JP2017160583A - Method for producing fiber molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a fiber molded body.
糸状又は不織布状等の形状を有する繊維成形体の製造方法の一つとして、電界紡糸が知られている。樹脂と、平坦な形状のコレクターとの間に電圧を印加し、電荷により樹脂を細い繊維の状態とし、コレクターに堆積させる紡糸方法である。電界紡糸を用いると、径の細い樹脂の繊維を含む繊維成形体を容易に形成することができる。電界紡糸においては、紡糸材料として、各種の樹脂を用いうる。例えば、紡糸材料として脂環式構造含有重合体樹脂を用い、当該樹脂からなる繊維成形体を得ることが知られている。その場合、脂環式構造含有重合体樹脂は、何等かの溶媒に溶解して溶液とした状態で用いうる(例えば特許文献1及び2)。 Electrospinning is known as one method for producing a fiber molded body having a shape such as a yarn shape or a nonwoven fabric shape. This is a spinning method in which a voltage is applied between a resin and a flat-shaped collector, the resin is made into a thin fiber state by electric charge, and deposited on the collector. When electrospinning is used, a fiber molded body including resin fibers having a small diameter can be easily formed. In electrospinning, various resins can be used as the spinning material. For example, it is known to use an alicyclic structure-containing polymer resin as a spinning material to obtain a fiber molded body made of the resin. In that case, the alicyclic structure-containing polymer resin can be used in the state of being dissolved in any solvent to form a solution (for example, Patent Documents 1 and 2).
電界紡糸においては、通常、ノズル先端開口等の細孔から樹脂を含む液体を吐出させ、樹脂を含む液体の液滴を形成した状態で電圧を印加する。 In electrospinning, normally, a liquid containing a resin is discharged from a fine hole such as a nozzle tip opening, and a voltage is applied in a state where a liquid droplet containing a resin is formed.
ところが、脂環式構造含有重合体樹脂を、電界紡糸に適した溶媒に溶解し重合体溶液とする場合、溶液の安定性が不十分であったり、溶解度が不十分であったり、電界紡糸の実施に必要な帯電が得られなかったりといった不具合があり、そのため、良質な繊維成形体を簡単に得ることが困難であった。 However, when the alicyclic structure-containing polymer resin is dissolved in a solvent suitable for electrospinning to form a polymer solution, the solution stability is insufficient, the solubility is insufficient, There is a problem that the charge required for the implementation cannot be obtained, and it is therefore difficult to easily obtain a good-quality fiber molded body.
例えば、重合体溶液中に不所望な粒子や気泡が存在していたり、溶液の性状が不安定な場合、ノズルの詰まり、ノズル先端開口における液滴の不安定化等をもたらし、その結果、ノズル先端開口において形成された液滴が、繊維状ではなく、非繊維状の形状(液滴の形状等)でノズルから飛散しうる。そのような非繊維状の形状で飛散した重合体溶液は、そのまま、又は含まれる溶媒の一部又は全部が揮発した後、コレクターに到達し、繊維成形体において、不所望な粒状の樹脂の塊又は粒状の孔を形成する。そのような粒状形状が発生することにより、所望の形状の繊維成形体が得られなかったり、得られる繊維成形体の繊維径のバラツキが大きくなったり、得られる繊維成形体の強度が低下したり、コレクターからの繊維成形体の剥離が困難となったりする。また、重合体溶液を調製後長期間保存すると、そのような粒状形状がさらに発生し易くなり、製造工程の自由度が低減し得る。 For example, if unwanted particles or bubbles are present in the polymer solution, or if the solution properties are unstable, nozzle clogging, droplet instability at the nozzle tip opening, etc. will result. The droplets formed at the tip opening can be scattered from the nozzle in a non-fibrous shape (such as a droplet shape) instead of a fibrous shape. The polymer solution scattered in such a non-fibrous shape reaches the collector as it is or after a part or all of the solvent contained therein volatilizes, and in the fiber molded body, an undesired granular resin mass. Or a granular hole is formed. Due to the occurrence of such a granular shape, a fiber molded body having a desired shape cannot be obtained, the variation of the fiber diameter of the obtained fiber molded body increases, or the strength of the obtained fiber molded body decreases. , It becomes difficult to peel the fiber molded body from the collector. Further, if the polymer solution is stored for a long time after preparation, such a granular shape is more likely to be generated, and the degree of freedom of the manufacturing process can be reduced.
従って、本発明の目的は、電界紡糸により、良質な脂環式構造含有重合体樹脂の繊維成形体を簡単に得ることができる、繊維成形体の製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a fiber molded body, in which a high-quality alicyclic structure-containing polymer resin fiber molded body can be easily obtained by electrospinning.
本発明者は前記課題を解決するべく検討した結果、溶媒として特定の複数種類の物質を組み合わせた非相溶の溶媒を構成し、これに脂環式構造含有重合体樹脂を溶解して溶液とし、これを用いて電界紡糸を行うことにより、前記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下の通りである。
As a result of studying to solve the above problems, the present inventor constituted an incompatible solvent in which a plurality of specific substances were combined as a solvent, and dissolved the alicyclic structure-containing polymer resin into a solution. The inventors have found that the above problems can be solved by performing electrospinning using this, and completed the present invention.
That is, the present invention is as follows.
〔1〕 脂環式構造含有重合体樹脂の繊維成形体の製造方法であって、
混合溶媒及び脂環式構造含有重合体を含む重合体溶液を調製する工程、及び
前記重合体溶液を紡糸材料として電界紡糸を行う工程を含み、
前記混合溶媒は、比誘電率25未満の脂環式炭化水素である低誘電率溶媒及び比誘電率25以上の高誘電率溶媒を含み、
前記重合体溶液中において、前記高誘電率溶媒は粒子の形状で分散しており、その数平均粒子径が40μm以下である、
繊維成形体の製造方法。
〔2〕 前記高誘電率溶媒が、非プロトン性極性溶媒である、〔1〕に記載の製造方法。
〔3〕 前記高誘電率溶媒が、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、及びこれらの混合物からなる群より選択される、〔1〕又は〔2〕に記載の製造方法。
〔4〕 前記低誘電率溶媒が、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、及びこれらの混合物からなる群より選択される、〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載の製造方法。
〔5〕 前記重合体溶液中における前記高誘電率溶媒の粒子の数平均粒子径が20μm以下である、〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の製造方法。
〔6〕 前記繊維成形体の繊維径が0.1〜5μmである、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の製造方法。
〔7〕 前記重合体溶液が、更に無機塩を含む、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の製造方法。
〔8〕 前記無機塩の前記重合体溶液における濃度が、0.01mM以上10mM以下である、〔7〕に記載の製造方法。
〔9〕 前記無機塩が、リチウム塩である〔7〕又は〔8〕に記載の製造方法。
[1] A method for producing a fiber molded body of an alicyclic structure-containing polymer resin,
A step of preparing a polymer solution containing a mixed solvent and an alicyclic structure-containing polymer, and a step of performing electrospinning using the polymer solution as a spinning material,
The mixed solvent includes a low dielectric constant solvent that is an alicyclic hydrocarbon having a relative dielectric constant of less than 25 and a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 25 or more,
In the polymer solution, the high dielectric constant solvent is dispersed in the form of particles, and the number average particle diameter is 40 μm or less.
A method for producing a fiber molded body.
[2] The production method according to [1], wherein the high dielectric constant solvent is an aprotic polar solvent.
[3] The high dielectric constant solvent is selected from the group consisting of N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, and a mixture thereof. [1] Or the manufacturing method as described in [2].
[4] The production method according to any one of [1] to [3], wherein the low dielectric constant solvent is selected from the group consisting of cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, decalin, and a mixture thereof.
[5] The production method according to any one of [1] to [4], wherein the number average particle size of the particles of the high dielectric constant solvent in the polymer solution is 20 μm or less.
[6] The manufacturing method according to any one of [1] to [5], wherein a fiber diameter of the fiber molded body is 0.1 to 5 μm.
[7] The production method according to any one of [1] to [6], wherein the polymer solution further contains an inorganic salt.
[8] The production method according to [7], wherein the concentration of the inorganic salt in the polymer solution is 0.01 mM or more and 10 mM or less.
[9] The production method according to [7] or [8], wherein the inorganic salt is a lithium salt.
本発明の繊維成形体の製造方法によれば、電界紡糸により、良質な脂環式構造含有重合体樹脂の繊維成形体を簡単に得ることができる。具体的には、粒状形状が少なく、繊維径のバラツキの少ない繊維成形体を、製造工程の自由度が高い方法で容易に製造することができる。 According to the method for producing a fiber molded body of the present invention, a high-quality alicyclic structure-containing polymer resin fiber molded body can be easily obtained by electrospinning. Specifically, a fiber molded body having a small granular shape and a small variation in fiber diameter can be easily manufactured by a method having a high degree of freedom in the manufacturing process.
以下、実施形態及び例示物を示して本発明について詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施形態及び例示物に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲及びその均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施しうる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the following embodiments and exemplifications, and can be implemented with any modifications without departing from the scope of the claims of the present invention and the equivalents thereof.
本願において、説明の便宜上「溶液」と呼ぶものは、その全ての成分が相溶しているものに限られない。即ち、「溶液」には、その一部の成分が他の成分と相溶せず、粒子の形状で存在しているものも含まれる。 In the present application, what is referred to as a “solution” for convenience of explanation is not limited to one in which all of the components are compatible. That is, the “solution” includes those in which some components are incompatible with other components and exist in the form of particles.
本発明の繊維成形体の製造方法は、
工程(A):特定の重合体溶液を調製する工程、及び
工程(B):重合体溶液を紡糸材料として電界紡糸を行う工程
を含む。
The method for producing a fiber molded body of the present invention comprises:
Step (A): a step of preparing a specific polymer solution, and step (B): a step of performing electrospinning using the polymer solution as a spinning material.
〔工程(A)〕
工程(A)において調製される重合体溶液は、特定の混合溶媒及び脂環式構造含有重合体を含む。
[Process (A)]
The polymer solution prepared in the step (A) includes a specific mixed solvent and an alicyclic structure-containing polymer.
〔混合溶媒〕
混合溶媒は、比誘電率25未満の脂環式炭化水素である低誘電率溶媒及び比誘電率25以上の高誘電率溶媒を含む。
[Mixed solvent]
The mixed solvent includes a low dielectric constant solvent which is an alicyclic hydrocarbon having a relative dielectric constant of less than 25 and a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 25 or more.
低誘電率溶媒の比誘電率は、好ましくは10以下、より好ましくは5以下としうる。低誘電率溶媒の比誘電率の下限は、特に限定されないが例えば1.5以上としうる。混合溶媒中に、比誘電率25未満の複数種類の溶媒が含まれる場合は、それらの加重平均を、低誘電率溶媒の比誘電率としうる。本願において、加重平均は、重量比を基準とした加重平均である。 The relative dielectric constant of the low dielectric constant solvent can be preferably 10 or less, more preferably 5 or less. The lower limit of the relative dielectric constant of the low dielectric constant solvent is not particularly limited, but may be, for example, 1.5 or more. When a plurality of types of solvents having a relative dielectric constant of less than 25 are included in the mixed solvent, the weighted average thereof can be the relative dielectric constant of the low dielectric constant solvent. In the present application, the weighted average is a weighted average based on the weight ratio.
