JPH06287355A

JPH06287355A - 超微粒子分散成形物

Info

Publication number: JPH06287355A
Application number: JP5076812A
Authority: JP
Inventors: Shuichiro Ogawa; 周一郎小川
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】均一性の優れた超微粒子分散繊維及び樹脂成
形物を提供する。【構成】超微粒子の粒径が２００ｎｍ未満１ｎｍで粒
径が揃って均一であり、かつ凝集が少なく、超微粒子が
繊維あるいは樹脂成形物中で独立に存在していることを
特徴とする繊維あるいは樹脂成形物でる。代表的な作製
方法は、原料の高分子中に金属塩などを含有させたの
ち、加熱処理により金属塩を還元することによって高分
子原料中に均一な超微粒子を作製した後、この原料を用
いて、繊維や樹脂成形物を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超微粒子が均一に分散し
ている繊維と樹脂成形物に関する。繊維や樹脂成形物に
超微粒子を添加することにより、様々な機能、例えば、
抗菌性・防カビ性・防臭性、難燃性、紫外線防止、蓄熱
性、表面性の改善、清涼感等を付与することが行われ
る。

【０００２】

【従来の技術】粒径がミクロンオーダの無機微粒子を繊
維や樹脂成形物に添加することにより、様々な機能を付
与することが、従来より行われている。例えば、抗菌性
・防カビ性・防臭性、難燃性、紫外線防止、蓄熱性、表
面性の改善、清涼感の付与などである。

【０００３】しかしながら、平均粒径が２００ｎｍ未満
の超微粒子を用いた場合、繊維や樹脂成形物に添加する
際に超微粒子が繊維や成形物の作製時に凝集してしま
い、均一に分散させることが困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、均一性の優
れた超微粒子分散繊維及び樹脂成形物を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】繊維や樹脂成形物を作製
する際の溶融混練工程などの工程に於いて直接に超微粒
子粉体を添加すると、超微粒子が凝集してしまい、超微
粒子が均一に分散していない。ところが、成形物の原料
である高分子中で直接超微粒子を作製すると均一な分散
状態を実現できることを見出し、本発明を完成するに到
った。

【０００６】すなわち、本発明は平均粒径が２００ｎｍ
未満１ｎｍ以上の超微粒子が分散している成形物におい
て、超微粒子の粒径分布及び分散状態が均一に維持され
ていることを特徴とする成形物である。本発明におい
て、成形物とは繊維及び樹脂成形物である。繊維として
は綿、羊毛、絹、麻などの天然繊維、レーヨン繊維、キ
ュプラ繊維などの再生繊維、アセテート繊維、ビニロン
繊維、ナイロン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル
繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、アクリル
繊維、ポリプロピレン繊維などの合成繊維及びガラス繊
維などの無機繊維などを挙げることができる。

【０００７】樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹
脂などを用いることができる。具体的には熱可塑性樹脂
としては、ＡＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂、イソフ
チレンー無水マレイン酸共重合樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＣ
Ｓ樹脂、エチレンー塩ビ共重合樹脂、塩化ビリニデン樹
脂、塩化ビニル樹脂、クマロン樹脂、ケトン樹脂、酢酸
ビニル樹脂、フェノキシ樹脂、ブタジエン樹脂、フッ素
樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミ
ド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテ
ルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリサル
ホン、ポリパラメチルスチレン、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、ポリ
ビニルホルマール、ポリフェニレンエーテル、ポリフェ
ニレンサルファイド、ポリプロピレン、ポリメチレペン
テン、メタクリル樹脂、液晶ポリマーなどを挙げること
ができる。

【０００８】熱硬化性樹脂としては、ＤＦＫ樹脂、エポ
キシ樹脂、キシレン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミ
ド、ポリウレタン、メラニン樹脂、ユリア樹脂、ビニル
エステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などを挙げるこ
とができる。更にメチルセルロース、エチルセルロー
ス、アセテートプラスチック、酢酸セルロースなどの天
然高分子を挙げることができる。

