钠的情况下，被植绒的纤维的手感变硬，另外粘接剂粘接力弱，而且也促进纤维老化的缺点。进而，在后者的情况下，存在着静电植绒过程中发现由于硅酸盐粉末等而造成的所谓发生白粉的问题。白粉，通过呼吸损害人的健康，因此需要通过高温处理等方法除去。
本发明考虑了上述的情况而做出，因而其目的在于，提供一种在干燥的环境下能够进行经常稳定的静电植绒，由此可以在静电植绒中反复利用的静电植绒用短纤维。
于是，本发明的目的在于通过这样干燥的环境中能够进行连续静电植绒，提供一种概不需要过去进行的静电植绒过程中的短纤维的水分调整的静电植绒用的短纤维。
因此，本发明要提供一种适应于不要所说的水分调整的静电植绒机中的调湿装置的设备，或者，不需要作为前处理的原料短纤维的水分调整工序的静电植绒用短纤维。
本发明者进行精心研究的结果，通过将短纤维的包括其端面的所有表面，由聚吡咯(ホリビロ-ル)等导电性聚合物物层，基本上或者完全进行涂覆，最好是使该导电性聚合物层的平均厚度为0.01～0.1μ，使短纤维的带电性及分离性基本上不受周围水分的影响，以经常良好地保持，因此，静电植绒中可以得到满意的飞翔力，并发能得到在干燥的环境中可以圆满而且稳定地进行连续式静电植绒的静电植绒短纤维，由此完成了本发明。
也就是说，本发明是关于静电植绒短纤维，其特征在于短纤维的含有其端面的所有表面，基本上乃至完全由导电性聚合物层涂覆。
根据本发明的短纤维，纤维长度方向的周面及前后两端面，基本上乃至完全由导电性聚合物层涂覆，因此通过涂覆，使表面的漏电电阻值调整为105～108Ω/cm的范围内。
最好是短纤维表面中没有被导电性聚合物涂覆的部分对全表面的比率为3％以下。
作为纤维的种类，天然、再生(半合成)或者合成纤维均可以，比较适合的纤维可以举出，芳香族聚酰胺纤维(商品名ケプラ-、ノ-メツクス、ユ-ネツクス等)，其他的聚酰胺纤维(6-尼龙、6，6-尼龙、4，6-尼龙等)、普通聚酯纤维、碱性染料可染性聚酯纤维、丙烯酸纤维、维尼纶纤维、再生纤维素纤维(人造丝)、羊毛纤维、木棉纤维、麻纤维、以及聚乙烯、聚丙烯和其他的复纺纤维等。另外，纤维也可以染色，可以用在纺丝阶段混入颜料等而进行着色的原着纤维。
另外，作为静电植绒短纤维的原料纤维，最好是登尼尔数；约1～65d，纤维长；0.3～6.0mm，而具有长径比为1∶30～1∶100时的上述纤维。如果长径比超过1∶100的纤维，有时不可能进行均匀的静电植绒。纤维的直径越大，越可以使用长径比较大的纤维，但纤维直径小的情况下，需要选择使用长径比较小的纤维。通常而言，纤维长为登尼尔数的0.3倍的长度(mm)的纤维，作为静电植绒的原料纤维最合适。
另外，作为导电性聚合物层，可以举出，例如，将吡咯、N-甲基吡咯、苯胺、噻吩、噻吩-3-磺酸或者这些的衍生物，作为单体进行聚合而得到的聚合物或者共聚物层，但如果能赋给上述导电性的聚合物层，都可以。
为形成这种导电性聚合物层而使用的单体，可以举例为，苯胺，以及邻氯苯胺、间氯苯胺、对氯苯胺、邻甲氧基苯胺、间甲氧基苯胺、对甲氧基苯胺、邻乙氧基苯胺、间乙氧基苯胺、对乙氧基苯胺、邻甲基苯胺、间甲基苯胺、对甲基苯胺等苯胺衍生物；噻吩、以及3-甲基噻吩、3-甲氧基噻吩等噻吩衍生物；吡咯、以及3，5-二甲基吡咯等的3，5-取代吡咯、4-甲基吡咯-3-羧酸甲基等3，4-取代吡咯、N-甲基吡咯等N-取代吡咯、3-甲基吡咯、3-辛基吡咯等3-取代吡咯等各种取代吡咯。
较好的导电性聚合物层为将吡咯、N-甲基吡咯、苯胺、噻吩、噻吩-3-磺酸作为单体进行聚合而得的聚合物或共聚物层。但是从纤维间的粘接强度，导电性程度，加工性的好坏考虑，特别好的导电性聚合物层为将吡咯作为单体进行聚合而得的聚合物层。
