JP7245048B2 - MELT ELECTROSPINN COMPOSITION AND FIBERS AND METHOD FOR MANUFACTURE THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は、溶融電界紡糸用組成物に関する。また本発明は、繊維及びその製造方法に関する。 The present invention relates to melt electrospinning compositions. The present invention also relates to fibers and methods of making them.
近年、溶融樹脂を用いて細径の繊維を製造する電界紡糸法(以下、これを溶融電界紡糸法ともいう。)に関する提案が種々なされている。特許文献1には、ポリオレフィン樹脂100重量部に対し、ヒンダードアミン系添加剤を0.01~1重量部含有してなるポリオレフィン樹脂組成物を加熱溶融し、エレクトロスピニング法により紡糸する方法が開示されている。 In recent years, various proposals have been made regarding an electrospinning method (hereinafter also referred to as a melt electrospinning method) for producing fine-diameter fibers using a molten resin. Patent Document 1 discloses a method of heating and melting a polyolefin resin composition containing 0.01 to 1 part by weight of a hindered amine additive with respect to 100 parts by weight of a polyolefin resin, and spinning by an electrospinning method. there is
また、本出願人は先に、融点を有する樹脂とアルキルスルホン酸塩等の添加物とを含む混合物を用いて電界紡糸する繊維の製造方法を提案した(特許文献2参照)。この製造方法は、原料樹脂を安定的に帯電させて、細径の繊維を電界紡糸することができる。 In addition, the present applicant has previously proposed a method for producing fibers by electrospinning using a mixture containing a resin having a melting point and an additive such as an alkylsulfonate (see Patent Document 2). This production method can stably charge the raw material resin and electrospun fine-diameter fibers.
ところで、細径の繊維はさまざまな分野で用いられており、繊維の更なる細径化や、繊維の表面物性の改良が望まれている。溶融電界紡糸法において、より細径で、且つ所望の表面物性を有する繊維を効率良く製造するためには、所望の表面物性を発現させるための添加剤を用いるとともに、該添加剤を含む溶融樹脂の帯電性及び流動性を高くすることが必要である。特許文献1及び2に記載の方法は細径繊維を製造可能であるが、製造された繊維の更なる細径化と、該繊維の所望の表面物性の発現、特に繊維表面での親水性の発現との両立に関して改善の余地があった。 By the way, fine-diameter fibers are used in various fields, and further reduction in fiber diameter and improvement in surface physical properties of fibers are desired. In the melt electrospinning method, in order to efficiently produce a fiber having a smaller diameter and desired surface properties, an additive for expressing the desired surface properties is used, and a molten resin containing the additive is used. It is necessary to enhance the chargeability and fluidity of the toner. Although the methods described in Patent Documents 1 and 2 can produce fine-diameter fibers, further reduction in the diameter of the produced fibers and development of desired surface physical properties of the fibers, especially hydrophilicity on the fiber surface. There is room for improvement regarding compatibility with expression.
したがって、本発明の課題は、更に細径で、且つ所望の表面物性を有する繊維を効率よく製造可能な溶融電界紡糸用組成物、並びに繊維及びその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a composition for melt electrospinning capable of efficiently producing a fiber having a smaller diameter and desired surface physical properties, a fiber, and a method for producing the same.
本発明は、以下の成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含み、
下記成分(A)、下記成分(B)及び下記成分(C)の合計成分100質量部に対する下記成分(C)の含有量が1質量部以上20質量部以下である、溶融電界紡糸用組成物を提供するものである。
(A)ポリオレフィン樹脂。
(B)硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種。
(C)ポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一種。
The present invention includes the following component (A), component (B) and component (C),
A composition for melt electrospinning, wherein the content of the following component (C) is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of the following component (A), the following component (B) and the following component (C). It provides
(A) Polyolefin resin.
(B) at least one of sulfate ester salts and sulfonates;
(C) at least one of polyolefin wax and modified polyolefin wax;
また本発明は、以下の成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含み、
前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対する前記成分(C)の含有量が1質量部以上20質量部以下であり、
メジアン径が0.4μm以上3μm以下である、繊維を提供するものである。
(A)ポリオレフィン樹脂。
(B)硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種。
(C)ポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一種。
The present invention also includes the following component (A), component (B) and component (C),
The content of the component (C) with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C) is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less,
A fiber having a median diameter of 0.4 μm or more and 3 μm or less is provided.
(A) Polyolefin resin.
(B) at least one of sulfate ester salts and sulfonates;
(C) at least one of polyolefin wax and modified polyolefin wax;
また本発明は、前記溶融電界紡糸用組成物の溶融液を電場中に吐出して電界紡糸法によって紡糸する、繊維の製造方法を提供するものである。 The present invention also provides a method for producing fibers, wherein the melt of the composition for melt electrospinning is discharged into an electric field and spun by an electrospinning method.
本発明によれば、溶融電界紡糸法によって、繊維表面が親水性であり、且つより細い繊維径を有する繊維を高い生産効率で製造することができる。 According to the present invention, a fiber having a hydrophilic surface and a finer fiber diameter can be produced with high production efficiency by the melt electrospinning method.
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明の溶融電界紡糸用組成物は、成分(A)としてポリオレフィン樹脂と、成分(B)として硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種と、成分(C)としてポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一種とを含み、且つ成分(C)を所定の割合で含むものである。溶融電界紡糸とは、高電圧が印加されている状態で繊維の原料となる樹脂を含む溶融液を電界中へ吐出することによって、吐出された溶融液が細長く引き伸ばされ、繊維径が細い繊維を形成することができる方法である。 The present invention will be described below based on its preferred embodiments. The composition for melt electrospinning of the present invention comprises a polyolefin resin as component (A), at least one of sulfate and sulfonate as component (B), and polyolefin wax and modified polyolefin wax as component (C). and at least one of them, and the component (C) in a predetermined proportion. Melt electrospinning is a process in which a melt containing a resin, which is the raw material of fibers, is extruded into an electric field while a high voltage is being applied. It is a method that can be formed.
成分(A)であるポリオレフィン樹脂は、溶融電界紡糸において繊維形成性を有し、融点を有するものである。「融点を有する」樹脂とは、示差走査熱量測定法(DSC法)において、測定対象の樹脂を加熱していったときに、該樹脂が熱分解する前に、固体から液体へ相変化することに起因する吸熱ピークを示す樹脂のことである。前記成分(A)は、その重量平均分子量が、好ましくは1万以上、更に好ましくは4万以上、また、好ましくは15万以下、更に好ましくは10万以下のものである。重量平均分子量は、例えば特開2014-129614号公報に記載の高温サイズ排除型クロマトグラフィー(高温SEC)法又は高温ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(高温GPC)法を用い、重量平均分子量が既知であり且つ重量平均分子量がそれぞれ異なるポリスチレン標準試料(例えば、東ソー株式会社製の単分散ポリスチレン(型番:F450、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000、A500及びA300))を前記高温SEC法又は高温GPC法に供して分子量較正曲線を予め作成し、該較正曲線と測定試料の結果とを比較することによって測定することができる。 The polyolefin resin as component (A) has fiber-forming properties in melt electrospinning and has a melting point. A resin that "has a melting point" means that when the resin to be measured is heated in the differential scanning calorimetry (DSC method), the phase changes from solid to liquid before the resin thermally decomposes. It is a resin that exhibits an endothermic peak due to The weight average molecular weight of component (A) is preferably 10,000 or more, more preferably 40,000 or more, and preferably 150,000 or less, more preferably 100,000 or less. The weight average molecular weight is determined, for example, using a high temperature size exclusion chromatography (high temperature SEC) method or a high temperature gel permeation chromatography (high temperature GPC) method described in JP-A-2014-129614, and the weight average molecular weight is known and Polystyrene standard samples with different weight average molecular weights (for example, monodisperse polystyrene manufactured by Tosoh Corporation (model numbers: F450, F288, F128, F80, F40, F20, F10, F4, F1, A5000, A2500, A1000, A500 and A300 )) is subjected to the high temperature SEC method or the high temperature GPC method to prepare a molecular weight calibration curve in advance, and the results of the measurement sample are compared with the calibration curve.
ポリオレフィン樹脂としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン-α-オレフィンコポリマー樹脂、エチレン-プロピレンコポリマー等が挙げられる。これらの樹脂は一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの樹脂を用いることによって、溶融電界紡糸を効率よく行うことができる。 Examples of polyolefin resins include polyethylene resins, polypropylene resins, ethylene-α-olefin copolymer resins, ethylene-propylene copolymers, and the like. These resins can be used singly or in combination of two or more. Melt electrospinning can be efficiently performed by using these resins.
成分(B)である硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種は、一般的に疎水性であるポリオレフィン樹脂を改質して、電場中で高い帯電量を発現させて細径の繊維を電界紡糸可能にするとともに、紡糸された繊維の表面物性を親水性にするために用いられる。ポリオレフィン樹脂の帯電量をより向上させて紡糸性を高める観点から、成分(B)は、その融点が、併用されるポリオレフィン樹脂の融点以下であることが好ましい。なお、繊維に発現する親水性とは、水又は水性液への繊維の分散性が高くなること、及び繊維間での水又は水性液の保持性が高くなることを指す。親水性は、例えば後述する実施例に詳述するように、接触角や液濡れ性を指標として評価することができる。 At least one of the sulfate ester salt and sulfonate of component (B) modifies polyolefin resin, which is generally hydrophobic, to develop a high charge amount in an electric field, thereby enabling fine-diameter fibers to be formed in an electric field. It is used to make spinnable and to make the surface properties of spun fibers hydrophilic. From the viewpoint of further improving the charge amount of the polyolefin resin and improving the spinnability, the melting point of the component (B) is preferably equal to or lower than the melting point of the polyolefin resin used in combination. The hydrophilicity expressed in the fibers means that the dispersibility of the fibers in water or aqueous liquids is increased, and the retention of water or aqueous liquids between fibers is increased. Hydrophilicity can be evaluated, for example, by using a contact angle and liquid wettability as indicators, as described in detail in the examples below.
本発明に用いられる硫酸エステル塩は、アニオン性界面活性剤の一種である。硫酸エステル塩とは、分子構造中の末端にアルキル基を有し、且つ分子構造中の任意の位置に硫酸基を有する有機化合物の塩を指す。このような硫酸エステル塩としては、例えば、高級アルコール硫酸エステル塩(R-O-SO3M)等のアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩(R-O-(CH2CH2O)n-SO3M)等のアルキルエーテル硫酸塩等が挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 The sulfate used in the present invention is a kind of anionic surfactant. A sulfate ester salt refers to a salt of an organic compound having an alkyl group at the terminal in the molecular structure and a sulfate group at any position in the molecular structure. Examples of such sulfates include alkyl sulfates such as higher alcohol sulfates (R—O—SO 3 M), polyoxyethylene alkyl ether sulfates (R—O—(CH 2 CH 2 O) and alkyl ether sulfates such as n -SO 3 M). These can be used individually or in combination of 2 or more types.
