JP2016156114A5 - - Google Patents
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Description
本発明の第５の解決手段は、基材をポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、レーヨン、ポリプロピレン繊維などの有機繊維やガラス繊維、パルプ繊維これらの単独あるいは２種類以上から構成される不織布あるいは織布からなるシートまたはフイルムまたはガラス板または金網またはナイロンネットまたは焼結金属または３次元の物体の中から選択して使用したことである。
以下、不織布からなるシート状の基材（以下「シート状の基材」という。）にナノファイバー発生手段で生成したナノファイバーを添着してナノファイバー接着層を形成し、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定化して設けたナノファイバーシート部材について図１を参照して説明する。
１はナノファイバー接着層を形成するナノファイバー発生手段で、ナノファイバー発生手段１は低融点の樹脂を溶融した溶融ポリマーを吐出する噴出ノズル２と、噴出ノズル２から吐出する溶融ポリマーを延伸するために使用される高速高温エアーを発生するエアーノズル３とから構成されている。４はナノファイバー発生手段１で生成した接着層を形成するナノファイバー５を拡散することを防ぐためのガイドボックスである。６はナノファイバー発生手段１で生成したナノファイバー５を吸引する吸引ボックスである。吸引ボックス６内にはファン７が取り付けられている。８はシート状の基材９が巻回されて回転自在に支持されている基材供給ロールである。１０はシート状の基材９の繰出しロールである。吸引ボックス６側のガイドボックス４の対向する側に切り欠き１１、１２が形成されシート状の基材９がその切り欠き１１、１２を通過するように形成されている。さらに、ガイドボックス４には開口部１３が形成され、この開口部１３を介して、吸引ボックス６内のファン７の駆動により高速高温エアーの流れに乗ってきたナノファイバー５がシート状の基材９に連続的に添着されナノファイバー接着層１４が形成される。１５は別に設けたナノファイバー発生手段でナノファイバー発生手段１５は加熱または溶媒にて溶融した熱可塑性溶融ポリマーを吐出する噴出ノズル１６と、噴出ノズル１６から吐出する溶融ポリマーを延伸するために使用される高速高温エアーを発生するエアーノズル１７とから構成されている。そして、エアーノズルから吹き出した高速高温エアーで噴出ノズル１５から吐出した溶融ポリマーをナノファイバーやナノ粒子１８として延伸しシート状の基材９に添着されたナノファイバー接着層１４に固定一体化されるようになっている。１９は熱圧着ローラで、この熱圧着ローラ１９でシート状の基材９に添着されたナノファイバー接着層１４の上にナノファイバー層またはナノ粒子１８が固定一体化される。そして、ナノファイバー接着層１４を介して積層されナノファイバーシート部材２０として形成されて基材巻き取りロール２１で巻き取られるようになっている。
１はナノファイバー発生手段で、ナノファイバー発生手段１は低融点の樹脂を溶融した溶融ポリマーを吐出する噴出ノズル２と、噴出ノズル２から吐出する溶融ポリマーを延伸するために使用される高速高温エアーを発生するエアーノズル３とから構成されている。４はナノファイバー発生手段１で生成した接着層を形成するナノファイバー５を拡散することを防ぐためのガイドボックスである。２２は搬送ベルト２３が巻回されて回転自在に支持されている搬送ベルト供給ロールである。２４は搬送ベルト２３の繰出しロールである。ガイドボックス４の一端には切り欠き１１、１２が形成され搬送ベルト２３がその切り欠き１１、１２を通過するように形成されている。２５は搬送ベルト２３上に載置したガラスなどの固体の基材である。基材２５上には高速高温エアーの流れに乗ってきたナノファイバー５が添着されナノファイバー接着層１４が形成される。１５は別に設けたナノファイバー発生手段でナノファイバー発生手段１５は加熱または溶媒にて溶融した熱可塑性溶融ポリマーを吐出する噴出ノズル１６と、噴出ノズル１６から吐出する溶融ポリマーを延伸するために使用される高速高温エアーを発生するエアーノズル１７とから構成されている。そして、エアーノズルから吹き出した高速高温エアーで噴出ノズル１５から吐出した溶融ポリマーをナノファイバーやナノ粒子１８として延伸し基材２５に添着されたナノファイバー接着層１４に固定一体化されるようになっている。２６は熱圧着装置でナノファイバー接着層１４を介して基材２５とナノファイバー層またはナノ粒子１８が積層されナノファイバーシート部材２７として形成される。このナノファイバーシート部材２７は搬送ベルト巻き取りロール２８で搬送され搬送ベルト２３から取り出される。
溶融ポリマーとしてポリスチレンを使用し、ナノファイバー発生手段により繊維径が５〜１００ｎｍのナノファイバーを生成し、このナノファイバーをシート状の基材の上に添着して目付が５０〜５００ｇ／ｃｍ２、通気度が１０〜３０ｃｃ／ｃｍ２／ｓｅｃの範囲のナノファイバー接着層を形成した。そして、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層しナノファイバーシート部材を生成した。このナノファイバーシート部材は微細なファイバーが絡み合った綿のような構造をしていることから、吸音特性の優れた吸音材の部材としての機能を得た。