另外，导电性聚合物层的厚度，只要是能发挥上述的导电性和适度的分离性等，基本上都可以。但是，导电性聚合物层的平均厚度不到0.01μm时，由于纤维本身表面粗糙度的影响，难以形成均匀厚度的导电性聚合物层，其结果，对于短纤维不能付给为得到满意的飞翔力而需要的导电性的情况较多。另外，如果导电性聚合物层的平均厚度超过0.1μm时，虽然确保所需求的导电性，但会降低导电性聚合物层的耐磨耗度，或者由于导电性聚合物层变厚，比要求的电阻小，由此导电性变大，因此，在静电植绒时，短纤维相互间的接近或者接触时发生电火花，由此有植绒制品中明显出现表面的植绒密度浓淡不一的缺陷的情况。
因此，导电性聚合物层的厚度平均为0.01μm至0.1μm的范围内较好，或者是需要的。由于如此极薄的膜，通过导电性聚合物层的存在，不大损害纤维本身的手感，柔软性等。例如，用于汽车窗玻璃的挡风条的情况下，由于纤维的硬化极少，可以保持纤维本来的弹性得到滑动阻抗值稳定的制品。
合适的导电性聚合物层的厚度，在尼龙纤维、维尼纶纤维、纤维素纤维等浸透性纤维的情况下，通常为0.01～0.03μm左右，或者在聚酯纤维、酰胺纤维(アラミト)、丙烯纤维等非浸透性纤维的情况下通常为0.02～0.05μm左右。
而且，为了在纤维表面形成具有上述范围内厚度的导电性聚合物层，用于生成该聚合物的单体，根据纤维种类而多少不同，但通常，对纤维重量比而言需要添加约0.3～约1.0％的比例。例如，作为单体的一种的吡咯，对于3登尼尔，长度0.8mm的聚酯纤维(比重1.34)添加(以重量比)0.75％时，在纤维的周面及两端上形成平均厚度约为0.044(计算值)μm的吡咯聚合物层。
可是，即使使用等量的单体，在纤维表面形成的导电性聚合物层的厚度，根据纤维的表面形状(粗糙度)，多孔性，纤维组成等而不同。例如，在聚酯纤维，酰胺纤维等非浸透性纤维的情况下，形成由添加单体量计算出的平均厚度几乎相等的平均厚度的导电性聚合物层，但在6-尼龙纤维、6，6-尼龙纤维、维尼纶纤维等浸透性纤维的情况下，就形成比由添加单体量计算出的平均厚度稍薄的平均厚度的导电性聚合物层。另外，导电性聚合物层的厚度，根据下述的处理液中的纤维分散条件等而变化。
如上所述的导电性聚合物层，通常是在含纤维的处理液中，用氧化聚合剂触媒进行单体的聚合反应时，通过生成的导电性聚合物与处理液中的纤维结合以涂覆表面而形成的。
因此，明确地说，本发明涉及在含短纤维(被染色也可以)的处理液中，以化学氧化聚合剂为催化剂，与根据需要而添加的掺杂剂和/或表面张力降低剂(含表面活性剂)进行单体聚合反应，并将生成的导电性聚合物涂覆在处理液中的纤维表面上而成的静电植绒用短纤维的制造方法。
该方法中使用的较好的单体可以举出，由吡咯、N-甲基吡咯、苯胺、噻吩以及噻吩-3-磺酸之中选择的一种或者二种以上的单体，而特别好的是吡咯。
向处理液中添加单体及化学氧化聚合剂是将两者一起添加的顺序，或者先添加单体，此后添加化学氧化聚合剂的顺序进行也可以。而且催化的化学氧化聚合剂，一次添加也可以，或者分几次添加，或以少量连续添加也可以。
单体的聚合反应，尽量缓慢进行为好。其温度条件是低温为好，2℃～35℃，更好的是2℃～25℃。
若聚合速度过快，水相中的反应急速(一瞬间)进行，则聚合体难以附着于纤维表面，在水槽中形成游离的聚合体粒子。
聚合反应是将处理液搅拌或者边循环边进行。进行单体聚合，并在此间降低溶解度时，生成的聚合物尤其在纤维表面选择性地析出或者附着。由此，本反应是极定量性的。
另外，为了使短纤维上尽管在下述各种静电植绒方式中也都产生满意的飞翔力，需要将短纤维的包括其端面的全部表面，用导电性聚合物层基本上进行涂覆，并希望将纤维的基本上为全部的表面，用导电性聚合物以均匀厚度进行涂覆。