本発明に用いられるスルホン酸塩も同様に、アニオン性界面活性剤の一種である。スルホン酸塩とは、分子構造中の末端にアルキル基及び芳香環のいずれかを有するか、あるいは分子構造中の一部にアルキレン基を有し、且つ分子構造中の任意の位置にスルホ基を有する有機スルホン酸の塩を指すものである。 The sulfonate used in the present invention is also a kind of anionic surfactant. The sulfonate has either an alkyl group or an aromatic ring at the end of the molecular structure, or has an alkylene group at a part of the molecular structure and a sulfo group at any position in the molecular structure. It refers to a salt of an organic sulfonic acid having
このようなスルホン酸塩としては、例えば、アルキルスルホン酸塩(R-SO3M)、アルキルベンゼンスルホン酸塩(R-Ph-SO3M)、アルキルナフタレンスルホン酸塩(R-Np-SO3M)、オレフィンスルホン酸塩(R-CH=CH-(CH2)n-SO3M及びR-CH(-OH)(CH2)n-SO3M)、アルキルスルホこはく酸塩(R-OOC-CH2-CH(-SO3M)-COOM)、ジアルキルスルホこはく酸塩(R-OOC-CH2-CH(-SO3M)-COO-R)、α-スルホ脂肪酸エステル塩(R-CH(-SO3M)-COO-CH3)、アシルイセチオン酸塩(R-CO-O-(CH2CH2)-SO3M)、アシルタウリン塩(R-CO-NH-(CH2)2-SO3M)、アシルアルキルタウリン塩(R-CO-N(-R’)-(CH2)2-SO3M)等のN‐アルキル‐N‐アシルアミノアルキルスルホン酸塩、β‐ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物(M-O3S-Np-(CH2-Np(-SO3M))n-H)等が挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of such sulfonates include alkylsulfonates (R—SO 3 M), alkylbenzenesulfonates (R—Ph—SO 3 M), alkylnaphthalenesulfonates (R—Np—SO 3 M ), olefin sulfonates (R—CH=CH—(CH 2 ) n —SO 3 M and R—CH(—OH)(CH 2 ) n —SO 3 M), alkyl sulfosuccinates (R—OOC —CH 2 —CH(—SO 3 M)—COOM), dialkylsulfosuccinate (R—OOC—CH 2 —CH(—SO 3 M)—COO—R), α-sulfo fatty acid ester salt (R- CH(--SO 3 M)--COO--CH 3 ), acyl isethionate (R--CO--O--(CH 2 CH 2 )--SO 3 M), acyl taurate (R--CO--NH--(CH 2 ) 2 -SO 3 M), N-alkyl-N-acylaminoalkylsulfonates such as acylalkyl taurine salts (R—CO—N(—R′)—(CH 2 ) 2 —SO 3 M), β- Naphthalenesulfonate formalin condensate (M—O 3 S—Np—(CH 2 —Np(—SO 3 M)) n —H) and the like. These can be used individually or in combination of 2 or more types.
上述した硫酸エステル塩及びスルホン酸塩において、Rは、直鎖又は分枝鎖のアルキル基を表し、その炭素数は好ましくは8以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは12以上であり、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下である。R’は、直鎖又は分枝鎖のアルキル基を表し、その炭素数は好ましくは5以下である。Phは、置換されていてもよいフェニル基を表す。Npは、置換されていてもよいナフチル基を表す。Mは一価の陽イオンを表し、好ましくは金属イオンであり、更に好ましくはナトリウムイオンである。nは、好ましくは6以上、より好ましくは8以上、更に好ましくは10以上の数であり、好ましくは24以下、より好ましくは22以下、更に好ましくは20以下の数を表す。これらの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩は、これらのうち一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせた混合物として用いてもよい。 In the above-mentioned sulfate ester salts and sulfonates, R represents a straight-chain or branched-chain alkyl group, and preferably has 8 or more carbon atoms, more preferably 10 or more carbon atoms, and still more preferably 12 or more carbon atoms, and is preferably is 22 or less, more preferably 20 or less, and still more preferably 18 or less. R' represents a linear or branched alkyl group, preferably having 5 or less carbon atoms. Ph represents an optionally substituted phenyl group. Np represents an optionally substituted naphthyl group. M represents a monovalent cation, preferably a metal ion, more preferably a sodium ion. n is preferably 6 or more, more preferably 8 or more, still more preferably 10 or more, preferably 24 or less, more preferably 22 or less, still more preferably 20 or less. These sulfate ester salts and sulfonates may be used singly or as a mixture of two or more thereof.
これらの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、オレフィンスルホン酸塩、及びN‐アルキル‐N‐アシルアミノアルキルスルホン酸塩のうち少なくとも一種を用いることが好ましく、N‐アルキル‐N‐アシルアミノアルキルスルホン酸塩を用いることが更に好ましい。成分(B)としてこのような成分を用いることによって、細い繊維径を有する繊維を一層効率よく溶融電界紡糸することができるとともに、紡糸された繊維の表面に親水性が付与されたものとなる。 Of these sulfates and sulfonates, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkylsulfonates, alkylbenzenesulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, olefinsulfonates, and N-alkyl-N-acyl At least one aminoalkylsulfonate is preferably used, and N-alkyl-N-acylaminoalkylsulfonate is more preferably used. By using such a component as component (B), fibers having a small fiber diameter can be melt electrospun more efficiently, and hydrophilicity is imparted to the surface of the spun fibers.
成分(C)であるポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一種は、本発明の溶融電界紡糸用組成物を溶融して電界紡糸に供するときに、成分(B)による繊維表面の親水化に影響を及ぼすことなく、溶融した該組成物の流動性を高めて、より細径の繊維を製造可能にするために用いられるものである。前記成分(C)は、その重量平均分子量が前記成分(A)よりも小さいものであり、詳細には、好ましくは600以上、より好ましくは1000以上、更に好ましくは1000超、一層好ましくは2000以上、また、好ましくは20000以下、より好ましくは10000以下、更に好ましくは9000以下、一層好ましくは8000以下のものである。重量平均分子量は、例えば上述した成分(A)と同様の方法で測定することができる。 At least one of the polyolefin wax and the modified polyolefin wax, which are the component (C), affects the hydrophilization of the fiber surface by the component (B) when the composition for melt electrospinning of the present invention is melted and subjected to electrospinning. It is used to increase the fluidity of the melted composition without affecting the , thereby making it possible to produce finer fibers. The component (C) has a weight average molecular weight smaller than that of the component (A). Specifically, it is preferably 600 or more, more preferably 1000 or more, still more preferably 1000 or more, and still more preferably 2000 or more. Also, it is preferably 20,000 or less, more preferably 10,000 or less, still more preferably 9,000 or less, and still more preferably 8,000 or less. The weight average molecular weight can be measured, for example, by the same method as for component (A) described above.
本発明に用いられるポリオレフィンワックスは、直鎖若しくは分枝鎖又は環式若しくは非環式の脂肪族飽和炭化水素の一種以上からなる合成物を指すものであり、好ましくは直鎖又は分枝鎖であり且つ非環式のアルカンである。ポリオレフィンワックスとしては、例えば、H-(CH2-CH2)q-Hで表されるポリエチレンワックス、H-(CH2-CH(CH3))q-Hで表されるポリプロピレンワックス、H-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-H、H-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-H及びH-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-Hで表されるエチレン‐プロピレン共重合ワックス等が挙げられる。これらは単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 The polyolefin wax used in the present invention refers to a compound composed of one or more linear or branched or cyclic or acyclic saturated aliphatic hydrocarbons, preferably linear or branched. is a non-cyclic alkane. Polyolefin waxes include, for example, polyethylene wax represented by H—(CH 2 —CH 2 ) q —H, polypropylene wax represented by H—(CH 2 —CH(CH 3 )) q —H, H— (CH 2 —CH 2 ) r —(CH 2 —CH(CH 3 )) s —H, H—(CH 2 —CH(CH 3 )) s —(CH 2 —CH 2 ) r —H and H— (CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —H, and the like. These can be used individually or in combination of 2 or more types.
上述したポリオレフィンワックスの各化学式において、qは、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表す。r及びsは、それぞれ正の数であり、r及びsの総和として、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表す。tは、好ましくは12以上、より好ましくは24以上、更に好ましくは50以上の数であり、また好ましくは250以下、より好ましくは125以下、更に好ましくは110以下の数を表す。 In each chemical formula of the polyolefin wax described above, q is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and is preferably 500 or less, more preferably 250 or less, and still more preferably 220 or less. represents the number of r and s are each positive numbers, and the sum of r and s is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 Hereinafter, more preferably, it represents a number of 220 or less. t is preferably 12 or more, more preferably 24 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 250 or less, more preferably 125 or less, still more preferably 110 or less.
本発明に用いられる変性ポリオレフィンワックスは、直鎖又は分枝鎖の炭化水素を酸化させて、ポリオレフィンワックス分子鎖中の任意の位置にカルボキシ基等のアニオン性基を有するもの(以下、これを「酸化ポリオレフィンワックス」ともいう。)、あるいはポリオレフィンワックスと無水マレイン酸とのグラフト重合によって、ポリオレフィンワックス分子鎖中の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有するもの(以下、これを「酸変性ポリオレフィンワックス」ともいう。)を指す。 The modified polyolefin wax used in the present invention is obtained by oxidizing a straight or branched hydrocarbon to have an anionic group such as a carboxy group at any position in the polyolefin wax molecular chain (hereinafter referred to as " Also referred to as "oxidized polyolefin wax"), or those having a carboxy group anhydride at any position in the polyolefin wax molecular chain by graft polymerization of polyolefin wax and maleic anhydride (hereinafter referred to as "acid-modified polyolefin wax ).
変性ポリオレフィンワックスとしては、例えば、HOOC-(CH2-CH2)q-COOHで表される酸化ポリエチレンワックス、H-(CH2-CH2)q-Hで表されるポリエチレンワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性ポリエチレンワックス、HOOC-(CH2-CH(CH3))q-COOHで表される酸化ポリプロピレンワックス、H-(CH2-CH(CH3))q-Hで表されるポリプロピレンワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性ポリプロピレンワックス、HOOC-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-COOH、HOOC-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-COOH及びHOOC-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-COOHで表される酸化エチレン‐プロピレン共重合ワックス、H-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-H、H-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-H及びH-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-Hで表されるエチレン‐プロピレン共重合ワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性エチレン‐プロピレン共重合ワックス等が挙げられる。q、r、s及びtは、それぞれ独立して、上述したポリオレフィンワックスの場合と同様の数を表す。これらのワックスは単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。 Modified polyolefin waxes include, for example, an oxidized polyethylene wax represented by HOOC--( CH.sub.2 -- CH.sub.2 ) .sub.q --COOH, and a polyethylene wax molecular chain represented by H--( CH.sub.2 -- CH.sub.2 ) .sub.q --H. acid-modified polyethylene wax having a carboxyl anhydride at the position of HOOC-(CH 2 -CH(CH 3 )) q -COOH oxidized polypropylene wax represented by H-(CH 2 -CH(CH 3 )) HOOC—(CH 2 —CH 2 ) r —(CH 2 —CH(CH 3 )) s Acid-modified polypropylene wax having a carboxyl anhydride at any position on the polypropylene wax molecular chain represented by q —H —COOH, HOOC-(CH 2 —CH(CH 3 )) s —(CH 2 —CH 2 ) r —COOH and HOOC-(CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —COOH Represented ethylene oxide-propylene copolymer wax, H—(CH 2 —CH 2 ) r —(CH 2 —CH(CH 3 )) s —H, H—(CH 2 —CH(CH 3 )) s — (CH 2 —CH 2 ) r —H and H—(CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —H at any position of the ethylene-propylene copolymer wax molecular chain. Examples include acid-modified ethylene-propylene copolymer waxes having an anhydride group. q, r, s and t each independently represent the same number as in the polyolefin wax described above. These waxes can be used alone or in combination of two or more.
これらのポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、エチレン‐プロピレン共重合ワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸変性ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス、酸変性ポリプロピレンワックス、酸化エチレン‐プロピレン共重合ワックス、及び酸変性エチレン‐プロピレン共重合ワックスのうち少なくとも一種を用いることが好ましく、ポリプロピレンワックス及びエチレン‐プロピレン共重合ワックスの少なくとも一種を用いることが更に好ましい。成分(C)としてこのような成分を用いることによって、溶融電界紡糸用組成物を溶融電界紡糸に用いるときに、該組成物の溶融液の流動性を高めて吐出及び延伸を効率よく行うことができ、その結果、より細径の繊維を高い生産効率で製造することができる。 Among these polyolefin waxes and modified polyolefin waxes, polyethylene wax, polypropylene wax, ethylene-propylene copolymer wax, oxidized polyethylene wax, acid-modified polyethylene wax, oxidized polypropylene wax, acid-modified polypropylene wax, ethylene oxide-propylene copolymer wax, and acid-modified ethylene-propylene copolymer wax, and more preferably at least one of polypropylene wax and ethylene-propylene copolymer wax. By using such a component as the component (C), when the composition for melt electrospinning is used for melt electrospinning, the fluidity of the melt of the composition can be increased, and the discharge and drawing can be performed efficiently. As a result, finer fibers can be produced with high production efficiency.
溶融電界紡糸を安定的に実施する観点から、溶融電界紡糸用組成物に含まれる成分(A)の含有量は、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の合計成分100質量部に対して、70質量部以上であることが好ましく、75質量部以上であることがより好ましく、80質量部以上であることが更に好ましく、また、98質量部以下であることが好ましく、97質量部以下であることがより好ましく、90質量部以下であることが更に好ましい。 From the viewpoint of stably performing melt electrospinning, the content of component (A) contained in the composition for melt electrospinning is 100 parts by mass in total of component (A), component (B) and component (C). is preferably 70 parts by mass or more, more preferably 75 parts by mass or more, still more preferably 80 parts by mass or more, and preferably 98 parts by mass or less, 97 parts by mass It is more preferably 90 parts by mass or less, more preferably 90 parts by mass or less.
細径繊維の製造効率の向上と、製造された細径繊維の親水性の発現とを両立する観点から、溶融電界紡糸用組成物に含まれる成分(B)の含有量は、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の合計成分100質量部に対して、2質量部以上であることが好ましく、4質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることが更に好ましく、また、10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることがより好ましく、6質量部以下であることが更に好ましい。 From the viewpoint of achieving both an improvement in the production efficiency of small-diameter fibers and the manifestation of hydrophilicity of the produced small-diameter fibers, the content of component (B) contained in the composition for melt electrospinning is , With respect to 100 parts by mass of the total component (B) and component (C), it is preferably 2 parts by mass or more, more preferably 4 parts by mass or more, and further preferably 5 parts by mass or more. It is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 8 parts by mass or less, and even more preferably 6 parts by mass or less.
溶融した組成物の流動性を高めて、より細径の繊維を製造可能とする観点から、溶融電界紡糸用組成物に含まれる成分(C)の含有量は、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の合計成分100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、7質量部以上であることが更に好ましく、また、20質量部以下であることが好ましく、17質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることが更に好ましい。 From the viewpoint of increasing the fluidity of the melted composition and making it possible to produce fibers with a smaller diameter, the content of component (C) contained in the composition for melt electrospinning is ) and component (C) in an amount of 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, even more preferably 7 parts by mass or more, and It is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 17 parts by mass or less, and even more preferably 15 parts by mass or less.
また、溶融した組成物の流動性を更に高めて、繊維の更なる細径化と、該繊維の製造量の更なる向上とを両立させる観点から、成分(C)の融点又は滴点は、90℃以上であることが好ましく、100℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることが更に好ましく、また、170℃以下であることが好ましく、160℃以下であることがより好ましく、150℃以下であることが更に好ましい。融点又は滴点は、例えば融点・滴点測定装置(メトラー・トレド社製、型番:DP90 自動滴点・軟化点測定システム)を用いて、JIS K 0064又はJIS K 2220に準じて測定することができる。 In addition, from the viewpoint of further increasing the fluidity of the melted composition to achieve both a further reduction in fiber diameter and a further increase in the production amount of the fiber, the melting point or dropping point of component (C) is preferably 90°C or higher, more preferably 100°C or higher, even more preferably 120°C or higher, and preferably 170°C or lower, more preferably 160°C or lower; It is more preferably 150° C. or less. The melting point or dropping point can be measured according to JIS K 0064 or JIS K 2220 using, for example, a melting point/dropping point measuring device (manufactured by Mettler Toledo, model number: DP90 automatic dropping point/softening point measuring system). can.
本発明の溶融電界紡糸用組成物は、上述した成分(A)、成分(B)及び成分(C)に加えて、本発明の効果を損なわない限り、成分(D)として、添加剤を配合して使用することもできる。成分(D)である添加剤としては、例えば酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、及び金属不活性剤などが挙げられる。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、フォスファイト系酸化防止剤及びチオ系酸化防止剤などが例示できる。光安定剤及び紫外線吸収剤としては、ヒンダードアミン類、ニッケル錯化合物、ベンゾトリアゾール類、ベンゾフェノン類などが例示できる。金属不活性剤としては、フォスフォン類、エポキシ類、トリアゾール類、ヒドラジド類、オキサミド類等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。溶融電界紡糸用組成物が成分(D)を更に含む場合、該組成物に含まれる成分(D)の含有量は、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の合計成分100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることが更に好ましく、また、10質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることが更に好ましい。この場合、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の各成分は、成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)の合計成分100質量部に対する含有量が上述した範囲にあればよい。 In the melt electrospinning composition of the present invention, in addition to the above-described components (A), (B), and (C), as long as the effects of the present invention are not impaired, an additive is added as component (D). can also be used as Examples of additives that are component (D) include antioxidants, light stabilizers, ultraviolet absorbers, and metal deactivators. Examples of antioxidants include phenol-based antioxidants, phosphite-based antioxidants, and thio-based antioxidants. Examples of light stabilizers and ultraviolet absorbers include hindered amines, nickel complex compounds, benzotriazoles, benzophenones and the like. Examples of metal deactivators include phosphones, epoxies, triazoles, hydrazides, oxamides and the like. These additives can be used alone or in combination of two or more. When the melt electrospinning composition further contains the component (D), the content of the component (D) contained in the composition is the component (A), the component (B), the component (C) and the component (D) It is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the total components of 1 part by mass More preferably: In this case, each component of component (A), component (B) and component (C) is the content per 100 parts by mass of the total component of component (A), component (B), component (C) and component (D) should be within the range described above.
溶融電界紡糸用組成物を製造する方法は特に制限はなく、例えば加熱して溶融させた成分(A)に、成分(B)及び成分(C)を添加し、必要に応じて成分(D)を更に添加して、これらを混練することによって製造することができる。このような溶融電界紡糸用組成物は、予め溶融した成分(A)中に成分(B)及び成分(C)を添加して混練することでマスターバッチとして製造してもよく、これに代えて、成分(A)、成分(B)及び成分(C)を個別に後述する製造装置へ供給し、その装置内で加熱溶融しながら混練して製造してもよい。溶融電界紡糸用組成物をマスターバッチとして製造した場合は、冷却してペレット状等の形状に成形して固形物として保管することができる。 The method for producing the melt electrospinning composition is not particularly limited. For example, component (B) and component (C) are added to component (A) melted by heating, and component (D) is added if necessary. can be further added and kneaded. Such a composition for melt electrospinning may be produced as a masterbatch by adding component (B) and component (C) to pre-melted component (A) and kneading them. , Component (A), Component (B) and Component (C) may be individually supplied to a production apparatus described later, and kneaded while being heated and melted in the apparatus. When the composition for melt electrospinning is produced as a masterbatch, it can be cooled, molded into a shape such as pellets, and stored as a solid.
以上の構成を有する溶融電界紡糸用組成物によれば、成分(A)及び成分(B)を含むことによって、該組成物の性質を損なうことなく、溶融した該組成物に電界紡糸に適した帯電量を付与させて、繊維の製造効率の向上と、紡糸される繊維の細径化とを実現するとともに、紡糸された繊維の表面に親水性を発現させることができる。これに加えて、前記組成物に成分(C)を所定の割合で含有させることによって、溶融した該組成物の粘度を低下させて流動性を高めるとともに、成分(B)を成分(A)中に分離又は分散させて、電界紡糸時の該組成物の帯電量を高めることができる。その結果、更に細径で且つ親水性が発現した繊維を製造することができる。特に、溶融電界紡糸用組成物の好適な態様によれば、繊維の製造効率の向上と、紡糸される繊維の細径化と、紡糸された繊維の親水性の発現とを高いレベルで兼ね備えたものとなる。 According to the composition for melt electrospinning having the above configuration, by including the component (A) and the component (B), the melted composition is suitable for electrospinning without impairing the properties of the composition. By imparting an amount of charge, it is possible to improve the production efficiency of the fiber, reduce the diameter of the spun fiber, and make the surface of the spun fiber express hydrophilicity. In addition, by including the component (C) in the composition in a predetermined proportion, the viscosity of the melted composition is lowered and the fluidity is increased, and the component (B) is added to the component (A). can be separated or dispersed to increase the charge of the composition during electrospinning. As a result, it is possible to produce a fiber having a smaller diameter and exhibiting hydrophilicity. In particular, according to a preferred embodiment of the composition for melt electrospinning, improvement in fiber production efficiency, reduction in the diameter of the spun fiber, and development of the hydrophilicity of the spun fiber are all achieved at a high level. become a thing.
以上は、溶融電界紡糸用組成物に関する説明であったところ、以下に溶融電界紡糸用組成物を用いた繊維の製造方法について説明する。本方法は、上述した成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含み、且つ成分(C)を所定の割合で含む溶融電界紡糸用組成物を溶融電界紡糸法によって紡糸するものである。 The above description was about the composition for melt electrospinning, and the method for producing fibers using the composition for melt electrospinning will be described below. In this method, a melt electrospinning composition containing the above-described component (A), component (B) and component (C) and containing component (C) in a predetermined ratio is spun by a melt electrospinning method. be.
