CN114599830A - 纤维堆积体的制造方法、膜的制造方法和膜的附着方法 - Google Patents

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Abstract

本发明方法所适合使用的纤维收集用具(1)用于收集通过静电纺丝法所纺丝得到的纤维。纤维收集用具(1)具有使用者(A)能够用手抓持的尺寸,且在其内部具有导电部位(2)。纤维收集用具(1)优选在导电部位(2)的外侧还具有表面部位(3)。另外,本发明的纤维堆积体的制造方法中,使用者(A)使用具有使用者(A)能够用手抓持的尺寸的静电纺丝装置(10)施行静电纺丝法,使用者(A)利用纤维收集用具(1)收集所纺丝得到的纤维,由在该纤维收集用具(1)的表面制造含有纤维的堆积体F的膜。将形成了堆积体(F)的纤维收集用具(1)推抵于对象物的表面,将该堆积体转印至该表面,由此在对象物表面形成含有纤维的堆积体的膜。

Description

纤维堆积体的制造方法、膜的制造方法和膜的附着方法
技术领域
本发明涉及纤维堆积体的制造方法、膜的制造方法和膜的附着方法。
背景技术
通过静电纺丝法制造纤维及其堆积体的技术已有各种提案。例如,专利文献1公开了使用含有导电性物质的纺织布,通过静电纺丝法在该纺织布上制造纤维构造体的方法。另外,专利文献2公开了一种使用在纳米纤维的膜形成的对象面上混合存在堆积纤维堆积区域与不堆积纤维的非堆积区域的收集片材,制造由高分子物质所构成的纳米纤维膜的方法。
专利文献3中,公开了一种电喷雾装置,其将由喷嘴所喷出的溶液材料以薄膜的形式堆积于基板上。该文献中记载了该装置包括:以对溶液材料施加了电压的状态进行喷雾的上述喷嘴;在俯视下彼此隔开间隔配置的第一遮罩部和第二遮罩部;以及设置于由基板隔开间隔的位置,连接第一遮罩部和第二遮罩部的细长形状的连结部;该装置还具有在配置于喷嘴与基板之间的基板附近的遮罩。
另外,本申请人提出了一种覆膜的制造方法,其包括:将含有具有覆膜形成能力的聚合物的组合物直接静电喷涂至覆膜形成对象物,形成由含纤维的堆积物所构成的覆膜的静电喷涂工序(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2007-92210号公报
专利文献2:日本专利特开2011-84843号公报
专利文献3:日本专利特开2016-32780号公报
专利文献4:国际专利公开2018/124227号公报
发明内容
本发明涉及使用者使用静电纺丝装置施行静电纺丝法,利用纤维收集用具收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具的表面制造该纤维的堆积体的方法。
在一个实施方式中,作为上述纤维收集用具,使用在其内部具有导电部位的用具。
本发明涉及在对象物的表面制造含有纤维的堆积体的膜的方法。
在一个实施方式中,使用者使用静电纺丝装置施行静电纺丝法,利用纤维收集用具收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具的表面形成含有该纤维的堆积体的膜。
在一个实施方式中,将形成了上述膜的上述纤维收集用具推抵于对象物的表面,将该膜转印至该表面,由此在该表面形成含有纤维的堆积体的膜。
另外,本发明涉及膜的附着方法。
在一个实施方式中,使用者使用静电纺丝装置施行静电纺丝法,利用纤维收集用具收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具的表面形成含有该纤维的堆积体的膜。
在一个实施方式中,将形成了上述膜的上述纤维收集用具推抵于对象物的表面,使该膜附着于该表面。
附图说明
图1为示意性地表示本发明制造方法中所使用的纤维收集用具的一个实施方式的立体图。
图2为示意性地表示本发明制造方法中所使用的纤维收集用具的其它实施方式的剖面图。
图3为表示本发明制造方法的一个实施方式的示意图。
图4为表示本发明制造方法的其它实施方式的示意图。
图5的(a)和(b)为表示纤维堆积体(膜)的附着方法的实施方式的示意图。
具体实施方式
然而,通过静电纺丝法所形成的纤维堆积物的制造,根据其用途,有时在家庭等非工业性环境下进行。因此,期望有维持纤维的纺丝性并且简便地进行静电纺丝的方法。然而,专利文献1~3中所记载的技术,由于均使用固定型的静电纺丝装置,因而无法高便利性地进行静电纺丝。
另外,该纤维堆积物有时出于化妆或护肤等美容目的而使用纤维堆积物。尤其从使化妆成为所需妆感的观点和对所需部分施行护肤的观点考虑,也期望能够通过使用者自身的操作来制造具有所需尺寸或形状的纤维堆积物。然而,专利文献1~3中所记载的技术对于通过使用者自身的操作来制造纤维堆积物方面完全没有任何研究。
另外,专利文献4中所记载的方法是维持纤维的纺丝性并且简便地进行静电纺丝的方法,但其对于适合用于静电纺丝的覆膜形成对象物并没有任何研究,关于这一点还有改善空间。
另外,专利文献4虽然公开了通过使用者自身的操作在对象物的表面直接进行静电纺丝的方法,但该方法难以应用于眼部等难以直接进行静电纺丝的部位,关于这一点还有改善空间。
因此,本发明涉及能够解决现有技术缺点的纤维堆积体的制造方法、膜的制造方法和膜的附着方法。
以下,根据优选实施方式,参照附图说明本发明。本发明的制造方法或附着方法中适合使用的纤维收集用具适合用于直接收集通过静电纺丝法纺丝得到的纤维。静电纺丝法是对含有成为纤维原料的树脂的原料液施加正或负的高电压使原料液带电,将带电后的原料液朝对象物喷出,将纤维纺丝的方法。所喷出的原料液由于库仑斥力,一边反复进行细微化和延伸,一边在空间中扩展,在对象物的表面堆积纤维径较细的纤维。由此,能够得到纤维堆积体、优选为含有纤维堆积体的膜。关于原料液的说明将在后面叙述。
纤维收集用具具有形成纤维及其堆积体的使用者能够用手抓持的尺寸。本发明中所谓“能够用手抓持”,除了用手握持并保持纤维收集用具的方式之外,也包括将纤维收集用具用手指抓捏并保持、或载置于手掌或手背等而保持等的情况。
纤维收集用具的尺寸只要是能够用手抓持即可,没有特别限定,关于纤维收集用具的质量,优选为500g以下、更优选为200g以下。纤维收集用具的最大跨距长度优选为0.1mm以上且30cm以下。纤维收集用具的体积优选为0.5cm3以上且104cm3以下。由此,除了可以单手抓持纤维收集用具之外,还可以放置于膝上等,并且容易进行纤维收集用具的携带、移动和操作,能够容易地将形成于纤维收集用具的纤维用手涂布或转印于被应用部位,故而优选。
纤维收集用具的立体形状只要能够收集由静电纺丝法纺丝得到的纤维即可,没有特别限定,可以设为包括多个平面部分的立体形状、包括曲率不同的多个曲面部分的立体形状、或包括该平面部分与该曲面部分的立体形状。具体而言,例如,可以列举三棱柱、四棱柱和五棱柱等棱柱状,圆柱和椭圆柱等圆柱状,三棱锥、四棱锥和五棱锥等棱锥状,圆锥和椭圆锥等圆锥状,八面体、十二面体等凸多面体,星形多面体等非凸多面体,板状、片状、球体状、椭圆体状、扇状、以及网状等的立体形状。在纤维收集用具为具有顶点的立体形状的情况下,优选至少一个顶点为带圆度的形态。
另外,纤维收集用具中的纤维收集面的俯视形状只要是能够收集通过静电纺丝法所纺丝得到的纤维即可,没有特别限定,可以设为在轮廓中包含多个直线部分的形状、在轮廓中包含曲率不同的多个曲线部分的形状、或在轮廓中包含该直线部分与该曲线部分的立体形状。具体而言,例如,可以列举三角形、四边形、菱形和五边形等多边形状,半圆形、真圆形和椭圆形等圆形状,星形、弯月形、格子状等在轮廓中包含曲线部分与直线部分的平面形状。在俯视形状为具有顶点的形状时,也可以为至少一顶点带有圆度的形态。纤维收集用具1中的纤维收集面在纤维的纺丝时可以为平面,也可以为曲面。在纤维收集用具1中的纤维收集面为曲面时,可以为朝纤维收集用具1的外侧凸出的形状,也可以为朝纤维收集用具1的内侧凹下的形状。
图1示意性地表示纤维收集用具的一个实施方式。图1所示的纤维收集用具1是具有由实质上平坦的一对主面1a、1b、和与这些面交叉的侧面1c所构成的表面的板状的用具,各主面1a、1b中的一个主面适合用作纤维的收集面。图1所示的纤维收集用具1具有在各顶点带圆度的弯月状的一对主面1a、1b。如此,纤维收集用具1优选为顶点和棱线带有圆度等不具角部的形状。如果具有角部,则电荷容易集中于此;如果为不具有角部的形状,则可以抑制电荷集中于纤维收集用具1的一部分的情况,容易使纤维均匀堆积于纤维收集用具1。所谓角部是指二个平面或平面与曲线交叉而形成的部位。本实施方式中的纤维收集用具1以第一主面1a作为纤维收集面,使纤维的堆积体F、优选为由纤维的堆积体所构成的膜(以下也简称为“纤维堆积体”或“膜”)F直接形成于第一主面1a的一部分区域。为了方便说明,只要没有特别限定,将“纤维堆积体”与“膜”视为同义进行以下说明。
纤维收集用具1优选在其表面具有一个或多个凹部。如果使用具有凹部的纤维收集用具,由于纤维收集用具1与膜F的接触面积减少,因此,能够容易地将形成于纤维收集用具1表面的膜F从纤维收集用具1剥离,能够进一步提高转印性。凹部可以为贯通孔,也可以为隙缝等的贯通槽。另外,凹部也可以为海绵等多孔质体所具有的细微孔。作为具有凹部的纤维收集用具的材料,可以使用多孔质体等。关于多孔质体,可以使用后述的多孔质体。
本说明书中所谓“转印性”是指将含有纤维堆积体的膜推抵于对象物,使膜附着于对象物。
纤维收集用具1优选在其表面具有纤维起毛的部位。所谓起毛的部位,是指短纤维以立起的状态固定于表面的部位。如果使用具有起毛的部位的纤维收集用具,则纤维收集用具1与膜F的接触面积减少,能够进一步提高转印性。作为具有起毛的部位的纤维收集用具,可以列举进行了所谓静电植毛的化妆用粉扑等。
纤维收集用具优选在其表面施用了对膜F具有脱模作用的制剂。即,纤维收集用具在其表面具有对膜F具脱膜作用的制剂。如果使用这样的纤维收集用具,能够进一步提高转印性。此时,在上述的膜F的形成方法中,对纤维收集用具的表面事先施用对膜F具有脱模作用的制剂。例如,使该剂附着在纤维收集用具的收集面的整个区域或一部分后,实施后述的纤维堆积体(膜)的制造方法。
