CN118339336A - 熔喷无纺布及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够提高由包含聚(3‑羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布的伸长率、且抑制该熔喷无纺布的热收缩的熔喷无纺布的制造方法。本发明的熔喷无纺布的制造方法具有通过对第1熔喷无纺布进行加热而得到第2熔喷无纺布的工序,上述第1熔喷无纺布由含有聚(3‑羟基烷酸酯)类树脂的树脂组合物形成,在上述工序中,以比差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度以上且比上述树脂组合物的熔点低10℃的温度以下的温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热。
Description
技术领域
本发明涉及熔喷无纺布及其制造方法。
背景技术
熔喷无纺布是通过将聚合物和热风一起从纺丝喷头喷出的熔喷法而得到的无纺布。另外,熔喷无纺布具有微多孔结构。
熔喷无纺布作为例如构成去除粒子(例如,附着有病毒等的粒子、花粉等)的去除过滤器(包括口罩用过滤器等的概念)、捕集血球的血液过滤器等的材料使用。
作为熔喷无纺布的纤维,从抑制对地球环境的负担的观点考虑,使用了包含作为生物降解性树脂的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维(例如,专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2019/142920号
发明内容
发明要解决的课题
但是,为了从由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布得到产品,在加工该熔喷无纺布时,有时该熔喷无纺布会破裂。
从使该熔喷无纺布不易破裂的观点考虑,优选该熔喷无纺布的伸长率高。
因此,本发明人进行了深入研究,结果发现,通过对由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布进行加热,熔喷无纺布的伸长率提高。
然而,本发明人进一步研究的结果发现,通过对上述熔喷无纺布进行加热,有时上述熔喷无纺布发生热收缩的问题。
因此,本发明的第一课题在于提供能够提高由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布的伸长率、且抑制该熔喷无纺布的热收缩的熔喷无纺布的制造方法。另外,第二课题在于提供由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布,所述熔喷无纺布的伸长率高且热收缩小。
解决课题的方法
本发明人进行了深入研究,结果发现,通过以给定的温度范围对由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布进行加热,能够提高该熔喷无纺布的伸长率、且抑制该熔喷无纺布的热收缩,从而想到了本发明。
即,本发明的第一方面涉及一种熔喷无纺布的制造方法,该方法具有:通过对第1熔喷无纺布进行加热而得到第2熔喷无纺布的工序,
上述第1熔喷无纺布由含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的树脂组合物形成,
在上述工序中,以比差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度以上、且比上述树脂组合物的熔点低10℃的温度以下的温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热。
优选在上述工序中以非接触的方式以上述温度范围对熔喷无纺布进行加热。
优选在上述工序中,以上述温度范围对上述第1熔喷无纺布进行2~300分钟加热。
优选上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含均聚物和/或共聚物,含有3-羟基丁酸酯80摩尔%以上作为结构单元。
优选上述第2熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率高于上述第1熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率,而且
上述第2熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率高于上述第1熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率。
优选在上述第1熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
上述第2熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
在将各DSC曲线中的吸热峰的峰顶的高度为第2高的峰顶设为第2峰顶时,上述第2熔喷无纺布的第2峰顶的高度大于上述第1熔喷无纺布的第2峰顶的高度。
另外,本发明的第二方面涉及一种熔喷无纺布,其是由纤维形成的熔喷无纺布,其中,
上述纤维包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,
上述熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
在将吸热峰的峰顶的高度第1高的峰顶设为第1峰顶、吸热峰的峰顶的高度第2高的峰顶设为第2峰顶时,上述第2峰顶的高度相对于上述第1峰顶的高度之比为0.57以上。
发明的效果
根据本发明,可以提供能够提高由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布的伸长率、且抑制该熔喷无纺布的热收缩的熔喷无纺布的制造方法。
另外,根据本发明,可以提供由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布,该熔喷无纺布的伸长率高且热收缩小。
附图说明
图1为熔喷无纺布的制造装置的概要图。
图2为喷嘴的概要立体图。
图3为喷嘴孔部和传送带的概要剖面图。
图4为实施例1中使用的第1熔喷无纺布中的树脂组合物的DSC曲线。
符号说明
1:熔喷无纺布的制造装置、2:料斗、3:挤出机、4:齿轮泵、5:过滤器、6:混炼机、7:喷嘴、7a:喷嘴孔部、8:捕集机、8a:传送带、8b:辊、9:卷取装置、
A:混炼物、B:第1熔喷无纺布、C:气体
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。
本实施方式的熔喷无纺布的制造方法具有通过对第1熔喷无纺布进行加热而得到第2熔喷无纺布的工序。
上述第1熔喷无纺布由含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的树脂组合物形成。
在上述工序中,以比差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度以上且比上述树脂组合物的熔点低10℃的温度以下的温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热。
本实施方式的熔喷无纺布的制造方法通过以比差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度以上且比上述树脂组合物的熔点低10℃的温度以下的温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热,可以提高熔喷无纺布的伸长率,并且抑制熔喷无纺布的热收缩。
可以认为,通过以上述温度范围进行加热而提高熔喷无纺布的伸长率是由于第1熔喷无纺布中的树脂的结晶的一部分熔融而使树脂组合物的取向缓和。
另外,通过以比第1熔喷无纺布的熔点低10℃的温度以下对上述第1熔喷无纺布进行加热,可在上述工序中的加热中抑制熔喷无纺布的热收缩。
另外,通过提高熔喷无纺布的伸长率,在加工第2熔喷无纺布时等,第2熔喷无纺布不易破裂。