本発明の繊維の製造方法は、図1に示す製造装置10によって好適に実施することができる。図1に示す製造装置10は、溶融組成物供給部10A、電極部10B、流体噴射部10C及び捕集部10Dに大別される。
The fiber manufacturing method of the present invention can be suitably carried out by a
製造装置10は、溶融組成物供給部10Aを備えている。溶融組成物供給部10Aは、上述した溶融電界紡糸用組成物の溶融液を吐出する吐出ノズル12と、溶融電界紡糸用組成物1Pを供給するホッパー19とを筐体11に備えている。
The
筐体11では、ホッパー19から供給された溶融電界紡糸用組成物1Pを筐体11内で加熱溶融して、溶融電界紡糸用組成物の溶融液Rとすることができる。この溶融液Rは、筐体11に設けられたスクリュー(図示せず)によって、後述する吐出ノズル12の方向に向けて溶融液Rを供給できるようになっている。
In the
吐出ノズル12は、溶融電界紡糸用組成物の溶融液Rを電場中に吐出する部材であり、ノズルベース13と吐出ノズル先端部14とを備えている。吐出ノズル12は金属などの導電性材料から構成されている。ノズルベース13と吐出ノズル先端部14とは、絶縁性部材(図示せず)で電気的に絶縁されている。したがって、吐出ノズル先端部14に高電圧を加えても、筐体11に直接電圧が加わることが阻止される。筐体11、吐出ノズル12、及びノズルベース13はそれぞれ連通しており、筐体11内の溶融液Rは、吐出ノズル先端部14の吐出口から吐出できるようになっている。吐出ノズル先端部14にはアースを施してあり、接地されている。
The
吐出ノズル先端部14は、例えばノズルベース13に設けられたヒーター(図示せず)からの伝熱や筐体11内の溶融液Rからの伝熱によって加熱されている。吐出ノズル先端部14における溶融液Rの加熱温度は、溶融電界紡糸用組成物の構成成分にもよるが、好ましくは100℃以上、更に好ましくは200℃以上であり、好ましくは450℃以下、更に好ましくは400℃以下である。
The discharge
製造装置10は、更に電極部10Bを備えている。電極部10Bは、吐出ノズル12と離間して対向する位置に配置された帯電電極21と、これに接続された高電圧発生装置22とを備えている。
The
帯電電極21は吐出ノズル先端部14から所定距離を隔てた位置に、吐出ノズル先端部14と向かい合わせに離間して配置されている。この構成によって、吐出ノズル12の該先端部14と、高電圧発生装置22によって高電圧が印加された帯電電極21との間に電場を発生させて、吐出ノズル先端部14から吐出された溶融液Rを帯電させることができるようになっている。帯電電極21は金属などの導電性材料で構成されているか、或いは誘電体で覆われていることが好ましい。
The charging
吐出ノズル12と帯電電極21との距離は、所望の繊維の繊維径(直径)や後述する捕集電極27への集積性に依存するが、好ましくは10mm以上、更に好ましくは30mm以上、好ましくは150mm以下、更に好ましくは75mm以下である。吐出ノズル12と帯電電極21との距離がこの範囲であると、溶融液Rが電場中で十分に帯電させることができることに加えて、吐出ノズル12と帯電電極21との間でスパークやコロナ放電が起こりにくくなり、製造装置10の動作不良が起こりにくくなる。
The distance between the
製造装置10は、更に流体噴射部10Cを備えている。流体噴射部10Cは、溶融組成物供給部10Aと電極部10Bとを結ぶ仮想直線の下側に、流体噴射装置23を備えている。流体噴射装置23は、溶融組成物供給部10Aと電極部10Bとの間に設けられている。
The
吐出ノズル先端部14の先端と帯電電極21との間には、両者を結ぶ方向と交差する方向に向けて空気流Aが流れている。この空気流Aは流体噴射装置23から噴出している。吐出ノズル先端部14から吐出された溶融液Rは、空気流Aに搬送されることによって一層極細化した繊維を形成することができる。この目的のために空気流Aとして、加熱流体である空気を用いることが好ましい。加熱された空気の温度は、溶融電界紡糸用組成物の構成成分にもよるが、好ましくは100℃以上、更に好ましくは200℃以上であり、また、好ましくは500℃以下、更に好ましくは400℃以下である。同様の目的のために、空気流Aを噴出させるときの流体噴射装置23の吐出口における空気流Aの流量は、好ましくは50L/min以上、更に好ましくは150L/min以上であり、また、好ましくは500L/min以下、更に好ましくは400L/min以下である。
An airflow A flows between the tip of the ejection
製造装置10は、更に捕集部10Dを備えている。捕集部10Dは、捕集シート24、搬送コンベア25、高電圧発生装置26及び捕集電極27を備えている。捕集部10Dは、溶融組成物供給部10Aと電極部10Bとを結ぶ仮想直線より上側の位置であって、且つ該流体噴射部10Cと対向する位置に設けられている。捕集部10Dは、それぞれが電気的に接続されている。
The
捕集シート24は、空気流Aに搬送され引き延ばされて形成された繊維Fを捕集するものである。捕集シート24は、例えば長尺帯状のものとすることができる。捕集シート24は、原反ロール24aから繰り出されて搬送コンベア25に搬送される。捕集シート24は、ポリプロピレンなどの樹脂製とすることができる。
The
搬送コンベア25は、下流の製造工程に溶融電界紡糸繊維を搬送するものである。搬送コンベア25の内部には、溶融電界紡糸された繊維を捕集するための捕集電極27が配置されている。捕集電極27には高電圧発生装置26が接続されており、該高電圧発生装置26によって捕集電極27に高電圧が印加される。捕集電極27に高電圧が印加されることで、繊維Fは負に帯電している搬送コンベア25側に引き寄せられて捕集シート24の表面に堆積する。また捕集電極27は、高電圧発生装置26に代えて、アースに接地されていてもよい。
A
以上は、図1に示す製造装置10の説明であったところ、以下に製造装置10を用いた本発明の繊維の製造方法を説明する。
The
まず、ホッパー19に溶融電界紡糸用組成物1Pを充填し、筐体11内で溶融電界紡糸用組成物を加熱溶融する。その溶融液Rをスクリューの回転により吐出ノズル12に向けて押し出して、吐出ノズル先端部14の吐出口へ溶融液Rを供給する。
First, the
次に、吐出ノズル先端部14から溶融液Rを電場中に吐出して、電界紡糸法によって紡糸する。この電場を発生させるには、例えば吐出ノズル12の先端部14を接地するとともに、帯電電極21を高電圧発生装置22に接続して電圧を印加することによって発生させることができる。帯電した溶融液Rは、溶融液R自体に発生した自己反発力によって延伸されるとともに、帯電電極21に向けて電気的引力によって引き寄せられる。その際に、溶融液Rは、引力と自己反発力とによる延伸を繰り返して極細繊維化する。
Next, the melt R is discharged from the
電界紡糸時に溶融液Rを延伸させやすくして、製造される繊維を一層細径なものとする観点から、溶融電界紡糸用組成物の溶融液の粘度は、200℃及びせん断速度10s-1の条件において、1Pa・s以上であることが好ましく、4Pa・s以上であることが更に好ましく、また10Pa・s以下であることが好ましく、8Pa・s以下であることが更に好ましい。溶融液の粘度は、例えば回転式レオメータ(アントンパール社製、MCR302)を用いて測定することができる。 From the viewpoint of making it easier to stretch the melt R during electrospinning and making the fibers to be produced smaller in diameter, the viscosity of the melt of the composition for melt electrospinning is set at 200° C. and a shear rate of 10 s −1 . Regarding the conditions, it is preferably 1 Pa·s or more, more preferably 4 Pa·s or more, and preferably 10 Pa·s or less, further preferably 8 Pa·s or less. The viscosity of the melt can be measured using, for example, a rotary rheometer (MCR302, manufactured by Anton Paar).
同様の観点から、溶融した溶融電界紡糸用組成物のメルトフローレート(MFR)を、吐出ノズル先端部14の吐出口において、10g/min以上、特に100g/min以上に設定することが好ましい。メルトフローレート(MFR)は、JIS K 7210に従い、例えば成分(A)としてポリプロピレン樹脂を用いた場合は、230℃、2.16kgの荷重下に、孔径2.095mm、長さ8mmのダイを用いて測定される。
From the same point of view, it is preferable to set the melt flow rate (MFR) of the melted melt electrospinning composition to 10 g/min or more, particularly 100 g/min or more at the discharge port of the
溶融液Rの引き伸ばしの効率化と、繊維の製造効率とを両立する観点から、溶融した溶融電界紡糸用組成物の吐出量は、1g/min以上であることが好ましく、2g/min以上であることが更に好ましく、また、20g/min以下であることが好ましく、5g/min以下であることが更に好ましい。 From the viewpoint of achieving both efficient stretching of the melt R and fiber manufacturing efficiency, the discharge rate of the molten composition for melt electrospinning is preferably 1 g/min or more, and is 2 g/min or more. is more preferably 20 g/min or less, and more preferably 5 g/min or less.
その後、更に流体噴射装置23から溶融液Rに向けて空気流Aを吹き付けることによって、吐出ノズル先端部14から吐出された溶融液Rが更に延伸されるとともに、極細の繊維を生成させながら搬送される。吐出ノズル先端部14から吐出された溶融液Rは、帯電電極21に到達する前に空気流Aに搬送されることで、その飛翔方向が変化するとともに、溶融液Rが引き延ばされて極細化され固化することによって、繊維Fを生成する。溶融液Rから生成した繊維Fは、空気流Aによって搬送されるとともに、捕集電極27に生じている電気的引力により引き寄せられ、捕集シート24の流体噴射装置23と対向する面に堆積する。
After that, the melt R discharged from the discharge
吐出ノズル12と帯電電極21又は捕集電極27との間に印加する印加電圧は、好ましくは-100kV以上、更に好ましくは-80kV以上であり、また、好ましくは-5kV以下、更に好ましくは-10kV以下である。印加電圧がこの範囲であると、溶融液Rが良好に帯電しやすくなり、繊維径の細い繊維の生産効率を一層高めることができる。また吐出ノズル12と帯電電極21又は捕集電極27との間でスパークやコロナ放電が起こりにくくなり、装置の動作不良が起こりにくくなる。
The applied voltage applied between the
本製造方法おいて吐出ノズル12から吐出された溶融液Rは、電場中に吐出されることに起因して、高い電荷を帯びている。溶融液Rの帯電量は、電界紡糸によって繊維を極細化する観点から、高ければ高いほど好ましく、具体的には、2000nC/g以上とすることが好ましく、3000nC/g以上とすることがより好ましく、5000nC/g以上とすることが更に好ましく、9000nC/g以上とすることが一層好ましい。このような帯電量は、溶融電界紡糸用組成物中の成分(B)として上述したものを用い、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の各含有量を上述した範囲とすることで達成することができる。溶融液Rへの帯電量は、例えばファラデーケージ(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(春日電機株式会社製、NK-1002A)を用いて測定することができる。測定条件は、27℃、50%RH、印加電圧:20kV、溶融液Rの吐出量:2g/min、溶融液Rの加熱温度:190℃、空気流Aの温度:340℃とすることができる。
In this manufacturing method, the melt R ejected from the
このように製造された繊維は、吐出ノズル12から捕集シート24までの間で、連続した1本の繊維と考えられる。仮に、製造の条件や周囲の環境等によって、一時的に繊維が切断したとしても、すぐに切断した繊維どうしが接触するようになり、結果として極細繊維は、吐出ノズル12から捕集シート24までの間で、あたかも連続した1本の繊維になっていると考えられる。
The fibers thus produced are considered as one continuous fiber from the
以上の工程を経て製造された繊維は、上述した成分(A)、成分(B)及び成分(C)とを含む溶融電界紡糸用組成物を原料として紡糸されたものであり、溶融電界紡糸による該組成物の変質は実質的にないので、原料である溶融電界紡糸用組成物の組成と、製造物である繊維の組成は実質的に同一である。つまり、本発明の繊維は、上述した成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含み、成分(A)、成分(B)及び成分(C)の合計成分100質量部に対して、成分(C)の含有量が好ましくは1質量部以上20質量部以下であるものである。また、本発明の繊維における成分(A)、成分(B)、成分(C)及び成分(D)に関する説明は、上述した溶融電界紡糸用組成物に関する説明が適宜適用される。 The fiber produced through the above steps is spun from the melt electrospinning composition containing the above-described component (A), component (B) and component (C) as a raw material, and is obtained by melt electrospinning. Since there is substantially no deterioration of the composition, the composition of the melt electrospinning composition as the raw material and the composition of the fiber as the product are substantially the same. That is, the fiber of the present invention contains the above-described component (A), component (B) and component (C), and with respect to 100 parts by mass of the total component of component (A), component (B) and component (C) , the content of component (C) is preferably 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less. In addition, the above description of the composition for melt electrospinning is appropriately applied to the description of the component (A), the component (B), the component (C) and the component (D) in the fiber of the present invention.
