JP2001089673A - 高分子成形物およびその製造方法 - Google Patents
高分子成形物およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】表面に金属元素を配列した高分子成形物を提供
することを目的とする。 【解決手段】水溶性高分子に金属塩を溶液中で混合する
と、キレートを作ることが知られている。この溶液をフ
ィルム化する場合に、磁界を作用させると金属塩は金属
を上にして表面に並ぶことが見出された。例えばポリビ
ニルアルコール水溶液にｍｏｌ比で２０％以上のＫＣｌ
を添加し、磁場内でフィルム化すると、表面にはＫのみ
が検出され、Ｃ、Ｏ、Ｃｌ等が見られなくなる。すなわ
ち表面がＫのみによって覆われた高分子フィルムが得ら
れる。
することを目的とする。 【解決手段】水溶性高分子に金属塩を溶液中で混合する
と、キレートを作ることが知られている。この溶液をフ
ィルム化する場合に、磁界を作用させると金属塩は金属
を上にして表面に並ぶことが見出された。例えばポリビ
ニルアルコール水溶液にｍｏｌ比で２０％以上のＫＣｌ
を添加し、磁場内でフィルム化すると、表面にはＫのみ
が検出され、Ｃ、Ｏ、Ｃｌ等が見られなくなる。すなわ
ち表面がＫのみによって覆われた高分子フィルムが得ら
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高分子成形物および
その製造方法に係り、とくに外表面に金属が配列されて
いる高分子成形物およびその製造方法に関する。
その製造方法に係り、とくに外表面に金属が配列されて
いる高分子成形物およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の高分子成形物の外表面に金属の皮
膜を形成する場合には、無電解メッキや蒸着法、スパッ
タ、ＣＶＤ等の方法によって金属の薄膜を高分子成形物
の表面に形成するようにしている。例えば磁気記録再生
に用いられるメタルテープは、ポリエステルフィルムの
表面に蒸着法によって磁性層を形成するようにしたもの
である。
膜を形成する場合には、無電解メッキや蒸着法、スパッ
タ、ＣＶＤ等の方法によって金属の薄膜を高分子成形物
の表面に形成するようにしている。例えば磁気記録再生
に用いられるメタルテープは、ポリエステルフィルムの
表面に蒸着法によって磁性層を形成するようにしたもの
である。
【０００３】また合成樹脂成形体でありながら金属のよ
うな外観を与えるために、成形体の表面に無電解メッキ
を施し、さらに上記のメッキ層を電極として電解メッキ
を施すことによって、成形物の表面に金属膜を形成する
ことが可能になる。
うな外観を与えるために、成形体の表面に無電解メッキ
を施し、さらに上記のメッキ層を電極として電解メッキ
を施すことによって、成形物の表面に金属膜を形成する
ことが可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような蒸着法や
メッキ法による高分子成形物の表面への金属膜の形成
は、表面の原子が必ずしも整列した状態で配列されてい
るものではなく、多量の金属粒子が乱雑に積重なるよう
にして粒子が堆積されているにすぎない。
メッキ法による高分子成形物の表面への金属膜の形成
は、表面の原子が必ずしも整列した状態で配列されてい
るものではなく、多量の金属粒子が乱雑に積重なるよう
にして粒子が堆積されているにすぎない。
【０００５】超電導フィルムを得る場合には、ベースフ
ィルムの表面に金属原子を１層にしかも規則正しく配列
することが必要になる。あるいはまた容量が非常に高い
コンデンサあるいは蓄電池の電極として用いるフィルム
は、ベースフィルムの表面に金属原子を１層で規則正し
く整列することが必要になる。しかるにこのような目的
に沿う高分子成形体は現在までのところ得られていな
い。
ィルムの表面に金属原子を１層にしかも規則正しく配列
することが必要になる。あるいはまた容量が非常に高い
コンデンサあるいは蓄電池の電極として用いるフィルム
は、ベースフィルムの表面に金属原子を１層で規則正し
く整列することが必要になる。しかるにこのような目的
に沿う高分子成形体は現在までのところ得られていな
い。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、所望の金属元素が表面に整然と配列さ
れた高分子成形物およびその製造方法を提供することを
目的とする。
たものであって、所望の金属元素が表面に整然と配列さ