此外,本实施方式的熔喷无纺布的制造方法通过以上述温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热,进行熔喷无纺布中的树脂的结晶化,其结果是耐热性也提高。
另外,本实施方式的熔喷无纺布的制造方法通过对第1熔喷无纺布进行加热,使纤维彼此部分熔粘,其结果是具有能够抑制第2熔喷无纺布的毛刺的优点。
需要说明的是,上述差示扫描量热测定(DSC)是依据JIS K7122(1987“)塑料的转变热测定方法”的方法。
例如,可以在以下的条件下实施测定。
装置:Seiko Instruments公司制的差示扫描量热仪DSC6200
试样量:4~10mg
测定的温度范围:30℃~200℃
升温速度:10℃/分
上述树脂组合物的吸热开始温度可以如下所述求出。
首先,在DSC曲线中划出基线。然后,将开始离开该基线的低温侧的部分的温度作为吸热开始温度。
需要说明的是,对于基线,可以以将夹着吸热峰的两侧的实质上可视为直线的部分延长的方式划出基线。
上述树脂组合物的熔点设为在DSC曲线中吸热量达到最大的点(吸热峰的顶点)的温度。
本实施方式的熔喷无纺布的制造方法具有:通过熔喷法得到第1熔喷无纺布的工序(1)、和通过对上述第1熔喷无纺布进行加热而得到第2熔喷无纺布的工序(2)。
上述第1熔喷无纺布是通过熔喷法得到的无纺布。上述第1熔喷无纺布可以通过上述工序(1)得到。
上述第1熔喷无纺布包含纤维。
上述纤维由含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的树脂组合物形成。
<工序(1)>
上述工序(1)是在上述工序(2)之前实施的工序。
在上述工序(1)中,通过熔喷法得到第1熔喷无纺布。
上述工序(1)具有:通过利用加热使原料组合物熔融而得到熔融物的工序(A)、和由该熔融物得到第1熔喷无纺布的工序(B)。
上述原料组合物含有聚合物成分。另外,上述原料组合物可以进一步含有添加剂。
上述聚合物成分含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂。
上述聚合物成分除聚(3-羟基烷酸酯)类树脂以外,还可以含有其它聚合物。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂是以3-羟基烷酸作为单体的聚酯。
即,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂使包含3-羟基烷酸作为结构单元的树脂。
另外,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂为具有生物降解性的聚合物。
需要说明的是,本实施方式中的“生物降解性”是指在自然界中可被微生物分解成低分子化合物的性质。具体而言,可以在需氧条件下基于ISO 14855(compost)及ISO 14851(activated sludge)、在厌氧条件下基于ISO 14853(aqueous phase)及ISO 15985(solidphase)等符合各环境的试验来判断生物降解性的有无。另外,对于海水中的微生物的分解性,可以通过生化需氧量(Biochemical oxygen demand)的测定来评价。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含均聚物和/或共聚物。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含下述式(1)表示的结构单元。
[-CHR-CH2-CO-O-](1)
(上述式(1)中,R表示CpH2p+1所示的烷基,p表示1~15的整数。)
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含聚(3-羟基丁酸酯)类树脂。
需要说明的是,聚(3-羟基丁酸酯)类树脂为包含3-羟基丁酸酯作为结构单元的树脂。聚(3-羟基丁酸酯)类树脂可以为均聚物,也可以为共聚物。
作为包含3-羟基丁酸酯为结构单元的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,可以列举例如:P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB4HB、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基辛酸酯)、聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基十八烷酸酯)等。
这里,P3HB是指作为均聚物的聚(3-羟基丁酸酯)。
P3HB3HH是指聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基己酸酯)。
P3HB3HV是指聚(3-羟基丁酸酯-共聚-3-羟基戊酸酯)。
P3HB4HB是指聚(3-羟基丁酸酯-共聚-4-羟基丁酸酯)。
需要说明的是,P3HB具有促进P3HB本身及除P3HB以外的聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的功能,因此,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含P3HB。
作为上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,从兼顾优异的生物降解性和成型加工性的观点考虑,优选为P3HB、P3HB3HH、P3HB3HV、P3HB4HB等,没有特别限定。
另外,作为上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,优选为P3HB3HH。
上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含作为结构单元的3-羟基丁酸酯80摩尔%以上,更优选包含85%以上。
通过使上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含作为结构单元的3-羟基丁酸酯80摩尔%以上,上述纤维的刚性增高。
另外,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂优选包含作为结构单元的3-羟基丁酸酯99摩尔%以下,更优选包含97%以下。
通过使上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含作为结构单元的3-羟基丁酸酯99摩尔%以下,上述纤维的柔软性优异。
上述聚合物成分可以包含1种上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,也可以包含2种以上。
在上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含共聚物(P3HB3HH等)的情况下,可以包含结构单元的平均组成比不同的2种以上共聚物。
上述原料组合物优选含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂50质量%以上,更优选含有80质量%以上,进一步优选含有90质量%以上。
其它聚合物优选具有生物降解性。
作为具有生物降解性的其它聚合物,可以列举例如:聚己内酯、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸己二酸丁二醇酯、聚乙烯琥珀酸酯、聚乙烯醇、聚乙醇酸、未改性淀粉、改性淀粉、乙酸纤维素、壳聚糖等。
上述聚己内酯为ε-己内酯开环聚合而成的聚合物。
上述原料组合物可以包含1种其它聚合物,另外,也可以包含2种以上。
上述原料组合物通过包含具有生物降解性的聚合物,即使第2熔喷无纺布被废弃于环境中,第2熔喷无纺布在环境中也容易被分解,因此能够抑制对于环境的负担。
上述原料组合物可以进一步含有添加剂。
作为添加剂,可以列举例如:结晶成核剂、润滑剂、稳定剂(抗氧化剂、紫外线吸收剂等)、着色剂(染料、颜料等)、增塑剂、无机填充剂、有机填充剂、防静电剂等。
上述原料组合物优选含有作为添加剂的结晶成核剂。
