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極細フィラメントの多錘延伸装置

国内特許コード P120007987
整理番号 P09-002p
掲載日 2012年10月4日
出願番号 特願2009-201657
公開番号 特開2010-185162
登録番号 特許第5696329号
出願日 平成21年9月1日(2009.9.1)
公開日 平成22年8月26日(2010.8.26)
登録日 平成27年2月20日(2015.2.20)
優先権データ
  • 特願2009-007251 (2009.1.16) JP
発明者
  • 鈴木 章泰
  • 藤本 富士雄
出願人
  • 国立大学法人山梨大学
発明の名称 極細フィラメントの多錘延伸装置
発明の概要 【課題】特殊で高精度・高レベルな装置を必要とせずに、全ての熱可塑性ポリマーより、簡便な手段で、多錘の原フィラメントから、ナノフィラメントに至る極細フィラメントを連続的に安定して製造可能にするマルチ(多錘)延伸装置を提供する。
【解決手段】原フィラメント1が、P1気圧下でオリフィス2に供給され、P2気圧(P1>P2)下のオリフィス直下において炭酸ガスレーザービーム4で加熱されて延伸される装置において、レーザービーム整形素子5、ポリゴンミラー、ガルバノミラー又は平行ミラー、捕集ガイド等を使用して、多錘(マルチ)の原フィラメントから極細フィラメントを製造するマルチ(多錘)延伸装置。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、繊維径が1μm未満、すなわちナノメータ(数ナノメータから数百ナノメータ)範囲のファイバーが、IT、バイオ、環境分野などの幅広い分野で、将来の革新的素材になると注目されている。そして、そのナノファイバーの製造手段として、エレクトロスピニング法(以下ES法と略す場合がある。)が代表的である(米国特許第1,975,504号、Journal of Applied Polymer Science、vol.95、p.193-200、2005年)。しかしこのES法は、ポリマーを溶剤に溶解する必要があることや、出来た製品も脱溶剤が必要であることから、製法において煩雑であり、また、フィラメントの分子配向がないこと、出来たファイバー集積体にダマやショットと呼ばれる樹脂の小さい固まりが混在するなど、品質的にも問題点が多かった。



本発明人は、赤外線法により、分子配向を伴って、1,000倍以上という超高倍率の延伸倍率で極細フィラメントおよび不織布を得る手段について発明を行った(特開2003-166115、特開2004-107851、国際公開番号WO2005/083165A1など)。これらは、簡便な手段で、極細の分子配向したフィラメントおよびそれからなる不織布が得られた。また、これらを発展させ、さらにナノフィラメントの領域までに極細化を可能にした、極細フィラメントの製造手段を発明した(国際公開公報WO2008/084797A1)。本発明は、このナノフィラメントに至る極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸を連続して安定した製造を可能にする手段に関する。

産業上の利用分野


本発明は、極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置に関し、特に炭酸ガスレーザービームを照射して超高延伸倍率を行うことにより、ナノフィラメントに至るまでに極細化を可能にした延伸装置において、簡便な手段で原フィラメントより多数の極細フィラメントの延伸を可能にした、マルチ(多錘)延伸装置に関し、さらにこれらの多錘延伸フィラメントから地合の均一な不織布を製造する装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数のオリフィスと、
前記複数のオリフィスを通過してきた複数の原フィラメントにレーザービームを照射するレーザービーム照射装置と、
前記複数のそれぞれの原フィラメントに、前記レーザービームを前記複数の原フィラメントに対して均一に照射する、ビームの中心部から周辺部にわたってほぼ同じ照射強度を有するフラットトップビームとするビーム整形素子と、
を備えたことを特徴とする極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項2】
前記フラットトップビームは、前記原フィラメントの通過する方向の広がりが、それと直角方向の広がりに比べて短いライン状のリニアフラットトップビームであることを特徴とする、請求項1に記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項3】
前記均一に照射する手段が、前記複数の原フィラメントが、前記レーザービームの照射方向に対して、
重ならずに配置されていることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項4】
前記複数の原フィラメントが、ビーム幅の一端から他端まで、等間隔で配置されていることを特徴とする請求項3に記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項5】
前記複数の原フィラメントに、前記フィラメントの流れる方向と直角方向に前記レーザービームを逐次照射する回転ポリゴンミラーを備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項6】
前記複数の原フィラメントに前記レーザービームを逐次照射する振動ガルバノミラーを備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項7】
前記レーザービームを複数回反射させる、前記複数の原フィラメントを挟んで設置されている複数のミラーを備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項8】
前記複数のミラーが平行に設置されている一対のミラーであることを特徴とする請求項7に記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項9】
前記レーザービームを反射させるために、前記平行に設置されている一対のミラーに垂直なミラーをさらに備えたことを特徴とする請求項8に記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。

【請求項10】
前記平行に設置されている一対のミラーにビームを照射する第2のレーザービーム照射装置を備えたことを特徴とする請求項8又は9のいずれかに記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。。

【請求項11】
前記レーザービームが照射され延伸されたフィラメントを巻き取る巻取機を備えたことを特徴とする請求項1から10に記載の極細フィラメントのマルチ(多錘)延伸装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009201657thum.jpg
出願権利状態 登録
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