TWI428491B - 用於製造奈米纖維的方法及纖維組成物 - Google Patents

Description

用於製造奈米纖維的方法及纖維組成物

本發明關於纖維之製造，而且特別是奈米大小纖維之製造。

原纖化纖維之製造由美國專利第2,810,646；4,495,030；4,565,727；4,904,343；4,929,502及5,180,630號得知。用於製造此原纖化纖維的方法包括使用市售製紙機及市售調合機。需要對各種應用以低成本有效地大量製造奈米大小纖維，但是此先行技藝方法及設備尚未證明對此目的為有效的。

鑑於先行技藝之問題及缺失，因此本發明之一個目的為提供一種用於製造奈米大小纖維及原纖之改良方法及系統。

本發明之另一目的為提供一種用於製造具有實質上減少之纖維核混合於其中的奈米大小纖維之方法及系統。

本發明之再一個目的為提供一種用於製造具改良特徵，即具有較大之均勻性及流動力的奈米大小纖維之方法及系統。

本發明之又一目的為提供一種用於製造奈米大小纖維的方法及系統，其較先行方法更具節能性及生產力，造成改良之產量及產率。

本發明之其他目的及優點將由說明書部份地浮現及部份地顯而易知。

對熟悉此技藝者為顯而易知之以上及其他目的係在本發明達成，其有關一種用於製造奈米纖維的方法，包括製備纖維之流體懸浮液，剪切精研纖維而製造原纖化纖維，繼而將原纖化纖維閉渠精研或均化以使奈米纖維自原纖化纖維分離。

流體懸浮液中纖維之剪切精研產生附有奈米纖維之纖維核，而且閉渠精研或均化使奈米纖維自纖維核分離。纖維懸浮液可自剪切精研連續地流至閉渠精研或均化，及包括控制纖維懸浮液自剪切精研至閉渠精研或均化之流速。

此方法可進一步包括將自殘餘原纖化或核纖維分離之奈米纖維實質地分開。閉渠精研或均化可持續由殘餘纖維核額外製造奈米纖維。

在使用閉渠精研之處，其可起初以第一剪切速率，繼而為第二較高剪切速率實行，以使奈米纖維自原纖化纖維分離，留下纖維核，及由纖維核製造額外奈米纖維。此原纖化纖維之閉渠精研可為剪切、壓碎、擊打、及切割原纖化纖維。

此方法可進一步包括在剪切精研、閉渠精研或均化期間自纖維懸浮液去除產生之熱。

在另一個態樣中，本發明關於一種用於製造奈米纖維的方法，其包括製備原纖化纖維(含附有奈米纖維之纖維核)之流體懸浮液，而且將原纖化纖維起初以第一剪切速率閉渠精研或均化，繼而以第二較高剪切速率閉渠精研或均化，以使奈米纖維自纖維核分離及由纖維核製造額外奈米纖維。

纖維懸浮液可自以第一剪切速率操作之第一轉子較佳為連續地且串連地流至以第二剪切速率操作之第二轉子。此方法亦可包括控制纖維懸浮液之流速。

閉渠精研可藉由使纖維懸浮液通過彼此相對地移動之齒之間而實行，齒係分隔以對纖維懸浮液中纖維賦予充分之剪切力，而將奈米纖維自原纖化纖維分離且視情況地由纖維核製造額外奈米纖維。

均化可藉由將纖維懸浮液加壓且使經加壓纖維懸浮液通過一定大小及一定壓力之孔口以對纖維懸浮液中纖維賦予充分之剪切力，而將奈米纖維自原纖化纖維分離且視情況地由纖維核製造額外奈米纖維而實行。

在又一個態樣中，本發明關於纖維組成物，其包括一種纖維核與自纖維核分離之奈米纖維的混合物，纖維核具有約500－5000奈米之直徑及約0.1－6毫米之長度，而且奈米纖維具有約50－500奈米之直徑及約0.1－6毫米之長度。本發明亦關於一種纖維組成物，其包括實質上無纖維核之奈米纖維，奈米纖維具有約50－500奈米之直徑及約0.1－6毫米之長度。