高誘電率溶媒の比誘電率は、好ましくは25以上、より好ましくは30以上としうる。高誘電率溶媒の比誘電率の上限は、特に限定されないが例えば50以下としうる。混合溶媒中に、比誘電率25以上の複数種類の溶媒が含まれる場合は、重量比を基準としたそれらの加重平均を、高誘電率溶媒の比誘電率としうる。 The relative dielectric constant of the high dielectric constant solvent is preferably 25 or more, more preferably 30 or more. The upper limit of the relative dielectric constant of the high dielectric constant solvent is not particularly limited, but may be, for example, 50 or less. When a mixed solvent contains a plurality of types of solvents having a relative dielectric constant of 25 or more, the weighted average based on the weight ratio can be used as the relative dielectric constant of the high dielectric constant solvent.
混合溶媒における、高誘電率溶媒の比誘電率と、低誘電率溶媒の比誘電率との差は、ある程度以上大きいことが好ましい。具体的には、高誘電率溶媒の比誘電率(複数種類の溶媒が含まれる場合は、それらの加重平均)εrHと、低誘電率溶媒の比誘電率(複数種類の溶媒が含まれる場合は、それらの加重平均)εrLとの差εrH−εrLの値が、好ましくは25以上、より好ましくは30以上としうる。εrLとの差εrH−εrLの値の上限は、特に限定されないが例えば50以下としうる。 The difference between the relative dielectric constant of the high dielectric constant solvent and the relative dielectric constant of the low dielectric constant solvent in the mixed solvent is preferably larger than a certain level. Specifically, the relative dielectric constant of a high dielectric constant solvent (when multiple types of solvents are included, the weighted average thereof) εr H and the relative dielectric constant of a low dielectric constant solvent (when multiple types of solvents are included) the value of the difference εr H -εr L with their weighted average) .epsilon.r L is preferably be set to 25 or more, more preferably 30 or more. The upper limit of the value of the difference εr H −εr L from εr L is not particularly limited, but may be, for example, 50 or less.
低誘電率溶媒は、脂環式炭化水素である。脂環式炭化水素とは、分子中に少なくとも1個の脂環式構造を有する化合物である。 The low dielectric constant solvent is an alicyclic hydrocarbon. An alicyclic hydrocarbon is a compound having at least one alicyclic structure in the molecule.
低誘電率溶媒は、特に、比較的沸点が高い化合物であることが好ましい。具体的には、沸点(複数種類の溶媒が含まれる場合は、それらの加重平均)が、130℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。沸点の上限は特に限定されないが例えば200℃以下としうる。このように高い沸点を有することにより、液滴の非繊維状の形状での飛散を抑制し、所望の形状の繊維成形体の安定的な形成を容易に行うことができる。 The low dielectric constant solvent is particularly preferably a compound having a relatively high boiling point. Specifically, the boiling point (when a plurality of types of solvents are included, their weighted average) is preferably 130 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher. Although the upper limit of a boiling point is not specifically limited, For example, it can be 200 degrees C or less. By having such a high boiling point, scattering of droplets in a non-fibrous shape can be suppressed, and stable formation of a fiber molded body having a desired shape can be easily performed.
低誘電率溶媒としては、前記の比誘電率の要件を満たし、製造方法を実施する環境下で液体状となる脂環式炭化水素を適宜選択して用いうる。低誘電率溶媒の例としては、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、及びこれらの混合物が挙げられる。特に、高い沸点を有し、溶質である脂環式構造含有重合体を良好に溶解できる観点から、デカリンが特に好ましい。 As the low dielectric constant solvent, an alicyclic hydrocarbon that satisfies the above-described requirements for the relative dielectric constant and is liquid in an environment where the production method is carried out can be appropriately selected and used. Examples of low dielectric constant solvents include cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, decalin, and mixtures thereof. In particular, decalin is particularly preferable from the viewpoint of having a high boiling point and being able to satisfactorily dissolve the alicyclic structure-containing polymer as a solute.
高誘電率溶媒としては、前記の比誘電率の要件を満たし、製造方法を実施する環境下で液体状となる物質を適宜選択して用いうる。高誘電率溶媒は、非プロトン性極性溶媒であることが、良好な電界紡糸を行うことができる観点から好ましい。高誘電率溶媒の例としては、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、及びこれらの混合物が挙げられる。 As the high dielectric constant solvent, a substance that satisfies the above-described requirements for the relative dielectric constant and becomes liquid in the environment where the production method is carried out can be appropriately selected and used. The high dielectric constant solvent is preferably an aprotic polar solvent from the viewpoint of good electrospinning. Examples of high dielectric constant solvents include N, N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide (DMSO), and mixtures thereof.
混合溶媒における低誘電率溶媒と高誘電率溶媒との比率は、高誘電率溶媒の分散を安定させ、重合体の溶解度を高め、且つ良好な電界紡糸が行えるよう適宜調整しうる。具体的には、混合溶媒100重量%における高誘電率溶媒の割合は、好ましくは4重量%以上、より好ましくは5重量%以上であり、一方好ましくは15重量%以下、より好ましくは11重量%以下である。高誘電率溶媒の割合を4重量%以上とすることにより、液滴の非繊維状の形状での飛散を抑制し、所望の形状の繊維成形体の安定的な形成を容易に行うことができる。高誘電率溶媒の割合15重量%以下とすることにより、重合体溶液のゲル化を抑制し、安定した重合体溶液とし、安定した電界紡糸を行うことができる。 The ratio of the low dielectric constant solvent to the high dielectric constant solvent in the mixed solvent can be appropriately adjusted so that the dispersion of the high dielectric constant solvent is stabilized, the solubility of the polymer is increased, and good electrospinning can be performed. Specifically, the ratio of the high dielectric constant solvent in 100% by weight of the mixed solvent is preferably 4% by weight or more, more preferably 5% by weight or more, while preferably 15% by weight or less, more preferably 11% by weight. It is as follows. By setting the ratio of the high dielectric constant solvent to 4% by weight or more, it is possible to suppress the scattering of droplets in a non-fibrous shape and easily form a fiber molded body having a desired shape. . By setting the ratio of the high dielectric constant solvent to 15% by weight or less, gelation of the polymer solution can be suppressed to obtain a stable polymer solution, and stable electrospinning can be performed.
〔脂環式構造含有重合体〕
本発明で用いる脂環式構造含有重合体は、脂環式構造を含む繰り返し単位を有する重合体である。脂環構造含有重合体は成形時における流動性が良く、高耐熱性、低吸湿性などの優れた特徴を有している。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造としては、飽和環状炭化水素(シクロアルカン)構造、不飽和環状炭化水素(シクロアルケン)構造などが挙げられるが、機械強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、中でもシクロアルカン構造が最も好ましい。脂環式構造は主鎖にあっても良いし、側鎖にあっても良いが、寸法安定性、機械強度、耐熱性などの観点から、主鎖に脂環式構造を含有するものが好ましい。脂環式構造を構成する炭素原子数には、格別な制限はないが、通常4〜30個、好ましくは5〜20個、より好ましくは5〜15個の範囲であるときに、機械強度、耐熱性、及び得られる製品の成形性の特性が高度にバランスされる。
(Aricyclic structure-containing polymer)
The alicyclic structure-containing polymer used in the present invention is a polymer having a repeating unit containing an alicyclic structure. The alicyclic structure-containing polymer has good fluidity during molding, and has excellent characteristics such as high heat resistance and low hygroscopicity. Examples of the alicyclic structure in the alicyclic structure-containing polymer include a saturated cyclic hydrocarbon (cycloalkane) structure and an unsaturated cyclic hydrocarbon (cycloalkene) structure, but from the viewpoint of mechanical strength, heat resistance, and the like. Therefore, a cycloalkane structure or a cycloalkene structure is preferable, and among them, a cycloalkane structure is most preferable. The alicyclic structure may be in the main chain or in the side chain, but from the viewpoint of dimensional stability, mechanical strength, heat resistance, etc., those containing an alicyclic structure in the main chain are preferred. . The number of carbon atoms constituting the alicyclic structure is not particularly limited, but is usually 4 to 30, preferably 5 to 20, more preferably 5 to 15 in the mechanical strength, The properties of heat resistance and moldability of the resulting product are highly balanced.
脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を含む繰り返し単位の割合は、使用目的に適した割合としうる。当該割合は、好ましくは50重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上、特に好ましくは90重量%以上である。脂環式構造含有重合体中の脂環式構造を含む繰り返し単位の割合がこの範囲にあると得られる成形体の耐熱性の観点から好ましい。 The ratio of the repeating unit containing the alicyclic structure in the alicyclic structure-containing polymer can be a ratio suitable for the purpose of use. The proportion is preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more. When the ratio of the repeating unit containing the alicyclic structure in the alicyclic structure-containing polymer is within this range, it is preferable from the viewpoint of the heat resistance of the obtained molded body.
脂環式構造含有重合体の具体例としては、(1)ノルボルネン系重合体、(2)単環の環状オレフィン系重合体、(3)環状共役ジエン系重合体、(4)ビニル脂環式炭化水素系重合体、及び(1)〜(4)の水素化物が挙げられる。これらの中でも、耐熱性、機械的強度等の観点から、ノルボルネン系重合体水素化物、ビニル脂環式炭化水素重合体及びその水素化物が好ましい。 Specific examples of the alicyclic structure-containing polymer include (1) a norbornene polymer, (2) a monocyclic olefin polymer, (3) a cyclic conjugated diene polymer, and (4) a vinyl alicyclic polymer. Examples thereof include hydrocarbon polymers and hydrides of (1) to (4). Among these, from the viewpoints of heat resistance, mechanical strength, and the like, norbornene polymer hydrides, vinyl alicyclic hydrocarbon polymers, and hydrides thereof are preferable.
(1)ノルボルネン系重合体
ノルボルネン系重合体は、開環重合によって得られるものと、付加重合によって得られるものに大別される。
開環重合によって得られるものの例としては、ノルボルネン系モノマーの開環重合体及びノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なモノマーとの開環重合体、ならびにこれらの水素化物などが挙げられる。付加重合によって得られるものの例としては、ノルボルネン系モノマーの付加重合体及びノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なモノマーとの付加重合体などが挙げられる。これらの中でも、ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物が、耐熱性、機械的強度等の観点から好ましい。
(1) Norbornene-based polymers Norbornene-based polymers are roughly classified into those obtained by ring-opening polymerization and those obtained by addition polymerization.
Examples of those obtained by ring-opening polymerization include ring-opening polymers of norbornene monomers, ring-opening polymers of norbornene monomers and monomers capable of ring-opening copolymerization thereof, hydrides thereof, and the like. Examples of those obtained by addition polymerization include addition polymers of norbornene monomers and addition polymers of norbornene monomers and monomers copolymerizable therewith. Among these, a ring-opening polymer hydride of a norbornene-based monomer is preferable from the viewpoint of heat resistance, mechanical strength, and the like.