【０００９】本発明の樹脂成形物とは上記樹脂を射出成
形、押し出し成形、圧縮成形などの成形法を用いて様々
な形に成形した樹脂成形物である。本発明の超微粒子の
材質としては特に限定されないが、金属、半導体、酸化
物、硫化物、有機物などが挙げられる。好ましくは銀、
金、銅、パラジウム、ロジウム、白金などの金属や酸化
銀、酸化銅、酸化チタン、酸化亜鉛などの酸化物、硫化
カドミウム、セレン化カドミウム、硫化亜鉛、セレン化
亜鉛、シリコン、ゲルマニウムなどの半導体を挙げるこ
とができる。より好ましくは銀、金、銅、パラジウム、
ロジウム、白金などの金属や酸化銀、酸化銅などの酸化
物である。

【００１０】平均粒径は、次のように測定した。作製し
た繊維や樹脂成形物をウルトラミクロトームを用いて、
超薄切片を作製し、この切片をコロジオン支持膜を張り
付けた銅製グリッド上に載物し、カーボン蒸着処理を行
って透過型電子顕微鏡観察用試料とした。超薄切片の厚
みは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。透過型電子顕
微鏡（日本電子（株）製ＪＥＭ−４０００ＦＸ）を用
いて、加速電圧２００ｋＶで観察倍率５万倍あるいは１
０万倍で行い、写真倍率２０万倍あるいは４０万倍にし
た写真を用いた。次に、この写真を用いて、画像解析装
置写真中の一定範囲内の近接する超微粒子１００個の直
径を測定し、その算術平均を平均粒径とした。但し、写
真内に超微粒子が１００個に満たない場合は、異なる場
所の透過型電子顕微鏡写真を必要枚数用いて１００個に
し、平均粒径とした。

【００１１】粒径分布が均一であるとは、平均粒径Ｒと
したときに、測定した超微粒子の直径が０．５Ｒ以上
１．５Ｒ以下の範囲に、測定した超微粒子の５０％以上
が存在していることを意味する。より粒径分布が均一な
場合は７５％以上が存在している。分散状態が均一であ
るとは、平均粒径測定用の電子顕微鏡写真において、平
均粒径測定に使用した１００個の粒子のうち、重なって
いる粒子が３０個以下である状態である。より分散状態
が均一である場合は重なっている粒子が１０個以下であ
る。

【００１２】分散状態が均一な部分は局在化していても
構わない。もちろん、全体の分散状態が均一であっても
一向に構わない。局在化しているとは、例えば、表面付
近にのみあるいは中央付近にのみ、超微粒子が存在し、
その部分で上記の分散状態が均一であることを意味して
いる。材料中の超微粒子の量としては、何に分散するか
によってまた、どのような性能を与えるかによって当然
異なる。たとえば繊維や樹脂などの高分子に分散する場
合は５ｗｔ％以下０．１ｐｐｍ以上である。

【００１３】本発明において、超微粒子の平均粒径は２
００ｎｍ未満１ｎｍ以上であることが必要である。平均
粒径が１ｎｍ未満の超微粒子は上述のような分散状態で
は現在作製できていない。上記の分散状態や粒径分布を
達成するための手段としては、上記の条件が達成できれ
ば特に限定されないが、好ましい方法としては繊維や樹
脂成形物を作製するための原料である高分子固相中で超
微粒子を作製する方法などを挙げることができる。例え
ば、金属塩と還元剤などを溶解あるいは含浸させた高分
子ペレットなどの高分子原料を加熱処理することによ
り、高分子原料中で還元させ、高分子原料内に超微粒子
を作製する方法を用いることができる。また、溶剤に可
溶な高分子を溶剤に溶解させた後、金属塩と還元剤を添
加して還元反応により超微粒子を作製し、その後溶剤を
除去させ、超微粒子が分散した高分子原料を作製する方
法、高分子原料中に金属塩のみを溶解あるいは含浸させ
たのち、加熱処理をすることにより、金属塩を還元させ
超微粒子を高分子原料中に作製する方法を用いることが
できる。

