專利名稱：極細(xì)復(fù)合纖維和極細(xì)纖維及它們的制造方法以及纖維結(jié)構(gòu)物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了靜電紡絲法(electro spinning)的極細(xì)纖維及其制造方法以 及包含通過該方法獲得的極細(xì)復(fù)合纖維的纖維結(jié)構(gòu)物。
背景技術(shù)：
一直以來，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)纖維、尼龍纖維、聚烯烴纖維等合成纖維 通常通過熔融紡絲法來制造。然而通過熔融紡絲法難以獲得極細(xì)纖維，特別是難以穩(wěn)定地 獲得直徑為8i!m(以單纖維纖度計(jì)為約ldecitex)以下的纖維。另一方面，作為獲得極細(xì)纖維的方法，下述專利文獻(xiàn)1 3提出了靜電紡絲法。專 利文獻(xiàn)1公開了固體熔融靜電紡絲法。專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-239114專利文獻(xiàn)2 日本特開2007-197859專利文獻(xiàn)3 日本特開2005-154927但是，以往的靜電紡絲法具有以下的問題。難以帶電的聚合物即使施加電壓也難 以進(jìn)行細(xì)纖維化，因此難以適用于靜電紡絲法。另外，專利文獻(xiàn)1 3需要將紡絲前的供給 樹脂溶解或分散于溶劑中，因此存在在所得纖維中溶劑所產(chǎn)生的成分殘留的問題。當(dāng)溶劑 殘留于所得纖維中時(shí)，可能會(huì)發(fā)生之后溶劑所產(chǎn)生的成分滲出的各種問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述以往的問題，提供在不需要將供給樹脂溶解或分散于溶劑中 的情況下、使用靜電紡絲法獲得合成纖維的極細(xì)復(fù)合纖維和極細(xì)纖維以及極細(xì)復(fù)合纖維的 制造方法和包含極細(xì)復(fù)合纖維的纖維結(jié)構(gòu)物。本發(fā)明的極細(xì)復(fù)合纖維的特征在于，其是通過將復(fù)合樹脂成形物在供給側(cè)電極前 和/或上述供給側(cè)電極與捕獲電極之間進(jìn)行加熱熔融，并通過靜電紡絲使其伸長(zhǎng)而獲得 的；所述復(fù)合樹脂成形物是具有2個(gè)以上的相的固體狀的復(fù)合樹脂成形物，且體積電阻率 值為1015Q cm以下的樹脂在所述復(fù)合樹脂成形物表面上露出30%以上；其中，構(gòu)成上述 極細(xì)復(fù)合纖維的纖維成分為相分離狀態(tài)。本發(fā)明的極細(xì)纖維是使構(gòu)成上述極細(xì)復(fù)合纖維的任一成分脫離而獲得的。本發(fā)明的極細(xì)復(fù)合纖維的制造方法的特征在于，其包含以下工序預(yù)先使體積電阻率值為1015Q 以下的樹脂在復(fù)合樹脂成形物表面上露出30% 以上，其中所述復(fù)合樹脂成形物是具有2個(gè)以上的相的固體狀的復(fù)合樹脂成形物，然后將 上述復(fù)合樹脂成形物供給至供給側(cè)電極的工序；將上述復(fù)合樹脂成形物在上述供給側(cè)電極前和/或上述供給側(cè)電極與捕獲側(cè)電 極之間進(jìn)行加熱熔融的工序；和通過靜電紡絲使上述熔融的復(fù)合樹脂成形物伸長(zhǎng)的工序。
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本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)物的特征在于包含極細(xì)復(fù)合纖維，所述極細(xì)復(fù)合纖維是通過將 復(fù)合樹脂成形物在供給側(cè)電極前和/或上述供給側(cè)電極與捕獲電極之間進(jìn)行加熱熔融，并 通過靜電紡絲使其伸長(zhǎng)而獲得的；所述復(fù)合樹脂成形物是具有2個(gè)以上的相的固體狀的復(fù) 合樹脂成形物，且體積電阻率值為1015Q cm以下的樹脂在所述復(fù)合樹脂成形物表面上露 出30%以上；其中，構(gòu)成上述極細(xì)復(fù)合纖維的纖維成分為相分離狀態(tài)；。


圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的靜電紡絲裝置的概略說明圖。圖2為本發(fā)明的另一實(shí)施例的靜電紡絲裝置的概略說明圖。圖3為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)編號(hào)3中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、 倍率為20000倍)的照片。圖4為圖3的概略截面圖。圖5為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)編號(hào)5中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、 倍率為10000倍)的照片。圖6為圖5的概略截面圖。圖7為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)編號(hào)6中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、 倍率為4000倍)的照片。圖8為圖7的概略截面圖。圖9為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)編號(hào)10中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、 倍率為10000倍)的照片。圖10為圖9的概略截面圖。圖11為本發(fā)明的另一實(shí)施例的靜電紡絲裝置的概略說明圖，是原料的復(fù)合纖維 為多根紡絲的例子。圖12A為作為本發(fā)明實(shí)施例2中使用的原料的復(fù)合樹脂成形物的復(fù)合纖維的截面 的一個(gè)例子、圖12B為本發(fā)明實(shí)施例2中獲得的極細(xì)復(fù)合纖維的截面的一個(gè)例子。圖13A為作為本發(fā)明實(shí)施例3中使用的原料的復(fù)合樹脂成形物的復(fù)合纖維的截面 的一個(gè)例子、圖13B為本發(fā)明實(shí)施例3中獲得的極細(xì)復(fù)合纖維的截面的一個(gè)例子。圖14為本發(fā)明的實(shí)施例2、實(shí)驗(yàn)編號(hào)13中獲得的EV0H除去前的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為2000倍)的照片。圖15為本發(fā)明的實(shí)施例2、實(shí)驗(yàn)編號(hào)13中獲得的EV0H除去后的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為2000倍)的照片。圖16為本發(fā)明的實(shí)施例2、實(shí)驗(yàn)編號(hào)14中獲得的EV0H除去后的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為2000倍)的照片。圖17為本發(fā)明的實(shí)施例2、實(shí)驗(yàn)編號(hào)15中獲得的EV0H除去后的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為1000倍)的照片。圖18為本發(fā)明的實(shí)施例3、實(shí)驗(yàn)編號(hào)18中獲得的EV0H除去前的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為5000倍)的照片。圖19為本發(fā)明的實(shí)施例3、實(shí)驗(yàn)編號(hào)18中獲得的EV0H除去后的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為5000倍)的照片。