ノルボルネン系モノマーの例としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプト−2−エン(慣用名:ノルボルネン)及びその誘導体(環に置換基を有するもの)、トリシクロ[4.3.01,6.12,5]デカ−3,7−ジエン(慣用名ジシクロペンタジエン)及びその誘導体、7,8−ベンゾトリシクロ[4.3.0.12,5]デカ−3−エン(慣用名メタノテトラヒドロフルオレン:1,4−メタノ−1,4,4a,9a−テトラヒドロフルオレンともいう)及びその誘導体、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン(慣用名:テトラシクロドデセン)及びその誘導体、などが挙げられる。 Examples of norbornene-based monomers include bicyclo [2.2.1] hept-2-ene (common name: norbornene) and its derivatives (having substituents in the ring), tricyclo [4.3.0 1,6 . 1 2,5 ] deca-3,7-diene (common name dicyclopentadiene) and derivatives thereof, 7,8-benzotricyclo [4.3.0.1 2,5 ] dec-3-ene (common name) Methanotetrahydrofluorene: 1,4-methano-1,4,4a, 9a-tetrahydrofluorene) and its derivatives, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene (common name: tetracyclododecene) and its derivatives.
置換基の例としては、アルキル基、アルキレン基、ビニル基、アルコキシカルボニル基、アルキリデン基などが挙げられる。上記ノルボルネン系モノマーは、これらを1種類又は複数種類有しうる。具体的には、置換基を有するノルボルネン系モノマーの具体例としては、8−メトキシカルボニル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−メトキシカルボニル−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エン、8−エチリデン−テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−3−エンなどが挙げられる。
これらのノルボルネン系モノマーは、それぞれ単独であるいは2種以上を組み合わせて用いられる。
Examples of the substituent include an alkyl group, an alkylene group, a vinyl group, an alkoxycarbonyl group, and an alkylidene group. The norbornene-based monomer may have one or more of these. Specifically, as a specific example of the norbornene-based monomer having a substituent, 8-methoxycarbonyl-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-methyl-8-methoxycarbonyl-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene, 8-ethylidene-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ] dodec-3-ene and the like.
These norbornene monomers are used alone or in combination of two or more.
ノルボルネン系モノマーの開環重合体、またはノルボルネン系モノマーとこれと開環共重合可能なモノマーとの開環重合体は、モノマー成分を、公知の開環重合触媒の存在下で重合して得ることができる。開環重合触媒の例としては、ルテニウム、オスミウムなどの金属のハロゲン化物と、硝酸塩またはアセチルアセトン化合物、及び還元剤とからなる触媒、あるいは、チタン、ジルコニウム、タングステン、モリブデンなどの金属のハロゲン化物またはアセチルアセトン化合物と、有機アルミニウム化合物とからなる触媒が挙げられる。
ノルボルネン系モノマーと開環共重合可能なモノマーの例としては、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体などが挙げられる。
ノルボルネン系モノマーの開環重合体水素化物は、通常、上記開環重合体の重合溶液に、ニッケル、パラジウムなどの遷移金属を含む公知の水素化触媒を添加し、炭素−炭素不飽和結合を水素化することにより得ることができる。
A ring-opening polymer of a norbornene-based monomer or a ring-opening polymer of a norbornene-based monomer and a monomer capable of ring-opening copolymerization thereof is obtained by polymerizing a monomer component in the presence of a known ring-opening polymerization catalyst. Can do. Examples of the ring-opening polymerization catalyst include a catalyst comprising a metal halide such as ruthenium or osmium and a nitrate or acetylacetone compound and a reducing agent, or a metal halide such as titanium, zirconium, tungsten or molybdenum or acetylacetone. The catalyst which consists of a compound and an organoaluminum compound is mentioned.
Examples of the monomer capable of ring-opening copolymerization with a norbornene monomer include monocyclic olefin monomers such as cyclohexene, cycloheptene, and cyclooctene.
The ring-opening polymer hydride of a norbornene-based monomer is usually prepared by adding a known hydrogenation catalyst containing a transition metal such as nickel or palladium to the polymerization solution of the above-mentioned ring-opening polymer so that the carbon-carbon unsaturated bond is hydrogenated. Can be obtained.
ノルボルネン系モノマーの付加重合体、またはノルボルネン系モノマーとこれと共重合可能なモノマーとの付加重合体は、これらのモノマーを、公知の付加重合触媒、例えば、チタン、ジルコニウム又はバナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒を用いて重合させて得ることができる。 Addition polymers of norbornene monomers, or addition polymers of norbornene monomers and monomers copolymerizable therewith, use these monomers as well known addition polymerization catalysts such as titanium, zirconium or vanadium compounds and organoaluminum compounds. It can obtain by polymerizing using the catalyst which consists of these.
ノルボルネン系モノマーと付加共重合可能なモノマーの例としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセンなどの炭素数2〜20のα−オレフィン、及びこれらの誘導体;シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテン、3a,5,6,7a−テトラヒドロ−4,7−メタノ−1H−インデンなどのシクロオレフィン、及びこれらの誘導体;1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエンなどの非共役ジエン;などが挙げられる。これらの中でも、α−オレフィンが好ましく、エチレンが特に好ましい。
これらの、ノルボルネン系モノマーと付加共重合可能なモノマーは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。ノルボルネン系モノマーとこれと付加共重合可能なモノマーとを付加共重合する場合は、付加重合体中のノルボルネン系モノマー由来の構造単位と付加共重合可能なモノマー由来の構造単位との割合が、重量比で通常30:70〜99:1、好ましくは50:50〜97:3、より好ましくは70:30〜95:5の範囲となるように適宜選択される。
Examples of monomers that can be addition-copolymerized with norbornene-based monomers include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene and other α-olefins having 2 to 20 carbon atoms, and derivatives thereof; cyclobutene, cyclopentene , Cyclohexene, cyclooctene, cycloolefins such as 3a, 5,6,7a-tetrahydro-4,7-methano-1H-indene, and derivatives thereof; 1,4-hexadiene, 4-methyl-1,4-hexadiene , Non-conjugated dienes such as 5-methyl-1,4-hexadiene and 1,7-octadiene; Among these, α-olefins are preferable and ethylene is particularly preferable.
These monomers capable of addition copolymerization with norbornene-based monomers can be used alone or in combination of two or more. In the case of addition copolymerization of a norbornene monomer and an addition copolymerizable monomer, the ratio of the structural unit derived from the norbornene monomer and the structural unit derived from the addition copolymerizable monomer in the addition polymer is the weight. The ratio is appropriately selected so as to be in the range of usually 30:70 to 99: 1, preferably 50:50 to 97: 3, more preferably 70:30 to 95: 5.
(2)単環の環状オレフィン系重合体
単環の環状オレフィン系重合体の例としては、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの、単環の環状オレフィン系単量体の付加重合体が挙げられる。
(2) Monocyclic Cyclic Olefin Polymer Examples of monocyclic cycloolefin polymers include addition polymers of monocyclic cycloolefin monomers such as cyclohexene, cycloheptene, and cyclooctene.
(3)環状共役ジエン系重合体
環状共役ジエン系重合体の例としては、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンなどの環状共役ジエン系単量体を1,2−または1,4−付加重合した重合体及びその水素化物などが挙げられる。
(3) Cyclic conjugated diene polymer As examples of the cyclic conjugated diene polymer, polymers obtained by subjecting a cyclic conjugated diene monomer such as cyclopentadiene and cyclohexadiene to 1,2- or 1,4-addition polymerization, and The hydride etc. are mentioned.
(4)ビニル脂環式炭化水素重合体
ビニル脂環式炭化水素重合体の例としては、ビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体及びその水素化物;ビニル脂環式炭化水素系単量体及びこれと共重合可能な単量体との共重合体及びその水素化物;ビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環部分の水素化物;及びビニル芳香族系単量体の重合体及びこれと共重合可能な単量体との共重合体の芳香環部分の水素化物が挙げられる。ビニル脂環式炭化水素系単量体の例としては、ビニルシクロヘキセン及びビニルシクロヘキサンが挙げられる。ビニル芳香族系単量体の例としてはスチレン及びα−メチルスチレンが挙げられる。共重合体の例としては、ランダム共重合体及びブロック共重合体が挙げられる。ブロック共重合体の例としては、ジブロック、トリブロック、またはそれ以上のマルチブロックや傾斜ブロック共重合体が挙げられる。
(4) Vinyl alicyclic hydrocarbon polymer Examples of vinyl alicyclic hydrocarbon polymers include polymers of vinyl alicyclic hydrocarbon monomers and their hydrides; vinyl alicyclic hydrocarbon polymers. A copolymer of a monomer and a copolymerizable monomer and a hydride thereof; a hydride of an aromatic ring portion of a polymer of a vinyl aromatic monomer; and a weight of a vinyl aromatic monomer. Examples thereof include a hydride of an aromatic ring portion of a copolymer and a copolymer of the copolymer and a monomer copolymerizable therewith. Examples of vinyl alicyclic hydrocarbon monomers include vinylcyclohexene and vinylcyclohexane. Examples of vinyl aromatic monomers include styrene and α-methylstyrene. Examples of the copolymer include a random copolymer and a block copolymer. Examples of block copolymers include diblock, triblock, or higher multiblock and gradient block copolymers.
工程(A)において、脂環式構造含有重合体としては、脂環式構造含有重合体を含む市販の樹脂を用いうる。かかる市販の樹脂の例としては、商品名「ZEONOR」(日本ゼオン株式会社製)、商品名「ZEONEX」(日本ゼオン株式会社製)、商品名「ARTON」(JSR株式会社製)、商品名「アペル」(三井化学株式会社製)、及び商品名「TOPAS」(TOPAS ADVANCED POLYMERS社製)が挙げられる。 In the step (A), as the alicyclic structure-containing polymer, a commercially available resin containing the alicyclic structure-containing polymer can be used. Examples of such commercially available resins include trade name “ZEONOR” (manufactured by ZEON CORPORATION), trade name “ZEONEX” (manufactured by ZEON CORPORATION), trade name “ARTON” (manufactured by JSR Corporation), trade name “ “Apel” (manufactured by Mitsui Chemicals) and trade name “TOPAS” (manufactured by TOPAS ADVANCED POLYMERS).
〔無機塩〕
重合体溶液は、混合溶媒及び脂環式構造含有重合体に加えて、更に無機塩を含むことが好ましく、リチウム塩を含むことが特に好ましい。重合体溶液が無機塩を含むことにより、前記重合体溶液の誘電率を高めることができる。
重合体溶液に含まれうる無機塩としては、無機アルカリ金属塩(例、LiBr、LiCl、NaNO3、NaCl)、無機アルカリ土類金属塩(例、CaCl2)が挙げられ、中でもLiBr、LiClなどのリチウム塩が好ましく、特にLiCl(塩化リチウム)が好ましい。
無機塩の重合体溶液における濃度は、特に限定されないが、通常0.01mM以上であり、好ましくは0.05mM以上であり、より好ましくは0.1mM以上であり、一方通常10mM以下であり、好ましくは5mM以下であり、より好ましくは1mM以下である。無機塩の濃度が、前記下限値以上であることで、重合体溶液の誘電率を効果的に高めることができる。また、無機塩の濃度が前記上限値以下であることで、無機塩が重合体溶液に溶解せずに析出することを抑制することができる。
[Inorganic salt]
In addition to the mixed solvent and the alicyclic structure-containing polymer, the polymer solution preferably further contains an inorganic salt, and particularly preferably contains a lithium salt. When the polymer solution contains an inorganic salt, the dielectric constant of the polymer solution can be increased.
