JP7351711B2 - Fiber collection member and method for producing fiber deposit using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電界紡糸法によって紡糸された繊維を捕集するために用いられる繊維捕集用部材に関する。また本発明は、この繊維捕集用部材を用いる繊維堆積物の製造方法に関する。 The present invention relates to a fiber collecting member used for collecting fibers spun by electrospinning. The present invention also relates to a method for producing a fiber deposit using this fiber collection member.
電界紡糸法によって形成された繊維からなる被膜を製造する技術が種々提案されている。例えば、特許文献1には、金属等の導電性物質を含む捕集基材を用いて、静電紡糸法により繊維構造体を製造する方法が開示されている。また特許文献2には、繊維を堆積する堆積領域と堆積しない非堆積領域が混在する捕集シートを用いて、ナノファイバ膜を製造する方法が開示されている。
Various techniques have been proposed for producing coatings made of fibers formed by electrospinning. For example,
電界紡糸法とは異なる技術分野ではあるが、特許文献3には、マスク部を備える基板に向かってノズルから溶液材料を噴霧し、基板上に薄膜を形成するエレクトロスプレー法が開示されている。
Although in a technical field different from the electrospinning method,
電界紡糸法によって形成される繊維堆積物はさまざまな分野で用いられており、繊維堆積物の形状を自在に且つ容易に制御することが望まれている。特許文献1に記載の方法によれば、繊維堆積物の生産効率を高めることは可能である。しかし同文献に記載の方法は、繊維堆積物の形状を自在に制御することを想定しておらず、同方法では形状を制御することはできない。
Fiber deposits formed by electrospinning are used in various fields, and it is desired to freely and easily control the shape of the fiber deposits. According to the method described in
特許文献2に記載の方法は、非堆積領域に載置した導電体に対して、電圧を印加することによって、堆積領域に繊維堆積物を形成している。したがって同文献に記載の方法においては、繊維堆積物の製造装置が複雑になってしまう。
In the method described in
特許文献3に記載のエレクトロスプレー法では、電界紡糸法によって形成される繊維堆積物の形状を自在に制御することはできない。
In the electrospray method described in
したがって本発明の課題は、電界紡糸法によって形成される繊維堆積物の形状を自在に且つ容易に制御することにある。 Therefore, an object of the present invention is to freely and easily control the shape of a fiber deposit formed by electrospinning.
本発明は、電界紡糸法によって紡糸された繊維を捕集するための捕集面を有する繊維捕集用部材であって、
前記捕集面は、捕集された前記繊維の堆積物が形成される捕集部と、該堆積物が形成されない非捕集部とを有しており、
前記捕集部の表面電気抵抗率が、前記非捕集部の表面電気抵抗率よりも低くなっている、繊維捕集用部材を提供するものである。
The present invention is a fiber collecting member having a collecting surface for collecting fibers spun by an electrospinning method,
The collection surface has a collection part where a deposit of the collected fibers is formed and a non-collection part where the deposit is not formed,
The present invention provides a fiber collecting member in which the surface electrical resistivity of the collecting section is lower than the surface electrical resistivity of the non-collecting section.
また本発明は、電界紡糸法によって紡糸された繊維を繊維捕集用部材によって捕集して、該繊維の堆積物を製造する方法であって、
前記電界紡糸法を、ヒトが手で把持可能な寸法を有する電界紡糸装置を用いて行い、
前記繊維捕集用部材として、前記繊維を捕集するための捕集面を有するものを用い、
前記捕集面は、捕集された前記繊維の堆積物が形成される捕集部と、該堆積物が形成されない非捕集部とを有しており、
前記捕集部の表面電気抵抗率が、前記非捕集部の表面電気抵抗率よりも低くなっている、繊維堆積物の製造方法を提供するものである。
The present invention also provides a method for collecting fibers spun by an electrospinning method using a fiber collecting member to produce a deposit of the fibers, comprising:
The electrospinning method is performed using an electrospinning device having dimensions that can be held by a human hand,
As the fiber collecting member, a member having a collecting surface for collecting the fibers is used,
The collection surface has a collection part where a deposit of the collected fibers is formed and a non-collection part where the deposit is not formed,
The present invention provides a method for producing a fiber deposit, wherein the surface electrical resistivity of the collecting portion is lower than the surface electrical resistivity of the non-collecting portion.
本発明によれば、電界紡糸法によって形成される繊維堆積物の形状を自在に且つ容易に制御できる。 According to the present invention, the shape of the fiber deposit formed by electrospinning can be freely and easily controlled.
