[发明专利]生物降解性和生物亲和性优异的纳米纤维及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及由脂肪族聚酯类树脂(生物降解性树脂)形成的具有纳米级纤维宽度的“纳米纤维”及其制造方法。

背景技术

一直以来，纳米纤维的制造中广泛采用“静电纺丝(electrospinning，ES)法”。自1998年左右起，以美国NTC(美国国家纺织研究中心)为中心开始开发采用ES法的纳米纤维制造技术，自2002年起快速建立了很多国家项目，(在2003年当时)投入了250亿日元以上的研究预算，全美有29家以上的研究机构全体动员合作进行纳米纤维技术的开发。该方法利用了在施加有高电压的空间内带电液体克服表面张力而以雾状喷出的现象，能容易地制成无纺布和纸状的产品。除此之外，在日本国内也有东丽(東レ)株式会社等通过“熔融纳米分散纺丝技术”来生产纳米纤维。

另一方面，作为聚乳酸纤维的制造方法，湿法纺丝法的开发在经济产业省“技术战略地图2009”中也被记载为到2011年为止的目标。湿法纺丝法是以往广泛应用的高分子纤维制造方法，但应用于聚乳酸的制造方法的例子不多(专利文献1、非专利文献1、2)。特别是用于纳米纤维的制造的湿法纺丝方法至今为止没有前例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2003-328229号公报(专利第3749502号公报)

非专利文献

非专利文献1：K.D.Nelson et al.,Tissue Eng.,9,1323(2003)

非专利文献2：M.J.D.Eenink et al.,J.Controlled Release,6,225(1987)

发明内容

发明所要解决的技术问题

“ES法”能进行各种高分子的纳米纤维化，但因为要施加高电压，所以操作伴随着危险，几乎都是以无纺布状态回收。“熔融纳米分散纺丝法”需要预先使高分子溶液熔融，而且为了制造纳米尺寸的纤维，拉伸操作是不可或缺的。

本发明的目的是提供一种脂肪族聚酯类树脂(生物降解性树脂)的纳米纤维的制造方法，该方法无需拉伸操作等繁琐的工序，而且能在常温下操作等，与以往相比生产性更佳。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明人开发出了“溶剂扩散法”，从而完成了本发明；该“溶剂扩散法”如下所述：将溶解有作为纳米纤维材料的油溶性树脂的有机溶剂溶液(油相)在溶解有表面活性剂的水溶液(水相)中挤出成线状，其中，所述油溶性树脂代表性的是具有来源于脂肪族聚酯树脂的嵌段(疏水性部位)和来源于亲水性高分子的嵌段(亲水性部位)的油溶性二嵌段共聚物，所述表面活性剂代表性的是具有与所述油溶性二嵌段共聚物类似的结构的水溶液二嵌段共聚物，使油相中的有机溶剂扩散至水相中，由油溶性二嵌段共聚物形成纳米纤维，藉此，无需拉伸操作就能在常温下制造纳米纤维。

即，本发明的一个侧面是提供一种纳米纤维，其特征在于，由油溶性低嵌段共聚物(A)构成，该油溶性低嵌段共聚物(A)包含来源于脂肪族聚酯树脂(A1)的嵌段和来源于亲水性高分子(A2)的嵌段，纤维的平均截面直径为纳米尺寸。

所述纳米纤维的平均截面直径通常在50～1000nm的范围内。

所述油溶性低嵌段共聚物(A)例如是包含一种或两种以上的来源于脂肪族聚酯树脂(A1)的嵌段和一种或两种以上的来源于亲水性高分子(A2)的嵌段的、油溶性的二嵌段或三嵌段共聚物(A)，所述来源于脂肪族聚酯树脂(A1)的嵌段例如包括来源于作为构成成分的羟基羧酸或二羧酸的碳原子数为2～6的脂肪族聚酯树脂的嵌段。

作为所述油溶性低嵌段共聚物(A)，优选通过GPC测得的数均分子量Mn在500～200000的范围内、重均分子量Mw在500～200000的范围内、且分子量分布Mw/Mn在1.00～3.00的范围内的共聚物。

作为所述脂肪族聚酯树脂(A1)，优选通过GPC测得的数均分子量Mn在100～200000的范围内、重均分子量Mw在100～200000的范围内、分子量分布Mw/Mn在1.00～2.00的范围内的脂肪族聚酯树脂。

作为所述亲水性高分子(A2)，优选通过GPC测得的数均分子量Mn在100～200000的范围内、重均分子量Mw在100～200000的范围内、分子量分布Mw/Mn在1.00～2.00的范围内的亲水性高分子。

此外，作为所述脂肪族聚酯树脂(A1)，较好是选自聚乳酸、聚乙醇酸、聚己酸和聚丁二酸丁二醇酯的至少一种脂肪族聚酯树脂。