KR20170074857A

KR20170074857A - 고융점 수지 섬유 및 부직포

Info

Publication number: KR20170074857A
Application number: KR1020177007691A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 데이; 아야 요코야마
Original assignee: 주식회사 다이셀
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-06-30
Also published as: DE112015004760T5; CN106661773B; KR102401754B1; WO2016063619A1; JP2016079536A; CN106661773A; US20170298535A1; JP6496120B2

Abstract

본 발명의 목적은, 내열성, 내용제성을 갖고, 가공 성형성이 우수한 직경 4㎛ 이하의 고융점 수지 섬유 및 고융점 수지 섬유를 포함하는 부직포를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 레이저 용융 일렉트로스피닝법을 사용해서, 효율이 좋은 직경 4㎛ 이하인 고융점 수지 섬유의 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 고융점 수지 섬유는, 융점이 250℃ 이상인 수지를 포함하고, 직경이 4㎛ 이하이다. 또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유는, 융점이 250℃ 이상인 수지가 PEEK인 것이 바람직하고, 결정화도가 30% 이하인 것이 바람직하다.

Description

고융점 수지 섬유 및 부직포{HIGH MELTING POINT RESIN FIBERS AND NONWOVEN FABRIC}

본 발명은 용융형 정전 방사법을 이용한 고융점 수지 섬유 및 부직포에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 가열 수단으로서 레이저 광선을 사용하는 용융형 정전 방사법(레이저 용융 일렉트로스피닝법)에 의해 고융점 수지(필름)를 직경 4㎛ 이하의 극세 섬유에 가공한 고융점 수지 섬유 및 고융점 수지 섬유를 포함하는 부직포에 관한 것이다. 본원은, 2014년 10월 20일에 일본에 출원한, 일본특허출원 제2014-213828호의 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

근년, 서브마이크로미터 또는 나노미터 오더의 섬유 직경을 갖는 섬유는, 큰 비표면적과 섬유 형태를 활용한 신규 재료를 개발 가능한 점에서 주목받고 있다. 이러한 섬유를 제조하는 방법으로서는, 예를 들어 고분자 융액에 고전압을 작용시켜서 섬유를 형성하는 정전 방사법(용융형 정전 방사법)이 제안되어 있다.

용융형 정전 방사법으로서는, 예를 들어 특허문헌 1에서는, 레이저광을 조사해서 열가소성 수지를 가열 용융시키는 가열 용융 공정과, 열가소성 수지의 용융부에 전압을 작용시켜서, 신장하는 섬유를 콜렉터에 포집하는 정전 방사 공정을 거쳐 섬유를 제조하는 용융형 정전 방사법(레이저 용융 일렉트로스피닝법)이 제안되어 있다. 그리고, 이 방법에서는, 방사 재료로서 선 형상체 수지를 사용해서, 그 선단으로부터 섬유를 토출시킴으로써 섬유를 제조하고 있다.

또한, 특허문헌 2에서는, 상기 레이저 용융 일렉트로스피닝법을 이용하여, 열가소성 수지를 포함하는 시트 형상물에 선 형상 레이저광을 조사해서 상기 시트 형상물의 단부를 선 형상으로 가열 용융시킴과 함께, 용융한 부분과 금속 콜렉터 사이에 전위차를 둠으로써, 상기 시트 형상물의 가열 용융한 부분에 침 형상 돌출부를 형성하고, 이 침 형상 돌출부로부터 토출되는 섬유를 금속 콜렉터 방향으로 비상시켜서, 금속 콜렉터 혹은 상기 용융 부분과 금속 콜렉터간에 개재시킨 포집 부재 상에 포집하고 있다.

폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리아미드이미드(PAI) 등의 고융점 수지는, 내열성, 난연성, 내약품성, 내충격성을 갖고, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱이라고도 불리고, 자동차나 전기·전자 분야의 용도로 널리 사용되고 있다. 그 중에서도 PEEK는, 융점이 334℃에서, 250℃에서 연속 사용할 수 있다고 하는 초내열성을 갖고, 열가소성 수지로서 최고의 내열성과 유기 용제 등에 대한 내약품성을 갖는 방향족계의 플라스틱이다.

이들 고융점 수지를 파이버(섬유)화하는 방법으로서는, 멜트 블론 등의 방법이 알려져 있지만, 파이버의 직경은 수μ 내지 수십㎛이고, 보다 극세한 나노파이버를 얻는 것은 곤란하다. 또한, 보다 극세한 나노파이버를 얻는 방법으로서는, 일렉트로스피닝 등의 방법이 알려져 있지만, PEEK 등의 고융점의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱은, 유기 용매 등에 불용인 경우가 많기 때문에 적용할 수는 없다.

일본특허공개 제2007-239114호 공보 일본특허공개 제2010-275661호 공보

한편, 특허문헌 2의 레이저 용융 일렉트로스피닝법에서는, 원료 필름의 결정화도를 컨트롤하고 있지 않고, 그 결정화도가 높은 경우에는, 가공 속도를 높이는 것이 어려웠다. 또한, 얻어진 파이버는 직경이 5㎛ 이상으로 되었다. 또한, 얻어진 파이버의 결정화도가 높아, 가공 성형하는 것이 곤란하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 내열성, 내용제성을 갖고, 가공 성형성이 우수한 직경 4㎛ 이하의 고융점 수지 섬유 및 고융점 수지 섬유를 포함하는 부직포를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 목적은 레이저 용융 일렉트로스피닝법을 사용해서, 효율이 좋은 직경 4㎛ 이하의 고융점 수지 섬유의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

따라서, 본 발명자들이, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토한 결과, 레이저 용융 일렉트로스피닝법으로, 융점이 250℃ 이상인 수지를 원료의 고분자 시트로서 사용함으로써, 융점이 250℃ 이상인 수지를 포함하는 직경 4㎛ 이하인 고융점 수지 섬유가 얻어지는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명의 고융점 수지 섬유는 융점이 250℃ 이상인 수지를 포함하고, 직경이 4㎛ 이하이다.