在此參考圖式之第1~10圖敘述本發明之較佳具體實施例，其中相同之號碼指相同之本發明物件。

本發明提供一種藉纖維之機械加工對各種應用大量製造奈米大小纖維原纖之有效率方法。名詞「纖維」表示一種特徵為高長度對直徑縱橫比之固體。例如長度對平均直徑為大於約2至約1000或更大之縱橫比依照本發明可用於產生奈米纖維。名詞「原纖化纖維」指帶有沿纖維長度分布之銀狀原纖，而且長度對寬度比例為約2至約100及直徑小於約1000奈米之纖維。自纖維(經常稱為「核纖維」)延伸之原纖化纖維具有顯著小於自原纖化纖維延伸之核纖維的直徑。自核纖維延伸之原纖較佳為具有小於約1000奈米之奈米纖維範圍的直徑。在此使用之名詞奈米纖維表示一種直徑小於約1000奈米之纖維，不論是自核纖維延伸或自核纖維分離。本發明製造之奈米纖維混合物一般具有約50奈米至小於約1000奈米之直徑，及約0.1~6毫米之長度。奈米纖維較佳為具有約50~500奈米之直徑及約0.1至6毫米之長度。

製造奈米纖維之起初步驟為製造具有纖維核及附著之奈米纖維原纖的原纖化纖維。此原纖化纖維可藉由以先行技藝所述方式藉由剪切纖維而製造，此剪切可包括一定程度之精研、壓碎、擊打、切割、機械攪動、及高剪切摻合。或者此原纖化纖維可藉由同一發明人等同日提出之美國專利申請案第[US60/842,195]號，發明名稱「Process for Producing Fibriliated Fibers」所述方式，以無實質壓碎、擊打及切割之剪切而製造，此揭示在此併入作為參考。此方法較佳為涉及以第一剪切速率第一明渠精研纖維而製造原纖化纖維，繼而以高於第一剪切速率之第二剪切速率明渠精研纖維而增加纖維之原纖化程度。先行技藝或替代方法之最終結果為纖維破裂成為纖維核及附著之原纖而不切割纖維核。

在此使用之名詞明渠精研指主要為藉由剪切以物理處理纖維，而無實質壓碎、擊打及切割，其造成纖維原纖化而纖維長度有限減小或細絲產生。實質壓碎、擊打及切割纖維在過濾結構之製造為不希望的，例如因為此力造成纖維之快速瓦解，而且產生具許多細絲、短纖維及扁平纖維之低品質原纖化，其在將此纖維併入濾紙中時提供較無效率過濾結構。明渠精研(亦稱為剪切)一般藉由使用一或多片大間隔轉動之錐形或扁平輪葉或板處理水性纖維懸浮液而實行。充分遠離其他表面之單一移動表面的作用主要在獨立剪切域中對纖維賦予剪切力。剪切速率由接近轉動轂或軸之低值改變成在輪葉或板外圍處之最大剪切值，在此達成最大相對葉尖速度。然而此剪切為非常低，相較於一般表面精研法所賦予的剪切，其中造成兩個緊鄰表面劇烈地剪切纖維，如擊打機、錐形與高速轉子精研機、及雙碟精研機。後者之一個實例使用具一或多列齒之轉子，其在定子內或靠著定子而高速旋轉。

相反地，名詞閉渠精研指組合剪切、壓碎、擊打、及切割纖維之物理處理，其造成纖維原纖化及纖維大小與長度減小，而且相較於明渠精研顯著地產生細絲。閉渠精研一般藉由在市售擊打機或在錐形或平板精研機中處理水性纖維懸浮液而實行，後者使用彼此相對地轉動之小間隔錐形或平坦輪葉或板。其可為一片輪葉或板靜止而另一片轉動，或兩片輪葉或板以不同角速度或按不同方向轉動而完成。輪葉或板之兩表面的作用對纖維賦予剪切及其他物理力，而且各表面增強另一方面賦予之剪切及切割力。如同明渠精研，相對轉動輪葉或板之剪切速率由接近轉動轂或軸之低值改變成在輪葉或板外圍處之最大剪切值，在此達成最大相對葉尖速度。