上述结晶成核剂为能够促进聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的化合物。另外,上述结晶成核剂的熔点高于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂。
通过使上述原料组合物含有结晶成核剂,在通过熔喷法制作第1熔喷无纺布时,可促进聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化,相邻的纤维彼此不易熔粘。其结果是,易于减小纤维的纤维直径的变动系数。
作为上述结晶成核剂,可以示例出例如:无机物(例如,氮化硼、氧化钛、滑石、层状硅酸盐、碳酸钙、氯化钠、金属磷酸盐等);天然物来源的糖醇化合物(例如,季戊四醇、赤藓醇、半乳糖醇、甘露糖醇、阿拉伯糖醇等);聚乙烯醇;甲壳素;壳聚糖;聚环氧乙烷;脂肪族羧酸盐;脂肪族醇;脂肪族羧酸酯;二羧酸衍生物(例如,己二酸二甲酯、己二酸二丁酯、己二酸二异癸酯、癸二酸二丁酯等);在分子内具有C=O和选自NH、S及O的官能团的环状化合物(例如,靛蓝、喹吖啶酮、喹吖啶酮品红等);山梨糖醇系衍生物(例如,二亚苄基山梨糖醇、双(对甲基亚苄基)山梨糖醇等);包含含氮杂芳香族核(例如,吡啶环、三嗪环、咪唑环等)的化合物(例如,吡啶、三嗪、咪唑等);磷酸酯化合物;高级脂肪酸的二酰胺;高级脂肪酸的金属盐;支链状聚乳酸等。
需要说明的是,作为上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的P3HB也可以作为结晶成核剂而使用。
这些可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为上述结晶成核剂,从聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化速度的改善效果的观点、以及与聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的相容性及亲和性的观点考虑,优选为糖醇化合物、聚乙烯醇、甲壳素、壳聚糖。
另外,在该糖醇化合物中,优选为季戊四醇。
上述结晶成核剂优选在常温(25℃)下具有结晶结构。
通过使上述结晶成核剂在常温(25℃)下具有结晶结构,具有可进一步促进聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的优点。
另外,在常温(25℃)具有结晶结构的结晶成核剂优选在常温(25℃)下为粉末状。
此外,在常温(25℃)下成为粉末状的结晶成核剂的平均粒径优选为10μm以下。
相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份,上述原料组合物优选含有结晶成核剂0.1质量份以上,更优选含有0.3质量份以上,进一步优选含有0.5质量份以上。
通过使上述原料组合物相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份含有结晶成核剂0.1质量份以上,具有在利用熔喷法制作第1熔喷无纺布时易于更进一步促进聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的结晶化的优点。
另外,相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份,上述原料组合物优选含有结晶成核剂2.5质量份以下,更优选含有0.3质量份以上,进一步优选含有0.5质量份以上。
通过使上述原料组合物相对于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂100质量份含有结晶成核剂2.5质量份以下,具有在利用熔喷法制作第1熔喷无纺布时易于得到纤维的优点。
需要说明的是,P3HB为聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,且可以作为结晶成核剂而发挥功能,因此,在聚合物组合物包含P3HB的情况下,P3HB的量既包含于聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的量,也包含于结晶成核剂的量。
上述原料组合物优选含有上述润滑剂。
在利用熔喷法制作第1熔喷无纺布时,通过使纤维包含润滑剂,纤维的爽滑性变得良好,能够抑制纤维彼此的熔粘。
作为该润滑剂,可以举出例如具有酰胺键的化合物等。
上述具有酰胺键的化合物优选包含选自月桂酸酰胺、肉豆蔻酸酰胺、硬脂酸酰胺、山嵛酸酰胺及芥酸酰胺中的1种以上。
相对于上述聚合物成分100质量份,原料组合物中的润滑剂的含量优选为0.05质量份以上、更优选为0.1质量份以上、进一步优选为0.5质量份以上。相对于聚合物成分100质量份,通过使原料组合物中的润滑剂的含量为0.05质量份以上,在利用熔喷法制作第1熔喷无纺布时,具有能够更进一步抑制纤维彼此的熔粘的优点。
另外,相对于聚合物成分100质量份,原料组合物中的润滑剂的含量优选为12质量份以下、更优选为10质量份以下、进一步优选为8质量份以下、最优选为5质量份以下。相对于聚合物成分100质量份,通过使原料组合物中的润滑剂的含量为12质量份以下,具有能够抑制润滑剂漏出至纤维的表面的优点。
优选上述原料组合物在160℃下的熔体流动速率为50~1000g/10min,和/或上述原料组合物的重均分子量为100000~250000。
更优选上述原料组合物在160℃下的熔体流动速率为90~700g/10min,和/或上述原料组合物的重均分子量为120000~200000。
通过使上述原料组合物在160℃下的熔体流动速率为1000g/10min以下、或者使上述原料组合物的重均分子量为100000以上,第1熔喷无纺布的强度及伸长率更进一步提高。其结果是,第2熔喷无纺布的强度及伸长率更进一步提高。
通过使上述原料组合物在160℃下的熔体流动速率为50g/10min以上、或者使上述原料组合物的重均分子量为250000以下,易于提高制作第1熔喷无纺布时的熔融物的粘度。由此,易于对熔融物进行拉伸,容易使第2熔喷无纺布中的纤维的纤维直径变细。其结果是,第2熔喷无纺布的粒子捕集效率更进一步提高。
上述原料组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR)更优选为100~700g/10min、进一步优选为100~650g/10min。
需要说明的是,对于上述原料组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR),通过ASTM-D1238(ISO1133-1、JIS K7210-1:2011)的B法求出原料组合物在160℃下的熔体体积流动速率(MVR),根据原料组合物在160℃下的熔体体积流动速率(MVR)及原料组合物的密度求出原料组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR)。
另外,对于原料组合物在160℃下的熔体体积流动速率(MVR)而言,以160℃将原料组合物5g以上加热4分钟之后,对加热的树脂组合物施加5kg的负载,进行测定。
上述原料组合物的重均分子量更优选为130000~190000。
需要说明的是,本实施方式中的重均分子量是使用利用了氯仿洗脱液的凝胶渗透色谱法(GPC)根据聚苯乙烯换算分子量分布而测得的。作为该GPC中的柱,可以使用适合测定上述分子量的柱。
在上述工序(1)中,使用熔喷无纺布的制造装置由上述原料组合物得到第1熔喷无纺布。
如图1所示,上述熔喷无纺布的制造装置1具备:通过将原料组合物熔融而得到熔融物的挤出机3、向该挤出机3供给原料组合物的料斗2、通过对该熔融物进行混炼而得到混炼状态的熔融物(以下也称为“混炼熔融物”)的混炼机6、将该熔融混炼物以纤维状喷出的喷嘴7、通过捕集纤维状的熔融混炼物并使其冷却而得到第1熔喷无纺布B的捕集机8、以及卷取该第1熔喷无纺布B的卷取装置9。
另外,上述熔喷无纺布的制造装置1可以根据需要而具备将熔融物供给于混炼机6的齿轮泵4。
通过使上述熔喷无纺布的制造装置1具备齿轮泵4,能够抑制供给至混炼机6的熔融物的量发生变动。
此外,上述熔喷无纺布的制造装置1可以根据需要而具备在混炼机6的上游侧将异物从熔融物中去除的过滤器5。