从更容易将膜F由纤维收集用具1剥离的观点考虑,具有脱膜作用的制剂优选为粉末剂。作为粉末剂,例如,可以列举硅酸、硅酸酐、硅酸镁、滑石、绢云母、云母、高岭土、氧化铁红、粘土、膨润土、云母、钛包膜云母、氧氯化铋、氧化锆、氧化镁、氧化钛、氧化锌、氧化铝、硫酸钙、硫酸钡、硫酸镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化铁、群青、氧化铬、氢氧化铬、异极矿、碳黑、氮化硼、它们的复合体等无机粉体;聚酰胺、尼龙、聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基树脂、尿素树脂、酚树脂、氟树脂、硅树脂、丙烯酸系树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、二乙烯基苯-苯乙烯共聚物、丝粉末、纤维素、长链烷基磷酸金属盐、N-单长链烷基酰基碱性氨基酸、它们的复合体等有机粉体;及上述无机粉体与上述有机粉体的复合粉体等。这些粉末剂可以经着色,也可以为非着色(例如为白色或本质上透明)。
从在纤维收集用具1与后述静电纺丝装置10之间容易形成导电通路、使静电纺丝法的纺丝性提高的观点考虑,纤维收集用具1优选具有使导电性提高的下述构成(1)~(3)的任一者。
(1)在纤维收集用具1的表面的至少一部分具有导电部位。
(2)在纤维收集用具1的表面的至少一部分具有亲水部位。
(3)在纤维收集用具1的内部具有导电部位。
首先,针对具有上述构成(1)的纤维收集用具进行详述。具有构成(1)的纤维收集用具在其表面的至少一部分具有导电部位。这样的导电部位是在由静电纺丝法进行纤维纺丝时,用于在由人手所保持的纤维收集用具1与后述静电纺丝装置之间形成导电通路,从而使其能够由静电纺丝法进行纤维纺丝的部位。此外,导电部位是通过静电纺丝法纺丝得到的纤维进行堆积的部位。
存在于纤维收集用具1的表面的导电部位可以遍及纤维收集用具1表面而连续形成,或者也可以仅形成于纤维收集用具1表面的一部分。在导电部位仅形成于表面的一部分的情况下,导电部位优选连续形成,更优选延伸形成到使用者的身体的一部分可以接触的区域或其附近。另外,导电部位也可以形成于纤维收集用具1的内部。
从提高静电纺丝法的纤维纺丝性、且简便地进行纤维纺丝的观点考虑,纤维收集用具1优选在纤维收集面、和与使用者的身体的接触部位分别具有导电部位,更优选纤维收集面的导电部位和与使用者的身体的接触部位的导电部位连续形成,更加优选在纤维收集用具1的表面整个区域连续形成有导电部位。在导电部位在纤维收集用具1的表面整个区域连续形成的情况下,由于不需要特别考虑静电纺丝时的纤维收集用具1的方向、或纤维收集用具1的保持位置,故而在能够更加简便地进行纤维的纺丝和堆积方面是有利的。
存在于纤维收集用具1的表面的导电部位其表面电阻率的值优选为1011Ω/cm2以下、更优选为8.0×1010Ω/cm2以下、更加优选为5.0×1010Ω/cm2以下、更进一步优选为1010Ω/cm2以下,虽然越低越佳,但现实上为100Ω/cm2以上。通过具有这样的表面电阻率,能够高效地通过静电纺丝法进行纤维纺丝,并且能够在纤维收集用具1的所需位置形成纤维堆积体。这样的导电部位例如能够使用后述的原材料、或于该原材料的表面施以用于提高导电性的处理而形成。导电部位的表面电阻率可以在各导电部位相同,也可以在各导电部位间在上述表面电阻率的范围内不同。
从能够通过静电纺丝法进行纤维纺丝且简便地进行的观点考虑,纤维收集用具1更优选其表面任意位置的表面电阻率值为上述范围内。换言之,更优选使具有上述表面电阻率的范围的导电部位连续形成于纤维收集用具1的表面整个区域。
表面电阻率的测定例如能够根据JIS K6911(1995年)的方法进行。即,将测定对象的纤维收集用具1以成为表面电阻率测定对象的面为纵50mm×横45mm、且厚4mm的方式切断,作为测定样本。将该测定样本的测定对象面分别抵接于ADVANTEST公司制电阻室R12704中的内侧电极和环电极,且以将内侧电极与环电极桥接的方式载置。在该状态下,以SURFACE模式,使用ADVANTEST公司制的电阻计R8340A,以上述电阻室的各电极的电位差成为500V的方式对各电极施加电压,测定其电阻率(Ω/cm2)。测定条件设为室温22~23℃、相对湿度46%的温湿度环境下。
作为具有构成(1)的纤维收集用具1的构成材料,例如,可以列举纤维片、膜、多孔质体、及弹性体等。这些材料可以单独使用或组合多种使用。
作为纤维片,例如,可以列举各种无纺布、纺织布、针织物、纸、网片及它们的层叠体等。
作为膜,例如,可以列举以聚乙烯、聚丙烯等树脂作为原料的网膜、各种膜片等。
作为多孔质体,例如,可以列举发泡体,具体而言,例如,可以列举含有聚氨酯、湿式氨基甲酸乙酯、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、天然橡胶(NR)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、三聚氰胺发泡体、聚乙烯醇(PVA)、纤维素等作为原料的发泡体等。
作为弹性体,例如,可以列举橡胶制品或弹性体制品,具体而言,例如,可以列举以天然橡胶、合成橡胶、有机硅橡胶、丙烯酸橡胶、氨基甲酸乙酯橡胶和丁腈橡胶等橡胶状物质作为原料的橡胶制网、各种橡胶片、和发泡橡胶(橡胶海绵)等。
这些材料可以直接使用,或者也可以使用对该材料的至少表面施以亲水性处理或导电性处理等的提高导电性的处理、在这些材料中含有导电性原料的材料。作为提高导电性的处理,例如,可以列举于对上述材料混合、涂布或浸渍水或表面活性剂等的液状的导电性原料的处理,或混合或涂布铜、碳等的固体导电性原料等的处理。
上述各种材料中,纤维收集用具1优选含有多孔质材料而构成,更优选多孔质材料的单一成型体。通过成为这样的构成,有能够在纤维收集用具1的表面堆积出能够简便地从纤维收集用具1剥离的含有纤维堆积体的膜F的优点。作为多孔质材料,例如,也可以使用上述纤维片或多孔质体、以及对它们施以提高导电性的处理而在这些材料的表面和内部的至少一者中含有导电性原料的材料。只要能够实施静电纺丝,纤维收集用具1也可以组合有多种多孔质材料的成型体。此时,优选各成型体的导电部位或亲水部位电连接。
纤维收集用具1优选含有具有弹性的材料而构成,更优选为具有弹性的材料的单一成型体。通过成为这样的构成,能够维持纤维的高的纺丝性,并且通过赋予抓持力容易地使纤维收集用具1的形状变形,因此,能够使纤维的收集面的形状变化,进行纺丝使纤维堆积体的形成范围或其平面形状成为所需的范围和形状。
作为具有弹性的材料,例如,可以列举对上述纤维片、多孔质体和弹性体、以及对它们施以提高导电性的处理而在这些材料的表面和内部的至少一者中含有导电性原料的材料等。只要能够发挥本发明的效果,纤维收集用具1也可以组合多种具有弹性的材料的成型体。此时,各成型体的导电部位2优选电连接。
特别是上述具有构成(1)的纤维收集用具1优选含有多孔质材料且具有弹性的材料而构成,更优选为该材料的单一成型体。为这样的构成时,通过形成于多孔质材料表面的气孔,使纤维收集用具1与膜F的接触面积减少,因而能够容易地将形成于纤维收集用具1表面的膜F从纤维收集用具1剥离,提高膜F的生产率。此外,通过使用具有弹性的材料,能够维持纤维的高的纺丝性,并且通过赋予抓持力容易地使纤维收集用具1的形状变形,因此,能够使纤维的收集面的形状变化,能够进行纺丝使膜F的形成范围或其平面形状成所需范围和形状。作为这样的具有多孔质材料且具有弹性的材料,例如,可以列举聚氨酯、湿式氨基甲酸乙酯、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、三聚氰胺发泡体等的发泡体等的多孔质体,以及对它们进行提高导电性的处理而在它们的表面和内部的至少一者中含有导电性原料的材料等。只要能够实施静电纺丝法,纤维收集用具1也可以组合多种含有多孔质材料、且具有弹性的材料的成型体。此时,各成型体的导电部位优选电连接。
在构成纤维收集用具1的导电部位2和表面部位3的至少一者含有多孔质体的情况下,形成于多孔质体中的气孔可以连续,也可以分别独立,也可以为这些的组合。任一情况下,多孔质体的气孔径优选为10μm以上、更优选为20μm以上,优选为1000μm以下、更优选为900μm以下。气孔径的测定例如可以通过扫描型电子显微镜(SEM)观察,放大为500倍进行观察,由其二维影像任意选出多孔质的孔(气孔)10处,直接读取其最大跨距长度来进行,并以其算术平均值作为多孔质体的气孔径。
另外,多孔质体的表观密度优选为0.001g/cm3以上、0.005g/cm3以上,优选为10g/cm3以下、更优选为5g/cm3以下。表观密度的测定例如使用能够将质量测定至0.001g的装置,求得试料质量(g)。同时,使用游标卡尺,测定试料的直径、或面积及无负荷下的厚度等用于计算体积时所需的尺寸,算出试料的体积(cm3)。多孔质体的表观密度能够通过“质量(g)/体积(cm3)”所示的式子算出。
另外,在纤维收集用具1为含有具有弹性的材料而构成的情况下,该材料的硬度在橡胶硬度计中优选为1以上、更优选为5以上,优选为95以下、更优选为90以下。材料的硬度测定例如在20℃、50%RH下,使橡胶硬度计(ASKER FP型)的压针以垂直于试验片侧面的方式接触加压面,以该状态加压3秒,读取此时的刻度而进行测定。
针对具有上述构成(2)的纤维收集用具进行详述。具有上述构成(2)的纤维收集用具在其表面的至少一部分具有亲水部位。
亲水部位具有亲水性的部位,即容易与水融合、具有可以吸收保持水的性质的部位。这样的亲水部位例如与水的接触角在25℃时为90°以下。通过具有这样的亲水部位,由于纤维收集用具1的导电性变高,因此,能够使经由在纤维收集用具1与后述静电纺丝装置之间所形成的导电通路、由静电纺丝法进行的纤维的纺丝性提高。所谓“纺丝性”是指纤维的原料液成为纤维、以及该纤维堆积于目标位置。从使所纺丝得到的纤维更有效地堆积于纤维收集用具1的观点考虑,亲水部位与水的接触角在25℃时优选为15°以上、更优选为18°以上,且优选为15°以上且90°以下、更优选为18°以上且90°以下。
亲水部位与水的接触角可以在各亲水部位间相同,也可以在各亲水部位间在上述与水的接触角的范围内不同。25℃时与水的接触角通过以下方法测定。
<25℃时的接触角的测定方法>
测定环境设为气温25℃、相对湿度50±5%RH。在纤维收集用具的接触角的被测定面,使离子交换水0.5μL的液滴附着,从能够观看到液滴与被测定面间的界面的侧面对该液滴进行录摄,根据所录摄的影像测定接触角。作为测定装置,使用例如协和界面化学株式会社制的自动接触角计DM501Hi。在进行滴加20秒后的图像中,选择液滴的轮廓清晰的图像,对该图像根据基准面计测液滴的接触角,作为25℃时与水的接触角。
