JP2018168513A - Thermoplastic resin fiber and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】高強度の繊維を提供すること。【解決手段】本発明の熱可塑性樹脂繊維は、繊維形成性の熱可塑性樹脂中に微細セルロース繊維が分散されてなる。微細セルロース繊維の平均繊維径は0.1nm以上300nm以下であることが好適である。微細セルロース繊維は、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が結合してなる構造を有することも好適である。熱可塑性樹脂がポリオレフィン及びポリエステルからなる群より選ばれる1種以上の樹脂であることも好適である。【選択図】なしPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-strength fiber. SOLUTION: The thermoplastic resin fiber of the present invention is formed by dispersing fine cellulose fibers in a fiber-forming thermoplastic resin. The average fiber diameter of the fine cellulose fibers is preferably 0.1 nm or more and 300 nm or less. It is also preferable that the fine cellulose fiber has a structure in which an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group is bonded. It is also preferable that the thermoplastic resin is one or more resins selected from the group consisting of polyolefins and polyesters. [Selection diagram] None
Description
本発明は、熱可塑性樹脂繊維及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a thermoplastic resin fiber and a method for producing the same.
近年、環境に対する負荷の少ない技術が脚光を浴びるようになり、かかる技術背景の下、天然に多量に存在するバイオマスであるセルロース繊維を用いた材料が注目されている。例えば非特許文献1ないし3には、セルロースナノウィスカーと呼ばれる針状の微細セルロース繊維を、トルエン、シクロヘキサン又はクロロホルム等の有機溶媒中に分散させて分散液を得、この分散液を用いて、ポリ乳酸とセルロースナノウィスカーとの複合材料を得ることが記載されている。これらの文献に記載の技術では、セルロースナノウィスカーに、フェニル基含有リン酸エステル等の陰イオン性界面活性剤を作用させ、セルロースナノウィスカーを疎水化することで、セルロースナノウィスカーの有機溶媒中での安定分散を可能にしている。 In recent years, technologies that have a low environmental impact have come to the spotlight. Under such technical background, materials using cellulose fibers, which are biomass that exists naturally in large quantities, have attracted attention. For example, in Non-Patent Documents 1 to 3, acicular fine cellulose fibers called cellulose nanowhiskers are dispersed in an organic solvent such as toluene, cyclohexane, or chloroform to obtain a dispersion. It is described that a composite material of lactic acid and cellulose nanowhiskers is obtained. In the technologies described in these documents, an anionic surfactant such as a phenyl group-containing phosphate ester is allowed to act on cellulose nanowhiskers to hydrophobize cellulose nanowhiskers in an organic solvent of cellulose nanowhiskers. Enables stable dispersion.
特許文献1には、界面活性剤を吸着させた微細セルロース繊維複合体を、各種樹脂に配合することで、高い機械的強度と透明性とを併せ持った複合材料が得られることが記載されている。 Patent Document 1 describes that a composite material having both high mechanical strength and transparency can be obtained by blending a fine cellulose fiber composite adsorbed with a surfactant into various resins. .
また、微細セルロース繊維を樹脂と混合して樹脂組成物となし、該樹脂の特性を高める試みもある。例えば特許文献2には、微細セルロース繊維を有機オニウム化合物で処理して得られる微細修飾セルロース繊維と、エポキシ樹脂とからなるエポキシ樹脂コンポジットが記載されている。特許文献3には、アセチル化した微細セルロース繊維と合成高分子からなるマトリックス材料とを含有した繊維強化複合材よりなる配線基板が記載されている。特許文献4には、低線膨張係数及び高透明性を有する樹脂組成物を得ることを目的として、直径が4〜1000nmである微細セルロース繊維と有機性カチオン化合物とからなる有機化繊維を、疎水性の樹脂に含有させることが記載されている。 There is also an attempt to improve the properties of the resin by mixing fine cellulose fibers with a resin to form a resin composition. For example, Patent Document 2 describes an epoxy resin composite composed of finely modified cellulose fibers obtained by treating fine cellulose fibers with an organic onium compound and an epoxy resin. Patent Document 3 describes a wiring board made of a fiber-reinforced composite material containing acetylated fine cellulose fibers and a matrix material made of a synthetic polymer. In Patent Document 4, for the purpose of obtaining a resin composition having a low linear expansion coefficient and high transparency, an organic fiber comprising a fine cellulose fiber having a diameter of 4 to 1000 nm and an organic cationic compound is hydrophobic. It is described that it is contained in a functional resin.
このように、微細セルロース繊維は、様々な素材と組み合わせて用いられ、該素材の機能を高めるために用いられているが、微細セルロース繊維を繊維形成性の熱可塑性樹脂と組み合わせて用い、繊維の機能を高めることについての検討は行われていない。 As described above, the fine cellulose fiber is used in combination with various materials and is used to enhance the function of the material, but the fine cellulose fiber is used in combination with a fiber-forming thermoplastic resin, No consideration has been given to enhancing functionality.
したがって本発明の課題は、各種の機能がこれまでよりも向上した繊維、及び該繊維を含む繊維製品を提供することにある。また本発明の課題は、そのような繊維及び繊維製品の好適な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 fiber having various functions improved more than before and a fiber product including the fiber. Moreover, the subject of this invention is providing the suitable manufacturing method of such a fiber and a textile product.
本発明は、繊維形成性の熱可塑性樹脂中に微細セルロース繊維が分散されてなる熱可塑性樹脂繊維を提供することにより前記の課題を解決したものである。 The present invention solves the above-mentioned problems by providing a thermoplastic resin fiber in which fine cellulose fibers are dispersed in a fiber-forming thermoplastic resin.
また本発明は、前記の熱可塑性樹脂繊維を含む不織布を提供するものである。 Moreover, this invention provides the nonwoven fabric containing the said thermoplastic resin fiber.
更に本発明は、前記の熱可塑性樹脂繊維の好適な製造方法として、
微細セルロース繊維及び繊維形成性の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を溶融紡糸する工程を有する熱可塑性樹脂繊維の製造方法を提供するものである。
Furthermore, the present invention provides a method for producing the thermoplastic resin fiber as described above.
The present invention provides a method for producing a thermoplastic resin fiber having a step of melt spinning a thermoplastic resin composition containing fine cellulose fibers and a fiber-forming thermoplastic resin.
本発明によれば高強度の繊維及び高強度の不織布が提供される。また本発明によれば溶融紡糸時に糸切れが起こりにくく、且つ細径の繊維を容易に製造し得る方法が提供される。 According to the present invention, a high-strength fiber and a high-strength nonwoven fabric are provided. Moreover, according to the present invention, there is provided a method in which yarn breakage hardly occurs during melt spinning and a thin fiber can be easily produced.
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。本発明は熱可塑性樹脂繊維に係るものである。本発明の熱可塑性樹脂繊維は、繊維形成性の熱可塑性樹脂中に微細セルロース繊維が分散されているものである。本発明の熱可塑性樹脂繊維は、その製造方法や具体的な用途に応じてステープルファイバ及び連続フィラメントのいずれの形態であってもよい。本発明の繊維がステープルファイバである場合、その繊維長は、例えば2mm以上100mm以下とすることができる。本発明の繊維が、ステープルファイバ及びスパンボンドファイバやメルトブローンファイバなどの連続フィラメントのいずれの形態であっても、その太さは、繊維の製造方法や具体的な用途に応じて適切に設定することができる。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments thereof. The present invention relates to thermoplastic resin fibers. The thermoplastic resin fiber of the present invention is one in which fine cellulose fibers are dispersed in a fiber-forming thermoplastic resin. The thermoplastic resin fiber of the present invention may be in any form of staple fiber and continuous filament depending on the production method and specific application. When the fiber of the present invention is a staple fiber, the fiber length can be, for example, 2 mm or more and 100 mm or less. Whether the fibers of the present invention are in the form of continuous filaments such as staple fibers, spunbond fibers, or meltblown fibers, the thickness should be set appropriately according to the fiber manufacturing method and specific application. Can do.
具体的には、メルトブローンファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は1500nm以下であることが好ましく、1000nm以下であることが更に好ましく、750nm以下であることが一層好ましい。また、メルトブローンファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は150nm以上であることが好ましく、250nm以上であることが更に好ましく、350nm以上であることが一層好ましい。メルトブローンファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は、150nm以上1500nm以下であることが好ましく、250nm以上1000nm以下であることが更に好ましく、350nm以上750nm以下であることが一層好ましい。 Specifically, in the case of a meltblown fiber, the average fiber diameter of the fiber of the present invention is preferably 1500 nm or less, more preferably 1000 nm or less, and even more preferably 750 nm or less. In the case of a melt blown fiber, the average fiber diameter of the fiber of the present invention is preferably 150 nm or more, more preferably 250 nm or more, and further preferably 350 nm or more. In the case of a meltblown fiber, the average fiber diameter of the fiber of the present invention is preferably 150 nm to 1500 nm, more preferably 250 nm to 1000 nm, and further preferably 350 nm to 750 nm.
スパンボンドファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は70μm以下であることが好ましく、45μm以下であることが更に好ましく、20μm以下であることが一層好ましい。また、スパンボンドファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は5μm以上であることが好ましく、7.5μm以上であることが更に好ましく、10μm以上であることが一層好ましい。スパンボンドファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は、5μm以上70μm以下であることが好ましく、7.5μm以上45μm以下であることが更に好ましく、10μm以上20μm以下であることが一層好ましい。 In the case of a spunbond fiber, the average fiber diameter of the fiber of the present invention is preferably 70 μm or less, more preferably 45 μm or less, and even more preferably 20 μm or less. In the case of a spunbond fiber, the average fiber diameter of the fiber of the present invention is preferably 5 μm or more, more preferably 7.5 μm or more, and even more preferably 10 μm or more. In the case of a spunbond fiber, the average fiber diameter of the fiber of the present invention is preferably 5 μm or more and 70 μm or less, more preferably 7.5 μm or more and 45 μm or less, and further preferably 10 μm or more and 20 μm or less.
ステープルファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は70μm以下であることが好ましく、50μm以下であることが更に好ましく、30μm以下であることが一層好ましい。また、ステープルファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は5μm以上であることが好ましく、8μm以上であることが更に好ましく、11μm以上であることが一層好ましい。ステープルファイバの場合、本発明の繊維の平均繊維径は、5μm以上70μm以下であることが好ましく、8μm以上50μm以下であることが更に好ましく、11μm以上30μm以下であることが一層好ましい。 In the case of staple fibers, the average fiber diameter of the fibers of the present invention is preferably 70 μm or less, more preferably 50 μm or less, and even more preferably 30 μm or less. In the case of staple fibers, the average fiber diameter of the fibers of the present invention is preferably 5 μm or more, more preferably 8 μm or more, and even more preferably 11 μm or more. In the case of staple fibers, the average fiber diameter of the fibers of the present invention is preferably 5 μm or more and 70 μm or less, more preferably 8 μm or more and 50 μm or less, and even more preferably 11 μm or more and 30 μm or less.
繊維の太さは、繊維の長さ方向に沿って見たとき、一般にいずれの位置であっても略同一であるが、繊維の製造方法や繊維の具体的な用途に応じて、長さ方向に沿う太さが規則的に又は不規則に変化していてもよい。 The thickness of the fiber is generally the same at any position when viewed along the length direction of the fiber, but depending on the fiber manufacturing method and the specific use of the fiber, the length direction The thickness along the line may change regularly or irregularly.
本発明の繊維が、不織布用になっていない、繊維の状態である場合には、平均繊維径は、300本の繊維の繊維径を測定し、その平均値を算出することで求める。また本発明の繊維が不織布の形態である場合には、まず不織布からランダムに小片サンプル5個を採取する。次に、走査型電子顕微鏡等で視野に20〜60本程度の繊維が映るよう拡大した写真を撮影する。そして、それぞれの写真について視野内の繊維をすべて、それぞれ1回ずつ、すなわち合計で100〜300本程度をカウントするよう繊維径を測定し、その平均値を算出することで求める。 When the fiber of the present invention is in a fiber state that is not used for a nonwoven fabric, the average fiber diameter is obtained by measuring the fiber diameter of 300 fibers and calculating the average value. When the fiber of the present invention is in the form of a nonwoven fabric, first, five small sample samples are randomly collected from the nonwoven fabric. Next, an enlarged photograph is taken with a scanning electron microscope or the like so that about 20 to 60 fibers are reflected in the field of view. Then, for each photograph, all the fibers in the field of view are measured once, that is, the fiber diameter is measured so as to count about 100 to 300 in total, and the average value is calculated.
本発明の熱可塑性樹脂繊維は、単一の樹脂又は2以上の樹脂のブレンドを主体とする単一繊維であってもよく、あるいは芯鞘型やサイド・バイ・サイド型などの複合繊維であってもよい。繊維の断面は一般に円形ないし略円形であるが、繊維の製造方法や繊維の具体的な用途によっては円形以外の断面を有する異形繊維であってもよい。 The thermoplastic resin fiber of the present invention may be a single fiber mainly composed of a single resin or a blend of two or more resins, or a composite fiber such as a core-sheath type or a side-by-side type. May be. The cross section of the fiber is generally circular or substantially circular, but depending on the method of manufacturing the fiber and the specific use of the fiber, it may be a deformed fiber having a cross section other than circular.
本発明の熱可塑性樹脂繊維は、繊維の製造方法や繊維の具体的な用途に応じ、非捲縮の繊維であってもよく、又は捲縮繊維であってもよい。あるいは、使用前の状態では非捲縮繊維であり、使用に先立ち、又は使用中に、外部からの要因によって捲縮が発現する繊維、すなわち潜在捲縮繊維であってもよい。外部からの要因としては、例えば熱の付与などが挙げられる。本発明の熱可塑性樹脂繊維が捲縮している場合、捲縮数(JIS L0208)は、繊維の具体的な用途に応じ、例えば9個/25mm以上30個/25mm以下に設定することが好ましい。 The thermoplastic resin fiber of the present invention may be a non-crimped fiber or a crimped fiber depending on the fiber production method and the specific use of the fiber. Alternatively, it may be a non-crimped fiber in a state before use, and a fiber in which crimp is expressed by an external factor before or during use, that is, a latently crimped fiber. As an external factor, for example, application of heat can be cited. When the thermoplastic resin fiber of the present invention is crimped, the number of crimps (JIS L0208) is preferably set to, for example, 9 pieces / 25 mm or more and 30 pieces / 25 mm or less according to the specific use of the fiber. .
本発明の熱可塑性樹脂繊維は、熱の付与によってその長さが短くなる熱収縮性繊維であってもよく、あるいは熱の付与によってその長さが長くなる熱伸長性繊維であってもよい。 The thermoplastic resin fiber of the present invention may be a heat-shrinkable fiber whose length is shortened by application of heat, or may be a heat-extensible fiber whose length is increased by application of heat.
本発明の熱可塑性樹脂繊維は、繊維形成性の熱可塑性樹脂を含むものである。繊維形成性の熱可塑性樹脂としては、当該技術分野において従来用いられてきたものと同様のものを特に制限なく用いることができる。例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンサルファイド、並びにポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン及びエチレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、全芳香族ポリエステル及びポリ乳酸等が挙げられる。ポリアミドとしては、ナイロン6やナイロン66等が挙げられる。これらの樹脂は1種を単独で用いてもよく、あるいは2種以上を組み合わせて用いることもできる。特にこれらの樹脂のうち、ポリオレフィン及びポリエステルからなる群より選ばれる1種以上の樹脂を用いることが、微細セルロース繊維を分散させた溶融紡糸への適性の点から好ましい。なかでも特に、ポリプロピレン樹脂を用いることが、微細セルロース繊維を分散させた溶融紡糸への適性に特に優れるため好ましい。熱可塑性樹脂の種類については示差走査熱量計測定や固体核磁気共鳴測定等の公知の手段により分析することで確認することができる。 The thermoplastic resin fiber of the present invention contains a fiber-forming thermoplastic resin. As the fiber-forming thermoplastic resin, those similar to those conventionally used in the technical field can be used without particular limitation. For example, polyolefin, polyester, polyamide, polyacrylonitrile, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone and the like can be mentioned. Examples of the polyolefin include polyethylene, polypropylene, and an ethylene-α-olefin copolymer. Examples of the polyester include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, wholly aromatic polyester, and polylactic acid. Examples of polyamide include nylon 6 and nylon 66. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these resins, it is particularly preferable to use one or more resins selected from the group consisting of polyolefins and polyesters from the viewpoint of suitability for melt spinning in which fine cellulose fibers are dispersed. In particular, it is preferable to use a polypropylene resin because it is particularly excellent in suitability for melt spinning in which fine cellulose fibers are dispersed. The type of the thermoplastic resin can be confirmed by analyzing it by a known means such as differential scanning calorimetry measurement or solid nuclear magnetic resonance measurement.
本発明の熱可塑性樹脂繊維は、繊維形成性の熱可塑性樹脂をマトリックスとし、該マトリックス中に分散相としての微細セルロース繊維が分散した状態になっている。微細セルロース繊維は、本発明の熱可塑性樹脂繊維の任意の断面を観察した場合、いずれの断面においても概ね同一の確率で観察されるような分散状態になっていることが好ましい。換言すれば、微細セルロース繊維は、繊維形成性の熱可塑性樹脂のマトリックス中に均一に分散していることが好ましい。 The thermoplastic resin fiber of the present invention has a fiber-forming thermoplastic resin as a matrix, and fine cellulose fibers as a dispersed phase are dispersed in the matrix. When observing an arbitrary cross section of the thermoplastic resin fiber of the present invention, the fine cellulose fiber is preferably in a dispersed state so as to be observed with almost the same probability in any cross section. In other words, the fine cellulose fibers are preferably uniformly dispersed in the fiber-forming thermoplastic resin matrix.
繊維形成性の熱可塑性樹脂中に微細セルロース繊維を分散させることで、繊維の強度、例えば引張強度が向上することが本発明者の検討の結果判明した。繊維の引張強度が向上することは、該繊維を加工して繊維製品を製造するときに、繊維の切断が起こりづらくなる点から好ましい。このような有利な効果を一層顕著なものとする観点から、本発明の熱可塑性樹脂繊維における微細セルロース繊維の含有量は、0.01質量%以上であることが好ましく、0.05質量%以上であることが更に好ましく、0.1質量%以上であることが一層好ましい。また、50質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、5質量%以下であることが一層好ましい。具体的には、本発明の熱可塑性樹脂繊維における微細セルロース繊維の含有量は、0.01質量%以上50質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以上10質量%以下であることが更に好ましく、0.1質量%以上5質量%以下であることが一層好ましい。
熱可塑性樹脂繊維における微細セルロース繊維の含有量が下限以上となることで、微細セルロース繊維の含有による効果を首尾よく得ることができ、また、上限以下とすることで、繊維の紡糸が容易になる。
熱可塑性樹脂繊維における微細セルロース繊維の含有量については、示差走査熱量計測定や固体核磁気共鳴測定等の公知の手段により分析することで確認することができる。例えば、示差走査熱量計測定で熱可塑性樹脂の含有量を分析し、それとの差分で微細セルロース繊維の含有量を算出する、あるいは、固体核磁気共鳴法によって測定される熱可塑性樹脂とセルロース由来のシグナルとの比からすることができる。
As a result of the inventor's investigation, it has been found that the strength of the fiber, for example, the tensile strength is improved by dispersing the fine cellulose fiber in the fiber-forming thermoplastic resin. It is preferable that the tensile strength of the fiber is improved since it is difficult to cut the fiber when the fiber is processed to produce a fiber product. From the viewpoint of making such advantageous effects even more remarkable, the content of fine cellulose fibers in the thermoplastic resin fiber of the present invention is preferably 0.01% by mass or more, and 0.05% by mass or more. More preferably, it is more preferably 0.1% by mass or more. Further, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. Specifically, the content of fine cellulose fibers in the thermoplastic resin fiber of the present invention is preferably 0.01% by mass or more and 50% by mass or less, and 0.05% by mass or more and 10% by mass or less. Is more preferable, and more preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less.