Examples of inorganic salts that can be contained in the polymer solution include inorganic alkali metal salts (eg, LiBr, LiCl, NaNO 3 , NaCl) and inorganic alkaline earth metal salts (eg, CaCl 2 ), among which LiBr, LiCl, etc. The lithium salt is preferable, and LiCl (lithium chloride) is particularly preferable.
The concentration of the inorganic salt in the polymer solution is not particularly limited, but is usually 0.01 mM or more, preferably 0.05 mM or more, more preferably 0.1 mM or more, and usually 10 mM or less, preferably Is 5 mM or less, more preferably 1 mM or less. The dielectric constant of a polymer solution can be effectively raised because the density | concentration of an inorganic salt is more than the said lower limit. Moreover, it can suppress that inorganic salt precipitates without melt | dissolving in a polymer solution because the density | concentration of inorganic salt is below the said upper limit.
〔任意の成分〕
重合体溶液は、混合溶媒及び脂環式構造含有重合体に加えて、任意の成分を含みうる。例えば、重合体溶液を調製するための材料として、脂環式構造含有重合体及び任意の成分を含んだ脂環式構造含有重合体樹脂を用いた場合、当該樹脂中の任意の成分が、重合体溶液にそのまま含まれていてもよい。任意の成分の例としては、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤等の安定剤;滑剤等の樹脂改質剤;染料や顔料等の着色剤;帯電防止剤等が挙げられる。これらの量は、本発明の目的を損なわない範囲で適宜調整しうる。但し、高品質な脂環式構造含有重合体樹脂の繊維成形体を製造する観点からは、任意の成分の割合は少ないことが好ましい。具体的には、重合体溶液中の全固形分(溶媒以外の成分の合計)に対する脂環式構造含有重合体の割合は、好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上、さらにより好ましくは99重量%以上である。
[Optional ingredients]
The polymer solution can contain an optional component in addition to the mixed solvent and the alicyclic structure-containing polymer. For example, when an alicyclic structure-containing polymer resin containing an alicyclic structure-containing polymer and an optional component is used as a material for preparing a polymer solution, any component in the resin is It may be contained as it is in the combined solution. Examples of optional components include antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, weathering stabilizers, UV absorbers, near infrared absorbers, and other stabilizers; resin modifiers such as lubricants; dyes and pigments, etc. Coloring agents; antistatic agents and the like. These amounts can be appropriately adjusted within a range not impairing the object of the present invention. However, from the viewpoint of producing a fiber molded body of a high-quality alicyclic structure-containing polymer resin, it is preferable that the ratio of any component is small. Specifically, the ratio of the alicyclic structure-containing polymer to the total solid content (total of components other than the solvent) in the polymer solution is preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, and even more. Preferably it is 99 weight% or more.
重合体溶液における全固形分の割合は、電界紡糸に適した範囲に適宜調整しうる。例えば、全固形分の割合は、好ましくは15重量%以上、より好ましくは20重量%以上であり、一方好ましくは35重量%以下、より好ましくは30重量%以下である。 The ratio of the total solid content in the polymer solution can be appropriately adjusted within a range suitable for electrospinning. For example, the proportion of total solids is preferably 15% by weight or more, more preferably 20% by weight or more, while preferably 35% by weight or less, more preferably 30% by weight or less.
〔重合体溶液の性状〕
重合体溶液中においては、高誘電率溶媒は粒子の形状で分散しており、その数平均粒子径が40μm以下である。高誘電率溶媒の粒子の数平均粒子径は、好ましくは20μm以下、より好ましくは15μm以下としうる。一方で、高誘電率溶媒は、少なくともその一部が、他の成分に溶解した状態ではなく粒子の形状で存在していることが必要であり、粒子の数平均粒子径の下限は0.5μm以上としうる。高誘電率溶媒の粒子の数平均粒子径がこの範囲であることにより、電界紡糸の工程における液滴の非繊維状の形状での飛散を抑制し、所望の形状の繊維成形体の安定的な形成を容易に行うことができる。また、ノズルにおける重合体溶液の詰まり等の不具合を抑制することができ、その結果繊維径のバラツキの少ない電界紡糸を容易に達成することができる。さらに、重合体溶液のポットライフを延長することができ、その結果、製造の工程の自由度が高まり、製造方法の実施がより容易となる。高誘電率溶媒の数平均粒子径の調整は、重合体溶液の撹拌の条件を変更することにより行いうる。高誘電率溶媒の数平均粒子径は、重合体溶液を、室温においてスライドガラスに滴下し、デジタルマイクロスコープ(例えば商品名「VHX−5000」、キーエンス製)、倒立型位相差顕微鏡(例えば商品名「CKX41」、オリンパス製)を用いて300倍にて観察し、それらの粒径を測定することにより求めうる。
[Properties of polymer solution]
In the polymer solution, the high dielectric constant solvent is dispersed in the form of particles, and the number average particle diameter is 40 μm or less. The number average particle size of the particles of the high dielectric constant solvent can be preferably 20 μm or less, more preferably 15 μm or less. On the other hand, at least a part of the high dielectric constant solvent needs to be present in the form of particles rather than being dissolved in other components, and the lower limit of the number average particle diameter of the particles is 0.5 μm. This can be done. When the number average particle diameter of the particles of the high dielectric constant solvent is in this range, scattering of the droplets in the non-fibrous shape in the electrospinning process is suppressed, and the fiber molded body having a desired shape is stably formed. Formation can be performed easily. In addition, problems such as clogging of the polymer solution in the nozzle can be suppressed, and as a result, electrospinning with little variation in fiber diameter can be easily achieved. Furthermore, the pot life of the polymer solution can be extended. As a result, the degree of freedom in the production process is increased, and the production method can be more easily performed. The number average particle size of the high dielectric constant solvent can be adjusted by changing the stirring conditions of the polymer solution. The number average particle size of the high dielectric constant solvent is determined by dropping a polymer solution onto a glass slide at room temperature, using a digital microscope (eg, trade name “VHX-5000”, manufactured by Keyence), an inverted phase contrast microscope (eg, trade name) It can obtain | require by observing 300 times using "CKX41", the product made from Olympus, and measuring those particle sizes.
重合体溶液中において、高誘電率溶媒がこのように分散していることにより、電界紡糸により良質な脂環式構造含有重合体樹脂の繊維成形体を簡単に得ることができる。特定の理論に拘束されるものではないが、その理由としては、以下の事項が考えられる。即ち、脂環式構造含有重合体樹脂を低誘電率溶媒のみからなる溶媒に溶解した場合、溶液の荷電が不十分となり、良質な繊維成形体の形成が困難となる。一方脂環式構造含有重合体樹脂を高誘電率溶媒のみからなる溶媒に溶解した場合、及び脂環式構造含有重合体樹脂を高誘電率溶媒と低誘電率溶媒が相溶してなる混合溶媒に溶解した場合、脂環式構造含有重合体の溶解度が不十分であったり、溶解の状態の安定性が低下したりといった現象が発生し、良質な繊維成形体の容易な形成が困難となる。ここで、本発明者が見出したところによれば、溶媒として、特定の低誘電率溶媒と高誘電率溶媒との混合溶媒を用い、且つ高誘電率溶媒が上に述べた特定の状態で分散している場合、十分な溶液の荷電と、重合体溶液の安定性と、高い脂環式構造含有重合体の溶解度とを両立させることができ、その結果、電界紡糸により良質な脂環式構造含有重合体樹脂の繊維成形体を簡単に得ることができる。 Since the high dielectric constant solvent is thus dispersed in the polymer solution, a high-quality alicyclic structure-containing polymer resin fiber molded body can be easily obtained by electrospinning. Although not bound by a specific theory, the following may be considered as the reason. That is, when the alicyclic structure-containing polymer resin is dissolved in a solvent consisting only of a low dielectric constant solvent, the solution is insufficiently charged, and it becomes difficult to form a good-quality fiber molded body. On the other hand, when the alicyclic structure-containing polymer resin is dissolved in a solvent composed only of a high dielectric constant solvent, and the alicyclic structure-containing polymer resin is a mixed solvent in which a high dielectric constant solvent and a low dielectric constant solvent are compatible. When dissolved in the alicyclic structure-containing polymer, the solubility of the alicyclic structure-containing polymer is insufficient or the stability of the dissolved state is lowered, and it is difficult to easily form a good-quality fiber molded body. . Here, the present inventors have found that a mixed solvent of a specific low dielectric constant solvent and a high dielectric constant solvent is used as the solvent, and the high dielectric constant solvent is dispersed in the specific state described above. Can achieve both good solution charge, polymer solution stability, and high alicyclic structure-containing polymer solubility, resulting in good quality alicyclic structure by electrospinning. A fiber molded body of the containing polymer resin can be easily obtained.
重合体溶液の粘度は、電界紡糸に適した範囲に適宜調整しうる。粘度は、好ましくは0.5Pa・s以上、より好ましくは3Pa・s以上であり、一方好ましくは11Pa・s以下、より好ましくは10Pa・s以下である。重合体溶液の粘度としては、振動式粘度計で23℃において測定した値を採用しうる。粘度を前記範囲の下限以上とすることにより、液滴の非繊維状の形状での飛散を抑制し、所望の形状の繊維成形体の安定的な形成を容易に行うことができる。また、粘度を前記範囲の上限以下とすることにより、繊維径が過大になることを抑制することができ、且つ円滑な重合体溶液の吐出が可能となる。重合体溶液の粘度は、例えば固形分の割合を調整することにより調整しうる。 The viscosity of the polymer solution can be appropriately adjusted within a range suitable for electrospinning. The viscosity is preferably 0.5 Pa · s or more, more preferably 3 Pa · s or more, and preferably 11 Pa · s or less, more preferably 10 Pa · s or less. As the viscosity of the polymer solution, a value measured at 23 ° C. with a vibration viscometer can be adopted. By setting the viscosity to be equal to or higher than the lower limit of the above range, scattering of droplets in a non-fibrous shape can be suppressed, and a stable formation of a fiber molded body having a desired shape can be easily performed. Further, by setting the viscosity to be equal to or lower than the upper limit of the above range, it is possible to suppress the fiber diameter from becoming excessive and to smoothly discharge the polymer solution. The viscosity of the polymer solution can be adjusted, for example, by adjusting the ratio of the solid content.