在上述工序(A)中,经由料斗2将原料组合物供给至挤出机3,使原料组合物熔融,从而得到熔融物。
供给至上述挤出机3的原料组合物优选为固体状、更优选为颗粒状。
另外,从抑制原料组合物的树脂发生水解的观点、抑制原料组合物的树脂氧化劣化的观点考虑,优选供给至上述挤出机3的原料组合物进行了加热干燥。
供给至上述挤出机3的原料组合物中的水分量优选为200ppmw以下。
在将原料组合物干燥时,优选去除气体氛围中的氧、去除原料组合物中的氧。干燥时的气体氛围优选设为非活性气体(例如,氮气等)的气体氛围。
在上述工序(A)中,可以在供给至料斗2之前实施原料组合物的干燥,另外,也可以将料斗2设为料斗型干燥机而用料斗2实施原料组合物的干燥。
作为上述挤出机3,从由于挤出机内的树脂滞留部少而易于抑制挤出中的树脂的热劣化的观点、以及设备费用低廉的观点考虑,优选为单螺杆挤出机。
另外,在上述工序(A)中,利用齿轮泵4将熔融物经由过滤器5而供给至混炼机6,通过混炼机6对熔融物进行混炼,得到混炼熔融物。
作为上述过滤器5,可以举出例如:筛网、褶皱型过滤器、叶盘型过滤器等。
作为上述过滤器5,从过滤精度、过滤面积及耐压性能的观点、不易发生由异物导致的堵塞的观点考虑,优选为叶盘型过滤器。
作为过滤器5的滤材,例如可以使用金属纤维的烧结无纺布。
在上述工序(B)中,将作为熔融物的熔融混炼物从喷嘴7以纤维状喷出。
上述喷嘴7为纺丝模头。
上述喷嘴7具有多个将熔融混炼物以纤维状喷出的喷嘴孔部7a。而且,如图2所示,上述喷嘴7喷出多根纤维状的熔融混炼物A。
多个上述喷嘴孔部7a朝向下方开口。
上述喷嘴孔部7a的开口的形状例如为圆形状(包括圆形、大致圆形、椭圆形及大致椭圆形的概念)。
上述开口的直径可根据第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径而适当选择。
上述开口的直径优选为0.05mm以上、更优选为0.10mm以上、进一步优选为0.15mm以上。
另外,上述开口的直径优选为1.0mm以下、更优选为0.50mm以下、进一步优选为0.30mm以下。
在上述喷嘴7中,多个喷嘴孔部7a空开间隔而排成列。
相邻的喷嘴孔部7a彼此的距离(以下也称为“间隔”)例如优选为0.05mm以上、更优选为0.1mm以上、更进一步优选为0.25mm以上。
通过使相邻的喷嘴孔部7a彼此的距离(间隔)为0.05mm以上,能够抑制相邻的纤维彼此熔粘,其结果是,能够减小纤维的纤维直径的变动系数。
另外,相邻的喷嘴孔部7a彼此的距离(间隔)例如优选为1.0mm以下、更优选为0.7mm以下、更进一步优选为0.5mm以下。
相邻的喷嘴孔部7a彼此的距离可以均等,也可以不均等,从容易制造均匀的第1熔喷无纺布的观点出发,优选为均等。
上述捕集机8具有捕集纤维状的混炼物A的捕集面。
上述捕集机8为输送机。
上述输送机具备:具有上述捕集面的传送带8a、和驱动该传送带8a的多个辊8b。
上述捕集面配置于上述喷嘴孔部7a的正下方。
上述传送带8a具有通气性。具体而言,上述传送带8a由网眼状的材料形成。即,捕集面形成为网眼状。
需要说明的是,上述捕集机8只要具有捕集部即可,可以为捕集筒或捕集网来代替上述输送机。
上述喷嘴孔部7a与上述捕集面的距离(以下也称为“DCD”)优选为20mm以上、更优选为50mm以上、进一步优选为80mm以上。
另外,上述喷嘴孔部7a与作为捕集部的传送带8a的距离(DCD)优选为250mm以下。
上述熔喷无纺布的制造装置1如图3所示,以通过将高温的气体C吹送至纤维状的熔融混炼物A而对纤维状的熔融混炼物A进行拉伸的方式构成。
在上述工序(B)中,向纤维状的熔融混炼物A吹送高温的气体C,使向熔融混炼物A吹送的高温的气体C通过网眼状的传送带8a。
在上述工序(B)中,为了使向熔融混炼物A吹送的高温的气体C易于通过网眼状的传送带8a,优选利用负压(未图示)抽吸高温的气体C。由此,在网眼状的传送带8a的捕集面上,容易防止纤维的反弹,其结果是,容易形成纤维彼此良好地熔粘的第1熔喷无纺布B。
而且,在上述工序(B)中,通过利用传送带8a捕集拉伸后的纤维状的熔融混炼物A,并利用传送带8a一边运送一边冷却,从而得到第1熔喷无纺布。
构成上述网眼状的捕集面的材质只要是具有对于与第1熔喷无纺布B的制造相关的温度条件的耐热性、且不会与第1熔喷无纺布B过度熔粘、能够将熔喷无纺布B剥离的材质即可,没有特别限定。
作为上述气体C,可以举出空气、非活性气体(氮气等)。
作为吹送高温的气体C的方法,可以举出将用压缩机(未图示)进行了加压的气体C用加热器(未图示)进行加热的方法等。
向纤维状的熔融混炼物A吹送的高温气体C的风量优选为5000NL/min/m以上、更优选为5500NL/min/m以上、进一步优选为11000NL/min/m以下。
另外,向纤维状的熔融混炼物A吹送的高温的气体C的风量优选为12000NL/min/m以下、更优选为10000NL/min/m以下。
在上述工序(B)中,为了得到结晶度高的第1熔喷无纺布,对高温的气体C的温度和风量进行适当控制。
用上述传送带8a使第1熔喷无纺布B移动的移动速度(传送带8a的移动速度)可以在斟酌树脂的喷出量的基础上考虑得到的熔喷无纺布B的表观密度而适当确定。
上述移动速度优选为1.0m/分以上且6.0m/分以下的范围内。
在上述工序(B)中,用上述传送带8a使第1熔喷无纺布B移送至卷取装置9,用卷取装置9将第1熔喷无纺布B卷取成卷状。
<第1熔喷无纺布>
上述第1熔喷无纺布包含纤维。
上述纤维由含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的树脂组合物形成。
上述树脂组合物含有聚合物成分。另外,上述树脂组合物可以进一步含有添加剂。
在第1熔喷无纺布中,更优选上述树脂组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR)为50~1000g/10min,和/或上述树脂组合物的重均分子量为100000~250000。
在第1熔喷无纺布中,更优选上述树脂组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR)为90~700g/10min,和/或上述树脂组合物的重均分子量为120000~200000。
通过使上述树脂组合物在160℃下的熔体流动速率为1000g/10min以下、或者使上述树脂组合物的重均分子量为100000以上,第1熔喷无纺布的强度及伸长率增高,其结果是,易于提高第2熔喷无纺布的强度及伸长率。
通过使上述树脂组合物在160℃下的熔体流动速率为50g/10min以上、或者使上述树脂组合物的重均分子量为250000以下,易于提高制作第1熔喷无纺布时的熔融物的粘度。由此,易于对熔融物进行拉伸,容易使第1熔喷无纺布中的纤维的纤维直径变细。其结果是,第2熔喷无纺布中的纤维的纤维直径也容易变细,易于提高第2熔喷无纺布的粒子捕集效率。
所述树脂组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR)更优选为100~700g/10min、进一步优选为200~650g/10min。
需要说明的是,对于上述树脂组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR),通过ASTM-D1238(ISO1133-1、JIS K7210-1:2011)的B法求出树脂组合物在160℃下的熔体体积流动速率(MVR),根据树脂组合物在160℃下的熔体体积流动速率(MVR)及树脂组合物的密度求出树脂组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR)。
另外,对于树脂组合物在160℃下的熔体体积流动速率(MVR)而言,以160℃将树脂组合物5g以上加热4分钟之后,对加热的树脂组合物施加5kg的负载,进行测定。
上述树脂组合物的重均分子量更优选为130000~190000。
上述第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的平均值优选为1.0~5.0μm、更优选为1.7~3.0μm、进一步优选为2.0~2.9μm。