由此观点考虑，本发明的短纤维，最好是在含纤维的浆状处理液中，将其搅拌或者边循环，边使电沉积处理用的单体进行聚合反应，以在纤维表面形成导电性聚合物层。此时，浆状处理液中，对1份重量的纤维使处理液为8份重量乃至15的比例为特别好。搅拌速度没有特别限定，但从有必要防止短纤维沉降而考虑，例如，使用聚酯纤维时的搅拌速度要比使用聚酰胺纤维时更高速是有必要的。
本发明的短纤维可以使用长纤维进行所谓电沉积处理，此后将被处理的纤维以特定尺寸切断而作成短纤维。
例如，将圆形状的纤维束切成直线状态之后，按特定的尺寸切断作成短纤维时，切断面，即短纤维的端面上虽然不形成导电性聚合物层，但其端面的面积对短纤维的全表面积而言仅为0.3～1.2％左右，对短纤维的飞翔性不会产生实质上的影响。对于聚酰胺纤维，维尼纶纤维等，由于其单体向纤维内部扩散，因而即使将纤维束状态物质进行电沉积处理后切断，所得的短纤维其断面的外周或者端面的全面有被导电化的情况。此时，对短纤维全表面而言没有被导电化的面积比例更小。
以纤维束状态进行电沉积处理时，由于纤维的集束状态变成最密填充状态，因而其纤维表面难以导电性聚合物层均匀地进行涂覆，而且，将其切断成短纤维时发生损失。因此，考虑电沉积处理时的成本等，最好切断长纤维，然后将其在浆状处理液中进行电沉积处理。
因此，本发明还涉及将单体的聚合反应，在合有长纤维(染色的也可以)的处理液中，以化学氧化聚合剂为催化剂，并根据需要添加掺杂剂和，或表面张力降低剂(含表面活性剂)同时进行反应，并把生成的导电性聚合物涂覆在处理液中的纤维表面上，此后将涂覆的长纤维切断成短纤维的，静电植绒用短纤维的制造方法。该方法中使用的较好的单体可以举出和将短纤维为原料的上述制造方法的情况同样的单体。
作为催化剂的化学氧化聚合剂可以使用促进上述单体聚合的一般物质，例如，可以举出，过硫酸、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等过硫酸盐类；或者氯化铁、高氯酸铁、硫酸铁、硝酸铁、高碘酸铁、柠檬酸铁、对甲苯磺酸铁等铁盐；或者，高锰酸、高锰酸钾等高锰酸盐；三氧化铬等铬盐；或者氯、溴、碘等卤素；过氧化氢，过氧化苯等过氧化物；氯化铜等金属氯化物等。特别好的是水溶性铁盐。
化学氧化聚合剂可为上述的各化合物单独，或者这些化合物的适当的组合，通常对每1摩尔单体使用约1至3摩尔的比例。
另外，在上述单体的聚合中，如果需要，为了提高纤维的导电性可以并用掺杂剂。这些掺杂剂适合在PH1～5，更好的是在PH1～3的条件下使用。
合适的掺杂剂可以举例为对甲苯磺酸、苯磺酸、一氯苯磺酸、二氯苯磺酸、三氯苯磺酸、萘磺酸、异丙基萘磺酸、月桂基苯磺酸、萘基二磺酸、萘基三磺酸、磺基水杨酸以及其它的芳香族磺酸；或者高氯酸、盐酸、硫酸、硝酸、三氟磺酸等。特别好的是芳香族磺酸或者其碱金属盐。
另外，为了在纤维表面形成均匀的导电性聚合物薄膜，在处理液中可以进一步添加表面张力降低剂。
作为表面张力降低剂，除了表面活性剂之外，可以举出有机溶剂以及硅系、亚次乙基醇系或者氟树脂消泡剂等。表面活性剂，可以改善纤维表面的浸润性，而且，醇类也是与水混合，为改善纤维表面的浸润性而附加地混合的。
作为上述表面活性剂，可以举例烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基磺基琥珀酸钠、聚氧亚烷基磺酸钠、烷基萘磺酸钠等阴离子型表面活性剂；或者，聚乙二醇/聚丙醇嵌段共聚物、聚乙二醇烷基醚、聚乙二醇烷基苯基醚等非离子型表面活性剂。
