(57)【要約】【課題】石油資源や森林資源の使用を抑制しつつナノ繊維を得ることが可能であり、強度の高いナノ繊維を得ることが可能であり、従来のナノ繊維の製造方法よりも高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能であり、かつ、従来のナノ繊維の製造方法よりも不純物を少なくすることが可能なナノ繊維の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むナノ繊維の製造方法であって、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させてケナフ溶液を準備するケナフ溶液準備工程と、ケナフ溶液を含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行う電界紡糸工程とをこの順番で含むことを特徴とするナノ繊維の製造方法。【選択図】図１
2013044063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むナノ繊維の製造方法であって、
前記ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させてケナフ溶液を準備するケナフ溶液準備工程と、
前記ケナフ溶液を含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行う電界紡糸工程とをこの順番で含むことを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記電界紡糸工程より前に、前記ケナフ由来のポリマーとは異なる他のポリマーを溶媒に溶解させて他のポリマー溶液を準備する他のポリマー溶液準備工程をさらに含み、
前記電界紡糸工程は、前記電界紡糸溶液として、前記ケナフ溶液及び前記他のポリマー溶液を混合した混合溶液を用いて電界紡糸を行う工程であることを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記他のポリマーは、ポリビニルアルコールを含むことを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記混合溶液において、前記ケナフ由来のポリマーと、前記他のポリマーとの重量比が、１：９９〜１：１の範囲内にあることを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のナノ繊維の製造方法であって、
前記ケナフ溶液準備工程は、ケナフに可溶化処理を施して前記ケナフ由来のポリマーを得た後、前記ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させる工程であることを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載のナノ繊維の製造方法において、
前記可溶化処理は、カルボキシメチル化処理であることを特徴とするナノ繊維の製造方法。
【請求項７】
ケナフを原料とするケナフ由来のポリマーを少なくとも含み、
前記ケナフ由来のポリマーを含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行うことにより製造されたものであることを特徴とするナノ繊維。
【請求項８】
請求項７に記載のナノ繊維において、
前記ケナフ由来のポリマーの他に、ケナフ以外を原料とする他のポリマーをさらに含むことを特徴とするナノ繊維。
【請求項９】
請求項８に記載のナノ繊維において、
前記他のポリマーは、ポリビニルアルコールを含むことを特徴とするナノ繊維。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のナノ繊維において、
前記ケナフ由来のポリマーと、前記他のポリマーとの重量比が、１：９９〜１：１の範囲内にあることを特徴とするナノ繊維。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれかに記載のナノ繊維において、
前記ケナフ由来のポリマーは、前記ケナフにカルボキシメチル化処理を施すことにより得られるものであることを特徴とするナノ繊維。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれかに記載のナノ繊維を含むことを特徴とする不織布。
【請求項１３】
請求項７〜１１のいずれかに記載のナノ繊維を含むことを特徴とするセパレーター。
【請求項１４】
請求項７〜１１のいずれかに記載のナノ繊維を含むことを特徴とする糸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ繊維の製造方法、ナノ繊維、不織布及び糸であって、特にケナフを原料とするケナフ由来のポリマーを含むものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナノ繊維及びナノ繊維を含む製品が広く知られている。ナノ繊維とは平均直径が数千ｎｍ以下の繊維のことをいい、極めて細い繊維径及び極めて高い比表面積を有する。このため、ナノ繊維は様々な工業的分野（例えば、衣料品、各種フィルター、各種セパレーター、各種機械材料、ワイピングクロース、おむつ、人工血管、人工骨等の分野。）に適用されており、又は適用が期待されている。
【０００３】
一方、地球環境の世界的な変化への危惧から、石油資源や森林資源の使用を抑制することについて関心が高まっている。それに関連して、植物性繊維を扱う技術分野においては、栽培可能な草であり、成長が早く、かつ、強度の高い繊維が多く得られるケナフ（洋麻ともいう。）が注目されている。
【０００４】
ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むナノ繊維の製造方法としては、従来、ケナフ由来の植物繊維を物理的な力（２枚のディスクの回転方向の差異により生じる力）でほぐしてナノ繊維を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。従来のナノ繊維の製造方法によれば、栽培可能な草であるケナフを用いることで、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつナノ繊維を得ることが可能となる。また、強度（特に引っ張り強度）の高い繊維が多く得られるケナフを原料とするため、強度の高いナノ繊維を得ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５５３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のナノ繊維の製造方法においては、物理的な力でほぐしてナノ繊維を製造するため、高い均一性を有する（つまり、繊維の平均径や長さのばらつきが小さい）ナノ繊維を得ることが困難であるという問題がある。また、原料となるケナフは天然物であるため、収穫や加工の際、原料に不純物が混ざることがあるが、従来のナノ繊維の製造方法においては、不純物を少なくすることが困難であるという問題もある。
【０００７】
そこで、本発明は、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつナノ繊維を得ることが可能であり、強度の高いナノ繊維を得ることが可能であり、従来のナノ繊維の製造方法よりも高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能であり、かつ、従来のナノ繊維の製造方法よりも不純物を少なくすることが可能なナノ繊維の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の製造方法により製造されたナノ繊維を提供することを目的とする。さらにまた、本発明のナノ繊維を含む不織布及び糸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］本発明のナノ繊維の製造方法は、ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むナノ繊維の製造方法であって、前記ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させてケナフ溶液を準備するケナフ溶液準備工程と、前記ケナフ溶液を含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行う電界紡糸工程とをこの順番で含むことを特徴とする。
【０００９】
このため、本発明のナノ繊維の製造方法によれば、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させてケナフ溶液を準備するケナフ溶液準備工程と、ケナフ溶液を含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行う電界紡糸工程とをこの順番で含むため、均一な電界紡糸溶液を調製し、これを用いて電界紡糸を行うことで、従来のナノ繊維の製造方法よりも高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明のナノ繊維の製造方法によれば、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させるため、溶媒に溶解しない不純物を除去することが可能となり、その結果、従来のナノ繊維の製造方法よりも不純物を少なくすることが可能となる。
【００１１】
また、本発明のナノ繊維の製造方法によれば、従来のナノ繊維の製造方法と同様に、ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むナノ繊維の製造方法であるため、栽培可能な草であるケナフを用いることで、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつナノ繊維を得ることが可能となる。
【００１２】
さらにまた、本発明のナノ繊維の製造方法によれば、従来のナノ繊維の製造方法と同様に、強度の高い繊維が多く得られるケナフを原料とするため、強度の高いナノ繊維を得ることが可能となる。
【００１３】
したがって、本発明のナノ繊維の製造方法は、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつナノ繊維を得ることが可能であり、強度の高いナノ繊維を得ることが可能であり、従来のナノ繊維の製造方法よりも高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能であり、かつ、従来のナノ繊維の製造方法よりも不純物を少なくすることが可能なナノ繊維の製造方法となる。
【００１４】
［２］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記電界紡糸工程より前に、前記ケナフ由来のポリマーとは異なる他のポリマーを溶媒に溶解させて他のポリマー溶液を準備する他のポリマー溶液準備工程をさらに含み、前記電界紡糸工程は、前記電界紡糸溶液として、前記ケナフ溶液及び前記他のポリマー溶液を混合した混合溶液を用いて電界紡糸を行う工程であることが好ましい。
【００１５】
このような方法とすることにより、他のポリマーの性質を付加して、様々な性質を有するナノ繊維を製造することが可能となる。
【００１６】
また、このような方法とすることにより、他のポリマー溶液を混合することにより安定して電界紡糸を行うことが可能となるため、電界紡糸工程を安定して実施し、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００１７】
［３］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記他のポリマーは、ポリビニルアルコールを含むことが好ましい。
【００１８】
このような方法とすることにより、後述する実験例からもわかるように、電界紡糸工程を一層安定して実施し、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００１９】
なお、「ポリビニルアルコールを含む」には、ポリビニルアルコールのみを含むことと、ポリビニルアルコール及びポリビニルアルコール以外の他のポリマーを含むこととの両方を含む。