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圖20為本發(fā)明的實(shí)施例3、實(shí)驗(yàn)編號(hào)19中獲得的EV0H除去后的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為5000倍)的照片。圖21為本發(fā)明的實(shí)施例3、實(shí)驗(yàn)編號(hào)20中獲得的EV0H除去后的極細(xì)纖維的掃描 電子顯微鏡(SEM、倍率為5000倍)的照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明使用具有2個(gè)以上的相的固體狀的復(fù)合樹脂成形物來作為原料，上述復(fù)合 樹脂中的1種以上的樹脂的體積電阻率值在1015Q cm以下，且上述樹脂在復(fù)合樹脂成形 物表面上露出30%以上，該復(fù)合樹脂成形物在通過電極間的供給側(cè)電極時(shí)帶電，并通過靜 電紡絲而伸長(zhǎng)，可以在不使用有機(jī)溶劑的情況下獲得用以往方法難以獲得的極細(xì)復(fù)合纖維 和極細(xì)纖維。即，由于可以在不向紡絲前的供給樹脂中混入有機(jī)溶劑的情況下對(duì)樹脂本身 進(jìn)行紡絲，因此具有在所得纖維中不存在溶劑的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明人等對(duì)固體熔融靜電紡絲法中為何特定的樹脂無法高效地伸長(zhǎng) (extension)或拉伸(drawing)進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，某特定的樹脂中具有如聚丙烯(PP) 那樣體積電阻率值高達(dá)1016 102°Q -cm的物質(zhì)，這種物質(zhì)即使施加電壓也難以帶電，因此 難以進(jìn)行細(xì)纖維化。代表性的樹脂的體積電阻率如下所述。表 1 參考1 :EV0H是乙烯一乙烯醇共聚物的縮寫。參考2 表1的數(shù)據(jù)參考旭化成AMIDAS株式會(huì)社1 ’卞午；”卞編集部編、「7 卞午” 〒—7" ” >7」1999年12月1日発行、工業(yè)調(diào)查會(huì)、186頁(yè)。因此，對(duì)在不使用溶劑的情況下將體積電阻率低的樹脂成分制成復(fù)合樹脂成形物 進(jìn)行了研究。復(fù)合樹脂成形物的復(fù)合方法有多種多樣，限定于纖維狀的復(fù)合樹脂成形物時(shí)， 從截面形狀來看有分割型、并列型、海島型、芯鞘型(其中芯和鞘為何種成分具有選擇性) 等，從進(jìn)行了各種研究的結(jié)果可知，當(dāng)原料使用含有體積電阻率值為1015Q cm以下的樹 脂成分且上述樹脂在復(fù)合樹脂成形物表面上露出30%以上的復(fù)合樹脂成形物時(shí)，伸長(zhǎng)性最好。在本發(fā)明中，體積電阻率值利用ASTM D-257進(jìn)行測(cè)定。關(guān)于固體熔融靜電紡絲，由于通過供給側(cè)電極時(shí)帶電的樹脂在電引力的作用下高 速地向著捕獲側(cè)電極伸長(zhǎng)，因此體積電阻率值超過io15Q 的樹脂由于難以帶電，所以是 不適于靜電紡絲的樹脂。但是，本發(fā)明通過在伸長(zhǎng)時(shí)與體積電阻率值為1015Q cm以下的 樹脂組合，由于其影響作用，即使是體積電阻率值高的樹脂也可伸長(zhǎng)。推測(cè)其原因在于，固 體狀的復(fù)合樹脂成形物在電極間的供給側(cè)電極前和/或上述供給側(cè)電極與捕獲電極之間 被加熱熔融時(shí)，在被加熱熔融的原料纖維的前端，露出至表面的體積電阻率值為規(guī)定值以 下的成分在進(jìn)行靜電紡絲之前充分地帶電，在該形勢(shì)下，通常難以帶電的體積電阻率值超 過1015Q cm的樹脂同時(shí)被伸長(zhǎng)、紡絲。在本發(fā)明中，在電極間的供給側(cè)電極與捕獲側(cè)電極之間施加電壓。優(yōu)選的施加電 壓為20 100kV、更優(yōu)選為30 50kV。當(dāng)為上述范圍時(shí)，樹脂易于帶電、在電極間也難以引起火花或電暈放電、沒有著火 等問題。當(dāng)電壓小于20kV時(shí)，在環(huán)境中的空間(電極間)中，由于電極間具有電阻，因此可 能電子的流動(dòng)變差、樹脂難以帶電。另外，當(dāng)超過100kV時(shí)，在電極間會(huì)引起火花或電暈放 電，樹脂可能會(huì)著火。另外，電極間距離可以考慮所得極細(xì)復(fù)合纖維的纖維直徑(直徑)、纖維直徑的不 均以及極細(xì)纖維向捕獲側(cè)電極的聚集性來適當(dāng)選擇。例如，電極間距離優(yōu)選為2 25cm、更 優(yōu)選為5 20cm。當(dāng)為上述范圍時(shí)，樹脂易于帶電、在電極間也難以引起火花或電暈放電、 沒有著火等問題。當(dāng)電極間距離小于2cm時(shí)，在電極間易于引起火花或電暈放電、樹脂可能 會(huì)著火。當(dāng)超過25cm時(shí)，具有電極間的電阻增高、電子的流動(dòng)受阻、樹脂難以帶電的傾向。供給至供給側(cè)電極的復(fù)合樹脂成形物優(yōu)選以固體狀態(tài)供給。還可以是通過供給側(cè) 電極時(shí)通過加熱而成為熔融狀或半熔融(軟化)狀的復(fù)合樹脂成形物。優(yōu)選以纖維的狀態(tài) 供給。當(dāng)復(fù)合樹脂成形物為纖維的狀態(tài)時(shí)，極細(xì)復(fù)合纖維的截面形狀易于成為與纖維狀的 復(fù)合樹脂成形物的截面形狀相似的形狀，易于控制進(jìn)行靜電紡絲而獲得的極細(xì)復(fù)合纖維的 截面形狀。作為復(fù)合樹脂成形物(復(fù)合纖維)，優(yōu)選單絲、將多根單絲會(huì)聚而成的多絲或絲 束。在上文中，多絲是指絲數(shù)為2 100根、絲束是指絲數(shù)超過100根。其中，從靜電紡絲 性的角度出發(fā)，優(yōu)選為將10 1000根單絲會(huì)聚而成的多絲或絲束。向剛通過供給側(cè)電極后的復(fù)合樹脂成形物(例如固體的復(fù)合纖維)照射例如激光 光線，將復(fù)合樹脂成形物加熱熔融。即使預(yù)先使復(fù)合樹脂成形物成為熔融狀或半熔融狀， 通過在電極間進(jìn)一步進(jìn)行加熱熔融，可以使復(fù)合樹脂成形物低粘度化，因此能夠提高伸長(zhǎng) 性。激光光線包含由YAG激光、二氧化碳(C02)激光、氬激光、準(zhǔn)分子激光、氦-鎘激光等光 源發(fā)出的激光光線。這些激光光線中，從對(duì)高分子樹脂的熱吸收率良好、電源效率高、復(fù)合 纖維的熔融性高的角度出發(fā)，優(yōu)選由二氧化碳激光發(fā)出的激光光線。激光光線的波長(zhǎng)例如 為200nm 20 ii m、優(yōu)選為500nm 18 ii m、更優(yōu)選為1 16 P m(特別是5 15 ii m)左右。 作為對(duì)復(fù)合樹脂成形物進(jìn)行加熱熔融的其它方法，還可使用波長(zhǎng)在780nm 2. 5 y m區(qū)域的 近紅外線等公知的方法。