高熔点树脂纤维及无纺布制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供一种具有耐热性、耐溶剂性、加工成形性优异的直径4μm以下的高熔点树脂纤维及由高熔点树脂纤维形成的无纺布。另外，本发明专利技术的目的在于，提供一种使用激光熔融静电纺丝法、效率良好地制造直径为4μm以下的高熔点树脂纤维的制造方法。本发明专利技术的高熔点树脂纤维由熔点为250℃以上的树脂形成，直径为4μm以下。另外，本发明专利技术的高熔点树脂纤维的熔点为250℃以上的树脂优选为PEEK，结晶度优选为30％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高熔点树脂纤维及无纺布
本专利技术涉及一种利用了熔融型静电纺丝法的高熔点树脂纤维及无纺布。更详细而言，涉及一种通过使用激光光线作为加热手段的熔融型静电纺丝法(激光熔融静电纺丝法)将高熔点树脂(膜)加工成直径4μm以下的极细纤维而得到的高熔点树脂纤维及由高熔点树脂纤维形成的无纺布。本申请主张2014年10月20日在日本所申请的日本特愿2014-213828号的优先权，在此引用其内容。
技术介绍
近年来，从可以开发有效利用了大的比表面积和纤维形态的新型的材料方面考虑，具有亚微米或纳米级的纤维直径的纤维备受关注。作为制造这种纤维的方法，例如提出了使高电压与高分子融液作用而形成纤维的静电纺丝法(熔融型静电纺丝法)。作为熔融型静电纺丝法，例如专利文献1中提出了经过照射激光光而使热塑性树脂加热熔融的加热熔融工序和使电压与热塑性树脂的熔融部作用，将伸长的纤维捕集于收集器的静电纺丝工序而制造纤维的熔融型静电纺丝法(激光熔融静电纺丝法)。而且，该方法中，通过使用线状体树脂作为纺丝材料、从其前端使纤维喷出而制造纤维。另外，专利文献2中，利用上述激光熔融静电纺丝法，对由热塑性树脂形成的片状物照射线状激光而使上述片状物的端部以线状进行加热熔融，并且在熔融后的部分和金属收集器之间设置电位差，由此在上述片状物的加热熔融后的部分形成针状突出部，使从该针状突出部喷出的纤维向金属收集器方向飞行，在金属收集器或介于上述熔融部分和金属收集器之间的捕集部件上进行捕集。聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺酰亚胺(PAI)等高熔点树脂具有耐热性、阻燃性、耐药品性、耐冲击性，也被称为超级工程塑料，在汽车或电气/电子领域的用途中被广泛使用。其中，PEEK的熔点为334℃，具有能够在250℃下连续使用的超耐热性，作为热塑性树脂，是具有最高的耐热性和对有机溶剂等的耐药品性的芳香族类的塑料。作为将这些高熔点树脂进行纤维(纤维)化的方法，已知有熔喷等方法，但纤维的直径为数μ～数十μm，难以得到进一步极细的纳米纤维。另外，作为得到进一步极细的纳米纤维的方法，已知有静电纺丝等方法，但作为PEEK等高熔点的超级工程塑料大多不溶于有机溶剂等，因此不能使用。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2007-239114号公报专利文献2:日本特开2010-275661号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题另一方面，就专利文献2的激光熔融静电纺丝法而言，不能控制原料膜的结晶度，在其结晶度高的情况下，难以提高加工速度。另外，得到的纤维的直径成为5μm以上。并且，得到的纤维的结晶度高，加工成形困难。因此，本专利技术的目的在于，提供一种具有耐热性、耐溶剂性、且加工成形性优异的直径为4μm以下的高熔点树脂纤维及由高熔点树脂纤维形成的无纺布。另外，本专利技术的目的在于，提供一种使用激光熔融静电纺丝法，效率良好地制造直径为4μm以下的高熔点树脂纤维的制造方法。用于解决课题的技术方案因此，本专利技术人等为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现，通过利用激光熔融静电纺丝法，将熔点为250℃以上的树脂用作原料的高分子片材，可得到由熔点为250℃以上的树脂形成的直径为4μm以下的高熔点树脂纤维，完成了本专利技术。即，本专利技术的高熔点树脂纤维由熔点为250℃以上的树脂细孔形成，其直径为4μm以下。另外，就本专利技术的高熔点树脂纤维而言，熔点为250℃以上的树脂优选为PEEK。另外，本专利技术的高熔点树脂纤维的结晶度优选为30％以下。本专利技术的高熔点树脂纤维的制造方法的特征在于，对由非结晶性的高熔点树脂形成的高分子片材照射带状激光并使所述高分子片材的端部以线状加热熔融，并且在熔融后的带状熔融部与纤维捕集板之间设置电位差，由此在所述高分子片材的带状熔融部形成针状突出部，并使从所述针状突出部喷出的纤维向所述纤维捕集板方向飞行，在所述纤维捕集板、或介于所述熔融部分和所述纤维捕集板之间的捕集部件上进行捕集，由此得到高熔点树脂纤维。