【００２０】
［４］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記混合溶液において、前記ケナフ由来のポリマーと、前記他のポリマーとの重量比が、１：９９〜１：１の範囲内にあることが好ましい。
【００２１】
このような方法とすることにより、高い強度を有するナノ繊維を得ることが可能となり、かつ、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００２２】
なお、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比が１：９９〜１：１の範囲内にあることとしたのは、上記範囲よりもケナフ由来のポリマーの比率が小さい場合には高い強度を有するナノ繊維を得ることが困難な場合があるためであり、上記範囲よりもケナフ由来のポリマーの比率が大きい場合には電界紡糸工程を安定して実施することができない場合があり、その結果、高い均一性を有するナノ繊維を得ることができない場合があるためである。上記観点からは、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比が１：９〜４：６の範囲内にあることが一層好ましい。
【００２３】
［５］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記ケナフ溶液準備工程は、ケナフに可溶化処理を施して前記ケナフ由来のポリマーを得た後、前記ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させる工程であることが好ましい。
【００２４】
このような方法とすることにより、より一層高い均一性を有する電界紡糸溶液を調製することが可能となり、これを用いて電界紡糸を行うことで、従来のナノ繊維の製造方法よりも一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００２５】
［６］本発明のナノ繊維の製造方法においては、前記可溶化処理は、カルボキシメチル化処理であることが好ましい。
【００２６】
カルボキシメチル化処理は比較的簡単な処理であり、かつ、ケナフよりも格段に溶媒に溶解しやすいケナフ由来のポリマーを得られるため、このような方法とすることにより、ケナフの加工に伴う環境負荷を低減しつつ均一な電界紡糸溶液を得ることが可能となり、その結果、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００２７】
カルボキシメチル化処理の方法としては、種々の方法を用いることができる（例えば、アルカリ環境下でモノクロロ酢酸と反応させる方法。後述する実験例１参照。）。
【００２８】
［７］本発明のナノ繊維は、ケナフ由来のポリマーを少なくとも含み、前記ケナフ由来のポリマーを含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行うことにより製造されたものであることを特徴とする。
【００２９】
このため、本発明のナノ繊維によれば、ケナフ由来のポリマーを含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行うことにより製造されたものであるため、均一な電界紡糸溶液を調製し、これを用いて電界紡糸を行うことで、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも高い均一性を有するようにすることが可能となる。
【００３０】
また、本発明のナノ繊維によれば、電界紡糸を行うことにより製造されたものであるため、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させ、溶媒に溶解しない不純物を除去することが可能となり、その結果、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも不純物を少なくすることが可能となる。
【００３１】
また、本発明のナノ繊維によれば、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維と同様に、ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むため、栽培可能な草であるケナフを用いることで、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつ得ることが可能となる。
【００３２】
さらにまた、本発明のナノ繊維によれば、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維と同様に、強度の高い繊維が多く得られるケナフを原料とするため、高い強度を有するようにすることが可能となる。
【００３３】
したがって、本発明のナノ繊維は、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつ得ることが可能であり、高い強度を有するようにすることが可能であり、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも高い均一性を有するようにすることが可能であり、かつ、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも不純物を少なくすることが可能なナノ繊維となる。
【００３４】
［８］本発明のナノ繊維は、前記ケナフ由来のポリマーの他に、ケナフ以外を原料とする他のポリマーをさらに含むことが好ましい。
【００３５】
このような構成とすることにより、他のポリマーの性質を付加して、様々な性質を有するようにすることが可能となる。
【００３６】
また、このような構成とすることにより、他のポリマーにより安定して電界紡糸を行うことが可能となるため、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００３７】
［９］本発明のナノ繊維においては、前記他のポリマーは、ポリビニルアルコールを含むことが好ましい。
【００３８】