또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유는 융점이 250℃ 이상인 수지가 PEEK인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유는 결정화도가 30% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법은, 비결정성의 고융점 수지를 포함하는 고분자 시트에 띠 형상 레이저광을 조사해서 상기 고분자 시트의 단부를 선 형상으로 가열 용융시킴과 함께, 용융한 띠 형상 용융부와 섬유 포집판 사이에 전위차를 둠으로써, 상기 고분자 시트의 띠 형상 용융부에 침 형상 돌출부를 형성하고, 상기 침 형상 돌출부로부터 토출되는 섬유를 상기 섬유 포집판 방향으로 비상시켜서, 상기 섬유 포집판 혹은 상기 용융 부분과 상기 섬유 포집판간에 개재시킨 포집 부재 상에 포집함으로써 고융점 수지 섬유를 얻는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법은 상기 고분자 시트의 이송 속도가 2 내지 20㎜/min인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법은 상기 전위차가 0.1 내지 30㎸/㎝인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법은, 상기 고분자 시트의 400℃에서 측정한 시어 레이트(전단 속도) 121.6(1/s)일 때의 점도가 800㎩·s 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 부직포는 상기 본 발명의 고융점 수지 섬유에서 얻어지는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 이하에 관한 것이다.

[1] 융점이 250℃ 이상인 수지를 포함하는 직경이 4㎛ 이하인 고융점 수지 섬유.

[2] 융점이 250℃ 이상인 수지가 PEEK인 상기 [1] 기재의 고융점 수지 섬유.

[3] 결정화도가 30% 이하인 상기 [1] 또는 [2] 기재의 고융점 수지 섬유.

[4] 집합체로서의 평균 섬유 직경이 4㎛ 이하인 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 고융점 수지 섬유.

[5] 비결정성의 고융점 수지를 포함하는 고분자 시트에 띠 형상 레이저광을 조사해서 상기 고분자 시트의 단부를 선 형상으로 가열 용융시킴과 함께, 용융한 띠 형상 용융부와 섬유 포집판 사이에 전위차를 둠으로써, 상기 고분자 시트의 띠 형상 용융부에 침 형상 돌출부를 형성하고, 상기 침 형상 돌출부로부터 토출되는 섬유를 상기 섬유 포집판 방향으로 비상시켜서, 상기 섬유 포집판 혹은 상기 용융 부분과 상기 섬유 포집판간에 개재시킨 포집 부재 상에 포집함으로써 고융점 수지 섬유를 얻는 것을 특징으로 하는 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 고융점 수지 섬유의 제조 방법.

[6] 상기 고분자 시트의 이송 속도가 2 내지 20㎜/min인 상기 [5] 기재의 고융점 수지 섬유의 제조 방법.

[7] 상기 전위차가 0.1 내지 30㎸/㎝인 상기 [5] 또는 [6] 기재의 고융점 수지 섬유의 제조 방법.

[8] 상기 고분자 시트의 400℃에서 측정한 시어 레이트(전단 속도) 121.6(1/s)일 때의 점도가 800㎩·s 이하인 상기 [5] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 고융점 수지 섬유의 제조 방법.

[9] 상기 띠 형상 레이저광의 출력이 5 내지 100W/13㎝인 상기 [5] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 고융점 수지 섬유의 제조 방법.

[10] 상기 고분자 시트의 결정화도가 25% 이하인 상기 [5] 내지 [9] 중 어느 하나에 기재된 고융점 수지 섬유의 제조 방법.

[11] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 고융점 수지 섬유에서 얻어지는 부직포.

본 발명의 고융점 수지 섬유는 결정화도가 낮기 때문에 가공성이 우수하고, PEEK 등의 고융점 수지를 재료로 하고 있기 때문에 내열성이나 내약품성도 우수하다. 또한, 이것을 사용한 부직포는 매우 극세한 섬유로 이루어져서, 전지의 세퍼레이터나 의료용 재료의 필터 등으로서 사용한 경우의 분리능이 우수하고, PEEK 등의 고융점 수지를 재료로 하고 있기 때문에 내구성, 내열성이나 내약품성도 우수하다.

도 1은 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법의 일례를 모식적으로 도시하는 개략도이다.
도 2는 띠 형상 용융부에 형성되는 테일러 콘의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법을 포함한 부직포 제조 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.

[고융점 수지 섬유]

본 발명의 고융점 수지 섬유는 섬유 직경이 작은 극세 섬유이며, 그 직경은 4㎛ 이하이다. 상기 파이버의 직경은, 바람직하게는 3㎛ 이하(0.1 내지 3㎛)이고, 보다 바람직하게는 2㎛ 이하이다. 또한, 이러한 직경을 갖는 극세 섬유에는, 예를 들어 50 내지 1000㎚ 정도의 섬유 직경을 갖는 섬유가 포함되어 있어도 된다. 그리고, 파이버의 직경은, 후술하는 고융점 수지 섬유 제조 방법의 각종 조건(예를 들어, 고분자 시트의 두께나 고분자 시트의 이송 속도, 레이저 강도 등)을 적절히 조정함으로써, 조정할 수 있다. 또한, 고융점 수지 섬유의 직경은, 예를 들어 전자 현미경을 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 고융점 수지 섬유는 융점이 250℃ 이상인 수지를 포함한다. 고융점 수지 섬유의 융점은, 바람직하게는 260℃ 이상, 보다 바람직하게는 270℃ 이상, 더욱 바람직하게는 280℃ 이상이다. 이러한 융점이 250℃ 이상인 수지로서는, 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 폴리에테르에테르케톤(PEEK)(융점 334℃), 폴리페닐렌술피드(PPS)(융점 290℃), 폴리아미드이미드(PAI)(융점 300℃), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)(융점 327℃), 실리콘 수지(융점 300℃ 정도), 불소 수지(융점 327℃), 액정 중합체(융점 260 내지 300℃) 등을 들 수 있다. 그 중에서도 융점이 높고, 내열성과 내용제성이 우수한 점에서, PEEK가 바람직하다.

