JP2006219807A - Cosmetic tool or health care tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、従来のマイクロファイバー使いの製品よりも肌や粘膜などへの刺激が少ない、優れた性能を有する美容成分を肌表面に滞留・浸透させるための美容用具または薬効成分を肌表面に滞留させるためのヘルスケア用具または紙おむつ・生理用品であるヘルスケア用具に関するものである。 The present invention retains beauty tools or medicinal ingredients on the skin surface that allow the cosmetic ingredients with superior performance to stay and penetrate the skin surface with less irritation to the skin and mucous membranes than products using conventional microfibers. The present invention relates to a health care device, a disposable diaper or a sanitary product.
単繊維直径が２〜５μｍのマイクロファイバーは、従来からめがね拭きやレンズ、電子機器のディスプレイ用のワイピングクロスに好適に利用されている。最近では、さらに用途を拡げ、洗顔布などの美容用具としても利用されるようになった。 Conventionally, microfibers having a single fiber diameter of 2 to 5 μm have been suitably used for wiping cloths for glasses wiping, lenses, and displays of electronic devices. Recently, it has been used for beauty tools such as face-washing cloths.
従来のマイクロファイバー洗顔布はミクロンサイズの泡を発生させ、この泡で洗顔することに意味があった。しかし、これを誤って、マイクロファイバー洗顔布そのもので肌を擦ると、肌への刺激が強すぎ、ひりひりとした痛みを伴う場合があった。また、マイクロファイバーは通常の繊維に比べるとしなやかであるが、ミクロに見るとまだまだ硬く、肌の溝に沿ってマイクロファイバーが侵入することができず、肌の溝に付着した汚れを拭き取る能力には限界があった。 The conventional microfiber face-wash cloth generates micron-sized foam, and it is meaningful to wash the face with this foam. However, if this was mistaken and the skin was rubbed with the microfiber face-washing cloth itself, the skin was too irritating and sometimes accompanied by irritation. In addition, microfibers are supple compared to normal fibers, but they are still hard when viewed microscopically, and the microfibers cannot penetrate along the skin grooves, and have the ability to wipe off dirt adhered to the skin grooves. There was a limit.
また、マイクロファイバーは、吸水性、拭き取り性、肌へのマッサージ効果を狙ってボディータオルなどのヘルスケア用具に利用される場合（特許文献１）もあるが、この時も人によっては肌への刺激が強すぎ、ひりひりとした痛みを伴うばかりか、場合によっては、肌のトラブルを引き起こすこともあり、各人の肌の状態に応じて適切な使用が必要であった。 In addition, microfibers are sometimes used in health care devices such as body towels (Patent Document 1) aiming at water absorption, wiping properties, and massage effects on the skin. The irritation was too strong and accompanied by tingling pain. In some cases, it caused skin troubles, and appropriate use was required according to the skin condition of each person.
このため、肌の状態に敏感な女性や肌の薄い子供、肌の再生能力の衰えた高齢者、また皮膚疾患を持つ人でも安心して用いることのできる、肌への刺激が少ない美容用具やヘルスケア用具が望まれていた。
本発明は、従来のマイクロファイバー使いの美容用具やヘルスケア用具よりも肌を傷つけにくく、美容成分を肌表面に滞留・浸透させ易い優れた美容用具または薬効成分を肌表面に滞留させ易い優れたヘルスケア用具を提供するものである。 The present invention is superior to conventional cosmetics and health care tools that use microfibers, and that makes it easier to retain cosmetic ingredients or medicinal ingredients on the skin surface, making it easier to retain and penetrate cosmetic ingredients on the skin surface. Health care equipment is provided.
上記目的は、下記により達成される。
（１）有機ポリマーからなり数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満であるナノファイバーを含む、美容成分を肌表面に滞留・浸透させるための美容用具。
（２）有機ポリマーからなり数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満であるナノファイバーを含む、薬効成分を肌表面に滞留させるためのヘルスケア用具。
（３）有機ポリマーからなり数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満であるナノファイバーを含む、紙おむつ・生理用品であるヘルスケア用具。
（４）ナノファイバーが糸、綿（わた）、あるいは布帛から選ばれる形状に加工されている（１）〜（３）いずれか１項記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（５）ナノファイバー布帛が織編物である（４）記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（６）ナノファイバー布帛が不織布または紙である（４）記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（７）ナノファイバー布帛の目付が２０〜１００ｇ／ｍ２である（４）〜（６）のいずれか１項記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（８）ナノファイバー布帛の目付が１００ｇ／ｍ２を超え３００ｇ／ｍ２以下である（４）〜（６）のいずれか１項記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（９）単繊維直径が２〜５０μｍの繊維が混用されている（１）〜（８）のいずれか１項記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（１０）有機ポリマーが疎水性ポリマーである（１）〜（９）のいずれか１項記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（１１）有機ポリマーが親水性ポリマーである（１）〜（９）のいずれか１項記載の美容用具またはヘルスケア用具。
（１２）有機ポリマーからなり数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満である、美容成分を肌表面に滞留・浸透させるための美容用具用、または薬効成分を肌表面に滞留させるためのヘルスケア用具または紙おむつ・生理用品であるヘルスケア用具用のナノファイバー。
（１３）有機ポリマーからなり数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満であるナノファイバーを含む、美容成分を肌表面に滞留・浸透させるための美容用具用、またはヘルスケア用具用薬効成分を肌表面に滞留させるためのヘルスケア用具または紙おむつ・生理用品である糸。
（１４）有機ポリマーからなり数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満であるナノファイバーを含む、美容成分を肌表面に滞留・浸透させるための美容用具用、または薬効成分を肌表面に滞留させるためのヘルスケア用具または紙おむつ・生理用品であるヘルスケア用具用の綿（わた）。
（１５）有機ポリマーからなり数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満であるナノファイバーを含む、美容成分を肌表面に滞留・浸透させるための美容用具用、または薬効成分を肌表面に滞留させるためのヘルスケア用具または紙おむつ・生理用品であるヘルスケア用具用の布帛。
The above object is achieved by the following.
(1) A cosmetic device for retaining and penetrating cosmetic ingredients on the skin surface, comprising nanofibers made of an organic polymer and having a number average single fiber diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm.
(2) A health care device for retaining medicinal ingredients on the skin surface, comprising nanofibers made of an organic polymer and having a number average single fiber diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm.
(3) A health care device as a disposable diaper / sanitary product comprising nanofibers made of an organic polymer and having a number average single fiber diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm.
(4) The beauty tool or the health care tool according to any one of (1) to (3), wherein the nanofiber is processed into a shape selected from yarn, cotton (cotton), or fabric.
(5) The beauty tool or the health care tool according to (4), wherein the nanofiber fabric is a woven or knitted fabric.
(6) The beauty tool or the health care tool according to (4), wherein the nanofiber fabric is a nonwoven fabric or paper.
(7) The beauty tool or the health care tool according to any one of (4) to (6), wherein the basis weight of the nanofiber fabric is 20 to 100 g / m 2 .
(8) The cosmetic device or the health care device according to any one of (4) to (6), wherein the basis weight of the nanofiber fabric is more than 100 g / m 2 and 300 g / m 2 or less.
(9) The cosmetic device or the health care device according to any one of (1) to (8), wherein fibers having a single fiber diameter of 2 to 50 μm are mixed.
(10) The cosmetic device or the health care device according to any one of (1) to (9), wherein the organic polymer is a hydrophobic polymer.
(11) The cosmetic device or the health care device according to any one of (1) to (9), wherein the organic polymer is a hydrophilic polymer.
(12) Health care for retaining beauty ingredients on the skin surface, or for retaining medicinal ingredients on the skin surface, comprising an organic polymer and having a number average single fiber diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm. Nanofibers for health care devices that are tools or disposable diapers and sanitary products.
(13) A medicinal component for a cosmetic or health care device for retaining or penetrating a cosmetic component on the skin surface, including nanofibers made of an organic polymer and having a number average single fiber diameter of 1 nm to less than 1000 nm. Threads that are used as health care tools or disposable diapers and sanitary products for staying on the surface.
(14) A cosmetic device for retaining or penetrating a cosmetic ingredient on the skin surface, including nanofibers made of an organic polymer and having a number average single fiber diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm, or retaining a medicinal ingredient on the skin surface Cotton for health care equipment or health care equipment that is disposable diapers and sanitary products.
(15) For use in beauty tools for retaining and penetrating cosmetic ingredients on the skin surface, or containing medicinal ingredients on the skin surface, including nanofibers made of an organic polymer and having a number average single fiber diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm A fabric for a health care device or a health care device that is a disposable diaper / sanitary product.