激光光線的照射方法并無特別限定，從能夠?qū)?fù)合纖維局部地進(jìn)行照射的角度出 發(fā)，優(yōu)選以點(diǎn)狀照射激光光線的方法。對(duì)復(fù)合纖維照射將該點(diǎn)狀激光光線的光束直徑的大小可以根據(jù)復(fù)合纖維的形狀進(jìn)行選擇。具體的光束直徑例如在線狀體樹脂(例如單絲、多 絲、絲束等)的情況下，只要比線狀體樹脂的平均直徑大即可，例如為0. 5 30mm、優(yōu)選為 1 20mm、更優(yōu)選為2 15mm(特別是3 10mm)左右。線狀體樹脂的平均直徑與光束直 徑的比例可以是相對(duì)于線狀體樹脂的平均直徑為1 100倍左右的光束直徑，優(yōu)選為2 50倍、更優(yōu)選為3 30倍(特別是5 20倍)左右的光束直徑。而且，當(dāng)在通過供給側(cè)電極后照射激光光線以對(duì)復(fù)合樹脂成形物進(jìn)行加熱熔融 時(shí)，優(yōu)選供給側(cè)電極的樹脂成形物出來一側(cè)的端部與樹脂成形物的被激光光線照射的部位 之間的距離為1 6mm。更優(yōu)選為2 4mm。其原因在于，當(dāng)距離小于1mm時(shí)，激光光線照 射部非常接近電極，因此電極的溫度增高，結(jié)果加熱樹脂成形物的時(shí)間變長(zhǎng)、可能會(huì)引起樹 脂分解；當(dāng)超過6mm時(shí)，通過供給側(cè)電極時(shí)帶電的樹脂成形物的帶電量減少、即使利用激光 光線對(duì)其進(jìn)行加熱熔融，也有熔融狀體的樹脂難以向著捕獲側(cè)電極伸長(zhǎng)的傾向。復(fù)合樹脂成形物熔融所需要的激光光線的輸出功率可以控制在構(gòu)成復(fù)合樹脂成 形物中的任意樹脂的熔點(diǎn)最高的樹脂的熔點(diǎn)以上、且構(gòu)成復(fù)合樹脂成形物的任意樹脂不會(huì) 著火或分解的溫度的范圍。關(guān)鍵是，只要復(fù)合樹脂成形物成為具有粘性的狀態(tài)即可。為了 使復(fù)合樹脂成形物具有粘性而進(jìn)行加熱的溫度隨著復(fù)合樹脂成形物的供給速度或激光光 線的輸出功率、激光與復(fù)合樹脂成形物之間的距離、復(fù)合樹脂成形物的粗細(xì)的不同而變化， 例如在激光光線的情況下優(yōu)選為160°C 1200°C、更優(yōu)選為600°C 800°C的加熱溫度。當(dāng) 低于160°C的溫度時(shí)，由于進(jìn)行加熱的熱量少，因此會(huì)發(fā)生熔融不良、難以具有粘性并難以 進(jìn)行極細(xì)化，另外，當(dāng)超過1200°C時(shí)，樹脂可能會(huì)著火或分解，從而無法纖維化。另外，具體 的激光光線的輸出功率可以根據(jù)所使用的復(fù)合樹脂成形物的物性值(熔點(diǎn))或形狀、粗細(xì)、 供給速度等來適當(dāng)選擇，例如可以為3 100mA、優(yōu)選為3 50mA、更優(yōu)選為6 40mA左 右。當(dāng)激光光線的輸出功率小于3mA時(shí)，為了使樹脂成為熔融狀態(tài)，激光光線的照射條件可 以通過測(cè)定復(fù)合樹脂成形物的熔點(diǎn)來進(jìn)行控制，但當(dāng)復(fù)合樹脂成形物為直徑小的線狀體且 被賦予高電壓的情況時(shí)，從簡(jiǎn)便性的角度出發(fā)，優(yōu)選利用激光光線的輸出功率來進(jìn)行控制。 激光光線可以從復(fù)合樹脂成形物的周圍的1個(gè)位置或多個(gè)位置進(jìn)行照射。熔融的復(fù)合樹脂成形物在電引力的作用下向著捕獲側(cè)電極伸長(zhǎng)。此時(shí)的伸長(zhǎng)倍率 為100 1000倍、優(yōu)選為200 800倍、更優(yōu)選為300 500倍左右。通過被拉伸至該伸 長(zhǎng)倍率，復(fù)合樹脂成形物被極細(xì)纖維化。此時(shí)，還可能發(fā)生超拉伸。結(jié)果，含有體積電阻率 值超過1015Q 的樹脂的極細(xì)復(fù)合纖維的直徑可以達(dá)到5 ym以下。在優(yōu)選的條件下，直 徑可以達(dá)到3 y m以下；在更優(yōu)選的條件下，直徑可以達(dá)到1 P m以下。在本發(fā)明中，復(fù)合樹脂成形物從截面來看優(yōu)選為海島型、分割型或芯鞘型。當(dāng)為這 樣的截面時(shí)，可以選擇性地配置通過供給側(cè)電極的部分易于帶電的樹脂。需要說明的是，纖維直徑在為圓形纖維時(shí)由纖維的直徑求得。通過纖維截面或纖 維側(cè)面測(cè)量纖維直徑。異形截面(多邊形、楕圓、中空、C型、Y型、X型、不定形等)通過將纖維截面假定 成具有相同面積的圓形來測(cè)量其直徑以作為纖維直徑。因此，當(dāng)為異形纖維時(shí)，無法通過纖 維側(cè)面求出纖維直徑。通過供給側(cè)電極的部分在復(fù)合樹脂成形物表面上露出30%以上的樹脂優(yōu)選體積 電阻率值為106 1014Q cm。更優(yōu)選為107 1014Q cm。這樣，復(fù)合纖維在通過供給側(cè)
7電極時(shí)易于帶電。另外，即使是體積電阻率值高得超過1015Q cm的樹脂，通過單獨(dú)使用或者組合 使用多種下述方法在樹脂中混煉體積電阻率值降低的母料(例如含有碳或金屬鹽類等填 充物類的母料)；進(jìn)行電暈加工、氟加工、駐極體(electret)加工等降低樹脂電阻值的處理 方法；或者在復(fù)合樹脂表面涂布或浸漬體積電阻率值降低的油劑(例如陰離子系表面活性 劑、陽(yáng)離子系表面活性劑或非離子系表面活性劑等)等的處理；即使是體積電阻率值高的 樹脂，通過在靜電紡絲之前使用上述方法降低表觀體積電阻率值，也能夠成為適于靜電紡 絲的樹脂。需要說明的是，表觀體積電阻率值通常是指用樹脂測(cè)定的體積電阻率(ASTM D-257)的樹脂部分用使用了上述處理方法的試樣進(jìn)行測(cè)定得到的值。S卩，并非是樹脂本身的體積電阻率，而是經(jīng)處理的樹脂所具有的、表示體積電阻率 的值。當(dāng)體積電阻率值為1015 Q -cm以下的樹脂在復(fù)合樹脂成形物表面上露出30%以上 時(shí)，即使是難以帶電的體積電阻率值超過1015Q cm的樹脂，在體積電阻率值為1015Q - cm 以下的樹脂充分帶電并被靜電紡絲時(shí)，由于其影響作用，體積電阻率值超過1015Q 的樹 脂也同時(shí)被靜電紡絲而伸長(zhǎng)。只要體積電阻率值為1015Q cm以下的樹脂在復(fù)合樹脂成形物表面上露出30% 以上，即使是體積電阻率高的樹脂與低的樹脂的組合，也能夠形成極細(xì)復(fù)合纖維，在優(yōu)選的 條件下還能夠得到直徑為3 u m以下的極細(xì)復(fù)合纖維。當(dāng)然，體積電阻率值為1015Q cm以下的樹脂之間組合更沒有問題。在本發(fā)明中，復(fù)合樹脂成形物的體積電阻率值為1015Q cm以下的樹脂的比例可 以為10質(zhì)量％以上、優(yōu)選為30質(zhì)量％以上、更優(yōu)選為50質(zhì)量％以上。當(dāng)為該范圍時(shí)，能夠 穩(wěn)定地獲得極細(xì)復(fù)合纖維。樹脂的比例小于10質(zhì)量％時(shí)，無論在復(fù)合樹脂成形物表面上配 置多少體積電阻率值為1015Q -cm以下的樹脂，由于復(fù)合樹脂成形物總的樹脂量少，因此在 進(jìn)行靜電紡絲時(shí)，必須使體積電阻率值超過1015Q cm的難以帶電的樹脂大量地向著捕獲 側(cè)電極拉伸，從而存在難以進(jìn)行極細(xì)化的傾向。即使是配合如烯烴(例如聚丙烯、聚乙烯)那樣的體積電阻率值為1016Q ^！!!以上 的難以帶電的樹脂，只要1015Q cm以下的樹脂為10質(zhì)量％以上，則可進(jìn)行良好的靜電紡 絲。