在如多孔质体等那样、纤维收集用具在其表面具有细微孔的情况下,有该纤维收集用具的接触角无法稳定测定的情况。此时,代替纤维收集用具,以由与纤维收集用具的形成材料相同的材料所构成、且在表面不具有细微孔的样品作为测定对象。
另外,从提高导电性的观点考虑,优选亲水部位具有吸水性。具体而言,亲水部位中,25℃时滴加了0.1mL水时的吸水时间优选为0秒以上且4小时以下、更优选为0秒以上且3.5小时以下、更加优选为0秒以上且2.25小时以下。
<25℃时的吸水时间的测定方法>
本方法参考日本工业规格(JIS规格L 1907:2004)中的纤维制品的吸水性试验方法中的吸水速度(滴加法)实施。测定环境设为气温25℃、相对湿度50±5%RH。测定方法的概要是使离子交换水0.1mL的液滴附着于纤维收集用具的进行吸水的被测定面,从上方拍摄该被测定面上的该液滴,根据所拍摄的图像测定吸水时间。在观察时的光源为在能够由目视确认水的镜面反射的荧光灯下(500lx~1000lx的亮度)进行观察。
首先,在平滑的塑料垫上铺设纸巾,在其上将纤维收集用具的被测定面朝上设置。制作纤维收集用具的尺寸为40mm×50mm×20mm的试验片,从距纤维收集用具约1cm的距离,利用微量移液器(Eppendorf Multipette M4(注册商标))滴加0.1mL的水。由水滴到达试验片的表面时起,用计时器以1秒单位测定随着此试验片吸收水滴、镜面反射消失直至仅剩下湿润的状态为止的时间。其中,在即使经过6小时仍未吸水的情况下,由于水滴自然蒸发,因此视为无法测定,在试验结果记为6小时以上。
具有上述性质的亲水部位例如能够通过使用后述的原材料、或对该原材料的表面施以用于提高亲水性的处理而形成。
纤维收集用具1的亲水部位可以形成于该纤维收集用具1的表面整个区域,也可以形成于该纤维收集用具1的表面的一部分。从进一步提高纤维的纺丝性的观点考虑,在亲水部位形成于纤维收集用具1的表面的一部分的情况下,该亲水部位优选形成于纤维收集用具1中收集、堆积所纺丝得到的纤维的表面。例如,在本实施方式的纤维收集用具1中,优选在一对主面1a、1b之一形成亲水部位,更优选在该一对主面1a、1b的双方形成亲水部位。
从简便地进行静电纺丝法所得到的纤维收集的观点考虑,纤维收集用具1更优选其表面任意位置的与水的接触角为上述范围。换言之,优选使具有上述与水的接触角的范围的亲水部位连续形成于纤维收集用具1的表面整个区域。
从更容易形成亲水部位的观点考虑,优选对纤维收集用具1的形成材料施以亲水性处理。亲水性处理时,能够使用对纤维收集用具1的形成材料混合、涂布或浸渍亲水性基材或表面活性剂处理等的公知方法。亲水性处理可以作为在纤维收集用具1的形成前进行的前处理进行,也可以作为在纤维收集用具1的形成后进行的后处理进行。作为将亲水性处理作为前处理进行的方法,例如如日本特开2015-131875号公报所记载那样,对纤维收集用具1的形成材料加入脂肪族二酯化合物等表面活性剂后,将该纤维收集用具1进行成型的方法。另外,作为将亲水性处理作为后处理进行的方法,如日本特开昭63-268751号公报、日本特开平1-81834号公报所记载那样,将形成后的纤维收集用具1浸渍于溶解有聚乙二醇-丙烯酸二甲酯等亲水性基材的水溶液中后,进行加热,使该亲水性基材与纤维收集用具1的形成材料接枝聚合的方法。
作为亲水部位中的表面活性剂,例如,可以列举阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子表面活性剂等。
作为阳离子表面活性剂,例如,可以列举选自鲸蜡基三甲基溴化铵、山萮基三甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、三鲸蜡基甲基氯化铵、及硬脂基二甲基苄基氯化铵等的烷基三甲基溴化铵;选自二鲸腊基二甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵、二烷基二甲基氯化铵、及二山萮基二甲基氯化铵等的氯化烷基二甲基铵;以及苯扎氯铵等季铵盐、二甲基二硬脂基铵盐。
作为阴离子表面活性剂,例如,可以列举月桂酸钠、棕榈酸钾等来自碳原子数8以上的脂肪酸的脂肪酸盐;月桂基硫酸钠、月桂基硫酸钾、硬脂基硫酸钠等的烷基硫酸酯盐;聚氧乙烯月桂基硫酸三乙醇胺等的烷基醚硫酸酯盐;月桂酰基肌氨酸钠等的N-酰基肌氨酸盐;N-肉豆蔻酰基-N-甲基牛磺酸铵等的N-酰基甲基牛磺酸盐;N-肉豆蔻酰基-L-谷氨酸钠、N-硬脂酰基谷氨酸二钠、N-月桂酰基肉豆蔻酰基-L-谷氨酸单钠、N-椰油酰基谷氨酸三乙醇胺盐等的N-酰基脂肪酸谷氨酸盐;二-2-乙基己基磺基琥珀酸钠等的磺基琥珀酸盐,聚氧乙烯鲸蜡基醚磷酸钠等的聚氧乙烯烷基醚磷酸盐;等。
作为两性表面活性剂,例如,可以列举硬脂基甜菜碱或月桂基甜菜碱等。
作为非离子表面活性剂,例如,可以列举乙二醇单硬脂酸酯等的乙二醇脂肪酸酯;聚乙二醇(2)单硬脂酸酯等的聚乙二醇脂肪酸酯;聚乙二醇(5)癸基十五基醚等的聚烷二醇烷基醚;聚乙二醇(5)硬化蓖麻油单异月桂酸酯等的聚乙二醇硬化蓖麻油;丙二醇脂肪酸酯;甘油单异硬脂酸酯等的单甘油单脂肪酸酯;甘油二硬脂酸酯、甘油二月桂酸酯等的单甘油二脂肪酸酯;甘油单异硬脂基醚等的甘油烷基醚;山梨醇酐单硬脂酸酯等的山梨醇酐脂肪酸酯;脂肪酸烷醇酰胺、月桂酸二乙醇酰胺等的脂肪酸二烷醇酰胺、单硬脂酸聚氧乙烯山梨醇酐等的聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯等。
表面活性剂能够使用选自上述的一种或组合使用二种以上。
从使亲水部位更可靠地具有上述范围的与水的接触角的观点考虑,优选在纤维收集用具1存在表面活性剂。从与上述相同的观点考虑,纤维收集用具1中的表面活性剂的含量优选为0.01质量%以上、更优选为0.05质量%以上,优选为35质量%以下、更优选为30质量%以下,且优选为0.01质量%以上且35质量%以下、更优选为0.05质量%以上且30质量%以下。
从容易使纤维收集用具1的形状变形的观点考虑,具有上述构成(2)的纤维收集用具1更优选沿着收集、堆积所纺丝得到的纤维的方向具有弹性。例如,本实施方式的纤维收集用具1沿着其厚度方向具有弹性。在具有弹性的情况下,纤维收集用具1在上述20℃、50%RH下使用橡胶硬度计得到的硬度,优选与上述构成(1)的纤维收集用具在相同的范围内。
作为具有上述构成(2)的纤维收集用具1的材料,能够使用与作为具有上述构成(1)的纤维收集用具的材料所列举的材料相同的材料。特别是优选层叠有纤维片的层叠体、多孔质体、橡胶等具有弹性的材料。这些材料能够单独使用或多种组合使用。另外,这些材料可以直接使用,也可以使用对该材料的至少表面施以上述亲水性处理的材料。
具有上述构成(2)的纤维收集用具1优选含有多孔质材料,更优选为该材料的单一成型体。通过这样的构成,形成于多孔质材料表面的气孔与所堆积的纤维间的接触面积减少,故而能够容易地将形成于纤维收集用具1表面的膜F从纤维收集用具1剥离,提高膜F的生产率。此外,关于多孔质材料,能够应用与具有上述构成(1)的纤维收集用具相同的说明。
针对具有上述构成(3)的纤维收集用具进行详述。图2示意性地表示具有构成(3)的纤维收集用具的一个实施方式。如图2所示,纤维收集用具1优选在其内部具有导电部位2。导电部位2是在通过静电纺丝法进行纤维纺丝时,用于在由人手保持的纤维收集用具1与静电纺丝装置之间即使表面部位3为非导电性时也能够形成导电通路,从而能够通过静电纺丝法进行纤维纺丝的部位。
导电部位2是占据纤维收集用具1的大部分的部位,具体而言,相对于纤维收集用具1的体积,优选占60体积%以上、更优选为80体积%以上,也可以占100体积%。在具有后述表面部位3的情况下,相对于纤维收集用具1的体积,导电部位2所占的比例优选为95体积%以下。
存在于纤维收集用具1内部的导电部位2如图2所示,可以在纤维收集用具1的内部全部连续形成,也可以代替该情形,仅形成于纤维收集用具1内部的部分区域。在导电部位2仅形成于内部的一部分的情况下,导电部位2可以连续形成,也可以使各导电部位2形成为散点状,或者也可以以这些的组合形成。
另外,使导电部位2位于包含纤维收集用具1的重心的位置时,能够使所纺丝得到的纤维堆积于规定的位置,故而优选。但是只要能够发挥本发明效果,也可以在导电部位2的外部存在导电部位。
纤维收集用具1的体积电阻率优选为1010Ω·cm以下、更优选为5×109Ω·cm以下、更加优选为109Ω·cm以下,虽然越低越好,但现实上为100Ω·cm以上。通过具有这样的体积电阻率,能够高效地通过静电纺丝法进行纤维纺丝,并且能够使纤维堆积体集中形成于纤维收集用具1的所需位置,标靶性优异。这样的纤维收集用具1中,例如可以使用后述材料作为导电部位2,或者对该材料施以用于提高导电性的处理后作为导电部位2。另外,以体积电阻率满足此值为条件,也可以由不同的二个以上部位形成导电部位2。
体积电阻率的测定例如能够通过以下方法进行。即,将测定对象的纤维收集用具1以1N/cm2的压力夹入至ADVANTEST公司制电阻室R12704中的内极电侧和与该电极相对配置的对电极之间。其后,设定为volume模式,使用ADVANTEST公司制的电阻计R8340A,以上述电阻室的各电极的电位差成为500V的方式,对各电极施加电压,测定其体积电阻率(Ω·cm)。测定条件设为室温22~23℃、相对湿度46%的温湿度环境下。
从保持导电部位2、提高静电纺丝法的纤维的纺丝性、且提高所纺丝得到的纤维从纤维收集用具1的剥离性的观点考虑,如图2所示,纤维收集用具1优选在导电部位2的外侧形成表面部位3。本构成(3)中的表面部位3优选具有与导电部位2A的体积电阻率不同的体积电阻率。另外,表面部位3的体积电阻率更优选大于导电部位2的体积电阻率。在表面部位3为通过多种材料以多层等方式形成的情况下,在从纤维收集用具1的内部朝外侧逐次测定时,以上述测定值首次变得不同的部位为边界,将其内部作为导电部位2,将其外部作为表面部位3。
上述表面部位3优选形成于纤维的收集面,更优选分别形成于该收集面和与使用者的身体的接触部位,更加优选使纤维收集面的表面部位3和与使用者身体的接触部位的表面部位3连续形成,进一步优选在纤维收集用具1的表面整个区域连续形成表面部位3。在表面部位3连续形成于纤维收集用具1的表面整个区域的情况下,由于不需要特别考虑静电纺丝时的纤维收集用具1的方向、纤维收集用具1的保持位置,因此,在能够更加简便地进行纤维的纺丝和堆积方面是有利的。在表面部位3连续形成于纤维收集用具1的表面整个区域的情况下,表面部位3也优选由满足上述条件的导电性材料形成。