本発明のナノファイバーからなる、美容成分を肌表面に滞留・浸透させるための美容用具、または薬効成分を肌表面に滞留させるためのヘルスケア用具または紙おむつ・生理用品であるヘルスケア用具により、従来のマイクロファイバー使いの物よりも肌の状態に敏感な人だけでなく、肌の薄い子供や肌の再生能力の衰えた高齢者、また皮膚疾患を持つ人でも安心して用いることができる。また、ナノファイバーの優れた液体保持性や徐放性により、美容液や薬液を染みこませてもさらっとした爽やかな触感の美容用具やヘルスケア用具とすることができる。 According to the present invention, a beauty tool for staying and penetrating cosmetic ingredients on the skin surface, or a health care tool for keeping medicinal ingredients on the skin surface or a health care tool that is a paper diaper or sanitary product, comprising the nanofiber of the present invention. It can be used with peace of mind not only by people who are more sensitive to skin conditions than those using microfiber, but also by children with thin skin, elderly people with weak skin regeneration ability, and people with skin diseases. In addition, the excellent liquid retention and sustained release properties of nanofibers make it possible to make a beauty tool or a health care tool with a refreshing feel even if it is soaked with a cosmetic liquid or a chemical liquid.
本発明で言う美容用具とは、美容のために使用する用具全般のことを言い、例えば、スキンケアのためのパック、布、ブラシなどだけにととどまらず、美容成分である保湿成分や美白成分などを肌表面に滞留、また浸透させるためのマッサージャーやパッチ、インナーウエアなど多岐にわたるものである。ここで、美容とは、容姿を美しく整えること全般を言い、具体的にはメイクや化粧落としなどのメイクと呼ばれる分野、スキンケア、ヘアケア、ネイルケア、ボディケアなどのケア分野がある。また、効能としては容姿を一時的に美しく整えるだけでなく、老化防止や若返りなども含まれる。対象とする層は、従来、成人女性がほとんどであったが、昨今は小学生から高齢者まで年齢層が拡がっている。また、最近では美容に気を遣う男性も増加しており、性別も問わないことが多くなっている。また、美容成分とは上記美容効果を促進する物質のことを意味する。 The beauty tools referred to in the present invention refer to all tools used for beauty, for example, not only packs, cloths, brushes, etc. for skin care, but also moisturizing ingredients and whitening ingredients that are beauty ingredients. There are a wide variety of massagers, patches, innerwear, etc. for staying and permeating the skin. Here, beauty means the overall appearance of the appearance, and specifically includes a field called makeup such as makeup and makeup removal, and a field of care such as skin care, hair care, nail care, and body care. In addition, the effects include not only temporarily improving appearance, but also preventing aging and rejuvenation. Conventionally, the target group has been mostly adult women, but nowadays the age range has expanded from elementary school students to the elderly. Recently, an increasing number of men are concerned about beauty, and the gender is increasing. Further, the beauty component means a substance that promotes the beauty effect.
一方、本発明で言うヘルスケア用具とは、薬効成分などを肌表面に滞留させるためのパックやパッチ、インナーウエア、また紙おむつや生理用品など多岐にわたるものである。ここでヘルスケアとは、美容を除く全ての分野であるが、日常生活一般、健康増進、体質改善、介護などが対象分野となる。このため、対象とする層も、乳児、幼児、学童、生徒、学生、大人、高齢者と年齢層や性別を問わない。また、特に乾燥肌や汗疹、ニキビ、吹き出物、黒ずみのような日常生活は可能であるが、肌にケアが必要な人、あるいはアトピー性皮膚炎や床ずれのような、場合によっては重症の肌疾患患者なども対象となる。 On the other hand, the health care device referred to in the present invention includes a wide variety of products such as packs, patches, inner wear, paper diapers and sanitary products for retaining medicinal ingredients on the skin surface. Here, “health care” refers to all fields except beauty, but the subject fields include daily life in general, health promotion, constitution improvement, and nursing care. For this reason, the target group may be an infant, an infant, a schoolchild, a student, a student, an adult, an elderly person, an age group, or a gender. In addition, daily life such as dry skin, sweats, acne, pimples, darkening is possible, but people who need care for the skin, or in some cases severe skin diseases such as atopic dermatitis or bedsores Patients are also targeted.
また、本発明の美容用具あるいはヘルスケア用具においては、液体保持・徐放機能は主としてナノファイバーが担当するものである。これらの用具は、ナノファイバーを含む布帛からだけで成り立っていても、マッサージャーやブラシ、筆、パッチ、インナーウエアなどのように用具の一部にナノファイバーが搭載されている物でも良い。 In the beauty tool or the health care tool of the present invention, the liquid holding / sustained release function is mainly handled by the nanofiber. These tools may be composed only of a fabric containing nanofibers, or may be a device in which nanofibers are mounted on a part of the tool such as a massager, brush, brush, brush, inner wear, or the like.
本発明で言う有機ポリマーとは、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、生体ポリマーなどが挙げられるが、成形性の点から熱可塑性ポリマーが好ましい。また、熱可塑性ポリマーとしては、ポリエステルやポリアミド、ポリオレフィン等が挙げられる。また、ポリマーの融点は１６５℃以上であるとナノファイバーの耐熱性が良好であり好ましい。例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）は１７０℃、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）およびポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）は２２５℃、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）は２５５℃、ナイロン６（Ｎ６）は２２０℃である。また、ポリマーには粒子、難燃剤、帯電防止剤等の添加物を含有させていても良い。またポリマーの性質を損なわない範囲で他の成分が共重合されていても良い。 Examples of the organic polymer referred to in the present invention include thermoplastic polymers, thermosetting polymers, biopolymers, and the like. From the viewpoint of moldability, thermoplastic polymers are preferable. Examples of the thermoplastic polymer include polyester, polyamide, and polyolefin. Moreover, it is preferable that the melting point of the polymer is 165 ° C. or higher because the heat resistance of the nanofiber is good. For example, polylactic acid (PLA) is 170 ° C., polytrimethylene terephthalate (PTT) and polybutylene terephthalate (PBT) are 225 ° C., polyethylene terephthalate (PET) is 255 ° C., and nylon 6 (N6) is 220 ° C. The polymer may contain additives such as particles, flame retardant, antistatic agent and the like. Further, other components may be copolymerized as long as the properties of the polymer are not impaired.
本発明で言うナノファイバーとは、単繊維直径が１ｎｍ以上２０００ｎｍ未満の単繊維のことを言うものである。 The nanofiber referred to in the present invention means a single fiber having a single fiber diameter of 1 nm or more and less than 2000 nm.
本発明では、数平均による単繊維直径が１ｎｍ以上１０００ｎｍ未満のナノファイバーを美容用具またはヘルスケア用具に含むことが重要である。繊維のしなやかさは単繊維直径に大きく影響され、曲げに対する抵抗力の指標となる断面二次モーメントは直径の４乗に比例するため、単繊維直径が１／１０になれば断面二次モーメントは１万分の１となる。すなわち、単繊維直径が１／１０になれば、しなやかさは１万倍と考えることができる。この観点から、ナノファイバーの数平均による単繊維直径はより小さい方が好ましく、好ましくは２５〜２００ｎｍ、より好ましくは３０〜１５０ｎｍ、さらに好ましくは３０〜１００ｎｍ、最も好ましくは３０〜８０ｎｍである。 In the present invention, it is important to include nanofibers having a number average single fiber diameter of 1 nm or more and less than 1000 nm in a cosmetic device or a health care device. The suppleness of the fiber is greatly influenced by the single fiber diameter, and the cross-sectional secondary moment, which is an index of resistance to bending, is proportional to the fourth power of the diameter. Therefore, if the single fiber diameter becomes 1/10, the cross-sectional secondary moment is It will be 1 / 10,000. That is, if the single fiber diameter becomes 1/10, the flexibility can be considered 10,000 times. From this viewpoint, the diameter of the single fiber by the number average of the nanofibers is preferably smaller, preferably 25 to 200 nm, more preferably 30 to 150 nm, still more preferably 30 to 100 nm, and most preferably 30 to 80 nm.
ここで、数平均による単繊維直径は以下のようにして求めることができる。すなわち、単繊維束の横断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、同一横断面内で無作為抽出した３００本以上の単繊維直径を円換算で測定し、これらを単純に平均することで求めることができる。 Here, the number average single fiber diameter can be determined as follows. That is, observe the cross section of a single fiber bundle with a transmission electron microscope (TEM), measure the diameter of 300 or more single fibers randomly extracted in the same cross section in a circle, and simply average these Can be obtained.