본 발명의 고융점 수지 섬유는 결정화도가 30% 이하인 것이 바람직하다. 상기 결정화도는 29% 이하인 것이 보다 바람직하고, 28% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 결정화도가 30% 이하이면 가공성이 우수하여, 부직포, 필터, 세퍼레이터 등에 용이하게 성형할 수 있다. 상기 결정화도는, 예를 들어 X선 회절법, DSC(시차 주사 열량계) 측정, 밀도법 등에 의해 구할 수 있다. 또한, 본원에서는 결정화도는, 실시예에 기재된 방법에 의해 DSC 측정에서 구한 열량으로부터 산출하였다.

또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유는, 원료로서 비결정성의 고융점 수지를 고분자 시트로서 사용해서, 후술하는 고융점 수지 섬유의 제조 방법에 의해 얻어지는 것이 바람직하다.

고분자 시트인 비결정성의 고융점 수지(시트)의 두께는, 예를 들어 0.01 내지 10㎜이고, 바람직하게는, 0.05 내지 5.0㎜이다. 두께가 상기 범위이면, 후술하는 고융점 수지 섬유를 제조하기가 쉽다.

본 발명의 고융점 수지 섬유의 집합체로서의 평균 섬유 직경은, 특별히 제한되지 않지만, 4㎛ 이하(0.1 내지 4㎛)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 3㎛ 이하이고, 더욱 바람직하게는 2㎛ 이하이다. 상기 평균 섬유 직경은, 예를 들어 주사형 전자 현미경을 사용해서 섬유의 형태를 복수(예를 들어, 10) 촬영하고, 촬영한 복수의 화상으로부터 임의로 1화상당 10개 정도의 섬유 직경을 화상 처리 소프트웨어 등으로 측정하고, 그들을 평균함으로써 구할 수 있다.

[고융점 수지 섬유의 제조 방법]

본 발명의 고융점 수지 섬유는, 후술하는 레이저 용융 일렉트로스피닝법을 사용해서 제조하는 것이 바람직하다. 레이저 용융 일렉트로스피닝법은, 구체적으로는, 이하의 방법이다.

본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법(레이저 용융 일렉트로스피닝법)에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 고융점 수지 섬유의 제조 방법의 일례를 모식적으로 도시하는 개략도이다. 고융점 수지 섬유의 제조 방법에서는, 고융점 수지(시트)를 포함하는 고분자 시트에 띠 형상 레이저광을 조사해서 상기 고분자 시트의 단부를 선 형상으로 가열 용융시킴과 함께, 용융한 띠 형상 용융부와 섬유 포집판 사이에 전위차를 둠으로써, 상기 고분자 시트의 띠 형상 용융부에 침 형상 돌출부를 형성하고, 상기 침 형상 돌출부로부터 토출되는 섬유를 상기 섬유 포집판 방향으로 비상시켜서, 상기 섬유 포집판 혹은 상기 용융 부분과 상기 섬유 포집판간에 개재시킨 포집 부재 상에 포집함으로써, 파이버를 얻는다.

고융점 수지 섬유의 제조 방법에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 레이저 발생원(1)으로부터 출사한 단면이 스폿 형상의 레이저광을 빔 익스팬더 및 균질기(2), 콜리메이션 렌즈(3) 및 실린드리컬 렌즈군(4)을 포함하는 광로 조절 수단을 통해서 단면이 선 형상의 띠 형상 레이저광(5)으로 변환한 후, 유지 부재(7)에 유지된 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(6a)에 조사함과 함께, 고전압 발생 장치(10)에 의해 전압을 인가하고, 띠 형상 용융부(6a)와 고분자 시트(6)의 하측에 배치된 섬유 포집판(8) 사이에 전위차를 발생시킨다. 또한, 서모그래피(9)에 의해 띠 형상 용융부(6a)의 온도를 관측하여, 전압이나 조사하는 레이저광 등의 조건을 최적화할 수 있다.

도 1에 도시한 예에서는, 고분자 시트(6)를 유지하는 유지 부재(7)가 전극으로서의 기능을 겸하고 있고, 고전압 발생 장치(10)에 의해 유지 부재(7)에 전압이 인가되면, 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(6a)에 전하가 부여되게 된다. 섬유 포집판(8)은 표면 전기 저항값이 금속과 동등 정도를 갖는 것이다. 그 형상은, 예를 들어 판 형상, 롤러 형상, 벨트 형상, 그물 형상, 톱 형상, 물결 형상, 침 형상, 선 형상 등을 들 수 있다. 또한, 광로 조절 수단은 광학 부품의 집합체이며, 빔 익스팬더 및 균질기(2), 콜리메이션 렌즈(3), 및 실린드리컬 렌즈군(4) 등으로 구성되어 있다. 이들 광로 조절 수단을 사용함으로써, 스폿 형상 레이저광을 띠 형상 레이저광(5)으로 변환할 수 있다.

도 1에 도시한 예에서는, 띠 형상 레이저광(5)의 조사에 의해, 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(6a)가 가열 용융됨과 함께, 이 가열 용융한 부분에 전하가 부여되게 된다. 그리고, 도 2에 도시한 바와 같이 전하가 부여된 띠 형상 용융부(6a)에는, 그 표면에 전하가 모여 반발함으로써, 점차 복수의 침 형상 돌출부(테일러 콘)(6b)가 형성되고, 전하의 반발력이 표면 장력을 초과하면, 용융한 열가소성 수지는 테일러 콘 선단으로부터 정전 인력에 의해 섬유 포집판(8)을 향해서 섬유로서 토출되고, 즉 침 형상 돌출부(6b)로부터 섬유가 형성되어, 섬유 포집판(8) 방향으로 비상한다. 그 결과, 신장한 섬유는 섬유 포집판(8)으로 포집된다. 또한, 섬유 포집판(8) 상에 포집 부재를 두면, 섬유는 포집 부재 상에 포집된다. 즉, 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법에서는, 섬유 포집판 자신을 섬유를 포집하는 부재로 해도 되고, 섬유 포집판과는 별도로 섬유 포집판 상에 포집 부재를 적재해도 되는 것이다. 도 2는 띠 형상 용융부(6a)에 형성되는 테일러 콘의 모식도이다.