〔重合体溶液の調製〕
工程(A)における重合体溶液の調製の手順は、特に限定されず、任意の手順としうる。具体的には、重合体溶液の成分を任意の順番で混合及び分散させることにより行いうる。具体的な混合及び分散の手順の例としては、(i)低誘電率溶媒に脂環式構造含有重合体を溶解して混合物とし、さらにこの混合物中に高誘電率溶媒を分散させる方法、及び(ii)低誘電率溶媒及び高誘電率溶媒を混合して混合溶媒とし、さらにこの混合溶媒中に脂環式構造含有重合体を溶解する方法、が挙げられる。これらのうち(i)が、重合体溶液を容易に溶解することができ、また高誘電率溶媒の粒径を容易に制御することができるため好ましい。
また、重合体溶液が無機塩を含む場合、無機塩を含む重合体溶液を調製する方法は特に限定されず、例えば、上記混合及び分散の手順において、無機塩を添加した低誘電率溶媒を用いる方法、無機塩を添加した高誘電率溶媒を用いる方法、無機塩を添加した、低誘電率溶媒及び高誘電率溶媒の混合溶媒を用いる方法、低誘電率溶媒、高誘電率溶媒、及び脂環式構造含有重合体を含む溶液を調製して、この溶液に無機塩を添加する方法が挙げられる。
(Preparation of polymer solution)
The procedure for preparing the polymer solution in the step (A) is not particularly limited and may be any procedure. Specifically, it can be performed by mixing and dispersing the components of the polymer solution in an arbitrary order. Examples of specific mixing and dispersion procedures include: (i) a method of dissolving an alicyclic structure-containing polymer in a low dielectric constant solvent to form a mixture, and further dispersing the high dielectric constant solvent in the mixture; and (ii) A method of mixing a low dielectric constant solvent and a high dielectric constant solvent to obtain a mixed solvent, and further dissolving the alicyclic structure-containing polymer in the mixed solvent. Among these, (i) is preferable because the polymer solution can be easily dissolved and the particle diameter of the high dielectric constant solvent can be easily controlled.
When the polymer solution contains an inorganic salt, the method for preparing the polymer solution containing the inorganic salt is not particularly limited. For example, in the mixing and dispersing procedure, a low dielectric constant solvent to which the inorganic salt is added is used. Method, method using a high dielectric constant solvent to which an inorganic salt is added, method using a mixed solvent of a low dielectric constant solvent and a high dielectric constant solvent, to which an inorganic salt is added, a low dielectric constant solvent, a high dielectric constant solvent, and an alicyclic ring The method of preparing the solution containing a formula structure containing polymer and adding an inorganic salt to this solution is mentioned.
重合体溶液の成分を混合又は分散させる際には、例えば、超音波による混合又は分散、及び/又は撹拌機を用いた撹拌を行いうる。
超音波による混合又は分散を行う装置としては、例えば、超音波洗浄機(例えば、商品名「ブランソン CPX2800」、日本エマソン株式会社より供給)を用いうる。
撹拌器としては、粘調な溶液への気泡の混入が少なく、且つ高誘電率溶媒の分散が十分達成される撹拌を行いうる装置が好ましい。具体的には、プラネタリーミキサー(例えば、商品名「ARE−250」、株式会社シンキー製)、ボルテックスミキサーを用いうる。
When mixing or dispersing the components of the polymer solution, for example, mixing or dispersion by ultrasonic waves and / or stirring using a stirrer can be performed.
As an apparatus for performing mixing or dispersion by ultrasonic waves, for example, an ultrasonic cleaning machine (for example, trade name “Branson CPX2800”, supplied from Nippon Emerson Corporation) can be used.
As the stirrer, an apparatus capable of performing stirring in which bubbles are not mixed into the viscous solution and the dispersion of the high dielectric constant solvent is sufficiently achieved is preferable. Specifically, a planetary mixer (for example, trade name “ARE-250”, manufactured by Sinky Co., Ltd.) and a vortex mixer can be used.
低誘電率溶媒への脂環式構造含有重合体の溶解は、溶媒を加熱して行ってもよい。しかしながら、低誘電率溶媒として、脂環式構造含有重合体を容易に溶解させうるもの(デカリン、エチルシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロヘキサン等)を適宜選択することにより、加熱の操作を伴わなくても、室温(10〜30℃)において容易に溶解の操作を行い、且つ重合体の濃度が高く安定した溶液を得ることができる。 The alicyclic structure-containing polymer may be dissolved in the low dielectric constant solvent by heating the solvent. However, by appropriately selecting a low dielectric constant solvent that can easily dissolve the alicyclic structure-containing polymer (decalin, ethylcyclohexane, methylcyclohexane, cyclohexane, etc.) A dissolution operation can be easily performed at room temperature (10 to 30 ° C.), and a stable solution having a high polymer concentration can be obtained.
〔工程(B)〕
工程(B)においては、工程(A)で得た重合体溶液を紡糸材料として電界紡糸を行う。
電界紡糸とは、樹脂と、板状のコレクターとの間に電圧を印加し、電荷により樹脂を細い繊維の状態とし、コレクターに堆積させる紡糸方法である。電界紡糸においては、通常、ノズル先端開口等の細孔から樹脂を含む液体を吐出させ、樹脂を含む液体の液滴を形成した状態で電圧を印加する。この場合、電圧の印加により、液滴がテイラーコーンと呼ばれる円錐形の形状に変形し、樹脂がコレクターに向かって細い繊維の状態となって噴出し、これにより紡糸を達成しうる。
[Process (B)]
In the step (B), electrospinning is performed using the polymer solution obtained in the step (A) as a spinning material.
Electrospinning is a spinning method in which a voltage is applied between a resin and a plate-like collector, the resin is made into a thin fiber state by electric charge, and deposited on the collector. In electrospinning, normally, a liquid containing a resin is discharged from a fine hole such as a nozzle tip opening, and a voltage is applied in a state where a liquid droplet containing a resin is formed. In this case, by applying a voltage, the droplets are deformed into a conical shape called a Taylor cone, and the resin is ejected in the form of fine fibers toward the collector, thereby achieving spinning.
図1は、本発明において用いうる、電界紡糸の装置及びそれを用いた電界紡糸の操作の一例を概略的に示す斜視図であり、図2は、図1に示す装置のノズル120の先端付近を拡大して示す側面図である。図1において、電界紡糸装置10は押出装置100及びコレクター130を備え、押出装置100は内容物を押出可能な容器110及びノズル120を備える。この例において、容器110は、プランジャー111及びバレル112を含むシリンジの形状を有している。コレクター130は平坦な板状の形状を有する。コレクター130は、そのおもて面130Uがノズル120と正対する方向に設けられている。装置10はさらに、ノズル120及びコレクター130に電圧を印加する通電装置140を有している。この例において、通電装置140は、その正極がノズル120に電気的に接続され、その負極がコレクター130に電気的に接続されている。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of an electrospinning apparatus and an electrospinning operation using the electrospinning apparatus that can be used in the present invention, and FIG. 2 shows the vicinity of the tip of a
装置10の操作においては、バレル112に重合体溶液を充填し、プランジャー111を操作し、ノズル120の先端開口121から、重合体溶液を徐々に吐出させる。それにより、ノズル120の先端開口121に、重合体溶液の液滴151が形成される。この状態で、通電装置140によりノズル120及びコレクター130に電圧を印加することにより、図2に示すように、重合体溶液の液滴が円錐形の形状(テイラーコーン)に変形し、コレクターに向かって細い繊維状の重合体溶液152となって噴出する。噴出した重合体溶液からは、溶媒の一部又は全部が揮発し、重合体溶液の固形分から主になる繊維が、不織布の形状でコレクターに堆積し、これにより紡糸を達成しうる。
In the operation of the
本発明の製造方法では、重合体溶液として工程(A)において調製した特定のものを用いることにより、工程(B)において良質な脂環式構造含有重合体樹脂の繊維成形体を簡単に得ることができる。特に、本発明の製造方法では、工程(B)における、重合体溶液の非繊維状の形状での飛散を抑制することができ、その結果、不所望な粒状形状の発生を抑制しうる。例えば、重合体溶液中に不所望な粒子や気泡が存在していたり、溶液の性状が不安定な場合、ノズル120の詰まり、ノズル先端開口121における液滴151の不安定化等をもたらし、その結果、ノズル先端開口121において形成された液滴151が、繊維状ではなく、非繊維状の形状(液滴の形状等)でノズルから、例えば矢印A1の方向に飛散しうる。そのような非繊維状の形状で飛散した重合体溶液は、そのまま、又は含まれる溶媒の一部又は全部が揮発した後、コレクターに到達し、繊維成形体において、不所望な粒状の樹脂の塊又は粒状の孔を形成する。そのような粒状形状が発生することにより、所望の形状の繊維成形体が得られなかったり、得られる繊維成形体の繊維径のバラツキが大きくなったり、得られる繊維成形体の強度が低下したり、コレクターからの繊維成形体の剥離が困難となったりする。ここで本発明の製造方法では、重合体溶液として工程(A)において調製した特定のものを用いることにより、工程(B)において、そのような重合体溶液の非繊維状の形状での飛散を抑制することができ、その結果、それらの不具合を抑制することができる。
In the production method of the present invention, by using the specific polymer solution prepared in the step (A) as the polymer solution, a high-quality alicyclic structure-containing polymer resin fiber molded body can be easily obtained in the step (B). Can do. In particular, in the production method of the present invention, scattering of the polymer solution in the non-fibrous shape in the step (B) can be suppressed, and as a result, the generation of an undesirable granular shape can be suppressed. For example, when unwanted particles or bubbles are present in the polymer solution, or the solution properties are unstable, the
工程(B)のための電界紡糸装置としては、市販の装置を用いうる。例えば、製品名「NANON」(株式会社メック製)を用いうる。 A commercially available apparatus can be used as the electrospinning apparatus for the step (B). For example, the product name “NANON” (manufactured by MEC Co., Ltd.) can be used.
工程(B)における、ノズル及びコレクターに印加する電圧は、好ましくは10kV以上、より好ましくは20kV以上であり、一方好ましくは30kV以下、より好ましくは27kV以下としうる。印加電圧をこの範囲内とすることにより、ノズルからの紡糸を安定化させ、液滴の非繊維状の形状での飛散及び間欠的な繊維の形成を抑制することができる。 The voltage applied to the nozzle and collector in the step (B) is preferably 10 kV or more, more preferably 20 kV or more, and preferably 30 kV or less, more preferably 27 kV or less. By setting the applied voltage within this range, spinning from the nozzle can be stabilized, and the scattering of droplets in a non-fibrous shape and the formation of intermittent fibers can be suppressed.
工程(B)における、電極間距離即ちノズル先端からコレクターまでの距離は、好ましくは5mm以上、より好ましくは100mm以上であり、一方好ましくは300mm以下、より好ましくは200mm以下である。電極間距離をこの範囲内とすることにより、安定した紡糸を達成しうる。 In the step (B), the distance between the electrodes, that is, the distance from the nozzle tip to the collector is preferably 5 mm or more, more preferably 100 mm or more, and preferably 300 mm or less, more preferably 200 mm or less. By setting the distance between the electrodes within this range, stable spinning can be achieved.