以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。図1には、本発明の一実施形態である繊維捕集用部材1が模式的に示されている。繊維捕集用部材1は、電界紡糸法によって紡糸された繊維を捕集するために用いられるものである。電界紡糸法は、繊維の原料となる樹脂を含む原料液に正又は負の高電圧を印加して原料液を帯電させ、帯電した原料液を対象物に向けて噴霧する方法である。噴霧された原料液はクーロン反発力によって微細化を繰り返しながら空間に広がり、対象物の表面に繊維径の細い繊維が堆積した繊維堆積物を形成するようになる。
Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments thereof with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a
前記原料液は、繊維の原料となる樹脂を含む溶液又は溶融液であり、電界紡糸法が行われる環境下において液体のものである。この溶液としては、繊維形成可能な高分子化合物を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。溶媒としては、水、メタノール、エタノール、プロパノール、グリコール等が挙げられる。これらの溶媒は単独で又は複数混合して用いることができる。一方溶融液としては、繊維形成可能な高分子化合物を加熱溶融させたものを用いることができる。前記原料液には前記高分子化合物以外に、無機物粒子、有機物粒子、植物エキス、界面活性剤、油剤、イオン濃度を調整するための電解質等を適宜配合することができる。 The raw material liquid is a solution or molten liquid containing a resin that is a raw material for fibers, and is liquid in the environment in which the electrospinning method is performed. As this solution, a solution in which a polymer compound capable of forming fibers is dissolved or dispersed in a solvent can be used. Examples of the solvent include water, methanol, ethanol, propanol, glycol, and the like. These solvents can be used alone or in combination. On the other hand, as the melt, a polymer compound capable of forming fibers can be heated and melted. In addition to the polymer compound, inorganic particles, organic particles, plant extracts, surfactants, oil agents, electrolytes for adjusting ion concentration, and the like can be appropriately blended into the raw material liquid.
製造された繊維堆積物は、例えば目元、口元、鼻及び腕等の皮膚に貼付され、繊維堆積物によって、例えば肌のシミや皺を効果的に隠蔽することができる。 The produced fiber deposit is applied to the skin around the eyes, mouth, nose, arms, etc., and the fiber deposit can effectively hide, for example, spots and wrinkles on the skin.
図1に示すとおり、繊維捕集用部材1は、シート状ないし板状のものであり、繊維を捕集するための捕集面1aと、その反対側に位置する裏面1bとを有している。
As shown in FIG. 1, the
繊維捕集用部材1は、紡糸された繊維が捕集できる限り、平面視での形状に特に制限はない。形状としては、例えば、三角形、四角形、円形、楕円形等が挙げられる。図1には、長方形である繊維捕集用部材1が示されている。繊維捕集用部材1は、ヒトが携帯可能な寸法であることが好ましい。繊維捕集用部材1は、最も長い位置での寸法が30mm以上500mm以下であることが好ましく、最も短い位置での寸法が、30mm以上500mm以下であることが好ましく、厚み方向Zの寸法が、0.1mm以上100mm以下であることが好ましい。
The
繊維捕集用部材1は捕集面1aを有している。捕集面1aは、凹凸等のうねりなどがない実質的に平坦な面からなる。捕集面1aは、繊維堆積物が形成される捕集部2と、繊維堆積物が形成されない非捕集部3とを有している。捕集面1aの平面視において、捕集部2及び非捕集部3は、捕集部2が非捕集部3によって囲繞されるように捕集面1a上に配置されている。これに代えて、非捕集部3が捕集部2によって囲繞されるように捕集部2及び非捕集部3が配置されていてもよい。
The
捕集部の形状、数、及び配置位置は、目的とする繊維堆積物の形状、数、及び配置位置に応じて変更でき、特に制限はない。捕集部を平面視したときの形状としては、例えば三角形、四角形、六角形等の多角形状や、矢印形、星形等が挙げられる。さらに半円形、扇形等のような曲線部分及び直線部分を輪郭に含む形状や、三日月形等のような曲線部分を輪郭に含む形状等が挙げられる。 The shape, number, and arrangement position of the collecting section can be changed depending on the shape, number, and arrangement position of the target fiber deposits, and are not particularly limited. Examples of the shape of the collecting section when viewed in plan include polygonal shapes such as triangles, quadrangles, and hexagons, arrow shapes, and star shapes. Furthermore, shapes including curved parts and straight parts such as a semicircular shape and fan shape, and shapes including curved parts such as a crescent shape are also included.
