JP7040909B2 - 繊維の製造方法及び溶融電界紡糸用組成物 - Google Patents
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Description
前記イオン性界面活性剤の質量に対する、非イオン性界面活性剤の質量の比が0.1以上5以下である組成物を溶融電界紡糸する繊維の製造方法を提供するものである。
前記帯電剤の質量に対する、非イオン性界面活性剤からなる分散剤の質量の比が0.1以上5以下である、溶融電界紡糸用組成物を提供するものである。
図1に示す製造装置10を用いて、原料の熱可塑性樹脂としてポリプロピレン(PP;PolyMirae社製、MF650Y)と、イオン性界面活性剤としてアルカンスルホン酸ナトリウム(SAS;バイエル社製、メルソラートH95、アルキル基の炭素数10~18)と、非イオン性界面活性剤としてジグリセリン脂肪酸エステル(ジグリセリンモノラウレート;理研ビタミン社製、ポエムDL-100)とを表1に示す分量で筐体11内に供給し、これらを筐体11内で加熱溶融しながら混練した後、溶融電界紡糸用組成物からなる繊維を製造した。製造条件は以下のとおりとした。
・製造環境:27℃、50%RH
・筐体11内の加熱温度:220℃
・溶融液Rの吐出量:127g/hr
・吐出ノズル先端部14(ステンレス製)への印加電圧:0kV(アースに接地されている。)
・帯電電極21(80mm×80mm、厚さ10mm、ステンレス製)への印加電圧:-20kV
・吐出ノズル先端部14と帯電電極21との間の距離:35mm
・流体噴射装置23から噴出される空気流の温度:340℃
・流体噴射装置23から噴出される空気流の流量:200L/min
・捕集電極27への印加電圧:0kV(アースに接地されている。)
非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンセチルエーテル(花王社製、エマルゲン220)を以下の表1に示す質量部の比で混合し、溶融液Rの吐出量を60g/hrに変更した他は、実施例1と同様に溶融電界紡糸繊維を製造した。
非イオン性界面活性剤としてポリオキシエチレンステアリルエーテル(花王社製、エマルゲン306P)を以下の表1に示す質量部の比で混合し、溶融液Rの吐出量を60g/hrに変更した他は、実施例1と同様に溶融電界紡糸繊維を製造した。
イオン性界面活性剤及び非イオン性界面活性剤を使用せず、溶融液Rの吐出量を60g/hrにした他は、実施例1と同様に溶融電界紡糸繊維を製造した。
イオン性界面活性剤を使用せず、非イオン性界面活性剤としてジグリセリン脂肪酸エステルを以下の表1に示す質量部の比で混合した他は、実施例1と同様に溶融電界紡糸繊維を製造した。なお、本比較例ではイオン性界面活性剤を使用していないため、表1における非イオン性界面活性剤の質量部の比は、熱可塑性樹脂及び非イオン性界面活性剤の合計100質量部に対する質量比を示した。
製造装置による連続帯電運転の良否、すなわち紡糸性について評価した。連続帯電運転は、繊維を連続で5分間製造することとした。評価は以下の基準で行った。その結果を表1に示す。
A:溶融電界紡糸用組成物の溶融液での紡糸が連続してできた。
B:溶融電界紡糸用組成物の溶融液での紡糸ができなかった。
溶融電界紡糸用組成物の溶融液を帯電させたときの帯電量(nC/g)を測定した。帯電量の測定は、図2に示した帯電量評価装置100を用いて行った。帯電量は、ファラデーケージ610(春日電機株式会社製、KQ1400)内に配置した金属容器に帯電した溶融液Rを1分間捕集し、該ファラデーケージに接続したクーロンメータ600(春日電機株式会社製、NK-1002A)により下記の測定条件で測定した。その結果を表1に示す。
・測定環境:27℃、50%RH
・印加電圧:20kV
・樹脂吐出量:〔繊維の製造条件〕に同じ
・樹脂加熱温度:190℃(吐出ノズル先端部)
・加熱空気温度:340℃
製造された繊維の繊維径を測定した。詳細には、走査型電子顕微鏡(SEM)観察による二次元画像から繊維の塊、繊維の交差部分、ポリマー液滴といった欠陥を除いた繊維を任意に10本選び出し、該繊維の長手方向に直交する線を引いたときの長さを繊維径として直接読み取ることで測定し、これらの平均値を繊維径(nm)とした。結果を以下の表1に示す。
11 筐体
12 吐出ノズル
13 ノズルベース
14 吐出ノズル先端部
19 ホッパー
21 帯電電極
22 高電圧発生装置
23 流体噴射装置
24 捕集シート
25 搬送コンベア
26 高電圧発生装置
27 捕集電極
100 帯電量評価装置
600 クーロンメータ
610 ファラデーケージ
A 空気流
F 繊維
R 溶融電界紡糸用組成物の溶融液
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂と、イオン性界面活性剤の合計100質量部に対する、該イオン性界面活性剤の量が0.1質量部以上30質量部以下であり、