工程(B)における、ノズルからの重合体溶液の吐出速度は、好ましくは0.01mL/hr以上、より好ましくは0.1mL/hr以上であり、一方好ましくは3mL/hr以下、より好ましくは1.5mL/hr以下である。吐出速度をこの範囲内とすることにより、液滴の非繊維状の形状での飛散を抑制することができ、また紡糸中のノズル先端の重合体溶液の液滴を安定させることができ、安定した紡糸を達成することができる。 In the step (B), the discharge speed of the polymer solution from the nozzle is preferably 0.01 mL / hr or more, more preferably 0.1 mL / hr or more, while preferably 3 mL / hr or less, more preferably 1 .5 mL / hr or less. By setting the discharge speed within this range, it is possible to suppress the scattering of the droplets in a non-fibrous shape, and it is possible to stabilize the droplets of the polymer solution at the nozzle tip during spinning. Spinning can be achieved.
工程(B)における、紡糸を行う環境の相対湿度は、好ましくは20%以上であり、一方好ましくは40%以下である。相対湿度をこの範囲内とすることにより、安定して溶媒を揮発させることができ、安定した紡糸を達成することができる。工程(B)の実施にあたっては、このような相対湿度を得るために、除湿を行う必要が生じる場合が多い。除湿の工程においては空気を加熱する場合が多く、そのため、工程(B)における紡糸を行う環境の温度は、通常の室温かそれより高い温度、例えば20℃〜35℃の範囲となりうる。したがって、低誘電率溶媒として、このような温度範囲において安定して揮発させうる溶媒を採用することにより、安定した紡糸を有利に達成することができる。そのような観点からは、低誘電率溶媒としては、上に例示した中でも、特にデカリン、エチルシクロヘキサン等が好ましい。 In the step (B), the relative humidity of the environment for spinning is preferably 20% or more, and preferably 40% or less. By setting the relative humidity within this range, the solvent can be volatilized stably, and stable spinning can be achieved. In carrying out the step (B), it is often necessary to perform dehumidification in order to obtain such relative humidity. In the dehumidifying process, air is often heated, and therefore the temperature of the environment in which spinning is performed in the process (B) can be a normal room temperature or higher, for example, in the range of 20 ° C to 35 ° C. Therefore, by employing a solvent that can be stably volatilized in such a temperature range as the low dielectric constant solvent, stable spinning can be advantageously achieved. From such a viewpoint, as the low dielectric constant solvent, among those exemplified above, decalin, ethylcyclohexane and the like are particularly preferable.
〔任意の工程〕
本発明の製造方法は、工程(A)及び工程(B)に加えて、任意の工程を含みうる。例えば、工程(B)の後にコレクター上に堆積した脂環式構造含有重合体を含む構造物は、そのまま製品たる繊維成形体としてもよいが、当該構造物にさらに任意の工程を施し、これを繊維成形体としてもよい。例えば、構造物を加熱し、その中に残存する溶媒を除去する工程等を行いうる。
[Optional process]
The production method of the present invention may include an optional step in addition to the step (A) and the step (B). For example, a structure containing an alicyclic structure-containing polymer deposited on the collector after the step (B) may be used as a fiber molded body as a product as it is. It is good also as a fiber molding. For example, a process of heating the structure and removing the solvent remaining in the structure can be performed.
〔繊維成形体〕
本発明の製造方法により得られる繊維成形体は、脂環式構造含有重合体樹脂の成形体となる。具体的には、重合体溶液に含まれる脂環式構造含有重合体及びその他の固形分から実質的になる成形体としうる。
(Fiber molded product)
The fiber molded body obtained by the production method of the present invention becomes a molded body of an alicyclic structure-containing polymer resin. Specifically, it can be a molded body substantially composed of an alicyclic structure-containing polymer and other solid content contained in the polymer solution.
繊維成形体の形状は、繊維状の形状からなるか、繊維状の形状を含む任意の形状としうる。例えば、不織布の形状、糸状の形状、紐状の形状といった形状としうる。本発明の製造方法は特に、繊維成形体として不織布を特に容易に製造しうる。 The shape of the fiber molded body may be any shape including a fibrous shape or a fibrous shape. For example, the shape may be a nonwoven fabric shape, a thread shape, or a string shape. The production method of the present invention can particularly easily produce a nonwoven fabric as a fiber molded body.
繊維成形体に含まれる繊維の径は、所望の用途に応じて適宜調整しうるが、例えば0.1〜5μmの範囲の径を有する繊維としうる。繊維の径は、重合体溶液の粘度、重合体溶液の吐出速度等の条件を適宜調整することにより調整しうる。 Although the diameter of the fiber contained in a fiber molded object can be suitably adjusted according to a desired use, it can be set as the fiber which has a diameter of the range of 0.1-5 micrometers, for example. The diameter of the fiber can be adjusted by appropriately adjusting conditions such as the viscosity of the polymer solution and the discharge speed of the polymer solution.
〔変形例〕
本発明の製造方法は、上に具体的に述べた例に限られず、これに様々な変更を施したものとしうる。
例えば、図1及び図2に示した例では、押出装置において重合体溶液をノズルへ押し出す容器110はシリンジの形状を有したものであるが、本発明はこれに限られず、容器110に代えて、例えばノズルへ重合体溶液を送液可能なポンプ等の任意の装置を用いうる。
また例えば、図1及び図2に示した例では、コレクター130は平坦な板状の形状のものとしたが、本発明はこれに限られず、コレクターの形状は、所望の形状の繊維成形体を得るのに適した任意の形状としうる。例えば、コレクターを、ドラム型、ベルト型等の形状とし、これを回転させながら周面において電界紡糸を行うことにより、長尺の不織布を連続的に製造することができる。
[Modification]
The manufacturing method of the present invention is not limited to the example specifically described above, and may be variously modified.
For example, in the example shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
Further, for example, in the example shown in FIGS. 1 and 2, the
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。
以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、別に断らない限り重量基準である。また、以下の操作は、別に断らない限り、常温常圧大気中にて行った。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
In the following description, “%” and “part” representing amounts are based on weight unless otherwise specified. Moreover, the following operation was performed in normal temperature normal pressure atmosphere unless otherwise indicated.
〔評価方法〕
(粘度の測定)
重合体溶液の粘度は、JIS Z8803:2011に準拠し、音叉型振動式粘度計(「SV−10」、エー・アンド・デイ社製)で23℃において測定した。
〔Evaluation method〕
(Measurement of viscosity)
The viscosity of the polymer solution was measured at 23 ° C. with a tuning fork type vibration viscometer (“SV-10”, manufactured by A & D) in accordance with JIS Z8803: 2011.
(高誘電率溶媒の粒子径の測定)
下記(a)又は(b)の方法により、高誘電率溶媒の粒子径を測定した。
(a)重合体溶液を、室温においてスライドガラスに滴下し、デジタルマイクロスコープ(商品名「VHX−5000」、キーエンス製)を用いて300倍で観察した。任意に60個の高誘電率溶媒の粒子を選択し、それらの粒径を測定し、その平均値を、高誘電率溶媒の数平均粒子径として求めた。
(b)重合体溶液を、室温においてスライドガラスに滴下し、倒立型位相差顕微鏡(商品名「CKX41」、オリンパス製)を用いて300倍で観察した。任意に2800個以上の高誘電率溶媒の粒子を選択し、それらの粒径を画像解析により測定し、その平均値を、高誘電率溶媒の数平均粒子径として求めた。
(Measurement of particle size of high dielectric constant solvent)
The particle diameter of the high dielectric constant solvent was measured by the following method (a) or (b).
(A) The polymer solution was dropped onto a slide glass at room temperature and observed at 300 times using a digital microscope (trade name “VHX-5000”, manufactured by Keyence). The particles of 60 high dielectric constant solvents were arbitrarily selected, their particle sizes were measured, and the average value was obtained as the number average particle size of the high dielectric constant solvent.
(B) The polymer solution was dropped onto a slide glass at room temperature and observed at 300 times using an inverted phase contrast microscope (trade name “CKX41”, manufactured by Olympus). Arbitrarily 2800 or more particles of a high dielectric constant solvent were selected, their particle size was measured by image analysis, and the average value was determined as the number average particle size of the high dielectric constant solvent.
(繊維径の測定)
不織布中の繊維を、FE−SEMにより観察し、任意の20箇所の繊維径を測定し、その平均値、標準偏差(σ)、及び変動係数(=σ/平均値)を求めた。FE−SEMの装置としては、型番「7401F」(日本電子製)を用い、観察条件は、加速電圧5kV、エミッション電流10μA、作動距離8mm、観察倍率4500倍とした。
(Measurement of fiber diameter)
The fibers in the nonwoven fabric were observed by FE-SEM, the fiber diameters at 20 arbitrary positions were measured, and the average value, standard deviation (σ), and coefficient of variation (= σ / average value) were determined. As the FE-SEM apparatus, model number “7401F” (manufactured by JEOL Ltd.) was used, and the observation conditions were an acceleration voltage of 5 kV, an emission current of 10 μA, a working distance of 8 mm, and an observation magnification of 4500 times.
(粒状形状の有無の評価)
不織布の表面をデジタルマイクロスコープ(商品名「VHX−5000」、キーエンス製)を用いて100倍で観察し、直径40μmから500μmの粒状形状の有無を調べた。粒状形状が見られた場合は粒状形状「有」とし、見られない場合は「無」とした。また、粒状形状が目視で観察できる場合は、目視にて確認し「有」と評価した。
(Evaluation of presence or absence of granular shape)
The surface of the nonwoven fabric was observed at a magnification of 100 using a digital microscope (trade name “VHX-5000”, manufactured by Keyence), and the presence or absence of a granular shape having a diameter of 40 μm to 500 μm was examined. When a granular shape was seen, the granular shape was “present”, and when it was not seen, it was “no”. Further, when the granular shape could be visually observed, it was visually confirmed and evaluated as “present”.
〔実施例1〕
(1−1.工程(A))
脂環式構造含有重合体を含む樹脂として、商品名「ZEONOR1430」(日本ゼオン株式会社社製)のペレットを用意した。このペレット11gをデカリン(和光純薬工業株式会社製)27.55gに溶解させ、混合物とした。溶解は、混合物に撹拌子を入れ、マグネチックスターラー(ホットスターラーREXIM、型番 RSH−1DN アズワン製)を用い、混合物が粘調かつ透明で均一な溶液になったことを確認するまで撹拌することにより行った。
[Example 1]
(1-1. Process (A))
As a resin containing an alicyclic structure-containing polymer, a pellet having a trade name “ZEONOR1430” (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was prepared. 11 g of this pellet was dissolved in 27.55 g of decalin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to obtain a mixture. Dissolution is performed by putting a stir bar in the mixture and stirring using a magnetic stirrer (hot stirrer REXIM, model number RSH-1DN manufactured by ASONE) until it is confirmed that the mixture has become a viscous, transparent and uniform solution. went.