本発明によれば、溶融電界紡糸法を実施する条件に応じて、所望の繊維径及び繊維長を有する繊維を製造することができる。特に、ナノファイバと呼ばれる繊維径が極めて細い繊維を製造することができる。本発明の繊維の繊維径は、その繊維径を円相当直径で表したときに、そのメジアン繊維径が、好ましくは0.4μm以上であり、また好ましくは3μm以下、更に好ましくは1μm以下である。また、本発明の繊維の繊維長は、メジアン繊維長として、10mm以上であることが好ましく、50mm以上であることがより好ましく、100mm以上であることが更に好ましい。 According to the present invention, fibers having a desired fiber diameter and fiber length can be produced depending on the conditions under which the melt electrospinning method is carried out. In particular, fibers with an extremely small fiber diameter called nanofibers can be produced. The fiber diameter of the fiber of the present invention is preferably 0.4 μm or more, more preferably 3 μm or less, more preferably 1 μm or less, when the fiber diameter is expressed as a circle equivalent diameter. . The median fiber length of the fibers of the present invention is preferably 10 mm or longer, more preferably 50 mm or longer, and even more preferably 100 mm or longer.
溶融電界紡糸法によって製造された繊維の繊維径及び繊維長は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)観察による二次元画像から溶融電界紡糸繊維の塊、溶融電界紡糸繊維の交差部分、ポリマー液滴といった欠陥を除いた繊維を任意に500本選び出し、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、繊維の長手方向の長さを繊維長として直接読み取ることで測定することができる。測定した繊維径の分布からメジアン繊維径を求め、測定した繊維長の分布からメジアン繊維長を求めることができる。 The fiber diameter and fiber length of the fibers produced by the melt electrospinning method can be determined, for example, from a two-dimensional image observed with a scanning electron microscope (SEM), such as melt electrospun fiber clumps, melt electrospun fiber intersections, and polymer droplets. Randomly select 500 fibers without defects, take the length of a line perpendicular to the longitudinal direction of the fiber as the fiber diameter, and measure the length in the longitudinal direction of the fiber as the fiber length. can be done. The median fiber diameter can be determined from the measured fiber diameter distribution, and the median fiber length can be determined from the measured fiber length distribution.
繊維表面に親水性を一層効果的に発現させる観点から、本発明の繊維は、加熱処理を行うことが好ましい。繊維の加熱処理の方法は特に制限されないが、例えば熱風を繊維に吹き付けて処理する方法や、赤外線を繊維に照射する方法、熱水などの加熱液体に繊維を浸漬する方法、加熱した一対のロール間に繊維を通過させる方法、恒温槽などの加熱された空間に繊維を保持する方法、加熱した金属板で挟んで繊維をプレスする方法等が挙げられる。これらの方法は、紡糸された繊維に対してそのまま行ってもよく、該繊維を所定の形状に成形して繊維の成形体とすると同時に行ってもよく、該成形体を形成した後に行ってもよい。 From the viewpoint of more effectively expressing hydrophilicity on the fiber surface, the fiber of the present invention is preferably subjected to a heat treatment. The method of heat treatment of the fibers is not particularly limited, but for example, a method of blowing hot air onto the fibers, a method of irradiating the fibers with infrared rays, a method of immersing the fibers in a heated liquid such as hot water, and a pair of heated rolls. Examples include a method of passing fibers between them, a method of holding fibers in a heated space such as a constant temperature bath, and a method of pressing fibers by sandwiching them between heated metal plates. These methods may be performed on the spun fiber as it is, may be performed at the same time as forming the fiber into a predetermined shape to form a fiber molded article, or may be performed after forming the molded article. good.
繊維の親水性をより高く発現させるとともに、繊維の剛性を高める観点から、加熱処理を行う場合、繊維を成分(A)の融点以下の温度で加熱することが好ましい。詳細には、成分(A)の融点をMP(℃)としたときに、好ましくは(MP-100)℃以上、より好ましくは(MP-80)℃以上、更に好ましくは(MP-60)℃以上、一層好ましくは(MP-40)℃以上であり、また、好ましくは(MP-10)℃以下である。同様の観点から、例えば加熱工程における加熱方法を恒温槽などの加熱された空間に保持する方法とした場合、加熱時間は、好ましくは5分以上であり、また、好ましくは30分以下、更に好ましくは20分以下である。 From the viewpoint of enhancing the hydrophilicity of the fibers and increasing the rigidity of the fibers, it is preferable to heat the fibers at a temperature not higher than the melting point of the component (A) when the heat treatment is performed. Specifically, when the melting point of component (A) is MP (°C), it is preferably (MP-100)°C or higher, more preferably (MP-80)°C or higher, and still more preferably (MP-60)°C. Above, it is more preferably (MP-40)°C or higher, and more preferably (MP-10)°C or lower. From the same point of view, for example, when the heating method in the heating step is a method of holding in a heated space such as a constant temperature bath, the heating time is preferably 5 minutes or more, preferably 30 minutes or less, more preferably 30 minutes or less. is less than 20 minutes.
成分(A)として、例えば熱可塑性樹脂としてポリプロピレン(融点:約150℃)を含む場合、加熱温度は、好ましくは50℃以上、より好ましくは70℃以上、更に好ましくは90℃以上であり、また、好ましくは140℃以下である。また同様の観点から、例えば加熱工程における加熱方法を恒温槽などの加熱された空間に保持する方法とした場合、加熱時間は、好ましくは5分以上であり、また、好ましくは30分以下、更に好ましくは20分以下である。 As component (A), for example, when polypropylene (melting point: about 150° C.) is included as a thermoplastic resin, the heating temperature is preferably 50° C. or higher, more preferably 70° C. or higher, still more preferably 90° C. or higher, and , preferably 140° C. or less. From the same point of view, for example, when the heating method in the heating step is a method of holding in a heated space such as a constant temperature bath, the heating time is preferably 5 minutes or more, preferably 30 minutes or less, and further It is preferably 20 minutes or less.
本発明によって得られた繊維は、繊維表面に親水性が付与され、且つ細い繊維径を有しているものとなる。本発明の繊維は、これをそのままで、又は繊維を集積させた繊維の成形体として各種の目的に使用することができる。成形体の形状としては、シート状体、綿状体、糸状体などが挙げられる。繊維の成形体は他のシートと積層したり、各種の液体、微粒子、ファイバなどを含有させたりして使用してもよい。溶融電界紡糸法によって紡糸された繊維のシート状体は、長繊維や短繊維として織布や不織布などの繊維製品として利用でき、例えば医療目的や、美容目的、装飾目的等の非医療目的でヒトの肌、歯、歯茎、毛髪、非ヒト哺乳類の皮膚、歯、歯茎、枝や葉等の植物表面等に付着されるシートとして好適に用いられる。また、高集塵性でかつ低圧損の高性能フィルタ、高電流密度での使用が可能な電池用セパレータ、高空孔構造を有する細胞培養用基材等としても好適に用いられる。溶融電界紡糸繊維の綿状体は防音材や断熱材等として好適に用いられる。上述の用途以外に、電磁波シールド材、生体人工器材、ICチップ、有機EL、太陽電池、エレクトロクロミック表示素子、光電変換素子などに用いることもできる。 The fiber obtained by the present invention has a hydrophilic surface and a small fiber diameter. The fiber of the present invention can be used for various purposes as it is or as a molded article of fibers in which fibers are accumulated. Examples of the shape of the molded product include sheet-like, cotton-like, filament-like, and the like. The fiber molding may be used by being laminated with other sheets, or containing various liquids, fine particles, fibers, and the like. A sheet-shaped body of fibers spun by the melt electrospinning method can be used as textile products such as woven fabrics and non-woven fabrics as long fibers and short fibers. It is suitably used as a sheet to be adhered to the skin, teeth, gums, hair of non-human mammals, teeth, gums, plant surfaces such as branches and leaves, and the like. It is also suitable for high-performance filters with high dust collection and low pressure loss, separators for batteries that can be used at high current densities, cell culture substrates with a high pore structure, and the like. A cotton-like body of molten electrospun fibers is suitably used as a soundproofing material, a heat insulating material, or the like. In addition to the above uses, it can also be used for electromagnetic wave shielding materials, bioartificial equipment, IC chips, organic EL, solar cells, electrochromic display elements, photoelectric conversion elements, and the like.
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば、図1に示す製造装置10は、溶融組成物供給部10Aと流体噴射部10Cとをそれぞれ別に設けていたが、これに代えて、溶融組成物供給部10Aに流体噴射部10Cを組み入れてもよい。具体的には、特開2016-204816号公報に示すように、溶融電界紡糸用組成物の溶融液を吐出するノズルと、ノズルとの間に電場を発生させる電極と、該電極に電圧を印加する高電圧発生装置と、溶融電界紡糸用組成物から生成した繊維を捕集する捕集部を備え、筐体とノズルとの間に溶融液を流通可能な流通路が形成されており、該流通路を囲むように、流体噴射部が形成されている製造装置としてもよい。この場合、電極部10Bに代えて、捕集部10Dにおける捕集電極27に電圧を印加してノズルとの間に電場を発生させて、この状態で、吐出ノズル12から捕集部10Dに向けて溶融液を直接吐出できるようになっていてもよい。本形態における流体噴射部10Cは、吐出ノズル12における溶融液Rの吐出方向に沿って、空気流Aを噴射できるようになっている。
Although the present invention has been described above based on its preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the
また、図1に示す製造装置10では、吐出ノズル12との間に電場を発生させる電極は、帯電電極21として、溶融組成物供給部10Aと別に設けられていたが、これに代えて、溶融組成物供給部10Aに帯電電極21を組み入れてもよい。詳細には、特開2016-204816号公報に示すように、帯電電極21が、吐出ノズル12を囲むように凹曲面が配置された凹曲面電極となっており、該電極に電圧を印加可能となっていてもよい。この場合、吐出ノズル12に対向して配置される捕集部10Dは、捕集電極27に代えて、例えば電気的に接続されていないサクションボックス等の吸引手段を設けて、紡糸された繊維Fを吸引して、該繊維を捕集シート24上に堆積できるようになっていてもよい。
In addition, in the
上述した実施形態に関し、本発明は更に以下の溶融電界紡糸用組成物、並びに繊維及び繊維の製造方法を開示する。
<1>
以下の成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含み、
下記成分(A)、下記成分(B)及び下記成分(C)の合計成分100質量部に対する下記成分(C)の含有量が1質量部以上20質量部以下である、溶融電界紡糸用組成物。
(A)ポリオレフィン樹脂。
(B)硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種。
(C)ポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一種。
With respect to the above-described embodiments, the present invention further discloses the following melt electrospinning compositions, fibers, and methods for producing fibers.
<1>
including the following components (A), components (B) and components (C),
A composition for melt electrospinning, wherein the content of the following component (C) is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of the following component (A), the following component (B) and the following component (C). .
(A) Polyolefin resin.
(B) at least one of sulfate ester salts and sulfonates;
(C) at least one of polyolefin wax and modified polyolefin wax;
<2>
前記成分(B)が、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、オレフィンスルホン酸塩、及びN‐アルキル‐N‐アシルアミノアルキルスルホン酸塩のうち少なくとも一種である、前記<1>に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<3>
前記成分(C)が、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、エチレン‐プロピレン共重合ワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸変性ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス、酸変性ポリプロピレンワックス、酸化エチレン‐プロピレン共重合ワックス及び酸変性エチレン‐プロピレン共重合ワックスのうち少なくとも一種である、前記<1>又は<2>に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<4>
前記成分(C)の融点又は滴点が90℃以上150℃以下である、前記<1>ないし<3>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<2>
Component (B) is alkyl sulfate, alkyl ether sulfate, alkyl sulfonate, alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, olefin sulfonate, and N-alkyl-N-acylaminoalkyl sulfonate The melt electrospinning composition according to <1> above, which is at least one of
<3>
The component (C) is polyethylene wax, polypropylene wax, ethylene-propylene copolymer wax, oxidized polyethylene wax, acid-modified polyethylene wax, oxidized polypropylene wax, acid-modified polypropylene wax, ethylene oxide-propylene copolymer wax and acid-modified ethylene- The melt electrospinning composition according to <1> or <2>, which is at least one of propylene copolymer waxes.