溶融ポリマーとしてポリウレタンを使用し、これに発泡剤を混合させ、これをナノファイバー発生手段により繊維径が５〜１００ｎｍのナノファイバーを生成し、シート状の基材の上にナノファイバー接着層を形成した。そして、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層しナノファイバーシート部材を生成した。このナノファイバーシート部材は空孔径を７０ｎｍ以下で、空孔間の隔壁を１０ｎｍ以下に制御し空孔率を９０％以上にした構造で５０μｍ厚みの断熱特性の優れた断熱材の部材としての機能を得た。
溶融ポリマーとしてポリウレタンを使用し、これをナノファイバー発生手段により繊維径が５〜１００ｎｍのナノファイバーを生成し、シート状の基材の上にナノファイバー接着層を形成した。そして、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層しナノファイバーシート部材を生成した。このナノファイバーシート部材は堆積させた羽毛の約２倍の断熱性能を持ち、約３０％軽い機能を有し、且つ撥水性でありながら、水蒸気のみをナノファイバーシート部材表面から透過させ、蒸発面積が従来の数百倍、水蒸気透過速度を従来の百倍以上の効果を発揮する防寒肌着などの衣料用材の部材として最適な機能を得た。
溶融ポリマーとしてポリエステルを使用し、これをナノファイバー発生手段により繊維径が５〜１００ｎｍのナノファイバーを生成し、このナノファイバーをシート状の基材の上に堆積させたナノファイ接着層を形成した。そして、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層しナノファイバーシート部材を生成した。このナノファイバーシート部材は気密な均質材料で独立した細かい気泡から構成されていることから、熱はナノファイバーシート部材の中にある小さな無数の空気の壁（小部屋）によって熱が逃げていくのをくいとめる機能を有している。このようなことから、ナノファイバーシート部材は、断熱材の機能を持ち保温性に優れた綿として布団などの寝具用材の部材として使用される。
溶融ポリマーとしてポリエチレンを使用し、これをナノファイバー発生手段により繊維径が５〜１００ｎｍのナノファイバーを生成し、このナノファイバーをシート状の基材の上に堆積して繊維ウエブの積層物からなるナノファイバー接着層を形成した。このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層しナノファイバーシート部材を生成した。ナノファイバーシート部材は目付が１０〜１００ｇ／ｍ２の繊維ウエブからなるガーゼ機能を得た。そして、切り出しの際や使用の際に糸くずの発生などが少なく、また、吸液時や使用による摩擦や吸液状態での摩擦などによる形態変化が少ない、形状保持に優れたガーゼの部材として最適な機能を得た。
溶融ポリマーとしてポリプロピレンとポリ乳酸を使用し、これをナノファイバー発生手段によりナノファイバーを生成しシート状の基材の上にナノファイバー接着層を形成した。この時、ポリプロピレンは撥水性でありナノファイバー化することで超撥水性となり水を全く通さなくなる。一方、ポリ乳酸のナノファイバーは親水性であるため、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層したナノファイバーシート部材は患部の体液や血液を吸着する機能を有し包帯などの医療用材の部材として使用される。
溶融ポリマーとしてポリプロピレン（８０％）＋ポリエステル（２０％）を使用しこれをナノファイバー発生手段によりナノファイバーを生成しシート状の基材の上にナノファイバー接着層を形成した。この時ポリプロピレンの融点が１８０℃で、ポリエステルの融点が２４０℃であることから、これらを混合して適度な温度で溶融することで繊維径が大きく違うナノファイバーを分散することができる。これによって、ポリプロピレンは、撥水性でありナノファイバー化することで超撥水性となり水分を全く通さなくなる。一方、ポリエステルのナノファイバーは、親水性であるため尿や血液を吸着する。このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層したナノファイバーシート部材はこのようにナノファイバー部材はおむつや生理用品などの衛生材料用品としての機能を得た。さらに、ナノファイバーシート部材は、保水性および吸水速度に優れた吸水特性を有していること且つ柔らかな肌触りを有していることから、おむつ、生理用品などの衛生材料用品の部材として最適な機能を得た。
溶融ポリマーとしてポリオレフインを使用し、これに熱分解型発泡剤を混合させ、これをナノファイバー発生手段により繊維径が５〜１００ｎｍのナノファイバーを生成し、このナノファイバーを積層してシート状の基材の上に優れた耐候性、耐熱性、シール性の機能を有したナノファイバー接着層を形成した。そして、このナノファイバー接着層は、水を通さないが水蒸気を通し且つ低硬度、低密度であり、シール特性に優れたシール材としての機能を得た。このため、ナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層したナノファイバーシート部材は特に、携帯電話のシール材の部材としては最適なものである。