도 2에 도시하는 상기 테일러 콘의 수(테일러 콘의 간격)는 고분자 시트(6)의 두께를 적절히 변경함으로써 조정할 수 있다. 또한, 테일러 콘이 발달한다고 하는 것은, 테일러 콘의 높이(도 2 중, h)가 커지는 것을 의미한다.

상기 테일러 콘의 수는 특별히 한정되지 않지만, 상기 고분자 시트의 가열 용융한 부분에 2㎝당 1개 이상으로 하는 것이 바람직하고, 1 내지 100개/2㎝로 하는 것이 보다 바람직하다. 이 이유는, 1개/2㎝ 이하에서는, 부직포의 균정도, 생산량의 점에서 바람직하지 않고, 많은 쪽이 좋지만, 100개/2㎝ 이상에서는, 테일러 콘끼리의 전기적인 반발에 의해 균정도가 저하되기 때문이다. 더욱 바람직하게는 1 내지 50개/2㎝이고, 특히 바람직하게는 2 내지 10개/2㎝이다.

상기 레이저 발생원으로서는, 예를 들어 YAG 레이저, 탄산 가스(CO₂) 레이저, 아르곤 레이저, 엑시머 레이저, 헬륨-카드뮴 레이저 등을 들 수 있다. 이들 중에서는, 전원 효율이 높고, PEEK 수지의 용융성이 높은 점에서, 탄산 가스 레이저가 바람직하다. 또한, 레이저광의 파장은, 예를 들어 200㎚ 내지 20㎛, 바람직하게는 500㎚ 내지 18㎛, 더욱 바람직하게는 5 내지 15㎛ 정도이다.

또한, 고융점 수지 섬유의 제조 방법에 있어서, 띠 형상 레이저광을 조사하는 경우, 그 레이저광의 두께는 0.5 내지 10㎜ 정도인 것이 바람직하다. 레이저광의 두께가 0.5㎜ 미만에서는 테일러 콘의 형성이 곤란해지는 경우가 있고, 10㎜를 초과하면 용융 체류 시간이 길어져서, 재료의 열화를 일으키는 경우가 있다.

또한, 상기 레이저광의 출력은, 띠 형상 용융부의 온도가 열가소성 수지의 융점 이상이고, 또한 고분자 시트의 발화점 이하의 온도가 되는 범위로 제어하면 되지만, 토출시키는 섬유의 섬유 직경을 작게 하는 관점에서는 높은 쪽이 바람직하다. 구체적인 레이저광의 출력은, 사용하는 열가소성 수지의 물성값(융점, LOI값(한계 산소 지수))이나 형상, 고분자 시트의 이송 속도 등에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 통상은, 5 내지 100W/13㎝ 정도이고, 바람직하게는 20 내지 60W/13㎝, 더욱 바람직하게는 30 내지 50W/13㎝이다. 상기 레이저광의 강도는, 레이저 발생원으로부터 출사한 스폿 빔의 출력이다.

또한, 띠 형상 용융부의 온도는, 고융점 수지의 융점 이상에서, 발화점 이하의 온도이면 특별히 한정되지 않지만, 통상 300 내지 600℃ 정도이고, 바람직하게는 350 내지 500℃이다.

도 1에 도시한 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조 방법에서는, 레이저광은 한 방향으로만 고분자 시트의 띠 형상 용융부(단부)에 조사하고 있지만, 예를 들어 반사 미러를 통해서 레이저광을 두 방향에서 고분자 시트의 띠 형상 용융부(단부)에 조사해도 된다. 시트 형상물의 두께가 두꺼워도, 그 단부를 보다 균일하게 용융시킬 수 있기 때문이다.

고융점 수지 섬유의 제조 방법에 있어서, 상기 고분자 시트의 단부와 상기 포집 부재 사이에 발생시키는 전위차는 방전하지 않는 범위에서 고전압인 것이 바람직하고, 요구되는 섬유 직경, 전극과 포집 부재와의 거리, 레이저광의 조사량 등에 따라서 적절히 선택할 수 있지만, 통상, 0.1 내지 30㎸/㎝ 정도이고, 바람직하게는 0.5 내지 20㎸/㎝, 보다 바람직하게는 1 내지 10㎸/㎝이다.

고분자 시트의 용융부에 전압을 인가하는 방법은, 레이저광의 조사부(고분자 시트의 띠 형상 용융부)와 전하를 부여하기 위한 전극부를 일치시키는 직접 인가 방법이어도 되지만, 간편하게 장치를 제작할 수 있는 점, 레이저광을 유효하게 열 에너지로 변환할 수 있는 점, 레이저광의 반사 방향을 용이하게 제어할 수 있고, 안전성이 높은 점 등에서, 레이저광의 조사부와 전하를 부여하기 위한 전극부를 별개의 위치에 설치하는 간접 인가 방법(특히, 고분자 시트의 이송 방향에 있어서의 하류측에 레이저광의 조사부를 설치하는 방법)이 바람직하다. 특히, 상기 제조 방법에서는, 전극부보다 하류측에서 고분자 시트에 띠 형상 레이저광을 조사함과 함께, 전극부와 레이저광 조사부와의 거리(예를 들어, 전극부의 하단부와, 띠 형상 레이저광의 상측 외측 테두리와의 거리)를 특정한 범위(예를 들어, 10㎜ 이하 정도)로 조정하는 것이 바람직하다. 이 거리는 PEEK 수지의 도전율, 열전도율, 유리 전이점, 레이저광의 조사량 등에 따라서 선택할 수 있고, 예를 들어 0.5 내지 10㎜, 바람직하게는 1 내지 8㎜, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 7㎜, 특히 바람직하게는 2 내지 5㎜ 정도이다. 양자의 거리가 이 범위에 있으면, 레이저광 조사부 근방에서의 수지의 분자 운동성이 높아져서, 용융 상태의 수지에 충분한 전하를 부여할 수 있기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 고분자 시트의 단부(테일러 콘의 선단부)와 상기 포집 부재와의 거리는 특별히 한정되지 않고, 통상 5㎜ 이상이면 되지만, 효율적으로 극세 섬유를 제조하기 위해서는, 바람직하게는 10 내지 300㎜, 보다 바람직하게는 15 내지 200㎜, 더욱 바람직하게는 50 내지 150㎜, 특히 바람직하게는 80 내지 120㎜ 정도이다.