另外，作为上述的有机溶剂，可以举出，例如，甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、异丁醇、异戊醇等醇类，二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二噁烷、乙腈、环己烷、丁酮、丙酮等。
表面张力降低剂的添加量，通常以极少量或少量就可满足，例如，在表面活性剂的情况下，对处理液的总重量而言，添加约0.01～约2％的范围内的量就足够，而在醇类的情况下，对处理液的总重量而言添加约0.1～约5％的范围就足够。
另外，上述单体的聚合，合适的是在PH1～4的状态下进行，在其范围内有效地得到希望的导电性聚合物。
于是，聚合反应结束后，可以水洗纤维，但此时，根据需要，为了防止短纤维相互间的缠结，也可以少量添加硬脂酰胺等、柔软剂或者平滑剂等。
另外，作为原料纤维，使用聚酯等原纤维时，在形成导电性聚合物层之前，最好预先洗涤、除去由纤维内部渗出聚合反应处理液中的表面活性剂或油状物。
进而，本发明的电沉积处理(导电性聚合物层的形成)可以在染色后进行，也可以在染色前进行。但是，聚酯纤维的碱性染色，由于引起脱沉积膜，降低导电性，因此，进行碱性染色的情况下，有必要在上述电沉积处理前进行其染色而在染色后为慎重起见，最好是进行酸洗。另外，电沉积处理后的染色，需要在酸性条件下进行。
用原液染色纤维，或者对纤维进行染色的方法，使由于染色引起的色相与导电性聚合物的色相相结合，得到富有多种色调的短纤维。
作为所用的染料，根据纤维而不同，可以举出酸性染料、铬配位化合物金属配位盐染料、分散染料、阳离子染料、反应性染料等。
尤其是在聚酯纤维中，用分散染料进行染色时需要还原洗涤，但该还原洗涤促进脱导电性聚合物的沉积膜，因而在染色后需要导电化。其他的聚酰胺纤维、丙烯纤维等情况下，不需要还原洗涤。
这样，上述电沉积处理后，对纤维进行干燥，但在短纤维情况的干燥，为了抑制短纤维相互的缠结到最小限度，最好使用将短纤维作成浆状乃至将其用离心分离而成的脱水状态的短纤维，在流动槽内通过与热空气流接触来进行干燥的流动槽干燥法。用这种干燥法的情况下，为了更好地进行运转，采用其温度约为120～约180℃，槽内停留时间0.1～5秒的条件。用该条件进行干燥时，可以容易得到具有5％左右水分的本发明的短纤维。相反，将通过离心分离脱水而袋装的短纤维放入转鼓中，并用热风循环而进行加热的干燥法的情况下，不仅需要长的干燥时间，而且还存在短纤维的分离性恶化的缺点，因而不好。
本发明的短纤维，经上述各种过程而制造。其含水分率通常为约1至5％的公认的含水分率程度，与过去的含水率20～25％(后被调整的植绒时的值)相比已为非常低，因此可以轻质化，适合于运输和使用。导电性聚合物层由于实质上不受水分的影响，即使在高湿度范围内的环境大气中，也维持其含水分率为约1至5％，几乎不变化。本发明的短纤维经常保持着几乎绝对干燥的状态。因此，也可以改善短纤维的染色牢固度，进而降低运输成本。
还有，为使本发明的短纤维容易理解，下面表示其典型的短纤维诸特性。
单丝纤度 D 约1至约65登尼尔纤维长 0.3至6mm长径比 约1∶30至约1∶100表面漏电电阻值 设定为105至108Ω/cm。
(遵照日本短纤维工业会测定法。)含水分量约1至约5％导电性聚合物层的厚度约0.01μm至约0.1μm导电性聚合物的原料单体的添加量0.3至1.0％(对纤维重量比)导电性聚合物层涂覆时用的纯水的导电率5μs以下D/M比 2.5至250决定原料单体的添加量(对纤维重量比)时，原料纤维由于长径比大，其两端面的面积与全体的表面积相比最大为1～3％，因而非常小，可以完全忽略。因此，使用通常可以使用的纤度1～65登尼尔，纤维长0.3～6mm的原料纤维时，较好的是应使用遵照下面的关系式(1)而得的量。