<4>
The melt electrospinning composition according to any one of <1> to <3>, wherein the component (C) has a melting point or dropping point of 90°C or higher and 150°C or lower.
<5>
前記成分(C)は、その重量平均分子量が前記成分(A)よりも小さいものであり、好ましくは600以上、より好ましくは1000以上、更に好ましくは1000超、一層好ましくは2000以上、また、好ましくは20000以下、より好ましくは10000以下、更に好ましくは9000以下、一層好ましくは8000以下のものである、前記<1>ないし<4>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<6>
前記成分(C)はポリオレフィンワックスを含み、
前記ポリオレフィンワックスは、直鎖若しくは分枝鎖又は環式若しくは非環式の脂肪族飽和炭化水素の一種以上からなる合成物を指すものであり、好ましくは直鎖又は分枝鎖であり且つ非環式のアルカンである、前記<1>ないし<5>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<5>
The component (C) has a weight average molecular weight smaller than that of the component (A), preferably 600 or more, more preferably 1000 or more, still more preferably 1000 or more, still more preferably 2000 or more, and preferably is 20,000 or less, more preferably 10,000 or less, still more preferably 9,000 or less, and still more preferably 8,000 or less.
<6>
The component (C) contains a polyolefin wax,
The polyolefin wax refers to a synthetic product composed of one or more linear or branched or cyclic or acyclic saturated aliphatic hydrocarbons, preferably linear or branched and noncyclic. The composition for melt electrospinning according to any one of <1> to <5>, which is an alkane of the formula:
<7>
前記成分(C)はポリオレフィンワックスを含み、
前記ポリオレフィンワックスは、H-(CH2-CH2)q-Hで表されるポリエチレンワックス、H-(CH2-CH(CH3))q-Hで表されるポリプロピレンワックス、並びにH-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-H、H-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-H及びH-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-Hで表されるエチレン‐プロピレン共重合ワックスのうち少なくとも一種であり、
qは、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
r及びsは、それぞれ正の数であり、r及びsの総和として、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
tは、好ましくは12以上、より好ましくは24以上、更に好ましくは50以上の数であり、また好ましくは250以下、より好ましくは125以下、更に好ましくは110以下の数を表す、前記<1>ないし<6>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<7>
The component (C) contains a polyolefin wax,
The polyolefin waxes include a polyethylene wax represented by H—(CH 2 —CH 2 ) q —H, a polypropylene wax represented by H—(CH 2 —CH(CH 3 )) q —H, and H—( CH 2 —CH 2 ) r —(CH 2 —CH(CH 3 )) s —H, H—(CH 2 —CH(CH 3 )) s —(CH 2 —CH 2 ) r —H and H—( at least one ethylene-propylene copolymer wax represented by CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —H;
q is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 or less, still more preferably 220 or less,
r and s are each positive numbers, and the sum of r and s is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 hereinafter, more preferably represents a number of 220 or less,
t is preferably 12 or more, more preferably 24 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 250 or less, more preferably 125 or less, still more preferably 110 or less, <1> The composition for melt electrospinning according to any one of <6>.
<8>
前記成分(C)は変性ポリオレフィンワックスを含み、
前記変性ポリオレフィンワックスは、HOOC-(CH2-CH2)q-COOHで表される酸化ポリエチレンワックス、H-(CH2-CH2)q-Hで表されるポリエチレンワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性ポリエチレンワックス、HOOC-(CH2-CH(CH3))q-COOHで表される酸化ポリプロピレンワックス、H-(CH2-CH(CH3))q-Hで表されるポリプロピレンワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性ポリプロピレンワックス、HOOC-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-COOH、HOOC-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-COOH及びHOOC-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-COOHで表される酸化エチレン‐プロピレン共重合ワックス、並びにH-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-H、H-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-H及びH-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-Hで表されるエチレン‐プロピレン共重合ワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性エチレン‐プロピレン共重合ワックスのうち少なくとも一種であり、
qは、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
r及びsは、それぞれ正の数であり、r及びsの総和として、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
tは、好ましくは12以上、より好ましくは24以上、更に好ましくは50以上の数であり、また好ましくは250以下、より好ましくは125以下、更に好ましくは110以下の数を表す、前記<1>ないし<7>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<8>
The component (C) contains a modified polyolefin wax,
The modified polyolefin wax is an oxidized polyethylene wax represented by HOOC--( CH.sub.2 -- CH.sub.2 ) .sub.q --COOH, and a polyethylene wax represented by H--( CH.sub.2 -- CH.sub.2 ) .sub.q --H. acid-modified polyethylene wax having a carboxy group anhydride in HOOC-(CH 2 -CH(CH 3 )) q -COOH oxidized polypropylene wax represented by H-(CH 2 -CH(CH 3 )) q - HOOC-(CH 2 -CH 2 ) r -(CH 2 -CH(CH 3 )) s -COOH, an acid-modified polypropylene wax having a carboxyl anhydride at any position on the polypropylene wax molecular chain represented by H , HOOC-(CH 2 —CH(CH 3 )) s —(CH 2 —CH 2 ) r —COOH and HOOC-(CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —COOH and H—(CH 2 —CH 2 ) r —(CH 2 —CH(CH 3 )) s —H, H—(CH 2 —CH(CH 3 )) s —( CH 2 —CH 2 ) r —H and H—(CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —A carboxy group at any position of the ethylene-propylene copolymer wax molecular chain represented by —H at least one acid-modified ethylene-propylene copolymer wax having an anhydride of
q is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 or less, still more preferably 220 or less,
r and s are each positive numbers, and the sum of r and s is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 hereinafter, more preferably represents a number of 220 or less,
t is preferably 12 or more, more preferably 24 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 250 or less, more preferably 125 or less, still more preferably 110 or less, <1> The composition for melt electrospinning according to any one of <7>.
<9>
前記成分(C)は、ポリプロピレンワックス及びエチレン‐プロピレン共重合ワックスの少なくとも一種を用いることが更に好ましい、前記<1>ないし<8>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<10>
前記成分(A)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対して、70質量部以上であることが好ましく、75質量部以上であることがより好ましく、80質量部以上であることが更に好ましく、また、98質量部以下であることが好ましく、97質量部以下であることがより好ましく、90質量部以下であることが更に好ましい、前記<1>ないし<9>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<11>
前記成分(B)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対して、2質量部以上であることが好ましく、4質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることが更に好ましく、また、10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることがより好ましく、6質量部以下であることが更に好ましい、前記<1>ないし<10>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<9>
The melt electrospinning composition according to any one of <1> to <8>, wherein the component (C) is more preferably at least one of polypropylene wax and ethylene-propylene copolymer wax.
<10>
The content of the component (A) is preferably 70 parts by mass or more and 75 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C). It is more preferably at least 80 parts by mass, further preferably at least 80 parts by mass, preferably at most 98 parts by mass, more preferably at most 97 parts by mass, and preferably at most 90 parts by mass. More preferably, the composition for melt electrospinning according to any one of <1> to <9>.
<11>
The content of the component (B) is preferably 2 parts by mass or more, and 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C). It is more preferably at least 5 parts by mass, further preferably at least 5 parts by mass, preferably at most 10 parts by mass, more preferably at most 8 parts by mass, and preferably at most 6 parts by mass. More preferably, the composition for melt electrospinning according to any one of <1> to <10>.
<12>
前記成分(C)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、7質量部以上であることが更に好ましく、また、20質量部以下であることが好ましく、17質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることが更に好ましい、前記<1>ないし<11>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<13>
成分(D)として、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、及び金属不活性剤のうち少なくとも一種を含む添加剤を更に含み、
前記成分(D)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)、前記成分(C)及び前記成分(D)の合計成分100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることが更に好ましく、また、10質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることが更に好ましい、前記<1>ないし<12>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物。
<12>
The content of the component (C) is preferably 1 part by mass or more, and 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C). It is more preferably at least 7 parts by mass, further preferably at least 7 parts by mass, preferably at most 20 parts by mass, more preferably at most 17 parts by mass, and preferably at most 15 parts by mass. More preferably, the composition for melt electrospinning according to any one of <1> to <11>.
<13>
further comprising an additive containing at least one of an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, and a metal deactivator as component (D),
The content of the component (D) is 0.01 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B), the component (C) and the component (D). preferably 0.05 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or less, and further preferably 1 part by mass or less, of the above <1> to <12> Melt electrospinning composition according to any one of the preceding claims.
<14>
前記<1>ないし<13>のいずれか一に記載の溶融電界紡糸用組成物の溶融液を電場中に吐出して電界紡糸法によって紡糸する、繊維の製造方法。
<15>
前記溶融液を吐出する吐出ノズルを接地するとともに、該吐出ノズルと離間して配置された帯電電極を高電圧発生装置に接続して、前記吐出ノズルと前記帯電電極との間に前記電場を発生させる、前記<14>に記載の繊維の製造方法。
<16>
前記吐出ノズルと前記帯電電極とは別に、前記溶融電界紡糸用組成物から生成した繊維を捕集する捕集部を用い、前記捕集部が電気的に接続されている状態で該捕集部に繊維を捕集する、前記<14>又は<15>に記載の繊維の製造方法。
<17>
前記吐出ノズルから吐出された前記溶融液に向けて加熱流体を吹き付けて、該溶融液から生成した繊維を搬送する、前記<14>ないし<16>のいずれか一に記載の繊維の製造方法。
<14>
A method for producing a fiber, wherein the melt of the composition for melt electrospinning according to any one of <1> to <13> is discharged into an electric field and spun by an electrospinning method.
<15>
The discharge nozzle for discharging the melt is grounded, and a charged electrode spaced apart from the discharge nozzle is connected to a high voltage generator to generate the electric field between the discharge nozzle and the charged electrode. The method for producing a fiber according to <14> above.
<16>
Separately from the discharge nozzle and the charging electrode, a collection section for collecting fibers produced from the melt electrospinning composition is used, and the collection section is electrically connected to the collection section. The method for producing a fiber according to <14> or <15> above, wherein the fiber is collected in the above <14> or <15>.
<17>
The method for producing a fiber according to any one of <14> to <16>, wherein a heated fluid is sprayed toward the melt discharged from the discharge nozzle to transport the fiber produced from the melt.
<18>
以下の成分(A)、成分(B)及び成分(C)を含み、
前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対する前記成分(C)の含有量が1質量部以上20質量部以下であり、
メジアン径が0.4μm以上3μm以下である、繊維。
(A)ポリオレフィン樹脂。
(B)硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種。
(C)ポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一種。
<19>
前記成分(B)が、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、オレフィンスルホン酸塩、及びN‐アルキル‐N‐アシルアミノアルキルスルホン酸塩のうち少なくとも一種である、前記<18>に記載の繊維。
<20>
前記成分(C)が、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、エチレン‐プロピレン共重合ワックス、酸化ポリエチレンワックス、酸変性ポリエチレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス、酸変性ポリプロピレンワックス、酸化エチレン‐プロピレン共重合ワックス及び酸変性エチレン‐プロピレン共重合ワックスのうち少なくとも一種である、前記<18>又は<19>に記載の繊維。
<18>
including the following components (A), components (B) and components (C),
The content of the component (C) with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C) is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less,
A fiber having a median diameter of 0.4 μm or more and 3 μm or less.
(A) Polyolefin resin.