在本發明之較佳具體實施例中，原纖化纖維及奈米纖維係在連續攪動之精研機中由如纖維素、丙烯酸類、聚烯烴、聚酯、耐綸、芳香族醯胺、與液晶聚合物纖維，特別是聚丙烯與聚乙烯纖維之材料所製造。通常用於本發明之纖維可為有機或無機材料，其包括但不限於聚合物、工程樹脂、陶瓷、纖維素、縲縈、玻璃、金屬、活化鋁氧、碳或活性碳、矽石、沸石、或其組合。預期為有機與無機纖維及/或鬚之組合且在本發明之範圍內，例如玻璃、陶瓷、或金屬纖維與聚合纖維可一起使用。

本發明製造之原纖化纖維及奈米纖維的品質係以一重要的觀點，藉由加拿大標準游離度值測量。加拿大標準游離度(CSF)表示紙漿之游離度(freeness)或排水率(drainage rate)之值，如以紙漿懸浮液可排水之比率測量。此方法對熟悉製紙技藝者為熟知的。雖然CSF值稍微受纖維長度影響，但其強烈地受纖維原纖化之程度及纖維直徑分布影響。因此CSF(其為水有多容易地自紙漿移除之衡量)為模擬纖維原纖化之程度及纖維直徑分布的適當手段。如果表面積非常大，其表示在核纖維之表面上產生許多奈米纖維或奈米原纖，則在特定時間內非常少之水自紙漿排出，而且CSF值隨纖維更廣泛地原纖化而逐漸降低。

在製造具有纖維核及附著之奈米纖維原纖的原纖化纖維後，使原纖化纖維接受處理以自核剝除或去除奈米纖維。在此階段結束後，其得到奈米纖維與大纖維核之混合物。較佳為本發明製造具非常少量此殘餘纖維核之奈米纖維。其可藉由將纖維核自奈米纖維分離(例如藉過濾或離心或其他分等技術)而達成。或者較佳為在仍混合原始剝除奈米纖維時，藉由以閉渠剪切分解纖維核而將纖維核進一步處理以製造額外的奈米纖維。在後者情形，奈米纖維原纖免於進一步切斷成細絲，因為使用之剪切力仍不足以切割及破壞小分離之原纖。本發明因此製造高品質奈米纖維而不將原纖顯著地退化成低價值的較短鬚纖或細絲。

較佳為原纖化纖維具有200至0，或100或更低之CSF評分，而且接受二階段閉渠精研以將奈米纖維自原始纖維核分離。閉渠精研之較佳第一階段為低速、高剪切閉渠精研，繼而為高速、高剪切精研。進入之原纖維化纖維為一種濃度為0.1至25重量%之範圍的水性懸浮液。在此第一階段將奈米纖維自核纖維剝除且將核纖維進一步精研。此分離的奈米纖維與核纖維之混合物然後較佳為進料至非常高剪切之第二階段閉渠精研。在此第二階段閉渠精研期間將纖維核進一步精研，以製造更多奈米纖維而實質上不影響已分離之奈米纖維。所得纖維混合物然後可進料回到第一階段閉渠精研及/或第二階段閉渠精研，而且再度處理直到將實質上所有纖維核轉變成奈米纖維，而產生具有實質上減少原始纖維核之奈米纖維漿液。

明渠及閉渠精研機之一種較佳連續配置敘述於第1圖，其中精研機70、90與100係顯示為串連。精研機70為具有封包轉子52之夾套、水冷式容器外殼42的明渠精研機。精研機90與100為閉渠精研機，其可具有夾套、水冷式容器外殼63且各自封包轉子62與72。在精研機70前可串連地提供額外之明渠精研機。各精研機具有運轉地附著軸44(其上安裝輪葉、板或轉子)之馬達46。名詞轉子可與輪葉或板互換地使用，除非另有指示。