When the content of the fine cellulose fiber in the thermoplastic resin fiber is equal to or higher than the lower limit, the effect due to the inclusion of the fine cellulose fiber can be successfully obtained, and when the content is equal to or lower than the upper limit, the fiber can be easily spun. .
The content of the fine cellulose fiber in the thermoplastic resin fiber can be confirmed by analyzing by a known means such as differential scanning calorimetry measurement or solid nuclear magnetic resonance measurement. For example, the content of a thermoplastic resin is analyzed by differential scanning calorimetry, and the content of fine cellulose fibers is calculated based on the difference between them, or the thermoplastic resin and cellulose-derived materials measured by solid nuclear magnetic resonance method are used. This can be done from the ratio to the signal.
前記と同様の観点から、本発明の熱可塑性樹脂繊維における繊維形成性の熱可塑性樹脂の含有量は、50質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、95質量%以上であることが一層好ましい。また、99.99質量%以下であることが好ましく、99.95質量%以下であることが更に好ましく、99.9質量%以下であることが一層好ましい。具体的には、本発明の熱可塑性樹脂繊維における繊維形成性の熱可塑性樹脂の含有量は、50質量%以上99.99質量%以下であることが好ましく、90質量%以上99.95質量%以下であることが更に好ましく、95質量%以上99.9質量%以下であることが一層好ましい。 From the same viewpoint as described above, the content of the fiber-forming thermoplastic resin in the thermoplastic resin fiber of the present invention is preferably 50% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and 95% by mass. % Or more is more preferable. Moreover, it is preferable that it is 99.99 mass% or less, it is more preferable that it is 99.95 mass% or less, and it is still more preferable that it is 99.9 mass% or less. Specifically, the content of the fiber-forming thermoplastic resin in the thermoplastic resin fiber of the present invention is preferably 50% by mass or more and 99.99% by mass or less, and 90% by mass or more and 99.95% by mass. More preferably, it is 95 mass% or more and 99.9 mass% or less.
本発明の熱可塑性樹脂繊維に含まれる微細セルロース繊維は、平均繊維径が好ましくは300nm以下、更に好ましくは100nm以下、一層好ましくは50nm以下の微細なものである。微細セルロース繊維の平均繊維径の下限値に特に制限はなく、細ければ細いほど好ましく、例えば0.1nm程度に細径であることが、本発明の効果を顕著に発現させる観点から好ましい。具体的には、微細セルロース繊維の平均繊維径は0.1nm以上300nm以下であることが好ましく、0.1nm以上100nm以下であることが更に好ましく、0.1nm以上50nm以下であることが一層好ましい。微細セルロース繊維の繊維径は下記測定方法により測定される。 The fine cellulose fiber contained in the thermoplastic resin fiber of the present invention has a fine average fiber diameter of preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less, and even more preferably 50 nm or less. There is no restriction | limiting in particular in the lower limit of the average fiber diameter of a fine cellulose fiber, and it is so preferable that it is thin, for example, it is preferable that it is a thin diameter about 0.1 nm from a viewpoint which expresses the effect of this invention notably. Specifically, the average fiber diameter of the fine cellulose fibers is preferably from 0.1 nm to 300 nm, more preferably from 0.1 nm to 100 nm, and even more preferably from 0.1 nm to 50 nm. . The fiber diameter of the fine cellulose fiber is measured by the following measuring method.
<繊維径の測定方法>
原料となる微細セルロース繊維については、固形分濃度0.0001質量%の微細セルロース繊維の水分散液を調製し、該分散液を、マイカ(雲母)上に滴下して乾燥したものを観察試料とし、原子間力顕微鏡(NanoNaViII,SPA400,株式会社日立ハイテクサイエンス製、プローブは同社製のSI−DF40Alを使用)を用いて、該観察試料中の微細セルロース繊維の繊維高さを測定する。そして、微細セルロース繊維が確認できる顕微鏡画像において、微細セルロース繊維を5本以上抽出し、それらの繊維高さから平均繊維径を算出する。一般に高等植物から調製される微細セルロース繊維の最小単位は6本×6本の分子鎖がほぼ正方形の形でパッキングされていることから、原子間力顕微鏡による画像で分析できる高さを繊維の幅と見なすことができる。
熱可塑性樹脂繊維中に分散している微細セルロース繊維については、熱可塑性樹脂繊維の切片を切り出し、切片中の微細セルロース繊維を透過型顕微鏡あるいは原子間力顕微鏡等の公知の方法により5本以上抽出、測定し、その平均繊維径を算出する。
<Measurement method of fiber diameter>
For the fine cellulose fiber used as a raw material, an aqueous dispersion of fine cellulose fiber having a solid content concentration of 0.0001% by mass was prepared, and the dispersion was dropped on mica (mica) and dried to be an observation sample. Using an atomic force microscope (NanoNaViII, SPA400, manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., the probe uses SI-DF40Al manufactured by the same company), the fiber height of the fine cellulose fibers in the observed sample is measured. And in the microscope image which can confirm a fine cellulose fiber, five or more fine cellulose fibers are extracted, and an average fiber diameter is computed from those fiber heights. In general, the smallest unit of fine cellulose fibers prepared from higher plants is packed in a square shape with 6 x 6 molecular chains, so the height that can be analyzed with an atomic force microscope image is the width of the fiber. Can be considered.
For the fine cellulose fibers dispersed in the thermoplastic resin fibers, cut out a section of the thermoplastic resin fibers and extract five or more fine cellulose fibers in the section by a known method such as a transmission microscope or an atomic force microscope. Measure and calculate the average fiber diameter.
微細セルロース繊維は、細径のものであることに加え、セルロースのカルボキシル基含有量が所定の範囲にあることが好ましい。具体的には、微細セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量は、好ましくは0.1mmol/g以上、更に好ましくは0.4mmol/g以上、特に好ましくは0.6mmol/g以上であり、そして、好ましくは3mmol/g以下、更に好ましくは2mmol/g以下、特に好ましくは1.8mmol/g以下である。より具体的には、好ましくは0.1mmol/g以上3mmol/g以下、更に好ましくは0.4mmol/g以上2mmol/g以下、特に好ましくは0.6mmol/g以上1.8mmol/g以下である。微細セルロース繊維のカルボキシル基含有量は下記測定方法により測定される。 In addition to the fine cellulose fibers, the fine cellulose fibers preferably have a cellulose carboxyl group content within a predetermined range. Specifically, the carboxyl group content of the cellulose constituting the fine cellulose fiber is preferably 0.1 mmol / g or more, more preferably 0.4 mmol / g or more, particularly preferably 0.6 mmol / g or more, And it is preferably 3 mmol / g or less, more preferably 2 mmol / g or less, and particularly preferably 1.8 mmol / g or less. More specifically, it is preferably 0.1 mmol / g or more and 3 mmol / g or less, more preferably 0.4 mmol / g or more and 2 mmol / g or less, and particularly preferably 0.6 mmol / g or more and 1.8 mmol / g or less. . The carboxyl group content of the fine cellulose fiber is measured by the following measuring method.
<カルボキシル基含有量の測定方法>
乾燥質量0.5gの微細セルロース繊維を100mLビーカーにとり、脱イオン水を加えて全体で55mLとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製し、微細セルロース繊維が十分に分散するまで該分散液を攪拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5〜3に調整し、自動滴定装置(AUT−50、東亜ディーケーケー株式会社製)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定する。pH11になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、次式により、微細セルロース繊維のカルボキシル基含有量を算出する。
カルボキシル基含有量(mmol/g)=水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)/微細セルロース繊維の質量(0.5g)
<Measurement method of carboxyl group content>
Take a dry cellulose 0.5g fine cellulose fiber in a 100mL beaker, add deionized water to make a total of 55mL, add 5M 0.01M sodium chloride solution to prepare a dispersion, and fine cellulose fiber is fully dispersed The dispersion is stirred until 0.1M hydrochloric acid is added to this dispersion to adjust the pH to 2.5-3, and an automatic titrator (AUT-50, manufactured by Toa DKK Corporation) is used to add a 0.05M sodium hydroxide aqueous solution to a waiting time of 60. The solution is dropped into the dispersion under the condition of seconds, and the conductivity and pH values are measured every minute. Measurement is continued until pH 11 is obtained to obtain a conductivity curve. From this conductivity curve, the sodium hydroxide titration amount is obtained, and the carboxyl group content of the fine cellulose fiber is calculated by the following formula.