(B) at least one of sulfate ester salts and sulfonates;
(C) at least one of polyolefin wax and modified polyolefin wax;
<19>
Component (B) is alkyl sulfate, alkyl ether sulfate, alkyl sulfonate, alkyl benzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, olefin sulfonate, and N-alkyl-N-acylaminoalkyl sulfonate The fiber according to <18> above, which is at least one of
<20>
The component (C) is polyethylene wax, polypropylene wax, ethylene-propylene copolymer wax, oxidized polyethylene wax, acid-modified polyethylene wax, oxidized polypropylene wax, acid-modified polypropylene wax, ethylene oxide-propylene copolymer wax and acid-modified ethylene- The fiber according to <18> or <19> above, which is at least one type of propylene copolymer wax.
<21>
前記成分(C)の融点又は滴点が90℃以上150℃以下である、前記<18>ないし<20>のいずれか一に記載の繊維。
<22>
前記成分(C)は、その重量平均分子量が前記成分(A)よりも小さいものであり、好ましくは600以上、より好ましくは1000以上、更に好ましくは1000超、一層好ましくは2000以上、また、好ましくは20000以下、より好ましくは10000以下、更に好ましくは9000以下、一層好ましくは8000以下のものである、前記<18>ないし<21>のいずれか一に記載の繊維。
<23>
前記成分(C)はポリオレフィンワックスを含み、
前記ポリオレフィンワックスは、直鎖若しくは分枝鎖又は環式若しくは非環式の脂肪族飽和炭化水素の一種以上からなる合成物を指すものであり、好ましくは直鎖又は分枝鎖であり且つ非環式のアルカンである、前記<18>ないし<22>のいずれか一に記載の繊維。
<21>
The fiber according to any one of <18> to <20> above, wherein the component (C) has a melting point or dropping point of 90°C or higher and 150°C or lower.
<22>
The component (C) has a weight average molecular weight smaller than that of the component (A), preferably 600 or more, more preferably 1000 or more, still more preferably 1000 or more, still more preferably 2000 or more, and preferably is 20,000 or less, more preferably 10,000 or less, still more preferably 9,000 or less, and still more preferably 8,000 or less, the fiber according to any one of <18> to <21>.
<23>
The component (C) contains a polyolefin wax,
The polyolefin wax refers to a synthetic product composed of one or more linear or branched or cyclic or acyclic saturated aliphatic hydrocarbons, preferably linear or branched and noncyclic. The fiber according to any one of <18> to <22> above, which is an alkane of the formula:
<24>
前記成分(C)はポリオレフィンワックスを含み、
前記ポリオレフィンワックスは、H-(CH2-CH2)q-Hで表されるポリエチレンワックス、H-(CH2-CH(CH3))q-Hで表されるポリプロピレンワックス、並びにH-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-H、H-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-H及びH-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-Hで表されるエチレン‐プロピレン共重合ワックスのうち少なくとも一種であり、
qは、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
r及びsは、それぞれ正の数であり、r及びsの総和として、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
tは、好ましくは12以上、より好ましくは24以上、更に好ましくは50以上の数であり、また好ましくは250以下、より好ましくは125以下、更に好ましくは110以下の数を表す、前記<18>ないし<23>のいずれか一に記載の繊維。
<24>
The component (C) contains a polyolefin wax,
The polyolefin waxes include a polyethylene wax represented by H—(CH 2 —CH 2 ) q —H, a polypropylene wax represented by H—(CH 2 —CH(CH 3 )) q —H, and H—( CH 2 —CH 2 ) r —(CH 2 —CH(CH 3 )) s —H, H—(CH 2 —CH(CH 3 )) s —(CH 2 —CH 2 ) r —H and H—( at least one ethylene-propylene copolymer wax represented by CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —H;
q is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 or less, still more preferably 220 or less,
r and s are each positive numbers, and the sum of r and s is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 hereinafter, more preferably represents a number of 220 or less,
t is preferably 12 or more, more preferably 24 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 250 or less, more preferably 125 or less, still more preferably 110 or less, <18> The fiber according to any one of <23>.
<25>
前記成分(C)は変性ポリオレフィンワックスを含み、
前記変性ポリオレフィンワックスは、HOOC-(CH2-CH2)q-COOHで表される酸化ポリエチレンワックス、H-(CH2-CH2)q-Hで表されるポリエチレンワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性ポリエチレンワックス、HOOC-(CH2-CH(CH3))q-COOHで表される酸化ポリプロピレンワックス、H-(CH2-CH(CH3))q-Hで表されるポリプロピレンワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性ポリプロピレンワックス、HOOC-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-COOH、HOOC-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-COOH及びHOOC-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-COOHで表される酸化エチレン‐プロピレン共重合ワックス、並びにH-(CH2-CH2)r-(CH2-CH(CH3))s-H、H-(CH2-CH(CH3))s-(CH2-CH2)r-H及びH-(CH2-CH2-CH2-CH(CH3))t-Hで表されるエチレン‐プロピレン共重合ワックス分子鎖の任意の位置にカルボキシ基の無水物を有する酸変性エチレン‐プロピレン共重合ワックスのうち少なくとも一種であり、
qは、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
r及びsは、それぞれ正の数であり、r及びsの総和として、好ましくは24以上、より好ましくは48以上、更に好ましくは100以上の数であり、また好ましくは500以下、より好ましくは250以下、更に好ましくは220以下の数を表し、
tは、好ましくは12以上、より好ましくは24以上、更に好ましくは50以上の数であり、また好ましくは250以下、より好ましくは125以下、更に好ましくは110以下の数を表す、前記<18>ないし<24>のいずれか一に記載の繊維。
<25>
The component (C) contains a modified polyolefin wax,
The modified polyolefin wax is an oxidized polyethylene wax represented by HOOC--( CH.sub.2 -- CH.sub.2 ) .sub.q --COOH, and a polyethylene wax represented by H--( CH.sub.2 -- CH.sub.2 ) .sub.q --H. acid-modified polyethylene wax having a carboxy group anhydride in HOOC-(CH 2 -CH(CH 3 )) q -COOH oxidized polypropylene wax represented by H-(CH 2 -CH(CH 3 )) q - HOOC-(CH 2 -CH 2 ) r -(CH 2 -CH(CH 3 )) s -COOH, an acid-modified polypropylene wax having a carboxyl anhydride at any position on the polypropylene wax molecular chain represented by H , HOOC-(CH 2 —CH(CH 3 )) s —(CH 2 —CH 2 ) r —COOH and HOOC-(CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —COOH ethylene oxide-propylene copolymer wax, and H—(CH 2 —CH 2 ) r —(CH 2 —CH(CH 3 )) s —H, H—(CH 2 —CH(CH 3 )) s —( CH 2 —CH 2 ) r —H and H—(CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH(CH 3 )) t —A carboxy group at any position of the ethylene-propylene copolymer wax molecular chain represented by —H at least one acid-modified ethylene-propylene copolymer wax having an anhydride of
q is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 or less, still more preferably 220 or less,
r and s are each positive numbers, and the sum of r and s is preferably 24 or more, more preferably 48 or more, still more preferably 100 or more, and preferably 500 or less, more preferably 250 hereinafter, more preferably represents a number of 220 or less,
t is preferably 12 or more, more preferably 24 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 250 or less, more preferably 125 or less, still more preferably 110 or less, <18> The fiber according to any one of <24>.
<26>
前記成分(C)は、ポリプロピレンワックス及びエチレン‐プロピレン共重合ワックスの少なくとも一種を用いることが更に好ましい、前記<18>ないし<25>のいずれか一に記載の繊維。
<27>
前記成分(A)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対して、70質量部以上であることが好ましく、75質量部以上であることがより好ましく、80質量部以上であることが更に好ましく、また、98質量部以下であることが好ましく、97質量部以下であることがより好ましく、90質量部以下であることが更に好ましい、前記<18>ないし<26>のいずれか一に記載の繊維。
<28>
前記成分(B)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対して、2質量部以上であることが好ましく、4質量部以上であることがより好ましく、5質量部以上であることが更に好ましく、また、10質量部以下であることが好ましく、8質量部以下であることがより好ましく、6質量部以下であることが更に好ましい、前記<18>ないし<27>のいずれか一に記載の繊維。
<26>
The fiber according to any one of <18> to <25>, wherein the component (C) is more preferably at least one of polypropylene wax and ethylene-propylene copolymer wax.
<27>
The content of the component (A) is preferably 70 parts by mass or more and 75 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C). It is more preferably at least 80 parts by mass, further preferably at least 80 parts by mass, preferably at most 98 parts by mass, more preferably at most 97 parts by mass, and preferably at most 90 parts by mass. The fiber according to any one of <18> to <26>, which is more preferable.
<28>
The content of the component (B) is preferably 2 parts by mass or more, and 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C). It is more preferably at least 5 parts by mass, further preferably at least 5 parts by mass, preferably at most 10 parts by mass, more preferably at most 8 parts by mass, and preferably at most 6 parts by mass. The fiber according to any one of <18> to <27>, which is more preferable.
<29>
前記成分(C)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、7質量部以上であることが更に好ましく、また、20質量部以下であることが好ましく、17質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることが更に好ましい、前記<18>ないし<28>のいずれか一に記載の繊維。
<30>
成分(D)として、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、及び金属不活性剤のうち少なくとも一種を含む添加剤を更に含み、
前記成分(D)の含有量は、前記成分(A)、前記成分(B)、前記成分(C)及び前記成分(D)の合計成分100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.05質量部以上であることが更に好ましく、また、10質量部以下であることが好ましく、1質量部以下であることが更に好ましい、前記<18>ないし<29>のいずれか一に記載の繊維。
<29>
The content of the component (C) is preferably 1 part by mass or more, and 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C). It is more preferably at least 7 parts by mass, further preferably at least 7 parts by mass, preferably at most 20 parts by mass, more preferably at most 17 parts by mass, and preferably at most 15 parts by mass. The fiber according to any one of <18> to <28>, which is more preferable.
<30>
further comprising an additive containing at least one of an antioxidant, a light stabilizer, an ultraviolet absorber, and a metal deactivator as component (D),
The content of the component (D) is 0.01 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B), the component (C) and the component (D). is preferably 0.05 parts by mass or more, preferably 10 parts by mass or less, and further preferably 1 part by mass or less, the above <18> to <29> A fiber according to any one of the preceding claims.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. However, the scope of the invention is not limited to such examples.
〔実施例1〕
図1に示す製造装置10を用いて、成分(A)としてポリプロピレン樹脂(PP;PolyMirae社製、MF650Y、重量平均分子量79000)と、成分(B)としてアシルアルキルタウリン塩(N-ステアロイル-N-メチルタウリンナトリウム;日光ケミカルズ株式会社製、ニッコールSMT)と、成分(C)としてポリプロピレンワックス(クラリアント株式会社製、Licocene PP6102;滴点145℃、重量平均分子量5000)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、溶融状態の溶融電界紡糸用組成物を製造した。また、溶融状態の溶融電界紡糸用組成物を用いて、溶融電界紡糸法にて繊維を製造した。製造条件は以下のとおりとした。
[Example 1]
Using the
〔繊維の製造条件〕
・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:1g/min、2g/min、4g/min、
・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:-40kV
・吐出ノズル先端部14と捕集部10Dとの間の距離:600mm
・流体噴射装置23から噴出される空気流の温度:350℃
・流体噴射装置23から噴出される空気流の流量:320L/min
[Conditions for manufacturing fibers]
・Manufacturing environment: 27°C, 50% RH
・Heating temperature inside the housing 11: 220°C
- Discharge rate of melt R: 1 g/min, 2 g/min, 4 g/min,
・Applied voltage to discharge nozzle tip 14 (made of stainless steel): 0 kV (grounded to earth)
・Applied voltage to charging electrode 21 (80 mm × 80 mm,
・Distance between
・Temperature of the air flow ejected from the fluid ejection device 23: 350°C
・Flow rate of air jetted from fluid jetting device 23: 320 L/min
〔実施例2ないし4〕
成分(A)及び成分(C)の含有量を以下の表1に示す質量部に変更したほかは、実施例1と同様に溶融電界紡糸用組成物及び繊維を製造した。
[Examples 2 to 4]
A melt electrospinning composition and fibers were produced in the same manner as in Example 1, except that the contents of components (A) and (C) were changed to parts by mass shown in Table 1 below.