このような構成とすることにより、後述する実験例からもわかるように、電界紡糸を一層安定して行い、より一層高い均一性を有するようにすることが可能となる。
【００３９】
［１０］本発明のナノ繊維においては、前記ケナフ由来のポリマーと、前記他のポリマーとの重量比が、１：９９〜１：１の範囲内にあることが好ましい。
【００４０】
このような構成とすることにより、高い強度を有するようにすることが可能となり、かつ、より一層高い均一性を有するようにすることが可能となる。
【００４１】
なお、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比が１：９９〜１：１の範囲内にあることとしたのは、上記範囲よりもケナフ由来のポリマーの比率が小さい場合には高い強度を有するようにすることが困難な場合があるためであり、上記範囲よりもケナフ由来のポリマーの比率が大きい場合には電界紡糸を安定して行うことができない場合があり、その結果、高い均一性を有するようにすることができない場合があるためである。上記観点からは、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比が１：９〜４：６の範囲内にあることが一層好ましい。
【００４２】
［１１］本発明のナノ繊維においては、前記ケナフ由来のポリマーは、前記ケナフにカルボキシメチル化処理を施すことにより得られるものであることが好ましい。
【００４３】
カルボキシメチル化は比較的簡単な処理であり、かつ、ケナフよりも格段に溶媒に溶解しやすいケナフ由来のポリマーを得られるため、このような構成とすることにより、ケナフの加工に伴う環境負荷を低減しつつ均一な電界紡糸溶液を得ることが可能となり、その結果、より一層高い均一性を有するナノ繊維とすることが可能となる。
【００４４】
［１２］本発明の不織布は、本発明のナノ繊維を含むことを特徴とする。
【００４５】
本発明の不織布によれば、ナノ繊維を含むため、様々な工業的分野（例えば、衣料品、各種フィルター、各種機械材料、ワイピングクロース、おむつ、人工血管、人工骨等の分野。）に適用することが可能となる。
【００４６】
また、本発明の不織布によれば、本発明のナノ繊維を含むため、製造時の環境負荷が低く、高い品質（高い均一性、高い強度）を有する不織布とすることが可能となる。
【００４７】
なお、「本発明のナノ繊維を含む」には、本発明のナノ繊維のみを含むことと、本発明のナノ繊維及び本発明のナノ繊維以外の物質（特に、各種繊維）を含むこととの両方を含む。
【００４８】
［１３］本発明のセパレーターは、本発明のナノ繊維を含むことを特徴とする。
【００４９】
本発明のセパレーターによれば、強度の高い繊維が多く得られるケナフを原料とし、高い強度を有するようにすることが可能となる本発明のナノ繊維を含むため、高い強度を有するセパレーターとすることが可能となる。
【００５０】
また、本発明のセパレーターによれば、本発明のナノ繊維を含むため、製造時の環境負荷が低く、高い強度以外にも高い均一性を有するセパレーターとすることが可能となる。
【００５１】
なお、本明細書においては、「セパレーター」とは、電池（一次電池及び二次電池を含む。）やコンデンサー（キャパシターともいう。）等に用いるセパレーター（仕切り）のことをいう。
【００５２】
［１４］本発明の糸は、本発明のナノ繊維を含むことを特徴とする。
【００５３】
本発明の糸によれば、ナノ繊維を含むため、様々な工業的分野（例えば、衣料品、各種フィルター、各種機械材料、ワイピングクロース、おむつ、人工血管、人工骨等の分野。）に適用することが可能となる。
【００５４】
また、本発明の糸によれば、本発明のナノ繊維を含むため、製造時の環境負荷が低く、高い品質（高い均一性、高い強度）を有する糸とすることが可能となる。
【００５５】
なお、「本発明のナノ繊維を含む」には、本発明のナノ繊維のみを含むことと、本発明のナノ繊維及び本発明のナノ繊維以外の物質（特に、各種繊維）を含むこととの両方を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態１に係るナノ繊維の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】実施形態１に係るナノ繊維１２、不織布１４及び糸１８それぞれの製造方法を説明するために示す図である。
【図３】実施形態２に係るセパレーター２０を説明するために示す図である。
【図４】実験例１に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。
【図５】実験例２に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。
【図６】実験例３に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。
【図７】実験例４に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、本発明のナノ繊維の製造方法、ナノ繊維、不織布及び糸について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００５８】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法を示すフローチャートである。
図２は、実施形態１に係るナノ繊維１２、不織布１４及び糸１８それぞれの製造方法を説明するために示す図である。図２（ａ）は電界紡糸装置１００を用いてナノ繊維１２及び不織布１４を製造する様子を示す図であり、図２（ｂ）は不織布１４を帯状に切断して帯状不織布１６を製造する様子を示す図であり、図２（ｃ）は撚り糸装置２００を用いて糸１８を製造する様子を示す図である。
【００５９】
１．実施形態１に係るナノ繊維の製造方法
実施形態１に係るナノ繊維の製造方法は、ケナフを原料とするケナフ由来のポリマーを少なくとも含むナノ繊維１２（図２（ａ）参照。）の製造方法であって、図１に示すように、ケナフ溶液準備工程Ｓ１と、他のポリマー溶液準備工程Ｓ２と、混合工程Ｓ３と、電界紡糸工程Ｓ４とを含む。以下、各工程を詳細に説明する。
【００６０】
（１）ケナフ溶液準備工程Ｓ１
