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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 P100000888
整理番号 NI0900097
掲載日 2010年8月13日
出願番号 特願2010-081571
公開番号 特開2011-214177
登録番号 特許第5467397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2月7日(2014.2.7)
発明者
  • 金 翼水
  • 金 ビョンソク
  • 金 ヘリン
  • 渡邊 圭
出願人
  • 国立大学法人信州大学
  • 株式会社ナフィアス
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】表面の少なくとも一部が金属被覆された高分子ナノ繊維12により構成された「高分子ナノ繊維からなる糸」を製造する第1工程と、「高分子ナノ繊維からなる糸」を延伸しながら「高分子ナノ繊維からなる糸」を加熱して「高分子ナノ繊維からなる糸24」を構成するナノ繊維12同士を金属により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24」を高強度化する第2工程とをこの順序で含む「高分子ナノ繊維からなる糸24」の製造方法。
【選択図】図4
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18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18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】
表面の少なくとも一部が金属被覆された高分子ナノ繊維により構成された「高分子ナノ繊維からなる糸」を製造する第1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「高分子ナノ繊維からなる糸」を構成するナノ繊維同士を金属により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2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2】
請求項1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3】
請求項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、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4】
請求項2又は3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5】
請求項2~4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、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6】
請求項2~5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7】
請求項1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」に対して熱風を照射する熱風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8】
請求項1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、
前記部分結合処理を、リング状ヒーターに前記「高分子ナノ繊維からなる糸」を通過させること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9】
請求項1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」に対して光又は赤外線を集光して照射する急速加熱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10】
請求項1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」に対して電磁波を照射し加熱する電磁波加熱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11】
請求項1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、
前記部分結合処理を、前記「高分子ナノ繊維からなる糸」に存在する金属に電流を流すことにより加熱する電流加熱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12】
請求項1~11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、「金属被覆された帯状不織布」を製造する工程と、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「高分子ナノ繊維からなる糸」製造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13】
請求項12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「金属被覆された帯状不織布」の製造工程は、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、前記帯状不織布の表面に金属を蒸着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14】
請求項12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「金属被覆された帯状不織布」の製造工程は、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表面に金属を蒸着する工程と、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15】
請求項12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「金属被覆された帯状不織布」の製造工程は、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と、前記帯状不織布表面に金属を蒸着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16】
請求項1~11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、ナノ繊維からなる帯状不織布を製造する工程と、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」を製造する工程と、前記「高分子ナノ繊維からなる糸」の表面に金属を蒸着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17】
請求項16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、
前記帯状不織布の製造工程は、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18】
請求項16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、
前記帯状不織布の製造工程は、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。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 登録
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