捕集部の数としては、得られる繊維堆積物における形状の安定性の観点から、1個以上10個以下であることが好ましく、1個以上4個以下であることが更に好ましい。図1に示す実施形態では、三日月形の1個の捕集部2が、捕集面1aの中央に配されている。図1に示すように、捕集部2が非捕集部3によって囲繞されるように配置されている場合には、捕集部2と非捕集部3との境界から捕集面1aの外縁までの最短距離が、5mm以上であることが好ましく、7mm以上であることが更に好ましい。このような最短距離を有していると、繊維が捕集部2に堆積し難く繊維堆積物が得られ難くなることが防止できる。
From the viewpoint of the stability of the shape of the obtained fiber deposit, the number of trapping parts is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 4. In the embodiment shown in FIG. 1, one crescent-
得られる繊維堆積物における形状の安定性の観点から、捕集面1aの面積に占める捕集部2の面積の割合は、25%以上98%以下であることが好ましく、60%以上96%以下であることが更に好ましい。同様の観点から、捕集面1aの面積は、100mm2以上90000mm2以下であることが好ましく、900mm2以上62500mm2以下であることが更に好ましい。捕集部2の面積は、捕集部2が複数存在する場合には、それらの合計面積である。同様の観点から、捕集部2の面積は、25mm2以上87025mm2以下であることが好ましく、625mm2以上60025mm2以下であることが更に好ましい。
得られる繊維堆積物における形状の安定性の観点から、捕集面1aの面積に占める非捕集部3の面積の割合は、2%以上75%以下であることが好ましく、4%以上40%以下であることが更に好ましい。同様の観点から、非捕集部3の面積は、75mm2以上3000mm2以下であることが好ましく、225mm2以上2500mm2以下であることが更に好ましい。非捕集部3の面積は、非捕集部3が複数存在する場合には、それらの合計面積である。また、非捕集部3の最小幅は5mm以上であることが好ましい。
From the viewpoint of the stability of the shape of the obtained fiber deposit, the ratio of the area of the
From the viewpoint of the stability of the shape of the obtained fiber deposit, the ratio of the area of the
図2には繊維捕集用部材1を用いて、電界紡糸法で紡糸された繊維を捕集して繊維堆積物10を製造している状態が示されている。同図においては、ヒトが手で把持可能な寸法を有する電界紡糸装置5を用いて電界紡糸法を行っている。装置5を動作させるときには、繊維堆積物10の製造者が、該装置5を一方の手で持ち、且つ繊維捕集用部材1を他方の手で持って、該装置5のノズル(図示せず)を、繊維捕集用部材1の捕集面1aに向ける。そして装置5の電源を入れて電界紡糸を行う。電界紡糸装置5の電源を入れることで、ノズルと繊維捕集用部材1との間に製造者の人体を介した導電パスが形成され、ノズルと繊維捕集用部材1との間に電界が生じる。例えばノズルに正の高電圧を印加し、繊維捕集用部材1をグラウンドとすることができる。ノズルと繊維捕集用部材1との間に電界が生じると、ノズル先端部の電界紡糸用組成物の原料液は、静電誘導によって分極してその先端部分がコーン状になり、コーン先端から帯電した原料液の液滴が電界に沿って、繊維捕集用部材1に向かって空中に吐出される。吐出された原料液は、電気的引力と、溶融液自身が有する電荷による自己反発力とによる延伸を繰り返して極細繊維化され、捕集面1aに到達する。この場合、捕集面1aにおいて、捕集部2の表面電気抵抗率を非捕集部3の表面電気抵抗率よりも低くしておくと、帯電した組成物は、相対的に電気抵抗の高い非捕集部3上でははじかれ易く、電流の流れ易い捕集部2上に堆積し易い。これによって、繊維堆積物10が捕集面1aにおける捕集部2上に形成される。繊維捕集用部材1によれば、捕集部2の形状、数、配置位置を変更することによって、目的とする繊維堆積物10の形状を自在に且つ容易に制御することができる。それに加えて電界紡糸装置によって印加する電圧を細かく調整する必要がないので、安全に繊維堆積物10を製造することができる。
FIG. 2 shows a state in which the
電界紡糸装置5としては、各種公知のものを用いることができ、例えば、特開2017-078062号公報に記載の静電スプレー装置、特開2018-100301号公報に記載の静電スプレー装置、特開2019-38856号公報に記載の静電スプレー装置等を用いることもできる。
Various known devices can be used as the
図2においては、繊維堆積物10の製造者が、電界紡糸装置5を一方の手で持ち、且つ繊維捕集用部材1を他方の手で直接持って電界紡糸法を行っているが、それに代えて、図3に示すようにして電界紡糸法を行ってもよい。同図においては、金属製等の導電性部材6上に繊維捕集用部材1を載置し、製造者が一方の手で装置5を持ち、且つ他方の手で導電性部材6を持って電界紡糸法を行っている。このような状態で、電界紡糸を行うと、繊維捕集用部材1が導電性部材6に接した状態で載置されているので、ノズルと繊維捕集用部材1との間に製造者の人体及び導電性部材6を介した導電パスが形成される。その結果、図2に示す実施形態と同様に、繊維堆積物10が捕集面1aにおける捕集部2上に形成される。
In FIG. 2, the manufacturer of the
導電性部材6は、板状のものであることが好ましく、繊維捕集用部材1を載置できる限り、平面視での形状に特に制限はない。形状としては、例えば、三角形、四角形、円形、楕円形等が挙げられる。図3には、長方形である板状の導電性部材6が示されている。導電性部材6は、ヒトが携帯可能な寸法であることが好ましい。
The
非捕集部3よりも捕集部2上に繊維堆積物10を形成し易くする観点から、捕集部2の表面電気抵抗率に対する、非捕集部3の表面電気抵抗率の比率は、2倍以上であることが好ましく、2.5倍以上であることが更に好ましい。該非捕集部3における表面電気抵抗率の比率の上限値としては、高ければ高いほど好ましいが、2.5倍程度に高ければ、捕集部2上に十分に繊維の堆積物10を形成できる。捕集部2の表面電気抵抗率は、0.01MΩ/cm2以上であることが好ましく、0.05MΩ/cm2以上であることが更に好ましく、そして5.0×105MΩ/cm2以下であることが好ましく、2.8×105MΩ/cm2以下であることが更に好ましい。非捕集部3の表面電気抵抗率は、1.0×104MΩ/cm2以上であることが好ましく、2.5×104MΩ/cm2以上であることが更に好ましく、そして1.0×1010MΩ/cm2以下であることが好ましく、1.0×107MΩ/cm2以下であることが更に好ましい。捕集部2及び非捕集部3の表面電気抵抗率は、室温23℃、相対湿度50%の温湿度環境下において、ADVANTEST社製の電気抵抗計R8340A、及びR12704を用いて測定する。
