專利名稱：高分子纖維和其制造方法及制造裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高分子纖維和其制造方法及制造裝置。
背景技術：
一直以來，作為外徑是納米級別的由高分子材料形成的纖維的制作方法，已知有靜電紡絲法(也稱為Electrospinning法)。該方法是在高電壓下使帶電的高分子溶液的射流噴出，在朝著接地板或帶相反電荷的電極板(集電極)飛行的期間通過溶劑的揮發(fā)而使纖維析出的方法。一般，由注射針那樣細的針將高分子溶液以一定速度擠出，當通過施加的電壓在溶液表面產(chǎn)生的靜電排斥力超過高分子溶液的表面張力時由針前端的液滴使高分子溶液的射流噴出。這樣制造的高分子纖維也可以制成具有立體網(wǎng)眼的3維結(jié)構的薄膜，能夠賦予前所未有的功能?！と欢?，作為高分子材料，殼聚糖受到矚目。殼聚糖是甲殼質(zhì)的N-脫乙?；锴抑辨溄Y(jié)構的(I — 4)-β-D-聚氨基葡萄糖，如下述式所示。[化學式I]
H CH2OH 「H CH2OH、
、HO"^ NHOCCH3J n L Η0^ NH2 J m殼聚糖殼聚糖是螃蟹、蝦等甲殼類的殼、蘑菇等的細胞壁等在地球上每年一千億噸(推定)被生物合成、同時被生物分解、豐富地存在的循環(huán)型材料。有效利用其優(yōu)異的分子功能在醫(yī)藥材料領域、生物技術領域、食品領域、農(nóng)林水產(chǎn)領域、工業(yè)領域等各種領域中推進實用化。例如，正在嘗試通過上述的靜電紡絲法將殼聚糖纖維化。然而，一般殼聚糖的靜電紡絲很難。其理由是由于高分子量殼聚糖的酸性水溶液即使為低濃度，其溶液的粘性也高。作為即使為低濃度溶液的粘性也變高的理由，除了殼聚糖的分子量本來非常聞( 100萬)以外，可列舉出為分子鏈中具有氨基的聞分子電解質(zhì)。如下式那樣，由于氨基(-NH2)在水中發(fā)生離子化(-NH3+)，所以如

圖12那樣通過同一分子鏈中自身具有的氨基彼此的靜電排斥而使分子鏈被拉伸，其結(jié)果是，由于相鄰的分子鏈彼此的相互作用增強而使溶液的粘性變高。[化學式2]
權利要求
1.一種高分子纖維的制造方法，其特征在于，其是通過對高分子電解質(zhì)的溶液施加電壓、噴射所述溶液的射流而形成高分子纖維的靜電紡絲法來制造高分子纖維的方法，其中，將對高分子電解質(zhì)的溶液施加的電壓設定為與溶液中的高分子電解質(zhì)的分子鏈所具有的電荷相反極性的電壓來噴射溶液。
2.根據(jù)權利要求I所述的高分子纖維的制造方法，其特征在于，高分子電解質(zhì)是來自天然的高分子中的至少任一種，所述來自天然的高分子為殼聚糖、透明質(zhì)酸、聚谷氨酸、核酸、多肽、蛋白質(zhì)、纖維素及這些物質(zhì)的衍生物。
3.根據(jù)權利要求I所述的高分子纖維的制造方法，其特征在于，高分子電解質(zhì)為合成高分子中的至少任一種，其中，所述合成高分子為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙胺、聚乙烯亞胺。
4.根據(jù)權利要求I所述的高分子纖維的制造方法，其特征在于，高分子電解質(zhì)為以來自天然的高分子及合成高分子中的至少任一種高分子電解質(zhì)作為成分的共混物即混合物， 所述來自天然的高分子為殼聚糖、透明質(zhì)酸、聚谷氨酸、核酸、多肽、蛋白質(zhì)、纖維素及這些物質(zhì)的衍生物， 所述合成高分子為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙胺、聚乙烯亞胺。
5.一種高分子纖維，其特征在于，其由粘均分子量70，000 1，000，000、纖維的平均直徑56 94nm的殼聚糖形成。
6.根據(jù)權利要求5所述的高分子纖維，其特征在于，其不含有珠及粒子狀析出物。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的高分子纖維，其特征在于，纖維的平均直徑的標準偏差為40nm以下。
8.一種無紡布，其特征在于，其由權利要求5至7中任一項所述的高分子纖維構成。
9.一種高分子纖維的制造裝置，其特征在于，其具備 噴射高分子電解質(zhì)的溶液的噴嘴、 將所述高分子電解質(zhì)的溶液供給到所述噴嘴中的供給單元、 對所述噴嘴施加與所述高分子電解質(zhì)的溶液中的高分子電解質(zhì)的分子鏈所具有的電荷相反極性的電壓的高電壓發(fā)生裝置、以及 捕集由所述噴嘴噴射而生成的高分子纖維的電極板。
10.根據(jù)權利要求9所述的高分子纖維的制造裝置，其特征在于，所述高電壓發(fā)生裝置能夠施加選自恒定電壓、正弦波狀電壓、及矩形波狀電壓中的至少I種電壓。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的高分子纖維的制造裝置，其特征在于，其具備具有被施加來自于所述高電壓發(fā)生裝置的電壓的基體面、和從該基體面突出并與所述基體面電導通的多個所述噴嘴的多重噴嘴。
全文摘要
通過靜電紡絲法簡便地制造高分子量的高分子電解質(zhì)的纖維。在對高分子電解質(zhì)的溶液施加電壓、噴射上述溶液的射流而形成高分子纖維的靜電紡絲法中，將對高分子電解質(zhì)的溶液施加的電壓設定為與溶液中的高分子電解質(zhì)的分子鏈所具有的電荷相反極性的電壓，通過施加該電壓從而與施加電壓前相比提高粘性而噴射溶液。
文檔編號D01D5/00GK102892935SQ20118002301
公開日2013年1月23日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權日2010年5月10日
發(fā)明者小林尚俊, 寺田堂彥 申請人:獨立行政法人物質(zhì)·材料研究機構