上述第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的变动系数优选为0.40以下、更优选为0.36以下、进一步优选为0.35以下。另外,上述第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的变动系数例如为0.10以上。
通过使上述第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的平均值为5.0μm以下,容易减小第2熔喷无纺布的纤维的纤维直径的平均值,易于提高第2熔喷无纺布的粒子捕集效率。
通过使上述第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的平均值为1.0μm以上,容易增大第2熔喷无纺布的纤维的纤维直径的平均值,易于提高第2熔喷无纺布的强度及伸长率。
通过使上述第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的变动系数为0.40以下,易于减少第2熔喷无纺布中极端粗的纤维,其结果是,易于提高第2熔喷无纺布的粒子捕集效率。另外,通过使上述第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的变动系数为0.40以下,易于减少第2熔喷无纺布中极端细的纤维,其结果是,易于提高第2熔喷无纺布的强度及伸长率。
需要说明的是,第1熔喷无纺布的纤维的纤维直径的平均值及变动系数可以如下求出。
首先,从第1熔喷无纺布取得试验片。
接着,通过扫描电子显微镜在试验片的表面拍摄5个部位的照片(1700倍)。
然后,对于每1张照片测定随机选择的20根以上纤维的直径(宽度)。
接着,根据测得的全部纤维的直径(宽度)的值求出算术平均值及变动系数(=标准偏差/算术平均值)。
第1熔喷无纺布的单位面积重量优选为10~100g/m2、更优选为20~80g/m2、进一步优选为25~77g/m2、特别优选为30~75g/m2。
通过使第1熔喷无纺布的单位面积重量为10g/m2以上,易于提高第2熔喷无纺布的单位面积重量,第2熔喷无纺布的强度及伸长率提高,而且第2熔喷无纺布的粒子捕集效率提高。
另外,通过使第1熔喷无纺布的单位面积重量为100g/m2以下,第2熔喷无纺布的单位面积重量容易变小,可以提高通液性(通水性等)或通气性。
需要说明的是,第1熔喷无纺布的单位面积重量可以如下求出。
首先,从第1熔喷无纺布取得试验片。
试验片的大小可以设为例如100mm×100mm、200mm×200mm等。
接着,通过电子天平等测定试验片的重量。
然后,用试验片的重量除以试验片的面积,计算出单位面积重量。
另外,第1熔喷无纺布的厚度优选为0.10~0.40mm、更优选为0.18~0.33mm。
通过使第1熔喷无纺布的厚度为0.10~0.40mm,在制作第1熔喷无纺布时容易得到均匀的第1熔喷无纺布。其结果是,容易得到均匀的第2熔喷无纺布。
另外,通过使第1熔喷无纺布的厚度为0.10mm以上,第2熔喷无纺布的厚度容易增大。其结果是,易于提高第2熔喷无纺布的强度及伸长率,而且易于提高第2熔喷无纺布的粒子捕集效率。
此外,通过使第1熔喷无纺布的厚度为0.40mm以下,第2熔喷无纺布的厚度容易减小,易于提高第2熔喷无纺布的通液性(通水性等)或通气性。
需要说明的是,对于本实施方式的熔喷无纺布的厚度,可以用厚度计测定熔喷无纺布的3个部位以上的厚度,将其算术平均值作为熔喷无纺布的厚度。
作为厚度计,可以举出例如尾崎制作所株式会社制的“PEACOCK”等。
此外,第1熔喷无纺布的平均孔径优选为2.5μm以上且10.0μm以下、更优选为3.0μm以上且7.0μm以下。
通过使第1熔喷无纺布的平均孔径为2.5μm以上,易于提高第2熔喷无纺布的平均孔径,易于提高第2熔喷无纺布的通液性(通水性等)或通气性。
通过使第1熔喷无纺布的平均孔径为7.0μm以下,易于减小第2熔喷无纺布的平均孔径,易于提高第2熔喷无纺布的粒子捕集效率。
熔喷无纺布的平均孔径是按照JIS K3832-1990“精密过滤膜单元及组件的起泡点试验方法”求出的平均流量孔径。
平均流量孔径例如可以使用Perm Porometer(PMI公司制)等进行测定。
第1熔喷无纺布的MD方向的拉伸强度优选为2.0N/m2以上且15.0N/m2以下、更优选为3.0N/m2以上且10.0N/m2以下。
另外,第1熔喷无纺布的CD方向的拉伸强度优选为2.0N/m2以上且8.0N/m2以下、更优选为2.5N/m2以上且6.0N/m2以下。
这里,MD方向是在通过熔喷而制造第1熔喷无纺布时第1熔喷无纺布移动的方向(Machine Direction)。
CD方向是相对于MD方向垂直的方向。
需要说明的是,拉伸强度可以使用依据JIS B7721:2018“拉伸试验机/压缩试验机-力测量系统的校正方法及验证方法”的恒速伸长形拉伸试验机进行测定。需要说明的是,作为恒速伸长形拉伸试验机,可以使用万能试验机(A&D公司制的RTG-1210)等。
拉伸强度具体可以如下求得。
首先,从第1熔喷无纺布切下试验片(宽度:8mm、长度:40mm)。
接着,以初始负载将试验片以夹持间隔20mm安装于拉伸试验机。其中,初始负载设为用手将试验片拉伸至不发生松弛的程度的状态。
然后,以20mm/分的拉伸速度增加负载至试验片切断。
接着,通过下述式求出拉伸强度。
拉伸强度=切断时的负载/试验片的截面积
试验片的截面积为试验片的宽度(8mm)与试验片的厚度之积。
<工序(2)>
在上述工序(2)中,通过对上述第1熔喷无纺布进行加热而得到第2熔喷无纺布。
在上述工序(2)中,以比差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度以上且比上述树脂组合物的熔点低10℃的温度以下的温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热。
在上述工序(2)中,优选以比差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度低7℃的温度以上对上述第1熔喷无纺布进行加热。
另外,在上述工序(2)中,优选以比上述树脂组合物的熔点低15℃的温度以下对上述第1熔喷无纺布进行加热。
在上述工序(2)中,在上述树脂组合物的熔点为150℃以上且低于160℃的情况下,优选将上述温度范围设为90℃以上且低于150℃。
在上述工序(2)中,在上述树脂组合物的熔点为140℃以上且低于150℃的情况下,优选将上述温度范围设为80℃以上且低于140℃。
在上述工序(2)中,在上述树脂组合物的熔点为130℃以上且低于140℃的情况下,优选将上述温度范围设为70℃以上且低于130℃。
在上述工序(2)中,在上述树脂组合物的熔点为120℃以上且低于130℃的情况下,优选将上述温度范围设为60℃以上且低于120℃。
在上述工序(2)中,在上述树脂组合物的熔点为110℃以上且低于120℃的情况下,优选将上述温度范围设为50℃以上且低于110℃。
在上述工序(2)中,在上述树脂组合物的熔点为100℃以上且低于110℃的情况下,优选将上述温度范围设为40℃以上且低于100℃。
在上述工序(2)中,可以在上述温度范围内的气体中对上述第1熔喷无纺布进行加热。
作为上述气体,可以举出空气、非活性气体(氮气等)。
作为在上述温度范围内的气体中对上述第1熔喷无纺布进行加热的方法,可以举出通过在加热炉内于上述温度范围内的气体中对上述第1熔喷无纺布进行加热、和/或将上述温度范围内的气体吹送于上述第1熔喷无纺布而对上述第1熔喷无纺布进行加热等。
另外,在上述工序(2)中,可以通过用一对加热辊夹住上述第1熔喷无纺布而以上述温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热。
在上述工序(2)中,优选以非接触的方式以上述温度范围对第1熔喷无纺布进行加热。
在上述工序(2)中,在对被一对加热辊夹住的上述第1熔喷无纺布进行加热的情况下,存在上述第1熔喷无纺布熔粘于加热辊的隐患。
在上述工序(2)中,通过以与上述加热辊等非接触的方式以上述温度范围对第1熔喷无纺布进行加热,具有能够抑制第1熔喷无纺布熔粘于加热辊等的优点。
作为以非接触的方式以上述温度范围对第1熔喷无纺布进行加热的方法,可以举出在上述温度范围内的气体中对上述第1熔喷无纺布进行加热的方法等。