From the viewpoint of making it easier to form
捕集部2は、繊維捕集用部材1の捕集面1aから裏面1bに亘っていることが好ましい。このような構成であると、ノズルと繊維捕集用部材1との間に製造者の人体を介した導電パスが形成され易く、捕集部2上に繊維堆積物10が形成され易くなる。この観点から、捕集面1aから裏面1bに亘って捕集部2の電気抵抗が一様であることが好ましい。したがって、捕集部2が捕集面1aから裏面1bに亘っているときには、裏面1bにおける捕集部2の表面電気抵抗率は、捕集面1aにおける捕集部2の表面電気抵抗率と同じ値であることが好ましい。
It is preferable that the
図4(a)に示すように、捕集部2と非捕集部3との境界部分4は、表面電気抵抗率が捕集部2よりも高く且つ非捕集部3よりも低いことが好ましく、非捕集部3から捕集部2に向けて漸減していることが更に好ましい。このような境界部分4を備えていると、同図(b)に示すように、捕集部2上の繊維堆積物10はその周縁部において、外方に向かうに連れて厚みが減少し易くなる。このような繊維堆積物10を対象物に貼付すると、繊維堆積物10の外周縁が目立たなくなる。境界部分4の幅は、1mm以上50mm以下であることが好ましく、3mm以上30mm以下であることが更に好ましい。境界部分4の幅とは、捕集面1aを平面視したときの境界部分4の最小幅である。
As shown in FIG. 4(a), the surface electrical resistivity of the
繊維捕集用部材1は、通気性を有していることが好ましい。これにより、捕集面1aと繊維堆積物10との間に空気が存在し、捕集面1aから繊維堆積物10を剥離させ易くなる。繊維捕集用部材1の通気性は、JIS P8117(2009年改正版)によって測定される値であり、0.05秒以上であることが好ましく、0.01秒以上であることが更に好ましく、そして30秒以下であることが好ましく、20秒以下であることが更に好ましい。
It is preferable that the
通気性を有する繊維捕集用部材1としては、繊維シート、スポンジを用いることができる。繊維シートとしては、例えば各種の不織布、織布、編み地、紙、メッシュシート及びそれらの積層体などが挙げられる。スポンジとしては、合成樹脂又は天然樹脂を発泡させた多孔性材料、例えば発泡樹脂からなるものが挙げられる。経済性及び取り扱い性の観点から、繊維捕集用部材1は不織布であることが好ましい。
As the
繊維捕集用部材1を構成する原料不織布としては、一般的な不織布を用いることができる。捕集面1aから裏面1bに亘って捕集部2の電気抵抗を一様にする観点からは、導電性を有する不織布を用いることが好ましい。導電性の不織布としては、レーヨン繊維にカーボンを練り込んで不織布にしたもの、例えばシンワ株式会社製の不織布(71502-B)、又はポリエステル繊維に銅及びニッケルをコーティングして不織布にしたもの、例えばKBセーレン株式会社製の導電性不織布(Sui-80-75ES)等を用いることができる。
As the raw material nonwoven fabric constituting the
導電性の不織布を用いる場合には、該不織布の表面に、表面電気抵抗率を高める物質を塗布することが好ましい。該物質が施されることによって、その部分の表面電気抵抗率が上昇し非捕集部3となる。該物質が施されなかった部分の表面電気抵抗率に変化はないから、該部分は非捕集部3よりも表面電気抵抗率が低い捕集部2となる。このようにして繊維捕集用部材1が製造できる。表面電気抵抗率を高める物質としては、汎用高分子、エンジニアリングプラスチック、ゴムなどが挙げられる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、変性ポリフェニレンエーテル、6-ナイロン、6,6―ナイロン、アセタール樹脂、ポリアミド、カーボネート樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体けん化物、ABS樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニリデン、フッ素樹脂、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ネオプレンゴム等が挙げられる。これらの物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。それに代えて、導電性の不織布の表面に、表面電気抵抗率を低下させる物質を塗布してもよい。該物質が施されることによって、その部分の表面電気抵抗率が低下し捕集部2となる、該物質が施されなかった部分の表面電気抵抗率に変化はないから、該部分は捕集部2よりも表面電気抵抗率が高い非捕集部3となる。表面電気抵抗率を低下させる物質としては、導電性フィラー、界面活性剤などが挙げられる。導電性フィラーとしては、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、ITO、チタン酸カリウム繊維、銀、金、銅、アルミニウム、パラジウム、ニッケル/カーボン、カーボンブラック、CNT、カーボンナノファイバー、炭素繊維、グラファイト等が挙げられる。界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤、及び非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
陰イオン界面活性剤としては、例えばラウリン酸ナトリウム、パルミチン酸カリウム等の炭素数8以上の脂肪酸を由来とする脂肪酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸カリウム、ステアリル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸エステル塩;ポリオキシエチレンラウリル硫酸トリエタノールアミン等のアルキルエーテル硫酸エステル塩;ラウロイルサルコシンナトリウム等のN-アシルサルコシン塩;N-ミリストイル-N-メチルタウリンナトリウム等のN-アシルメチルタウリン塩;N-ミリストイル-L-グルタミン酸ナトリウム、N-ステアロイルグルタミン酸ジナトリウム、N-ラウロイルミリストイル-L-グルタミン酸モノナトリウム、N-ココイルグルタミン酸トリエタノールアミン塩等のN-アシル脂肪酸グルタミン酸塩;ジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム等のスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンセチルエーテルリン酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩;等が挙げられる。