Carboxyl group content (mmol / g) = sodium hydroxide titration × sodium hydroxide aqueous solution concentration (0.05 M) / mass of fine cellulose fiber (0.5 g)
微細セルロース繊維の平均アスペクト比(繊維長/繊維径)は、好ましくは10以上、より好ましくは20以上、更に好ましくは50以上、より更に好ましくは100以上である。また、好ましくは1000以下、より好ましくは500以下、更に好ましくは400以下、より更に好ましくは350以下である。平均アスペクト比は例えば、好ましくは10以上1000以下、より好ましくは20以上500以下、更に好ましくは50以上400以下、より更に好ましくは100以上350以下である。平均アスペクト比がこの範囲にある微細セルロース繊維は、これを繊維形成性の熱可塑性樹脂に配合すると該樹脂中での分散性に優れ、機械的強度が高い繊維が得られる。
原料となる微細セルロース繊維については、平均アスペクト比は、分散液中の微細セルロース繊維の濃度と分散液の水に対する比粘度との関係から、下記式(1)を用いて微細セルロース繊維のアスペクト比を逆算して求める。下記式(1)は、The Theory of Polymer Dynamics, M. DOI and D. F. EDWARDS, CLARENDON PRESS, OXFORD, 1986, P312に記載の剛直棒状分子の粘度式(8.138)と、Lb2×ρ=M/NAの関係(式中、Lは繊維長、bは繊維幅(微細セルロース繊維の断面は正方形とする)、ρは微細セルロース繊維の濃度(kg/m3)、Mは分子量、NAはアボガドロ数を表す。)から導き出されるものである。また、前記の粘度式(8.138)において、剛直棒状分子を微細セルロース繊維とする。下記式(1)中、ηspは比粘度、πは円周率、lnは自然対数、Pはアスペクト比(L/b)、γ=0.8、ρsは分散媒の密度(kg/m3)、ρ0はセルロース結晶の密度(kg/m3)、Cはセルロースの質量濃度(C=ρ/ρs)を表す。なお、前記測定方法で測定される平均アスペクト比は、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が結合してなる構造を付加していない「微細セルロース繊維」のものであるが、後述する「微細セルロース繊維複合体」とも実質的に同一である。したがって、微細セルロース繊維複合体のアスペクト比の測定が容易でない場合には、その測定に代えて、微細セルロース繊維のアスペクト比を測定してもよい。
The average aspect ratio (fiber length / fiber diameter) of the fine cellulose fibers is preferably 10 or more, more preferably 20 or more, still more preferably 50 or more, and still more preferably 100 or more. Further, it is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less, still more preferably 400 or less, and still more preferably 350 or less. The average aspect ratio is, for example, preferably 10 or more and 1000 or less, more preferably 20 or more and 500 or less, still more preferably 50 or more and 400 or less, and still more preferably 100 or more and 350 or less. When fine cellulose fibers having an average aspect ratio in this range are blended with a fiber-forming thermoplastic resin, fibers having excellent dispersibility in the resin and high mechanical strength can be obtained.
For the fine cellulose fibers used as a raw material, the average aspect ratio is determined from the relationship between the concentration of fine cellulose fibers in the dispersion and the specific viscosity of the dispersion with respect to water using the following formula (1). Is calculated in reverse. The following formula (1) is obtained from the viscosity formula (8.138) of the rigid rod-like molecule described in The Theory of Polymer Dynamics, M. DOI and DF EDWARDS, CLARENDON PRESS, OXFORD, 1986, P312 and Lb 2 × ρ = M / relationship N a (where, L is the fiber length, b is the fiber width (the fine cellulose fiber cross section is a square), [rho is the fine cellulose fiber concentration (kg / m 3), M is the molecular weight, N a Represents the Avogadro number.) In the viscosity formula (8.138), the rigid rod-like molecule is a fine cellulose fiber. In the following formula (1), η sp is the specific viscosity, π is the circumference ratio, ln is the natural logarithm, P is the aspect ratio (L / b), γ = 0.8, ρ s is the density of the dispersion medium (kg / m 3 ), ρ 0 represents the density of the cellulose crystals (kg / m 3 ), and C represents the mass concentration of the cellulose (C = ρ / ρ s ). The average aspect ratio measured by the above measuring method is that of “fine cellulose fiber” to which a structure formed by bonding an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group is not added. However, it is substantially the same as the “fine cellulose fiber composite” described later. Therefore, when the measurement of the aspect ratio of the fine cellulose fiber composite is not easy, the aspect ratio of the fine cellulose fiber may be measured instead of the measurement.
熱可塑性樹脂繊維中に分散している微細セルロース繊維のアスペクト比については、熱可塑性樹脂繊維の切片を切り出し、切片中の微細セルロース繊維を透過型顕微鏡あるいは原子間力顕微鏡等の公知の方法により5本以上抽出し、それらの繊維長と繊維径を測定することで平均アスペクト比を算出する。 Regarding the aspect ratio of the fine cellulose fiber dispersed in the thermoplastic resin fiber, a section of the thermoplastic resin fiber is cut out, and the fine cellulose fiber in the section is removed by a known method such as a transmission microscope or an atomic force microscope. The average aspect ratio is calculated by extracting more than one and measuring their fiber length and fiber diameter.
微細セルロース繊維は、例えばその分散液の状態で用いることができる。あるいは該分散液をそのまま乾燥させた乾燥物の状態で用いることもできる。該乾燥物を機械処理で粉末化してもよい。更に、微細セルロース繊維の水分散液をアルコール等の非水系溶媒と混合させて該微細セルロース繊維を凝集させ、その凝集物を乾燥させた状態で用いてもよい。 Fine cellulose fiber can be used in the state of the dispersion liquid, for example. Or it can also be used in the state of the dried material which dried this dispersion liquid as it is. The dried product may be pulverized by mechanical processing. Further, an aqueous dispersion of fine cellulose fibers may be mixed with a non-aqueous solvent such as alcohol to aggregate the fine cellulose fibers, and the aggregate may be used in a dried state.
本発明で用いられる微細セルロース繊維は、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が結合してなる構造を有する微細セルロース繊維複合体であることが、該微細セルロース繊維に疎水性を付与し得る点から好ましい。なかでも特に、熱可塑性樹脂中への分散性と微細セルロース複合体製造工程への適性の両立という観点から、脂肪族炭化水素基が結合してなる構造を有することが一層好ましい。なお、特に示さない限り、本明細書における「微細セルロース繊維」との用語は、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が結合してなる構造を付加していない「微細セルロース繊維」と、「微細セルロース繊維」に炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が結合してなる構造を付加した「微細セルロース繊維複合体」とを含む概念である。 The fine cellulose fiber used in the present invention is a fine cellulose fiber composite having a structure formed by bonding an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group. It is preferable from the viewpoint that hydrophobicity can be imparted. Among these, from the viewpoint of achieving both dispersibility in a thermoplastic resin and suitability for the production process of a fine cellulose composite, it is more preferable to have a structure in which an aliphatic hydrocarbon group is bonded. Unless otherwise indicated, the term “fine cellulose fiber” in the present specification does not add a structure in which an aliphatic hydrocarbon group and / or an aromatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms are bonded. “Fine cellulose fiber” and “fine cellulose fiber composite” in which a structure formed by bonding an aliphatic hydrocarbon group and / or an aromatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms to “fine cellulose fiber” is added. It is a concept.
微細セルロース繊維に疎水性が付与されると、該微細セルロース繊維が、繊維形成性の熱可塑性樹脂中に一層均一に分散されやすくなり、繊維の強度が一層向上する。この観点から、脂肪族炭化水素基はその炭素数が2以上であることが更に好ましく、3以上であることが一層好ましい。また、微細セルロース複合体製造工程への適性から、脂肪族炭化水素基の炭素数の上限は、30以下であることが好ましく、20以下であることが更に好ましい。具体的には、脂肪族炭化水素基の炭素数は、1以上30以下であることが好ましく、2以上30以下であることが更に好ましく、3以上20以下であることが一層好ましい。芳香族炭化水素基に関しては、置換されているか又は置換されていない芳香族環を有する基を用いることが好ましく、その炭素数は8以上であることが好ましく、9以上であることが更に好ましい。芳香族炭化水素基の炭素数の上限は、36以下であることが好ましく、26以下であることが更に好ましい。具体的には、芳香族炭化水素基の炭素数は、1以上36以下であることが好ましく、8以上36以下であることが更に好ましく、9以上26以下であることが一層好ましい。 When hydrophobicity is imparted to the fine cellulose fibers, the fine cellulose fibers are more easily dispersed in the fiber-forming thermoplastic resin, and the strength of the fibers is further improved. In this respect, the aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 or more carbon atoms, more preferably 3 or more. Moreover, the upper limit of the number of carbon atoms of the aliphatic hydrocarbon group is preferably 30 or less, and more preferably 20 or less, from the viewpoint of suitability for the fine cellulose composite production process. Specifically, the aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 30 carbon atoms, and even more preferably 3 to 20 carbon atoms. Regarding the aromatic hydrocarbon group, a group having a substituted or unsubstituted aromatic ring is preferably used, and the number of carbon atoms thereof is preferably 8 or more, and more preferably 9 or more. The upper limit of the number of carbon atoms of the aromatic hydrocarbon group is preferably 36 or less, and more preferably 26 or less. Specifically, the carbon number of the aromatic hydrocarbon group is preferably 1 or more and 36 or less, more preferably 8 or more and 36 or less, and still more preferably 9 or more and 26 or less.
特に微細セルロース繊維は、該微細セルロース繊維におけるセルロース主鎖に、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基がアミド結合を介して連結されている構造を有する微細セルロース繊維複合体であることが、疎水性を一層高める観点から好ましい。また、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基を導入するときにアミド結合を介することで、微細セルロース繊維の耐熱性が向上し、高温での混練に十分耐えることが可能になり、樹脂中での分散性が向上する。 In particular, the fine cellulose fiber has a structure in which an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group is connected to the cellulose main chain of the fine cellulose fiber via an amide bond. A composite is preferable from the viewpoint of further increasing hydrophobicity. In addition, when introducing an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group, the heat resistance of the fine cellulose fiber is improved by using an amide bond, and it can sufficiently withstand kneading at a high temperature. And dispersibility in the resin is improved.
アミド結合を介して結合している炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基のうち脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜30の飽和若しくは不飽和の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基が挙げられる。具体例として以下の炭化水素基が挙げられる。
・炭素数1の炭化水素基:メチル基。
・炭素数2〜30の飽和の、直鎖状の炭化水素基:エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、オクタデシル基、ドコシル基、オクタコサニル基。
・炭素数2〜30の不飽和の、直鎖状の炭化水素基:オレイル基、ミリストレイル基、パルミトレイル基、リノレイル基、リノレニル基、エイコサニル基。
・炭素数2〜30の飽和の、分岐状の炭化水素基:イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、t−ペンチル基、イソへキシル基、2−ヘキシル基、ジメチルブチル基、エチルブチル基。
Among aliphatic hydrocarbon groups having 1 or more carbon atoms and / or aromatic hydrocarbon groups bonded via an amide bond, examples of the aliphatic hydrocarbon group include saturated or unsaturated groups having 1 to 30 carbon atoms. A linear or branched hydrocarbon group is mentioned. Specific examples include the following hydrocarbon groups.