このような極めて細い繊維とすることで、従来のマイクロファイバーとは異なり、ナノファイバーが肌の溝に容易に入り込み易いのである。さらに、特に織編物ではナノファイバー同士が集合し、ナノファイバー束を形成している場合があるが、このナノファイバー束中の単繊維の数が多い（１万〜２００万本程度）ため、ナノファイバー束が容易に変形することができ、応力分散しやすく、肌に優しいのである。一方、従来のマイクロファイバーではマイクロファイバー束中の単繊維の数が少ない（数十〜２０００本程度）ため、マイクロファイバー束の変形に制限があり、応力集中が起こりやすく、これにより肌への刺激が強くなるのである。 By using such very thin fibers, unlike conventional microfibers, nanofibers can easily enter skin grooves. Furthermore, nanofibers may gather together to form a nanofiber bundle especially in woven or knitted fabrics. However, since the number of single fibers in the nanofiber bundle is large (about 10,000 to 2,000,000), The fiber bundle can be easily deformed, is easy to disperse stress, and is gentle to the skin. On the other hand, in the conventional microfiber, the number of single fibers in the microfiber bundle is small (several tens to 2,000), so the deformation of the microfiber bundle is limited, and stress concentration is likely to occur, thereby stimulating the skin. Will become stronger.
また、繊維のしなやかさを保証する観点から、太繊度の単繊維がほとんど存在しないことが好ましい。より具体的には、単繊維直径２０００ｎｍ以下の繊維全体に対して単繊維直径が１０００ｎｍ以上の単繊維の繊維比率が３％以下であることが好ましい。さらに、ナノファイバー全体に対して単繊維直径が５００ｎｍ以上の単繊維の繊維比率が３％以下であることが好ましく、単繊維直径が２００ｎｍ以上の単繊維の繊維比率が３％以下であることがより好ましく、単繊維直径が１５０ｎｍ以上の単繊維の比率が３％以下であることがより好ましく、単繊維直径が１００ｎｍ以上の単繊維の繊維比率が３％以下であることがさらに好ましく、単繊維直径が１００ｎｍ以上の単繊維比率が１％以下であることが最も好ましい。 Further, from the viewpoint of guaranteeing the flexibility of the fiber, it is preferable that there is almost no single fiber having a large fineness. More specifically, it is preferable that the fiber ratio of a single fiber having a single fiber diameter of 1000 nm or more to a whole fiber having a single fiber diameter of 2000 nm or less is 3% or less. Furthermore, it is preferable that the fiber ratio of single fibers having a single fiber diameter of 500 nm or more with respect to the whole nanofiber is 3% or less, and the fiber ratio of single fibers having a single fiber diameter of 200 nm or more is 3% or less. More preferably, the ratio of single fibers having a single fiber diameter of 150 nm or more is more preferably 3% or less, and the ratio of single fibers having a single fiber diameter of 100 nm or more is further preferably 3% or less. Most preferably, the ratio of single fibers having a diameter of 100 nm or more is 1% or less.
ここで、繊維比率とは、上記ＴＥＭ観察の単繊維直径データを用い、ナノファイバーそれぞれの単繊維の面積をＳｉとしその総和を総面積（Ｓ１＋Ｓ２＋…＋Ｓｎ）とする。また、同じ単繊維直径を持つナノファイバーの頻度（個数）を数え、その積を総面積で割ったものをその単繊維の繊維比率とする。これは全体（ナノファイバー束）に対する各単繊維直径成分の重量分率（体積分率）に相当し、これが大きい単繊維直径成分がナノファイバー束の性質に対する寄与が大きいことになる。 Here, the fiber ratio, using a single fiber diameter data of the TEM observation, the area of the single fiber of each nanofiber and S i is the sum and the total area (S 1 + S 2 + ... + S n). The frequency (number) of nanofibers having the same single fiber diameter is counted, and the product divided by the total area is defined as the fiber ratio of the single fiber. This corresponds to the weight fraction (volume fraction) of each single fiber diameter component with respect to the whole (nanofiber bundle), and a single fiber diameter component having a large value contributes greatly to the properties of the nanofiber bundle.
また、本発明のナノファイバーにおいて、特に単繊維直径が２００ｎｍ以下となると、比表面積が飛躍的に大きくなるだけでなく繊維間に無数の数ｎｍ〜数百ｎｍの空隙を有するため、従来のマイクロファイバーでは見られなかったナノファイバー特有の優れた吸着・吸収特性を示す。このナノファイバー特有の性質は単繊維直径が小さくなるほど著しく発現する。 Further, in the nanofiber of the present invention, particularly when the single fiber diameter is 200 nm or less, not only the specific surface area is remarkably increased, but also innumerable pores of several nanometers to several hundred nanometers are present between the fibers. It exhibits excellent adsorption and absorption characteristics unique to nanofibers that were not seen with fibers. This unique property of nanofibers becomes more pronounced as the single fiber diameter decreases.
上記吸着・吸収特性は、ナノファイバーに様々なガスや液体、また保湿剤や美白成分また薬効成分などの機能物質を坦持することができることを意味するだけでなく、それらの徐放性にも優れているのである。 The above absorption / absorption characteristics not only mean that nanofibers can carry various gases and liquids, and functional substances such as moisturizers, whitening ingredients and medicinal ingredients, but also their sustained release properties. It is excellent.
また、液体が単繊維間に坦持されるため、液体保持性能が従来のマイクロファイバーに比べ飛躍的に向上し、多量の液体を坦持できるだけでなく、ナノファイバー束からこぼれにくいという好ましい性質を示すようになる。 In addition, since the liquid is carried between the single fibers, the liquid retention performance is dramatically improved compared to the conventional microfiber, and not only can a large amount of liquid be carried, but also a desirable property that it is difficult to spill from the nanofiber bundle. As shown.
本発明で用いるナノファイバーは用具の使い勝手に応じて、糸（いと）、綿（わた）、布帛などの任意の形状に加工されていることが好ましい。ここで、糸とはナノファイバーを含む１次元構造体のことを言い、より具体的には長繊維、短繊維、紡績糸のことを言う。また、綿とは短繊維に捲縮を施し、開繊させた物のことを言う。糸の場合には、弓の弦のような形態、あるいは電植などによりパイル状にすることが使い勝手の点から好ましい。布帛としては、織編物やパイル布帛あるいは不織布、紙など多様な形態を採ることができる。例えば、ある程度のストレッチ性や布帛としての形状追従性を付与するためには編物とすることが好ましく、布帛の寸法安定性を向上させるためには織物や不織布、紙とすることが好ましい。また、布帛を厚くし、手持ち感を充実させ用具の操作性を向上させるには不織布とすることが好ましい。また、ナノファイバーをなるべく単繊維分散させるためには、湿式抄紙などにより紙とすることが好ましい。また、ナノファイバー布帛と別の布帛を積層させた複合布帛とすると、形態安定性をより向上させることができるとともに、ナノファイバー布帛以外の性能を付与することもでき、好ましい。例えば、ナノファイバー束は繊維間空隙があまり大きくないため、泡立ち性が満足できない場合があるが、繊維間空隙の大きな不織布などを積層させることで、これに泡立ち性を持たせ、より高度な商品とすることが可能である。また積層不織布とすることで色を積層不織布の表裏で変えることができ、意匠性を向上できる場合もある。 The nanofibers used in the present invention are preferably processed into an arbitrary shape such as yarn, cotton, fabric, etc., depending on the usability of the tool. Here, the yarn refers to a one-dimensional structure including nanofibers, and more specifically refers to long fibers, short fibers, and spun yarn. Moreover, cotton means the thing which crimped the short fiber and opened it. In the case of yarn, it is preferable from the viewpoint of ease of use to form a pile like a bow string or by electric planting. As the fabric, various forms such as a woven / knitted fabric, a pile fabric, a non-woven fabric, and paper can be adopted. For example, it is preferable to use a knitted fabric in order to give a certain degree of stretchability and shape followability as a fabric, and in order to improve the dimensional stability of the fabric, it is preferable to use a woven fabric, nonwoven fabric, or paper. Moreover, it is preferable to use a non-woven fabric in order to thicken the fabric, enhance the hand feeling and improve the operability of the tool. In order to disperse the nanofibers as much as possible, it is preferable to use paper by wet papermaking. Moreover, when it is set as the composite fabric which laminated | stacked the nanofiber fabric and another fabric, while being able to improve form stability more, performances other than a nanofiber fabric can also be provided, and it is preferable. For example, nanofiber bundles may not be satisfactory in foaming properties because the interfiber gaps are not so large, but by adding non-woven fabrics with large interfiber gaps, etc., this is made more foamy and more advanced products. Is possible. Moreover, by setting it as a laminated nonwoven fabric, a color can be changed by the front and back of a laminated nonwoven fabric, and the designability may be improved.
