JP6997982B2 - 繊維の製造方法、モノフィラメント、及びマルチフィラメント - Google Patents
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(相対充填量減少率)=((A-B)/A)×100
通常は、同じ容器内に入れたまま所定期間静置して相対充填量減少率を評価するので、相対充填量減少率は、撹拌直後のカーボンナノ材料の高さaと、所定期間静置後の沈降高さbを用いて、次式によっても算出できる。
(相対充填量減少率)=((a-b)/a)×100
<カーボンナノチューブの解砕>
(1)Cnano製の多層カーボンナノチューブFlo Tube 9100(直径10nm、長さ10μm)1.64gを、蒸留水180mLとt-ブチルアルコール900mLに加え、スターラーを用いて400rpmにて一晩スラリーを攪拌した。
(2)湿式ジェットミル装置((株)ジーナス製、商品名:GENUS SP)を用いて、スラリーを処理圧力100MPaで3回の渦流により高速高剪断処理することで、多層カーボンナノチューブの解砕処理を行った。
(3)解砕処理後のスラリーをバイアルに取り、2週間後に沈降した多層カーボンナノチューブが処理直後のスラリーから相対的に何%低くなったかを記録することで相対充填量減少率を評価した。相対充填量減少率は1%であった。解砕処理を行っていない多層カーボンナノチューブの相対充填量減少率は、原料の多層カーボンナノチューブを、上記割合の蒸留水とt-ブチルアルコールに加えたスラリーを作製した以外、解砕処理を行った場合と同様にして、相対充填量減少率を評価した。相対充填量減少率は93%であった。解砕処理後のスラリーを3日間、凍結乾燥することで、解砕した多層カーボンナノチューブを回収した。
*解砕処理を行ったカーボンナノチューブとナイロン6(PA6+CNT解砕)の溶融混練
*未解砕処理のカーボンナノチューブとナイロン6(PA6+CNT未解砕)の溶融混練
(1)カーボンナノチューブ6gとナイロン6(ユニチカ(株)製、商品名:M1040)400gを、260℃、スクリュー回転速度30rpmに設定した一軸混練押出装置((株)井元製作所製、商品名:1AD3)を用いて溶融混練した。
(2)(1)で作製した混練物を、ペレタイザーでカットしてペレットにした。
(3)(2)で作製したペレットを、同じ条件の一軸混練押出機を用いて再度、溶融混練した。
(4)(3)で作製した混練物を、ペレタイザーでカットしてペレットにした。
これは、カーボンナノチューブを含まないナイロン6と、上記のカーボンナノチューブ含有ナイロン6との熱履歴を同じにする目的で実施した。
(1)ナイロン6400gを、260℃、スクリュー回転速度30rpmに設定した一軸混練押出装置((株)井元製作所製、商品名:1AD3)を用いて溶融混練した。
(2)(1)で作製した混練物を、ペレタイザーでカットしてペレットにした。
(3)(2)で作製したペレットを、同じ条件の一軸混練押出機を用いて再度、溶融混練した。
(4)(3)で作製した混練物を、ペレタイザーでカットしてペレットにした。
(1)ポリスチレン(PSジャパン(株)製、商品名:HT478)150gと、無水マレイン酸変性ポリスチレン(アルマケ(株)製、商品名:18910)150gを、230℃、スクリュー回転速度20rpmに設定した一軸混練押出装置を用いて溶融混練した。
(2)(1)で作製した混練物を、ペレタイザーでカットしてペレットにした。
250℃に設定した二軸混練押出装置((株)テクノベル製、商品名:KZW20TW-30MG-HN(-600)-KGS)を用いて、先に作製したペレットを溶融混練することでポリマーアロイを作製した。作製した混練物を、ペレタイザーを用いてペレットにした。
(1)ペレットの破断面を走査型電子顕微鏡を用いて観察した。
(2)PSが球状の島、PA6が海になっていることを確認した。
すなわち、実施例1~3、比較実施例1~3、及び比較実施例6のポリマーアロイにおいて、PA6が第1の熱可塑性樹脂であり、PSが第2の熱可塑性樹脂である。実施例1~3においては、PA6にカーボンナノチューブを溶融混練してからPSと溶融混練してポリマーアロイを作製しているので、海となる第1の熱可塑性樹脂にカーボンナノチューブが含有される。
(1)溶融混練によりそれぞれ作製したペレットを、溶融紡糸装置((株)東洋精機製作所製、商品名:CAPIROGRAPH 1C)を用いて240℃に加熱し、押出速度20mm/min、引き取り速度12.3m/minにて直径1mmの口金から押し出すことで紡糸した。
(2)(1)で紡糸したフィラメントを100℃の湯煎に通して、3.5倍に延伸した。
