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繊維表面のゼータ電位

3.繊維物質の表面とゼータ電位

繊維は通常、天然繊維と合成繊維とに区別されます。水に対する親和性に関して分類するならば、親水性繊維と疎水性繊維に大別されます。
一般に天然繊維は親水性繊維、合成繊維は疎水性繊維に属するといわれています。
また、繊維はその荷電状態より区別すれば、酸性基を持つ陰性繊維と酸性基と塩基性基の両方を有する両性繊維に分類できます。
木綿は、漂白あるいは空気酸化などによって一部酸化されてカルボキシル基をもち、水中ではいずれも負荷電を示すため、陰性繊維と言われています。羊毛や絹などの動物繊維やナイロンなどの合成繊維は両性繊維に分類され、有する酸性基および塩基性基のため等電点を示すことが知られています。
このように、各種繊維の構造あるいは性質における差異は溶液中の繊維の表面状態に反映しているので、ゼータ電位を測定することは非常に重要です。

また、繊維の吸湿性、表面染色性や洗浄とは密接な関係があります。たとえば、酸性染料と呼ばれるアゾ系あるいはアントラキノン系のスルホン酸あるいはカルボン酸のナトリウム塩は、両性繊維をよく染めるが、酸性繊維の木綿には染着しません。
さらに、染色の際には、均一に、堅牢度や再現性よく染色するために、均染剤、分散均染剤、湿潤堅牢度増進剤などを添加しますが、染色の品質と繊維のゼータ電位は密接な関係があり、多くの研究が行われています。

図3.繊維状、糸状サンプルの表面ゼータ電位測定の概念図
図3.繊維状、糸状サンプルの表面ゼータ電位測定の概念図

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