陽イオン界面活性剤としては、例えばセチルトリメチルアンモニウムブロミド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、トリセチルメチルアンモニウムクロリド、及びステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロリド等から選ばれるアルキルトリメチルアンモニウムブドマイド;ジセチルジメチルアンモニウムクロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアラキルジメチルアンモニウムクロリド、及びジベヘニルジメチルアンモニウムクロリド等から選ばれるアルキルジメチルアンモニウムクロリド;並びにベンザルコニウムクロライド等の第四級アンモニウム塩、ジメチルジステアリルアンモニウム塩が挙げられる。
両性界面活性剤としては、例えばステアリルベタインやラウリルベタイン等が挙げられる。
非イオン界面活性剤としては、例えばエチレングリコールモノステアリン酸エステル等のエチレングリコール脂肪酸エステル;ポリエチレングリコール(2)モノステアリン酸エステル等のポリエチレングリコール脂肪酸エステル;ポリエチレングリコール(5)デシルペンタデシルエーテル等のポリアルキレングリコールアルキルエーテル;ポリエチレングリコール(5)硬化ヒマシ油モノイソラウレート等のポリエチレングリコール硬化ヒマシ油;プロピレングリコール脂肪酸エステル;グリセリンモノイソステアリン酸エステル等のモノグリセリンモノ脂肪酸エステル;グリセリンジステアリン酸エステル、グリセリンジラウリン酸エステル等のモノグリセリンジ脂肪酸エステル;グリセリンモノイソステアリルエーテル等のグリセリンアルキルエーテル;ソルビタンモノステアリン酸エステル等のソルビタン脂肪酸エステル;脂肪酸アルカノールアミド、ラウリン酸ジエタノールアミド等の脂肪酸ジアルカノールアミド、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンなどのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどが挙げられる。
これらの物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
When using a conductive nonwoven fabric, it is preferable to coat the surface of the nonwoven fabric with a substance that increases the surface electrical resistivity. By applying the substance, the surface electrical resistivity of that part increases and becomes a
Examples of anionic surfactants include fatty acid salts derived from fatty acids having 8 or more carbon atoms such as sodium laurate and potassium palmitate; alkyl sulfate salts such as sodium lauryl sulfate, potassium lauryl sulfate, and sodium stearyl sulfate; Alkyl ether sulfate ester salts such as oxyethylene lauryl sulfate triethanolamine; N-acyl sarcosine salts such as sodium lauroyl sarcosine; N-acyl methyl taurate salts such as sodium N-myristoyl-N-methyl taurate; N-myristoyl-L- N-acyl fatty acid glutamates such as sodium glutamate, disodium N-stearoylglutamate, monosodium N-lauroylmyristoyl-L-glutamate, and N-cocoylglutamic acid triethanolamine salt; sulfosuccinic acid such as sodium di-2-ethylhexylsulfosuccinate salts, polyoxyethylene alkyl ether phosphates such as sodium polyoxyethylene cetyl ether phosphate; and the like.
As the cationic surfactant, for example, an alkyltrimethylammonium budamide selected from cetyltrimethylammonium bromide, behenyltrimethylammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, tricetylmethylammonium chloride, stearyldimethylbenzylammonium chloride, etc.; dicetyldimethyl Alkyldimethylammonium chloride selected from ammonium chloride, distearyldimethylammonium chloride, dialkyldimethylammonium chloride, dibehenyldimethylammonium chloride, etc., and quaternary ammonium salts such as benzalkonium chloride, and dimethyldistearylammonium salts. It will be done.
Examples of amphoteric surfactants include stearyl betaine and lauryl betaine.