また、本発明の美容またはヘルスケア用具に用いる布帛の目付は用途に応じて任意に選択することができるが、目付が２０ｇ／ｍ２〜１００ｇ／ｍ２のような薄地とすると、指などに巻き付けて使用したりする際、指などに布帛が貼り付きやすいので操作しやすく好ましい。一方、目付を１００ｇ／ｍ２を超え３００ｇ／ｍ２以下のような中厚地とすると、布帛を手に持って操作しやすく好ましい。 Although the basis weight of the fabric used in the cosmetic or health-care device of the present invention can be arbitrarily selected depending on the application, the basis weight and thin cloth, such as 20g / m 2 ~100g / m 2 , such as a finger When used by wrapping, the fabric is easy to stick to the finger or the like, so that it is easy to operate and preferable. On the other hand, it is preferable that the fabric weight is a medium thick ground having a basis weight of more than 100 g / m 2 and not more than 300 g / m 2 , since it is easy to operate with the fabric in hand.
本発明の美容用具またはヘルスケア用具に用いる糸、綿、布帛はナノファイバーのみから構成されていても良いが、形態安定性や嵩高性を確保するため、単繊維直径が２〜５０μｍの繊維が混用されていても良い。このような混用品中のナノファイバーの存在形態は、混繊、カバリング、合撚、混綿、混紗、積層、コーティングなど多様な形態を採ることができる。特に、混綿、混紗、コーティングの時には、混用する繊維は単繊維直径が２〜５μｍのマイクロファイバーとすることが、ナノファイバーとの馴染みの点から好ましい。 The yarn, cotton, and fabric used in the beauty tool or the health care tool of the present invention may be composed only of nanofibers. However, in order to ensure form stability and bulkiness, fibers having a single fiber diameter of 2 to 50 μm are used. It may be mixed. The existence form of the nanofiber in such a mixed product can take various forms such as mixed fiber, covering, mixed twist, mixed cotton, mixed kneading, lamination, and coating. In particular, in the case of mixed cotton, kneading, and coating, it is preferable from the viewpoint of familiarity with nanofiber that the fiber to be mixed is a microfiber having a single fiber diameter of 2 to 5 μm.
本発明で用いるナノファイバーの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のような方法を採用することができる。 Although the manufacturing method of the nanofiber used by this invention is not specifically limited, For example, the following methods are employable.
すなわち、２種類以上の溶剤に対する溶解性の異なるポリマーをアロイ化したポリマーアロイ溶融体となし、これを紡糸した後、冷却固化して繊維化する。そして必要に応じて延伸・熱処理を施しポリマーアロイ繊維を得る。そして、易溶解性ポリマーを溶剤で除去することにより本発明のナノファイバー集合体を得ることができる。 That is, a polymer alloy melt obtained by alloying polymers having different solubility in two or more kinds of solvents is formed, and after spinning, it is solidified by cooling and fiberized. Then, stretching and heat treatment are performed as necessary to obtain polymer alloy fibers. Then, the nanofiber aggregate of the present invention can be obtained by removing the easily soluble polymer with a solvent.
ここで、ナノファイバー集合体の前駆体であるポリマーアロイ繊維中で易溶解性ポリマーが海（マトリックス）、難溶解性ポリマーが島（ドメイン）となし、その島サイズを制御することが重要である。ここで、島サイズは、ポリマーアロイ繊維の横断面を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察し、直径換算で評価したものである。前駆体中での島サイズによりナノファイバーの直径がほぼ決定されるため、島サイズの分布は本発明のナノファイバーの直径分布に準じて設計される。このため、アロイ化するポリマーの混練が極めて重要であり、本発明では混練押出機や静止混練器等によって高度に混練することが好ましい。なお、単純なチップブレンド（例えば特開平６−２７２１１４号公報）では混練が不足するため、本発明のような数十ｎｍサイズで島を分散させることは困難である。 Here, in the polymer alloy fiber that is the precursor of the nanofiber assembly, the easily soluble polymer is the sea (matrix) and the hardly soluble polymer is the island (domain), and it is important to control the island size. . Here, the island size is obtained by observing the cross section of the polymer alloy fiber with a transmission electron microscope (TEM) and evaluating it in terms of diameter. Since the diameter of the nanofiber is almost determined by the island size in the precursor, the distribution of the island size is designed according to the diameter distribution of the nanofiber of the present invention. For this reason, kneading of the polymer to be alloyed is extremely important. In the present invention, it is preferable to highly knead by a kneading extruder, a stationary kneader or the like. Note that kneading is insufficient with a simple chip blend (for example, JP-A-6-272114), and thus it is difficult to disperse islands with a size of several tens of nm as in the present invention.
具体的に混練を行う際の目安としては、組み合わせるポリマーにもよるが、混練押出機を用いる場合は、２軸押出混練機を用いることが好ましく、静止混練器を用いる場合は、その分割数は１００万以上とすることが好ましい。また、ブレンド斑や経時的なブレンド比率の変動を避けるため、それぞれのポリマーを独立に計量し、独立にポリマーを混練装置に供給することが好ましい。このとき、ポリマーはペレットとして別々に供給しても良く、あるいは、溶融状態で別々に供給しても良い。また、２種以上のポリマーを押出混練機の根本に供給しても良いし、あるいは、一成分を押出混練機の途中から供給するサイドフィードとしても良い。 Specifically, as a guide when kneading, depending on the polymer to be combined, when using a kneading extruder, it is preferable to use a biaxial extrusion kneader, and when using a static kneader, the number of divisions is It is preferable to set it to 1 million or more. Moreover, in order to avoid blend spots and fluctuations in the blend ratio over time, it is preferable to measure each polymer independently and supply the polymers to the kneading apparatus independently. At this time, the polymer may be supplied separately as pellets, or may be supplied separately in a molten state. Two or more kinds of polymers may be supplied to the root of the extrusion kneader, or may be a side feed that supplies one component from the middle of the extrusion kneader.
混練装置として二軸押出混練機を使用する場合には、高度の混練とポリマー滞留時間の抑制を両立させることが好ましい。スクリューは、送り部と混練部から構成されているが、混練部の長さをスクリューの有効長さの２０％以上とすることで高混練とすることができ好ましい。また、混練部の長さをスクリュー有効長さの４０％以下とすることで、過度の剪断応力を避け、しかも滞留時間を短くすることができ、ポリマーの熱劣化やポリアミド成分等のゲル化を抑制することができる。また、混練部はなるべく二軸押出機の吐出側に位置させることで、混練後の滞留時間を短くし、島ポリマーの再凝集を抑制することができる。加えて、混練を強化する場合は、押出混練機中でポリマーを逆方向に送るバックフロー機能のあるスクリューを設けることもできる。 When a twin screw extrusion kneader is used as the kneading apparatus, it is preferable to achieve both high kneading and suppression of the polymer residence time. The screw is composed of a feeding part and a kneading part, but it is preferable that the kneading part has a length of 20% or more of the effective length of the screw so that high kneading can be achieved. In addition, by setting the length of the kneading part to 40% or less of the effective screw length, excessive shear stress can be avoided and the residence time can be shortened. Can be suppressed. Further, the kneading part is positioned as close as possible to the discharge side of the twin-screw extruder, so that the residence time after kneading can be shortened and re-aggregation of the island polymer can be suppressed. In addition, when strengthening kneading, it is possible to provide a screw having a backflow function for sending the polymer in the reverse direction in an extrusion kneader.
また、島を数十ｎｍサイズで超微分散させるには、ポリマーの組み合わせも重要である。 In addition, a combination of polymers is also important for ultra-fine dispersion of islands with a size of several tens of nanometers.