在上述工序(2)中,优选以上述温度范围对上述第1熔喷无纺布加热2~300分钟、更优选加热5~100分钟、更进一步优选加热10~50分钟。
在上述工序(2)中,通过以上述温度范围对上述第1熔喷无纺布加热2分钟以上,易于更进一步提高熔喷无纺布的伸长率。
另外,在上述工序(2)中,通过以上述温度范围对上述第1熔喷无纺布加热300分钟以下,第2熔喷无纺布的生产性提高。
在上述工序(2)中,可以在将上述第1熔喷无纺布卷绕成辊的状态下对上述第1熔喷无纺布进行加热。
另外,在上述工序(2)中,也可以不将上述第1熔喷无纺布卷绕成卷而将上述第1熔喷无纺布制成片状,对上述第1熔喷无纺布进行加热。例如,可以一边运送长条状的上述第1熔喷无纺布,一边连续地加热。
在上述工序(2)中,通过将加热后的第1熔喷无纺布进行冷却,得到第2熔喷无纺布。
作为加热后的第1熔喷无纺布的冷却方法,可以为在常温常压下将加热后的第1熔喷无纺布自然冷却的方法,另外,也可以通过对加热后的第1熔喷无纺布吹送气体(例如,常温的气体)而将加热后的第1熔喷无纺布进行强制冷却。
<第2熔喷无纺布>
通过本实施方式的熔喷无纺布的制造方法,可以得到第2熔喷无纺布。
即,通过上述工序(1)及上述工序(2),可以得到第2熔喷无纺布。
优选上述第2熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率高于上述第1熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率。
另外,优选上述第2熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率高于上述第1熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率。
上述第2熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率相对于上述第1熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率之比优选为1.10以上、更优选为1.20以上。该比例如为3.0以下,更具体为2.5以下。
通过提高上述工序(2)中的加热温度,可以增大该比。
上述第2熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率相对于上述第1熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率之比优选为1.20以上、更优选为1.30以上。该比例如为4.0以下,更具体为3.0以下。
通过提高上述工序(2)中的加热温度,可以增大该比。
CD方向及MD方向的最大负载点拉伸伸长率可以通过后述的方法求出。
优选在本实施方式的熔喷无纺布的制造方法中,上述第1熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,上述第2熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,在将各DSC曲线中的吸热峰的峰顶的高度为第2高的峰顶设为第2峰顶时,上述第2熔喷无纺布的第2峰顶的高度大于上述第1熔喷无纺布的第2峰顶的高度。
上述第2熔喷无纺布的第2峰顶的高度相对于上述第1熔喷无纺布的第2峰顶的高度之比优选为1.08以上、更优选为1.10以上。另外,该比例如为2.0以下,更具体为1.7以下。
通过提高上述工序(2)中的加热温度,可以增大该比。
另一方面,通过降低上述工序(2)中的加热温度,容易残留上述第2熔喷无纺布的第2峰顶。
DSC曲线可以通过上述的差示扫描量热测定(DSC)而求出。
峰顶的高度是指DSC曲线中的该峰顶与基线的距离。
第2熔喷无纺布例如可以适宜地用作过滤器的材料等。
作为上述过滤器,可以举出:将粒子(例如,附着有病毒等的粒子、花粉等)去除的去除过滤器(例如,口罩用过滤器等)、捕集血球的血液过滤器等。
另外,第2熔喷无纺布为即使不进行带电加工、粒子的捕集效率也足够高的熔喷无纺布。
从能够提高粒子的捕集效率、且节省带电加工的工时的观点考虑,优选第2熔喷无纺布未经带电加工。
需要说明的是,第2熔喷无纺布可以经过带电加工。
另外,第2熔喷无纺布可以层叠2片以上而作为过滤器的材料等使用。
可以将第2熔喷无纺布与包含纤维素类纤维的无纺布进行层叠而制作层叠体。
作为上述纤维素类纤维,可以举出棉纤维、人造丝(包括CUPRA(也称为“铜氨纤维”)等的概念)、乙酸酯纤维等。
这样的层叠体由于第2熔喷无纺布而成为粒子捕集效率高的层叠体,而且由于包含纤维素类纤维的无纺布而成为强度更高的层叠体。
另外,可以使用该层叠体作为过滤器。
另外,可以由作为上述第2熔喷无纺布的口罩用过滤器和口罩主体来制作口罩。
上述口罩主体具备1对挂耳部和能够保持上述口罩用过滤器的保持部。
上述口罩以上述口罩用过滤器自由装卸于上述保持部的方式构成。
<熔喷无纺布>
接着,对本实施方式的熔喷无纺布进行说明。
需要说明的是,省略与上述第2熔喷无纺布重复的说明,本实施方式的熔喷无纺布中没有特别说明的内容为与第2熔喷无纺布中说明的内容相同的内容。
本实施方式的熔喷无纺布是由纤维形成的熔喷无纺布。
上述纤维包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂。
在上述熔喷无纺布的DSC曲线中,具有2个以上吸热峰。
在将吸热峰的峰顶的高度第1高的峰顶设为第1峰顶、吸热峰的峰顶的高度第2高的峰顶设为第2峰顶时,上述第2峰顶的高度相对于上述第1峰顶的高度之比为0.57以上。
本实施方式的熔喷无纺布是加热后的熔喷无纺布。
本实施方式的熔喷无纺布例如可以通过本实施方式的熔喷无纺布的制造方法而制作。
上述第2峰顶的高度相对于上述第1峰顶的高度之比优选为0.58~0.95、更优选为0.59~0.90。
通过提高熔喷无纺布的加热温度,可以增大该比。
另一方面,通过降低熔喷无纺布的加热温度,易于残留第2峰顶。
〔公开项目〕
以下的项目分别优选为实施方式的公开。
〔项目1〕
一种熔喷无纺布的制造方法,该方法具有:通过对第1熔喷无纺布进行加热而得到第2熔喷无纺布的工序,
上述第1熔喷无纺布由含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的树脂组合物形成,
在上述工序中,以比差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度以上且比上述树脂组合物的熔点低10℃的温度以下的温度范围对上述第1熔喷无纺布进行加热。
〔项目2〕
根据项目1所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,在上述工序中,以非接触的方式在上述温度范围对熔喷无纺布进行加热。
〔项目3〕
根据项目1或2所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,在上述工序中,以上述温度范围对上述第1熔喷无纺布进行2~300分钟加热。
〔项目4〕
根据项目1~3中任一项所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,上述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含均聚物和/或共聚物,且含有3-羟基丁酸酯80摩尔%以上作为结构单元。
〔项目5〕
根据权利要求1~4中任一项所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,
上述第2熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率高于上述第1熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率,而且
上述第2熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率高于上述第1熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率。
〔项目6〕
