纳米技术的开发获得进展

02-26

纳米技术的开发正在加速。纳米技术是最尖端生产制造不可或缺的技术,同时作为能创造出新复合材料的技术也受到广泛关注。


东丽
实现150纳米的纤细度

东丽公司此前宣布成功开发了前所未有的粗细为150纳米的纤维和Y形横截面纳米纤维(500nm)。利用独创的超微细聚合物流控制和精密复合纺丝技术实现纤细化,加上更先进的高精度控制形状的纳米纤维技术,成功开发上述产品。作为尖端材料将向舒适服装、运动服装、过滤器、医疗材料、环境·水·能源、信息通信、电子、汽车、生命科学等领域开展推广。
纤维直径为150nm的纳米纤维是长纤维型的纳米纤维,过去的直径极限是300nm,现在又减少了一半。和微米尺寸的极细纤维相同,利用海岛型复合纺丝法制造长纤维,制成梭织、针织以及无纺布产品(把长纤维切断为短纤维后使用)后,通过加工溶解海成分,制成纳米纤维。
用熔融纺丝法制造的涤纶、尼龙、PPS(Poly Phenylene Sulfide)、PLA(聚乳酸)等都可用来制作纳米纤维。利用该技术的话还可以制造纺粘无纺布。
除海岛型复合纺丝外,用Polymer Alloy或Electro Spinning(电解纺丝法)也可制造纳米纤维,但纤维直径容易产生粗细不均,该公司的纳米纤维直径为150nm,而且纤维直径非常均匀。另外,Y形横截面则是通过对喷丝头设计等的钻研,成功克服了原丝容易变成圆形横截面的生产难题。
150nm纤维与300nm纤维相比,重量相同的话表面积将增大约40%,因此能提高吸湿性以及吸水性、水分保持性、摩擦系数等性能,还能显现出具有高度的过滤性能、分离性能、擦拭性能。性能超过了被用于高性能过滤器中的加以electret(电石)加工的熔喷无纺布。另外,Y形横截面与以往的横截面形状相比,擦拭性能有了飞跃提高。

帝人
开发芳纶的纳米纤维

帝人公司以耐热性优异的芳纶纤维“Conex”为基础,开发了直径为数百纳米、粗细均匀的极细纤维,并计划制成无纺布推出。现在基础研究已经结束。目标是电池隔膜以及袋式过滤器等对耐热性及薄型设计有严格要求的用途领域,正在和顾客进行商谈,争取尽快实现量产。
另外,帝人公司的芳纶生产子公司Teijin Aramid公司此前和美国Rice大学(得克萨斯州休斯敦市)共同开发了导电性与金属线同等、热传递性(按重量比)可与石墨纤维相匹敌的碳纳米管(CNT)100%纤维。
该纤维除了具有优异的导电性和热传递性外,还有很高的强度和弹性,可以像纺织用的纤维一样方便使用。CNT沿着纤维轴有序排列,可以用和芳纶纤维“Twaron”相同的湿式液晶纺丝法批量生产。
利用这些特性,希望能作为飞机以及汽车的数据线、电信线铜线的替代产品,实现这些线缆的轻量化。另外还期待在电子机器的天线以及放热、冷却用途发挥作用。针对医疗领域,正和研究机构推进对其功能的评价,同时还有望应用到电子功能和服装一体化的“Wearable Electronics”领域中。
Rice大学从1990年代开始着手研究CNT生产技术的开发和实用化。帝人集团也从2000年代前期开始推进CNT纤维的开发,两者从2010年开始共同研究。

日本Vilene
利用纳米技术的导电性多孔薄片材料

日本Vilene公司发布了利用纳米纤维技术开发的“导电性多孔薄片”和“纤维状纳米粉体”。导电性多孔薄片是用1微米~500纳米的纤维制成的无纺布结构材料。孔径及空隙率可调节,针对气体及液体等有优异的流体透过性能。此外十分柔软,可用于汽车燃料电池的气体扩散材料等。
纤维状纳米粉体的直径为2微米~100纳米,长度则可在1微米~数毫米之间调节。通过选择不同特性的无机材料,发挥各自特性,能实现高强度、热传递性、绝缘、曲折率调整等各种高功能。可用做显示器材料等。