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(In Japanese)極細フィラメントの製造方法及び製造装置 achieved foreign

Patent code P110005755
File No. P07-001R
Posted date Sep 13, 2011
Application number P2008-553098
Patent number P5407089
Date of filing Jan 9, 2008
Date of registration Nov 15, 2013
International application number JP2008050103
International publication number WO2008084797
Date of international filing Jan 9, 2008
Date of international publication Jul 17, 2008
Priority data
  • P2007-000964 (Jan 9, 2007) JP
  • P2007-227981 (Sep 3, 2007) JP
Inventor
  • (In Japanese)鈴木 章泰
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山梨大学
Title (In Japanese)極細フィラメントの製造方法及び製造装置 achieved foreign
Abstract (In Japanese)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ことにあり、また、それにより製造されたナノフィラメントを提供することにあり、フィラメントの送出手段により送り出された原フィラメントが、P1気圧下でオリフィスに供給され、P2気圧(P1>P2)下のオリフィス直下において赤外線光束で加熱されて延伸されることによって、ナノフィラメント領域に至る極細フィラメントおよびその製造手段からなる。
【選択図】
  なし
Outline of related art and contending technology (In Japanese)



近年、繊維軽が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、You Y., et, al 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、鈴木章泰、他1名 「Journal of Applied Polymer Science」、vol.88、p.3279-3283、2003年、鈴木章泰、他1名 「Journal of Applied Polymer Science」、vol.92、p.1449-1453、2004年、鈴木章泰、他1名 「Journal of Applied Polymer Science」、vol.92、p.1534-1539、2004年)。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。本発明は、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、極細フィラメントを連続して安定した製造を可能にする手段に関する。

Field of industrial application (In Japanese)



本発明は、極細フィラメントの製造方法、製造装置およびそれらによって得られるナノフィラメントに関し、特に赤外線光束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、極細フィラメントの製造手段およびそれによって得られたナノフィラメントに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
フィラメントの送出手段により送り出された原フィラメントが、P1気圧下でオリフィスに供給され、該オリフィスの前後における気圧の差が、P1≧2P2であるP2気圧下の延伸部に導かれ、該延伸部において赤外線光束により加熱されて延伸されることによる、極細フィラメントの製造方法。

【請求項2】
 
前記延伸における延伸倍率が10,000倍以上であり、延伸後のフィラメント径が1μm未満である請求1のナノフィラメントの製造方法。

【請求項3】
 
前記延伸における前記P2気圧が減圧下(101.3kPa未満)である請求1のナノフィラメントの製造方法。

【請求項4】
 
前記延伸における前記オリフィス内の風速が342m/sec以上である請求1のナノフィラメントの製造方法。

【請求項5】
 
前記フィラメントの延伸が前記オリフィスの出口より30mm以下の近距離で行われる請求1の極細フィラメントの製造方法。

【請求項6】
 
前記赤外線光束が、前記原フィラメントの中心でフィラメントの軸方向に沿って上下4mm以内の範囲で加熱される請求1の極細フィラメントの製造方法。

【請求項7】
 
前記オリフィスの出口部における内径がDであり、前記原フィラメントの径がdとした場合、1.2d<D<10dである請求1の極細フィラメントの製造方法。

【請求項8】
 
前記延伸されたフィラメントが走行するコンベア上に集積されることによる請求1の極細フィラメントからなる不織布の製造方法。

【請求項9】
 
前記延伸されたフィラメントが走行する布状物上に集積されることによる請求1の極細フィラメントの集積体と該布状物の積層体の製造方法。

【請求項10】
 
前記延伸されたフィラメントが連続的に巻き取られていく請求1の極細フィラメントの製造方法。

【請求項11】
 
原フィラメントの送出手段を有するP1気圧下の原フィラメント供給室と、
該原フィラメント供給室に配設されており、該原フィラメントがその中を通過するオリフィスと、
該オリフィスによって該原フィラメント供給室と接続されており、該オリフィスを通過してきた該原フィラメントが赤外線光束により加熱されることによって延伸される該オリフィスの前後におけるP1とP2の気圧の差が、P1≧2P2であるP2気圧下の延伸室と、
該赤外線光束を放射する赤外線照射装置と、
を具備している、極細フィラメントの製造装置。

【請求項12】
 
前記オリフィス内の風速が342m/sec以上であるように圧力差が設けられている請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項13】
 
前記原フィラメント供給室が大気下にあり、前記延伸室が減圧下にある請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項14】
 
前記赤外線光束照射装置から照射される光束の中心が、前記オリフィスの出口より30mm以内で前記原フィラメントに焦点が合うように構成されている請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項15】
 
前記赤外線光束照射装置から照射される光束が、前記原フィラメントの中心でフィラメントの軸方向に沿って上下4mm以内の範囲に焦点が合うように構成されている請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項16】
 
前記赤外線光束がレーザー光であり、前記赤外線照射装置がレーザー発振装置である請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項17】
 
前記赤外線照射装置が、同一光束を反射させて、前記原フィラメントに複数箇所から該原フィラメントに照射させるための鏡を有する、請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項18】
 
前記赤外線照射装置が、複数の箇所から前記原フィラメントに照射させる複数の光源を有する、請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項19】
 
前記オリフィスの出口における内径がDであり、前記原フィラメントの径がdとした場合、1.2d<D<10dである請求項11の極細フィラメントの製造装置。

【請求項20】
 
前記延伸室に走行しているコンベアが設けられており、該コンベア上に前記延伸されたフィラメントが集積されるように構成されている請求項11の極細フィラメントからなる不織布の製造装置。

【請求項21】
 
前記延伸室にフィラメント巻取装置が具備されている請求項11の極細フィラメントの製造装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2008553098thum.jpg
State of application right Registered
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