상기 고분자 시트를 연속적으로 송출하는 경우, 그 이송 속도는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2 내지 20㎜/min 정도이고, 3 내지 15㎜/min이 바람직하고, 4 내지 10㎜/min이 보다 바람직하다. 속도를 빠르게 하면 생산성이 높아지지만, 너무 빠르면, 레이저광 조사부 근방에서의 수지가 충분히 용융하지 않으므로 섬유를 제조하기 어렵다. 한편, 속도가 느리면, 고융점 수지가 분해하거나, 생산성이 낮아진다.

또한, 상기 제조 방법에 있어서, 상기 고분자 시트의 단부와 상기 포집 부재 사이의 공간은, 불활성 가스 분위기여도 된다. 이 공간을 불활성 가스 분위기로 함으로써, 섬유의 발화를 억제할 수 있기 때문에, 레이저광의 출력을 높일 수 있다. 불활성 가스로서는, 예를 들어 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스, 탄산 가스 등을 들 수 있다. 이들 중, 통상, 질소 가스를 사용한다. 또한, 상기 불활성 가스의 사용에 의해, 띠 형상 용융부에 있어서의 산화 반응을 억제할 수 있다.

또한, 상기 공간은 가열해도 된다. 이에 의해, 얻어지는 섬유의 섬유 직경을 작게 할 수 있다. 즉, 공간의 공기 또는 불활성 가스를 가열함으로써, 형성되고 있는 섬유의 급격한 온도 저하를 억제할 수 있고, 이에 의해, 섬유의 신장 또는 연신을 촉진하여, 보다 극세한 섬유가 얻어지는 것이다. 가열 방법으로서는, 예를 들어 히터(할로겐 히터 등)를 사용한 방법이나, 레이저광을 조사하는 방법 등을 들 수 있다. 가열 온도는, 예를 들어 50℃ 이상의 온도로부터 수지의 발화점 미만까지의 온도 범위에서 선택할 수 있지만, 방사성의 관점에서, 수지의 융점 미만의 온도가 바람직하다.

[고분자 시트]

비결정성의 고분자 시트는, 예를 들어 결정화도가 25% 이하의 시트인 것이 바람직하고, 20% 이하인 것이 보다 바람직하고, 15% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 결정화도가 25% 이하이면, 결정화도가 낮은 고융점 수지 섬유를 얻을 수 있다. 고분자 시트의 결정화도는, 고융점 수지 섬유의 결정화도와 동일한 방법에 의해 구할 수 있다.

또한, 여기서 비결정성이란, 수지에 있어서의 분자 골격에 부피가 늘어난 분자쇄(입체 장해가 큰 분자쇄)를 갖고 있기 때문에, 용융 상태로부터 냉각·고화하는 과정에서 규칙적인 분자 배열을 취할 수 없고, 고화 상태에 있어서도 랜덤한 분자 배열이 되는 성질의 것을 말한다.

상기 비결정성의 고분자 시트는, 나노파이버 등의 극세 섬유를 형성하기 쉬운 점에서, 저점도인 것이 바람직하고, 예를 들어 400℃에서 측정한 시어 레이트(전단 속도) 121.6(1/s)일 때의 점도가, 800㎩·s 이하(50 내지 800㎩·s)인 것이 바람직하고, 600㎩·s 이하인 것이 보다 바람직하고, 400㎩·s 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 온도가 400℃인 경우의 점도는, 캐필러리 레오미터(상품명 「캐필로 그래프 1D」, (주)도요 세이끼 세이사꾸쇼 제조)에 의해 실시예에 기재된 방법으로 구할 수 있다. 또한, 시어 레이트(전단 속도)도 캐필러리 레오미터를 사용하여 측정할 수 있다.

상기 비결정성의 고분자 시트는, 예를 들어 비결정성의 칩 형상의 수지를 T다이 압출 성형기 등으로 가열 용융하여, 시트 형상으로 함으로써 제조할 수 있다. 비결정성의 칩 형상의 수지로서는, 시판품을 사용할 수 있고, 상품명 「VESTAKEEP 1000G」(다이셀·에보닉(주) 제조) 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, T다이 압출 성형기의 가열 온도는, 수지의 융점 이상이면 되고, 예를 들어 350 내지 400℃이다.

상기 비결정성의 고분자 시트는, 섬유에 사용되는 각종 첨가제, 예를 들어 안정제(산화 방지제, 자외선 흡수제, 열 안정제 등), 난연제, 대전 방지제, 착색제, 충전제, 활제, 항균제, 방충·진드기 방지제, 곰팡이 방지제, 소광제, 축열제, 향료, 형광 증백제, 습윤제, 가소제, 증점제, 분산제, 발포제, 계면 활성제 등을 함유해도 된다. 이들 첨가제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 함유할 수 있다.

이들 첨가제 중에서는, 예를 들어 계면 활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 고분자 시트에 고전압을 인가해서 전하를 주입할 때, 고융점 수지를 포함하는 고분자 시트는 전기 절연성이 높고, 전기 저항이 낮아지는 열 용융부까지 전하를 주입하기 어렵다. 그러나, 계면 활성제를 사용하면, 전기 절연성이 큰 섬유의 표면 전기 저항이 저하되어, 열 용융부까지 충분히 전하를 주입할 수 있다. 또한, 계면 활성제 등의 부여는, 고분자 시트에 고전압을 인가해서 전하를 주입할 때, 시트가 복수 성분으로 구성되어 있는 경우의 상분리에 유효하다.

이들 첨가제는, 각각 고분자 시트 수지 100질량부에 대하여 50질량부 이하의 비율로 사용할 수 있고, 예를 들어 0.01 내지 30질량부, 바람직하게는 0.1 내지 5질량부 정도의 비율이다.

[부직포]

본 발명의 부직포는, 후술하는 제조 방법으로 제조한 것이어도 되고, 본 발명의 고융점 수지 섬유를 다른 방법으로 제조한 것이어도 된다.