根据权利要求1~5中任一项所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,
上述第1熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
上述第2熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
在将各DSC曲线中的吸热峰的峰顶的高度为第2高的峰顶设为第2峰顶时,上述第2熔喷无纺布的第2峰顶的高度大于上述第1熔喷无纺布的第2峰顶的高度。
〔项目7〕
一种熔喷无纺布,其由纤维形成,其中,
上述纤维包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,
上述熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
在将吸热峰的峰顶的高度第1高的峰顶设为第1峰顶、并将吸热峰的峰顶的高度第2高的峰顶设为第2峰顶时,上述第2峰顶的高度相对于上述第1峰顶的高度之比为0.57以上。
需要说明的是,本发明并不限定于上述实施方式。另外,本发明并不受上述的作用效果的限定。此外,本发明可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。
实施例
接下来,列举实施例、比较例及参考例对本发明更具体地进行说明。需要说明的是,本发明不受这些实施例的任何限定。
<P3HB3HH-0>
作为聚(3-羟基烷酸酯)类树脂(也称为“P3HA类树脂”)的P3HB3HH的培养生产中使用了KNK-005株(参照美国专利第7384766号)。
首先,将包含菌体的KNK-005株的甘油原液(glycerol stock)(50μL)接种于母种培养基(10mL)。
然后,将菌体培养24小时(母种培养)。通过该母种培养,得到了母种培养液。
需要说明的是,上述母种培养基的组成设为1w/v%Meat-extract、1w/v%Bacto-Tryptone、0.2w/v%Yeast-extract、0.9w/v%Na2HPO4·12H2O、0.15w/v%KH2PO4、(pH6.8)。
接着,在发酵罐(Marubishi Bioengineering公司制、MDL-300型、容量:3L)中将上述母种培养液接种于前培养培养基(1.8L)(母种培养液的量/前培养培养基的量:1.0v/v%)。
然后,将菌体培养28小时(前培养)。通过该前培养,得到了前培养液。
需要说明的是,前培养的条件如下所述。
培养温度:33℃
搅拌速度:500rpm
通气量:1.8L/min
pH:6.7~6.8
另外,pH控制使用了14重量%的氢氧化铵水溶液。
此外,上述前培养培养基的组成设为1.1w/v%Na2HPO4·12H2O、0.19w/v%KH2PO4、1.29w/v%(NH4)2SO4、0.1w/v%MgSO4·7H2O、0.5v/v%微量金属盐溶液(在0.1N盐酸中溶解有1.6w/v%FeCl3·6H2O、1w/v%CaCl2·2H2O、0.02w/v%CoCl2·6H2O、0.016w/v%CuSO4·5H2O、0.012w/v%NiCl2·6H2O。另外,上述前培养培养基中以10g/L包含作为碳源的棕榈油。
接着,在发酵罐(Marubishi Bioengineering公司制、MDS-1000型、容量:10L)中将上述前培养液接种于生产培养基(6L)(前培养液的量/生产培养基的量:1.0v/v%)。
然后,将菌体培养64小时(生产培养)。通过该生产培养,得到了生产培养液。
需要说明的是,生产培养的条件如下所述。
培养温度:28℃
搅拌速度:400rpm
通气量:6.0L/min
pH:6.7~6.8
另外,pH控制使用了14重量%的氢氧化铵水溶液。
此外,上述生产培养基的组成设为0.385w/v%Na2HPO4·12H2O、0.067w/v%KH2PO4、0.291w/v%(NH4)2SO4、0.1w/v%MgSO4·7H2O、0.5v/v%微量金属盐溶液(在0.1N盐酸中溶解有1.6w/v%FeCl3·6H2O、1w/v%CaCl2·2H2O、0.02w/v%CoCl2·6H2O、0.016w/v%CuSO4·5H2O、0.012w/v%NiCl2·6H2O)、0.05w/v%BIOSPUREX200K(消泡剂:Cognis Japan公司制)。另外,生产培养基中以10g/L包含作为碳源的棕榈油。
接下来,通过离心分离从生产培养液回收菌体。然后,用甲醇清洗回收到的菌体,并使清洗后的菌体冷冻干燥,从而得到了干燥菌体。
然后,向上述干燥菌体1g加入100mL的氯仿,将干燥菌体和氯仿在室温下搅拌一昼夜,由此,使干燥菌体内的P3HB3HH溶解于氯仿,得到了包含菌体残渣的P3HB3HH溶液。
然后,通过过滤从该P3HB3HH溶液去除菌体残渣。
接着,利用蒸发仪使该P3HB3HH溶液中的氯仿挥发,直至去除了菌体残渣的P3HB3HH溶液的总容量达到30mL,由此得到了浓缩液。
然后,向该浓缩液中逐步加入90mL的己烷,将浓缩液和己烷缓慢搅拌,得到混合物,将该混合物放置1小时,由此使P3HB3HH析出至混合物中。
从混合物中滤取P3HB3HH,将P3HB3HH在50℃下真空干燥3小时,得到了作为P3HA类树脂的P3HB3HH-0(也称为“P3HA-0”)。
<P3HB3HH-1>
使用高度加速寿命试验装置(ESPEC公司制、EHS-222MD)在高温多湿下(温度:120℃、湿度:100%)对上述P3HB3HH-0进行5.5小时处理,由此得到了作为P3HA类树脂的P3HB3HH-1(也称为“P3HA-1”)。
作为P3HA-1中的结构单元的3-羟基己酸酯(3HH)的含量为5.5摩尔%。
另外,作为P3HA-1中的结构单元的3-羟基丁酸酯的含量为94.5摩尔%。
需要说明的是,作为P3HB3HH中的结构单元的3-羟基丁酸酯的含量及作为结构单元的3-羟基己酸酯(3HH)的含量如下所述求出。
首先,将在P3HB3HH 20mg中添加了硫酸与甲醇的混合液(硫酸的体积∶甲醇的体积=15∶85)2mL及氯仿2mL的试样密闭,在密闭的状态下将该试样以100℃加热140分钟,得到了包含P3HB3HH分解物的甲基酯的第1反应液。
然后,将该第1反应液冷却,向冷却后的第1反应液逐步加入1.5g的碳酸氢钠进行中和,放置至二氧化碳气体的产生停止,得到了第2反应液。
进一步,向第2反应液添加4mL的二异丙基醚,充分混合后,进行离心分离,得到了上清液。
接着,通过用毛细管气相色谱在下述条件下对上清液中的聚酯分解物的单体单元组成进行分析,求出了作为P3HB3HH中的结构单元的3-羟基己酸酯(3HH)的含量。
气体色谱仪:株式会社岛津制作所制的GC-17A
毛细管柱:GL SCIENCES公司制的NEUTRA BOND-1(柱长:25m、柱内径:0.25mm、液膜厚:0.4μm)
载气:He
柱入口压力:100kPa
样品的量:1μL
关于温度条件,在100~200℃以8℃/分的速度升温,进一步在200~290℃以30℃/分的速度升温。
然后,求出作为P3HB3HH中的结构单元的3-羟基己酸酯(3HH)的含量的值,并且求出作为P3HB3HH中的结构单元的3-羟基丁酸酯的含量。
(原料组合物)
通过按照下述表1的配合比例将上述P3HA-1、作为润滑剂的下述BA、作为润滑剂的下述EA、以及作为结晶成核剂的下述PETL进行混合,得到了原料组合物。
BA:山嵛酸酰胺(也称为“Behenamide”)(日本精化株式会社制、BNT-22H)
EA:芥酸酰胺(日本精化株式会社制、NEUTRON S)
PETL:季戊四醇(大成化药株式会社制、Neulizer P)
(原料组合物中的物性的测定)
对于原料组合物,测定了重均分子量(Mw)及160℃下的熔体流动速率(MFR)。
将测定值示于下述表1。
[表1]
使用图1~3所示的熔喷无纺布的制造装置,在下述表2所示的条件下利用熔喷法由上述原料组合物制造了第1熔喷无纺布。
「[表2]
(第1熔喷无纺布的物性的测定)
对于通过熔喷法得到的第1熔喷无纺布,测定了单位面积重量、厚度、纤维的纤维直径的平均值、纤维的纤维直径的平均值、平均孔径、以及树脂组合物的重均分子量(Mw)、树脂组合物在160℃下的熔体流动速率(MFR)。