ケナフ溶液準備工程Ｓ１は、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させてケナフ溶液を準備する工程である。さらにいえば、ケナフ溶液準備工程Ｓ１は、ケナフに可溶化処理を施してケナフ由来のポリマーを得た後、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させる工程である。実施形態１においては、可溶化処理は、カルボキシメチル化処理である。
【００６１】
ケナフ由来のポリマー溶解させる溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキシド、水、ジメチルアセトアミド、ジクロロメタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、クロロホルム、アセトン、蟻酸、酢酸、シクロヘキサン、ＴＨＦ等を用いることができる。また、溶媒として複数種類の溶媒を混合して用いてもよい。さらに、導電性向上剤等の添加剤を加えてもよい。
【００６２】
（２）他のポリマー溶液準備工程Ｓ２
他のポリマー溶液準備工程Ｓ２は、ケナフ由来のポリマーとは異なる他のポリマーを溶媒に溶解させて他のポリマー溶液を準備する工程である。実施形態１においては、他のポリマーはポリビニルアルコールを含む。
【００６３】
（３）混合工程Ｓ３
混合工程Ｓ３は、ケナフ溶液と他のポリマー溶液とを混合した混合溶液（電界紡糸溶液１０）を調製する工程である。混合溶液において、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比は１：９９〜１：１の範囲内にあり、一層好ましくは１：９〜４：６の範囲内にある。
【００６４】
（４）電界紡糸工程Ｓ４
電界紡糸工程Ｓ４は、図２（ａ）に示すように、ケナフ溶液を含む電界紡糸溶液１０を用いて電界紡糸を行う工程である。さらにいえば、電界紡糸工程Ｓ４は、電界紡糸溶液１０として、ケナフ溶液及び他のポリマー溶液を混合した混合溶液を用いて電界紡糸を行う工程である。
【００６５】
電界紡糸工程Ｓ４は、例えば、電界紡糸装置１００を用いて以下のようにして行う。電界紡糸装置１００に備え付けられた原料タンク１０２に電界紡糸溶液１０を充填し、バルブ１０４を開け、電界紡糸溶液１０をノズル１０６に供給可能な状態にする。その後、高圧電源１１０を用いてノズル１０６とコレクター１０８との間に高電圧を印加することにより電界紡糸を行い、ナノ繊維１２を得る。
【００６６】
なお、この場合、ナノ繊維１２は、コレクター１０８上にシート状の不織布１４として堆積する。
【００６７】
ノズル１０６とコレクター１０８との間に印加する電圧は、例えば、１０ｋＶ〜３０ｋＶに設定することができ、１５ｋＶ付近に設定することが好ましい。
紡糸区域の温度は、例えば２５℃に設定することができる。紡糸区域の湿度は、例えば３０％〜４０％に設定することができる。
【００６８】
２．実施形態１に係るナノ繊維１２、不織布１４及び糸２０
実施形態１に係るナノ繊維１２は、図２（ａ）に示すように、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法により製造されたものであり、ケナフ由来のポリマーを少なくとも含み、ケナフ由来のポリマーを含む電界紡糸溶液を用いて電界紡糸を行うことにより製造されたものである。
【００６９】
ナノ繊維１２は、ケナフ由来のポリマーの他に、ケナフ由来のポリマーとは異なる他のポリマーをさらに含む。ナノ繊維１２においては、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比が、１：９９〜１：１の範囲内にあり、一層好ましくは１：９〜４：６の範囲内にある。他のポリマーは、ポリビニルアルコールを含む。ケナフ由来のポリマーは、上記したように、ケナフにカルボキシメチル化処理を施すことにより得られるものである。
【００７０】
実施形態１に係る不織布１４は、図２（ａ）に示すように、実施形態１に係るナノ繊維１２を含む。不織布１４は、上記したように、電界紡糸工程Ｓ４により得られる。
【００７１】
実施形態１に係る糸１８は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、実施形態１に係る不織布１４から得られるため、実施形態１に係るナノ繊維１２を含む。
【００７２】
糸１８は、例えば、以下のようにして得ることができる。まず、図２（ｂ）に示すように、電界紡糸工程Ｓ４で得られた不織布１４を帯状に裁断し、帯状不織布１６とする。次に、図２（ｃ）に示すように、帯状不織布１６を撚り糸装置２００にかけて撚糸し、糸１８を得る。なお、符号２０２で示すのは帯状不織布１６を撚糸する主撚り糸装置であり、符号２０４及び符号２０６で示すのは糸１８を強固に撚るとともに糸１８を一定方向（図２（ｃ）においては、紙面右方向）に向かって送る糸送り装置である。
【００７３】
３．実施形態１に係るナノ繊維の製造方法、ナノ繊維１２、不織布１４及び糸２０の効果
実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させてケナフ溶液を準備するケナフ溶液準備工程Ｓ１と、ケナフ溶液を含む電界紡糸溶液１０を用いて電界紡糸を行う電界紡糸工程Ｓ４とをこの順番で含むため、均一な電界紡糸溶液を調製し、これを用いて電界紡糸を行うことで、従来のナノ繊維の製造方法よりも高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００７４】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させるため、溶媒に溶解しない不純物を除去することが可能となり、その結果、従来のナノ繊維の製造方法よりも不純物を少なくすることが可能となる。
【００７５】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、従来のナノ繊維の製造方法と同様に、ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むナノ繊維１２の製造方法であるため、栽培可能な草であるケナフを用いることで、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつナノ繊維を得ることが可能となる。
