高機能ナノファイバー量産に向けた製造技術動向とアプリケーション

第1部 エレクトロスピニング法によるナノファイバー製造と更なる高効率生産への道筋

(2016年4月22日 10:30〜11:50)

　ナノファイバー作製のみならず、ナノコーティング技術として再びエレクトロスピニング法は注目されている。エレクトロスピニング法の歴史、原理、課題、今後の展望などをやさしく解説し、これから取り組む人が容易に始めることができる指針を示す。

1. ナノファイバーの作り方
2. 簡単で奥の深いエレクトロスピニング
3. なぜナノファイバーができるのか
4. 技術動向
   1. 最近の研究と装置
   2. 各種ポリマーにおけるナノファイバー作製技術
5. エレクトロスピニングで作られたナノファイバーの出口
6. 現状と将来
7. フラットノズル方式からのスピニング
8. 日本特許に見るエレクトロスピニング
9. エレクトロスピニング法によるナノファイバーの研究動向
• 質疑応答

第2部 Zs方式 (ゼタスピニング方式) によるナノファイバーの大量生産紡糸法と用途展開

(2016年4月22日 12:40〜14:00)

　現在、地球温暖化、大気汚染、水質汚染、砂漠化などこれまでの技術では対応が難しい問題が表面化してきた。そのため、問題点解決のキーとしてナノファイバーの産業化が望まれている。ナノファイバーの量産化では電界紡糸法が最有力であるとし、2000年ごろから世界中の大学、研究機関にて電界紡糸法を用いた量産機開発が行われてきたが、現時点において世界中の研究者の間では電界紡糸法の限界に落胆した声が聞こえる状況である。
(株) ゼタでは、いち早く電界紡糸法の限界に気が付き、新たなナノファイバー製造方法であるZs方式を開発した。 　本講演では、電界紡糸法の限界と原因を解説し、Zs方式について説明をする。また、Zs方式は、溶媒方式だけでなく溶融方式も対応しているため溶融方式についても説明をする。 　特にZs溶融方式は、生産量が非常に大きく安価であるため、これまでのナノファイバーの用途として考えられなかった分野への対応も可能となったため、これらの新たな用途展開にについて説明を行う。

1. ナノファイバーの特徴
2. 静電気の基礎
3. 電界紡糸法の限界
4. Zs方式の原理説明
5. Zs溶媒方式の説明
6. Zs溶融方式の説明
7. Zs方式ナノファイバーの用途説明
8. 水の蒸発防止カバーの説明
9. 断熱・吸音材の説明
10. PM2.5対策フィルターの説明
11. 水質汚染対策フィルターの説明
12. 砂漠の緑化
• 質疑応答

第3部 海島型複合紡糸法による高機能ナノファイバーの作製

(2016年4月22日 14:10〜15:30)

　日本では1970年代から超極細繊維を作る様々な工夫が行われ、この分野では世界が誇る製品が続々と生み出されている。また2000年以降、海外では電界紡糸法によりナノファイバーと呼ばれる超極細繊維より桁違いに細い繊維の生産に関する研究や開発が進められているようになった。これの実用化では日本は少し遅れている感もあるが、近年になって1970年代の超極細繊維の技術を生かしたナノファイバー作製に取り組んでいる企業が出始めている。海島繊維複合紡糸技術は、こうした企業が採用するナノファイバーの製造手法の基本となっている。 　本セミナーでは、最近の盛んに研究がなされている海島繊維複合紡糸を用いたナノファイバー作製の原理について解説し、複合紡糸の特徴から海島繊維ナノファイバー作製及び最新の研究動向について述べる。

1. 超極細繊維の歴史
   1. 複合紡糸について
   2. 海島繊維複合紡糸
2. ナノファイバー作製
   1. ナノファイバー作製方法について
      1. 特許動向
      2. 電界紡糸、メルトブローン方法など
   2. 海島繊維複合紡糸による繊維の超極細化
      1. 特許動向
      2. 海島繊維複合紡糸によるサブマイクロ繊維の実現
3. 海島繊維複合紡糸により作られたナノファイバー
   1. 海島繊維複合紡糸によるナノファイバー繊維の基礎研究動向
      1. 海外の海島繊維複合紡糸法
      2. 日本の海島繊維複合紡糸法
   2. 本研究室での取り組み
      1. 海島繊維複合紡糸法
      2. メルトブローン法
   3. 繊維の基本構成とTrue Nano Effect
4. まとめ
• 質疑応答

第4部 炭酸ガスレーザー超音速延伸法によるナノファイバー作製とその応用

(2016年4月22日 15:40〜17:00)

　本研究室で独自に開発した炭酸ガスレーザー超音速延伸法 (CLSD) は、第3のナノファイバー作製法として量産化技術が開発されている。本講演では、CLSDの原理と特徴、種々材料への適用例について説明し、さらに、ナノファイバーの撚糸作製やナノファイバーの樹脂補強、3D構造体、微粒子作製などについて紹介する。

1. はじめに
2. 炭酸ガスレーザー超音速延伸法 (CLSD)
   1. CLSDの原理
   2. CLSDで作製したナノファイバーの特徴
3. 炭酸ガスレーザー超音速マルチ延伸法 (CLSMD) マルチ延伸装置について
   1. ナノファイバーシート作製
   2. 連続巻取型CLSMD装置について
4. 炭酸ガスレーザー超音速マルチ延伸法で作製したナノファイバー撚糸
   1. 撚糸作製装置について
   2. PLLAナノファイバーの撚糸
   3. PLLAとPET複合ナノファイバー撚糸
   4. PLLAナノファイバー撚糸の編み加工
5. 炭酸ガスレーザー超音速マルチ延伸法で作製したPETナノファイバーの3D構造体
   1. PET-NF3D構造体の成形条件
   2. PET-NF3D構造体の特性
6. 補強材としてのナノファイバー
   1. ナイロン6ナノファイバーとエポキシ樹脂の複合化
   2. PENナノファイバーで補強したPPシート
7. 炭酸ガスレーザー超音速噴霧法で作製したポリマー微粒子
8. 炭酸ガスレーザー超音速延伸法と現行法との比較
9. まとめ
• 質疑応答