JP5545989B2 - ナノファイバシート - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、水溶性高分子を水などの溶媒に溶解した溶液を用い、電解紡糸法によって製造された水溶性電解紡糸シートが記載されている。
水溶性高分子化合物及び水不溶性高分子化合物は混在状態でナノファイバ中に含まれていることが好ましい。混在状態とは、例えば、水不溶性高分子化合物と水溶性高分子化合物が芯鞘状、もしくは層状に積層されていたり、水不溶性高分子化合物からなるナノファイバの内部に水溶性高分子化合物が海島状、ラメラ状に分散した状態となっていることをいう。
例えば、他のものに付着した状態で収縮させることにより、該他のものに収縮力を作用させてそのものに変化を生じさせることができる。
ナノファイバシートを付着させる付着対象物としては、例えば、ヒトの皮膚や頭髪、体毛、ヒト以外の動物、例えばペット等の皮膚や毛、歯、植物の枝や葉、高分子材料表面、金属等の無機物等が挙げられる。
ナノファイバシートをヒトの肌に付着させた状態で収縮させることで、該肌を引き締めることができる。また、ナノファイバシートをヒトの頭髪や他の毛髪等に付着させた状態で収縮させることで、該毛髪をカールさせることもできる。
更に、ナノファイバシートの収縮現象を利用することで、水と接触したかどうかのセンサーとして使用することもできる。
ナノファイバシートを付着対象物に付着させるための水性溶液としては、各種公知の化粧水等を用いることもでき、ナノファイバシートに収縮を生じさせるための水としては、化粧水中の水や水蒸気、高湿度の空気中の水分を利用することもできる。
水溶性高分子化合物としてプルラン(林原商事(株))を用いた。また、水不溶性高分子化合物の原料として、ナノファイバ形成後に不溶化処理できる完全鹸化ポリビニルアルコール(PVA117、クラレ(株)鹸化度:99%以上)を用いた。これらを水に溶解して、電解紡糸用の原料液(ES用溶液)を得た。この原料液における各成分の濃度は、プルランが4.6%、完全鹸化ポリビニルアルコール(完全鹸化PVA)が7%、水が88.4%であった。
この原料液を用い、図1に示す装置によって、電解紡糸を行い、コレクタ33の表面に配置されたポリエチレンテレフタレートメッシュ(ボルティングクロス テトロンT−No.120T、東京スクリーン(株))の表面にナノファイバシートを形成した。電界紡糸法の条件は以下のとおりとした。
・印加電圧:30kV
・キャピラリ−コレクタ間距離:165mm
・水溶液吐出量:1.0ml/h
・環境:26℃、39%RH
原料液を調製する際のプルランとPVA117の配合比を表1に示すように代えた以外は、実施例1と同様にして、ナノファイバシート中のプルランと完全鹸化PVAの割合が、プルラン60%、完全鹸化PVA40%のナノファイバシート(実施例2)、プルラン80%、完全鹸化PVA20%のナノファイバシート(実施例3)、及びプルラン90%、完全鹸化PVA10%のナノファイバシート(実施例4)を得た。
原料液を調整する際に、プルラン(林原商事(株))、部分鹸化ポリビニルアルコール(PVA217 鹸化度:88%、クラレ(株))及び架橋剤(オルガチックスTC−310((株)マツモト交商製))を水に溶解して、電解紡糸用の原料液(ES用溶液)を得た。この原料液における各成分の濃度は、プルラン1.1%、部分鹸化PVA10.1%、架橋剤1.1%、水87.7%であった。架橋剤は、部分鹸化PVAを架橋させて耐水化するために加えた。それ以外は、実施例1と同様にして、プルラン、PVA及び架橋剤のナノファイバーシートにおける各成分の比率が、プルラン9%、PVA82%及び架橋剤9%のナノファイバシートを得た。
そして、得られたナノファイバシートを150℃30分間加熱処理し、部分鹸化PVAを架橋させ耐水化した。このようにして、水溶性高分子化合物(プルラン)及び水溶性高分子化合物を架橋により耐水化した水不溶性高分子化合物(部分鹸化PVA)を含有するナノファイバシートを得た。
水溶性高分子化合物としてプルラン(林原商事(株))を用いた。また、水不溶性高分子化合物の原料として、水溶性ポリエステル(Z−3310、互応化学(株))を用いた。これらを水に溶解して、電解紡糸用の原料液(ES用溶液)を得た。この原料液における各成分の濃度は、プルランが6.8%、水溶性ポリエステルが15.8%、水が77.4%であった。
この原料液を用い、図1に示す装置によって、電解紡糸を行い、コレクタ33の表面に配置されたポリエチレンテレフタレートメッシュ(ボルティングクロス テトロンT−No.120T、東京スクリーン(株))の表面にナノファイバシートを形成した。電界紡糸法の条件は以下のとおりとした。
得られたナノファイバシートにおける各成分の割合は、プルランが30%、水溶性ポリエステルが70%であった。
・印加電圧:25kV
・キャピラリ−コレクタ間距離:185mm
・水溶液吐出量:1.0ml/h
・環境:31℃、21%RH
プルランのみを水に溶解して原料液(ES用溶液)とした以外は、実施例1と同様にして、電解紡糸を行った。
〔比較例2〕
PVA117のみを水に溶解して原料液(ES用溶液)とした以外は、実施例1と同様にして、電解紡糸を行った。
〔ナノファイバの形成性〕
実施例及び比較例で得られたナノファイバシート又は堆積物を、走査型電子顕微鏡(SEM)にて観察し、以下の評価基準でナノファイバの形成性について評価した。その結果を表2に示す。
○:繊維径3000nm以下のほぼ均一な繊維径を持つナノファイバーが観察され、且つシートとして取り扱いができる。
△:繊維径3000nm以下のナノファイバーが観察されるが、コレクターから剥離することができない。もしくはシート強度が無く、取り扱いが出来ない。
×:繊維形態が観察されない。
実施例及び比較例のうちナノファイバシートが得られたものについて、下記の方法により収縮度を測定した。その結果を表2に示す。
〔収縮度の測定方法〕
ナノファイバシートから縦横4cmの正方形状の測定片を切り出し、イオン交換水を満たしたトレイに浮べ、24時間静置する。その後、水面上のナノファイバシートの面積を算出して以下の式より収縮率を算出する。
初期ナノファイバシート面積:A1
水に浸漬した24時間後のナノファイバシート面積:A2
収縮率=(A1−A2)/A1×100 (%)
31 シリンジ
31a シリンダ
31b ピストン
31c キャピラリ
32 高電圧源
33 導電性コレクタ
Claims (4)
- 水溶性高分子化合物及び水不溶性高分子化合物を含むナノファイバを含み、水との接触により収縮するナノファイバシートであって、
前記水不溶性高分子化合物は、ナノファイバ形成前においては水溶性を示し、ナノファイバ形成後に、不溶化処理により不溶化させたものであり、
前記不溶化処理は、加熱処理、架橋処理又は乾燥である、ナノファイバシート。 - 前記ナノファイバシート中の水溶性高分子化合物の割合が30〜90質量%である請求項1記載のナノファイバシート
- 前記水溶性高分子化合物及び前記水不溶性高分子化合物は混在状態で前記ナノファイバ中に含まれている請求項1又は2記載のナノファイバシート。
- 前記水不溶性高分子化合物がポリビニルアルコールである請求項1〜3の何れか1項に記載のナノファイバシート。
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