明渠精研機70包括至少一個，而且較佳為超過一個在軸44上垂直地分隔之水平延伸轉子52。轉子之直徑可不同，而且較佳為達成至少7000呎/分鐘(2100米/分鐘)之葉尖速度(即轉子外徑處之速度)。轉子可含齒，其數量可改變，較佳為4至12個。第2圖顯示一種在精研機70中之可行轉子組態，其類似得自肯塔基州佛羅倫斯之Littleford Day Inc.公司製Daymax調合機。轉子52置中地安裝在軸44上且具有多個自其徑向地延伸之齒54，在此實例顯示其中四個。轉子52係按方向55轉動，而且在齒54之前緣提供尖銳邊緣56。自外殼42部份徑向地向內延伸之擋板58幫助在明渠精研期間對纖維懸浮液賦予擾流混合。

閉渠精研機90與100按製程順序在明渠精研機70之後，而且前者之較佳具體實施例顯示於第3~6圖。如第3及4圖所詳示，相對低剪切閉渠精研機90類似Valley擊打器且在外殼92內之橢圓形通道94上接收來到之纖維懸浮液80。圓柱形轉子或擊打器62具有按平行中央軸44之方向自周圍向外延伸之齒輪齒狀擊打器棒64。轉子62按方向97轉動(第4圖)，而且在齒或棒64與通道間強迫處理纖維懸浮液81而達成所需程度之閉渠、高剪切精研。施加於懸浮液中纖維之剪切程度可藉由改變擊打器棒64邊緣與通道間之間隙距離x，或藉由調整按通道方向施加於轉子62之力之量而調整。通道曲線在轉子62之周圍部份向上95以增加施加高剪切力之面積，然後通道曲線回復向下96以使纖維懸浮液沿方向98流回而經轉子62再處理。轉子62下方之一部份通道區域95可由撓性橡膠膜片製成。在將纖維懸浮液處理成所需程度後，其自閉渠精研機90離開82。一般而言，此時原始奈米纖維原纖自纖維核實質上分離，而且纖維核本身被部份地切斷及剪切成為奈米纖維大小纖維。

然後可將纖維懸浮液以更高剪切閉渠精研機100進一步處理，如第5及6圖所詳示。精研機100可類似得自紐約州Hauppauge之Charles Ross and Son公司製的Rose高剪切混合器，或得自英國Chesham Bucks之Silverson Machines Ltd.公司製的Silverson混合器。轉子72係藉軸44驅動而相對靜止圓柱形定子76(其沿周圍具有一系列分隔開口78，其邊緣作為靜止齒)按方向79轉動(第6圖)。轉子72示為具四個徑向地延伸臂或齒73，其在按距定子76內表面為所需間隙y(例如0.050吋(1.3毫米))分隔之面74終止。可依所需而使用任何數量之轉子齒與定子開口之組合，而在轉子面與定子開口邊緣間達成所需之高度剪切纖維。轉子與定子在閉渠精研機100內之外殼中浸於纖維懸浮液經將殘餘纖維核切斷及剪切成為奈米大小纖維所需之時間。早先精研中製造之原始奈米纖維實質上不受高剪切精研機100中之處理影響。

在轉動處理設備中，如第1~6圖之明渠及閉渠精研機，在轉動輪葉或板外圍處之最大剪切速率可藉由改變轉子表面之物理設計，藉由增加轉子之角速度，或藉由增加轉子之直徑而增加。剪切速率隨轉子之葉尖速度增加而由最小增至最大。

視情況地，纖維懸浮液可藉由將懸浮液在均化機中加壓且強迫經加壓懸浮液通過小噴嘴或孔口而處理，以藉胞瓦解(cell disruption)而進一步將實質上所有纖維核轉變成為奈米纖維。此均化使纖維接受高剪切力，而可在閉渠精研機之一或兩者之上述處理後或代替此處理而實行。均化機可與(在其後)或代替第3~6圖所示之閉渠精研機使用。