如果使用烯烴等體積電阻率值為1016Q 以上的樹脂和體積電阻率值為1015Q - cm 以下的樹脂，優(yōu)選的體積電阻率值為1015Q cm以下的樹脂的比例為10質(zhì)量％ 70質(zhì) 量％。更優(yōu)選為35質(zhì)量％ 60質(zhì)量％。其原因在于，當(dāng)體積電阻率值為1015Q 以下 的樹脂小于10質(zhì)量％時(shí)，如上所述難以進(jìn)行極細(xì)化；當(dāng)超過70質(zhì)量％時(shí)，雖然在靜電紡絲 方面沒有問題，但在制作作為原料的復(fù)合樹脂成形物時(shí)，由于烯烴部分極少，因此難以獲得 穩(wěn)定的復(fù)合樹脂成形物。另外，優(yōu)選在上述復(fù)合樹脂成形物表面上露出30%以上的成分是選自乙烯-乙烯 醇共聚物、聚酯、尼龍和聚氨酯中的至少1種，其他相的成分是選自聚烯烴、聚酯、尼龍和聚 乳酸中的至少1種。在上述復(fù)合樹脂成形物表面上露出30%以上的成分從高度帶電、利用靜電紡絲的 伸長(zhǎng)性大以及生物相容性優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā)，特別優(yōu)選乙烯_乙烯醇共聚物。乙烯_乙烯醇共聚物的體積電阻率值優(yōu)選為106 1015Q cm、更優(yōu)選為107 109Q cm、更進(jìn)一步優(yōu)選 為 107.5 108.5Q cm。上述乙烯-乙烯醇共聚物為將乙烯_乙酸乙烯酯共聚物皂化而獲得的。乙烯_乙 烯醇共聚物中的乙烯的含量并無特別限定，優(yōu)選為25 70摩爾(mol) %、更優(yōu)選為30 65摩爾(mol) %。作為市售品，有kuraray公司制商品名“EVAL”、日本合成化學(xué)工業(yè)公司制 商品名“S0ARN0L”等，本發(fā)明中可以使用這些市售品。另外，乙烯-乙烯醇共聚物的熔點(diǎn)隨 著其所含的乙烯和乙烯醇的含量而不同，例如含有38摩爾％乙烯的乙烯-乙烯醇共聚物的 熔點(diǎn)為171°C、含有55摩爾％乙烯的乙烯-乙烯醇共聚物的熔點(diǎn)為142°C。另外，乙烯-乙 烯醇共聚物可以使用1種或者混合使用2種以上乙烯含量不同的乙烯-乙烯醇共聚物。上述乙烯-乙烯醇共聚物的熔點(diǎn)優(yōu)選為100°C 190°C、更優(yōu)選為120°C 180°C、 進(jìn)一步優(yōu)選為140°C 175°C。當(dāng)乙烯-乙烯醇共聚物的熔點(diǎn)為100°C以上時(shí)，易于進(jìn)行纖 維化；當(dāng)乙烯-乙烯醇共聚物的熔點(diǎn)為190°C以下時(shí)，在將纖維之間的交點(diǎn)進(jìn)行熱粘接時(shí)， 能夠在較低溫度下進(jìn)行熱處理。上述其他相的成分并無特別限定，例如可以混合使用聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚 甲基戊烯、聚對(duì)苯二甲酸丙二酯、乙烯-丙烯共聚物等聚烯烴，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚 對(duì)苯二甲酸丁二醇酯等聚酯，尼龍6、尼龍66等聚酰胺，聚苯乙烯等中的1種或2種以上。 其中，其他相的成分從獲得纖維強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選熔點(diǎn)為150°C 300°C的范圍。需要說 明的是，熔點(diǎn)為150°C 300°C范圍的聚合物可以舉出例如聚丙烯(160°C 175°C)、聚甲 基戊烯(230°C 240°C )、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(212°C 265°C )、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇 酯(220°C 267°C)、尼龍 6(210°C 220°C)、尼龍 66(255°C 265°C)等(旭化成 AMIDAS 株式會(huì)社，7子夕夕7編集部編、「，7子夕夕 尹一夕歹”夕」1999年12月1日発 行、工業(yè)調(diào)查會(huì)、7頁(yè) 11頁(yè))。特別是在表面上露出30%以上的成分為乙烯-乙烯醇共聚物、其他相的成分為聚 乳酸的芯鞘型復(fù)合纖維、海島型復(fù)合纖維或分割型復(fù)合纖維等復(fù)合纖維，由于兩成分的生 物相容性優(yōu)異、且在纖維內(nèi)不含有溶劑，因此可以在手術(shù)用線、支架、人工關(guān)節(jié)等生物體內(nèi) 包埋材料、止血材料、細(xì)胞培養(yǎng)基材、口罩、體液吸收墊等醫(yī)療材料、面膜、化妝棉等化妝用 品中使用。極細(xì)復(fù)合纖維優(yōu)選在纖維內(nèi)不含有溶劑。更優(yōu)選構(gòu)成極細(xì)復(fù)合纖維的樹脂不含有 有機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑所產(chǎn)生的成分。當(dāng)極細(xì)復(fù)合纖維為在纖維內(nèi)不含有溶劑的構(gòu)成時(shí)，一 般來說對(duì)人或動(dòng)物顯示毒性的溶劑或溶劑所產(chǎn)生的成分不會(huì)從纖維滲出，可適用于接觸人 的領(lǐng)域或醫(yī)療領(lǐng)域。其中，有機(jī)溶劑通常也稱作有機(jī)溶媒，有機(jī)溶劑所產(chǎn)生的成分是指溶劑 由于熱量或帶電等而發(fā)生化學(xué)變化所產(chǎn)生的成分等。為了獲得極細(xì)復(fù)合纖維的在纖維內(nèi)不含有溶劑的構(gòu)成，只要是固體狀的復(fù)合樹脂 成形物內(nèi)不含有溶劑的構(gòu)成即可。不含有溶劑的復(fù)合樹脂成形物例如是在復(fù)合樹脂成形物 為纖維的形態(tài)的情況下通過利用常規(guī)的熔融紡絲法對(duì)樹脂進(jìn)行紡絲而獲得的。溶劑是指能夠溶解或分散樹脂且對(duì)人或動(dòng)物沒有毒性的物質(zhì)。例如，溶劑可以舉 出己烷、苯、甲苯、二乙基醚、氯仿、乙酸乙酯、四氫呋喃、二氯甲烷、丙酮、乙腈、二甲基甲酰 胺、二甲基亞砜、乙酸、1-丁醇、1-丙醇、2-丙醇、甲醇、乙醇、甲酸等。如上所述，優(yōu)選極細(xì)復(fù) 合纖維在纖維內(nèi)不含有溶劑。
上述極細(xì)復(fù)合纖維的直徑優(yōu)選為20 ii m以下、更優(yōu)選為0. 2 17 y m的范圍、特別 優(yōu)選為0. 5 5i!m。上述范圍的極細(xì)纖維難以通過通常的熔融紡絲來獲得。通過靜電紡絲獲得的復(fù)合纖維優(yōu)選在表面上露出30%以上的成分與其他相的成 分為相分離狀態(tài)。由于相分離而易于剝離，因此易于獲得極細(xì)纖維。極細(xì)復(fù)合纖維優(yōu)選從截面來看為海島型、分割型或芯鞘型。當(dāng)復(fù)合樹脂成形物為 多絲或絲束時(shí)，有時(shí)會(huì)成為多絲或絲束成為1個(gè)纖維的截面形狀的極細(xì)纖維。例如，當(dāng)作為 復(fù)合樹脂成形物使用600根芯鞘型復(fù)合纖維會(huì)聚而成的絲束時(shí)，通過靜電紡絲使其伸長(zhǎng)而 獲得的極細(xì)復(fù)合纖維從外觀上看會(huì)獲得島成分的片段數(shù)為1 600的海島型復(fù)合纖維。本 發(fā)明中所說的海島型和/或芯鞘型復(fù)合纖維也包含這種截面形狀的極細(xì)纖維。上述復(fù)合纖維中在表面上露出30%以上的成分優(yōu)選為30 90質(zhì)量％、其他相的 成分優(yōu)選為70 10質(zhì)量％的范圍。