D/M＝2.5×(式中，x为1至100的范围) ...(1)因此，用3登尼尔的原料纤维时，D/M比约为2至4，用15登尼尔的原料纤维时D/M比约为10至20，于是用65登尼尔的原料纤维时，D/M比约为150至250的范围分别为好的范围。
另外，上述关系式，特别适合于聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯纤维等。
这样，本发明的短纤维，可以利用于与过去同样的静电植绒，并由此可以制造各种各样的静电植绒制品。静电植绒的方式，没有特殊的限定，上行式(アツプ式)静电植绒法、下行式静电植绒法或者周边式静电植绒法均可以。另外，用流动槽型静电植绒机，由本发明的短纤维也可以制造汽车内装饰部件等的静电植绒制品。
因此，本发明进而涉及将上述的静电植绒用短纤维作为原料，按上行式静电植绒法、下行式静电植绒法或者周边式静电植绒法、或者用流动槽型静电植绒机，通过在基材的应植绒的表面上进行静电植绒，所制造成的静电植绒制品。
另外，在静电植绒结束后，通过适当的涂层处理，例如在其酸浓度0.01～1摩尔/升，较好是其温度10～90℃的溶液中进行浸渍处理，也能够使掺杂剂附在植绒品的短纤维上，进一步提高导电性。
本发明由于短纤维的表面实质上由导电性聚合物层涂覆，可使其表面漏电电阻值容易调整到适合于静电植绒的范围，因此，通过发挥其带电防止功能，可以将在几乎绝对干燥的状态下得到的本短纤维利用于静电植绒中。
尤其是，由于所谓的导电性聚合物的涂覆层的性质，短纤维本身很难受水分的影响，因此其良好的防静电干扰功能不受周围气氛的湿度条件(湿润，干燥)影响而几乎保持一定。因此，不必进行过去那种后调整，在上行式、下行式等任何方式的静电植绒中都可以得到满意的飞翔力。
另外，特别是在本发明中，不仅仅是短纤维的周面，而且是包括前后两端面的所有表面上涂覆导电性聚合物层的短纤维而言，使短纤维对于在应植绒的基材表面，以直角的方向植入而确实可以植绒，因此，抑制了不良制品的发生率，能够生产较高质量的植绒品。这是在静电植绒过程中，附加高电压时，在一侧端面产生+电荷，而在另一侧端面产生-电荷，明显出现分极，因此，可以认为短纤维对于应植绒的基材表面按直角的方向而被植入。
进而，本发明通过难以受水分影响的导电性聚合物层的特殊性质，使短纤维的分离性(处理性)不受因周围的水分、湿气的高低而产生的坏影响。因此，不产生短纤维表面的粘糊，短纤维的纠缠，缠结而引起的块状物的发生，或者短纤维间的相互接触而引起的产生火花等的不合适。
如上述记载，根据本发明，短纤维的带电性及分离性，实质上不受周围水分的影响，在其目的范围内、条件下保持稳定，因而经常可以得到静电植绒过程中满意的飞翔力，因此在任何植绒方式中都可以进行稳定的静电植绒。
特别是根据本发明，由于本短纤维几乎处在绝对干燥状态，因而将其在干燥的环境中可以反复利用于静电植绒中，因此可以圆满而稳定地进行连续式静电植绒。
因此，由于可以在干燥的环境中进行连续静电植绒，在本发明中可以获得一概不要过去进行的静电植绒过程中的短纤维的水分调整(后调整)，进而不需要如在静电植绒机中的调湿装置的设备，或者作为前处理的原料短纤维水分调整等的效果。
进一步，使用本发明的短纤维，能够整齐而且对于基材表面以直立的状态进行静电植绒，而且其分布没有深浅不均的斑点而均匀，而且也没有纠缠，缠结等缺陷，可以提供高质量静电植绒品。
下面，通过实施例详细说明本发明。
实施例1将切断的6，6-尼龙纤维(纤度3登尼尔，纤维长0.5mm)，用金属配位盐染料Kayakalan Black(日本化药株式会社制)，在95℃×60分钟的条件下进行染色，以后进行充分的水洗。然后，对于纤维的重量比，以0.63％的量使用吡咯单体将其在水中，和经染色的6，6-尼龙纤维一起，边搅拌，边以过硫酸铵作为催化剂，在5℃下，继续进行240分钟的聚合反应。然后，充分水洗6，6-尼龙纤维，接着干燥至其水分为2.5％。