-A hydrocarbon group having 1 carbon atom: a methyl group.
-C2-C30 saturated, linear hydrocarbon group: ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, nonyl group, decyl group, dodecyl group, octadecyl group, docosyl group An octacosanyl group.
-Unsaturated, linear hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms: oleyl group, myristol group, palmitoleyl group, linoleyl group, linolenyl group, eicosanyl group.
A saturated branched hydrocarbon group having 2 to 30 carbon atoms: isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, t-pentyl group, isohexyl group, 2-hexyl group , Dimethylbutyl group, ethylbutyl group.
また前記飽和若しくは不飽和の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基の他にも、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの脂環式炭化水素基が挙げられる。
炭素数1以上の芳香族炭化水素基として、例えば、ベンジル基、フェニル基などの芳香族炭化水素基が挙げられる。
In addition to the saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group can be used.
Examples of the aromatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms include aromatic hydrocarbon groups such as a benzyl group and a phenyl group.
更に前記炭化水素基の他にも、ヒドロキシエチル基及びヒドロキシプロピル基など親水基を有する炭化水素基や、エチレングリコール及びプロピレングリコールなどのポリエーテル鎖や、ラクチド及びカプロラクトンなどのポリエステル鎖を有する炭化水素基も、本発明で用いる微細セルロース繊維においてアミド結合を介して結合する炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基として好適に用いられる。 Further, in addition to the hydrocarbon group, a hydrocarbon group having a hydrophilic group such as hydroxyethyl group and hydroxypropyl group, a polyether chain such as ethylene glycol and propylene glycol, and a hydrocarbon chain having a polyester chain such as lactide and caprolactone. The group is also suitably used as an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group bonded via an amide bond in the fine cellulose fiber used in the present invention.
微細セルロース繊維複合体中の炭化水素基の平均結合量(微細セルロース繊維の単位質量当たりの平均結合量)は、好ましくは0.1mmol/g以上、更に好ましくは0.5mmol/g以上、そして、好ましくは3mmol/g以下、更に好ましくは2mmol/g以下、特に好ましくは1mmol/g以下である。より具体的には、好ましくは0.1mmol/g以上3mmol/g以下、更に好ましくは0.1mmol/g以上2mmol/g以下、特に好ましくは0.5mmol/g以上1mmol/g以下である。炭化水素基の平均結合量は、次式により算出される。次式において、「炭化水素基導入前の微細セルロース繊維のカルボキシル基含有量」は、前記<微細セルロース繊維のカルボキシル基含有量の測定方法>により測定され、「炭化水素基導入後の微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量」は、後述する<微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量の測定方法>により測定される。
炭化水素基の結合量(mmol/g)=炭化水素基導入前の微細セルロース繊維のカルボキシル基含有量(mmol/g)−炭化水素基導入後の微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量(mmol/g)
The average bonding amount of hydrocarbon groups in the fine cellulose fiber composite (average bonding amount per unit mass of the fine cellulose fiber) is preferably 0.1 mmol / g or more, more preferably 0.5 mmol / g or more, and Preferably it is 3 mmol / g or less, More preferably, it is 2 mmol / g or less, Most preferably, it is 1 mmol / g or less. More specifically, it is preferably 0.1 mmol / g or more and 3 mmol / g or less, more preferably 0.1 mmol / g or more and 2 mmol / g or less, and particularly preferably 0.5 mmol / g or more and 1 mmol / g or less. The average bond amount of the hydrocarbon group is calculated by the following formula. In the following formula, “carboxyl group content of fine cellulose fiber before introduction of hydrocarbon group” is measured by the above <Method for measuring carboxyl group content of fine cellulose fiber>, and “fine cellulose fiber after introduction of hydrocarbon group” The “carboxyl group content of the composite” is measured according to <Measurement method of carboxyl group content of fine cellulose fiber composite> described later.
Bond amount of hydrocarbon group (mmol / g) = carboxyl group content of fine cellulose fiber before introduction of hydrocarbon group (mmol / g) −carboxyl group content of fine cellulose fiber composite after introduction of hydrocarbon group (mmol) / G)
上述のように、微細セルロース繊維複合体はアミド基を介して炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が導入されていることが好ましいが、カルボキシル基を有する微細セルロース繊維の該カルボキシル基をアミド化することで炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が導入されていることが更に好ましい。この場合、微細セルロース繊維複合体中のカルボキシル基のすべてがアミド化されていてもよく、あるいはカルボキシル基がアミド化されずに残存していてもよい。更にカルボキシル基が第1〜3級アミン塩化又は第4級アンモニウム塩化された状態で残存していてもよい。本発明で用いる微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量は、好ましくは0mmol/g以上、更に好ましくは0.2mmol/g以上、そして、好ましくは2.9mmol/g以下、更に好ましくは1mmol/g以下、特に好ましくは0.8mmol/g以下である。より具体的には、好ましくは0mmol/g以上2.9mmol/g以下、更に好ましくは0mmol/g以上1mmol/g以下、特に好ましくは0.2mmol/g以上0.8mmol/g以下である。微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量は、次のようにして測定される。 As described above, the fine cellulose fiber composite preferably has an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group introduced through an amide group. More preferably, an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group is introduced by amidating the carboxyl group of the fiber. In this case, all of the carboxyl groups in the fine cellulose fiber composite may be amidated, or the carboxyl groups may remain without being amidated. Further, the carboxyl group may remain in a state of being primary or tertiary amine chloride or quaternary ammonium chloride. The carboxyl group content of the fine cellulose fiber composite used in the present invention is preferably 0 mmol / g or more, more preferably 0.2 mmol / g or more, and preferably 2.9 mmol / g or less, more preferably 1 mmol / g. Hereinafter, it is particularly preferably 0.8 mmol / g or less. More specifically, it is preferably 0 mmol / g or more and 2.9 mmol / g or less, more preferably 0 mmol / g or more and 1 mmol / g or less, and particularly preferably 0.2 mmol / g or more and 0.8 mmol / g or less. The carboxyl group content of the fine cellulose fiber composite is measured as follows.
<微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量の測定方法>
乾燥質量0.5gの微細セルロース繊維複合体を100mLビーカーにとり、脱イオン水、又は、メタノール/水=2/1の混合溶媒を加えて全体で55mLとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mLを加えて分散液を調製し、微細セルロース繊維複合体が十分に分散するまで該分散液を攪拌する。この分散液に0.1M塩酸を加えてpHを2.5〜3に調整し、自動滴定装置(東亜ディーケーケー株式会社製、商品名「AUT−50」)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で該分散液に滴下し、1分ごとの電導度及びpHの値を測定し、pH11になるまで測定を続け、電導度曲線を得る。この電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、次式により、微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量を算出する。
微細セルロース繊維複合体のカルボキシル基含有量(mmol/g)=水酸化ナトリウム滴定量×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.05M)/微細セルロース繊維複合体の質量(0.5g)
<Measuring method of carboxyl group content of fine cellulose fiber composite>
Take a fine cellulose fiber composite with a dry mass of 0.5 g in a 100 mL beaker, add deionized water or a mixed solvent of methanol / water = 2/1 to make a total of 55 mL, and add 5 mL of 0.01M sodium chloride aqueous solution to it. In addition, a dispersion is prepared, and the dispersion is stirred until the fine cellulose fiber composite is sufficiently dispersed. To this dispersion, 0.1M hydrochloric acid was added to adjust the pH to 2.5-3, and 0.05M sodium hydroxide aqueous solution was used using an automatic titrator (trade name “AUT-50” manufactured by Toa DKK Corporation). Is dropped into the dispersion under the condition of a waiting time of 60 seconds, and the electric conductivity and pH value are measured every minute, and the measurement is continued until the pH reaches 11, thereby obtaining an electric conductivity curve. From this conductivity curve, the sodium hydroxide titration amount is obtained, and the carboxyl group content of the fine cellulose fiber composite is calculated by the following equation.
Carboxyl group content of fine cellulose fiber composite (mmol / g) = sodium hydroxide titration × sodium hydroxide aqueous solution concentration (0.05 M) / mass of fine cellulose fiber composite (0.5 g)
上述のように、本発明で用いる微細セルロース繊維複合体はアミド基を介して炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が導入されていることが好ましいが、微細セルロース繊維に、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基を有する第1級や、第2級アミン化合物(以下、これらを総称して「アミン化合物」とも言う。)を、アミド結合を介して結合させることで炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が導入されていることが更に好ましい。 As described above, the fine cellulose fiber composite used in the present invention preferably has an aliphatic hydrocarbon group and / or an aromatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms introduced through an amide group. A primary or secondary amine compound having an aliphatic hydrocarbon group and / or an aromatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms in the fiber (hereinafter, these are also collectively referred to as “amine compound”). More preferably, an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group is introduced by bonding via an amide bond.
微細セルロース繊維は、例えば天然セルロース繊維を酸化して反応物繊維を得る酸化反応工程、及び該反応物繊維を微細化処理する微細化工程を含む製造方法によって得ることができる。具体的には、天然セルロース繊維をN−オキシル化合物存在下で酸化することで、微細セルロース繊維を得ることができる。このようにして得られた微細セルロース繊維の主鎖に、上述したアミン化合物を、アミド結合を介して結合させる。使用されるアミン化合物は、製造目的物である微細セルロース繊維複合体において、アミド結合を介して結合する炭化水素基を構成するものである。 The fine cellulose fiber can be obtained, for example, by a production method including an oxidation reaction step of obtaining a reaction product fiber by oxidizing natural cellulose fiber, and a refinement step of making the reaction product fiber fine. Specifically, fine cellulose fibers can be obtained by oxidizing natural cellulose fibers in the presence of an N-oxyl compound. The amine compound described above is bonded to the main chain of the fine cellulose fiber thus obtained through an amide bond. The amine compound to be used constitutes a hydrocarbon group bonded through an amide bond in the fine cellulose fiber composite which is a production object.