如第7圖所示，均化機110(亦稱為均化單元)(homogenizing cell)包括預先處理偶合件112、噴嘴組合件114與吸收單元(absorption cell)。將纖維漿液80(一般為CSF 0)以高壓進料至均化單元116之入口室中。預先處理偶合件係用於控制在纖維進入噴嘴前之穴化(cavitation)。纖維變成完全分散於預先處理區112中且強迫通過噴嘴114。噴嘴直徑可改變以控制黏度、流速、壓力、及穴化，而造成最適之胞瓦解。典型噴嘴直徑為0.2毫米。在其通過噴嘴時對纖維施加非常高的剪切。對纖維漿液之壓力可控制在約2000至45000 psi(15至300 Mpa)之間。自噴嘴離開之漿液進入吸收單元116，其示為具有10個各長2毫米之反應器118，其係用於吸收動能。在纖維漿液離開噴嘴時，穴化造成奈米纖維自核纖維分離且進一步將核纖維瓦解成為更小之纖維。在吸收單元116中吸收動能。吸收單元之長度及直徑能改變以控制製程時間及擾流。所得漿液84可進料回到入口以多次通過均化機。流動方向亦能在吸收單元中反轉以造成更多擾流，其依序造成纖維分離。

回到第1圖，製造原纖化纖維的製程由將纖維38之水性懸浮液進料至明渠精研機70開始。起始纖維具有數微米之直徑且纖維長度為約2~6毫米。纖維在水中之濃度可為1~6重量%。在明渠精研70後，原纖化纖維80藉纖維混合物之加拿大標準游離度評分及光學測量技術特徵化。一般而言，進入之纖維具有約750至700之CSF評分，其然後隨各精研階段降至約400至0之較佳最終CSF評分。在處理結束時所得到之完成的原纖化纖維產物為大部份奈米纖維或原纖仍附著核纖維，如第8圖所示。

將明渠精研機70連續地進料纖維38，在其中明渠精研所需時間後，所得原纖化纖維懸浮液80較佳為連續地流至後續閉渠精研機90，其在此以相對低剪切速率閉渠精研而自纖維核去除附著之奈米纖維。例如在此第一階段閉渠精研之轉子速度可為約400至1800圈/分鐘。經部份處理纖維懸浮液82然後自閉渠精研機90流至閉渠精研機100，其在此按連續模式操作以較大剪切速率進一步閉渠精研。例如在此第二階段閉渠精研之轉子速度可為約400至3600圈/分鐘。閉渠精研所製造纖維核與自纖維核分離之奈米纖維的混合物示於第9圖。閉渠精研之程度可藉由增加剪切、擊打及切割之速率而增加，例如藉由增加轉子速度或轉子直徑、或在精研機中之時間，以進一步精研纖維核製造更多奈米纖維而實質上不影響已分離之奈米纖維。完成之奈米纖維懸浮液84自精研機100出現。此階段之奈米纖維，包括自纖維核分離之原纖與自纖維核斷裂之纖維的混合物，示於第10圖。

如果需要或必要，可藉由使原纖化纖維懸浮液80、經部份地處理奈米纖維懸浮液86、或最終經處理奈米纖維懸浮液88如再循環32回到先前精研機階段70、90及/或100，以進一步明渠及/或閉渠精研而進一步處理纖維懸浮液。

將纖維進料至第一精研機70之速率係由最終原纖化纖維84之規格掌控。進料速率(以乾燥纖維形式)一般可為約20~1000磅/小時(9~450公斤/小時)，而且在各精研機中之平均停留時間為約30分鐘至2小時。符合此製造速率之循序精研機數量可為2至10個。精研機內部之溫度通常維持低於約175℉(80℃)。

經處理奈米纖維84係藉纖維混合物之加拿大標準游離度評分及光學測量技術特徵化。一般而言，進入之原纖化纖維80具有約50至0之CSF評分。雖然經處理奈米纖維84之最終CSF評分仍為約0，光學測量顯示原纖自纖維核分離且纖維核斷裂成為奈米纖維，為在閉渠精研及/或均化中進行之高剪切力的結果。