본 발명의 부직포의 두께는, 용도에 따라서 적절히 선택하면 되고, 0.0001 내지 100㎜ 정도의 범위에서 선택할 수 있지만, 통상 0.001 내지 50㎜, 바람직하게는 0.01 내지 15㎜, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1㎜ 정도이다. 또한, 상기 부직포의 단위 면적당 중량도, 용도에 따라서 선택할 수 있고, 통상 0.001 내지 100g/㎡ 정도이고, 바람직하게는 0.05 내지 50g/㎡, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10g/㎡ 정도이다. 본 발명의 부직포는, 후술하는 부직포의 제조 방법에 있어서, 시트의 이송 속도나 레이저 강도, 또한 포집 부재의 이동 속도 등을 조절함으로써, 제조하는 부직포의 섬유 직경, 두께, 단위 면적당 중량 등의 형상을 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 부직포는, 목적에 따라, 예를 들어 일렉트릿 가공에 의한 대전 처리, 플라즈마 방전 처리, 코로나 방전 처리, 술폰화 처리, 그래프트 중합 등에 의한 친수화 처리 등의 후속 가공 처리를 실시해도 된다. 또한, 상기 부직포는, 더욱더 2차 가공해도 되고, 다른 부직포(예를 들어, 스판본드 부직포 등)나 직편물, 필름, 플레이트, 기판 등과 적층 일체화되어도 된다.

[부직포의 제조 방법]

이어서, 부직포의 제조 방법의 일례에 대해서 설명한다. 이하의 부직포의 제조 방법에서는, 섬유 포집판 방향으로 비상시킨 섬유의 포집 위치를 경시적으로 이동시키면서, 고융점 수지 섬유의 제조를 연속적으로 행할 수 있다.

여기서, 섬유 포집판 방향으로 비상시킨 섬유의 포집 위치를 경시적으로 이동시키는 방법으로서는, 예를 들어 (1) 포집 부재(섬유 포집판 자신이 포집 부재로서 기능하는 경우에는 섬유 포집판)를 이동시키는 방법, (2) 고분자 시트의 유지 위치를 이동시키는 방법, (3) 테일러 콘으로부터 포집 부재를 향해서, 비상 중인 섬유에 역학적, 자력적 또는 전기적인 힘을 작용시키는 방법, 예를 들어 비상 중인 섬유에 에어를 분사하는 방법, (4) 상기 (1) 내지 (3)의 방법을 선택적으로 조합하는 방법 등을 사용할 수 있다.

이들 중에서는, 장치의 구성 간략화가 용이해서, 제조하는 부직포의 형상(두께나 단위 면적당 중량 등)을 제어하기 쉬운 점에서, 상기 (1)의 방법, 즉 포집 부재를 이동시키는 방법이 바람직하다. 이하, 상기 (1)의 방법을 사용하는 경우를 예로, 부직포의 제조 방법에 대해서, 상세하게 설명한다.

상기 (1)의 방법을 사용한 부직포의 제조 방법에서는, 도 1에 도시한 제조 방법에 있어서, 섬유 포집판(8) 상에 포집 부재를 적재해 두고, 이 포집 부재를 고분자 시트(6)의 폭 방향으로 수직인 방향(도면 중, 우측 방향 또는 좌측 방향)으로 이동시키면서, 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조를 연속적으로 행한다. 여기서, 포집 부재의 이동 속도는, 일정해도 되고, 경시적으로 변화해도 되고, 나아가, 이동과 정지를 반복해도 된다. 또한, 본 발명의 고융점 수지 섬유의 제조를 연속적으로 행하기 위해서는, 이미 설명한 바와 같이, 파이버의 제조 공정의 진행에 수반하여, 고분자 시트(6)를 섬유 포집판(8)측(포집 부재측)으로 연속적으로 송출하면 된다. 또한, 고분자 시트를 연속적으로 송출하는 속도(이송 속도)는 고융점 수지 섬유의 제조 방법에서 기재한 바와 같다.

또한, 섬유 포집판(8) 상의 포집 부재의 이동 속도는 특별히 한정되지 않고, 제조하는 섬유 시트의 단위 면적당 중량 등을 고려해서 적절히 결정하면 되지만, 통상 10 내지 2000㎜/min 정도이다. 예를 들어, 단위 면적당 중량 1000g/㎡의 고분자 시트의 이송 속도가 0.5㎜/min인 경우, 포집 부재의 이동 속도를 1000㎜/min 정도로 설정함으로써, 단위 면적당 중량 0.5g/㎡ 정도의 부직포를 연속적으로 제조할 수 있다.

도 3은 상술의 도 1에 도시하는 고융점 수지 섬유의 제조 방법을 포함하는, 부직포 제조 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 3에 도시하는 장치는, 레이저 발생원(11)과, 광로 조절 부재(12)와, 고분자 시트(6)를 연속적으로 보낼 수 있는 고분자 시트 이송 장치(13)와, 고분자 시트(6)를 유지하는 유지 부재(16), 고분자 시트(6)에 전하를 부여하는 전극(17), 섬유를 포집하기 위한 포집 부재(22), 전극(17)과 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a) 및 포집 부재(22)를 통해서 대향 배치된 섬유 포집판(14), 및 가열 장치(15)가 배치된 하우징(23)과, 전극(17), 섬유 포집판(14)의 각각에 전압을 인가하는 고전압 발생 장치(20a, 20b)와, 포집 부재(22)를 이동시키기 위한 풀리(21)를 구비하고 있다. 또한, 상기 광로 조절 부재(12)는, 상술한 바와 같이 광학 부품의 집합체이며, 도 1에 도시하는 빔 익스팬더 및 균질기(2), 콜리메이션 렌즈(3), 및 실린드리컬 렌즈군(4) 등으로 구성되어 있다.