島ドメイン（ナノファイバー断面）を円形状に近づけるためには、島ポリマーと海ポリマーは非相溶であることが好ましい。しかしながら、単なる非相溶ポリマーの組み合わせでは島ポリマーが充分超微分散化し難い。このため、組み合わせるポリマーの相溶性を最適化することが好ましいが、このための指標の一つが溶解度パラメータ（ＳＰ値）である。ＳＰ値とは（蒸発エネルギー／モル容積）１／２で定義される物質の凝集力を反映するパラメータであり、ＳＰ値が近い物同士では相溶性が良いポリマーアロイが得られる可能性がある。ＳＰ値は種々のポリマーで知られているが、例えば「プラスチック・データブック」旭化成アミダス株式会社／プラスチック編集部共編、１８９ページ等に記載されている。ポリマー２種のＳＰ値の差分が１〜９（ＭＪ／ｍ３）１／２であると、非相溶化による島ドメインの円形化と超微分散化を両立させやすいので好ましい。例えばナイロン６（Ｎ６）とＰＥＴはＳＰ値の差が６（ＭＪ／ｍ３）１／２程度であり好ましい例であるが、Ｎ６とポリエチレン（ＰＥ）はＳＰ値の差が１１（ＭＪ／ｍ３）１／２程度であり好ましくない例として挙げられる。 In order to make the island domain (cross section of the nanofiber) close to a circular shape, the island polymer and the sea polymer are preferably incompatible. However, it is difficult for the island polymer to be sufficiently finely dispersed by a simple combination of incompatible polymers. For this reason, it is preferable to optimize the compatibility of the polymer to be combined, but one index for this purpose is the solubility parameter (SP value). The SP value is a parameter reflecting the cohesive strength of a substance defined by (evaporation energy / molar volume) 1/2 , and a polymer alloy having good compatibility may be obtained between materials having close SP values. The SP value is known for various polymers, and is described, for example, in “Plastic Data Book”, edited by Asahi Kasei Amidus Corporation / Plastics Editorial Department, page 189. It is preferable that the difference between the SP values of the two types of polymers is 1 to 9 (MJ / m 3 ) 1/2 because it is easy to achieve both the island domain circularization and ultrafine dispersion by incompatibility. For example, nylon 6 (N6) and PET have a SP value difference of about 6 (MJ / m 3 ) 1/2, which is a preferable example. N6 and polyethylene (PE) have a SP value difference of 11 (MJ / m 3 ) About 1/2, which is an undesirable example.
また、ポリマー同士の融点差が２０℃以下であると、特に押出混練機を用いた混練の際、押出混練機中での融解状況に差を生じにくいため高効率で混練しやすく、好ましい。 Further, it is preferable that the difference in melting point between polymers is 20 ° C. or less because kneading with an extrusion kneader is easy to knead with high efficiency because a difference in melting state in the extrusion kneader hardly occurs.
また、熱分解や熱劣化し易いポリマーを１成分に用いる際は、混練や紡糸温度を低く抑える必要があるが、これにも有利となるのである。ここで、非晶性ポリマーの場合は融点が存在しないためガラス転移温度あるいはビカット軟化温度あるいは熱変形温度でこれに代える。 In addition, when a polymer which is easily decomposed or thermally deteriorated is used as one component, it is necessary to keep the kneading and spinning temperature low, which is also advantageous. Here, in the case of an amorphous polymer, since there is no melting point, it is replaced by the glass transition temperature, Vicat softening temperature or heat distortion temperature.
さらに、溶融粘度も重要であり、島を形成するポリマーの方を低く設定すると剪断力による島ポリマーの変形が起こりやすいため、島ポリマーの微分散化が進みやすくナノファイバー化の観点からは好ましい。ただし、島ポリマーを過度に低粘度にすると海化しやすくなり、繊維全体に対するブレンド比を高くできないため、島ポリマー粘度は海ポリマー粘度の１／１０以上とすることが好ましい。また、海ポリマーの溶融粘度は紡糸性に大きな影響を与える場合があり、海ポリマーとして１００Ｐａ・ｓ以下の低粘度ポリマーを用いると島ポリマーを分散させ易く好ましい。また、これにより紡糸性を著しく向上できるのである。この時、溶融粘度は紡糸の際の口金面温度で剪断速度１２１６ｓｅｃ−１での値である。 Furthermore, melt viscosity is also important, and if the polymer forming the island is set lower, the island polymer is likely to be deformed by shearing force. However, if the island polymer is excessively low in viscosity, it tends to be seamed and the blend ratio with respect to the whole fiber cannot be increased. Therefore, the island polymer viscosity is preferably 1/10 or more of the sea polymer viscosity. In addition, the melt viscosity of the sea polymer may greatly affect the spinnability, and it is preferable to use a low viscosity polymer of 100 Pa · s or less as the sea polymer because the island polymer is easily dispersed. This can also significantly improve the spinnability. At this time, the melt viscosity is a value at a shear rate of 1216 sec −1 at the die surface temperature during spinning.
本発明で用いる超微分散化したポリマーアロイを紡糸する際は、紡糸口金設計が重要であるが、糸の冷却条件も重要である。上記したようにポリマーアロイは非常に不安定な溶融流体であるため、口金から吐出した後に速やかに冷却固化させることが好ましい。このため、口金から冷却開始までの距離は１〜１５ｃｍとすることが好ましい。ここで、冷却開始とは糸の積極的な冷却が開始される位置のことを意味するが、実際の溶融紡糸装置ではチムニー上端部でこれに代える。 When spinning the ultrafinely dispersed polymer alloy used in the present invention, the spinneret design is important, but the cooling condition of the yarn is also important. As described above, since the polymer alloy is a very unstable molten fluid, it is preferable to quickly cool and solidify after discharging from the die. For this reason, it is preferable that the distance from a nozzle | cap | die to the cooling start shall be 1-15 cm. Here, the start of cooling means a position where positive cooling of the yarn is started, but in the actual melt spinning apparatus, it is replaced with this at the upper end of the chimney.
また、紡糸されたポリマーアロイ繊維には延伸・熱処理を施すことが好ましいが、延伸の際の予熱温度は島ポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度することで、糸斑を小さくすることができ、好ましい。 The spun polymer alloy fiber is preferably subjected to stretching and heat treatment. However, the preheating temperature during stretching is higher than the glass transition temperature (T g ) of the island polymer, so that the yarn unevenness can be reduced. It is possible and preferable.
このようにして得られたポリマーアロイ繊維は、公知の方法にしたがい織編物にしたり、パイル布帛や不織布にすることができる。不織布にする際は、ニードルパンチ法や水流交絡法などの公知の方法を利用することができる。 The polymer alloy fiber thus obtained can be made into a woven or knitted fabric according to a known method, or a pile fabric or a nonwoven fabric. When making the nonwoven fabric, a known method such as a needle punch method or a hydroentanglement method can be used.
このようにして得られたポリマーアロイ繊維や布帛から海ポリマーである易溶解ポリマーを溶剤で溶出することで、ナノファイバーやそれからなる布帛を得るのであるが、その際、溶剤としては水溶液系のものを用いることが環境負荷を低減する観点から好ましい。具体的にはアルカリ水溶液や熱水を用いることが好ましい。このため、易溶解ポリマーとしては、ポリエステルやポリカーボネート（ＰＣ）等のアルカリ加水分解されるポリマーやポリアルキレングリコールやポリビニルアルコールおよびそれらの誘導体等の熱水可溶性ポリマーが好ましい。 By eluting the readily soluble polymer, which is a sea polymer, from the polymer alloy fibers and fabrics thus obtained with a solvent, nanofibers and a fabric comprising the same are obtained. In this case, the solvent is an aqueous solution. Is preferable from the viewpoint of reducing the environmental load. Specifically, it is preferable to use an alkaline aqueous solution or hot water. For this reason, as an easily soluble polymer, hot water soluble polymers, such as a polymer hydrolyzed alkali, such as polyester and polycarbonate (PC), polyalkylene glycol, polyvinyl alcohol, and derivatives thereof are preferable.
ところで、ナノファイバーを一本一本までに単繊維分散させるためには、例えば以下のような湿式抄紙法により達成することができる。すなわち、本発明のポリマーアロイ繊維を合糸してトウとなし、その後易溶解性ポリマーを溶出する。次に、このナノファイバー束からなる短繊維を叩解機によって単繊維までバラバラにする。フィブリル化は、生産レベルではナイアガラビータ、リファイナーで加工され、実験的には、家庭用ミキサーやカッター、ラボ用粉砕器やミキサーやカッター、バイオミキサー、ロールミル、乳鉢、抄紙用ＰＦＩ叩解機などがある。そして、これを液体に投入し、必要に応じ分散剤を用いて、ナノファイバー液体分散体を得る。そして、これを抄紙することによって単繊維分散したナノファイバー紙を得ることができる。 By the way, in order to disperse nanofibers into single fibers one by one, it can be achieved, for example, by the following wet papermaking method. That is, the polymer alloy fiber of the present invention is combined to form a tow, and then the easily soluble polymer is eluted. Next, the short fibers made up of the nanofiber bundles are separated into single fibers by a beating machine. Fibrilization is processed at the production level with Niagara beaters and refiners. Experimentally, there are household mixers and cutters, laboratory crushers and mixers and cutters, biomixers, roll mills, mortars, and PFI beaters for papermaking. . And this is injected | thrown-in to a liquid and a nanofiber liquid dispersion is obtained using a dispersing agent as needed. And by making this paper, nanofiber paper in which single fibers are dispersed can be obtained.
以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法は以下の方法を用いた。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In addition, the measuring method in an Example used the following method.