實例1

將CSF為0之原纖化纖維的漿液進料至第3及4圖所示型式之閉渠低剪切精研機中。原纖化纖維漿液具有約1.5重量%固體含量之濃度。其將原纖化纖維漿液以約500圈/分鐘之轉子速度處理最少30至45分鐘。在奈米纖維已自纖維核分離，而且核已部份地切斷成為奈米纖維後，將漿液進料至第5及6圖所示型式之閉渠高剪切精研機中。在此階段將未處理原始纖維核精研而產生更多奈米纖維。將纖維漿液以約3600圈/分鐘之轉子速度處理最少1小時。所得漿液含直徑為約50至500奈米之範圍及纖維長度為約0.5至3毫米之奈米纖維。

實例2

將約0.5重量%固體含量及CSF為0之原纖化纖維漿液進料至第7圖所示型式之均化機的入口室中。奈米纖維在此階段主要仍連接核纖維。將進料速率保持在1公升/分鐘(2磅/小時之乾燥纖維)。20,000 psi(140 Mpa)之經加壓單元(pressurized cell)強迫纖維漿液通過噴嘴。將噴嘴直徑保持在0.2毫米。纖維漿液進入用於吸收動能之吸收單元(absorption cell)的反應器。在吸收單元終點處收集所得漿液。然後將漿液進料回到入口室中再處理約7回，直到實質上所有奈米纖維分離且將核纖維轉化成為奈米纖維。

如此本發明提供一種用於製造奈米大小纖維(實質上無更大纖維核混合於其中且具較大之均勻性及流動力)之改良方法及系統。纖維核具有約500~5000奈米之直徑及約0.1~6毫米之長度，而且奈米纖維具有約50~500奈米之直徑及約0.1~6毫米之長度。本發明亦製造具較大能源效率及生產力之奈米大小纖維，造成改良之產量及產率。此奈米纖維可用於過濾及其他已知之奈米纖維應用。

雖然本發明已結合指定之較佳具體實施例而特別地敘述，關於以上之敘述，顯然許多替代方案、修改及變化對熟悉此技藝者為顯而易知。因此預期所附如申請專利範圍包含在本發明之真實範圍及精神內之任何此種替代方案、修改及變化。

32．．．再循環

38．．．纖維

42．．．外殼

44．．．軸

46．．．馬達

52．．．轉子

54．．．齒

55．．．方向

56．．．尖銳邊緣

58．．．擋板

62．．．轉子

63．．．外殼

64．．．擊打器棒

70．．．精研機

72．．．轉子

73．．．齒

74．．．面

76．．．定子

78．．．開口

79．．．方向

80．．．纖維懸浮液

81．．．纖維懸浮液

82．．．經部份處理纖維懸浮液

84．．．漿液

86．．．經部份地處理奈米纖維懸浮液

88．．．最終經處理懸浮液

90．．．精研機

92．．．外殼

94．．．橢圓形通道

95．．．通道曲線向上

96．．．通道曲線回復向下

97．．．方向

98．．．方向

100．．．精研機

110．．．均化機

112．．．預先處理偶合件

114．．．噴嘴組合件

116．．．均化單元

118．．．反應器

x．．．間隙距離

y．．．間隙

本發明之物件據信為新穎的，而且本發明之元件特徵特別地在所附申請如申請專利範圍中敘述。圖式僅為描述目的且未按比例。然而本發明(機構及操作方法)本身可參考以上詳細說明結合附圖而最佳地了解，其中第1圖為依照本發明用於製造奈米纖維之明渠及閉渠精研機的較佳系統之橫切面側視圖。

第2圖為第1圖之明渠精研機中轉子的部份橫切面之上視圖。

第3圖為第1圖之第一閉渠精研機的上視圖，其賦予相對低程度之剪切精研。

第4圖為第3圖之閉渠精研機的轉子部份之部份橫切面的側視圖。

第5圖為第1圖之第二閉渠精研機的側視圖，其賦予相對高程度之剪切精研。

第6圖為第5圖之閉渠精研機的轉子與定子部份之上視圖。

第7圖為均化單元之橫切面圖，其可與或取代第1圖系統中第3~6圖之閉渠精研機而使用。

第8圖為具奈米纖維大小原纖之纖維的顯微相片。

第9圖為顯示依照本發明自纖維核分離之奈米纖維的顯微相片。

第10圖為依照本發明自纖維核分離且自纖維核斷裂之奈米纖維的顯微相片。

32．．．再循環

38．．．纖維

42．．．外殼

44．．．軸

46．．．馬達

52．．．轉子

62．．．轉子

64．．．擊打器棒

70．．．精研機

80．．．纖維懸浮液

82．．．經部份處理纖維懸浮液

84．．．漿液

86．．．經部份地處理奈米纖維懸浮液

88．．．最終經處理懸浮液

90．．．精研機

100．．．精研機

Claims (18)