第1級アミンとしては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン等のモノアルキルアミンが挙げられる。第2級アミンとしては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクタデシルアミン等のジアルキルアミンが挙げられる。 Examples of the primary amine include monoalkylamines such as methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine, hexylamine, octylamine, decylamine, dodecylamine, octadecylamine, and oleylamine. Examples of the secondary amine include dialkylamines such as dimethylamine, diethylamine, dibutylamine, and dioctadecylamine.
アミン化合物と微細セルロース繊維とのアミド化反応において、反応系の温度(アミド化反応の反応温度)は、好ましくは20℃以上80℃以下であり、反応時間は好ましくは1時間以上24時間以下である。アミド化反応の終了後、常法に従って反応系を洗浄・ろ過して、未反応物や各種副生成物等の不純物を除去する。こうして、微細セルロース繊維に炭化水素基がアミド結合を介して結合してなる微細セルロース繊維複合体が得られる。微細セルロース繊維複合体は、洗浄時に使用した溶媒(例えばアセトン)を含浸させた膨潤ゲルであってもよく、あるいは乾燥した繊維状や粉末状等であってもよい。 In the amidation reaction between an amine compound and fine cellulose fibers, the temperature of the reaction system (reaction temperature of the amidation reaction) is preferably 20 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and the reaction time is preferably 1 hour or longer and 24 hours or shorter. is there. After completion of the amidation reaction, the reaction system is washed and filtered according to a conventional method to remove impurities such as unreacted substances and various by-products. In this way, a fine cellulose fiber composite in which hydrocarbon groups are bonded to fine cellulose fibers via amide bonds is obtained. The fine cellulose fiber composite may be a swollen gel impregnated with a solvent (for example, acetone) used at the time of washing, or may be a dried fiber or powder.
本発明の熱可塑性樹脂繊維は、その原料が溶融紡糸可能である限りにおいて、繊維形成性の熱可塑性樹脂の樹脂以外の他の樹脂や、微細セルロース繊維以外の物質を含んでいてもよい。そのような樹脂及び物質としては、例えば結晶核剤、抗菌剤、防かび剤、難燃剤、光安定剤、親水剤、撥水剤、顔料等などが挙げられる。 As long as the raw material can be melt-spun, the thermoplastic resin fiber of the present invention may contain a resin other than the resin of the fiber-forming thermoplastic resin and a substance other than the fine cellulose fiber. Examples of such resins and substances include crystal nucleating agents, antibacterial agents, fungicides, flame retardants, light stabilizers, hydrophilic agents, water repellents, pigments and the like.
本発明の熱可塑性樹脂繊維は、好適には、微細セルロース繊維及び繊維形成性の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を溶融紡糸する工程によって製造される。溶融紡糸のためには、例えば微細セルロース繊維及び繊維形成性の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物からなるマスターバッチを製造し、このマスターバッチを押出機に供給して溶融混練し、押出機に付設された紡糸口金から溶融状態の樹脂組成物を押し出して、それを引き取って巻き取る操作を行う。引き取り後に延伸操作を行ってもよい。あるいは、1000m/min以上の巻取速度の高速溶融紡糸によって、紡糸口金から押し出された溶融樹脂の引き取り操作中に延伸操作を行ってもよい。 The thermoplastic resin fiber of the present invention is preferably produced by melt spinning a thermoplastic resin composition containing fine cellulose fibers and a fiber-forming thermoplastic resin. For melt spinning, for example, a master batch made of a thermoplastic resin composition containing fine cellulose fibers and a fiber-forming thermoplastic resin is manufactured, and the master batch is supplied to an extruder and melt-kneaded. The melted resin composition is extruded from the spinneret attached to, and is taken up and wound up. You may perform extending | stretching operation after taking over. Or you may perform extending | stretching operation during the taking-up operation of the molten resin extruded from the spinneret by the high-speed melt spinning of the winding speed of 1000 m / min or more.
微細セルロース繊維及び繊維形成性の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を製造するには、例えば微細セルロース繊維が粉末の場合には、微細セルロース繊維及び繊維形成性の熱可塑性樹脂の混合物を押出機に供給して溶融混練し、溶融状態の混合物をストランド状に押し出して、これを裁断してペレットからなるマスターバッチにすればよい。微細セルロース繊維が分散液の状態の場合には、該分散液及び繊維形成性の熱可塑性樹脂を、防爆仕様の押出機に供給して分散媒を揮発させながら溶融混練し、溶融状態の混合物をストランド状に押し出して、これを裁断してペレットからなるマスターバッチにすればよい。いずれの場合であっても、押出機としては、例えば単軸混練押出機、二軸混練押出機及び加圧ニーダー等の公知の装置が使用できる。 In order to produce a thermoplastic resin composition containing fine cellulose fibers and a fiber-forming thermoplastic resin, for example, when the fine cellulose fibers are powder, a mixture of the fine cellulose fibers and the fiber-forming thermoplastic resin is extruded. The mixture may be supplied to a machine, melted and kneaded, and the molten mixture may be extruded into a strand shape, which is cut into a master batch made of pellets. When the fine cellulose fibers are in a dispersion state, the dispersion liquid and the fiber-forming thermoplastic resin are supplied to an explosion-proof extruder and melt-kneaded while volatilizing the dispersion medium. What is necessary is just to extrude in the shape of a strand, cut | judge this, and you may make it the masterbatch consisting of a pellet. In any case, as the extruder, known apparatuses such as a single-screw kneading extruder, a twin-screw kneading extruder, and a pressure kneader can be used.
このようにして得られたマスターバッチを用いて溶融紡糸を行う。溶融紡糸の条件に特に制限はなく、樹脂の種類等に応じて適切な条件が採用される。本製造方法によれば、微細セルロース繊維を熱可塑性樹脂に混合して溶融紡糸することで微細セルロース繊維が配向し、そのフィラー効果によって紡糸中の糸の強度が増す。紡糸中の糸の強度が増すことは、溶融紡糸中に糸切れが生じることを効果的に防止し得る点から有利である。糸切れの防止は、高速溶融紡糸や、細径繊維の紡糸の観点から望ましい。また、繊維径が均一な繊維を紡糸し得る点からも、糸切れの防止は望ましい。なお高速溶融紡糸が可能になることは、高延伸倍率に起因する強度の高い繊維の紡糸や、紡糸の生産性の点から有利である。 Melt spinning is performed using the master batch thus obtained. There are no particular limitations on the melt spinning conditions, and appropriate conditions are employed depending on the type of resin and the like. According to this production method, the fine cellulose fibers are oriented by mixing the fine cellulose fibers with the thermoplastic resin and melt spinning, and the strength of the yarn being spun increases due to the filler effect. Increasing the strength of the yarn being spun is advantageous because it can effectively prevent breakage during melt spinning. Prevention of yarn breakage is desirable from the viewpoint of high-speed melt spinning and spinning of small-diameter fibers. In addition, it is desirable to prevent yarn breakage from the viewpoint that fibers having a uniform fiber diameter can be spun. The possibility of high-speed melt spinning is advantageous from the viewpoint of spinning high-strength fibers resulting from a high draw ratio and spinning productivity.
本発明においては、上述した溶融紡糸によって得られた繊維を必要に応じて公知の後工程、例えば油剤処理工程や延伸工程に付した後、所定の長さに切断してステープルファイバとすることができる。このステープルファイバを用いて各種の繊維製品、例えば不織布を製造することができる。ステープルファイバを用いた不織布としては例えばエアスルー不織布が挙げられる。この不織布においては、上述の理由によって構成繊維の強度が向上しているので、その結果、該繊維を原料とするエアスルー不織布の強度も向上する。 In the present invention, the fiber obtained by the melt spinning described above may be subjected to a known post-process as necessary, for example, an oil treatment process or a stretching process, and then cut into a predetermined length to obtain a staple fiber. it can. Various fiber products, for example, non-woven fabrics can be produced using the staple fibers. Examples of the nonwoven fabric using staple fibers include air-through nonwoven fabric. In this nonwoven fabric, the strength of the constituent fibers is improved for the reasons described above, and as a result, the strength of the air-through nonwoven fabric using the fibers as a raw material is also improved.
不織布の別の例としてスパンボンド不織布が挙げられる。スパンボンド法は、溶融紡糸した繊維をエアサッカーによって延伸することで繊維の配向を促し、強度の高い長繊維不織布を製造する方法であり、スパンボンド不織布の低坪量化や風合い向上のため繊維の細径化への要望が存在している。しかしながら、従来技術では、一定以上に延伸力を高めると、繊維が紡糸張力に耐えられず、糸切れを起こすという問題があった。これに対し本発明によれば、微細セルロース繊維を熱可塑性樹脂に分散させることによって糸の強度が増し、エアサッカーの圧力をより高めても繊維が糸切れを起こすことなく延伸できるようになる。その結果、従来不可能であった細い繊維を製造できるようになり、スパンボンド不織布の低坪量化や風合い向上が可能になる。 Another example of the nonwoven fabric is a spunbond nonwoven fabric. The spunbond method is a method for producing a high-strength long-fiber nonwoven fabric by drawing the melt-spun fiber by air soccer to promote fiber orientation. There is a need for smaller diameters. However, in the prior art, if the drawing force is increased beyond a certain level, there is a problem that the fiber cannot withstand the spinning tension and the yarn breaks. On the other hand, according to the present invention, the strength of the yarn is increased by dispersing the fine cellulose fibers in the thermoplastic resin, and even if the pressure of the air soccer is further increased, the fibers can be stretched without causing yarn breakage. As a result, it becomes possible to produce fine fibers that were impossible in the past, and it is possible to reduce the basis weight and improve the texture of the spunbonded nonwoven fabric.