经测定，所得的短纤维表面漏电电阻值为3×106Ω/cm。
另外，用该短纤维进行上行式、下行式及流动槽型的三种类型的静电植绒(附加电压50～80kv)时，不管哪一种方式，其短纤维的飞翔力都十分高，向涂敷完粘接剂的2/1纬纱基料(聚酯/木棉＝65/35，厚度0.15mm)上的植绒也是均匀而良好。实施例2将切断的丙烯纤维(纤度1.3登尼尔，纤维长0.4mm)预先充分水洗，除去表面活性剂，油剂部分之后，放入水中，然后添加作为单体的0.35％(对纤维重量比)N-甲基吡咯及0.3％(对纤维重量比)的吡咯，边搅拌，边以氯化铁为催化剂，在5℃下继续聚合200分钟。此后，充分水洗丙烯纤维，然后干燥至其水分为2.5％。
经测定，所得短纤维的表面漏电电阻值为7×107Ω/cm。
另外，用该短纤维，在与实施例1同样的条件下进行植绒时，与实施例1同样，不管哪一种植绒方式，都能得到好的飞翔力和满意的结果。
实施例3将切断的6-尼龙纤维(纤度1.5登尼尔，纤维长0.5mm)，磨碎型酸性染料、染料卡雅诺尔靡碎黑颜料(日本化药株式会社制)，以90℃×60分钟的条件进行染色，并在此后进行充分水洗。然后，作为单体，对纤维的重量比而言以1.0％的量使用对甲苯磺酸苯胺，并使其在水中，以过硫酸钾作为催化剂，与经染色的6-尼龙纤维在一起边搅拌，同时在5℃继续了适当时间的聚合反应。此后，充分水洗6-尼龙纤维，然后干燥至其水分为3.5％为止。
经测定，所得的短纤维表面漏电电阻值为1×108Ω/cm。
另外，用该短纤维，在与实施例1同样的条件进行静电植绒时，不管哪种植绒方式中也都与实施例1同样，得到良好的飞翔力及满意的结果。
实施例4将切断的对系芳香聚酰胺纤维(纤度2.0登尼尔，纤维长0.5mm)，以及将对纤维重量比为0.5％量的吡咯单体加入水中，边搅拌，同时以过硫酸铵作为催化剂，在3℃继续进行聚合反应240分钟。然后，充分水洗上述纤维，接着干燥至其水分为1.0％为止。
所得的短纤维呈暗绿色，经测定，其表面漏电电阻值为3×107Ω/cm。
另外，用该短纤维，在与实施例1同样的条件下进行静电植绒时，不管哪一种方式都与实施例1同样，得到良好的飞翔力及满意的结果。
比较例1将聚乙烯对苯二甲酸纤维(纤度15登尼尔，纤维长2.1mm)，用分散染料卡雅隆聚酯黑颜料(日本化药株式会社制)，在130℃×60分钟的条件下进行染色，然后用硫酸氢盐/氢氧化钠混合液进行60℃×20分钟的还原洗涤。然后，用硅酸钠，按过去的常法进行电沉积处理，制造了植绒用的短纤维。
用流动槽型静电植绒机，使短纤维的含水分率调整到0.5％、3.0％及18％，并在与实施例1相同的基材上进行静电植绒(附加电压60KV)。含水分率为0.5％及3.0的情况下，得不到充分的飞翔力，不能进行均匀的植绒，而在含水分率为18％的情况下，虽然能够进行某种程度的植绒，但不能回收短纤维和重复再利用于连续式植绒。
根据以上各例的静电植绒试验结果，概括表示在下面表1中。
表1短纤维 含水分率静电植绒方式附加电压 结果No.1 实施例12.5％ 上行方式60KV ◎No.2 实施例12.5％ 下行方式60KV ◎No.3 实施例12.5％ 流动槽方式 60KV ◎No.4 实施例22.5％ 上行方式60KV ◎No.5 实施例22.5％ 下行方式60KV ◎No.6 实施例22.5％ 流动槽方式 60KV ◎No.7 实施例33.5％ 上行方式60KV ◎No.8 实施例33.5％ 下行方式60KV ◎No.9 实施例33.5％ 流动槽方式 60KV ◎No.10 实施例41.0％ 上行方式60KV ◎No.11 实施例41.0％ 下行方式60KV ◎No.12 实施例41.0％ 流动槽方式 60KV ◎No.13 比较例10.5％ 流动槽方式 60KV ×No.14 比较例13.0％ 流动槽方式 60KV ×No.15 比较例118％流动槽方式 60KV ○注)◎表示对短纤维可以得到充分的飞翔力，静电植绒均匀而且非常好。