只要能够发挥本发明效果,导电部位2可以由单一的材料形成,也可以由将该材料多种组合的材料形成。在导电部位2由将该材料多种组合的材料形成的情况下,可以以该材料的边界呈清楚或不清楚的方式混合,或者也可以配置为层状。此时,构成导电部位2的各材料优选分别电连接。
同样地,只要能够发挥本发明效果,表面部位3可以由单一的材料形成,也可以由将该材料多种组合的材料形成。在表面部位3由将该材料多种组合的材料形成的情况下,可以以该材料的边界呈清楚或不清楚的方式混合,或者也可以配置为层状。只要能够发挥本发明效果,表面部位3也可以为导电性材料与非导电性材料的组合。
在纤维收集用具1形成有表面部位3的情况下,表面部位3的表面电阻率优选大于1011Ω/cm2、更优选为1.1×1011Ω/cm2以上,从确保纤维收集用具1整体的导电性的观点考虑,现实中为500×1012Ω/cm2以下。通过使表面部位3具有这样的表面电阻率,即使于纤维收集用具1形成有表面部位3的情况下,仍能够高效地通过静电纺丝法进行纤维纺丝,并且能够将纤维的堆积体形成于表面部位3上的所需位置。这样的表面部位3例如能够使用后述的材料。表面部位3的表面电阻率能够在表面部位3的任意位置间相同,也可以在表面部位3中在上述表面电阻率的范围内不同。
表面电阻率的测定例如能够根据JIS K6911(1995年)的方法进行。即,将测定对象的纤维收集用具1的表面部位3以成为表面电阻率测定对象的面为纵50mm×横45mm、且厚4mm的方式切断,作为测定样本。将该测定样本的测定对象面分别抵接于ADVANTEST公司制电阻室R12704中的内侧电极和环电极,且以将内侧电极与环电极桥接的方式载置。在该状态下,以SURFACE模式,使用ADVANTEST公司制的电阻计R8340A,以上述电阻室的各电极的电位差成为500V的方式对各电极施加电压,测定其电阻率(Ω/cm2)。测定条件设为室温22~23℃、相对湿度46%的温湿度环境下。
作为具有上述构成的纤维收集用具1的材料,例如,可以列举纤维片、金属、导电性碳、弹性体、膜、多孔质体等固体、以及水和油等液体、空气等气体等的流体。只要能够发挥本发明的效果,这些材料能够单独使用或组合多种使用。上述固体、液体和气体的三态以20℃时的物质状态为基准。
作为构成纤维收集用具1的固体材料,作为纤维片,例如,可以列举纸浆、棉、麻和丝绸等天然纤维,或以含有聚乙烯和聚丙烯等热塑性树脂的纤维等为原料的各种无纺布、纺织布、针织物、纸、网片及它们的层叠体等。
作为金属,例如,可以列举以铜、铝、不锈钢等为原料的金属制网、各种片材等。
作为导电性碳,例如,可以列举石墨等。
作为弹性体,例如,可以列举以丁腈橡胶和天然橡胶等橡胶状物质为原料的橡胶制网、各种橡胶片等。
作为膜,例如,可以列举以聚乙烯和聚丙烯等树脂为原料的网膜、各种膜片等。
作为多孔质体,例如,可以列举含有聚氨酯、湿式氨基甲酸乙酯、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、天然橡胶(NR)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、三聚氰胺发泡体、聚乙烯醇(PVA)、纤维素等作为原料的发泡体等。
这些材料可以直接使用,或者也可以使用对该材料的至少表面施以亲水性处理或导电性处理等提高导电性的处理、或者疏水性处理等的降低导电性的处理的材料。作为提高导电性的处理,例如,可以列举对上述材料混合、涂布或浸渍水或表面活性剂、盐的处理,或混合或涂布铜或碳等导电性原料等处理。作为降低导电性的处理,例如,可以列举对上述材料混合或涂布非导电性原料等的处理。
作为构成的纤维收集用具1的流体,例如,可以列举离子交换水、自来水、蒸馏水、离子交换水、RO水、超纯水等的水,或硅油、植物油等的液体,以及空气、氦气等的气体等。另外,只要能够发挥本发明的效果,也可以为在流体中存在固体的方式。
在纤维收集用具1为不具有上述表面部位3、或具有能够通过外力而变形的表面部位3的情况下,构成纤维收集用具1的导电部位2优选由在使用者抓持着纤维收集用具1时能够利用因该使用者的抓持所施加的外力而变形的材料构成。通过成为这样的构成,能够维持纤维的高的纺丝性,并且通过赋予抓持力赋予使导电部位2的形状变形,能够使纤维收集面的形状变化,进行纺丝使纤维堆积体的形成范围或其平面形状成为所需的范围和形状。只要能够发挥本发明的效果,导电部位2也可以组合多种能够利用外力而变形的材料的成型体。此时,各成型体的导电部位2优选电连接。
作为由能够利用外力而变形的材料所构成的导电部位2,例如,可以列举上述纤维片、橡胶等的弹性体,以及多孔质体等的固体、液体、气体以及对它们施以提高导电性的处理的材料、含有导电性材料的材料等的一种以上。在利用使用者的抓持所施加的外力而变形的情况下,构成导电部位2的材料的变形可以为塑性变形,也可以为弹性变形。
在纤维收集用具1设有表面部位3的情况下,表面部位3优选由在使用者抓持着纤维收集用具1时能够利用因该使用者的抓持所施加的外力而变形的材料构成,更优选含有具有弹性的材料而构成,更加优选为该材料的单一成型体。通过成为这样的构成,在将纤维收集用具1上所制造的含有纤维的堆积体应用于附着对象物时,能够不损及附着对象物地进行。此外,通过使用具有弹性的材料,能够将纤维堆积体推抵至附着对象物,因此能够提高纤维堆积体与附着对象物的接触面积,提高纤维堆积体的密合性。作为这样的材料,例如,可以列举上述纤维片或橡胶、多孔质体等的固体、以及对它们进行了降低导电性的处理、含有非导电性材料的材料等的一种以上。只要能够发挥本发明的效果,表面部位3也可以组合多种具有弹性的材料的成型体。
特别优选导电部位2进而表面部位3的双方由在使用者抓持着纤维收集用具1时能够利用因该使用者的抓持所施加的外力而变形的材料构成。通过成为这样的构成,纤维收集用具1整体能够利用因该使用者的抓持所施加的外力而变形。其结果,由于通过赋予抓持力容易地使纤维收集用具1的形状变形,因此,容易使纤维收集面的形状变化,进行纺丝使纤维堆积体的形成范围或其平面形状成为所需的范围和形状。此外,在将于纤维收集用具1上所制造的纤维堆积体应用于附着对象物时,能够提高纤维堆积体与附着对象物的接触面积、提高纤维堆积体的密合性。
在纤维收集用具1含有具有弹性的材料而构成的情况下,该材料的硬度在橡胶硬度计中优选为1以上、更优选为5以上,优选为95以下、更优选为90以下。材料的硬度测定例如使橡胶硬度计(ASKER FP型)的压针依垂直于试验片侧面的方式接触加压面,以该状态加压3秒,读取此时的刻度而进行测定。
在纤维收集用具1具有表面部位3的情况下,作为导电部位2与表面部位3的各材料的优选组合,例如如下所示,能够根据静电纺丝的实施环境、或目标的纤维堆积体的形状或面积等而适当变更。详细而言,作为“导电部位2的材料/表面部位3的材料”的优选组合,例如,可以列举金属/无纺布、离子交换水/丁腈橡胶、离子交换水/丁腈橡胶和纺织布、离子交换水/丁腈橡胶和无纺布、离子交换水/丁腈橡胶和纸等。
在纤维收集用具1具有表面部位3的情况下,作为导电部位2与表面部位3的配置的优选组合,例如如下所示,能够根据静电纺丝的实施环境、或目标的纤维堆积体的形状或面积等而适当变更。详细而言,例如,可以列举:在由金属所构成的导电部位2的表面形成有由无纺布所构成的表面部位3的方式;在由离子交换水所构成的导电部位2的表面形成有由丁腈橡胶所构成的表面部位3的方式;在由离子交换水所构成的导电部位2的表面设置丁腈橡胶,且在该橡胶的表面形成有由纺织布所构成的表面部位3的方式;在由离子交换水所构成的导电部位2的表面设置丁腈橡胶,且在该橡胶的表面形成有由无纺布所构成的表面部位3的方式;在由离子交换水所构成的导电部位2的表面设置丁腈橡胶,且在该橡胶的表面形成有由纸所构成的表面部位3的方式等。
构成纤维收集用具1的导电部位2的尺寸只要是使用者能够用手抓持纤维收集用具1的尺寸即可,能够根据导电部位2的构成材料、或静电纺丝所形成的纤维堆积体的用途而适当变更。从充分确保静电纺丝实施时的纤维收集用具1的导电性、进一步提高纤维的纺丝性的观点考虑,导电部位2的体积优选为200cm3以上、更优选为300cm3以上,优选为2000cm3以下、更优选为1000cm3以下。
从充分确保静电纺丝实施时的纤维收集用具1的导电性、进一步提高纤维的纺丝性的观点考虑,在纤维收集用具1具有表面部位3的情况下,表面部位3的厚度T1优选为10μm以上、更优选为50μm以上,优选为104μm以下、更优选为1000μm以下。表面部位3的厚度能够例如使用数字游标卡尺(Mitsutoyo公司制QuantuMike),在无负荷下进行测定。表面部位3的厚度T1可以在表面部位3的任意位置相同,也可以在各表面部位3间在上述厚度范围内不同。
在构成纤维收集用具1的导电部位2和表面部位3的至少一者为含有多孔质材料而构成的情况下,关于气孔等的该多孔质材料的构成,能够适用与上述具有构成(1)的纤维收集用具相同的说明。
具有以上构成的纤维收集用具1由于具有能够由使用者用手抓持的尺寸,因而容易移动和携带,并且使通过静电纺丝法进行纤维纺丝时的抓持的负担减轻,提高纺丝性、纺丝的便利性。另外,纤维收集用具1优选通过其表面电阻率或体积电阻率为规定值以下、或者在纤维收集用具的内部具有导电部位2,而容易在静电纺丝装置与纤维收集用具1之间形成电场,通过静电纺丝法进行的纤维的纺丝性优异。另外,能够制造使用者自身所期望的膜,并且该膜所附着的部位不易受限。
接着参照图3和图4,说明通过静电纺丝法所纺丝得到的纤维的堆积体、优选由纤维堆积体所构成的膜的制造方法。
本制造方法中,使用者A使用静电纺丝装置10施行静电纺丝法,在纤维收集用具1的表面收集所纺丝得到的纤维,制造纤维堆积体F。如此制造的纤维堆积体F优选为含有纤维堆积体的膜,更优选为由纤维堆积体所构成的膜,且优选为多孔质膜。
本制造方法中,优选至少纤维收集用具1具有能够由使用者A用一只手抓持的尺寸,更优选纤维收集用具1和静电纺丝装置10的双方具有能够由使用者A用一只手抓持的尺寸。由此,容易移动和携带,并且使通过静电纺丝法进行纤维纺丝时的抓持的负担减轻,进一步提高纺丝的便利性。另外,能够制造使用者自身所期望的膜,并且该膜所附着的部位不易受限。