Ａ．ポリマーの溶融粘度
東洋精機キャピログラフ１Ｂによりポリマーの溶融粘度を測定した。なお、サンプル投入から測定開始までのポリマーの貯留時間は１０分とした。
A. Polymer melt viscosity The polymer melt viscosity was measured by Toyo Seiki Capillograph 1B. The polymer storage time from sample introduction to measurement start was 10 minutes.
Ｂ．融点
Ｐｅｒｋｉｎ Ｅｌｍａｅｒ ＤＳＣ−７を用いて２ｎｄ ｒｕｎでポリマーの融解を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。この時の昇温速度は１６℃／分、サンプル量は１０ｍｇとした。
B. Melting | fusing point The peak top temperature which shows melting | fusing of a polymer by 2nd run using Perkin Elmaer DSC-7 was made into melting | fusing point of a polymer. The temperature rising rate at this time was 16 ° C./min, and the sample amount was 10 mg.
Ｃ．ポリマーアロイ繊維のウースター斑（Ｕ％）
ツェルベガーウスター株式会社製ＵＳＴＥＲ ＴＥＳＴＥＲ ４を用いて給糸速度２００ｍ／分でノーマルモードで測定を行った。
C. Worcester spots of polymer alloy fibers (U%)
Measurement was performed in the normal mode at a yarn feeding speed of 200 m / min using a USTER TESTER 4 manufactured by Zerbegger Worcester.
Ｄ．ＴＥＭによる繊維横断面観察
繊維の横断面方向に超薄切片を切り出し、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で繊維横断面を観察した。また、ナイロンはリンタングステン酸で金属染色した。
D. Fiber cross-sectional observation by TEM Ultra-thin sections were cut in the cross-sectional direction of the fiber, and the fiber cross-section was observed with a transmission electron microscope (TEM). Nylon was metal dyed with phosphotungstic acid.
ＴＥＭ装置 ： 日立社製Ｈ−７１００ＦＡ型
Ｅ．ナノファイバーの数平均による単繊維直径
ＴＥＭによる繊維横断面写真を画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）を用いて円換算で単繊維直径を計算し、それの単純な平均値を求めた。これを「数平均による単繊維直径」とした。この時、平均に用いるナノファイバー数は同一横断面内で無作為抽出した３００本以上の単繊維直径を測定した。
TEM apparatus: H-7100FA type manufactured by Hitachi, Ltd. Single fiber diameter by number average of nanofibers A fiber cross-sectional photograph by TEM was used to calculate the single fiber diameter in terms of a circle using image processing software (WINROOF), and a simple average value was obtained. This was defined as “number average single fiber diameter”. At this time, the average number of nanofibers used in the measurement was the diameter of 300 or more single fibers randomly extracted in the same cross section.
Ｆ．繊維比率
上記ＴＥＭ観察の単繊維直径データを用い、ナノファイバーそれぞれの単繊維の面積をＳｉとしその総和を総面積（Ｓ１＋Ｓ２＋…＋Ｓｎ）とする。また、同じ単繊維直径を持つナノファイバーの頻度（個数）を数え、その積を総面積で割ったものをその単繊維の繊維比率とした。
F. Using single fiber diameter data of the fiber ratios the TEM observation, the area of the single fiber of each nanofiber and S i is the sum and the total area (S 1 + S 2 + ... + S n). The frequency (number) of nanofibers having the same single fiber diameter was counted, and the product divided by the total area was defined as the fiber ratio of the single fiber.
Ｇ．ＳＥＭ観察
繊維に白金−パラジウム合金を蒸着し、走査型電子顕微鏡で繊維側面を観察した。
G. SEM observation A platinum-palladium alloy was deposited on the fiber, and the side surface of the fiber was observed with a scanning electron microscope.
ＳＥＭ装置 ： 日立社製Ｓ−４０００型
Ｈ．力学特性
室温（２５℃）で、初期試料長＝２００ｍｍ、引っ張り速度＝２００ｍｍ／分とし、ＪＩＳ Ｌ１０１３に示される条件で荷重−伸長曲線を求めた。次に破断時の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り伸度として強伸度曲線を求めた。
SEM apparatus: Hitachi S-4000 type Mechanical properties At room temperature (25 ° C.), an initial sample length = 200 mm, a pulling speed = 200 mm / min, and a load-elongation curve was obtained under the conditions shown in JIS L1013. Next, the load value at break was divided by the initial fineness, which was used as the strength, and the elongation at break was divided by the initial sample length to obtain a strong elongation curve.
実施例に用いたナノファイバーの原糸であるポリマーアロイ繊維の製造を以下の参考例に示した。 The production of polymer alloy fibers, which are the nanofiber yarns used in the examples, is shown in the following reference examples.
参考例１
溶融粘度５３Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ−１）、融点２２０℃のＮ６（２０重量％）と溶融粘度３１０Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ−１）、融点２２５℃のイソフタル酸を８ｍｏｌ％、ビスフェノールＡを４ｍｏｌ％共重合した融点２２５℃の共重合ＰＥＴ（８０重量％）を２軸押し出し混練機で２６０℃で混練してポリマーアロイチップを得た。なお、この共重合ＰＥＴの２６２℃、１２１６ｓｅｃ−１での溶融粘度は１８０Ｐａ・ｓであった。このときの混練条件は以下のとおりであった。
Reference example 1
Melt viscosity 53 Pa · s (262 ° C., shear rate 121.6 sec −1 ), melting point 220 ° C. N6 (20 wt%), melt viscosity 310 Pa · s (262 ° C., shear rate 121.6 sec −1 ), melting point 225 ° C. Copolymerized PET (80 wt%) having a melting point of 225 ° C. copolymerized with 8 mol% of isophthalic acid and 4 mol% of bisphenol A was kneaded at 260 ° C. with a biaxial extrusion kneader to obtain a polymer alloy chip. The copolymerized PET had a melt viscosity of 180 Pa · s at 262 ° C. and 1216 sec −1 . The kneading conditions at this time were as follows.
スクリュー型式 同方向完全噛合型 ２条ネジ
スクリュー 直径３７ｍｍ、有効長さ１６７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５．１
混練部長さはスクリュー有効長さの２８％
混練部はスクリュー有効長さの１／３より吐出側に位置させた。
Screw type Same direction complete meshing type Double thread screw Screw diameter 37mm, effective length 1670mm, L / D = 45.1
The kneading part length is 28% of the effective screw length
The kneading part was located on the discharge side from 1/3 of the effective screw length.
途中３個所のバックフロー部有り
ポリマー供給 Ｎ６と共重合ＰＥＴを別々に計量し、別々に混練機に供給した。
There are three backflow parts on the way. Polymer supply N6 and copolymerized PET were weighed separately and supplied separately to the kneader.
温度 ２６０℃
ベント ２個所
このポリマーアロイを２７５℃で溶融し、紡糸温度２８０℃のスピンブロックに導いた。そして、限界濾過径１５μｍの金属不織布でポリマーアロイ溶融体を濾過した後、口金面温度２６２℃とした口金から溶融紡糸した。この時、口金としては、吐出孔上部に直径０．３ｍｍの計量部を備えた、吐出孔径が０．７ｍｍ、吐出孔長が１．８５ｍｍのものを用いた。そして、この時の単孔あたりの吐出量は２．９ｇ／分とした。さらに、口金下面から冷却開始点までの距離は９ｃｍであった。吐出された糸条は２０℃の冷却風で１ｍにわたって冷却固化され、口金から１．８ｍ下方に設置した給油ガイドで給油された後、非加熱の第１引き取りローラーおよび第２引き取りローラーを介して９００ｍ／分で巻き取られた。この時の紡糸性は良好であり、２４時間の連続紡糸の間の糸切れはゼロであった。そして、これを第１ホットローラーの温度を９０℃、第２ホットローラーの温度を１３０℃として延伸熱処理した。この時、第１ホットローラーと第２ホットローラー間の延伸倍率を３．２倍とした。得られたポリマーアロイ繊維は１２０ｄｔｅｘ、１２フィラメント、強度４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３５％、Ｕ％＝１．７％の優れた特性を示した。また、得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、共重合ＰＥＴが海（薄い部分）、Ｎ６（濃い部分）が島の海島構造を示し、島Ｎ６の数平均による直径は５５ｎｍであり、Ｎ６が超微分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。
260 ° C
Two vents This polymer alloy was melted at 275 ° C. and led to a spin block with a spinning temperature of 280 ° C. The polymer alloy melt was filtered with a metal nonwoven fabric having a limit filtration diameter of 15 μm, and then melt-spun from a die having a die surface temperature of 262 ° C. At this time, as the cap, a metering part having a diameter of 0.3 mm above the discharge hole and having a discharge hole diameter of 0.7 mm and a discharge hole length of 1.85 mm was used. And the discharge amount per single hole at this time was 2.9 g / min. Furthermore, the distance from the base lower surface to the cooling start point was 9 cm. The discharged yarn is cooled and solidified with a cooling air of 20 ° C. over 1 m, and is supplied with an oil supply guide installed 1.8 m below the base, and then passed through an unheated first take-up roller and second take-up roller. It was wound up at 900 m / min. The spinnability at this time was good, and there was no yarn breakage during continuous spinning for 24 hours. This was subjected to a stretching heat treatment with the temperature of the first hot roller being 90 ° C. and the temperature of the second hot roller being 130 ° C. At this time, the draw ratio between the first hot roller and the second hot roller was 3.2 times. The obtained polymer alloy fiber exhibited excellent properties of 120 dtex, 12 filaments, strength 4.0 cN / dtex, elongation 35%, U% = 1.7%. Moreover, when the cross section of the obtained polymer alloy fiber was observed with TEM, copolymerized PET showed the sea (thin portion), N6 (dense portion) showed the island-island structure, and the number average diameter of the island N6 was 55 nm. Thus, a polymer alloy fiber in which N6 is ultrafinely dispersed was obtained.
