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「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法

国内特許コード P100000886
整理番号 NI0900089
掲載日 2010年8月13日
出願番号 特願2010-081120
公開番号 特開2011-214170
登録番号 特許第5627912号
出願日 平成22年3月31日(2010.3.31)
公開日 平成23年10月27日(2011.10.27)
登録日 平成26年10月10日(2014.10.10)
発明者
  • 金 翼水
  • 金 ビョンソク
  • 金 圭梧
  • 渡邊 圭
出願人
  • 国立大学法人信州大学
  • 株式会社ナノア
発明の名称 「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法
発明の概要 【課題】従来の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法の場合よりも高強度の「高分子ナノ繊維からなる糸」を製造可能な「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法を提供する。
【解決手段】高分子ナノ繊維からなる帯状不織布を製造する第1工程と、帯状不織布を撚り糸装置内に通過させて帯状不織布から「高分子ナノ繊維からなる糸18」を製造する第2工程と、「高分子ナノ繊維からなる糸18」を延伸しながら「高分子ナノ繊維からなる糸18」を加熱して高分子ナノ繊維12同士を部分的に結合する部分結合処理を行うことにより「高分子ナノ繊維からなる糸18」を高強度化する第3工程とをこの順序で含む「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要



従来、「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法として、以下のような「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。図17は、特許文献1に記載された「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造装置を説明するために示す図である。すなわち、従来の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法は、図17に示すように、電界紡糸法(エレクトロスピニング法ということもある。)によって製造した高分子ナノ繊維を帯状に切断して、高分子ナノ繊維からなる帯状不織布を製造する。そして、当該帯状不織布を撚り糸装置内に通過させて延伸することにより「高分子ナノ繊維からなる糸」(連続フィラメント)を製造するというものである。





従来の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法によれば、別途の紡績工程を行わなくても、電界紡糸法によって製造された高分子ナノ繊維からなる帯状不織布を用いて、高強度の「高分子ナノ繊維からなる糸」を製造することができる。

産業上の利用分野



本発明は「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法に関する。なお、本発明において、ナノ繊維とは、平均直径が1000nm程度又はそれ以下の繊維のことをいう。





「高分子ナノ繊維からなる糸」はナノ繊維が集合して糸状になったものであり、極めて大きい比表面積及び高い強度を有する。このため、「高分子ナノ繊維からなる糸」は、空気清浄用フィルター、各種産業用フィルター、ワイピングクロース、おむつ、人工皮革、人工透析用フィルター、人工血管、人工骨などに用いることができる。

特許請求の範囲 【請求項1】
高分子ナノ繊維からなる帯状不織布を製造する第1工程と、
前記帯状不織布を撚り糸装置内に通過させて前記帯状不織布から「高分子ナノ繊維からなる糸」を製造する第2工程と、
前記「高分子ナノ繊維からなる糸」を撚りと延伸とを行いながら前記「高分子ナノ繊維からなる糸」を加熱して前記高分子ナノ繊維同士を部分的に結合する部分結合処理を行うことにより前記「高分子ナノ繊維からなる糸」を高強度化する第3工程とをこの順序で含む「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法であって、
前記部分結合処理を、前記「高分子ナノ繊維からなる糸」に対してレーザー光を照射するレーザー照射処理により行うことを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項2】
請求項に記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記レーザー照射処理を、前記「高分子ナノ繊維からなる糸」の平均直径の2倍以下の直径を有するビームスポットに絞ったレーザー光を用いて行うことを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記レーザー照射処理を、レーザー光を所定の手順に従って走査しながら行うことを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかに記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記レーザー照射処理を、所定の周期又はデューティ比を持ったパルス状レーザー光を用いて間欠的に行うことを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項5】
請求項1~4のいずれかに記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記レーザー照射処理を、2つ以上のレーザー光を用いて行うことを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項6】
請求項1~5のいずれかに記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記第1工程においては、前記帯状不織布として、前記部分結合処理を促進可能な、高分子ナノ繊維を構成する高分子材料のガラス転移温度を低下させる添加塩を加えた帯状不織布を製造することを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項7】
高分子ナノ繊維からなる帯状不織布を製造する第1工程と、
前記帯状不織布を撚り糸装置内に通過させて前記帯状不織布から「高分子ナノ繊維からなる糸」を製造する第2工程と、
前記「高分子ナノ繊維からなる糸」を撚りと延伸とを行いながら前記「高分子ナノ繊維からなる糸」に紫外線を照射して前記高分子ナノ繊維を構成する高分子の架橋処理を行うことにより前記「高分子ナノ繊維からなる糸」を高強度化する第3工程とをこの順序で含むことを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項8】
請求項1~7のいずれかに記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記第1工程は、コレクターとノズルとの間に高電圧が印加された状態で電界紡糸を行うことにより高分子材料溶液又は溶融高分子材料からシート状不織布を製造する工程と、前記シート状不織布を切断して前記帯状不織布を製造する工程とをこの順序で含むことを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項9】
請求項1~7のいずれかに記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記第1工程は、ドラム外周面に周方向に延在する帯状のコレクターが形成された「ドラム状コレクター」における前記コレクターとノズルとの間に高電圧が印加された状態で電界紡糸を行うことにより、高分子材料溶液又は溶融高分子材料から前記高分子ナノ繊維を前記コレクター上に堆積し、前記高分子ナノ繊維からなる前記帯状不織布を製造する工程であることを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項10】
請求項8又は9に記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記第1工程においては、2種類以上の高分子材料を含有する高分子材料溶液又は溶融高分子材料を用いて電界紡糸を行い、2種類以上の高分子材料が内部でブレンドされた高分子ナノ繊維からなる前記帯状不織布を製造することを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項11】
請求項8又は9に記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記第1工程においては、それぞれ異なる高分子材料を含有する2種類以上の高分子材料溶液又は溶融高分子材料を用いて同時に電界紡糸を行い、2種類以上の高分子ナノ繊維を含有する前記帯状不織布を製造することを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項12】
請求項8又は9に記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記第1工程においては、それぞれ異なる高分子材料を含有する2種類以上の高分子材料溶液又は溶融高分子材料を用いて順番に電界紡糸を行い、それぞれ異なる高分子ナノ繊維が積層された構造の前記帯状不織布を製造することを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。

【請求項13】
請求項1~7のいずれかに記載の「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法において、
前記第1工程においては、それぞれ異なる高分子材料を含有する2種類以上の高分子材料溶液又は溶融高分子材料を用いて個別に電界紡糸を行い、2種類以上の前記帯状不織布を製造し、
前記第2工程においては、前記2種類以上の前記帯状不織布を撚り糸装置内に通過させて前記2種類以上の前記帯状不織布から前記「高分子ナノ繊維からなる糸」を製造することを特徴とする「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法。
産業区分
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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