另外，本专利技术的高熔点树脂纤维的制造方法中，所述高分子片材的输送速度优选为2～20mm/min。另外，在本专利技术的高熔点树脂纤维的制造方法中，所述电位差优选为0.1～30kV/cm。另外，在本专利技术的高熔点树脂纤维的制造方法中，剪切速率(剪切速度)为121.6(1/s)时，在400℃下测定得到的所述高分子片材的粘度为800Pa·s以下。本专利技术的无纺布的特征在于，由上述本专利技术的高熔点树脂纤维得到。即，本专利技术涉及以下专利技术。[1]一种高熔点树脂纤维，其直径为4μm以下，且由熔点为250℃以上的树脂形成。[2]如上述[1]所述的高熔点树脂纤维，其中，熔点为250℃以上的树脂为PEEK。[3]如上述[1]或[2]所述的高熔点树脂纤维，其中，结晶度为30％以下。[4]如上述[1]～[3]中任一项所述的高熔点树脂纤维，其中，作为集合体的平均纤维直径为4μm以下。[5]一种高熔点树脂纤维的制造方法，其为[1]～[4]中任一项所述的高熔点树脂纤维的制造方法，其包括：对由非结晶性的高熔点树脂形成的高分子片材照射带状激光并使所述高分子片材的端部以线状加热熔融，并且在熔融后的带状熔融部与纤维捕集板之间设置电位差，由此在所述高分子片材的带状熔融部形成针状突出部，并使从所述针状突出部喷出的纤维向所述纤维捕集板方向飞行，在所述纤维捕集板、或介于所述熔融部分和所述纤维捕集板之间的捕集部件上进行捕集，由此得到高熔点树脂纤维。[6]如上述[5]所述的高熔点树脂纤维的制造方法，其中，所述高分子片材的输送速度为2～20mm/min。[7]如上述[5]或[6]所述的高熔点树脂纤维的制造方法，其中，所述电位差为0.1～30kV/cm。[8]如上述[5]～[7]中任一项所述的高熔点树脂纤维的制造方法，其中，剪切速率(剪切速度)为121.6(1/s)时，在400℃下测得的所述高分子片材的粘度为800Pa·s以下。[9]如上述[5]～[8]中任一项所述的高熔点树脂纤维的制造方法，其中，所述带状激光光的输出功率为5～100W/13cm。[10]如上述[5]～[9]中任一项所述的高熔点树脂纤维的制造方法，其中，所述高分子片材的结晶度为25％以下。[11]一种无纺布，其由上述[1]～[4]中任一项所述的高熔点树脂纤维得到。专利技术的效果本专利技术的高熔点树脂纤维由于结晶度低，因此，加工性优异，由于将PEEK等高熔点树脂作为材料，因此，耐热性或耐药品性也优异。另外，使用了所述高熔点树脂纤维的无纺布由极细的纤维形成，用作电池的隔膜或医疗用材料的过滤器等的情况下，分离能力优异，由于将PEEK等高熔点树脂作为材料，因此，耐久性、耐热性或耐药品性也优异。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的高熔点树脂纤维的制造方法的一个实例的概略图。图2是形成于带状熔融部的泰勒锥的示意图。图3是示意性地表示包含本专利技术的高熔点树脂纤维的制造方法的无纺布制造装置的一个实例的剖面图。标记说明1激光产生源2光束扩展器及均质器3准直透镜4圆柱面透镜组5带状激光光6高分子片材6a带状熔融部6b针状突出部7保持部件8纤维捕集板9热成像仪10高电压产生装置11激光产生源12光路调整部件13高分子片材输送装置14纤维捕集板15加热装置16保持部件17电极18热吸收板19激光光吸收板20a高电压产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高熔点树脂纤维，其直径为4μm以下，且由熔点为250℃以上的树脂形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.20 JP 2014-2138281.一种高熔点树脂纤维，其直径为4μm以下，且由熔点为250℃以上的树脂形成。2.如权利要求1所述的高熔点树脂纤维，其中，熔点为250℃以上的树脂为PEEK。3.如权利要求1或2所述的高熔点树脂纤维，其结晶度为30％以下。4.一种高熔点树脂纤维的制造方法，其为权利要求1～3中任一项所述的高熔点树脂纤维的制造方法，所述方法包括：对由非结晶性的高熔点树脂形成的高分子片材照射带状激光并使所述高分子片材的端部以线状加热熔融，并且在熔融后的带状熔融部与纤维捕集板之间设置电位差，由此在所述高分子片材的带状熔融部形...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑贵宽，横山绫，
申请(专利权)人：株式会社大赛璐，
类型：发明
国别省市：日本,JP