本发明的制造方法中,在对象物的表面制造含有纤维堆积体的膜。即,通过将所形成的膜转印至对象物的表面,在对象物的表面形成含有纤维堆积体的膜。
从容易形成膜的观点考虑,由纤维堆积体所构成的膜优选通过使利用静电纺丝法所纺丝得到的纤维堆积而形成,更优选通过使该纤维堆积于纤维收集用具1的表面而形成。
图3表示通过静电纺丝法在纤维收集用具1的表面形成膜F的方法的一个实施方式。本方法中,使用者A使用静电纺丝装置10施行静电纺丝法,利用纤维收集用具1收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具1的表面形成含有该纤维的堆积体的膜。
图3中表示下述实施方式:纤维堆积体F的制造者即使用者A用一只手抓持静电纺丝装置10,并且以使纤维收集用具1中的第二主面1b与另一只手等的身体的一部分接触的状态,使用者A自己收集纤维,制造纤维堆积体F。在制造纤维堆积体F时,以使静电纺丝装置10的喷出纤维原料液L的喷嘴(未图示)朝向成为纤维收集用具1的收集面的第一主面1a的状态,打开静电纺丝装置10的电源(未图示)。由此,以对喷嘴施加了正或负的电压的状态,使原料液从喷嘴喷出,进行静电纺丝。图3所示的实施方式中,以对喷嘴施加了正电压的状态进行静电纺丝。
详细而言,通过打开静电纺丝装置10的电源,在静电纺丝装置10的喷嘴与纤维收集用具1之间,喷嘴的电压为正或负,形成纤维收集用具1和与其接触的身体呈接地的状态的导电通路。以该状态使原料液L由静电纺丝装置10喷出时,利用在喷嘴与纤维收集用具1之间所产生的电场,从喷嘴前端被喷出至电场中的原料液L因静电感应而极化,其前端部分成为锥状,由锥前端带电的原料液L的液滴沿着电场朝纤维收集用具1被喷出至空中。所喷出的原料液L由于电引力、和因原料液自身所具有的电荷所造成的自斥力而反复延伸、被极细纤维化,到达作为收集面的第一主面1a。由此,在收集面上形成纤维堆积体F。在纤维收集用具1具有表面部位3的情况下,在表面部位3的最外面形成纤维堆积体F。
尤其作为纤维收集用具1,通过使用具有上述体积电阻率的用具、或使用在导电部位2的表面形成有表面部位3的用具,带电的原料液成为纤维、容易堆积于收集面上,进一步提高纤维的纺丝性。
图4表示纤维堆积体F的其它制造方法。图4所示的实施方式中,以使纤维收集用具1中的第二主面1b与导电体5接触的状态,将纤维收集用具1载置于导电体5上,在该状态下,使用者A用一只手抓持静电纺丝装置10,且使另一只手等身体一部分与导电体5接触,进行静电纺丝。若在该状态下进行静电纺丝,喷嘴的电压为正或负,形成纤维收集用具1、导电体5和与其接触的身体呈接地的状态的导电通路。图4所示的实施方式中,成为对喷嘴施加了正电压的状态。其结果,与图3所示的实施方式同样地,在作为收集面的第一主面1a上形成纤维堆积体F。
导电体5由例如金属等导电性材料构成。导电体5只要具有能够载置纤维收集用具1的面,则俯视下的形状没有特别限制。作为导电体5的俯视形状,例如,可以列举三角形、四边形、圆形、椭圆形等。图4所示的导电体5是俯视形状为长方形的板状物。导电体5与纤维收集用具1和静电纺丝装置10同样地,优选具有使用者能够用手抓持的尺寸。
上述任一制造方法中,所使用的纤维收集用具1优选使用具有上述构成(1)~(3)的任一构成的纤维收集用具。即,优选使用具有上述各构造的纤维收集用具1。
上述制造方法所使用的纤维收集用具1优选导电部位2为能够利用因抓持所施加的外力而变形的材料。更优选表面部位3具有弹性。
以构成(3)为例,纤维收集用具优选其体积电阻率为1010Ω·cm以下,更优选与导电部位2的体积电阻率不同的表面部位3配置于导电部位2的外侧,更加优选表面部位3的表面电阻率大于1011Ω/cm2
静电纺丝装置10包括:收纳成为纤维原料的原料液的收纳部;喷出该原料液的导电性的喷嘴;对该喷嘴施加电压的电源;和在内部收纳这些的壳体。具有这样的构成的静电纺丝装置10能够使用各种公知物,例如能够使用日本特开2017-078062号公报所记载的静电喷涂装置、日本特开2018-100301号公报所记载的静电喷涂装置、日本特开2019-38856号公报所记载的静电喷涂装置等。
根据上述纤维堆积体F(膜F)的制造方法,由于由使用者A自己操作静电纺丝装置10,因此能够制造具有使用者A所需的形状和尺寸的膜F。另外,由于在纤维收集用具1的表面形成膜F,因此,与直接在对象物表面形成该膜F的方法相比,能够可靠地将所需的膜F转印至对象物表面,而且即使是对眼、鼻、耳、颈、头发等难以直接进行静电纺丝的部位也能够转印膜F。
从进一步提高形成膜F时的使用者A自己进行的操作性的观点考虑,优选静电纺丝装置10和纤维收集用具1之一或双方具有使用者A能够用手抓持的尺寸。在于图3所示的方法中,静电纺丝装置10和纤维收集用具1的双方具有使用者A能够用手抓持的尺寸。取而代之,也可以静电纺丝装置10和纤维收集用具1的任一者具有使用者A能够用手抓持的尺寸,另一者具有使用者A无法用手抓持的尺寸。例如,也可以将静电纺丝装置制成为大型的固定型装置。
静电纺丝法所使用的原料液为聚合物的溶液或熔融液。作为聚合物,能够使用具有纤维形成能力的聚合物,具体而言,例如,可以列举水溶性聚合物和水不溶性聚合物。本说明书中所谓“水溶性聚合物”是指具有在1个大气压、23℃的环境下,秤量聚合物1g后浸渍于10g的离子交换水,经过24小时后所浸渍的聚合物的0.5g以上溶解于水的性质的聚合物。另一方面,本说明书中所谓“水不溶性聚合物”是指具有在1个大气压、23℃的环境下,秤量聚合物1g后浸渍于10g的离子交换水,经过24小时后所浸渍的聚合物的小于0.5g溶解于水的性质的聚合物。从容易表现纤维形成能力的观点考虑,静电纺丝法所使用的原料液优选含有水不溶性聚合物。
作为具有纤维形成能力的水溶性聚合物,例如,可以列举选自普鲁兰多糖、透明质酸、硫酸软骨素、聚-γ-谷氨酸、改性玉米淀粉、β-葡聚糖、葡萄糖寡糖、肝素和硫酸角质等粘多糖、纤维素、果胶、木聚糖、木质素、葡甘露聚醣、半乳糖醛酸、洋车前子胶、罗望子种子胶、***胶、黄蓍胶、大豆水溶性多糖、海藻酸、角叉菜胶、昆布多糖、琼脂(琼脂糖)、墨角藻聚糖、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等天然高分子、部分皂化聚乙烯醇(不与交联剂并用的情况下)、低皂化聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、及聚环氧乙烷、聚丙烯酸钠等合成高分子的一种或二种以上。
这些水溶性聚合物中,从容易制造纤维的观点考虑,优选使用普鲁兰多糖、以及部分皂化聚乙烯醇、低皂化聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮和聚环氧乙烷等合成高分子中的一种或二种以上。
在使用聚环氧乙烷作为水溶性聚合物时,其数均分子量优选为5万以上且300万以下、更优选为10万以上且250万以下。
作为具有纤维形成能力的水不溶性聚合物,例如,可以列举选自在纤维形成后能够进行不溶化处理的完全皂化聚乙烯醇、通过与交联剂并用而在纤维形成后能够进行交联处理的部分皂化聚乙烯醇、聚(N-丙酰基亚乙基亚胺)接枝-二甲基硅氧烷/γ-氨基丙基甲基硅氧烷共聚物等的噁唑啉改性有机硅、聚乙烯缩醛二乙基氨基乙酸酯、玉米蛋白(玉米蛋白质的主要成分)、聚乳酸(PLA)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚甲基丙烯酸树脂等的丙烯酸系树脂,聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、以及聚酰胺酰亚胺树脂中的一种或二种以上。
这些水不溶性聚合物中,优选使用选自在形成由纤维堆积体所构成的膜后能够进行不溶化处理的完全皂化聚乙烯醇、通过与交联剂并用而在形成由纤维堆积体所构成的膜后能够进行交联处理的部分皂化聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛树脂、(丙烯酸烷基酯-辛基酰胺)共聚物等的丙烯酸系树脂、聚(N-丙酰基亚乙基亚胺)接枝-二甲基硅氧烷/γ-氨基丙基甲基硅氧烷共聚物等的噁唑啉改性有机硅、聚氨酯树脂、聚乳酸等聚酯树脂、及玉米蛋白中的一种或二种以上。
在将含有上述聚合物的溶液用作静电纺丝法所使用的原料液时,聚合物溶液所使用的溶剂为选自乙醇、异丙醇、丁醇等的醇和水的挥发性物质中的一种或二种以上。
本制造方法中,静电纺丝装置10的喷嘴前端与纤维收集用具1的收集面的最短距离,从始终良好地在规定的位置形成纤维堆积体的观点考虑,优选为30mm以上、更优选为50mm以上、更加优选为80mm以上,优选为180mm以下、更优选为150mm以下。
从进一步提高纤维堆积体(膜)的转印性的观点考虑,优选在该纤维收集用具的表面形成与对象物的粘接性高于与纤维收集用具1的粘接性高的膜F。从与膜F与纤维收集用具1的粘接性相比更加提高纤维堆积体(膜)与对象物的粘接性的观点考虑,优选进行使膜F与纤维收集用具1的粘接性降低的处理。作为这样的处理,例如,可以列举在纤维收集用具1的表面涂布或散布具有上述脱模作用的制剂的处理,或在纤维收集用具1的表面设置凹凸构造,或在对象物表面涂布接粘剂的处理等。
经过以上工序所制造的纤维堆积体F优选为由纤维的堆积体构成的多孔质的膜状物。这样的纤维堆积体F能够使其附着于附着对象物的表面来使用。作为附着对象物,例如,可以列举人的皮肤(肌肤)、指甲、牙齿、牙龈、毛发等;非人哺乳类的皮肤(肌肤)、牙齿、牙龈、枝或叶等植物表面等;优选列举人的皮肤或指甲。尤其是由本发明得到的纤维的堆积体能够适合使用作为不以人体的手术、治疗或诊断方法为目的的各种美容方法。具体而言,能够将纤维的堆积体根据美容目的应用于应用部位的皮肤美白、皮肤斑点遮蔽、皮肤暗沉·黑眼圈的遮蔽、皮肤皱纹的遮蔽、皮肤雾化、保护皮肤免于紫外线伤害、皮肤保湿。此外,能够应用于家庭内个人进行的用于保护皮肤的各种行为,例如擦伤、划伤、裂伤和刺伤等各种创伤的保护、防止褥疮等。
在通过静电纺丝法形成由纤维的堆积体所构成的膜F时,能够获得该膜的厚度从该膜的中央部朝该膜的外缘逐渐减小的膜F。另外,膜F通过使用者A的操作下的静电纺丝法形成。即,膜F由于以使用者A所需的形状和尺寸形成,因此,不需施以切裁处理。