【００７６】
さらにまた、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、従来のナノ繊維の製造方法と同様に、強度の高い繊維が多く得られるケナフを原料とするため、強度の高いナノ繊維を得ることが可能となる。
【００７７】
したがって、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法は、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつナノ繊維を得ることが可能であり、強度の高いナノ繊維を得ることが可能であり、従来のナノ繊維の製造方法よりも高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能であり、かつ、従来のナノ繊維の製造方法よりも不純物を少なくすることが可能なナノ繊維の製造方法となる。
【００７８】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、他のポリマー溶液準備工程Ｓ２をさらに含み、電界紡糸工程Ｓ４は、電界紡糸溶液１０として、ケナフ溶液及び他のポリマー溶液を混合した混合溶液を用いて電界紡糸を行う工程であるため、他のポリマーの性質を付加して、様々な性質を有するナノ繊維を製造することが可能となる。
【００７９】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、他のポリマー溶液を混合することにより安定して電界紡糸を行うことが可能となるため、電界紡糸工程を安定して実施し、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００８０】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、他のポリマーがポリビニルアルコールを含むため、後述する実験例からもわかるように、電界紡糸工程を一層安定して実施し、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００８１】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、混合溶液において、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比が１：９９〜１：１の範囲内にあるため、高い強度を有するナノ繊維を得ることが可能となり、かつ、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００８２】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、ケナフ溶液準備工程Ｓ１は、ケナフに可溶化処理を施してケナフ由来のポリマーを得た後、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させる工程であるため、より一層高い均一性を有する電界紡糸溶液を調製することが可能となり、これを用いて電界紡糸を行うことで、従来のナノ繊維の製造方法よりも一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００８３】
また、実施形態１に係るナノ繊維の製造方法によれば、可溶化処理がカルボキシメチル化処理であるため、ケナフの加工に伴う環境負荷を低減しつつ均一な電界紡糸溶液を得ることが可能となり、その結果、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００８４】
実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、電界紡糸を行うことにより製造されたものであるため、均一な電界紡糸溶液を調製し、これを用いて電界紡糸を行うことで、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも高い均一性を有するようにすることが可能となる。
【００８５】
また、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、電界紡糸を行うことにより製造されたものであるため、ケナフ由来のポリマーを溶媒に溶解させ、溶媒に溶解しない不純物を除去することが可能となり、その結果、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも不純物を少なくすることが可能となる。
【００８６】
また、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維と同様に、ケナフ由来のポリマーを少なくとも含むため、栽培可能な草であるケナフを用いることで、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつ得ることが可能となる。
【００８７】
さらにまた、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維と同様に、強度の高い繊維が多く得られるケナフを原料とするため、高い強度を有するようにすることが可能となる。
【００８８】
したがって、実施形態１に係るナノ繊維１２は、石油資源や森林資源の使用を抑制しつつ得ることが可能であり、高い強度を有するようにすることが可能であり、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも高い均一性を有するようにすることが可能であり、かつ、従来のナノ繊維の製造方法で得られるナノ繊維よりも不純物を少なくすることが可能なナノ繊維となる。
【００８９】
また、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、ケナフ由来のポリマーの他に、ケナフ以外を原料とする他のポリマーをさらに含むため、他のポリマーの性質を付加して、様々な性質を有するようにすることが可能となる。
【００９０】
