(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、フッ素樹脂短繊維の製造方法提供する【解決手段】  静電紡糸法により得られたフッ素樹脂繊維を溶剤に溶解させ、ガラス転移温度以下で超音波処理することを特徴とするフッ素樹脂短繊維の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電紡糸法により得られたフッ素樹脂繊維を溶剤に溶解させ、ガラス転移温度以下で超音波処理することを特徴とするフッ素樹脂短繊維の製造方法。
【請求項２】
フッ素樹脂繊維がポリフッ化ビニリデン樹脂であることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
溶剤がイソプロピルアルコールであることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素樹脂短繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＶＤＦなどの繊維はタンパク質の吸着が高いことから、タンパク質などを固定化する材料として利用することができるが、特許文献１で使用する繊維状物質は、不織布のままではなく、何らかの方法で繊維を切断する必要があった。特許文献２には、極細樹脂を超音波処理することで、樹脂が切断され樹脂製極細短繊維が調製できる旨が開示されているが、フッ素樹脂を超音波処理しても、繊維の切断は起こらず、不織布が丸まった固まりが得られるだけで、短く切断されたフッ素樹脂は得られなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１８／０３０２９５号公報
【特許文献２】特許第４８８３３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、フッ素樹脂短繊維の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討した結果、本発明に到達した。
【０００６】
すなわち本発明の一態様は、
静電紡糸法により得られたフッ素樹脂繊維を、ガラス転移温度以下で超音波処理することを特徴とするフッ素樹脂短繊維の製造方法である。
【０００７】
以下に、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
フッ素樹脂繊維としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの完全フッ素化樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などの部分フッ素化樹脂、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン・四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などのフッ素化樹脂共重合体などが挙げられるが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好適である。
【０００９】
フッ素樹脂繊維の作製方法は通常報告されている静電紡糸（エレクトロスピニング）法で作製することができ、一例をあげると、フッ素樹脂を有機溶媒で溶解したポリマー溶液を用いて作製する。ポリマー溶液の濃度は２〜３０％が好ましく、５〜１５％がより好ましい。繊維径を細くするために、ＴＢＡＣ（テトラブチルアンモニウムクロライド）などの電荷を有する物質をポリマー溶液に添加してもよい。樹脂を溶解する溶剤は、ポリマーが完全に溶解できれば特に限定されず、例えば、ジメチルホルムアミド、アセトン、ジメチルスルホキシドやそれらの混合溶剤が使用可能である。フッ素樹脂繊維の紡糸方法も不織布状に紡糸する、配向性を持たせて紡糸するなど特に限定されない。
【００１０】
上述した方法によって得られたフッ素樹脂繊維は溶剤に溶解させ、繊維のガラス転移温度以下の温度で超音波処理する。溶剤はガラス転移温度で凍結せず、樹脂を溶解し樹脂に損傷をあたえないものであれば特に限定されず、水系の溶剤であればポリエチレングリコールなどを添加して、凝固点をガラス転移温度以下まで下げた溶液であれば使用可能であり、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系の溶剤も使用可能であるが、繊維表面への影響を考慮するとイソプロピルアルコールが特に好ましい。
【００１１】
ガラス転移温度以下に冷却する方法は特に限定されず、チラーなどの装置で冷却する方法、液体窒素などで冷却する方法、ドライアイスを溶剤中に投入する方法などが挙げられるが、簡便に目的の温度を維持できるためドライアイスを溶剤中に投入する方法が好ましい。
【００１２】
超音波処理を長くすれば当然、繊維の切断が進むため短い繊維が多くなってゆくため、超音波処理の時間や超音波の強度によって繊維長を調整することが可能である。つまり、長い繊維が必要な場合は超音波処理の時間を短めに、短い繊維が必要な場合は超音波処理時間を長くとればよい。超音波発生器の強度によって処理時間は大きく異なるが、数分から数時間程度の処理時間が考えられる。
【００１３】
どの程度の長さの繊維が有用かについては目的に応じて変わるが、例えば繊維の均一な分散性を期待する場合は平均繊維長が２０μｍ以下の繊維が好ましく、ろ過してファイバーを分離する事を考えると平均繊維径は２０μｍより長い繊維の方が好ましい。しかし、あまり長いとファイバーが絡み合うため、２０μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５００μｍ以下がより好ましく、５０μｍから１００μｍが特に好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、フッ素樹脂繊維を簡便に短繊維化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】切断されたＰＶＤＦナノファイバーの透過型電子顕微鏡写真
【図２】切断されずに固まったＰＶＤＦナノファイバー
【実施例】
【００１６】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【００１７】
実施例１  ＰＶＤＦ繊維の作製と冷却下での切断
ＰＶＤＦ（ＳＯＬＥＦ社製）を７ｗｔ％、ＴＢＡＣ（東京化成社製）を０．０４％になるようにＤＭＦ／アセトン（６０／４０）で溶解し、ＮＡＮＯＮ−１（ＭＥＣＣ製）を用い、３，０００ｒｐｍで回転するΦ２００ドラムコレクターを用いて、配向性ナノファイバーをエレクトロスピニング法により作製した（２０ＫＶ、１．０ｍｌ／ｈｒ）。繊維径は１２０ｎｍ±１３ｎｍで厚みは約１０μｍに紡糸した。
得られたナノファイバーシート（２８ｃｍｘ２５ｃｍ）を、３０ｍｌのイソプロピルアルコール中に投入し、ドライアイスを投入したエチルアルコール浴に浸して冷却した。その後、５分間放置し、サンプルが十分に冷却したことを確認した後、ＲＡＮＳＯＮ社製ＳＯＮＩＦＥＲ  ４５０を用いて、ＯＵＴ  ＰＵＴ６、Ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ５０％の目盛で１時間超音波処理を行った。ＰＶＤＦの固まりが無くなったことを確認した後に、日新ＥＭ株式会社製のメッシュ（６５１１銅製の２００メッシュ）を用いて、透過型電子顕微鏡（日本電子  ＪＥＭ１４００Ｐｌｕｓ）で繊維の状態を確認した。その結果を図１に示した。ここに示す様に、切断されたＰＶＤＦが確認された。
【００１８】
比較例１  ＰＶＤＦ繊維の作製と切断
実施例１と同じ方法でナノファイバー繊維を調製し、イソプロピルアルコール中で、ＲＡＮＳＯＮ社製ＳＯＮＩＦＥＲ  ４５０を用いて、ＯＵＴ  ＰＵＴ６、Ｄｕｔｙ  ｃｙｃｌｅ５０％の目盛で１時間超音波処理を行った。その結果ナノファイバーは分散せずに図２に示す様な固まりになった。
【図１】
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【図２】
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