【００１４】そして、この高分子原料を用いて、繊維に
加工することもできる。また、この高分子原料を用い
て、射出成形、押し出し成形、ブロウ成形などを行うこ
とにより、様々な樹脂成形品を作製することができる。
繊維や樹脂成形品などの表面に超微粒子を分散させる場
合には、繊維や樹脂成形品などに直接金属塩などを含浸
させ、加熱処理あるいは、還元処理をすることにより、
表面に高濃度に分散させることも可能である。

【００１５】

【実施例】以下の実施例によって本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。

【００１６】

【実施例１】次のようにしてマスターバッチを作製し
た。下記に示す組成の塗布液を作製した。ポリスチレン１０ｇヘプタフルオロ酪酸銀０．０１ｇ 2-t-ブチル-6-(3-t-ブチル-2- ヒドロキシ-5- メチルベンジル）-4- メチルフェニルアクリレート０．０２ｇメチルエチルケトン６０ｇトルエン３０ｇこの塗布液を平均孔径０．２μｍのフィルターを通して
ろ過した後、ブレードコータを用いて乾燥後の膜厚が６
μｍになるように、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）フィルム上に均一に塗布し、自然乾燥させた。その
後オーブンを用いて１５０℃で３０分間加熱処理をした
後、スチレン膜をＰＥＴフィルムから剥離させ、このス
チレン膜をマスターバッチとした。このマスターバッチ
を用いて、銀量が０．０５ｗｔ％になるようにポリスチ
レンと混ぜて、射出成形をおこない、抗菌性評価サンプ
ルを作製した。

【００１７】電子顕微鏡写真を用いて、粒径を測定した
ところ平均粒径は９ｎｍであった。また、測定した１０
０個の銀微粒子はすべて独立に分散していた。粒径分布
に関しては粒径は４．５ｎｍ以上１３．５ｎｍ以下の範
囲に８５％の粒子が存在していた。

【００１８】

【実施例２】次のようにしてマスターバッチを作製し
た。下記に示す組成の液を作製した。トリフルオロ酢酸銀０．１ｇメタノール１５ｇこの液に一晩ナイロン６のペレットを浸漬させた後、溶
液からペレットを取り出し、溶媒を除去した後、オーブ
ンを用いて１５０℃で３０分間加熱処理をした。このマ
スターバッチを用いて、銀量が約０．０１ｗｔ％になる
ようにナイロン６６チップを混ぜて、１０デニールの糸
を作製した。その後、この糸を用いて布を作製した。電
子顕微鏡写真を用いて、粒径を測定したところ平均粒径
は１９ｎｍであった。測定した銀微粒子１００個すべて
は独立に分散していた。粒径分布に関しては、粒径が
９．５ｎｍ以上２８．５ｎｍ以下の範囲に７５％の超微
粒子が存在していた。

【００１９】

【実施例３】下記の成分からなる塗工液を作製した。塩化金酸ナトリウム０．１ｇポリウレタン１００ｇイソプロピルアルコール７００ｇメチルアルコール１００ｇトルエン４００ｇこの塗工液を平均孔径０．２μｍのフィルタ−を通して
ろ過した後、ブレードコ−タによって乾燥後、膜厚６μ
ｍになるように、旭化成製のナイロン６（品番１１６
２）布上に均一に塗布し、温度３０℃、湿度４５％RHの
条件で乾燥した。このサンプルを１５０℃で２０分間加
熱した。このサンプルをミクロトームを用いて透過型電
子顕微鏡用切片を作製し、電子顕微鏡を用いて観察し
た。電子顕微鏡は（株）日立製作所製Ｈ−５００を用い
て検鏡した。写真より１００個の金微粒子の直径を測定
したところ算術平均粒径は２８ｎｍであった。１００個
の金微粒子は９５個が独立に分散していた。粒径分布に
関しては、１４ｎｍ以上４２ｎｍ以下の範囲に９０％の
超微粒子が存在していた。

【００２０】

【発明の効果】超微粒子の粒径分布がシャープであり、
かつ超微粒子の凝集が少なく独立に存在している均一性
の高い新しい繊維や樹脂成形物を提供することができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均粒径が２００ｎｍ未満１ｎｍ以上の
超微粒子が分散している成形物において、超微粒子の粒
径分布及び分散状態が均一に維持されていることを特徴
とする成形物。