另外,形成于纤维收集用具1的表面的膜F可以在蒸镀、镀敷或印刷等加工后再转印至对象物。此时,例如以膜F配置于纤维收集用具1表面的状态进行上述加工。由此,通过对膜F施以难以对肌肤等对象物直接进行的加工,将该膜F转印至对象物,能够获得如直接对对象物施以上述加工那样的完成效果。具体而言,通过对纤维收集用具1表面上的膜F施以印刷规定图案的印刷加工,并将该膜F转印至对象物,能够获得与对对象物直接描绘图案时相同的完成效果。另外,上述图样越精细,与直接于对象物描绘图案的方法相比,作业效率越优异。
上述印刷加工能够使用喷墨法等公知印刷方法,也能够使用难以直接应用于对象物的印刷方法。例如,将油墨材料进行蒸镀、UV固化或热处理的印刷加工难以应用于肌肤,但若对膜F进行该印刷加工、并将该膜转印至肌肤,则能够获得使用该印刷加工的完成效果。
图5的(a)和(b)表示将形成于纤维收集用具1表面的纤维堆积体F应用至作为附着对象物的人的眼部附近的皮肤的一个实施方式。即,本实施方式为膜的附着方法的一个方式。
本使用方式中,如图5的(a)所示,以形成于纤维收集用具1表面的纤维堆积体F与作为附着对象物的皮肤表面相对的方式,将纤维堆积体F推抵至皮肤表面使其抵接、附着。其后,以由纤维收集用具1的表面使纤维堆积体F剥离的方式,使纤维收集用具1从附着对象物离开并去除。由此,如图5的(b)所示,在附着对象物的表面仅附着纤维堆积体F。即,使膜F转印至对象物的表面。
尤其是从提高纤维堆积体F与附着对象物的表面的密合性、并且提高附着部位的外观的观点考虑,优选以使纤维堆积体F湿润的状态附着于附着对象物的表面。作为这样的方法,例如,可以列举:(i)以使对象物的表面湿润的状态,使纤维堆积体F附着于该表面的方式;(ii)使纤维堆积体F附着于对象物的表面后,使纤维堆积体F湿润的方法;和(iii)以使纤维堆积体F湿润的状态,使纤维堆积体F附着于对象物的表面的方法等。为了使纤维堆积体F成为湿润状态,将含有各种水性液的液状物通过涂布或喷雾等而应用于纤维堆积体F或附着对象物的表面即可。
在上述液状物含有水的情况下,作为该液状物,例如,可以列举水、水溶液和水分散液等的液体,用增粘剂增粘的凝胶状物、20℃时为液体或固体的油、含有该油10质量%以上的油剂、以及含有该油与非离子性表面活性剂等表面活性剂的乳化物(O/W乳剂、W/O乳剂)等。
在上述液状物含有20℃时为液体的多元醇时,作为该多元醇,例如,可以列举选自乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、二丙二醇、重均分子量为2000以下的聚乙二醇、甘油和二甘油中的一种或二种以上。
在上述液状物含有20℃时为液体的油时,作为该油,例如,可以列举选自流动石蜡、角鲨烷、角鲨烯、正辛烷、正庚烷、环己烷、轻质异构烷烃、和流动异构烷烃中的一种或二种以上的烃油;选自肉豆蔻酸辛基十二酯、肉豆蔻酸肉豆蔻酯、硬脂酸异鲸蜡酯、异硬脂酸异鲸蜡酯、鲸蜡硬脂基异壬酸酯、己二酸二异丁酯、癸二酸二2-乙基己酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸异丙酯、苹果酸二异硬脂酯、二癸酸新戊二醇、苯甲酸(碳原子数12~15)烷基酯等由直链或支链的脂肪酸与直链或支链的醇或多元醇所构成的酯、及甘油三(辛酸-癸酸)酯等三甘油脂肪酸酯(三酸甘油酯)中的一种或二种以上的酯油;选自二甲基聚硅氧烷、二甲基环聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷和高级醇改性有机聚硅氧烷中的一种或二种以上的硅油等。这些可以单独使用或二种以上多种组合使用。
在上述液状油含有20℃时为固体的油时,作为该油,例如,可以列举选自凡士林、鲸蜡醇、硬脂醇和神经酰胺等中的一种或二种以上。
从进一步提高转印性的观点考虑,优选对对象物的表面事先施用提高该对象物与膜F间的粘接性的制剂,在该状态下,将形成了膜F的纤维收集用具1推抵于该对象物的表面。提高粘接性的制剂通过涂布或喷雾在对象物表面,而施用于对该对象物。
作为提高粘接性的制剂,能够没有特别特别限制地使用提高对象物与膜F的粘接性的制剂,例如,可以列举化妆水、乳液、乳膏、凝胶、精华液等液状化妆品等。
以上基于优选实施方式说明了本发明,但本发明并不限定于上述实施方式。例如,在图3所示的实施方式中,使用者分别抓持纤维收集用具1和静电纺丝装置10,在纤维收集用具1与静电纺丝装置10的喷嘴之间产生电场,但只要在两者间产生电场即可,并不需要使用者自身抓持纤维收集用具1和静电纺丝装置10的双方。
另外,在图3和图4所示的各实施方式中,静电纺丝装置10具有能够用手抓持的尺寸,但也可以取而代之将静电纺丝装置制成为大型的固定型装置。
另外,图3和图4所示的各实施方式中,在纤维收集用具1的收集面上直接堆积纤维,但只要发挥本发明效果即可,也可以以在该收集面上进一步配置了无纺布等纤维片的状态下进行纤维纺丝,在该纤维片上形成含有纤维堆积体的膜。
另外,在图3和图4所示的各实施方式中,说明了用手直接保持纤维收集用具1、或经由导电体5用手保持纤维收集用具1而进行静电纺丝的方式,但只要发挥本发明效果即可,也可以以纤维收集用具1与使用者的手以外的身体一部分直接接触的状态、或经由导电体5而接触的状态进行静电纺丝。作为使用者的手以外的身体部位,例如,可以列举胳膊、足、肘和膝等部位,但并不限定于该部位。
关于上述实施方式,本发明进一步公开以下纤维收集用具和使用该纤维收集用具的纤维堆积体的制造方法、膜的制造方法和膜的附着方法。
<1>一种纤维收集用具,其用于收集通过静电纺丝法所纺丝得到的纤维;
上述纤维收集用具具有使用者能够用手抓持的尺寸,且在其内部具有导电部位。
<2>如上述<1>所述的纤维收集用具,其中,体积电阻率优选为1010Ω·cm以下、更优选为5×109Ω·cm以下、更加优选为109Ω·cm以下。
<3>如上述<1>或<2>所述的纤维收集用具,其中,体积电阻率优选为100Ω·cm以上。
<4>如上述<1>~<3>中任一项所述的纤维收集用具,其中,在上述导电部位的外侧还具有表面部位;
上述表面部位的体积电阻率大于上述导电部位的体积电阻率。
<5>如上述<4>所述的纤维收集用具,其中,上述表面部位的表面电阻率优选大于1011Ω/cm2、更优选为1.1×1011Ω/cm2以上。
<6>如上述<4>或<5>所述的纤维收集用具,其中,上述表面部位的表面电阻率为500×1012Ω/cm2以下。
<7>如上述<4>~<6>中任一项所述的纤维收集用具,其中,在上述纤维的收集面、和与上述使用者的身体的接触部位分别具有上述表面部位。
<8>如上述<4>~<7>中任一项所述的纤维收集用具,其中,上述纤维的收集面中的上述表面部位、和与上述使用者的身体的接触部位的上述表面部位连续形成。
<9>如上述<4>~<8>中任一项所述的纤维收集用具,其中,上述表面部位在上述纤维收集用具的表面整个区域连续形成。
<10>如上述<4>~<9>中任一项所述的纤维收集用具,其中,上述表面部位优选由在上述使用者抓持着上述纤维收集用具时能够利用因该使用者的抓持所施加的外力而变形的材料构成;
更优选含有具有弹力的材料构成;
更加优选为该材料的单一成型体。
<11>如上述<4>~<10>中任一项所述的纤维收集用具,其中,上述导电部位和上述表面部位的双方由在上述使用者抓持着上述纤维收集用具时能够利用因该使用者的抓持所施加的外力而变形的材料构成。
<12>如上述<4>~<11>中任一项所述的纤维收集用具,其中,作为上述导电部位与上述表面部位的各材料的组合(导电部位的材料/表面部位的材料),为选自金属/无纺布、离子交换水/丁腈橡胶、离子交换水/丁腈橡胶和纺织布、离子交换水/丁腈橡胶和无纺布、离子交换水/丁腈橡胶和纸中的一种以上。
<13>如上述<1>~<12>中任一项所述的纤维收集用具,其中,上述纤维收集用具的质量优选为500g以下、更优选为200g以下;
上述纤维收集用具的最大跨距长度优选为0.1mm以上且30cm以下;
上述纤维收集用具的体积优选为0.5cm3以上且104cm3以下。
<14>一种纤维堆积体的制造方法,其是使用者使用静电纺丝装置施行静电纺丝法,利用纤维收集用具收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具的表面制造该纤维堆积体的方法;
作为上述纤维收集用具,使用在其内部具有导电部位的用具。
<15>如上述<14>所述的制造方法,其中,上述使用者以一只手抓持上述静电纺丝装置、另一只手抓持上述纤维收集用具,在该静电纺丝装置与该纤维收集用具之间形成经由该使用者的身体的导电通路的状态下,施行静电纺丝法。
<16>如上述<14>所述的制造方法,其中,上述使用者以一只手抓持上述静电纺丝装置、另一只手抓持导电体并使该导电体接触上述纤维收集用具,在该静电纺丝装置与该纤维收集用具之间形成经由该使用者的身体和该导电体的导电通路的状态下,施行静电纺丝法。
<17>如上述<14>~<16>中任一项所述的制造方法,其中,作为上述纤维收集用具,使用体积电阻率为1010Ω·cm以下的用具。
<18>如上述<14>~<17>中任一项所述的制造方法,其中,作为上述纤维收集用具,使用在上述导电部位的外侧还具有表面部位、且上述表面部位的表面电阻率大于1011Ω/cm2的用具。
<19>如上述<14>~<18>中任一项所述的制造方法,其中,使用成为纤维原料的原料液进行上述静电纺丝法;
上述原料液为含有具纤维形成能力的聚合物的溶液或熔融液。
<20>如上述<19>所述的制造方法,其中,上述具有纤维形成能力的聚合物含有水溶性聚合物,
上述水溶性聚合物优选为选自普鲁兰多糖、透明质酸、硫酸软骨素、聚-γ-谷氨酸、改性玉米淀粉、β-葡聚糖、葡萄糖寡糖、肝素、和硫酸角质等粘多糖、纤维素、果胶、木聚糖、木质素、葡甘露聚醣、半乳糖醛酸、洋车前子胶、罗望子种子胶、***胶、黄蓍胶、大豆水溶性多糖、海藻酸、角叉菜胶、昆布糖、琼脂(琼脂糖)、墨角藻聚糖、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等天然高分子、部分皂化聚乙烯醇(不与交联剂并用的情况下)、低皂化聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、及聚环氧乙烷、聚丙烯酸钠等合成高分子的一种或二种以上。
<21>如上述<19>所述的制造方法,其中,上述具有纤维形成能力的聚合物含有水不溶性聚合物;
