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エレクトロスピニング法とファイバ構造
ナノファイバーの定義・３つの特性
TEL/FAX : 044-580-1436 E-mail : [email protected] URL : http://www.appi.keio.ac.jp/shiratori/
慶應義塾大学 理工学部 物理情報工学科 白鳥研究室 〒223-8522 神奈川県横浜市港北区日吉3丁目14-1
高電圧源
ポリマー溶液
ポリマージェット
コレクター
シリンジ
通常の直線構造
高比表面積・高多孔性 基板を選ばない 簡便なプロセス
ファイバ径約20nmの 3次元ネットワーク
cage構造 web構造
直径は100～500nm程度のサブミクロンサイズ
条件制御による 特異構造
~100nm
Electrospinning method ～常温・常圧におけるナノファイバ作製技術～
超分子配列効果 ナノサイズ効果 超比表面積効果
特異構造
様々な分野の材料をナノファイバ化可能
日用品 強化剤
高分子がまっすぐに配列
電気・力学・熱的特性向上
フィルタにした際の
圧力損失低減
表面官能基が多い
フィルタ・センサの性能向上
Hayashibara HP より
Sensyatatsujin HP より NAVER HP より
洗濯糊の材料のPVAをナノファイバ化可能
抗菌剤
カプセルの素材であるプルランをナノファイバ化可能 抗菌作用を持つキトサンもナノファイバ化可能
フロントガラスの強化剤であるPVBもナノファイバ化可能
ビタミンC含有ナノファイバ
有効成分含有ナノファイバ ～スキンケア応用～
細い繊維であることから 高比表面積で肌への密着性良好 滑らかな肌触り 有効成分を含有させれば速やかに放出する
ビタミンC(L-ascorbic acid)
polymer + 有効成分
ES法による ナノファイバ化
cosmetic medical
TEL/FAX : 044-580-1436 E-mail : [email protected] URL : http://www.appi.keio.ac.jp/shiratori/
慶應義塾大学 理工学部 物理情報工学科 白鳥研究室 〒223-8522 神奈川県横浜市港北区日吉3丁目14-1
微粒子捕集測定協力：ニッタ株式会社
PF値(フィルタ性能の指標)＝［-ln（透過率/100）/圧力損失］×100
ナノファイバ コーティング後
基板のフィルタ
圧力損失(Pa)
捕集効率(%)
PF値
約45倍の 性能向上！
20
94.5
142.1
8
2.6
3.2
Electrospinning method ～常温・常圧におけるナノファイバ作製技術～
“あらゆるサイズの微粒子とウィルス (細菌)除去可能！”
※風速5.3cm/s
※粒径0.3μm微粒子の捕集
既存のフィルタとESナノファイバのハイブリット化により
微粒子捕集性能価 ～フィルタ応用～
245
99.97
32.4
HEPAフィルタ
株式会社 ＳＮＴ http://www.snt.jp 代表取締役 白鳥 世明
神奈川県川崎市幸区小倉308-10 ＫＢＩＣ120号 ℡044-580-1566 Fax 044-580-1436
慶應義塾大学 白鳥研究室 神奈川県横浜市港北区日吉３－１４－１ ℡045-566-1602 Fax 045-566-1587
触媒微粒子とナノファイバーを組み合わせた触媒フィルター
慶應義塾大学 白鳥研究室
コンセプ ト：フィルター構造での有害気体および粒子の効果的な除去
表面構造評価
触媒微粒子、使用ポリマーを選択することで
あらゆるガス、粒子の除去が可能
エレクトロスピニング法による ナノファイバーコンポジット化
触媒（粒子） フィルター（繊維質）
構造
ガスに対する高い除去性能 （化学吸着・高比表面積） 利点
優れた気体拡散性 粒子状物質の吸着・除去
粒子の飛散
粒子状物質の除去不可 問題点 ガスに対して低い吸着能・除去性
能（物理吸着）
微粒子含有ファイバー構造かつ高い有害気体除去性能の実現！
＜触媒＞ 卑金属系金属酸化物微粒子
＜フィルター作製技術＞ エレクトロスピニング法
触媒微粒子 (卑金属系金属酸化物）
触媒フィルター
除去率
(%
)
40
20
60
80
100
メチルメルカプタンに関する脱臭試験結果 (3分後・25ppm・0.2ℓ・触媒使用量0.005g)
ガス除去性能評価
微粒子と同程度 の高除去性能！
高表面積
直径 数十nm～μm
短時間作製
硫黄化合物除去剤の性能試験
0
20
40
60
80
100
0 2 4 6 8
試験時間 / hr
SO2・H2S除去効率（％）
開発品（SO2)
開発品（H2S）
比較品（SO2)
比較品（H2S）
硫黄系ガスに対し
高い除去性能を示す
微粒子