[發明專利]纖維集合體及紙

有效

• 申請號: 201710780861.X
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN107488878B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 小寺芳伸;小野原透雄;中西志茉
• 申請（專利權）人: 三菱化學株式會社
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02;D01D5/06;D21H13/18;D01F6/18
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 金鮮英;陳彥

一種纖維集合體，單纖維纖度為0.005dtex以上0.01dtex以下，總纖度為4×10³dtex以上8×10⁵dtex以下。通過以濕式紡絲方式進行直接紡絲，能夠穩定地高效制造均勻且連續的納米纖維集合體。

本申請是原申請、申請日為2014年2月26日，申請號為201480010357.6，發明名稱為“紡絲噴嘴、纖維集合體的制造方法、纖維集合體及紙”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及紡絲噴嘴、使用該紡絲噴嘴的單纖維直徑為納米(亞微米)級的均勻的超極細纖維的制造方法、以及由該制造方法獲得的纖維集合體和紙，所述紡絲噴嘴是，在極細纖維的制造中，在高密度配置有小口徑排出孔的超多孔噴嘴中，以凝固液均勻浸入全部排出孔的方式適當配置排出孔。

背景技術

化學纖維主要用于衣料用途，為了提高其性能、手感，對于聚合物改性、異形截面化、功能性賦予、極細化等，積極地進行了大量的研究。尤其對于單纖維的極細化，隨著超極細纖維的開發帶來的仿麂皮樣(スエード調)人工皮革的推廣，該基礎技術也被用于抹布等生活物資、過濾器等產業物資用途，現在正在繼續進一步的極細化。尤其是最近，對于混合動力汽車、電動汽車所搭載的2次電池隔板、進行高功能化的過濾器等，正在積極研究采用納米纖維非織造布。

可以說，非織造布等纖維集合體的微細孔的大小受到構成纖維集合體的單纖維的直徑的大幅影響。即，為了形成更小的微細孔，需要用纖維直徑更小的纖維來形成非織造布。然而，在以熔融紡絲、濕式紡絲等為基礎的以往的紡絲方法中，使纖維直徑細時，存在2μm左右的極限，不是能夠充分應對對于納米纖維的需求的水平。

作為納米纖維的生產技術之一，工業上已知相分離法。其為下述方法：將相互相分離的2種聚合物成分進行海島復合或混合紡絲，利用溶劑將海成分除去，使剩下的島成分納米纖維化。該方式的納米纖維能夠與通常的纖維制造同樣地實施拉伸，因此可獲得分子的取向度、結晶度高、強度較高的纖維。

然而，必須在紡絲后、或非織造布制作后利用溶劑將大量海成分除去，需要進行除去的海成分的回收或廢棄處理，因此成為成本增加的原因。同時，這些處理對于環境而言也不令人滿意。此外，這里得到的納米纖維的單絲纖度由海島聚合物纖維中的島聚合物的分散狀態決定，因此，存在如果分散不充分則得到的納米纖維的單絲纖度的不均勻變大等有關纖維直徑的均勻性的擔憂。

作為納米纖維的生產技術的另一方法，有電紡法。該方法是，在將高分子溶液等從噴射噴嘴排出時，在噴射噴嘴和對置電極間施加高電壓，通過使電荷在噴射噴嘴內的電介質中積蓄，利用靜電斥力制造微細的納米纖維。如果從噴射噴嘴排出納米纖維，則聚合物由于靜電斥力而微細化，形成納米級別的微細纖維。此時，溶解有聚合物的溶劑被放出至纖維外，堆積的納米纖維中幾乎不含溶劑。剛紡出后就形成大體干燥狀態的納米纖維集合體，因此可以說是簡便的制造法。

然而，電紡法在工業規模的生產率方面仍有大問題。即，納米纖維的生產量與噴射噴嘴的數量成比例，因此如何增加每單位面積(或空間)的噴射噴嘴的數量的技術課題存在極限。此外，從各噴射噴嘴排出的聚合物的排出量并不恒定，因此存在纖維直徑的變動、向非織造布的堆積量的變動的問題、因無法拉伸而強度弱的問題、以及無法制成短纖維來使用的問題等。

此外，作為由使用噴射噴嘴而衍生的制造上的問題，可以列舉電暈放電的發生。如果發生電暈放電，則難以在噴射噴嘴前端施加高電壓，無法在噴射噴嘴內的聚合物溶液中進行充分的電荷積蓄，難以形成納米纖維。對于抑制該電暈放電的方法進行了各種考察，但仍然難以解決。

這樣的電紡法面臨的生產率的問題是由噴射噴嘴的使用衍生的，因此也進行了不使用噴射噴嘴的電紡法的研究。例如有使用磁性流體作為電極、從高分子溶液表面進行電紡的方法，由于不使用噴射噴嘴，因此能夠實現容易維護的紡絲，且能夠使紡絲速度飛躍性地提高。可是，該方法存在紡絲狀態非常不穩定的問題。