その後、混合物にさらにDMF(和光純薬工業株式会社製)1.45gを加え、プラネタリーミキサー(商品名「ARE−250」、株式会社シンキー製)で、2000rpmで2分間撹拌を行い、混合物中にDMFを均一に分散させた。これにより、デカリン、DMF及び脂環式構造含有重合体樹脂を含む、重合体溶液を得た。得られた重合体溶液を試料とし、粘度の測定及び高誘電率溶媒の粒子径の測定を行った。高誘電率溶媒の粒子径の測定は、上記(a)の方法により行った。 Thereafter, 1.45 g of DMF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is further added to the mixture, and the mixture is stirred for 2 minutes at 2000 rpm with a planetary mixer (trade name “ARE-250”, manufactured by Shinky Corporation). DMF was uniformly dispersed in the mixture. Thereby, a polymer solution containing decalin, DMF, and an alicyclic structure-containing polymer resin was obtained. Using the obtained polymer solution as a sample, the viscosity was measured and the particle diameter of the high dielectric constant solvent was measured. The particle diameter of the high dielectric constant solvent was measured by the above method (a).
(1−2.工程(B))
(1−1)で重合体溶液を得た後直ちに、これを紡糸材料として、電界紡糸を行った。電界紡糸は、図1及び図2に概略的に示す電界紡糸装置(商品名「NANON」、株式会社メック製)を用いて行った。具体的には、5mLのシリンジ状の容器110に2.5mL程度の重合体溶液を充填し、容器110の先に27G(内径0.2mm)の金属製のノズル120を取り付け、平坦な板状のコレクター130に対向するよう設置した。コレクター130の面上にアルミ箔を敷き、下記の紡糸条件を設定した後、ノズル120及びコレクター130間に電圧を印加し、電界紡糸を実施した。
(1-2. Process (B))
Immediately after obtaining the polymer solution in (1-1), electrospinning was performed using this as a spinning material. Electrospinning was performed using an electrospinning apparatus (trade name “NANON”, manufactured by MEC Co., Ltd.) schematically shown in FIGS. 1 and 2. More specifically, a 5 mL syringe-
・電界紡糸条件
印加電圧22kV、重合体溶液の吐出速度0.5mL/hr、ノズル先端からコレクターまでの距離(電極間距離)150mm、紡糸時間2時間、ノズル27G(内径0.2mm)、ノズルの長さ15mm、装置内温度30℃、装置内相対湿度30%。
Electrospinning conditions: Applied voltage 22 kV, polymer solution discharge speed 0.5 mL / hr, distance from nozzle tip to collector (distance between electrodes) 150 mm, spinning time 2 hours, nozzle 27G (inner diameter 0.2 mm), nozzle Length 15mm, device temperature 30 ° C, device relative humidity 30%.
その結果、液滴の非繊維状の形状での飛散を伴わずに、ノズルから重合体溶液が糸状の形状に噴出し、安定的に紡糸を行うことができ、その結果樹脂がアルミ箔上に堆積し、不織布状の繊維成形体が形成された。 As a result, the polymer solution can be ejected from the nozzle into a filamentous shape without causing the droplets to scatter in a non-fibrous shape, and the spinning can be performed stably. The nonwoven fabric-like fiber molded body was formed.
(1−3.繊維成形体の評価)
(1−2)で得られた不織布について、繊維径を測定し、その平均値、標準偏差、及び変動係数を求めた。
(1-3. Evaluation of fiber molded body)
About the nonwoven fabric obtained by (1-2), the fiber diameter was measured and the average value, the standard deviation, and the variation coefficient were calculated | required.
(1−4.粒状形状の有無の評価)
(1−2)で得られた不織布について、粒状形状の有無を評価した。
(1-4. Evaluation of presence or absence of granular shape)
About the nonwoven fabric obtained by (1-2), the presence or absence of the granular shape was evaluated.
(1−5.ポットライフ評価)
(1−1)で重合体溶液を得て2週間経過後に、当該重合体溶液を用いた他は上記(1−2)及び(1−4)と同様にして、不織布を得て粒状形状の有無を評価した。
(1-5. Pot life evaluation)
After obtaining the polymer solution in (1-1) and after 2 weeks, the nonwoven fabric was obtained in the same manner as in the above (1-2) and (1-4) except that the polymer solution was used. The presence or absence was evaluated.
〔実施例2〕
(1−1)において、DMFに代えてDMSOを用いた他は、実施例1と同様にして、重合体溶液及び不織布を得て評価した。
[Example 2]
In (1-1), a polymer solution and a nonwoven fabric were obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that DMSO was used instead of DMF.
〔実施例3〕
下記の点を変更した他は、実施例1と同様にして、不織布を得て評価した。
・(1−1)において、脂環式構造含有重合体を含む樹脂のペレットの量を11gから10gに変更した。
・(1−1)において、デカリン27.55gに代えて、デカリン及びエチルシクロヘキサン(いずれも和光純薬工業株式会社製)の重量比80:20の混合物28.5gを用いた。
・(1−1)において、DMFの量を1.45gから1.5gに変更した。
Example 3
A nonwoven fabric was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the following points were changed.
In (1-1), the amount of the resin pellet containing the alicyclic structure-containing polymer was changed from 11 g to 10 g.
In (1-1), 28.5 g of a mixture of decalin and ethylcyclohexane (both manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in a weight ratio of 80:20 was used instead of 27.55 g of decalin.
In (1-1), the amount of DMF was changed from 1.45 g to 1.5 g.
〔実施例4〕
(1−1)の工程中、DMF添加後の撹拌において、条件を回転数を2000rpmで2分間から500rpmで2分間に変更した他は、実施例1と同様にして、重合体溶液及び不織布を得て評価した。
Example 4
In the step of (1-1), in the stirring after the addition of DMF, the polymer solution and the nonwoven fabric were prepared in the same manner as in Example 1 except that the condition was changed from 2 minutes at 2000 rpm to 2 minutes at 500 rpm. Obtained and evaluated.
〔実施例5〕
(1−1)において、脂環式構造含有重合体を含む樹脂のペレットとして、商品名「ZEONOR1430」のペレット11gに代えて、商品名「ARTON F5023」(JSR株式会社製)のペレット11gを用いた他は、実施例1と同様にして、重合体溶液及び不織布を得て評価した。
Example 5
In (1-1), as the resin pellet containing the alicyclic structure-containing polymer, the pellet 11g of the trade name “ARTON F5023” (manufactured by JSR Corporation) is used instead of the pellet 11g of the trade name “ZEONOR1430”. The polymer solution and the nonwoven fabric were obtained and evaluated in the same manner as in Example 1.
〔実施例6〕
下記の点を変更した他は、実施例1と同様にして、不織布を得て評価した。
・(1−1)において、脂環式構造含有重合体を含む樹脂のペレットとして、商品名「ZEONOR1430」のペレット11gに代えて、商品名「ARTON F5023」(JSR株式会社製)のペレット11gを用いた。
・(1−1)において、デカリンの量を27.55gから26.1gに変更した。
・(1−1)において、DMFの量を1.45gから2.9gに変更した。
Example 6
A nonwoven fabric was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the following points were changed.
-In (1-1), as resin pellets containing an alicyclic structure-containing polymer, instead of pellets 11g with the trade name "ZEONOR 1430", pellets 11g with the trade name "ARTON F5023" (manufactured by JSR Corporation) Using.
In (1-1), the amount of decalin was changed from 27.55 g to 26.1 g.
In (1-1), the amount of DMF was changed from 1.45 g to 2.9 g.
〔実施例7〕
脂環式構造含有重合体を含む樹脂のペレットとして、商品名「ZEONEX790R」(日本ゼオン株式会社製)を用意した。このペレット10.0gを、塩化リチウムを1mMの濃度で含む、デカリンとDMFとの重量比90:10の混合溶媒36.0gに溶解させ、混合物とした。溶解は、混合物が粘稠かつ均一の溶液になったことを確認するまで継続して混合物を転倒混和することにより行った。
その後、混合物をボルテックスミキサーで強く1分間撹拌することで分散させ、次いで超音波洗浄機(商品名「ブランソン CPX2800」、日本エマソン株式会社より供給)で2分間、110Wで超音波を照射して、デカリン、DMF、リチウム塩、及び脂環式構造含有重合体を含む重合体溶液を得た。ペレットを混合溶媒に溶解させた後の重合体溶液は、混合溶媒の体積とほぼ同じである。したがって、混合溶媒における塩化リチウムの濃度を重合体溶液における塩化リチウムの濃度とみなしてよい。得られた重合体溶液を試料とし、高誘電率溶媒の粒子径の測定を上記(b)の方法により行った。
得られた重合体溶液を用い、電界紡糸条件のうち、印加電圧、重合体溶液の吐出速度、及び電極間距離を下記のように変更した以外は、実施例1の(1−2.工程(B))と同様にして、電界紡糸を行った。
印加電圧28kV、重合体溶液の吐出速度1.0mL/hr、電極間距離100mm
電界紡糸により得られた不織布状の繊維成形体を実施例1と同様にして評価した。
Example 7
A trade name “ZEONEX 790R” (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) was prepared as a resin pellet containing an alicyclic structure-containing polymer. 10.0 g of this pellet was dissolved in 36.0 g of a mixed solvent of decalin and DMF at a weight ratio of 90:10 containing lithium chloride at a concentration of 1 mM to obtain a mixture. Dissolution was continued by inverting the mixture until it was confirmed that the mixture was a viscous and homogeneous solution.
Thereafter, the mixture was dispersed by vigorously stirring with a vortex mixer for 1 minute, and then irradiated with ultrasonic waves at 110 W for 2 minutes with an ultrasonic cleaner (trade name “Branson CPX2800”, supplied by Nippon Emerson Co., Ltd.) A polymer solution containing decalin, DMF, lithium salt, and an alicyclic structure-containing polymer was obtained. The polymer solution after the pellets are dissolved in the mixed solvent is almost the same as the volume of the mixed solvent. Therefore, the concentration of lithium chloride in the mixed solvent may be regarded as the concentration of lithium chloride in the polymer solution. The obtained polymer solution was used as a sample, and the particle size of the high dielectric constant solvent was measured by the method (b).
Using the obtained polymer solution, the applied voltage, the discharge speed of the polymer solution, and the distance between the electrodes in the electrospinning conditions were changed as described below (1-2. Step ( Electrospinning was performed in the same manner as in B)).
Applied voltage 28 kV, polymer solution discharge speed 1.0 mL / hr, distance between
The non-woven fiber shaped product obtained by electrospinning was evaluated in the same manner as in Example 1.
〔実施例8〕
混合溶媒におけるデカリンとDMFとの重量比を95:5に変更した以外は実施例7と同様にして電界紡糸を行い、得られた不織布状の繊維成形体を実施例1と同様にして評価した。
Example 8
Electrospinning was performed in the same manner as in Example 7 except that the weight ratio of decalin and DMF in the mixed solvent was changed to 95: 5, and the resulting nonwoven fabric-like fiber molded body was evaluated in the same manner as in Example 1. .