Nonionic surfactants include, for example, ethylene glycol fatty acid esters such as ethylene glycol monostearate; polyethylene glycol fatty acid esters such as polyethylene glycol (2) monostearate; polyethylene glycol (5) polyesters such as decyl pentadecyl ether; Alkylene glycol alkyl ether; polyethylene glycol hydrogenated castor oil such as polyethylene glycol (5) hydrogenated castor oil monoisolaurate; propylene glycol fatty acid ester; monoglycerin monofatty acid ester such as glycerin monoisostearate; glycerin distearate, glycerin di Monoglycerin difatty acid esters such as lauric acid esters; glycerin alkyl ethers such as glycerin monoisostearyl ether; sorbitan fatty acid esters such as sorbitan monostearate; fatty acid dialkanolamides such as fatty acid alkanolamide, lauric acid diethanolamide, monostearin Examples include polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters such as acid polyoxyethylene sorbitan.
These substances can be used alone or in combination of two or more.
導電性の不織布を用いる場合には、前記の物質を塗布する代わりに、不織布の表面に、プラスチック、又はガラス等からなる絶縁性のプレートを載せてもよい。該プレートを載せた部分が非捕集部3となり、それ以外の部分が捕集部2となる。捕集部2上に繊維堆積物10が形成され易い観点から、非捕集部3の位置と捕集部2の位置との厚み方向の差は、3mm以下であることが好ましく、1mm以下であることが更に好ましい。
When using a conductive nonwoven fabric, an insulating plate made of plastic, glass, or the like may be placed on the surface of the nonwoven fabric instead of applying the above-mentioned substance. The part on which the plate is placed becomes the
非導電性の不織布を用いる場合には、該不織布の表面に、表面電気抵抗率を低下させる物質を塗布することが好ましい。該物質が施されることによって、その部分の表面電気抵抗率が低下し捕集部2となる、該物質が施されなかった部分の表面電気抵抗率に変化はないから、該部分は捕集部2よりも表面電気抵抗率が高い非捕集部3となる。このようにして繊維捕集用部材1が製造できる。
When using a non-conductive non-woven fabric, it is preferable to coat the surface of the non-woven fabric with a substance that reduces the surface electrical resistivity. By applying the substance, the surface electrical resistivity of that part decreases and becomes the
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。 Although the present invention has been described above based on its preferred embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲は、かかる実施例に制限されない。特に断らない限り、「%」は「質量%」を意味する。 Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. However, the scope of the invention is not limited to such examples. Unless otherwise specified, "%" means "% by mass".
〔実施例1〕
シンワ株式会社製の矩形の不織布(71502-B)を用意した。該不織布の坪量は50g/m2であり、長手方向の長さが100mm、幅方向の長さが80mmであった。またサンワサプライ株式会社製の絶縁被膜コーティング剤(CD-101)を用意した。不織布において捕集部となる部分をテープで隠し、次いで絶縁被膜コーティング剤を不織布から150mm離して10秒間スプレーした。その後テープを剥離して、図1に示す繊維捕集用部材を得た。
[Example 1]
A rectangular nonwoven fabric (71502-B) manufactured by Shinwa Co., Ltd. was prepared. The basis weight of the nonwoven fabric was 50 g/m 2 , the length in the longitudinal direction was 100 mm, and the length in the width direction was 80 mm. In addition, an insulating film coating agent (CD-101) manufactured by Sanwa Supply Co., Ltd. was prepared. The portion of the nonwoven fabric that would become the collection portion was hidden with tape, and then the insulating film coating agent was sprayed for 10 seconds at a distance of 150 mm from the nonwoven fabric. Thereafter, the tape was peeled off to obtain the fiber collecting member shown in FIG.
〔実施例2〕
実施例1で用いた絶縁被膜コーティング剤に代えて、トラスコ中山株式会社製の静電気防止スプレー(TC-SB200)を用意した。不織布において非捕集部となる部分をテープで隠し、次いで静電気防止スプレーを塗工した。これら以外は実施例1と同様にして、図1に示す繊維捕集用部材を得た。
[Example 2]
In place of the insulating film coating agent used in Example 1, an antistatic spray (TC-SB200) manufactured by Trusco Nakayama Co., Ltd. was prepared. The non-collection portion of the nonwoven fabric was covered with tape, and then antistatic spray was applied. Other than these, the fiber collecting member shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1.
〔実施例3〕
実施例1で用いた不織布に代えて、旭化成株式会社製の不織布であるベンリーゼ(登録商標)を用意した。該不織布の坪量は100g/m2であった。それ以外は実施例2と同様にして、図1に示す繊維捕集用部材を得た。
[Example 3]
In place of the nonwoven fabric used in Example 1, Benliese (registered trademark), a nonwoven fabric manufactured by Asahi Kasei Corporation, was prepared. The basis weight of the nonwoven fabric was 100 g/m 2 . Other than that, the fiber collecting member shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 2.
〔実施例4〕
実施例1と同じ繊維捕集用部材を作製した後、テープで隠していた部分の中央部分に更に静電気防止スプレーを塗工した。静電気防止スプレーは、実施例2で用意したものと同じものである。このようにして捕集部及び非捕集部に加えて境界部分を有する図4に示す繊維捕集用部材を得た。
[Example 4]
After producing the same fiber collection member as in Example 1, an antistatic spray was further applied to the central part of the part that had been hidden with tape. The antistatic spray is the same as that prepared in Example 2. In this way, a fiber collecting member shown in FIG. 4 having a boundary part in addition to a collecting part and a non-collecting part was obtained.