参考例２
溶融粘度２１２Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ−１）、融点２２０℃のＮ６と重量平均分子量１２万、溶融粘度３０Ｐａ・ｓ（２４０℃、２４３２ｓｅｃ−１）、融点１７０℃のポリＬ乳酸（光学純度９９．５％以上）を用い、Ｎ６の含有率を４５重量％とし、混練温度を２２０℃として参考例１と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。なお、ポリ乳酸の重量平均分子量は以下のようにして求めた。試料のクロロホルム溶液にＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を混合し測定溶液とした。これをWaters社製ゲルパーミテーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）Ｗａｔｅｒｓ２６９０を用いて２５℃で測定し、ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。また、このポリＬ乳酸の２１５℃、１２１６ｓｅｃ−１での溶融粘度は８６Ｐａ・ｓであった。
Reference example 2
Poly L with a melt viscosity of 212 Pa · s (262 ° C., shear rate 121.6 sec −1 ), a melting point of 220 ° C. N6 and a weight average molecular weight of 120,000, a melt viscosity of 30 Pa · s (240 ° C., 2432 sec −1 ), and a melting point of 170 ° C. Lactic acid (optical purity 99.5% or more) was used, the content of N6 was 45% by weight, the kneading temperature was 220 ° C., and melt kneading in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a polymer alloy chip. The weight average molecular weight of polylactic acid was determined as follows. The sample chloroform solution was mixed with THF (tetrahydrofuran) to obtain a measurement solution. This was measured at 25 ° C. using water permeation gel permeation chromatography (GPC) Waters 2690, and the weight average molecular weight was determined in terms of polystyrene. Moreover, the melt viscosity of this poly L lactic acid at 215 ° C. and 1216 sec −1 was 86 Pa · s.
これを溶融温度２３０℃、紡糸温度２３０℃（口金面温度２１５℃）、紡糸速度３５００ｍ／分で参考例１と同様に溶融紡糸を行った。この時、口金として口金孔径０．３ｍｍ、孔長０．５５ｍｍの通常の紡糸口金を使用したが、バラス現象はほとんど観察されず、参考例１に比べても大幅に紡糸性が向上し、１ｔの紡糸で糸切れは０回であった。この時の単孔吐出量は０．９４ｇ／分とした。これにより、９２ｄｔｅｘ、３６フィラメントの高配向未延伸糸を得たが、これの強度は２．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度９０％、沸騰水収縮率４３％、Ｕ％＝０．７％と高配向未延伸糸として極めて優れたものであった。特に、バラスが大幅に減少したのに伴い、糸斑が大幅に改善された。 This was melt-spun in the same manner as in Reference Example 1 at a melting temperature of 230 ° C., a spinning temperature of 230 ° C. (die surface temperature of 215 ° C.), and a spinning speed of 3500 m / min. At this time, a normal spinneret having a base diameter of 0.3 mm and a hole length of 0.55 mm was used as the base, but the ballast phenomenon was hardly observed, and the spinnability was greatly improved as compared with Reference Example 1, and 1t. The yarn breakage was 0 times. The single-hole discharge rate at this time was 0.94 g / min. As a result, a highly oriented undrawn yarn of 92 dtex and 36 filaments was obtained, and the strength thereof was 2.4 cN / dtex, the elongation was 90%, the boiling water shrinkage was 43%, and U% = 0.7%. It was extremely excellent as an undrawn yarn. In particular, as the ballast was greatly reduced, the yarn spots were greatly improved.
この高配向未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率１．３９倍、熱セット温度１３０℃として参考例１と同様に延伸熱処理した。得られた延伸糸は６７ｄｔｅｘ、３６フィラメントであり、強度３．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４０％、沸騰水収縮率９％、Ｕ％＝０．７％の優れた特性を示した。またこのポリマーアロイ繊維中でＮ６は数平均による直径が１１０ｎｍで均一に分散していた。 This highly oriented undrawn yarn was drawn and heat treated in the same manner as in Reference Example 1 at a drawing temperature of 90 ° C., a draw ratio of 1.39 times, and a heat setting temperature of 130 ° C. The obtained drawn yarn was 67 dtex, 36 filaments, and exhibited excellent properties of a strength of 3.6 cN / dtex, an elongation of 40%, a boiling water shrinkage of 9%, and U% = 0.7%. In this polymer alloy fiber, N6 was uniformly dispersed with a number average diameter of 110 nm.
参考例３
溶融粘度１２０Ｐａ・ｓ（２６２℃、１２１．６ｓｅｃ−１）、融点２２５℃のＰＢＴと２−エチルヘキシルアクリレートを２２％共重合したポリスチレン（ＰＳ）を、ＰＢＴの含有率を２５重量％とし、混練温度を２４０℃として参考例１と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。この時、共重合ＰＳの２６２℃、１２１．６ｓｅｃ−１での溶融粘度は１４０Ｐａ・ｓ、２４５℃、１２１６ｓｅｃ−１での溶融粘度は６０Ｐａ・ｓであった。
Reference example 3
Polystyrene (PS) copolymerized with 22% PBT and 2-ethylhexyl acrylate having a melt viscosity of 120 Pa · s (262 ° C., 121.6 sec −1 ) and a melting point of 225 ° C., the PBT content is 25% by weight, and the kneading temperature Was 240 ° C. and melt-kneaded in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a polymer alloy chip. At this time, the melt viscosity at 262 ° C. and 121.6 sec −1 of the copolymerized PS was 140 Pa · s, and the melt viscosity at 245 ° C. and 1216 sec −1 was 60 Pa · s.
これを溶融温度２６０℃、紡糸温度２６０℃（口金面温度２４５℃）、紡糸速度１２００ｍ／分で参考例１と同様に溶融紡糸を行った。この時、口金として参考例１で用いたものと同様の紡糸口金を使用した。紡糸性は良好であり、１ｔの紡糸で糸切れは１回であった。この時の単孔吐出量は１．０ｇ／分とした。得られた未延伸糸を参考例１と同様に延伸熱処理した。得られた延伸糸は１６１ｄｔｅｘ、３６フィラメントであり、強度１．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３３％、Ｕ％＝２．０％であった。 This was melt-spun in the same manner as in Reference Example 1 at a melting temperature of 260 ° C., a spinning temperature of 260 ° C. (die surface temperature of 245 ° C.), and a spinning speed of 1200 m / min. At this time, the same spinneret as that used in Reference Example 1 was used as the base. The spinnability was good and the yarn breakage was 1 in 1 t spinning. The single-hole discharge rate at this time was 1.0 g / min. The obtained undrawn yarn was subjected to drawing heat treatment in the same manner as in Reference Example 1. The obtained drawn yarn was 161 dtex, 36 filaments, and the strength was 1.4 cN / dtex, the elongation was 33%, and U% = 2.0%.
得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、共重合ＰＳが海（薄い部分）、ＰＢＴが島（濃い部分）の海島構造を示し、ＰＢＴの数平均による直径は７０ｎｍであり、ＰＢＴがナノサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。 When the cross section of the obtained polymer alloy fiber was observed with TEM, the copolymer PS showed the sea (thin part), the PBT was the island (dense part) sea-island structure, and the PBT number average diameter was 70 nm. A polymer alloy fiber in which PBT was nano-sized and uniformly dispersed was obtained.