도 3에 있어서, 레이저 광원(11)으로부터 출사하고, 광로 조절 부재(12)를 거치는 띠 형상 레이저광(5)은 하우징(23) 내에 도입되어, 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a)에 조사된다. 하우징(23)의 상부에는, 모터와 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기구를 구비한 고분자 시트 이송 장치(13)가 설치되어 있고, 고분자 시트(6)는 이 고분자 시트 이송 장치(13)에 설치되어, 연속적으로 하우징(23) 내로 송출되게 된다. 한편, 고분자 시트(6)의 하부는, 전극(17)이 설치된 유지 부재(16)에 의해 유지되어 있다. 고분자 시트(6)와 전극(17)은 항상 접촉하고 있기 때문에, 전극(17)에 전압이 인가되면, 고분자 시트(6)에 전하가 부여되게 된다.

전극(17)과 쌍이 되는 섬유 포집판(14)(전극(17)과 쌍이 되는 전극으로서 기능함)은 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a) 및 포집 부재(23)를 개재해서 대향하는 위치에 배치되어 있다. 그로 인해, 전극(17) 및 섬유 포집판(14)에 전압이 인가된 경우에는, 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a)와 포집 부재(22) 사이에는 전위차가 발생하게 된다. 전극(17), 섬유 포집판(14)으로의 전압의 인가는, 각각에 접속된 고전압 발생 장치(20a, 20b)에 의해 행해진다. 또한, 이 부직포 제조 장치에서는, 전극(17)이 양전극이고, 섬유 포집판(14)이 음전극이지만, 반대의 경우여도 된다. 포집 부재(22)는 풀리(21)와 컨베이어 벨트를 포함하는 벨트 컨베이어이며, 컨베이어 벨트 자체가, 포집 부재(22)에 상당한다. 그로 인해, 풀리(21)의 구동에 수반하여, 포집 부재(22)(컨베이어 벨트)는 소정의 방향(예를 들어, 도면 중, 우측 방향)으로 이동한다.

도 3에 도시하는 부직포 제조 장치는, 가열 장치(15)를 구비하고 있고, 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a)로부터 포집 부재(23)를 향해서 토출되어, 신장한 섬유를 가열할 수 있다. 또한, 하우징(23) 내에는, 레이저광 흡수판(19) 및 열 흡수판(18)을 구비하고 있다.

도 3에 도시하는 부직포 제조 장치에서는, 전극(17) 및 섬유 포집판(14)의 양쪽에 전압을 인가한 상태에서, 고분자 시트 이송 장치(13) 및 유지 부재(16)에 의해 고분자 시트(6)를 이송하면서, 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a)에 띠 형상 레이저광(5)를 조사함으로써, 이미 설명한 바와 같이, 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a)에 테일러 콘이 형성되고, 이 테일러 콘으로부터 섬유가 토출되어, 섬유 포집판(14)으로 비상하고, 그 결과, 신장한 섬유가 포집 부재(22)에서 포집되게 된다. 그리고, 고분자 시트(6)를 연속적으로 이송하면서(연속적으로 섬유를 토출시키면서), 포집 부재(22)를 이동시킴으로써, 포집 부재(22) 상에 부직포를 제조할 수 있는 것이다.

도 3에 도시하는 부직포 제조 장치에 있어서, 포집 부재(22)는 시트 형상의 부재이다. 이 장치에 있어서, 포집 부재(22)는 시트 형상이면 특별히 한정되지 않지만, 종이, 필름, 각종 직물, 부직포, 메쉬 등이다. 또한, 포집 부재가, 금속 또는 표면 전기 저항값이 금속과 동등 정도를 갖는 시트 또는 벨트여도 된다.

도 3에 도시하는 부직포 제조 장치에 있어서, 전극(17), 섬유 포집판(14)의 재료는, 도전성 재료(통상, 금속 성분)이면 되고, 예를 들어 크롬 등의 6A족 원소, 백금 등의 8족 금속 원소, 구리나 은 등의 1B족 원소, 아연 등의 2B족 원소, 알루미늄 등의 3B족 원소 등의 금속 단체나 합금(알루미늄 합금이나 스테인리스 합금 등), 또는 이들 금속을 포함하는 화합물(산화 은, 산화 알루미늄 등의 금속 산화물 등) 등을 들 수 있다. 이들 금속 성분은, 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 이들 금속 성분 중, 구리, 은, 알루미늄, 스테인리스 합금 등이 특히 바람직하다. 섬유 포집판(14)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 판 형상, 롤러 형상, 벨트 형상, 그물 형상, 톱 형상, 물결 형상, 침 형상, 선 형상 등을 들 수 있다. 이들 형상 중 판 형상, 롤러 형상이 특히 바람직하다. 레이저광 흡수판(19)으로서는, 예를 들어 흑체를 도장한 금속이나 다공질 세라믹 등을 들 수 있다. 열 흡수판(18)로서는, 예를 들어 흑색의 세라믹 등을 들 수 있다. 이러한 장치를 사용함으로써, 본 발명의 고융점 수지 섬유 및 부직포를 효율적으로 제조할 수 있다.

실시예

이하에, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

(고분자 시트의 제작)

하기 방법으로 고분자 시트 A 내지 D를 제작하였다.

이하의 고융점 수지인 PEEK 수지의 칩 형상 시료를 라보플라스토밀 T 다이 압출 성형 장치((주)도요 세이끼 세이사꾸쇼 제조)에서, 다이스폭 150㎜, 립폭 0.4㎜의 T 다이를 사용하여, 압출 온도 345 내지 360℃에서 시트 형상으로 압출하고, 인취 롤 온도 140℃, 권취 속도 1.0 내지 2.0m/min으로 권취하여, 두께 0.1㎜의 고분자 시트 A 내지 D를 제작하였다. 고분자 시트 B, C, 및 D는 압출기에서의 성형 후, 230℃에서 20분 열 처리를 행하였다.

제작한 고분자 시트의 결정화도 및 400℃에서 측정한 시어 레이트(전단 속도) 121.6(1/s)일 때의 점도는, 이하와 같다. 또한, 상기 점도는 이하의 고분자 시트의 점도의 측정 방법으로 측정하고, 상기 결정화도는 이하의 고융점 수지 섬유의 결정화도와 동일한 방법으로 구하였다.