〔実施例5〕
実施例1で用いた不織布に代えて、旭化成株式会社製の不織布であるエルタスアクア(商標登録)を用意した。該不織布の坪量は20g/m2であった。それ以外は実施例2と同様にして図1に示す繊維捕集用部材を得た。
[Example 5]
In place of the nonwoven fabric used in Example 1, Eltas Aqua (registered trademark), a nonwoven fabric manufactured by Asahi Kasei Corporation, was prepared. The basis weight of the nonwoven fabric was 20 g/m 2 . Other than that, the fiber collecting member shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 2.
〔実施例6〕
実施例1で用いた不織布に代えて、池田紙業株式会社製の不織布であるRP6440Mを用意した。該不織布の坪量は40g/m2であった。それ以外は実施例1と同様にして図1に示す繊維捕集用部材を得た。
[Example 6]
In place of the nonwoven fabric used in Example 1, RP6440M, a nonwoven fabric manufactured by Ikeda Shigyo Co., Ltd., was prepared. The basis weight of the nonwoven fabric was 40 g/m 2 . Other than that, the fiber collecting member shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 1.
〔実施例7〕
実施例1で用いた不織布に代えて、東レ株式会社製のポリエステルフィルムルミラー(商標登録)♯100-S10を用意した。該フィルムの坪量は80g/m2であった。それ以外は実施例2と同様にして図1に示す繊維捕集用部材を得た。
[Example 7]
In place of the nonwoven fabric used in Example 1, polyester film Lumirror (registered trademark) #100-S10 manufactured by Toray Industries, Inc. was prepared. The basis weight of the film was 80 g/m 2 . Other than that, the fiber collecting member shown in FIG. 1 was obtained in the same manner as in Example 2.
〔比較例1〕
実施例3で用意した原料不織布を、本比較例の繊維捕集用部材とした。
[Comparative example 1]
The raw material nonwoven fabric prepared in Example 3 was used as the fiber collection member of this comparative example.
〔評価1〕
各実施例の繊維捕集用部材について、捕集部、非捕集部の表面電気抵抗率を上述した方法で測定した。実施例4の繊維捕集用部材については、境界部分の表面電気抵抗率も測定した。比較例1の繊維捕集用部材については、その表面全体の表面電気抵抗率を測定した。その結果を表1に示す。
[Rating 1]
Regarding the fiber collecting member of each example, the surface electrical resistivity of the collecting part and non-collecting part was measured by the method described above. Regarding the fiber collection member of Example 4, the surface electrical resistivity of the boundary portion was also measured. Regarding the fiber collection member of Comparative Example 1, the surface electrical resistivity of the entire surface was measured. The results are shown in Table 1.
〔評価2〕
実施例及び比較例の繊維捕集用部材を用い、図2に示すように、製造者が、一方の手で電界紡糸装置を持ち、且つ実施例及び比較例で得られた繊維捕集用部材を他方の手で持って電界紡糸法を行い、繊維堆積物を製造した。電界紡糸法の条件は、以下のとおりである。そして繊維捕集用部材の捕集性について、捕集面上に形成された繊維堆積物の状態を目視観察し、以下の基準で評価した。その結果を表1に示す。
[Evaluation 2]
Using the fiber collection members obtained in Examples and Comparative Examples, as shown in FIG. 2, the manufacturer held an electrospinning device in one hand, and was held in the other hand and subjected to electrospinning to produce a fiber deposit. The conditions for the electrospinning method are as follows. The collecting ability of the fiber collecting member was evaluated by visually observing the state of the fiber deposits formed on the collecting surface and using the following criteria. The results are shown in Table 1.
〔電界紡糸法の条件〕
電界紡糸装置としては、特開2017-078062号公報に記載の静電スプレー装置を準備した。電界紡糸用組成物としては、99.5%エタノール(水0.5%)を88%、ポリビニルブチラールを12%含む組成物を準備した。ポリビニルブチラールとしては、積水化学工業株式会社のS-LEC B BM-1(商品名)を用いた。
静電スプレー装置のノズルからの組成物の吐出量を0.12g/minに設定し、印加する電圧を14.5kVに設定した。この条件下で繊維捕集用部材の捕集面に向けて紡糸した。ノズルの先端と捕集面との距離は100mmに設定した。電界紡糸法を実施するときの周囲環境は25℃、45%RHとした。
[Conditions for electrospinning method]
As the electrospinning device, an electrostatic spray device described in JP-A-2017-078062 was prepared. As a composition for electrospinning, a composition containing 88% of 99.5% ethanol (0.5% of water) and 12% of polyvinyl butyral was prepared. As the polyvinyl butyral, S-LEC B BM-1 (trade name) manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. was used.
The discharge rate of the composition from the nozzle of the electrostatic spray device was set to 0.12 g/min, and the applied voltage was set to 14.5 kV. Under these conditions, spinning was performed toward the collection surface of the fiber collection member. The distance between the tip of the nozzle and the collection surface was set to 100 mm. The surrounding environment when performing the electrospinning method was 25° C. and 45% RH.