〔比較例1〕
(1−1)において、DMFを添加せず、デカリンの添加量を29.00gに変更した他は、実施例1と同様にして、重合体溶液を得て評価した。また、不織布の形成を試みたが、繊維が発生せず、粒状形状の樹脂がコレクター上に堆積し、電界紡糸を行うことが出来なかった。
[Comparative Example 1]
In (1-1), a polymer solution was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that DMF was not added and the amount of decalin was changed to 29.00 g. In addition, an attempt was made to form a non-woven fabric, but no fibers were generated, and a granular resin was deposited on the collector, and electrospinning could not be performed.
〔比較例2〕
(1−1)の工程中、DMF添加後の撹拌において、条件を回転数を2000rpmで2分間から100rpmで2分間に変更した他は、実施例1と同様にして、重合体溶液及び不織布を得て評価した。得られた不織布においては、粒状形状が見られた。
[Comparative Example 2]
In the step (1-1), in the stirring after the addition of DMF, the polymer solution and the non-woven fabric were prepared in the same manner as in Example 1 except that the conditions were changed from 2 minutes at 2000 rpm to 2 minutes at 100 rpm. Obtained and evaluated. In the obtained non-woven fabric, a granular shape was observed.
〔比較例3〕
(C3−1.工程(A))
脂環式構造含有重合体を含む樹脂のペレットとして、商品名「ARTON F5023」(JSR株式会社製)のペレットを用意した。このペレット12gをトルエン(和光純薬工業株式会社製)28gに溶解させ、混合物とし、これを重合体溶液とした。溶解は、混合物に撹拌子を入れ、マグネチックスターラー(ホットスターラーREXIM、型番 RSH−1DN アズワン製)を用い、混合物が粘調かつ透明で均一な溶液になったことを確認するまで撹拌することにより行った。得られた重合体溶液を試料とし、粘度の測定を行った。
[Comparative Example 3]
(C3-1. Step (A))
As a resin pellet containing an alicyclic structure-containing polymer, a pellet having a trade name “ARTON F5023” (manufactured by JSR Corporation) was prepared. 12 g of this pellet was dissolved in 28 g of toluene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to obtain a mixture, which was used as a polymer solution. Dissolution is performed by putting a stir bar in the mixture and stirring using a magnetic stirrer (hot stirrer REXIM, model number RSH-1DN manufactured by ASONE) until it is confirmed that the mixture has become a viscous, transparent and uniform solution. went. The obtained polymer solution was used as a sample, and the viscosity was measured.
(C3−2.工程(B)及び評価)
(1−1)で得た重合体溶液に代えて、(C3−1)で得た重合体溶液を用いた他は、実施例1の(1−2)〜(1−5)と同様にして、不織布を得て評価した。
電界紡糸においては、ノズル先端で重合体溶液の固化が見られた。紡糸が困難になったため、適宜、ノズル先端をクリーニングしながら紡糸した。得られた不織布においては、粒状形状が見られた。
(C3-2. Step (B) and Evaluation)
In the same manner as in (1-2) to (1-5) of Example 1, except that the polymer solution obtained in (C3-1) was used instead of the polymer solution obtained in (1-1). The nonwoven fabric was obtained and evaluated.
In electrospinning, solidification of the polymer solution was observed at the nozzle tip. Since spinning became difficult, spinning was performed while cleaning the tip of the nozzle as appropriate. In the obtained non-woven fabric, a granular shape was observed.
〔比較例4〕
(C4−1.工程(A))
脂環式構造含有重合体を含む樹脂として、商品名「ARTON F5023」(JSR株式会社製)のペレットを用意した。このペレット12gをトルエン(和光純薬工業株式会社製)25.2gに溶解させ、混合物とした。溶解は、混合物に撹拌子を入れ、マグネチックスターラー(ホットスターラーREXIM、型番 RSH−1DN アズワン製)を用い、混合物が粘調かつ透明で均一な溶液になったことを確認するまで撹拌することにより行った。
[Comparative Example 4]
(C4-1. Step (A))
As a resin containing an alicyclic structure-containing polymer, a pellet having a trade name “ARTON F5023” (manufactured by JSR Corporation) was prepared. 12 g of this pellet was dissolved in 25.2 g of toluene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) to obtain a mixture. Dissolution is performed by putting a stir bar in the mixture and stirring using a magnetic stirrer (hot stirrer REXIM, model number RSH-1DN manufactured by ASONE) until it is confirmed that the mixture has become a viscous, transparent and uniform solution. went.
その後、混合物にさらにDMF(和光純薬工業株式会社製)2.8gを加え、撹拌した。その結果、DMFはトルエン等と相溶し、均一な溶液である重合体溶液を得た。得られた重合体溶液を試料とし、粘度の測定を行った。また、高誘電率溶媒の粒子径の測定を試みたところ、粒子は観察されなかった。 Thereafter, 2.8 g of DMF (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was further added to the mixture and stirred. As a result, DMF was compatible with toluene and the like to obtain a polymer solution that was a uniform solution. The obtained polymer solution was used as a sample, and the viscosity was measured. Further, no attempt was made to measure the particle size of the high dielectric constant solvent, and no particles were observed.
(C4−2.工程(B)及び評価)
(1−1)で得た重合体溶液に代えて、(C4−1)で得た重合体溶液を用いた他は、実施例1の(1−2)〜(1−5)と同様にして、不織布を得て評価した。
電界紡糸においては、ノズル先端で重合体溶液の固化が見られた。紡糸が困難になったため、適宜、ノズル先端をクリーニングしながら紡糸した。得られた不織布においては、粒状形状が見られた。
(C4-2. Step (B) and evaluation)
Instead of the polymer solution obtained in (1-1), the same procedure as in (1-2) to (1-5) of Example 1 was used except that the polymer solution obtained in (C4-1) was used. The nonwoven fabric was obtained and evaluated.
In electrospinning, solidification of the polymer solution was observed at the nozzle tip. Since spinning became difficult, spinning was performed while cleaning the tip of the nozzle as appropriate. In the obtained non-woven fabric, a granular shape was observed.
〔比較例5〕
(1−1)の工程中、DMF添加後の撹拌において、条件を回転数を2000rpmで2分間から100rpmで2分間に変更した他は、実施例5と同様にして、重合体溶液及び不織布を得て評価した。得られた不織布においては、粒状形状が見られた。
[Comparative Example 5]
In the step (1-1), in the stirring after the addition of DMF, the polymer solution and the non-woven fabric were prepared in the same manner as in Example 5 except that the conditions were changed from 2 minutes at 2000 rpm to 2 minutes at 100 rpm. Obtained and evaluated. In the obtained non-woven fabric, a granular shape was observed.
実施例及び比較例の結果を、表1〜表3にまとめて示す。 The results of Examples and Comparative Examples are summarized in Tables 1 to 3.
表1の結果から明らかな通り、実施例1〜6では、良好な電界紡糸が行われ、粒状形状が無く且つ繊維径のバラツキの少ない繊維成形体の製造を行うことができた。 As is apparent from the results in Table 1, in Examples 1 to 6, good electrospinning was performed, and a fiber molded body having no granular shape and little variation in fiber diameter could be produced.
また、表2の結果から明らかな通り、無機塩としてリチウム塩を含む重合体溶液を用いた実施例7及び8でも、良好な電界紡糸が行われ、繊維径のバラツキの少ない繊維成形体の製造を行うことができた。 In addition, as is clear from the results in Table 2, also in Examples 7 and 8 using a polymer solution containing a lithium salt as an inorganic salt, good electrospinning was performed, and the production of a fiber molded product with little variation in fiber diameter was made. Was able to do.
10:電界紡糸装置
100:押出装置
110:容器
111:プランジャー
112:バレル
120:ノズル
121:ノズルの先端開口
130:コレクター
130U:コレクターのおもて面
140:通電装置
151:重合体溶液の液滴
152:繊維状の重合体溶液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Electrospinning apparatus 100: Extrusion apparatus 110: Container 111: Plunger 112: Barrel 120: Nozzle 121: Nozzle tip opening 130:
Claims (9)
混合溶媒及び脂環式構造含有重合体を含む重合体溶液を調製する工程、及び
前記重合体溶液を紡糸材料として電界紡糸を行う工程を含み、
前記混合溶媒は、比誘電率25未満の脂環式炭化水素である低誘電率溶媒及び比誘電率25以上の高誘電率溶媒を含み、
前記重合体溶液中において、前記高誘電率溶媒は粒子の形状で分散しており、その数平均粒子径が40μm以下である、
繊維成形体の製造方法。 A method for producing a fiber molded body of an alicyclic structure-containing polymer resin,
A step of preparing a polymer solution containing a mixed solvent and an alicyclic structure-containing polymer, and a step of performing electrospinning using the polymer solution as a spinning material,
The mixed solvent includes a low dielectric constant solvent that is an alicyclic hydrocarbon having a relative dielectric constant of less than 25 and a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 25 or more,
In the polymer solution, the high dielectric constant solvent is dispersed in the form of particles, and the number average particle diameter is 40 μm or less.
A method for producing a fiber molded body.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004091785A1 (en) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Teijin Limited | Catalyst-supporting fiber structure and method for producing same |
US20070089845A1 (en) * | 2005-01-31 | 2007-04-26 | Sotzing Gregory A | Conjugated polymer fiber, preparation and use thereof |
JP2009517554A (en) * | 2005-11-28 | 2009-04-30 | ユニヴァーシティ・オヴ・デラウェア | Process for producing polyolefin microfiber by electrospinning and produced fiber |
WO2010052898A1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-14 | ポリプラスチックス株式会社 | Cyclic olefin resin fiber, and non-woven cyclic olefin resin fabric |
JP2011523981A (en) * | 2008-05-13 | 2011-08-25 | リサーチ・トライアングル・インスティチュート | Porous and non-porous nanostructures and their applications |
JP2013245428A (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Shinshu Univ | Separator, method for producing separator and apparatus for producing separator |
-
2016
- 2016-11-10 JP JP2016219831A patent/JP6779434B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004091785A1 (en) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Teijin Limited | Catalyst-supporting fiber structure and method for producing same |
JP2009034677A (en) * | 2003-04-11 | 2009-02-19 | Teijin Ltd | Method for preparing catalyst-carried fiber structure |
US20070089845A1 (en) * | 2005-01-31 | 2007-04-26 | Sotzing Gregory A | Conjugated polymer fiber, preparation and use thereof |
JP2009517554A (en) * | 2005-11-28 | 2009-04-30 | ユニヴァーシティ・オヴ・デラウェア | Process for producing polyolefin microfiber by electrospinning and produced fiber |
JP2011523981A (en) * | 2008-05-13 | 2011-08-25 | リサーチ・トライアングル・インスティチュート | Porous and non-porous nanostructures and their applications |
WO2010052898A1 (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-14 | ポリプラスチックス株式会社 | Cyclic olefin resin fiber, and non-woven cyclic olefin resin fabric |
JP2010111978A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Polyplastics Co | Cyclic olefin resin fiber, and non-woven cyclic olefin resin fabric |
JP2013245428A (en) * | 2012-05-29 | 2013-12-09 | Shinshu Univ | Separator, method for producing separator and apparatus for producing separator |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
J. POLY. SCI. A: POLYMER CHEMISTRY, vol. 49, JPN6020028035, 2011, pages 4425 - 4432, ISSN: 0004316365 * |
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