○表示对短纤维可以得到需要的飞翔力，静电植绒也好，但不可能连续式静电植绒。
×表示不能得到对短纤维需要的飞翔力，静电植绒不好。
实施例5按一定长度切断的聚酯纤维(纤度3.0登尼尔，纤维长0.8mm)1Kg和吡咯单体8.3g(对纤维重量比0.83％)放进水中，并将氯化铁50.2g作为催化剂，使液温为3℃，边搅拌，边继续进行3小时的聚合反应。此后，充分水洗聚酯纤维，然后按流动槽干燥法在160℃进行干燥。
所得的短纤维，其表面漏电电阻值为4.0×105Ω/cm，含水分率为1.5％。
另外，对于该短纤维，使用上行式植绒机、下行式植绒机，流动槽型边式植绒机以及流动槽型上下行植绒机，进行静电植绒(附加电压50～80KV)时，不管哪种植绒方式都不进行特别的后调整，显示了充分高的飞翔力，可得到高质量静电植绒制品。
还有，附图中的
图1至图3表示，关于以上的实施例等，用电子显微镜放大的短纤维等的，拍摄其前端部位的显微照片。其中，照片右下部分中的白线的长度表示50μm(图1)或者20μm(图2、图3)。
在图1中示出对于聚酯纤维施以用硅酸钠电沉积处理的过去的静电植绒用短纤维，图2表示的是聚酯纤维(纤度1.5登尼尔)的所有表面，由吡咯聚合物层完全涂覆的，相当于实施例5的本发明静电植绒用短纤维，进而，图3表示的是，图2短纤维之原料的聚酯纤维的原液染色丝(其表面上没有形成吡咯聚合物层)。
实施例6按照特开平3-163709号公报的实例1的方法，在卷丝管上卷绕6，6-尼龙连续纤维(纤度3登尼尔)，并将其与水20立升，吡咯13.4g和氯化铁64.9g配成的18℃的处理液一起放入槽中，使该处理液反复通过卷丝管内纤维间隙，以进行导电化处理，得到了表面漏电电阻值为1.0×106Ω/cm的长纤维。
此后，将导电处理的6，6-尼龙长纤维切成0.5mm长度，然后，将其在与实施例1同样的方法，条件下进行静电植绒，所得的制品的植绒，被认为对基材表面没有按直角方向植入的纤维很少，可以得到充分的飞翔力，能够进行式静电植绒。
图1表示，对聚酯纤维施以用硅酸钠电沉积处理的过去静电植绒用短纤维，用电子显微镜拍摄短纤维顶端部位的放大的显微照片。另外，照片右下部分中的白线长度表示50μm。
图2表示，对于包括聚酯纤维(纤度1.5登尼尔)端面的所有表面由吡咯聚合物层完全涂覆的，根据本发明的静电植绒用短纤维，用电子显微镜拍摄其顶端部的放大的显微照片。还有，照片右下部分中的白线长度表示20μm。
图3表示，对于图2的聚酯纤维的原液染色丝(其表面上没有形成吡咯聚合物层)，用电子显微镜拍摄其顶端部的放大的显微照片。另外，照片右下部分中的白线长度表示20μm。
权利要求
1.静电植绒用短纤维，其特征在于包括短纤维端面的所有表面，由导电性聚合物层基本上乃至完全涂覆。
2.权利要求1中记载的短纤维，其特征在于在短纤维表面中没有被导电性聚合物层涂覆的部分对全表面的比例为3％以下。
3.权利要求1或权利要求2中记载的短纤维，其特征在于短纤维是被染色的。
4.权利要求1或权利要求2中记载的短纤维，其特征在于导电性聚合物层的厚度平均为0.01μm至0.1μm的范围。
5.权利要求1或权利要求2中记载的短纤维，其特征在于导电性聚合物层是将选自吡咯、N-甲基吡咯、苯胺、噻吩以及噻吩-3-磺酸的一种或者二种以上的单体进行聚合而形成的聚合物层或者共聚物层。