また、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、他のポリマーにより安定して電界紡糸を行うことが可能となるため、より一層高い均一性を有するナノ繊維を得ることが可能となる。
【００９１】
また、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、他のポリマーがポリビニルアルコールを含むため、後述する実験例からもわかるように、電界紡糸を一層安定して行い、より一層高い均一性を有するようにすることが可能となる。
【００９２】
また、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、ケナフ由来のポリマーと他のポリマーとの重量比が１：９９〜１：１の範囲内にあるため、高い強度を有するようにすることが可能となり、かつ、より一層高い均一性を有するようにすることが可能となる。
【００９３】
また、実施形態１に係るナノ繊維１２によれば、ケナフ由来のポリマーは、ケナフにカルボキシメチル化処理を施すことにより得られるものであるため、ケナフの加工に伴う環境負荷を低減しつつ均一な電界紡糸溶液を得ることが可能となり、その結果、より一層高い均一性を有するナノ繊維とすることが可能となる。
【００９４】
実施形態１に係る不織布１４は、ナノ繊維１２を含むため、様々な工業的分野（例えば、衣料品、各種フィルター、各種機械材料、ワイピングクロース、おむつ、人工血管、人工骨等の分野。）に適用することが可能となる。
【００９５】
また、実施形態１に係る不織布１４によれば、本発明のナノ繊維であるナノ繊維１２を含むため、製造時の環境負荷が低く、高い品質（高い均一性、高い強度）を有する不織布とすることが可能となる。
【００９６】
実施形態１に係る糸１８によれば、ナノ繊維１２を含むため、様々な工業的分野（例えば、衣料品、各種フィルター、各種機械材料、ワイピングクロース、おむつ、人工血管、人工骨等の分野。）に適用することが可能となる。
【００９７】
また、実施形態１に係る糸１８によれば、本発明のナノ繊維であるナノ繊維１２を含むため、製造時の環境負荷が低く、高い品質（高い均一性、高い強度）を有する不織布とすることが可能となる。
【００９８】
［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るセパレーター２０を説明するために示す図である。図３（ａ）は芯材（符号を図示せず。）に巻いた状態のセパレーター２０の斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡで示す範囲をさらに拡大して示す模式図である。
【００９９】
実施形態２に係るセパレーター２０は、図３に示すように、実施形態２に係るナノ繊維２２を含むセパレーターであり、さらにいえば、ナノ繊維２２からなる層を有するセパレーターである。実施形態２に係るナノ繊維２２は、実施形態１に係るナノ繊維１２と同様の構成を有するため、構成の詳細及び効果に関する記載は省略する。
【０１００】
実施形態２に係るセパレーター２０は、例えば、シート状の基材層（図示せず。）の上に電界紡糸を行い、ナノ繊維２２を層状に堆積させ、その後基材層を除去することにより製造することができる。なお、基材層自体もセパレーターとして用いることが可能なものからなる場合には、基材層を除去せずにセパレーターとして用いてもよい。
【０１０１】
実施形態２に係るセパレーター２０によれば、強度の高い繊維が多く得られるケナフを原料とし、高い強度を有するようにすることが可能となるナノ繊維２２を含むため、高い強度を有するセパレーターとすることが可能となる。
【０１０２】
また、実施形態２に係るセパレーター２０によれば、ナノ繊維２２を含むため、製造時の環境負荷が低く、高い強度以外にも高い均一性を有するセパレーターとすることが可能となる。
【０１０３】
［実験例１］
図４は、実験例１に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。図４（ａ）及び図４（ｂ）は光学顕微鏡による拡大写真であり、図４（ｃ）は走査型電子顕微鏡による拡大写真である。なお、図４（ａ）の写真と図４（ｂ）の写真とでは拡大率が異なり、図４（ｂ）の写真の方が拡大率が高い。また、図４（ｃ）の写真はナノ繊維を１箇所に集めてから撮った写真である。
【０１０４】
実験例１として、上記実施形態１に係るナノ繊維の製造方法に沿って、実際にナノ繊維を製造する実験を行った。
各工程は、明細書中に特段の記載がない場合には、汎用の実験器具及び実験装置を用いて行った。
光学顕微鏡を用いた観察は、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓｃｏｐｅ  ＶＨ−５５００（キーエンス社製）を用いて行った。
以下、工程ごとに実験内容を説明する。
【０１０５】
（１）ケナフ溶液準備工程
実験例１におけるケナフ溶液準備工程では、まず、前処理として３ｇのケナフ（韓国濟州特別自治道濟州市三陽洞産のもの）を裁断し、ある程度細かくした後、ケナフをＮａＯＨの１５％イソプロパノール溶液１００ｍｌ中に投入し、２５℃で１時間かけアルカリ化を行った。その後、３．６ｇのモノクロロ酢酸を加え、５５℃で３時間反応させた。反応後、濃度１０％の塩酸で中和し、濾過を行ってケナフ由来のポリマーを含む残渣を得た。当該残渣を７０％エタノールで数回洗浄して副生成物を取り除き、オーブンで乾燥させてケナフ由来のポリマーを得た。
【０１０６】
上記のようにして得たケナフ由来のポリマーを、窒素雰囲気下、１１０℃〜１２０℃で、Ｎ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキシド（アルドリッチ社より購入。）の５０ｗｔ％水溶液に溶解させ、ケナフ溶液を得た。なお、ケナフ溶液におけるケナフ由来のポリマーの濃度は３０ｗｔ％〜３５ｗｔ％とした。
【０１０７】
（２）他のポリマー溶液準備工程
ポリビニルアルコール（加水分解度８８％、アルドリッチ社より購入。）を蒸留水に溶解させ、ポリビニルアルコールの濃度が１０ｗｔ％の他のポリマー溶液を得た。
【０１０８】
（３）電界紡糸工程