更優(yōu)選為35 65 60 40。當(dāng)為上述范圍時(shí)，在電 極間易于帶電、紡絲性變得良好。還可以使構(gòu)成本發(fā)明中獲得的極細(xì)復(fù)合纖維的任一成分脫離，制成由殘留成分構(gòu) 成的極細(xì)纖維。由此，可以制成更細(xì)的纖維。而且，還可制成僅使目標(biāo)聚合物殘留的極細(xì)纖 維。海島結(jié)構(gòu)或劃分成多成分的分割結(jié)構(gòu)由于獨(dú)立的單成分樹脂的片段單位非常小 (用截面形狀來描述，為非常小的物質(zhì)聚集的狀態(tài))，因此認(rèn)為易于受到使供給側(cè)電極的樹 脂帶電時(shí)的影響、利用激光光線將樹脂加熱熔融時(shí)的影響，從而易于均勻地影響整個(gè)片段。所得極細(xì)復(fù)合纖維還可進(jìn)一步使任一種樹脂成分脫離來取出更細(xì)的纖維。脫離方 法可以是利用酸、堿、有機(jī)溶劑的方法等公知的方法，并無特別限定。脫離方法可以根據(jù)樹 脂對(duì)溶劑的溶解度積來適當(dāng)選擇。特別是在鞘為乙烯_乙烯醇共聚物、芯為聚乳酸的芯鞘型復(fù)合纖維的情況下，當(dāng) 使聚乳酸脫離時(shí)，使用80 100°C的水或者將氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鈉等溶解于水而 得到的堿性水溶液。另外，在使乙烯-乙烯醇共聚物脫離的情況下，可以使用常溫(20 30°C )的二甲基亞砜(DMS0)、加熱至60°C的異丙醇或者2-丙醇等。通過對(duì)作為原料的復(fù)合樹脂成形物的加熱方式，可以將經(jīng)伸長(zhǎng)的極細(xì)復(fù)合纖維制 作成各種形狀。例如通過均勻地進(jìn)行加熱，可以獲得相似形狀的截面形狀。通過從復(fù)合樹脂 成形物的一個(gè)方向的側(cè)面進(jìn)行加熱，在截面內(nèi)會(huì)發(fā)生熔融狀態(tài)的分布不均，從而可以獲得 非相似形狀的截面形狀。認(rèn)為其原因在于，由于一側(cè)的樹脂側(cè)面被充分地熔融而預(yù)伸長(zhǎng)，而 相反面與該側(cè)側(cè)面相比熔融粘度較大，無法充分地伸長(zhǎng)，因此形成非相似形狀。具體地說， 圓形截面可以形成C型截面或者芯成分分裂為2個(gè)以上，從而能夠變?yōu)楦?xì)的纖維。當(dāng)極細(xì)復(fù)合纖維聚集在捕獲側(cè)電極時(shí)，可以獲得纖維結(jié)構(gòu)物。纖維結(jié)構(gòu)物可以直 接采集聚集在捕獲側(cè)電極的物質(zhì)，通過將捕獲側(cè)電極制成傳送帶形狀并使聚集的位置連續(xù) 地移動(dòng)，可以連續(xù)地制作片狀的纖維結(jié)構(gòu)物。另外，作為纖維結(jié)構(gòu)物的其他采集方法，通過 在捕獲側(cè)電極上配置金屬篩網(wǎng)或織布、無紡布、紙等，在該片狀物上聚集極細(xì)復(fù)合纖維，可 以獲得層疊結(jié)構(gòu)的纖維結(jié)構(gòu)物。進(jìn)而，還可聚集成盒型過濾器等、如具有一定程度厚度的物 品且并非片材型的物質(zhì)。在本發(fā)明中，纖維結(jié)構(gòu)物是指纖維片材、過濾器等具有一定厚度的 物品等的纖維堆積物。所聚集的對(duì)象物優(yōu)選接地且與捕獲側(cè)電極沒有電位差。不過，只要在生產(chǎn)率方面沒有特別的問題，則沒有必要另外接地，可以以從捕獲側(cè)電極浮起些許的狀態(tài)保持對(duì)象物。在本發(fā)明中，EV0H和PP的組合也可作為優(yōu)選的例子列舉。所得極細(xì)復(fù)合纖維還可 以進(jìn)一步使乙烯-乙烯醇共聚物(EV0H)脫離，從而僅將聚丙烯(PP)纖維取出。作為一個(gè)例 子，可以通過浸漬于含有2-丙醇的水溶液或二甲基亞砜(DMS0)中來將乙烯-乙烯醇共聚 物(EV0H)脫離。脫離的聚丙烯極細(xì)纖維能夠變得比所得極細(xì)復(fù)合纖維更細(xì)。所得聚丙烯極 細(xì)纖維的纖維直徑優(yōu)選為13 y m以下。更優(yōu)選的聚丙烯極細(xì)纖維的纖維直徑為5 y m以下。 例如在優(yōu)選的條件下，1.2 ym左右的芯鞘比為50 50的極細(xì)復(fù)合纖維通過使乙烯-乙烯 醇共聚物脫離，可以獲得更為微細(xì)的0. 3 y m的聚丙烯極細(xì)纖維。另外，通過對(duì)作為原料的復(fù)合樹脂成形物的加熱方式，可以使伸長(zhǎng)的極細(xì)復(fù)合纖 維和/或芯成分的聚丙烯成為各種形狀。例如通過進(jìn)行均勻地加熱，可以獲得相似形狀的 截面形狀。通過從復(fù)合樹脂成形物的一個(gè)方向的側(cè)面進(jìn)行加熱，在截面內(nèi)會(huì)發(fā)生熔融狀態(tài) 的分布不均，從而可以獲得非相似形狀的截面形狀。其原因認(rèn)為在于，由于一側(cè)的樹脂側(cè)面 被充分地熔融而預(yù)伸長(zhǎng)，而相反面與該側(cè)側(cè)面相比熔融粘度較大，因此形成非相似形狀。具 體地說，圓形截面可以形成C型截面或者芯成分分裂為2個(gè)以上，從而能夠變?yōu)楦?xì)的纖 維。下面，參照附圖對(duì)制造方法進(jìn)行說明。圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的靜電紡絲裝 置的概略說明圖。該靜電紡絲裝置11從電壓產(chǎn)生裝置3向供給側(cè)電極1和捕獲側(cè)電極2之 間施加電壓，從激光照射裝置4沿著箭頭X向供給側(cè)電極1的正下方照射激光光線。供給 側(cè)電極與捕獲側(cè)電極間的距離優(yōu)選為2 25cm。更優(yōu)選為5 20cm。當(dāng)電極間的距離低 于2cm時(shí)，由于施加高電壓，因此會(huì)引起火花或電暈放電；當(dāng)超過25cm時(shí)，電引力的效果減 小、熔融的纖維可能不能伸長(zhǎng)至捕獲側(cè)電極。將作為原料的復(fù)合纖維7從被放入容器5的 收納纖維6中抽出、通過導(dǎo)軌8、9，由供給輥10供給至靜電紡絲裝置11。原料的復(fù)合纖維 可以由卷繞在線軸上的繞線體供給。復(fù)合纖維7在通過供給側(cè)電極時(shí)帶電。在此帶電狀態(tài) 下，通過在供給側(cè)電極1的正下方被激光照射裝置4沿著箭頭X照射激光光線，復(fù)合纖維7 被加熱熔融，在電引力的作用下一起伸長(zhǎng)至捕獲側(cè)電極。此時(shí)，復(fù)合纖維在箭頭Y方向上伸 長(zhǎng)、進(jìn)行極細(xì)化。12為經(jīng)極細(xì)化的復(fù)合纖維聚集而成的纖維結(jié)構(gòu)物(片材)。在圖1中，當(dāng)原料的復(fù)合纖維為多根、例如如圖11所示為復(fù)合纖維7a 7f的6 根時(shí)，可以由激光照射裝置4借助反射板鏡13向供給側(cè)電極1的正下方照射激光光線。此 時(shí)，操作反射板鏡13，以角度0將激光光線從箭頭XI擺至X2。由此，可以將激光光線照射 至全部的原料復(fù)合纖維7a 7f上。如此，即使復(fù)合樹脂成形物為多根復(fù)合纖維或無紡布 的形態(tài)也可進(jìn)行紡絲。圖2為本發(fā)明的另一實(shí)施例的靜電紡絲裝置的概略說明圖。該靜電紡絲裝置20由 高電壓端子22向安裝于聚酰亞胺樹脂板23上的供給側(cè)電極21施加電壓。供給側(cè)電極優(yōu) 選為針狀。在針狀電極中，優(yōu)選的針長(zhǎng)度為5 30mm。更優(yōu)選的針長(zhǎng)度為10 20mm。當(dāng) 針長(zhǎng)度小于5mm時(shí)，作為原料的復(fù)合纖維的擠出方向性不穩(wěn)定，有難以向激光光線照射部 分引導(dǎo)的傾向。另外，當(dāng)超過30mm時(shí)，原料纖維通過針內(nèi)時(shí)會(huì)遇到阻力，在擠出時(shí)可能無法 順利地?cái)D出。針內(nèi)徑優(yōu)選為10 2000 iim。更優(yōu)選的內(nèi)徑為20 1650 iim。當(dāng)內(nèi)徑低于 20 y m時(shí)，處理根數(shù)減少，由于細(xì)，因此難以通過原料纖維。當(dāng)超過2000 u m時(shí)，有難以使纖 維內(nèi)部也帶電的傾向。而且，針狀電極并非必須為1根，當(dāng)預(yù)一次進(jìn)行大量的靜電紡絲時(shí)，