前記イオン性界面活性剤の質量に対する、非イオン性界面活性剤の質量の比が0.1以上5以下であり、
前記イオン性界面活性剤がアルカンスルホン酸塩(R-SO 3 M)であり、且つRは直鎖若しくは分枝鎖のアルキル基を表し、その炭素数は10以上20以下であり、
前記非イオン性界面活性剤が、
多価アルコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該多価アルコール型の非イオン性界面活性剤の多価アルコール骨格の炭素数が3以上10以下であるか、
又は、
ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤におけるアルキル及び脂肪酸の炭素数は、それぞれ独立して8以上22以下であり、
JIS K 7210-1:2014に従って測定される流動性指数(MFR)が100g/min以上である、溶融電界紡糸用組成物。 - 熱可塑性樹脂と、イオン性界面活性剤の合計100質量部に対する、該イオン性界面活性剤の量が5質量部以上20質量部以下であり、
前記イオン性界面活性剤の質量に対する、非イオン性界面活性剤の質量の比が0.2以上2以下であり、
前記イオン性界面活性剤がアルカンスルホン酸塩(R-SO3M)であり、且つRは直鎖若しくは分枝鎖のアルキル基を表し、その炭素数は10以上20以下であり、
前記非イオン性界面活性剤が、
多価アルコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該多価アルコール型の非イオン性界面活性剤の多価アルコール骨格の炭素数が3以上10以下であるか、
又は、
ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤におけるアルキル及び脂肪酸の炭素数は、それぞれ独立して8以上22以下である、
溶融電界紡糸用組成物。 - 前記多価アルコール型の非イオン性界面活性剤は、二価アルコール、三価アルコール、四価アルコール、五価アルコール又は六価アルコールと、脂肪酸とのエステルである、請求項1又は2に記載の溶融電界紡糸用組成物。
- 前記多価アルコール型の非イオン性界面活性剤は、グリセリンと脂肪酸とのエステルである、請求項1~3のいずれか一項に記載の溶融電界紡糸用組成物。
- 前記多価アルコール型の非イオン性界面活性剤は、ジグリセリンモノステアレート、ジグリセリンモノミリステート、又はジグリセリンモノラウレートである、請求項1~4のいずれか一項に記載の溶融電界紡糸用組成物。
- 熱可塑性樹脂と、イオン性界面活性剤の合計100質量部に対する、該イオン性界面活性剤の量が0.1質量部以上30質量部以下であり、
前記イオン性界面活性剤の質量に対する、非イオン性界面活性剤の質量の比が0.1以上5以下であり、
前記イオン性界面活性剤がアルカンスルホン酸塩(R-SO 3 M)であり、且つRは直鎖若しくは分枝鎖のアルキル基を表し、その炭素数は10以上20以下であり、
前記非イオン性界面活性剤が、
多価アルコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該多価アルコール型の非イオン性界面活性剤の多価アルコール骨格の炭素数が3以上10以下であるか、
又は、
ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤におけるアルキル及び脂肪酸の炭素数は、それぞれ独立して8以上22以下であり、
JIS K 7210-1:2014に従って測定される流動性指数(MFR)が100g/min以上である組成物を溶融電界紡糸する、繊維の製造方法。 - 熱可塑性樹脂と、イオン性界面活性剤の合計100質量部に対する、該イオン性界面活性剤の量が0.1質量部以上30質量部以下であり、
前記イオン性界面活性剤の質量に対する、非イオン性界面活性剤の質量の比が0.1以上5以下であり、
前記イオン性界面活性剤がアルカンスルホン酸塩(R-SO 3 M)であり、且つRは直鎖若しくは分枝鎖のアルキル基を表し、その炭素数は10以上20以下であり、
前記非イオン性界面活性剤が、
多価アルコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該多価アルコール型の非イオン性界面活性剤の多価アルコール骨格の炭素数が3以上10以下であるか、
又は、
ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤であり且つ該ポリアルキレングリコール型の非イオン性界面活性剤におけるアルキル及び脂肪酸の炭素数は、それぞれ独立して8以上22以下であり、
JIS K 7210-1:2014に従って測定される流動性指数(MFR)が100g/min以上であり、
繊維径が10nm以上10μm以下である、繊維。
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