〔繊維捕集用部材の捕集性の評価基準〕
A:繊維堆積物の形状が目視ではっきりと確認できる。
B:繊維堆積物の形状が目視で確認できる。
C:繊維堆積物の形状が目視で一応確認できるが、繊維堆積物が大きく広がっている。
D:繊維堆積物の形状の一部が目視で確認できる。
E:繊維堆積物の形状が目視で確認できない。
[Evaluation criteria for the collection performance of fiber collection members]
A: The shape of the fiber deposits can be clearly confirmed visually.
B: The shape of the fiber deposits can be visually confirmed.
C: The shape of the fiber deposits can be confirmed visually, but the fiber deposits are widely spread.
D: Part of the shape of the fiber deposits can be visually confirmed.
E: The shape of the fiber deposits cannot be visually confirmed.
表1に示す結果から明らかなとおり、各実施例の繊維捕集用部材を用いて得られた繊維堆積物はその形状が目視で確認できるものであることが判る。これに対して比較例1の繊維捕集用部材を用いて得られた繊維堆積物は、形状が目視で確認できないものであることが判る。 As is clear from the results shown in Table 1, it can be seen that the shape of the fiber deposits obtained using the fiber collection members of each example can be visually confirmed. In contrast, it can be seen that the shape of the fiber deposit obtained using the fiber collection member of Comparative Example 1 cannot be visually confirmed.
1 繊維捕集用部材
1a 捕集面
2 捕集部
3 非捕集部
4 境界部分
5 電界紡糸装置
6 導電性部材
10 繊維堆積物
1
Claims (8)
前記電界紡糸法を、ヒトが手で把持可能な寸法を有する電界紡糸装置を用いて行い、
前記繊維捕集用部材として、前記繊維を捕集するための捕集面を有するものを用い、
前記捕集面は、捕集された前記繊維の堆積物が形成される捕集部と、該堆積物が形成されない非捕集部とを有しており、
前記捕集部の表面電気抵抗率が、前記非捕集部の表面電気抵抗率よりも低くなっており、
前記繊維の堆積物の製造者が前記電界紡糸装置を一方の手で持ち、且つ前記繊維捕集用部材を他方の手で持って、該電界紡糸装置と該繊維捕集用部材との間に該製造者の人体を介した導電パスが形成された状態下に、前記繊維捕集用部材の前記捕集面に向けて紡糸を行う、繊維堆積物の製造方法。 A method of collecting fibers spun by an electrospinning method with a fiber collecting member to produce a deposit of the fibers, the method comprising:
The electrospinning method is performed using an electrospinning device having dimensions that can be held by a human hand,
As the fiber collecting member, a member having a collecting surface for collecting the fibers is used,
The collection surface has a collection part where a deposit of the collected fibers is formed and a non-collection part where the deposit is not formed,
The surface electrical resistivity of the collecting portion is lower than the surface electrical resistivity of the non-trapping portion,
The manufacturer of the fiber deposit holds the electrospinning device in one hand and the fiber collection member in the other hand, and creates a space between the electrospinning device and the fiber collection member. A method for producing a fiber deposit, wherein spinning is performed toward the collection surface of the fiber collection member in a state where a conductive path is formed through the human body of the manufacturer.
前記電界紡糸法を、ヒトが手で把持可能な寸法を有する電界紡糸装置を用いて行い、
前記繊維捕集用部材として、前記繊維を捕集するための捕集面を有するものを用い、
前記捕集面は、捕集された前記繊維の堆積物が形成される捕集部と、該堆積物が形成されない非捕集部とを有しており、
前記捕集部の表面電気抵抗率が、前記非捕集部の表面電気抵抗率よりも低くなっており、
前記繊維の堆積物の製造者が前記電界紡糸装置を一方の手で持ち、且つ前記繊維捕集用部材を載置した導電性部材を他方の手で持って、該電界紡糸装置と該繊維捕集用部材との間に該製造者の人体及び前記導電性部材を介した導電パスが形成された状態下に、前記繊維捕集用部材の前記捕集面に向けて紡糸を行う、繊維堆積物の製造方法。 A method of collecting fibers spun by an electrospinning method with a fiber collecting member to produce a deposit of the fibers, the method comprising:
The electrospinning method is performed using an electrospinning device having dimensions that can be held by a human hand,
As the fiber collecting member, a member having a collecting surface for collecting the fibers is used,
The collection surface has a collection part where a deposit of the collected fibers is formed and a non-collection part where the deposit is not formed,
The surface electrical resistivity of the collecting portion is lower than the surface electrical resistivity of the non-trapping portion,
A manufacturer of the fiber deposit holds the electrospinning device in one hand and the conductive member on which the fiber collection member is placed in the other hand, and connects the electrospinning device and the fiber collection device. The fibers are spun toward the collection surface of the fiber collection member while a conductive path is formed between the fiber collection member and the fiber collection member through the human body of the manufacturer and the conductive member. Method of manufacturing deposits.
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