上述水不溶性聚合物优选为选自在纤维形成后能够进行不溶化处理的完全皂化聚乙烯醇、通过与交联剂并用而在纤维形成后能够进行交联处理的部分皂化聚乙烯醇、聚(N-丙酰基亚乙基亚胺)接枝-二甲基硅氧烷/γ-氨基丙基甲基硅氧烷共聚物的噁唑啉改性有机硅、聚乙烯缩醛二乙基氨基乙酸酯、玉米蛋白(玉米蛋白质的主要成分)、聚乳酸(PLA)的聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、聚甲基丙烯酸树脂的丙烯酸系树脂,聚苯乙烯树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、以及聚酰胺酰亚胺树脂中的一种或二种以上。
<22>如上述<21>所述的制造方法,其中,上述水不溶性聚合物为选自在形成由纤维堆积体所构成的膜后能够进行不溶化处理的完全皂化聚乙烯醇、通过与交联剂并用而在形成由纤维堆积体所构成的膜后能够进行交联处理的部分皂化聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛树脂、(丙烯酸烷基酯-辛基酰胺)共聚物的丙烯酸系树脂、聚(N-丙酰基亚乙基亚胺)接枝-二甲基硅氧烷/γ-氨基丙基甲基硅氧烷共聚物的噁唑啉改性有机硅、聚氨酯树脂、聚乳酸的聚酯树脂、及玉米蛋白中的一种或二种以上。
<23>如上述<19>~<22>中任一项所述的制造方法,其中,使用含有具有纤维形成能力的聚合物的溶液作为上述原料液;
上述溶液所使用的溶剂为选自乙醇、异丙醇、丁醇的醇和水的挥发性物质中的一种或二种以上。
<24>如上述<14>~<23>中任一项所述的制造方法,其中,上述静电纺丝装置包括:收纳成为纤维原料的原料液的收纳部;喷出该原料液的导电性的喷嘴;对该喷嘴施加电压的电源;和与在内部收纳这些的壳体;
上述喷嘴前端与上述纤维收集用具的收集面的最短距离优选为30mm以上、更优选为50mm以上、更加优选为80mm以上,
优选为180mm以下、更优选为150mm以下。
<25>一种膜的制造方法,在对象物的表面制造由纤维的堆积体所构成的膜;
通过上述<14>~<24>中任一项所述的制造方法,使用者在上述纤维收集用具的表面形成含有上述纤维的堆积体的膜;
将形成了上述膜的上述纤维收集用具推抵于对象物的表面,将该膜转印至该表面,由此在该表面形成含有纤维的堆积体的膜。
<26>如上述<25>所述的制造方法,其中,作为上述静电纺丝装置和纤维收集用具之一或双方,使用具有使用者能够用手抓持的尺寸的装置或用具;
上述使用者通过上述纤维收集用具收集上述纤维,在该纤维收集用具的表面形成含有该纤维的堆积体的膜;
将形成了上述膜的上述纤维收集用具推抵于对象物的表面。
<27>如上述<25>或<26>所述的制造方法,其中,上述纤维收集用具的质量为500g以下、优选为200g以下;
上述纤维收集用具的最大跨距长度为0.1mm以上且30cm以下。
<28>如上述<25>~<27>中任一项所述的制造方法,其中,上述静电纺丝装置的质量为3000g以下、优选2000g以下;
上述静电纺丝装置的最大跨距长度为40cm以下。
<29>如上述<25>~<28>中任一项所述的制造方法,其中,作为上述纤维收集用具,使用在其表面具有一个或多个凹部的用具。
<30>如上述<29>所述的制造方法,其中,上述凹部为贯通孔、贯通槽、或多孔质体所具有的细微孔。
<31>如上述<30>所述的制造方法,其中,上述多孔质体含有选自聚氨酯、湿式氨基甲酸乙酯、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)、天然橡胶(NR)、乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、三聚氰胺发泡体、聚乙烯醇(PVA)、和纤维素中的一种以上作为原料的发泡体。
<32>如上述<25>~<31>中任一项所述的制造方法,其中,作为上述纤维收集用具,使用在其表面具有纤维起毛的部位的用具。
<33>如上述<32>所述的制造方法,其中,上述起毛的部位是短纤维以立起的状态固定于表面的部位。
<34>如上述<25>~<33>中任一项所述的制造方法,其中,作为上述纤维收集用具,使用在其表面具有对上述膜具有脱模作用的制剂的用具。
<35>如上述<34>所述的制造方法,其中,上述具有脱膜作用的制剂优选为粉末剂,更优选为选自硅酸、硅酸酐、硅酸镁、滑石、绢云母、云母、高岭土、氧化铁红、粘土、膨润土、云母、钛包膜云母、氧氯化铋、氧化锆、氧化镁、氧化钛、氧化锌、氧化铝、硫酸钙、硫酸钡、硫酸镁、碳酸钙、碳酸镁、氧化铁、群青、氧化铬、氢氧化铬、异极矿、碳黑、氮化硼、聚酰胺、尼龙、聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、乙烯基树脂、尿素树脂、酚树脂、氟树脂、硅树脂、丙烯酸系树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、聚碳酸酯树脂、二乙烯基苯-苯乙烯共聚物、丝粉末、纤维素、长链烷基磷酸金属盐、N-单长链烷基酰基碱性氨基酸、它们的复合体中的一种以上。
<36>如上述<25>~<35>中任一项所述的制造方法,其中,对上述对象物的表面事先施予提高该对象物与上述膜的粘接性的制剂,在该状态下,将形成了该膜的上述纤维收集用具推抵于该对象物的表面。
<37>如上述<36>所述的制造方法,其中,上述提高粘接性的制剂为选自化妆水、乳液、乳膏、凝胶、精华液中的液状化妆品的一种以上。
<38>如上述<25>~<37>中任一项所述的制造方法,其中,在该纤维收集用具的表面形成与上述对象物的粘接性高于与上述纤维收集用具的粘接性的上述膜。
<39>如上述<25>~<38>中任一项所述的制造方法,其中,上述膜中该膜的厚度从该膜的中央部朝该膜的外缘逐渐减小。
<40>如上述<25>~<39>中任一项所述的制造方法,其中,对形成于上述纤维收集用具的表面的膜施以选自蒸镀、镀敷或印刷中的一种以上加工后,将该膜转印至对象物。
<41>如上述<40>所述的制造方法,其中,上述加工为印刷加工,优选喷墨印刷加工。
<42>一种膜的附着方法,其中,使用者使用静电纺丝装置施行静电纺丝法,并利用纤维收集用具收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具的表面形成含有该纤维的堆积体的膜;
将形成了上述膜的上述纤维收集用具推抵于对象物的表面,使该膜附着于该表面。
实施例
以下通过实施例进一步详细地说明本发明。但本发明的范围并不限于这些实施例。
[实施例1-1]
作为纤维收集用具1,将由200mL离子交换水构成的导电部位2收纳于由厚度60μm的丁腈橡胶构成的袋体内,形成由丁腈橡胶构成的表面部位3。本实施例的纤维收集用具1具有图2所示的构造,使由丁腈橡胶构成的表面部位3直接配置于导电部位2的外侧,具有大致椭圆体的立体形状。本实施例的纤维收集用具1在纤维收集用具1的内部整体形成导电部位2,且在纤维收集用具1的表面整体形成表面部位3,构成为纤维收集用具1整体能够由于外力而变形。表面部位3的表面电阻率在任一部位实质上相同。(质量:210g,最大跨距长度:150mm)
以纤维收集用具1的一个主面与使用者的一个手掌接触的方式载置于手掌上,在使用者另一只手抓持着静电纺丝装置10的状态下,使喷嘴朝向纤维收集用具1的另一个面施行静电纺丝法,在纤维收集用具1的表面形成多孔质的膜状的纤维堆积体F。纺丝条件如下所述。
<纺丝条件>
·纺丝环境:25℃、50%RH
·静电纺丝用原料液:聚乙烯醇缩丁醛树脂(12质量%,积水化学工业株式会社的S-LEC B BM-1(商品名))和99.5%乙醇(88质量%)的混合溶液
·喷嘴的施加电压:14.5kV
·喷嘴与纤维收集用具1的距离:80mm
·原料液的喷出速度:7.2mL/h
·喷嘴的直径:0.7mm
[实施例1-2]
作为纤维收集用具1,使用在实施例1-1的纤维收集用具的外面整体进一步包覆厚1300μm的木棉纤维制的纺织布而形成表面部位3的纤维收集用具。即,本实施例的纤维收集用具1在由离子交换水构成的导电部位2的表面形成由丁腈橡胶的内层和纺织布的外层构成的表面部位3,纺织布形成于纤维收集用具1的最外面。导电部位2与表面部位3电连接。本实施例的纤维收集用具1具有大致椭圆体的立体形状。除此以外,与实施例1-1同样进行静电纺丝,在纤维收集用具1的表面形成多孔质的纤维堆积体F。(质量:240g,最大跨距长度:150mm)
[实施例1-3和1-4]
代替实施例1-2的纤维片,使用包覆厚300μm的人造丝纤维制的无纺布(实施例1-3)、或厚230μm的纸(实施例1-4,日本制纸公司制KIMTOWEL)而形成表面部位3的纤维收集用具1,除此以外,与实施例1-1同样施行静电纺丝法,在纤维收集用具1的表面形成多孔质的纤维堆积体F。即,本实施例的纤维收集用具1在由离子交换水构成的导电部位2的表面形成由丁腈橡胶的内层和无纺布或纸外层构成的表面部位3,无纺布或纸形成于纤维收集用具1的最外面。(均为质量:240g,最大跨距长度:150mm)
[比较例1-1]
使用代替水而收纳了空气作为导电部位2的纤维收集用具1,除此以外,与实施例1-1同样施行静电纺丝法,在纤维收集用具1的表面形成多孔质的纤维堆积体F。(质量:10g,最大跨距长度:150mm)
[比较例1-2]
使用代替水而收纳了200mL硅油(信越化学工业公司制,KF-96-10cs)作为导电部位2的纤维收集用具1,除此以外,与实施例1-1同样施行静电纺丝法,在纤维收集用具1的表面形成多孔质的纤维堆积体F。(质量:200g,最大跨距长度:150mm)
[体积电阻率和表面电阻率值的测定]
实施例和比较例所使用的纤维收集用具的体积电阻率和表面电阻率值通过上述方法测定。结果示于表1。
[纺丝性的评价]
使用实施例和比较例的纤维收集用具,朝该纤维收集用具的收集面的中心进行纤维的静电纺丝5秒,得到俯视下呈圆形的由纤维堆积体F构成的多孔质膜。测定该多孔质膜的直径,根据以下基准评价所形成的纤维的纺丝性。结果示于表1。
<纺丝性的评价基准>
A:能够高效地进行纤维的静电纺丝,并且所得到的纤维堆积体的直径为2cm以下,标靶性非常优异。
B:能够进行纤维的静电纺丝,并且所得到的纤维堆积体的直径超过2cm且为4cm以下,具有良好的标靶性。
C:能够进行纤维的静电纺丝,但是所得到的纤维堆积体的直径超过4cm,标靶性差。
Figure BDA0003615937780000361