고분자 시트 A: VESTAKEEP 1000G(비결정성 샘플 원단: 결정화도 12.7%, 점도 151㎩·s)

고분자 시트 B: VESTAKEEP 1000G(결정성 샘플 원단: 결정화도 35.5%, 점도 151㎩·s)

고분자 시트 C: VESTAKEEP 3300G(결정성 샘플 원단: 결정화도 36.7%, 점도 761㎩·s)

고분자 시트 D: VESTAKEEP 4000G(결정성 샘플 원단: 결정화도 37.7%, 점도 1012㎩·s)

(고분자 시트의 점도의 측정 방법)

400℃에서 측정한 시어 레이트(전단 속도) 121.6(1/s)일 때의 점도는, 캐필러리 레오미터(상품명 「캐필로 그래프 1D」, (주)도요 세이끼 세이사꾸쇼 제조)로, 모세관 직경 1㎜, 길이 10㎜의 지그를 사용하여 측정하였다.

이어서, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에서는, 상기의 방법으로 제작한 고분자 시트 A 내지 D를 사용하여, 이하의 방법에 의해 고융점 수지 섬유를 제조하였다. 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에 있어서, 사용한 고분자 시트, 고분자 시트의 이송 속도, 레이저광의 출력, 얻어진 고융점 수지 섬유의 결정화도, 섬유 직경(직경)은 표 1에 나타내는 바와 같다. 또한, 비교예 2 및 5에 있어서는, 섬유는 얻지 못하였다.

(고융점 수지 섬유의 제조)

도 1에 모식도를 나타내는 장치를 사용하여, 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 고융점 수지 섬유를 제조하였다.

도 1에 도시한 장치의 레이저 광원(1)으로서, CO₂ 레이저(유니버설 레이저 시스템사 제조, 파장 10.6㎛, 출력 45W, 공냉형, 빔 직경 φ4㎜)를 사용하였다. 빔 익스팬더 및 균질기(2)로서, 배율 2.5배의 빔 익스팬더와, 균질기(입사 빔 직경φ12㎜(설계값), 출사 빔 직경 φ12㎜(설계값))와, 콜리메이션 렌즈(3)로서, 콜리메이션 렌즈(입사 빔 직경 φ12㎜(설계값), 출사 빔 직경 φ12㎜(설계값))와, 실린드리컬 렌즈군(4)으로서 실린드리컬 렌즈(평오목 렌즈, f-30㎜) 및 실린드리컬 렌즈(평볼록 렌즈, f-300㎜)를 이 순서로 소정의 위치에 배치한 것을 사용하였다. 이들 광로 조절 부재를 통함으로써, 스폿 형상의 레이저광을 폭 약 150㎜, 두께 약 1.4㎜의 띠 형상 레이저광으로 변환해서 고분자 시트(6)의 띠 형상 용융부(단부)(6a)에 조사하였다. 이에 의해, 고융점 수지 섬유를 얻었다.

(고융점 수지 섬유의 결정화도 측정 방법)

고융점 수지 섬유의 결정화도는 DSC 측정에서 구한 열량으로부터 산출하였다.

DSC 측정은 시차 주사 열량계(DSC-Q2000/TA사 제조)를 사용하고, 기준 재료는 알루미나를 사용해서, 질소 분위기 하에서, 온도 범위는 0℃ 내지 420℃, 승온 속도 20℃/min의 조건으로 행하였다.

그리고, DSC 측정에서 구한 열량으로부터, 이하의 식을 사용해서 결정화도를 구하였다.

결정화도(%)={(시료의 융해열)-(시료의 재결정화열)}/완전 결정의 융해열(130J/g)×100

본 발명의 고융점 수지 섬유는, 매우 미세하고, 내열성이나 내약품성도 우수한 점에서, 이것을 사용해서 얻어지는 부직포는, 연료 전지용 세퍼레이터, 의료 재료용 필터, 우주 재료 등으로서 유용하다.

1 : 레이저 발생원
2 : 빔 익스팬더 및 균질기
3 : 콜리메이션 렌즈
4 : 실린드리컬 렌즈군
5 : 띠 형상 레이저광
6 : 고분자 시트
6a : 띠 형상 용융부
6b : 침 형상 돌출부
7 : 유지 부재
8 : 섬유 포집판
9 : 서모그래피
10 : 고전압 발생 장치
11 : 레이저 발생원
12 : 광로 조정 부재
13 : 고분자 시트 이송 장치
14 : 섬유 포집판
15 : 가열 장치
16 : 유지 부재
17 : 전극
18 : 열 흡수판
19 : 레이저광 흡수판
20a : 고전압 발생 장치
20b : 고전압 발생 장치
21 : 풀리
22 : 포집 부재
23 : 하우징

Claims

융점이 250℃ 이상인 수지를 포함하는 직경이 4㎛ 이하인 고융점 수지 섬유.
제1항에 있어서, 융점이 250℃ 이상인 수지가 PEEK인 고융점 수지 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서, 결정화도가 30% 이하인 고융점 수지 섬유.
비결정성의 고융점 수지를 포함하는 고분자 시트에 띠 형상 레이저광을 조사해서 상기 고분자 시트의 단부를 선 형상으로 가열 용융시킴과 함께, 용융한 띠 형상 용융부와 섬유 포집판 사이에 전위차를 둠으로써, 상기 고분자 시트의 띠 형상 용융부에 침 형상 돌출부를 형성하고, 상기 침 형상 돌출부로부터 토출되는 섬유를 상기 섬유 포집판 방향으로 비상시켜서, 상기 섬유 포집판 혹은 상기 용융 부분과 상기 섬유 포집판간에 개재시킨 포집 부재 상에 포집함으로써 고융점 수지 섬유를 얻는 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 고융점 수지 섬유의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 고분자 시트의 이송 속도가 2 내지 20㎜/min인 고융점 수지 섬유의 제조 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 전위차가 0.1 내지 30㎸/㎝인 고융점 수지 섬유의 제조 방법.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자 시트의 400℃에서 측정한 시어 레이트(전단 속도) 121.6(1/s)일 때의 점도가 800㎩·s 이하인 고융점 수지 섬유의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 고융점 수지 섬유에서 얻어지는 부직포.