11與用1根粗針進(jìn)行相比，多根細(xì)針對(duì)原料纖維向激光光線照射部引導(dǎo)的引導(dǎo)性而言更為有 利。優(yōu)選的針根數(shù)為1 1000根。更優(yōu)選的針根數(shù)為1 300根。捕獲側(cè)電極24接地。 由多個(gè)激光照射裝置25、25沿著箭頭XI、X2向供給側(cè)電極21的正下方照射激光光線。原 料的復(fù)合纖維7在通過供給側(cè)電極21時(shí)帶電。在此帶電狀態(tài)下，通過在供給側(cè)電極21的 正下方被激光照射裝置25、25沿著箭頭X1、X2照射激光光線，復(fù)合纖維7被加熱熔融，在電 引力的作用下向著捕獲側(cè)電極24伸長(zhǎng)。此時(shí)，復(fù)合纖維在箭頭Y方向上例如伸長(zhǎng)數(shù)百倍而 進(jìn)行極細(xì)化。29為經(jīng)極細(xì)化的復(fù)合纖維的聚集物。在加熱伸長(zhǎng)區(qū)域28中，當(dāng)隨著接近激光 照射部之后的捕獲側(cè)電極附近而溫度降低時(shí)，在伸長(zhǎng)的最中間，樹脂開始結(jié)晶，具有難以精 細(xì)地進(jìn)行牽弓I的傾向，因此例如由電加熱器等加熱裝置輸送熱量，為了使纖維不會(huì)驟冷，優(yōu) 選由加熱器或油槽等加熱裝置輸送熱量、對(duì)加熱伸長(zhǎng)區(qū)域28進(jìn)行加熱。加熱伸長(zhǎng)區(qū)域的溫 度由纖維的種類決定，可以加熱至合成纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上、熔點(diǎn)以下。具體地說， 加熱伸長(zhǎng)區(qū)域的溫度優(yōu)選為50 300°C、更優(yōu)選為100 200°C。由于能夠容易地進(jìn)行精 細(xì)的溫度調(diào)整，因此加熱方法優(yōu)選通過使用電的方法來進(jìn)行。圖12A為作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中使用的原料的復(fù)合樹脂成形物的復(fù)合纖維 的截面圖。該復(fù)合纖維70為單絲，具有由芯為聚丙烯(PP)71、鞘為乙烯-乙烯醇共聚物 (EV0H)72構(gòu)成的芯鞘結(jié)構(gòu)。圖12B為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中獲得的極細(xì)復(fù)合纖維的截面 圖。該復(fù)合纖維73具有由芯為經(jīng)極細(xì)化的聚丙烯(PP) 74、鞘為經(jīng)極細(xì)化的乙烯-乙烯醇共 聚物(EV0H)75構(gòu)成的芯鞘結(jié)構(gòu)。圖13A為作為本發(fā)明的另一實(shí)施例中使用的原料的復(fù)合樹脂成形物的復(fù)合纖維 的截面圖。例如，該復(fù)合纖維76為將多絲臨時(shí)固定的例子，為將由芯為聚丙烯(PP)77、鞘為 乙烯-乙烯醇共聚物(EV0H) 78構(gòu)成的芯鞘結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)絲多根會(huì)聚而成的。用于會(huì)聚的臨時(shí) 固定例如通過對(duì)多根復(fù)合纖維澆上熱水而獲得。圖13B為本發(fā)明的另一實(shí)施例中獲得的極 細(xì)復(fù)合纖維的截面圖。該復(fù)合纖維80具有由芯為經(jīng)極細(xì)化的聚丙烯(PP)81、鞘為經(jīng)極細(xì)化 的乙烯_乙烯醇共聚物(EV0H)82構(gòu)成的芯鞘結(jié)構(gòu)。實(shí)施例以下使用實(shí)施例更加具體地說明本發(fā)明。需要說明的是，本發(fā)明并不限定于下述 實(shí)施例。1.原料樹脂使用下述樹脂。(1)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET) :Toray公司制商品名“T200E”、熔點(diǎn)為255°C、 固有粘度(IV)為0.64。(2)聚丙烯(PP)日本Polypropylene公司制商品名“SA03”、熔點(diǎn)為161°C、根據(jù) JIS-K-7210測(cè)定的熔體流動(dòng)速率(MFR ；測(cè)定溫度為230°C、荷重為21. 18N(2. 16kgf))為 30。(3)尼龍6(Ny)宇部興產(chǎn)株式會(huì)社制商品名“1015B”、分子量為15000。(4)高密度聚乙烯(PE)日本polyethylene公司制商品名“HE481”、熔點(diǎn)為 130°C、根據(jù)JIS-K-7210測(cè)定的熔體流動(dòng)速率(MFR 190°C、荷重為21. 18N(2. 16kgf))為 12。(5)實(shí)驗(yàn)編號(hào)10中使用的乙烯_乙烯醇共聚物(EV0H)使用日本合成化學(xué)公司制“K3835BN”、熔點(diǎn)為171°C、根據(jù)JIS-K-7210測(cè)定的熔體流動(dòng)速率(MFR ；測(cè)定溫度為230°C、 荷重為 21. 18N(2. 16kgf))為 35。(6)實(shí)驗(yàn)編號(hào)11 12中使用的乙烯_乙烯醇共聚物(EV0H)使用日本合成化學(xué) 公司制“SG544”、熔點(diǎn)為170°C、根據(jù)JIS-K-7210測(cè)定的熔體流動(dòng)速率(MFR 測(cè)定溫度為 230°C、荷重為 21. 18N(2. 16kgf))為 45。(7)實(shí)驗(yàn)編號(hào)11 12中使用的聚乳酸(PLA)使用豐田汽車株式會(huì)社制“U’ z S-32”、熔點(diǎn)為179°C、體積電阻率值為9X1016(Q cm) 02.原料復(fù)合樹脂成形物的制造原料復(fù)合樹脂成形物為采用常規(guī)方法進(jìn)行熔融紡絲以獲得未拉伸絲，從而制成原 料的復(fù)合樹脂成形物(復(fù)合纖維)。3.靜電紡絲方法靜電紡絲裝置使用圖2所示的裝置、其條件如表2所示。激光裝置鬼塚硝子公司制PIN-30R(額定輸出功率為30W、波長(zhǎng)為10.6iim、光束 直徑為6mm)電極間的電壓35kV電極間的距離8cm原料纖維的送出速度6. Omm/min環(huán)境溫度28°C激光強(qiáng)度100V、8mA供給側(cè)電極與激光照射部的距離4mm供給側(cè)電極使用1根Unicontrols株式會(huì)社制UN系列20GX 15。4.纖維直徑的測(cè)定方法使用掃描電子顯微鏡(SEM、日立制作所公司制商品名“S-3500N”、倍率為1500倍) 觀察纖維側(cè)面，從任意30根的測(cè)定結(jié)果求得平均值。