〔実施例5及び6〕
成分(C)としてエチレン‐プロピレン共重合ワックス(クラリアント株式会社製、Licocene PP1302;滴点90℃、重量平均分子量6400)とを以下の表1に示す質量部で混合したほかは、実施例1と同様に溶融電界紡糸用組成物及び繊維を製造した。
[Examples 5 and 6]
Ethylene-propylene copolymer wax (Licocene PP1302 manufactured by Clariant Co., Ltd.; dropping point 90° C., weight average molecular weight 6400) was mixed as the component (C) in the parts by mass shown in Table 1 below. Melt electrospinning compositions and fibers were similarly prepared.
〔比較例1〕
成分(C)を用いずに、成分(A)及び(B)のみを以下の表1に示す質量部で混合したほかは、実施例1と同様に溶融電界紡糸用組成物及び繊維を製造した。
[Comparative Example 1]
A melt electrospinning composition and fibers were produced in the same manner as in Example 1 except that only the components (A) and (B) were mixed in the parts by mass shown in Table 1 below without using the component (C). .
〔比較例2〕
成分(B)を用いずに、成分(A)及び成分(C)のみを以下の表1に示す質量部で混合したほかは、実施例1と同様に溶融電界紡糸用組成物及び繊維を製造した。
[Comparative Example 2]
A melt electrospinning composition and fibers were produced in the same manner as in Example 1 except that only the components (A) and (C) were mixed in the parts by mass shown in Table 1 below without using the component (B). bottom.
〔比較例3〕
成分(B)及び成分(C)を用いずに、成分(A)と、石油系ワックス(日本精蝋株式会社製、パラフィンワックス125;融点53℃、ガスクロマトグラフィー質量分析法測定による重量平均分子量361)とを以下の表1に示す質量部で混合したほかは、実施例1と同様に溶融電界紡糸用組成物及び繊維を製造した。
[Comparative Example 3]
Without using component (B) and component (C), component (A) and petroleum wax (paraffin wax 125 manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.; melting point 53 ° C., weight average molecular weight measured by gas chromatography mass spectrometry 361) were mixed in the parts by mass shown in Table 1 below, and a melt electrospinning composition and fibers were produced in the same manner as in Example 1.
〔評価1:溶融液の粘度〕
実施例及び比較例で製造した溶融電界紡糸用組成物の溶融液について、粘度を測定した。詳細には、回転式レオメータ(アントンパール社製、MCR302)を用いて、200℃及びせん断速度10s-1の条件で前記溶融液の粘度(Pa・s)を測定した。結果を以下の表1に示す。
[Evaluation 1: Viscosity of melt]
The viscosities of the melts of the melt electrospinning compositions produced in Examples and Comparative Examples were measured. Specifically, using a rotary rheometer (MCR302 manufactured by Anton Paar), the viscosity (Pa·s) of the melt was measured at 200° C. and a shear rate of 10 s −1 . The results are shown in Table 1 below.
〔評価2:繊維径の評価〕
実施例及び比較例において、異なる紡糸量で製造した各繊維のメジアン繊維径を評価した。繊維径の測定は、走査型電子顕微鏡観察による二次元画像から溶融電界紡糸繊維の塊、溶融電界紡糸繊維の交差部分、ポリマー液滴といった欠陥を除いた繊維を任意に500本選び出し、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た。測定した繊維径の分布からメジアン繊維径(nm)を求めた。結果を以下の表1に示す。
[Evaluation 2: Evaluation of fiber diameter]
In the Examples and Comparative Examples, the median fiber diameter of each fiber produced at different spinning weights was evaluated. The fiber diameter is measured by arbitrarily selecting 500 fibers from a two-dimensional image obtained by scanning electron microscope observation, excluding defects such as lumps of molten electrospun fibers, intersections of molten electrospun fibers, and polymer droplets. The fiber diameter was defined as the length of a line perpendicular to the direction. A median fiber diameter (nm) was determined from the measured fiber diameter distribution. The results are shown in Table 1 below.
〔評価3:液接触角の評価〕
実施例及び比較例で製造した溶融電界紡糸用組成物の溶融液を加圧して、縦250mm×横250mm×厚さ1mmの樹脂板をそれぞれ作成した。加圧は、(1)予加圧:180℃、0.5MPa、3min、(2)本加圧:180℃、20MPa、2min、及び(3)冷却:18℃、0.5MPa、1minの順で行った。得られた樹脂板から縦10mm×横50mm×厚さ1mmの試験片をカッターで切り出し、該試験片の表面に対して、ぬれ張力試験用混合液No.33(富士フィルム和光純薬株式会社製、表面張力33.0mN/m)を1.5μL滴下して、樹脂板と混合液との接触角(°)を、測定温度を23℃として、協和界面科学株式会社製のDrop Master300を用いて測定した。接触角が低いほど、親水性が高いものである。結果を以下の表1に示す。
[Evaluation 3: Evaluation of liquid contact angle]
A resin plate of 250 mm long×250 mm wide×1 mm thick was prepared by pressurizing the melt of the molten electrospinning composition produced in Examples and Comparative Examples. Pressurization is (1) pre-pressurization: 180 ° C., 0.5 MPa, 3 min, (2) main pressurization: 180 ° C., 20 MPa, 2 min, and (3) cooling: 18 ° C., 0.5 MPa, 1 min. I went with A test piece measuring 10 mm long, 50 mm wide and 1 mm thick was cut out from the obtained resin plate with a cutter. 33 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., surface tension 33.0 mN / m) is dropped 1.5 μL, and the contact angle (°) between the resin plate and the mixed liquid is measured at a temperature of 23 ° C., Kyowa interface It was measured using a Drop Master 300 manufactured by Kagaku Co., Ltd. The lower the contact angle, the higher the hydrophilicity. The results are shown in Table 1 below.
〔評価4:液濡れ性の評価〕
実施例及び比較例において、紡糸量1g/minで製造した繊維をそれぞれシート状に成形し、繊維の成形体とした。成形体の坪量はいずれも、7g/m2とした。この成形体を縦50mm×横50mmの寸法とし、該成形体の両端をSUSプレートで挟持して、実験台と成形体とを離間させ且つ成形体に張力を付与した状態で固定した。固定した成形体の表面にぬれ張力試験用混合液No.33(富士フィルム和光純薬株式会社製、表面張力33.0mN/m)を15μL滴下して、滴下20秒後及び滴下60秒後の液濡れ性を以下の基準で目視にて評価した。結果を以下の表1に示す。
[Evaluation 4: evaluation of liquid wettability]
In the examples and comparative examples, the fibers produced at a spinning rate of 1 g/min were formed into sheets to form fiber molded articles. The basis weight of each molded body was 7 g/m 2 . This molded body was sized 50 mm long and 50 mm wide, and both ends of the molded body were sandwiched between SUS plates to separate the test table from the molded body and fix the molded body in a tensioned state. Mixed liquid No. for wet tension test was applied to the surface of the fixed compact. 33 (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., surface tension: 33.0 mN/m) was dropped in an amount of 15 μL, and the liquid wettability was visually evaluated 20 seconds after dropping and 60 seconds after dropping according to the following criteria. The results are shown in Table 1 below.
<液濡れ性の評価基準>
A:液滴がシート状成形体に全て浸透し、親水性に非常に優れる。
B:液滴がシート状成形体の表面に一部残存しているが、液滴が該成形体に浸透しており、親水性を有する。
C:液滴がシート状成形体に一部浸透しているが、液滴の大部分は該成形体の表面に多く残存しており、親水性が悪い。
D:液滴がシート状成形体に全く浸透せずに撥液しており、親水性が非常に悪い。
<Evaluation criteria for liquid wettability>
A: All the droplets permeate the sheet-like formed body, and the hydrophilicity is very excellent.
B: Some droplets remain on the surface of the sheet-like molded body, but the droplets permeate the molded body and have hydrophilicity.
C: Droplets partially permeate the sheet-like molded body, but most of the droplets remain on the surface of the molded body, and hydrophilicity is poor.
D: Liquid droplets did not permeate the sheet-like molded article at all, and the sheet-like molded article was liquid-repellent, and the hydrophilicity was very poor.
表1に示すとおり、成分(A)ないし(C)を所定の割合で含む実施例では、比較例と比べて、紡糸量の多寡に依存せず細径の繊維が効率よく紡糸できるとともに、液滴の浸透時間が非常に短く、得られた繊維の親水性が高いものであることが判る。特に、実施例1、4及び5に示すように、成分(C)の含有量が高くなるにつれて、紡糸された繊維は親水性が高く、且つ一層細径の繊維を製造できることが判る。これに対して、比較例2及び3の溶融液は、粘度は低くなっているが、細径の繊維が紡糸できないことも判る。この理由として、比較例2及び3の溶融液には成分(B)が含まれていないので、溶融電界紡糸における溶融液の帯電量が十分でないことが考えられる。 As shown in Table 1, in the examples containing the components (A) to (C) in a predetermined ratio, compared to the comparative examples, small-diameter fibers can be efficiently spun regardless of the amount of spinning, and the liquid It can be seen that the penetration time of the droplets is very short and the fibers obtained are highly hydrophilic. In particular, as shown in Examples 1, 4 and 5, it can be seen that as the content of component (C) increases, the spun fibers become more hydrophilic and smaller diameter fibers can be produced. In contrast, the melts of Comparative Examples 2 and 3 have low viscosities, but it can be seen that they cannot be spun into small-diameter fibers. A possible reason for this is that the melts of Comparative Examples 2 and 3 do not contain the component (B), so that the charge amount of the melts in the melt electrospinning is insufficient.
10 製造装置
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
1P 溶融電界紡糸用組成物
A 空気流
F 繊維
R 溶融電界紡糸用組成物の溶融液
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
下記成分(A)、下記成分(B)及び下記成分(C)の合計成分100質量部に対する下記成分(C)の含有量が1質量部以上20質量部以下である、溶融電界紡糸用組成物。
(A)ポリオレフィン樹脂。
(B)硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種。
(C)ポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一種。 including the following components (A), components (B) and components (C),
A composition for melt electrospinning, wherein the content of the following component (C) is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of the total of the following component (A), the following component (B) and the following component (C). .
(A) Polyolefin resin.
(B) at least one of sulfate ester salts and sulfonates;
(C) at least one of polyolefin wax and modified polyolefin wax;
前記成分(A)、前記成分(B)及び前記成分(C)の合計成分100質量部に対する前記成分(C)の含有量が1質量部以上20質量部以下であり、
メジアン径が0.4μm以上3μm以下である、繊維を含むシート状体。
(A)ポリオレフィン樹脂。
(B)硫酸エステル塩及びスルホン酸塩のうち少なくとも一種。
(C)ポリオレフィンワックス及び変性ポリオレフィンワックスのうち少なくとも一
種。 including the following components (A), components (B) and components (C),
The content of the component (C) with respect to 100 parts by mass of the total component of the component (A), the component (B) and the component (C) is 1 part by mass or more and 20 parts by mass or less,
A sheet-like body containing fibers having a median diameter of 0.4 μm or more and 3 μm or less.
(A) Polyolefin resin.
(B) at least one of sulfate ester salts and sulfonates;
(C) at least one of polyolefin wax and modified polyolefin wax;
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