1. 一種用於製造奈米纖維的方法，其包括：製備纖維之流體懸浮液；剪切精研纖維而製造原纖化纖維；及繼而將原纖化纖維閉渠精研或均化以使奈米纖維自原纖化纖維分離，且將至少一部分的自殘餘原纖化或核纖維分離之奈米纖維分開。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中閉渠精研或均化可由纖維核額外製造奈米纖維。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中閉渠精研起初為第一剪切速率，繼而為第二較高剪切速率，以使奈米纖維自原纖化纖維分離，留下纖維核，及由纖維核製造額外奈米纖維。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中流體懸浮液中纖維之剪切精研產生附有奈米纖維之纖維核，及其中閉渠精研或均化使奈米纖維自纖維核分離。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中原纖化纖維之閉渠精研係藉由剪切、壓碎、擊打、及切割原纖化纖維。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中纖維懸浮液係自剪切精研連續地流至閉渠精研或均化。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包括在剪切精研或閉渠精研期間自纖維懸浮液去除產生之熱。
8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中纖維懸浮液係自剪切精研連續地且串連地流至及通過後續閉渠精研，而且進一步包括控制纖維懸浮液自剪切精研至閉渠精研之流 速。
9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中閉渠精研係藉由使纖維懸浮液通過彼此相對地移動之齒之間而實行，齒係分隔以對纖維懸浮液中纖維賦予充分之剪切力，而將奈米纖維自原纖化纖維分離且視情況地由纖維核製造額外奈米纖維。
10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中均化係藉由將纖維懸浮液加壓且使經加壓纖維懸浮液通過一定大小及一定壓力之孔口，以對纖維懸浮液中纖維賦予充分之剪切力，而將奈米纖維自原纖化纖維分離且視情況地由纖維核製造額外奈米纖維而實行。
11. 一種用於製造奈米纖維之方法，其包括：製備含附有奈米纖維之纖維核的原纖化纖維之流體懸浮液；及將原纖化纖維起初以第一剪切速率閉渠精研或均化，繼而以第二較高剪切速率閉渠精研或均化，以使奈米纖維自纖維核分離及由纖維核製造額外奈米纖維。
12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中原纖化纖維之閉渠精研係藉由剪切、壓碎、擊打、及切割原纖化纖維。
13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中纖維懸浮液係自以第一剪切速率操作之第一轉子流至以第二剪切速率操作之第二轉子。
14. 如申請專利範圍第11項之方法，其中纖維懸浮液係自以第一剪切速率操作之第一轉子連續地流至以第二剪切速率操作之第二轉子。
15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中纖維懸浮液係自以第一剪切速率操作之第一轉子連續地且串連地流至以第二剪切速率操作之第二轉子，及進一步包括控制纖維懸浮液之流速。
16. 如申請專利範圍第11項之方法，其進一步包括在閉渠精研期間自纖維懸浮液去除產生之熱。
17. 如申請專利範圍第11項之方法，其中閉渠精研係藉由使纖維懸浮液通過一對彼此相對地移動之齒之間而實行，齒係分隔以對纖維懸浮液中纖維賦予充分之剪切力，而將奈米纖維自原纖化纖維分離且由纖維核製造額外奈米纖維。
18. 如申請專利範圍第11項之方法，其中均化係藉由將纖維懸浮液加壓且使經加壓纖維懸浮液通過一定大小及一定壓力之孔口以對纖維懸浮液中纖維賦予充分之剪切力，而將奈米纖維自原纖化纖維分離且由纖維核製造額外奈米纖維而實行。