ポリマーアロイを延伸した後の繊維における第2の熱可塑性樹脂の状態を観察するために、実施例3、実施例4、及び比較実施例5のペレットを溶融紡糸して延伸した後の繊維を蟻酸に1時間漬け置いて、母材となっているナイロン6を溶解させた。図2は、実験方法を概略的に示す。それぞれの繊維の試料をカプトン(登録商標)テープでガラス板に貼り付け、試料の半分程度を蟻酸に1時間漬け置いた後、繊維が切れないようにガラス板ごと蟻酸から引き上げ、イソプロピルアルコールで洗浄し、乾燥させた。
Claims (13)
- カーボンナノ材料を水、有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合溶媒に溶いたスラリー中で解砕し、解砕されたカーボンナノ材料を前記スラリーから回収し、回収されたカーボンナノ材料を含有させた熱可塑性樹脂を、溶融紡糸し、延伸処理を施すことを特徴とする繊維の製造方法。
- カーボンナノ材料を水、有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合溶媒に溶いたスラリー中で解砕し、解砕されたカーボンナノ材料を前記スラリーから回収し、回収されたカーボンナノ材料と、第1の熱可塑性樹脂と、前記第1の熱可塑性樹脂とは異なる種類の第2の熱可塑性樹脂とを溶融混練したポリマーアロイを、溶融紡糸し、延伸処理を施すことを特徴とする繊維の製造方法。
- 前記第1の熱可塑性樹脂と前記第2の熱可塑性樹脂は、溶融混練されることにより、前記第1の熱可塑性樹脂を含む海部と前記第2の熱可塑性樹脂を含む島部とを含む海島構造を形成することを特徴とする請求項2に記載の繊維の製造方法。
- 前記カーボンナノ材料と前記第1の熱可塑性樹脂とを溶融混練した混練物を、前記第2の熱可塑性樹脂と溶融混練してポリマーアロイとすることを特徴とする請求項2又は3に記載の繊維の製造方法。
- 前記カーボンナノ材料と前記第2の熱可塑性樹脂とを溶融混練した混練物を、前記第1の熱可塑性樹脂と溶融混練してポリマーアロイとすることを特徴とする請求項2又は3に記載の繊維の製造方法。
- 前記カーボンナノ材料と前記第1の熱可塑性樹脂とを溶融混練した混練物と、前記カーボンナノ材料と前記第2の熱可塑性樹脂とを溶融混練した混練物とを溶融混練してポリマーアロイとすることを特徴とする請求項2又は3に記載の繊維の製造方法。
- 製造される繊維が、モノフィラメントであることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の繊維の製造方法。
- 請求項7に記載の製造方法によって少なくとも1種のモノフィラメントを製造し、製造されたモノフィラメントを複数合わせることによりマルチフィラメントとすることを特徴とする繊維の製造方法。
- カーボンナノ材料を水、有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合溶媒に溶いたスラリー中で解砕し、解砕されたカーボンナノ材料を前記スラリーから回収し、回収されたカーボンナノ材料を含有させた熱可塑性樹脂を、溶融紡糸し、延伸処理を施したことを特徴とするモノフィラメント。
- 前記熱可塑性樹脂に前記カーボンナノ材料が分散して存在する
請求項9に記載のモノフィラメント。 - カーボンナノ材料を水、有機溶剤、又は水と有機溶剤の混合溶媒に溶いたスラリー中で解砕し、解砕されたカーボンナノ材料を前記スラリーから回収し、回収されたカーボンナノ材料と、第1の熱可塑性樹脂と、前記第1の熱可塑性樹脂とは異なる種類の第2の熱可塑性樹脂とを溶融混練したポリマーアロイを、溶融紡糸し、延伸処理を施したことを特徴とするモノフィラメント。
- 前記ポリマーアロイは、前記第1の熱可塑性樹脂を含む海部と、前記第2の熱可塑性樹脂を含む島部と、を有し、
前記カーボンナノ材料は、前記海部及び前記島部の少なくとも一方に分散して存在する
請求項11に記載のモノフィラメント。 - 請求項9から12のいずれかに記載のモノフィラメントを複数含むことを特徴とするマルチフィラメント。
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JP2014148765A (ja) | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Uniplas Shiga Kk | 導電性ポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法 |
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