不織布の別の例としてメルトブローン不織布も挙げられる。メルトブローン法は、溶融樹脂に高温高速の熱風を吹き付けて細い繊維を製造する方法であり、更なる細い繊維への要望がある。しかしながら、従来技術では、溶融樹脂に吹き付ける熱風量を増やしてより延伸を促すことで繊維径を細くしようとしても、繊維が切れてしまうため、かえって繊維が太くなってしまうという問題点があった。これに対し、微細セルロース繊維を熱可塑性樹脂に分散させることによって紡糸中の糸の強度が増すので、熱風量を増やしても繊維が糸切れを起こすことなく更に延伸できるようになる。その結果、従来不可能であった細い繊維を製造できるようになる。特に従来のメルトブローン不織布は強度が低いため、例えばスパンボンド不織布等の他の不織布と積層された積層体として用いられることが多かったが、本発明の繊維を含むメルトブローン不織布は単体でも十分な強度が確保できる。 Another example of the nonwoven fabric is a melt blown nonwoven fabric. The melt blown method is a method for producing fine fibers by blowing hot air at a high temperature and high speed to a molten resin, and there is a demand for further fine fibers. However, in the prior art, there is a problem that even if an attempt is made to reduce the fiber diameter by increasing the amount of hot air blown to the molten resin to promote stretching, the fiber is cut and the fiber becomes thicker. On the other hand, since the strength of the yarn during spinning is increased by dispersing the fine cellulose fiber in the thermoplastic resin, the fiber can be further stretched without causing yarn breakage even if the amount of hot air is increased. As a result, it becomes possible to produce fine fibers that were impossible in the past. In particular, since conventional melt blown nonwoven fabrics have low strength, for example, they were often used as laminates laminated with other nonwoven fabrics such as spunbond nonwoven fabrics, but the melt blown nonwoven fabrics containing the fibers of the present invention alone have sufficient strength. It can be secured.
以上のとおり、本発明の熱可塑性樹脂繊維を含む不織布は、強度が高く、そのことに起因して後工程での高速搬送が可能となる。また、該不織布をフィルターとして使う場合の寿命、耐摩擦性及び耐圧性が向上する。更に該不織布は手触り感が良好になる。したがって、かかる不織布は、例えばフィルター、吸収性物品の表面シートや裏面シート、及び清掃用シート等として有用なものである。 As described above, the nonwoven fabric containing the thermoplastic resin fiber of the present invention has high strength, and therefore, high-speed conveyance in a subsequent process becomes possible. In addition, the life, friction resistance and pressure resistance when using the nonwoven fabric as a filter are improved. Further, the non-woven fabric has a good touch feeling. Therefore, such a nonwoven fabric is useful as, for example, a filter, a top sheet or a back sheet of an absorbent article, and a cleaning sheet.
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は前記実施形態に制限されない。例えば前記実施形態においては、本発明の熱可塑性樹脂繊維を含む不織布の例として、エアスルー不織布、スパンボンド不織布及びメルトブローン不織布を挙げたが、それ以外の不織布に本発明の熱可塑性樹脂繊維を用いてもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable embodiment, this invention is not restrict | limited to the said embodiment. For example, in the said embodiment, although the air through nonwoven fabric, the spun bond nonwoven fabric, and the melt blown nonwoven fabric were mentioned as an example of the nonwoven fabric containing the thermoplastic resin fiber of this invention, the thermoplastic resin fiber of this invention is used for the other nonwoven fabric. Also good.
上述した実施形態に関し、本発明は更に以下の熱可塑性樹脂繊維及びその製造方法を開示する。
<1>
繊維形成性の熱可塑性樹脂中に微細セルロース繊維が分散されてなる熱可塑性樹脂繊維。
In relation to the above-described embodiment, the present invention further discloses the following thermoplastic resin fiber and a method for producing the same.
<1>
A thermoplastic resin fiber in which fine cellulose fibers are dispersed in a fiber-forming thermoplastic resin.
<2>
前記熱可塑性樹脂繊維は、前記熱可塑性樹脂をマトリックスとし、該マトリックス中に分散層としての微細セルロース繊維が分散した状態になっている、前記<1>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<3>
前記微細セルロース繊維の平均繊維径が0.1nm以上300nm以下であり、好ましくは0.1nm以上100nm以下であり、更に好ましくは0.1nm以上50nm以下である前記<1>又は<2>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<4>
前記微細セルロース繊維の平均繊維径が0.1nm以上50nm以下である前記<1>又は<2>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<5>
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリフェニレンサルファイド、及びポリエーテルエーテルケトンからなる群より選ばれる1種以上の樹脂である前記<1>ないし<4>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<6>
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン及びポリエステルからなる群より選ばれる1種以上の樹脂である前記<1>ないし<4>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<2>
The thermoplastic resin fiber according to <1>, wherein the thermoplastic resin fiber has the thermoplastic resin as a matrix, and fine cellulose fibers as a dispersion layer are dispersed in the matrix.
<3>
The average fiber diameter of the fine cellulose fibers is from 0.1 nm to 300 nm, preferably from 0.1 nm to 100 nm, more preferably from 0.1 nm to 50 nm, described in <1> or <2>. Thermoplastic resin fiber.
<4>
The thermoplastic resin fiber according to <1> or <2>, wherein an average fiber diameter of the fine cellulose fiber is 0.1 nm or more and 50 nm or less.
<5>
The thermoplastic resin according to any one of <1> to <4>, wherein the thermoplastic resin is at least one resin selected from the group consisting of polyolefin, polyester, polyamide, polyacrylonitrile, polyphenylene sulfide, and polyether ether ketone. Thermoplastic resin fiber.
<6>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <4>, wherein the thermoplastic resin is at least one resin selected from the group consisting of polyolefin and polyester.
<7>
前記熱可塑性樹脂がポリプロピレンである前記<1>ないし<4>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<8>
前記微細セルロース繊維の含有量が0.01質量%以上50質量%以下であり、好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上であり、好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下であり、好ましくは0.05質量%以上10質量%以下、更に好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である前記<1>ないし<7>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<9>
前記微細セルロース繊維の含有量が0.1質量%以上5質量%以下である前記<1>ないし<7>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<10>
前記熱可塑性樹脂の含有量が50質量%以上99.99質量%以下であり、好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上であり、好ましくは99.95質量%以下、更に好ましくは99.9質量%以下であり、好ましくは90質量%以上99.95質量%以下、更に好ましくは95質量%以上99.9質量%以下である前記<1>ないし<9>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<11>
平均繊維径が150nm以上1500nm以下であり、好ましくは250nm以上、更に好ましくは350nm以上であり、好ましくは1000nm以下、更に好ましくは750nm以下であり、好ましくは250nm以上1000nm以下、更に好ましくは350nm以上750nm以下である前記<1>ないし<10>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<7>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <4>, wherein the thermoplastic resin is polypropylene.
<8>
Content of the said fine cellulose fiber is 0.01 mass% or more and 50 mass% or less, Preferably it is 0.05 mass% or more, More preferably, it is 0.1 mass% or more, Preferably it is 10 mass% or less, Furthermore Preferably it is 5 mass% or less, Preferably it is 0.05 mass% or more and 10 mass% or less, More preferably, it is 0.1 mass% or more and 5 mass% or less in any one of said <1> thru | or <7>. The thermoplastic resin fiber as described.
<9>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <7>, wherein the content of the fine cellulose fiber is 0.1% by mass or more and 5% by mass or less.
<10>
The content of the thermoplastic resin is 50% by mass or more and 99.99% by mass or less, preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, preferably 99.95% by mass or less, more preferably 99.9% by mass or less, preferably 90% by mass or more and 99.95% by mass or less, more preferably 95% by mass or more and 99.9% by mass or less, in any one of the above items <1> to <9> The thermoplastic resin fiber as described.
<11>
The average fiber diameter is 150 nm or more and 1500 nm or less, preferably 250 nm or more, more preferably 350 nm or more, preferably 1000 nm or less, more preferably 750 nm or less, preferably 250 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 350 nm or more and 750 nm. The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <10>, wherein:
<12>
平均繊維径が350nm以上750nm以下である前記<1>ないし<10>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<13>
平均繊維径が5μm以上70μm以下であり、好ましくは7.5μm以上、更に好ましくは10μm以上であり、好ましくは45μm以下、更に好ましくは20μm以下であり、好ましくは7.5μm以上45μm以下、更に好ましくは10μm以上20μm以下である前記<1>ないし<10>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<14>
平均繊維径が10μm以上20μm以下である前記<1>ないし<10>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<15>
平均繊維径が5μm以上70μm以下であり、好ましくは8μm以上、更に好ましくは11μm以上であり、好ましくは50μm以下、更に好ましくは30μm以下であり、好ましくは8μm以上50μm以下、更に好ましくは11μm以上30μm以下である前記<1>ないし<10>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<16>
平均繊維径が11μm以上30μm以下である前記<1>ないし<10>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<12>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <10>, wherein an average fiber diameter is 350 nm or more and 750 nm or less.
<13>
The average fiber diameter is 5 μm or more and 70 μm or less, preferably 7.5 μm or more, more preferably 10 μm or more, preferably 45 μm or less, more preferably 20 μm or less, preferably 7.5 μm or more and 45 μm or less, more preferably The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <10>, wherein is 10 μm or more and 20 μm or less.
<14>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <10>, wherein the average fiber diameter is 10 μm or more and 20 μm or less.
<15>
The average fiber diameter is 5 μm or more and 70 μm or less, preferably 8 μm or more, more preferably 11 μm or more, preferably 50 μm or less, more preferably 30 μm or less, preferably 8 μm or more and 50 μm or less, more preferably 11 μm or more and 30 μm. The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <10>, wherein:
<16>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <10>, wherein an average fiber diameter is 11 μm or more and 30 μm or less.