6.权利要求3中记载的短纤维，其特征在于导电性聚合物层是将选自吡咯、N-甲基吡咯、苯胺、噻吩以及噻吩-3-磺酸中的一种或者二种单体，进行聚合而形成的聚合物层或者共聚物层。
7.权利要求5中记载的短纤维，其特征在于导电性聚合物层是将吡咯作为单体，进行聚合而得的聚合物层。
8.权利要求6中记载的短纤维，其特征在于导电性聚合物层是将吡咯作为单体，进行聚合而得的聚合物层。
9.权利要求4中记载的短纤维，其特征在于导电性聚合物层是将选自吡咯、N-甲基吡咯、苯胺、噻吩以及噻吩-3-磺酸中的一种或者二种以上的单体，进行聚合而形成的聚合物层或者共聚物层。
10.权利要求1或者权利要求2中记载的短纤维，其特征在于导电性聚合物层的厚度为，当短纤维为浸透性纤维时平均大约为0.01μm至0.03μm，而短纤维为非浸透性纤维时，平均大约为0.02μm至0.05μm。
11.权利要求1、权利要求2、权利要求7或者权利要求8中记载的短纤维，其特征在于短纤维由天然纤维或者半合成纤维或者合成纤维作成，而且纤维的长径比为1∶30～1∶100的范围。
12.权利要求1、权利要求2、权利要求7或者权利要求8中记载的短纤维，其特征在于短纤维的表面漏电电阻值为105Ω/cm至108Ω/cm。
13.权利要求1或者权利要求2中记载的静电植绒用短纤维的制造方法，在含短纤维的处理液中，以化学氧化聚合剂为催化剂，并根据需要添加掺杂剂和/或表面张力降低剂，进行单体的聚合反应，同时将生成的导电性聚合物涂覆在处理液中的纤维表面上。
14.权利要求1或者权利要求2中记载的静电植绒用短纤维的制造方法，在含长纤维的处理液中，以化学氧化聚合剂为催化剂，并根据需要添加掺杂剂和/或表面张力降低剂，进行单体聚合反应，同时将生成的导电性聚合物涂覆在处理液中的纤维表面上，此后切断涂覆的长纤维以作成短纤维。
15.权利要求13或者权利要求14中记载的制造方法，其中作为单体使用选自吡咯、N-甲基吡咯、苯胺、噻吩及噻吩-3-磺酸中的一种或者二种以上的单体。
16.权利要求15中记载的制造方法，其中作为单体使用吡咯。
17.权利要求13、权利要求14或者权利要求16中记载的制造方法，其中使用的短纤维或者长纤维是被染色的纤维。
18.权利要求13、权利要求14或者权利要求16中记载的制造方法，其中作为催化剂使用的化学氧化聚合剂为水溶性铁盐。
19.权利要求13、权利要求14或者权利要求16中记载的制造方法，其中聚合反应结束后，将涂覆的纤维与柔软剂或平滑剂一起进行水洗。
20.用权利要求13至权利要求19中的任意一项中记载的方法制造的静电植绒用短纤维。
21.将权利要求1至12及权利要求20中的任意一项记载的静电植绒用短纤维作为原料，按照上行式静电植绒法、下行式静电植绒法、上下行式静电植绒法或边式静电植绒法，或者用流动槽型静电植绒机，在基材的应植绒表面上进行静电植绒而制成的静电植绒制品。
全文摘要
静电植绒用的短纤维，所有表面由导电性聚合物层涂覆，非涂覆比例为3％以下。导电性聚合物层的厚度平均为0.01至0.1μm，而且由吡咯、N-甲基吡啶、苯胺、噻吩作为单体的聚合物或者共聚物组成。本发明的短纤维几乎是绝对干燥状态，由于其带电性及分离性不受周围水分的影响，因而在静电植绒过程中总是得到满意的飞翔力。因此，不需要现有技术的后调整，例如，不需要静电植绒机中的调湿装置的设备或者作为前处理的原料短纤维的水分调整等。
文档编号H01B1/12GK1111170SQ9312039
公开日1995年11月8日 申请日期1993年10月22日 优先权日1992年10月23日
发明者沟口郁夫, 伊藤守 申请人:阿基莱斯株式会社