将测定值示于下述表3。
[表3]
(实施例及比较例)
使用箱型热风干燥机(ESPEC公司制、PH-202)以下述表4、5的加热温度将卷绕成卷的状态的上述第1熔喷无纺布(从制造起14天后的第1熔喷无纺布)加热20分钟,然后,在常温常压下(20℃、1个大气压)下自然冷却,由此得到了第2熔喷无纺布。
需要说明的是,在比较例1中,将从制造起14天后的第1熔喷无纺布作为第2熔喷无纺布。
另外,对于实施例中使用的第1熔喷无纺布的树脂组合物进行了差示扫描量热测定(DSC)。将通过该测定得到的DSC曲线示于图4。
差示扫描量热测定中的上述树脂组合物的吸热开始温度为95.2℃。即,比上述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度为85.2℃。
另外,上述树脂组合物的熔点为146.5℃。即,比上述树脂组合物的熔点低10℃的温度为136.5℃。
(第2熔喷无纺布的MD方向的最大负载(强度)及伸长率)
对于第2熔喷无纺布,测定了MD方向的最大负载及伸长率(最大负载点拉伸伸长率)。
需要说明的是,MD方向的最大负载及伸长率使用了依据JIS B7721:2018“拉伸试验机/压缩试验机-力测量系统的校正方法及验证方法”的恒速伸长形拉伸试验机进行了测定。
需要说明的是,作为恒速伸长形拉伸试验机,使用了万能试验机(A&D公司制的RTG-1210)等。
首先,从第2熔喷无纺布切下试验片(宽度:8mm、长度:40mm)。
接着,以初始负载、夹持间隔20mm将试验片安装于拉伸试验机。其中,初始负载设为用手将试验片拉伸至不发生松弛的程度的状态。
然后,以20mm/分的拉伸速度增加负载至试验片切断,测定了MD方向的最大负载及伸长率。
需要说明的是,伸长率(最大负载点拉伸伸长率)通过下述式求出。
最大负载点拉伸伸长率(%)=〔(最大负载时的夹持间隔-对试验片施加初始负载时的夹持间隔)/对试验片施加初始负载时的夹持间隔〕×100(%)
(第2熔喷无纺布的病毒飞沫的捕集效率)
对于第2熔喷无纺布,测定了病毒飞沫的捕集效率(VFE)。病毒飞沫的捕集效率依据JIS T9001:2021“医疗用口罩及一般用口罩的性能要件及试验方法”进行了测定。
(熔喷无纺布的热收缩率)
使用箱型热风干燥机(ESPEC公司制、PH-202)以下述表4的加热温度对上述第1熔喷无纺布(纵10cm×横10cm见方)加热20分钟,然后,在常温常压下(20℃、1个大气压)自然冷却,由此得到了第2熔喷无纺布。
接着,测定了第2熔喷无纺布的尺寸。
然后,通过下述式计算出热收缩率。
热收缩率(%)=(第1熔喷无纺布的面积-第2熔喷无纺布的面积)÷第1熔喷无纺布的面积×100
将结果示于下述表4。
[表4]
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | |
| 加热温度(℃) | 130 | 110 | 90 | 未加热 | 70 | 140 |
| MD方向的伸长率(%) | 47.5 | 32.2 | 26.9 | 18.7 | 19.0 | 49.1 |
| MD方向的最大负载(N) | 6.1 | 5.6 | 5.5 | 5.3 | 5.6 | 6.5 |
| 热收缩率(%) | 2.1 | 0.7 | 1.2 | - | 0.2 | 5.7 |
| VFE(%) | 96.4 | - | - | 96.1 | - | - |
如表4所示,与未对第1熔喷无纺布进行加热的比较例1、以及加热温度为70℃的比较例2相比,在本发明的范围内的实施例1~3的制造方法中得到了伸长率高的第2熔喷无纺布。
另外,如表4所示,与加热温度为140℃的比较例3相比,在本发明的范围内的实施例1~3的制造方法中,熔喷无纺布的收缩率小。
因此,根据本发明,可以提高由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布的伸长率,并且抑制该熔喷无纺布的热收缩。
(第1峰顶及第2峰顶的高度)
用上述的方法测定了第2熔喷无纺布(熔喷无纺布)的第1峰顶的高度A及第2峰顶的高度B。
另外,计算出第2峰顶的高度相对于第1峰顶的高度(B/A)。
此外,计算出第2熔喷无纺布的第2峰顶的高度B相对于第1熔喷无纺布的第2峰顶的高度B之比(也简称为“B的比例”)。
将测定值及计算值示于下述表5。
(MD方向及CD方向的伸长率)
另外,测定了第2熔喷无纺布(熔喷无纺布)的MD方向及CD方向的伸长率(最大负载点拉伸伸长率)。
需要说明的是,除了拉伸方向以外,通过与上述的MD方向的伸长率的测定方法相同的方法测定了CD方向的伸长率。
另外,计算出第2熔喷无纺布的MD方向的伸长率相对于第1熔喷无纺布的MD方向的伸长率之比(也简称为“MD方向的伸长率之比”)。
此外,计算出第2熔喷无纺布的CD方向的伸长率相对于第1熔喷无纺布的CD方向的伸长率之比(也简称为“CD方向的伸长率之比”)。
将测定值及计算值示于下述表5。
[表5]
如表5所示,与第2峰顶的高度相对于第1峰顶的高度(B/A)为0.56的比较例1、2相比,在本发明的范围内(B/A为0.57以上)的实施例1、2、4、5的熔喷无纺布的MD方向及CD方向的伸长率高。
另外,如表4、5所示,与仅有1个吸热峰的比较例3相比,在本发明的范围内(B/A为0.57以上)的实施例1、2的熔喷无纺布的热收缩率低。
因此,根据本发明,可以提供由包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的纤维形成的熔喷无纺布,该熔喷无纺布的伸长率高且热收缩小。
Claims (7)
1.一种熔喷无纺布的制造方法,该方法具有:
通过对第1熔喷无纺布进行加热而得到第2熔喷无纺布的工序,
所述第1熔喷无纺布由含有聚(3-羟基烷酸酯)类树脂的树脂组合物形成,
在所述工序中,以比差示扫描量热测定中的所述树脂组合物的吸热开始温度低10℃的温度以上、且比所述树脂组合物的熔点低10℃的温度以下的温度范围对所述第1熔喷无纺布进行加热。
2.根据权利要求1所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,
在所述工序中,以非接触的方式在所述温度范围对熔喷无纺布进行加热。
3.根据权利要求1或2所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,
在所述工序中,以所述温度范围对所述第1熔喷无纺布进行2~300分钟加热。
4.根据权利要求1或2所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,
所述聚(3-羟基烷酸酯)类树脂包含均聚物和/或共聚物,且含有3-羟基丁酸酯80摩尔%以上作为结构单元。
5.根据权利要求1或2所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,
所述第2熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率高于所述第1熔喷无纺布的MD方向的最大负载点拉伸伸长率,而且
所述第2熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率高于所述第1熔喷无纺布的CD方向的最大负载点拉伸伸长率。
6.根据权利要求1或2所述的熔喷无纺布的制造方法,其中,
在所述第1熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
在所述第2熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
将各DSC曲线中的吸热峰的峰顶的高度为第2高的峰顶设为第2峰顶时,所述第2熔喷无纺布的第2峰顶的高度大于所述第1熔喷无纺布的第2峰顶的高度。
7.一种熔喷无纺布,其由纤维形成,其中,
所述纤维包含聚(3-羟基烷酸酯)类树脂,
在所述熔喷无纺布的DSC曲线中有2个以上的吸热峰,
将吸热峰的峰顶的高度为第1高的峰顶设为第1峰顶、并将吸热峰的峰顶的高度为第2高的峰顶设为第2峰顶时,所述第2峰顶的高度相对于所述第1峰顶的高度之比为0.57以上。
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