(實(shí)施例1)對(duì)于實(shí)驗(yàn)編號(hào)1 12，原料復(fù)合樹脂成形物的第1成分、第2成分、截面結(jié)構(gòu)、樹脂 比例、纖維直徑如表2所示。使用這些原料復(fù)合樹脂成形物，通過圖2所示靜電紡絲方法制造極細(xì)纖維。靜電 紡絲條件及所得的極細(xì)纖維的纖維直徑一起示于表2。 在二甲基亞砜20ml中放入通過靜電紡絲獲得的復(fù)合纖維lg，在常溫(20 30°C ) 下攪拌15小時(shí)。之后，將溶劑抽濾，用甲醇進(jìn)行置換洗滌后，在常溫下干燥1小時(shí)獲得PLA纖維。B.PLA 的脫離在5質(zhì)量％的氫氧化鉀水溶液200ml中放入通過靜電紡絲獲得的復(fù)合纖維lg，在 80°C下攪拌15小時(shí)。之后，將溶劑抽濾，用純水進(jìn)行置換洗滌后，在60°C下干燥1小時(shí)獲得 EV0H纖維。由表2可知，實(shí)驗(yàn)編號(hào)1 6、8、10 12均是在復(fù)合樹脂成形物的通過供給側(cè)電極 的部分的復(fù)合樹脂成形物表面，體積電阻率值為1015Q -cm以下的樹脂達(dá)到50%或100%， 從而可獲得良好的紡絲性和極細(xì)纖維。另外，所得復(fù)合纖維中不存在溶劑。與此相對(duì)，實(shí)驗(yàn)編號(hào)7、9的復(fù)合纖維的鞘成分為聚烯烴，復(fù)合樹脂成形物表面的 樹脂難以帶電，體積電阻率值超過1015 Q cm的樹脂為100%，因此無法進(jìn)行紡出。將實(shí)驗(yàn)編號(hào)3中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為20000 倍)的照片示于圖3，將概略截面圖示于圖4。圖4中，30為極細(xì)的芯鞘結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維、31 為Ny、32為PET。它們是以體積電阻率值為1015 Q cm以下的PET為鞘成分的芯鞘復(fù)合， 由于在表面上露出100%，因此具有良好的紡絲性且伸長(zhǎng)的纖維為相分離狀態(tài)。此條件下， 由于使用芯鞘結(jié)構(gòu)的復(fù)合樹脂成形物作為原料，因此獲得了相似形狀的極細(xì)復(fù)合纖維。將實(shí)驗(yàn)編號(hào)5中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為10000 倍)的照片示于圖5、將概略截面圖示于圖6。圖6中，40為極細(xì)的16分割結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖 維、41為PET、42為PE。它們是使用體積電阻率值為1015Q cm以下的Ny的分割型復(fù)合， 由于體積電阻率低的樹脂在表面上露出50%，因此具有良好的紡絲性且伸長(zhǎng)的纖維為相分 離狀態(tài)。此條件下，由于使用分割型的復(fù)合樹脂成形物作為原料，因此獲得了相似形狀的分 割型極細(xì)復(fù)合纖維。將實(shí)驗(yàn)編號(hào)6中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為4000 倍)的照片示于圖7、將概略截面圖示于圖8。在圖8中，50為極細(xì)的16分割結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖 維、51為PET、52為PE。它們是使用體積電阻率值為1015Q cm以下的Ny的分割型復(fù)合， 由于體積電阻率低的樹脂在表面上露出50%，因此具有良好的紡絲性且伸長(zhǎng)的纖維為相分 離狀態(tài)。將實(shí)驗(yàn)編號(hào)10中獲得的極細(xì)纖維的截面圖的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為10000 倍)的照片示于圖9、將概略截面圖示于圖10。在圖10中，60為極細(xì)的海島結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖 維、61為PP、62為EV0H。它們是使用體積電阻率值為1015Q cm以下的EV0H的海島型復(fù) 合，由于體積電阻率低的樹脂在表面上露出100%，因此具有良好的紡絲性且伸長(zhǎng)的纖維為 相分離狀態(tài)。此條件下，由于使用海島型的復(fù)合樹脂成形物作為原料，因此獲得了相似形狀 的海島型極細(xì)復(fù)合纖維。實(shí)驗(yàn)編號(hào)11中獲得的極細(xì)纖維的截面圖與圖5和圖6基本相同。圖6中，40為極 細(xì)的16分割結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維、41為PLA、42為EV0H。它們是使用體積電阻率值為1015Q -cm 以下的EV0H的分割型復(fù)合，由于體積電阻率低的樹脂在表面上露出50%，因此具有良好的 紡絲性且伸長(zhǎng)的纖維為相分離狀態(tài)。此條件下，由于使用分割型的復(fù)合樹脂成形物作為原 料，因此獲得了相似形狀的分割型極細(xì)復(fù)合纖維。另外，實(shí)驗(yàn)編號(hào)11通過使PLA脫離，從而
15獲得了 EVOH單一成分的極細(xì)纖維。實(shí)驗(yàn)編號(hào)12中獲得的極細(xì)纖維的截面圖與圖3和圖4基本相同。圖4中，30為極細(xì)的芯鞘結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維、31為PLA、32為EV0H。它們是以體積電阻率值為1015Ω · cm以 下的EVOH為鞘成分的芯鞘復(fù)合，由于在表面上露出100%，因此具有良好的紡絲性且伸長(zhǎng) 的纖維為相分離狀態(tài)。此條件下，由于使用芯鞘結(jié)構(gòu)的復(fù)合樹脂成形物作為原料，因此獲得 了相似形狀的極細(xì)復(fù)合纖維。另外，實(shí)驗(yàn)編號(hào)12通過使EVOH脫離，從而獲得了 PLA單一成 分的極細(xì)纖維。(實(shí)施例2)對(duì)于實(shí)驗(yàn)編號(hào)13 15，作為復(fù)合樹脂成形物的原料纖維使用圖12A所示的截面結(jié) 構(gòu)的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)16 17 (比較例)的截面結(jié)構(gòu)示于表3。另外，實(shí)驗(yàn)編號(hào)13 17的 芯鞘成分、樹脂比例、纖維直徑如表3所示。使用這些原料纖維，通過上述靜電紡絲方法來制造極細(xì)纖維。將所得實(shí)驗(yàn)編號(hào)13 的極細(xì)纖維的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為2000倍)的照片示于圖14。實(shí)驗(yàn)編號(hào)14 15 也為相同的外觀。將所得極細(xì)纖維充分浸漬于由2-丙醇70g和蒸餾水30g構(gòu)成的90°C的混合溶液 直至乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)完全溶解，從而將乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)除去。將 EVOH除去后的實(shí)驗(yàn)編號(hào)1 3的極細(xì)纖維的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為2000倍)的照 片示于圖15 17。將所得結(jié)果示于表3。