溶融ポリマーとしてポリエチレンを使用し、これをナノファイバー発生手段により基材シート上にナノファイバーを生成し目付１５ｇ／ｍ２以上、見掛け密度０．４０ｇ／ｃｍ３以下のナノファイバー接着層を得た。このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層したナノファイバーシート部材は透湿性および防水性が保持された防水シートなどの建設用材として最適な機能を得た。
溶融ポリマーとして生分解性プラスチックに用いるポリエチレンを使用し、これをナノファイバー発生手段によりナノファイバーを生成し、シート状の基材の上に厚み２０μｍの通気層のナノファイバー接着層を得た。このナノファイバー接着層は防水効果に優れ、且つ通気性があるにもかかわらずろ過性があり、適度の耐水性がありバクテリアの侵入を防ぐ効果を有するため、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して積層したナノファイバーシート部材は光劣化性があり経時的にもろくなり廃棄し易い構成の防草用シートなどの農業用資材の部材として最適な機能を得た。
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また前記実施可能である。
また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の変更が可能である。
また、実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の変更が可能である。
１・・・ナノファイバー発生手段 ２・・・噴出ノズル
３・・・エアーノズル ４・・・ガイドボックス
５・・・ナノファイバー ６・・・吸引ボックス ７・・・ファン
８・・・基材供給ロール ９・・・シート状の基材 １０・・・繰出しロール
１１、１２・・・切り欠き １３・・・開口部
１４・・・ナノファイバー接着層
１５・・・別に設けたナノファイバー発生手段噴出ノズル
１６・・・噴出ノズル １７・・・エアーノズル
１８・・・ナノファイバーまたはナノ粒子
１９・・・熱圧着ローラ ２０・・・ナノファイバーシート部材
２１・・・基材巻き取りロール ２２・・・搬送ベルト供給ロール
２３・・・搬送ベルト ２４・・・繰出しロール
２５・・・固体の基材シート ２６・・・熱圧着装置
２７・・・ナノファイバーシート部材
３・・・エアーノズル ４・・・ガイドボックス
５・・・ナノファイバー ６・・・吸引ボックス ７・・・ファン
８・・・基材供給ロール ９・・・シート状の基材 １０・・・繰出しロール
１１、１２・・・切り欠き １３・・・開口部
１４・・・ナノファイバー接着層
１５・・・別に設けたナノファイバー発生手段噴出ノズル
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１８・・・ナノファイバーまたはナノ粒子
１９・・・熱圧着ローラ ２０・・・ナノファイバーシート部材
２１・・・基材巻き取りロール ２２・・・搬送ベルト供給ロール
２３・・・搬送ベルト ２４・・・繰出しロール
２５・・・固体の基材シート ２６・・・熱圧着装置
２７・・・ナノファイバーシート部材
Claims (4)
- 溶融ポリマーを吐出する噴出ノズルと、高速高温エアーを吹き出すエアーノズルとからなり、エアーノズルから吹き出した高速高温エアーで吐出した溶融ポリマーを延伸しナノファイバー化するようにしたナノファイバー発生手段と、ナノファイバーが拡散することを防ぐガイドボックスと、噴出ノズルと対向してガイドボックスの直近後方に配置した基材とから構成したナノファイバー発生装置において、接着機能を有する溶融ポリマーを用いてナノファイバー発生手段より発生したナノファイバーを基材表面に添着してナノファイバー接着層を形成し、このナノファイバー接着層にナノファイバー層またはナノ粒子を固定一体化して形成したことを特徴とするナノファイバーシート部材。
- 接着機能を有する溶融ポリマーは低密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸などの低融点の樹脂あるいはポリプロピレン、ポリオレフイン、ポリオレフイン変性樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合樹脂、熱可塑性ポリアミド系樹脂、ポリエステル、ポリウレタンなどのホットメルト樹脂の中から１つあるいは組み合わせて使用したことを特徴とする請求項１のナノファイバーシート部材。
- 基材はポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、レーヨン、ポリプロピレン繊維などの有機繊維やガラス繊維、パルプ繊維これらの単独あるいは２種類以上から構成される不織布あるいは織布からなるシートまたはフイルムまたはガラス板または金網またはナイロンネットまたは焼結金属または３次元の物体の中から選択されることを特徴とする請求項１のナノファイバーシート部材。
- 請求項１のナノファイバーシート部材を、吸音材の部材または断熱材の部材またはマスクやガーゼや包帯などの医療用材または、おむつや生理用品などの衛生材料用品の部材または、防寒肌着などの衣料用材または、布団などの寝具用材の部材または、シール材または、防水シートなどの建設用材または、防草用シートなどの農業用資材の部材またはエアフイルタろ材として用いたことを特徴とするナノファイバーシート部材をを用いた各種用途の製品。
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