JP5467398B2 - 「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法 - Google Patents
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Description
図1及び図2は、実施形態1に係る「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法における第1工程を説明するために示す図である。
図1(a)は電界紡糸装置100を用いて高分子ナノ繊維12からなるシート状不織布14を製造する様子を示す図であり、図1(b)はシート状不織布14を切断して帯状不織布16を製造する様子を示す図であり、図1(c)は図1(b)における符号R1で示す領域を拡大して示す図である。
図2(a)は帯状不織布に多層カーボンナノチューブ122を塗布し表面に多層カーボンナノチューブ122を付着した高分子ナノ繊維12からなる帯状不織布17を製造する様子を示す図であり、図2(b)は帯状不織布17の斜視図であり、図2(c)は図2(b)における符号R2で示す領域を拡大して示す図である。
図3は帯状不織布17を撚り糸装置200を通過させて「高分子ナノ繊維からなる糸18」を製造する様子を示す図である。当該図3は、実施形態1に係る「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法における第2工程を説明するために示す図である。
第1工程は、コレクター108とノズル106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10からシート状不織布14を製造する工程と、シート状不織布14を切断して帯状不織布16を製造する工程と、帯状不織布16に多層カーボンナノチューブ122を塗布し表面に多層カーボンナノチューブ122を付着した高分子ナノ繊維12からなる帯状不織布17を製造する工程とをこの順序で含む。
第2工程は、帯状不織布17を撚り糸装置200内に通過させて帯状不織布17から「高分子ナノ繊維からなる糸18」を製造する工程である。すなわち、図3に示すように、第1工程で製造した帯状不織布17を主撚り糸装置202を用いて撚糸化することにより「高分子ナノ繊維からなる糸18」を製造することができ、糸送り装置204,206を用いて「高分子ナノ繊維からなる糸18」を図2(a)の左から右に撚りながら糸送りすることにより強固に撚り糸された「高分子ナノ繊維からなる糸18」が連続的に製造できる。
図4は、実施形態2に係る「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法における第3工程を説明するために示す図である。図4(a)は「高分子ナノ繊維からなる糸18」にレーザー光を照射することにより部分結合処理を行う様子を示す図であり、図4(b)は、図4(a)を上部より見た図である。
図5は、実施形態3に係る「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法における第1工程を説明するために示す図である。図5(a)は電界紡糸装置100を用いて高分子ナノ繊維12からなるシート状不織布15を製造する様子を示す図であり、図5(b)はシート状不織布15を切断して帯状不織布17を製造する様子を示す図である。
図6は、実施形態4に係る「高分子ナノ繊維からなる糸」の製造方法における第1工程を説明するために示す図である。図6(a)及び図6(b)はドラム状コレクター400を用いて帯状不織布17を製造する様子をそれぞれ異なる角度から見たときの図であり、図6(c)はドラム状コレクター400で製造された帯状不織布17を示す図である。
Claims (15)
- 表面にナノ構造物が付着した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、
前記ナノ構造物がカーボンナノ構造物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、
前記第2工程実施後、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工程をさらに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3〜7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、前記帯状不織布として、前記部分結合処理を促進可能な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、
前記第2工程実施後、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工程をさらに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1〜9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、前記帯状不織布にナノ構造物を塗布し表面にナノ構造物を付着した高分子ナノ繊維からなる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1〜9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にナノ構造物を塗布し表面にナノ構造物を付着した高分子ナノ繊維からなる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1〜9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を印加された状態で電界紡糸を行いながらナノ構造物を電界紡糸雰囲気中に吐出することにより、ナノ構造物と高分子材料溶液又は溶融高分子材料から表面にナノ構造物が付着した高分子ナノ繊維からなる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1〜9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と、前記帯状不織布にナノ構造物を塗布し表面にナノ構造物を付着した高分子ナノ繊維からなる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1〜9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いながらナノ構造物を電界紡糸雰囲気中に吐出することにより、前記ナノ構造物と高分子材料溶液又は溶融高分子材料から表面にナノ構造物が付着した高分子ナノ繊維を前記コレクター内に堆積し、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1〜14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「高分子ナノ繊維からなる糸」表面から、ナノ構造物を除去する第4工程をさらに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。
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