如表1所示,与比较例相比,实施例的纤维收集用具的纤维的纺丝性优异,并且能够容易地将具有规定形状的纤维堆积体形成于规定位置,因此,判断为静电纺丝的标靶性优异。
[实施例2-1]
作为纤维收集用具1,准备了雪谷化学工业公司制的化妆用海绵(商品名“YUKILONGRACE MG”)。该纤维收集用具为具有纵60mm、横65mm的长方形状的一对主面、具有厚度15mm的侧面、NBR制的多孔质体并且具有弹性的成型体。另外,纤维收集用具形成有包括闭孔和开孔的多个气孔,复合存在具有40μm至300μm左右的范围的气孔孔径的气孔。多孔质体的表观密度为0.155g/cm3,以上述方法测得的多孔质体的硬度为26.4。本实施例的纤维收集用具在其表面整体具有多个凹部。
以纤维收集用具1的一个主面与使用者的一个手掌接触的方式载置于手掌上,在使用者的另一只手抓持着静电纺丝装置10的状态下,使喷嘴朝向纤维收集用具1的另一个主面施行静电纺丝法,在纤维收集用具1的表面形成多孔质、直径约3cm的圆状的膜F。纺丝条件如下所述。
<纺丝条件>
·纺丝环境:25℃、50%RH
·静电纺丝用原料液:聚乙烯醇缩丁醛树脂(12质量%,积水化学工业株式会社的S-LEC B BM-1(商品名))和99.5%乙醇(88质量%)和混合溶液
·喷嘴的施加电压:14.5kV
·喷嘴与纤维收集用具1的距离:80mm
·原料液的喷出速度:7.2mL/h
·喷嘴的直径:0.7mm
·纺丝时间:5秒
形成膜F后,使用者将形成了膜F的纤维收集用具1推抵至自己的脸颊部,将该膜F转印至该脸颊部。
[实施例2-2]
作为纤维收集用具1,使用东京PUFF公司制的化妆用粉扑(商品名“FACE POWDER用粉扑”),除此以外,与实施例2-1同样形成膜F,将其转印至使用者的脸颊部。该纤维收集用具为具有直径90mm的圆形的一对主面、具有厚度15mm的侧面的聚酯制的多孔质体且具有弹性的成型体。另外,本实施例的纤维收集用具在多孔质体的表面整体具有起毛部位,以上述方法测得的硬度为17。
[实施例2-3]
作为纤维收集用具1,使用AS ONE公司制的橡胶容器(商品名“CLEAN KNOLLNitrile手套”),对该纤维收集用具1施用对膜具有脱模作用的制剂,除此以外,与实施例2-1同样形成膜F,将其转印至使用者的脸颊部。该橡胶容器通常用作手套,以从***手的开口部对内部填充了200mL水的状态进行密封,制造在内部具有导电部位的纤维收集用具。该纤维收集用具为具有直径75mm的圆形的一对主面、具有厚度50mm的侧面、丁腈(nitrile)制的具有弹性的成型体。本实施例的纤维收集用具在其表面不具有凹部。作为对膜具有脱模作用的制剂,使用滑石(三好化成公司制,商品名“SI-Talc JA-46R”)。在形成膜F前,对纤维收集用具整体施用该制剂。
[实施例2-4]
在转印膜F前,将提高对象物与膜F的粘接性的制剂应用于使用者的脸颊部,除此以外,与实施例2-3同样形成膜F,将其转印至使用者的脸颊部。作为提高对象物与膜F的粘接性的制剂,使用化妆品A。化妆品A的组成示于下表2。另外,下表2中的各成分的细节(质量%)示于该表。
[表2]
Figure BDA0003615937780000381
[实施例2-5]
在转印膜F前,将化妆品A应用至使用者的脸颊部,除此以外,与实施例2-1同样形成膜F,将其转印至使用者的脸颊部。
[实施例2-6]
代替使用者的脸颊部,将膜F转印至实验机,除此以外,与实施例2-5同样形成膜F,将其转印至使用者的脸颊部。
[实施例2-7]
未对纤维收集用具1施用对膜具有脱模作用的制剂,除此以外,与实施例2-3同样形成膜F,将其转印至使用者的脸颊部。
[实施例2-8]
在转印膜F前,将化妆品B应用至使用者的脸颊部,除此以外,与实施例2-4同样形成膜F,将其转印至使用者的脸颊部。化妆品B是提高对象物与膜F的粘接性的制剂,化妆品A为乳液状的液剂,化妆品B为化妆水状的液剂,故其粘接性较化妆品A低。化妆品B的组成示于下表3。另外,下表3中的各成分的细节(质量%)示于该表。
[表3]
Figure BDA0003615937780000391
[转印性的评价]
重复5次将形成于纤维收集用具的收集面上的膜F推抵于转印对象物、该膜F是否被转印的试验。接着,根据成功地使膜F整体转印至转印对象物的次数,按照以下基准评价转印性。评价结果示于表4。
<转印性的评价基准>
A:转印成功的次数为4次以上。
B:转印成功的次数为2次以上且3次以下。
C:转印成功的次数为1次。
D:转印成功的次数为0次。
[妆感的评价]
目视上述[转印性的评价]中转印成功的膜,针对其外观,将“膜整体被转印、外观无异物感”的膜评价为3分,将“膜部分被转印”的膜评价为2分。对转印成功2次以上的膜,求得该膜各自的评价分数的算术平均值。接着,按照下述基准评价妆感。评价结果示于表4。
<妆感的评价基准>
A:评价分数为2.8分以上且3分以下。
B:评价分数为2.3分以上且2.7分以下。
C:评价分数为2.0分以上且2.2分以下。
[简便性的评价]
根据使用纤维收集用具1的膜F的形成直至将该膜F转印至转印对象物为止的一连串操作的工序数,对转印作业的简便性按照以下基准进行评价。
根据实施例,除了使用纤维收集用具1形成膜F的膜形成工序、及推抵纤维收集用具将膜F转印至转印对象物的转印工序之外,有时还包括对纤维收集用具应用对膜具有脱膜作用的制剂的工序、或对转印对象物应用提高对象物与膜F的粘接性的制剂的工序。评价结果示于表4。
<简便性的评价基准>
A:工序数为2个以下。
B:工序数为3个以上。
Figure BDA0003615937780000411
如表4所示,在任一实施例中,将膜F转印至了转印对象物。尤其根据实施例2-1、实施例2-2、实施例2-5和实施例2-6的结果,显示了在使用在其表面具有凹部或起毛的用具作为纤维收集用具时,膜F的转印成功次数较多、转印性和妆感优异。
根据实施例2-1与实施例2-5的比对,显示了对于在表面具有凹部的纤维收集用具,在对象物的表面事先施用提高该对象物与膜的粘接性的制剂是有效的。
根据实施例2-3、实施例2-4、实施例2-7和实施例2-8的结果,显示了对于在表面不具凹部的纤维收集用具,在该纤维收集用具的表面施用对膜具有脱模作用的制剂、或在对象物的表面事先施用提高该对象物与膜的粘接性的制剂是有效的。
另外,任一实施例中,均显示了能够以较少的工序即可使膜转印,简便性优异。
工业上的可利用性
根据本发明,可以提供能够在用人手保持的状态下通过静电纺丝法进行纤维的纺丝、且纤维的纺丝性高的纤维堆积体的制造方法。
另外,根据本发明,可以提供能够制造使用者自身所需的膜、且使该膜附着的部分不易受限的膜的制造方法和膜的附着方法。

Claims (15)

1.一种纤维的堆积体的制造方法,其是使用者使用静电纺丝装置施行静电纺丝法,利用纤维收集用具收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具的表面制造该纤维的堆积体的方法,所述制造方法的特征在于:
作为所述纤维收集用具,使用在其内部具有导电部位的用具。
2.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于:
所述使用者以一只手抓持所述静电纺丝装置、另一只手抓持所述纤维收集用具,在该静电纺丝装置与该纤维收集用具之间形成经由该使用者的身体的导电通路的状态下,施行静电纺丝法。
3.如权利要求1所述的制造方法,其特征在于:
所述使用者以一只手抓持所述静电纺丝装置、另一只手抓持导电体并使该导电体接触所述纤维收集用具,在该静电纺丝装置与该纤维收集用具之间形成经由该使用者的身体和该导电体的导电通路的状态下,施行静电纺丝法。
4.如权利要求1~3中任一项所述的制造方法,其特征在于:
作为所述纤维收集用具,使用体积电阻率为1010Ω·cm以下的用具。
5.如权利要求1~4中任一项所述的制造方法,其特征在于:
作为所述纤维收集用具,使用在所述导电部位的外侧还具有表面部位、且所述表面部位的表面电阻率大于1011Ω/cm2的用具。
6.如权利要求1~5中任一项所述的制造方法,其特征在于:
作为所述纤维收集用具,使用在所述导电部位的外侧还具有表面部位、且所述表面部位具有弹性的用具。
7.如权利要求1~6中任一项所述的制造方法,其特征在于:
作为所述纤维收集用具,所述导电部位由能够通过因所述使用者的抓持所施加的外力而变形的材料构成。
8.一种膜的制造方法,其是在对象物的表面制造由纤维的堆积体构成的膜的方法,所述制造方法的特征在于:
通过权利要求1~7中任一项所述的制造方法,使用者在所述纤维收集用具的表面形成含有所述纤维的堆积体的膜,
将形成了所述膜的所述纤维收集用具推抵于对象物的表面,将该膜转印至该表面,由此在该表面形成含有纤维的堆积体的膜。
9.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于:
作为所述静电纺丝装置和纤维收集用具之一或双方,使用具有使用者能够用手抓持的尺寸的装置或用具,
所述使用者通过所述纤维收集用具收集所述纤维,在该纤维收集用具的表面形成含有该纤维的堆积体的膜,
所述使用者将形成了所述膜的所述纤维收集用具推抵于对象物的表面。
10.如权利要求8或9所述的制造方法,其特征在于:
作为所述纤维收集用具,使用在其表面具有一个或多个凹部的用具。
11.如权利要求8~10中任一项所述的制造方法,其特征在于:
作为所述纤维收集用具,使用在其表面具有纤维起毛的部位的用具。
12.如权利要求8~11中任一项所述的制造方法,其特征在于:
作为所述纤维收集用具,使用在其表面具有对所述膜具有脱模作用的制剂的用具。
13.如权利要求8~12中任一项所述的制造方法,其特征在于:
对所述对象物的表面事先施用提高该对象物与所述膜的粘接性的制剂,在该状态下,将形成了该膜的所述纤维收集用具推抵于该对象物的表面。
14.如权利要求8~13中任一项所述的制造方法,其特征在于:
在该纤维收集用具的表面形成与所述对象物的粘接性高于与所述纤维收集用具的粘接性的所述膜。
15.一种膜的附着方法,其特征在于:
使用者使用静电纺丝装置施行静电纺丝法,利用纤维收集用具收集所纺丝得到的纤维,在该纤维收集用具的表面形成含有该纤维的堆积体的膜,
将形成了所述膜的所述纤维收集用具推抵于对象物的表面,使该膜附着于该表面。
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