参考例４
溶融粘度２２０Ｐａ・ｓ（２６２℃、１２１．６ｓｅｃ−１）、融点２２５℃のＰＴＴと新日鐵化学社製共重合ＰＳ（“エスチレン”ＫＳ−１８、メチルメタクリレート共重合、溶融粘度１１０Ｐａ・ｓ、２６２℃、１２１．６ｓｅｃ−１）を、ＰＴＴの含有率を２５重量％とし、混練温度を２４０℃として参考例１と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。また、この共重合ＰＳの２４５℃、１２１６ｓｅｃ−１での溶融粘度は７６Ｐａ・ｓであった。
Reference example 4
PTT having a melt viscosity of 220 Pa · s (262 ° C., 121.6 sec −1 ) and a melting point of 225 ° C. and a copolymer PS manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. (“Estyrene” KS-18, methyl methacrylate copolymer, melt viscosity of 110 Pa · s, 262 ° C., 121.6 sec −1 ), the PTT content was 25% by weight, the kneading temperature was 240 ° C., and melt kneaded in the same manner as in Reference Example 1 to obtain a polymer alloy chip. The copolymer PS had a melt viscosity of 76 Pa · s at 245 ° C. and 1216 sec −1 .
これを溶融温度２６０℃、紡糸温度２６０℃（口金面温度２４５℃）、紡糸速度１２００ｍ／分で参考例３と同様に溶融紡糸を行った。この時、口金として参考例１で用いたものと同様に吐出孔上部に直径０．２３ｍｍの計量部を備えた、吐出孔径が２ｍｍ、吐出孔長が３ｍｍの紡糸口金を使用した。紡糸性は良好であり、１ｔの紡糸で糸切れは１回であった。この時の単孔吐出量は１．０ｇ／分とした。得られた未延伸糸を９０℃の温水バス中で２．６倍延伸を行った。これの横断面をＴＥＭで観察したところ、共重合ＰＳが海（薄い部分）、ＰＴＴが島（濃い部分）の海島構造を示し、ＰＴＴの数平均による直径は７５ｎｍであり、ＰＴＴがナノサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。また、これは単糸繊度３．９ｄｔｅｘ、強度１．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２５％であった。 This was melt-spun in the same manner as in Reference Example 3 at a melting temperature of 260 ° C., a spinning temperature of 260 ° C. (die surface temperature of 245 ° C.), and a spinning speed of 1200 m / min. At this time, a spinneret having a discharge hole diameter of 2 mm and a discharge hole length of 3 mm, which was provided with a measuring portion having a diameter of 0.23 mm at the upper part of the discharge hole in the same manner as that used in Reference Example 1, was used. The spinnability was good and the yarn breakage was 1 in 1 t spinning. The single-hole discharge rate at this time was 1.0 g / min. The obtained undrawn yarn was stretched 2.6 times in a 90 ° C. hot water bath. When the cross section of this was observed by TEM, the copolymer PS showed a sea-island structure of the sea (thin part), PTT was the island (dark part), the PTT number average diameter was 75 nm, and the PTT was nano-sized. Uniformly dispersed polymer alloy fibers were obtained. This also had a single yarn fineness of 3.9 dtex, a strength of 1.3 cN / dtex, and an elongation of 25%.
参考例５
溶融粘度３５０Ｐａ・ｓ（２２０℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ−１）、融点１６２℃のポリプロピレン（ＰＰ）（３０重量％）と参考例２で使用したＰＬＡ（７０重量％）を混練温度２２０℃として、参考例１と同様に溶融混練してポリマーアロイペレットを得た。なお、このＰＬＡの２２０℃、１２１．６ｓｅｃ−１における溶融粘度は１０７Ｐａ・ｓであり、２１５℃、１２１６ｓｅｃ−１での溶融粘度は８６Ｐａ・ｓであった。
Reference Example 5
Polypropylene (PP) (30 wt%) having a melt viscosity of 350 Pa · s (220 ° C., shear rate of 121.6 sec −1 ) and a melting point of 162 ° C. and PLA (70 wt%) used in Reference Example 2 were kneaded at 220 ° C. The polymer alloy pellets were obtained by melt-kneading in the same manner as in Reference Example 1. The PLA had a melt viscosity of 107 Pa · s at 220 ° C. and 121.6 sec −1 and a melt viscosity of 86 Pa · s at 215 ° C. and 1216 sec −1 .
このポリマーアロイペレット、溶融温度２３０℃、紡糸温度２３０℃（口金面温度２１５℃）、単孔吐出量１．５０ｇ／分、紡糸速度９００ｍ／分として参考例２と同様に溶融紡糸を行った。得られた未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率２．７倍、熱セット温度１３０℃の条件で延伸熱処理し、ポリマーアロイ繊維を得た。 The polymer alloy pellets, melt temperature 230 ° C., spinning temperature 230 ° C. (die surface temperature 215 ° C.), single-hole discharge rate 1.50 g / min, spinning speed 900 m / min, melt spinning was performed in the same manner as in Reference Example 2. The obtained undrawn yarn was drawn and heat-treated under the conditions of a drawing temperature of 90 ° C., a draw ratio of 2.7 times, and a heat setting temperature of 130 ° C. to obtain polymer alloy fibers.
実施例１
参考例１〜５で得られたポリマーアロイ繊維を丸編みした。そして、参考例１、２、５の繊維を用いた丸編みを３％の水酸化ナトリウム水溶液（９５℃、浴比１：１００）で２時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中の海ポリマーの９９％以上を加水分解除去した。また、参考例３、４の繊維を用いた丸編みをトリクロロエチレンで処理することで海ポリマーの９９％以上を溶出した。この結果得られた丸編み中から繊維（ナノファイバー束）を引き出し、繊維横断面をＴＥＭ観察することでナノファイバーの単繊維直径を求め、表１に示した。これらの編み物をフェイスパックの形に整えた後、ローション（オルビス「アクアモイスチャー」）に３０分間浸した。このフェイスパックを軽く絞って顔面に載せ、１５分間パックした。この間、液が垂れることはなく、しかもナノファイバー・フェイスパックが肌にしっとりと貼り付くため、非常に快適な使用感であった。
Example 1
The polymer alloy fibers obtained in Reference Examples 1 to 5 were circular knitted. Then, the circular knitting using the fibers of Reference Examples 1, 2, and 5 was immersed in a 3% aqueous sodium hydroxide solution (95 ° C., bath ratio 1: 100) for 2 hours to obtain 99 of the sea polymer in the polymer alloy fiber. % Or more was hydrolyzed and removed. Moreover, 99% or more of the sea polymer was eluted by treating the circular knitting using the fibers of Reference Examples 3 and 4 with trichlorethylene. Fibers (nanofiber bundles) were drawn out from the circular knitting obtained as a result, and the single fiber diameter of the nanofibers was determined by TEM observation of the cross section of the fibers. These knittings were arranged into a face pack and then immersed in a lotion (Orbis “Aqua Moisture”) for 30 minutes. The face pack was lightly squeezed and placed on the face and packed for 15 minutes. During this time, the liquid did not sag and the nanofiber face pack adhered to the skin, so it was very comfortable to use.
比較例１
市販の不織布フェイスパックを用いて実施例１と同様にパックテストを行ったが、液が垂れ、不快な使用感であった。
Comparative Example 1
A pack test was carried out in the same manner as in Example 1 using a commercially available non-woven face pack.
実施例２
実施例１で作製した編み物を直径３ｃｍの円形に成形し、ブラジャーの内側に貼り付けた。これに美白美容液（資生堂「ホワイシス美容液夜用」）を軽く塗布した。これは美容液がブラジャーの表側に抜けたり、垂れることもなく、ナノファイバー・パッチが優れた液体保持性を示した。また、着け心地も快適であった。
Example 2
The knitted fabric produced in Example 1 was formed into a circular shape having a diameter of 3 cm, and attached to the inside of the brassiere. A whitening serum (Shiseido “Waisys serum night”) was lightly applied to this. This means that the cosmetic liquid does not fall out or sag on the front side of the brassiere, and the nanofiber patch showed excellent liquid retention. It was also comfortable to wear.
実施例３
実施例１で作製した編み物を用いて、高吸水ポリマーであるポリアクリル酸Ｎａのビーズをくるみ、生理用品用の吸収体を作製した。これを用いて生理用ナプキンを作製したところ、厚みを２ｍｍまで薄くすることができた。これにより、従来不可能であった薄くても吸液性に優れたナプキンを作製することができ、違和感のない装着感とロングライフ化を両立することができた。
Example 3
Using the knitted fabric produced in Example 1, beads of polyacrylic acid Na, which is a superabsorbent polymer, were wrapped to produce an absorbent body for sanitary products. When a sanitary napkin was produced using this, the thickness could be reduced to 2 mm. As a result, it was possible to produce a napkin excellent in liquid absorbency even if it was thin, which was impossible in the past, and it was possible to achieve both a comfortable wearing feeling and a longer life.
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