表3 由表3可知，實(shí)驗(yàn)編號(hào)13 15通過使用芯為聚丙烯(PP)、鞘為乙烯-乙烯醇共 聚物(EVOH)的復(fù)合纖維作為原料，能夠使紡絲后的纖維直徑達(dá)到1.85 16.34μπι。乙 烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的成分比越多，紡絲性越良好、越可以細(xì)徑化，但纖維直徑分布的 不均較大。另外，將乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)除去后，可以獲得聚丙烯(PP)單獨(dú)的極細(xì)纖維。(實(shí)施例3)對(duì)于實(shí)驗(yàn)編號(hào)18 20，作為復(fù)合樹脂成形物的原料纖維使用圖13Α所示的截面 結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，芯鞘成分、樹脂比例、纖維直徑如表4所示。使用60根該纖維進(jìn)行會(huì)聚。會(huì)聚是如下獲得的通過用夾子將60根纖維的束的一端固定、輕輕地牽拉另一端使其緊張并對(duì) 齊、澆上熱水進(jìn)行臨時(shí)固定然后干燥。例如，在實(shí)驗(yàn)編號(hào)18中，將60根纖維直徑為120i!m 的長(zhǎng)絲纖維會(huì)聚，如圖13A所示。使用這些原料纖維，通過上述靜電紡絲方法制造極細(xì)纖維。將獲得的實(shí)驗(yàn)編號(hào)18 的極細(xì)纖維的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為5000倍)的照片示于圖18。實(shí)驗(yàn)編號(hào)19 20 也為同樣的外觀。將所得極細(xì)纖維充分浸漬于由2-丙醇70g和蒸餾水30g構(gòu)成的90°C的混合溶液 直至乙烯-乙烯醇共聚物(EV0H)完全溶解，從而將乙烯-乙烯醇共聚物(EV0H)除去。將 EV0H除去后的實(shí)驗(yàn)編號(hào)18 20的極細(xì)纖維的掃描電子顯微鏡(SEM、倍率為5000倍)的 照片示于圖19 21。將所得結(jié)果示于表4。表 4 由表4可知，實(shí)驗(yàn)編號(hào)18 20通過使用芯為聚丙烯(PP)、鞘為乙烯-乙烯醇共聚 物(EV0H)的復(fù)合纖維作為原料，從而使紡絲后的纖維直徑達(dá)到1. 21 1. 53um0紡絲性良 好，與實(shí)施例3相比，可以更加穩(wěn)定地細(xì)徑化、纖維直徑分布的不均也小。另外，可獲得與原 料的芯鞘復(fù)合纖維相似形狀的極細(xì)復(fù)合纖維。另外，除去乙烯-乙烯醇共聚物(EV0H)后的聚丙烯(PP)的纖維直徑為0. 43 1. 28 u m。本發(fā)明中獲得的極細(xì)的復(fù)合纖維及纖維結(jié)構(gòu)物可用于過濾器、電池隔膜(特別是 鋰離子電池用隔膜)、紙、無紡布、人工毛皮的皮層等。另外，還可用于手術(shù)用線、支架、人工 關(guān)節(jié)等生物體內(nèi)包埋材料，止血材料、細(xì)胞培養(yǎng)基材、口罩、體液吸收墊等醫(yī)療材料，面膜、 化妝棉等化妝用品等。
權(quán)利要求
一種極細(xì)復(fù)合纖維，其特征在于，所述極細(xì)復(fù)合纖維是通過將復(fù)合樹脂成形物在供給側(cè)電極前和/或所述供給側(cè)電極與捕獲電極之間進(jìn)行加熱熔融，并通過靜電紡絲使其伸長(zhǎng)而獲得的；所述復(fù)合樹脂成形物是具有2個(gè)以上的相的固體狀的復(fù)合樹脂成形物，且體積電阻率值為1015Ω·cm以下的樹脂在所述復(fù)合樹脂成形物表面上露出30％以上；其中，構(gòu)成所述極細(xì)復(fù)合纖維的纖維成分為相分離狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極細(xì)復(fù)合纖維，其中，所述極細(xì)復(fù)合纖維在纖維內(nèi)不含有溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極細(xì)復(fù)合纖維，其中，所述復(fù)合樹脂成形物為纖維，相結(jié)構(gòu)為 海島型、分割型或芯鞘型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的極細(xì)復(fù)合纖維，其中，所述復(fù)合樹脂成形物為單絲或多根 會(huì)聚而成的多絲或者絲束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的極細(xì)復(fù)合纖維，其中，在所述復(fù)合樹脂成形物表面上露出 30%以上的成分為選自乙烯-乙烯醇共聚物、聚酯、尼龍和聚氨酯中的至少1種，其他相的 成分為選自聚烯烴、聚酯、尼龍和聚乳酸中的至少1種。
6.一種極細(xì)纖維，其為使構(gòu)成權(quán)利要求1 5任一項(xiàng)所述的極細(xì)復(fù)合纖維的任一個(gè)成 分脫離而獲得的。
7.一種極細(xì)復(fù)合纖維的制造方法，其包含下述工序預(yù)先使體積電阻率值為1015Q cm以下的樹脂在復(fù)合樹脂成形物表面上露出30%以 上，然后將所述復(fù)合樹脂成形物供給至供給側(cè)電極的工序，所述復(fù)合樹脂成形物是具有2 個(gè)以上的相的固體狀的復(fù)合樹脂成形物；將復(fù)合樹脂成形物在所述供給側(cè)電極前和/或所述供給側(cè)電極與捕獲側(cè)電極之間進(jìn) 行加熱熔融的工序；和通過靜電紡絲使所述熔融的復(fù)合樹脂成形物伸長(zhǎng)的工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的極細(xì)復(fù)合纖維的制造方法，其中，在從所述復(fù)合樹脂成形物 被加熱熔融的部分至捕獲側(cè)電極之間設(shè)置加熱伸長(zhǎng)區(qū)域。
9.一種纖維結(jié)構(gòu)物，其特征在于，其包含極細(xì)復(fù)合纖維，所述極細(xì)復(fù)合纖維是通過將復(fù) 合樹脂成形物在供給側(cè)電極前和/或所述供給側(cè)電極與捕獲電極之間進(jìn)行加熱熔融，并通 過靜電紡絲使其伸長(zhǎng)而獲得的；所述復(fù)合樹脂成形物是具有2個(gè)以上的相的固體狀的復(fù)合 樹脂成形物，且體積電阻率值為1015Q cm以下的樹脂在所述復(fù)合樹脂成形物表面上露出 30%以上；其中，構(gòu)成所述極細(xì)復(fù)合纖維的纖維成分為相分離狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明的極細(xì)復(fù)合纖維是通過將復(fù)合樹脂成形物在電極間的供給側(cè)電極前和/或電極間進(jìn)行加熱熔融、并通過靜電紡絲使其伸長(zhǎng)而獲得的；所述復(fù)合樹脂成形物為具有2個(gè)以上的相的固體狀的復(fù)合樹脂成形物，且體積電阻率值為1015Ω·cm以下的樹脂在所述復(fù)合樹脂成形物表面上露出30％以上。由此提供在不向供給樹脂中混入溶劑的情況下使用靜電紡絲獲得合成纖維的極細(xì)復(fù)合纖維和極細(xì)纖維以及極細(xì)復(fù)合纖維的制造方法和包含極細(xì)復(fù)合纖維的纖維結(jié)構(gòu)物。
文檔編號(hào)D01F8/04GK101878331SQ20088011835
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者上笹利夫, 小形信男 申請(qǐng)人:大和紡控股株式會(huì)社;大和紡合纖株式會(huì)社