<17>
前記微細セルロース繊維が、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基が結合してなる構造を有する前記<1>ないし<16>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<18>
前記結合は、前記微細セルロース繊維におけるセルロース主鎖に、炭素数1以上の脂肪族炭化水素基及び/又は芳香族炭化水素基がアミド結合を介して連結されたものである前記<17>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<19>
前記脂肪族炭化水素基の炭素数が1以上30以下であり、好ましくは2以上、更に好ましくは3以上であり、好ましくは20以下であり、好ましくは2以上30以下、更に好ましく、3以上20以下である前記<17>又は<18>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<20>
前記脂肪族炭化水素基の炭素数が3以上20以下である前記<17>又は<18>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<21>
前記脂肪族炭化水素基が、飽和若しくは不飽和の直鎖状若しくは分岐状の炭化水素基である前記<17>ないし<20>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<17>
The thermoplastic resin according to any one of <1> to <16>, wherein the fine cellulose fiber has a structure formed by bonding an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group. fiber.
<18>
The said bond is described in <17>, wherein an aliphatic hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and / or an aromatic hydrocarbon group is connected to a cellulose main chain in the fine cellulose fiber via an amide bond. Thermoplastic resin fiber.
<19>
The aliphatic hydrocarbon group has 1 to 30 carbon atoms, preferably 2 or more, more preferably 3 or more, preferably 20 or less, preferably 2 or more and 30 or less, more preferably 3 or more and 20 The thermoplastic resin fiber according to <17> or <18>, which is the following.
<20>
The thermoplastic resin fiber according to <17> or <18>, wherein the aliphatic hydrocarbon group has 3 to 20 carbon atoms.
<21>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <17> to <20>, wherein the aliphatic hydrocarbon group is a saturated or unsaturated linear or branched hydrocarbon group.
<22>
前記芳香族炭化水素基の炭素数が1以上36以下であり、好ましくは8以上、更に好ましくは9以上であり、好ましくは26以下であり、好ましくは8以上36以下、更に好ましく、9以上26以下である前記<17>又は<18>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<23>
前記芳香族炭化水素基の炭素数が9以上26以下である前記<17>又は<18>に記載の熱可塑性樹脂繊維。
<24>
前記<1>ないし<23>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維を含む不織布。
<25>
前記<1>ないし<23>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維を含む不織布であり、該不織布がスパンボンド不織布又はメルトブローン不織布である不織布。
<26>
前記<1>ないし<23>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維を含む不織布であり、該不織布がエアスルー不織布である不織布。
<22>
The aromatic hydrocarbon group has 1 to 36 carbon atoms, preferably 8 or more, more preferably 9 or more, preferably 26 or less, preferably 8 to 36, more preferably 9 to 26. The thermoplastic resin fiber according to <17> or <18>, which is the following.
<23>
The thermoplastic resin fiber according to <17> or <18>, wherein the aromatic hydrocarbon group has 9 to 26 carbon atoms.
<24>
A nonwoven fabric comprising the thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <23>.
<25>
A nonwoven fabric comprising the thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <23>, wherein the nonwoven fabric is a spunbond nonwoven fabric or a meltblown nonwoven fabric.
<26>
A nonwoven fabric comprising the thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <23>, wherein the nonwoven fabric is an air-through nonwoven fabric.
<27>
前記<24>ないし<26>のいずれか1に記載の不織布を有する吸収性物品。
<28>
微細セルロース繊維及び繊維形成性の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を溶融紡糸する工程を備える前記<1>ないし<23>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維の製造方法。
<29>
微細セルロース繊維及び繊維形成性の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を溶融紡糸する工程を有する熱可塑性樹脂繊維の製造方法。
<30>
前記微細セルロース繊維が粉末であり、該粉末及び前記熱可塑性樹脂の混合物を押出機に供給して溶融混練し、溶融状態の前記混合物を押し出すことにより、前記熱可塑性樹脂組成物を得る工程を含む前記<28>又は<29>に記載の熱可塑性樹脂繊維の製造方法。
<31>
前記溶融紡糸が、紡糸口金から溶融状態の前記熱可塑性樹脂組成物を押し出して、それを引き取って巻き取る工程を備える前記<28>ないし<30>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維の製造方法。
<27>
An absorbent article comprising the nonwoven fabric according to any one of <24> to <26>.
<28>
The method for producing a thermoplastic resin fiber according to any one of <1> to <23>, further comprising a step of melt spinning a thermoplastic resin composition containing fine cellulose fibers and a fiber-forming thermoplastic resin.
<29>
A method for producing a thermoplastic resin fiber, comprising melt-spinning a thermoplastic resin composition containing fine cellulose fibers and a fiber-forming thermoplastic resin.
<30>
The fine cellulose fiber is a powder, and includes a step of supplying the mixture of the powder and the thermoplastic resin to an extruder, melt-kneading, and extruding the molten mixture to obtain the thermoplastic resin composition. The method for producing a thermoplastic resin fiber according to <28> or <29>.
<31>
The thermoplastic resin fiber according to any one of <28> to <30>, wherein the melt spinning includes a step of extruding the thermoplastic resin composition in a molten state from a spinneret, and taking up and winding it. Production method.
<32>
前記<31>に記載の熱可塑性樹脂の製造方法における前記巻き取る工程の後に、前記熱可塑性樹脂繊維を切断してステープルファイバとし、該ステープルファイバを用いるエアスルー不織布の製造方法。
<33>
前記溶融紡糸する工程がメルトブローン法又はスパンボンド法によって溶融紡糸する工程である前記<28>ないし<30>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂繊維の製造方法。
<34>
前記<28>ないし<30>のいずれか1に記載の熱可塑性樹脂の製造方法における前記溶融紡糸する工程がメルトブローン法又はスパンボンド法である不織布の製造方法。
<32>
The method for producing an air-through nonwoven fabric using the staple fiber by cutting the thermoplastic resin fiber into a staple fiber after the winding step in the method for producing a thermoplastic resin according to <31>.
<33>
The method for producing a thermoplastic resin fiber according to any one of <28> to <30>, wherein the melt spinning step is a melt spinning step by a melt blown method or a spun bond method.
<34>
A method for producing a nonwoven fabric, wherein the melt spinning step in the method for producing a thermoplastic resin according to any one of <28> to <30> is a melt blown method or a spunbond method.
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| JP (1) | JP2018168513A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021040046A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | ユニ・チャーム株式会社 | Method for manufacturing pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, fiber composite reinforcing material, pellet, film, fiber, and nonwoven textile |
| JP2023019599A (en) * | 2021-07-29 | 2023-02-09 | 国立大学法人福井大学 | Composite fiber, manufacturing method therefor, and fiber product |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102344685A (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-08 | 中国科学院化学研究所 | Method for preparing nano cellulose microfibril reinforced polymer composite material |
| JP2013079334A (en) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Unitika Ltd | Polyamide resin composition, and method for producing polyamide resin composition |
| JP2013151661A (en) * | 2011-12-28 | 2013-08-08 | Kao Corp | Molded article made from polyester resin composition |
| JP2014034616A (en) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Kao Corp | Resin composition |
| CN104404647A (en) * | 2014-10-15 | 2015-03-11 | 浙江恒逸高新材料有限公司 | Hydrophilic polyester fiber modified by cellulose nanocrystal and preparation method thereof |
| CN104746170A (en) * | 2015-02-13 | 2015-07-01 | 南京航空航天大学 | Automatic temperature-regulation polyester composite fiber and preparation method thereof |
| JP2016094539A (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Thermoplastic resin composition |
-
2017
- 2017-03-30 JP JP2017067911A patent/JP2018168513A/en active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102344685A (en) * | 2010-08-05 | 2012-02-08 | 中国科学院化学研究所 | Method for preparing nano cellulose microfibril reinforced polymer composite material |
| JP2013079334A (en) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Unitika Ltd | Polyamide resin composition, and method for producing polyamide resin composition |
| JP2013151661A (en) * | 2011-12-28 | 2013-08-08 | Kao Corp | Molded article made from polyester resin composition |
| JP2014034616A (en) * | 2012-08-08 | 2014-02-24 | Kao Corp | Resin composition |
| CN104404647A (en) * | 2014-10-15 | 2015-03-11 | 浙江恒逸高新材料有限公司 | Hydrophilic polyester fiber modified by cellulose nanocrystal and preparation method thereof |
| JP2016094539A (en) * | 2014-11-14 | 2016-05-26 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Thermoplastic resin composition |
| CN104746170A (en) * | 2015-02-13 | 2015-07-01 | 南京航空航天大学 | Automatic temperature-regulation polyester composite fiber and preparation method thereof |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 成形加工 プラスチック成形加工学会(2016年6月14,15日開催) 要旨集 , JPN6021016915, 2016, pages 317 - 318, ISSN: 0004502687 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021040046A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-03-04 | ユニ・チャーム株式会社 | Method for manufacturing pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, fiber composite reinforcing material, pellet, film, fiber, and nonwoven textile |
| JPWO2021040046A1 (en) * | 2019-08-30 | 2021-09-27 | ユニ・チャーム株式会社 | Method of manufacturing pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, fiber composite reinforcing material, pellets, film, fiber, non-woven fabric |
| CN114269535A (en) * | 2019-08-30 | 2022-04-01 | 尤妮佳股份有限公司 | Method for producing pulp fiber material for fiber composite reinforcement, pellet, film, fiber, and nonwoven fabric |
| JP7179077B2 (en) | 2019-08-30 | 2022-11-28 | ユニ・チャーム株式会社 | Method for producing pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, pulp fiber raw material for fiber composite reinforcing material, fiber composite reinforcing material, pellet, film, fiber, non-woven fabric |
| JP2023019599A (en) * | 2021-07-29 | 2023-02-09 | 国立大学法人福井大学 | Composite fiber, manufacturing method therefor, and fiber product |
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