まず、上記のようにして得たケナフ溶液と他のポリマー溶液とを混合させ、電界紡糸溶液としての混合溶液を得た。混合は、混合溶液において、ケナフ由来のポリマーとポリビニルアルコールとの重量比が、１：９となるように行った。
次に、混合溶液を用いて電界紡糸を行い、ナノ繊維を得た。ノズル−コレクター間の電圧は１４ｋＶとし、ノズル−コレクター間の距離は１３ｃｍとし、温度は室温（２５℃）として電界紡糸を行った。
【０１０９】
上記のようにして得たナノ繊維を、光学顕微鏡及び走査型顕微鏡により観察した。その結果、図４に示すように、実験例１に係るナノ繊維の製造方法によりナノ繊維が得られることが確認できた。
【０１１０】
［実験例２］
図５は、実験例２に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。図５（ａ）及び図５（ｂ）は光学顕微鏡による拡大写真である。なお、図５（ａ）の写真と図５（ｂ）の写真とでは拡大率が異なり、図５（ｂ）の写真の方が拡大率が高い。
【０１１１】
実験例２に係るナノ繊維の製造方法においては、電界紡糸工程における混合を、ケナフ由来のポリマーとポリビニルアルコールとの重量比が２：８となるように行った。
実験例２に係るナノ繊維の製造方法においては、上記混合以外については実験例１とまったく同じ方法を用いたため、詳細の記載は省略する。
【０１１２】
上記のようにして得たナノ繊維を、光学顕微鏡により観察した。その結果、図５に示すように、実験例２に係るナノ繊維の製造方法によりナノ繊維が得られることが確認できた。
【０１１３】
［実験例３］
図６は、実験例３に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は光学顕微鏡による拡大写真である。なお、図６（ａ）の写真と図６（ｂ）の写真とでは拡大率が異なり、図６（ｂ）の写真の方が拡大率が高い。
【０１１４】
実験例３に係るナノ繊維の製造方法においては、電界紡糸工程における混合を、ケナフ由来のポリマーとポリビニルアルコールとの重量比が３：７となるように行った。
実験例３に係るナノ繊維の製造方法においては、上記混合以外については実験例１とまったく同じ方法を用いたため、詳細の記載は省略する。
【０１１５】
上記のようにして得たナノ繊維を、光学顕微鏡により観察した。その結果、図６に示すように、実験例３に係るナノ繊維の製造方法によりナノ繊維が得られることが確認できた。
【０１１６】
［実験例４］
図７は、実験例４に係るナノ繊維の顕微鏡写真である。図７（ａ）及び図７（ｂ）は光学顕微鏡による拡大写真である。なお、図７（ａ）の写真と図７（ｂ）の写真とでは拡大率が異なり、図７（ｂ）の写真の方が拡大率が高い。
【０１１７】
実験例４に係るナノ繊維の製造方法においては、電界紡糸工程における混合を、ケナフ由来のポリマーとポリビニルアルコールとの重量比が４：６となるように行った。
実験例４に係るナノ繊維の製造方法においては、上記混合以外については実験例１とまったく同じ方法を用いたため、詳細の記載は省略する。
【０１１８】
上記のようにして得たナノ繊維を、光学顕微鏡により観察した。その結果、図７に示すように、実験例４に係るナノ繊維の製造方法によりナノ繊維が得られることが確認できた。
【０１１９】
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【０１２０】
（１）実施形態１に係るナノ繊維の製造方法においては、電界紡糸装置１００を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明のナノ繊維の製造方法には、種々の電界紡糸装置を用いることができる。また、実施形態１に係るナノ繊維１２は、電界紡糸装置１００を用いて製造することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明のナノ繊維は、種々の電界紡糸装置を用いて製造することができる。不織布１４に関しても同様である。
【０１２１】
（２）実施形態１に係る不織布１４は、電界紡糸装置１００を用いて製造することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の不織布は、種々の電界紡糸装置を用いて製造することができる。また、不織布１４は、電界紡糸装置１００により直接得ることとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電界紡糸装置によりナノ繊維を得た後、当該ナノ繊維を不織布製造装置にかけて得ることとしてもよい。
【０１２２】
（３）実施形態１に係る糸１８は、撚り糸装置２００を用いて製造することとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の糸は、種々の撚り糸装置を用いて製造することができる。
【０１２３】
（４）実施形態１においては、他のポリマーとしてポリビニルアルコールを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、他のポリマーとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）、ポリ乳酸グリコール酸（ＰＬＧＡ）、シルク、セルロース、キトサン等を用いてもよい。また、上記した他のポリマーを混合して用いてもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…電界紡糸溶液、１２，２２…ナノ繊維、１４…不織布、１６…帯状不織布、１８…糸、２０…セパレーター、１００…電界紡糸装置、１０２…原料タンク、１０４…バルブ、１０６…ノズル、１０８…コレクター、１１０…高圧電源、２００…撚り糸装置、２０２…主撚り糸装置、２０４，２０６…糸送り装置
【図１】
2013044063.tif 000003
【図２】
2013044063.tif 000004
【図３】
2013044063.tif 000005
【図４】
2013044063.tif 000006
【図５】
2013044063.tif 000007
【図６】
2013044063.tif 000008
【図７】
2013044063.tif 000009