れた高分子成形物およびその製造方法を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の一発明は、金属塩
を混入した水溶性高分子を固化して成る高分子成形物に
おいて、前記金属塩の金属が外表面を覆うように配列さ
れていることを特徴とする高分子成形物に関するもので
ある。ここで、水溶性高分子がポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸アミド、ポリ
ビニルピロリドン、ＣＭＣ、α化澱粉、ゼラチン、コラ
ーゲン、カンテン、コンニャクの内の何れか１種または
２種以上の混合物であってよい。また外表面を覆う金属
がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｐ
ｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｐｔの内の何れかであっ
てよい。また形態がフィルム状であることが好ましい。
またシート状の繊維集合体の上に成形されてもよい。
を混入した水溶性高分子を固化して成る高分子成形物に
おいて、前記金属塩の金属が外表面を覆うように配列さ
れていることを特徴とする高分子成形物に関するもので
ある。ここで、水溶性高分子がポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸アミド、ポリ
ビニルピロリドン、ＣＭＣ、α化澱粉、ゼラチン、コラ
ーゲン、カンテン、コンニャクの内の何れか１種または
２種以上の混合物であってよい。また外表面を覆う金属
がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｐ
ｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｇ、Ｐｔの内の何れかであっ
てよい。また形態がフィルム状であることが好ましい。
またシート状の繊維集合体の上に成形されてもよい。
【０００８】製造方法に関する発明は、水溶性高分子の
水溶液に金属塩を混合してキレートを作成し、前記キレ
ートを構成する溶液を磁界または電界を加えた状態で固
化させ、前記金属塩の金属を成形物の表面に配列させる
ことを特徴とする高分子成形物の製造方法に関するもの
である。
水溶液に金属塩を混合してキレートを作成し、前記キレ
ートを構成する溶液を磁界または電界を加えた状態で固
化させ、前記金属塩の金属を成形物の表面に配列させる
ことを特徴とする高分子成形物の製造方法に関するもの
である。
【０００９】ここで金属塩が塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、
酢酸塩等の水溶性塩であってよい。また磁界の強さが２
００ガウス以上であることが好ましい。またキレートを
構成する溶液を板状体の上に展開してフィルム状の成形
物を得るようにしてよい。あるいは不織布等のシート状
高分子繊維集合体上にスプレーして乾燥させてもよい。
酢酸塩等の水溶性塩であってよい。また磁界の強さが２
００ガウス以上であることが好ましい。またキレートを
構成する溶液を板状体の上に展開してフィルム状の成形
物を得るようにしてよい。あるいは不織布等のシート状
高分子繊維集合体上にスプレーして乾燥させてもよい。
【００１０】無機塩と高分子が水溶液として共存した場
合には、高分子中の活性基、例えば−ＯＨ、−ＣＯＯＲ
（エステル）、−Ｃ−Ｏ−Ｃ−（エーテル）、−Ｎ
Ｒ2 、−ＣＯＮＲ2 等と無機塩とが緩い結合をしてキレ
ート（錯塩）を形成することが知られている。このよう
な溶液をガラス板や高分子板上に展開して乾燥すると、
濃度によってほぼ均一のフィルムが得られる。塩の濃度
が高いと一部結晶が析出したり、場合によっては全体が
結晶化することがある。
合には、高分子中の活性基、例えば−ＯＨ、−ＣＯＯＲ
（エステル）、−Ｃ−Ｏ−Ｃ−（エーテル）、−Ｎ
Ｒ2 、−ＣＯＮＲ2 等と無機塩とが緩い結合をしてキレ
ート（錯塩）を形成することが知られている。このよう
な溶液をガラス板や高分子板上に展開して乾燥すると、
濃度によってほぼ均一のフィルムが得られる。塩の濃度
が高いと一部結晶が析出したり、場合によっては全体が
結晶化することがある。
【００１１】例えばポリビニルアルコールやポリアクリ
ルアミド等の合成高分子の水溶液では、ＬｉＣｌ、Ｎａ
Ｃｌ、ＫＣｌ等のアルカリ金属塩、ＭｇＣｌ2 、ＳｒＣ
ｌ2のアルカリ土金属塩、ＡｇＮＯ3 、ＣｏＣｌ2 、Ｃ
ｕＳＯ4 、ＹＣｌ3 、ＦｅＣｌ3 、ＰｄＣｌ2 等の重金
属塩等は着色するものもあるが、透明液として得られ
る。このような透明液をガラス板やＰＥＴ板、あるいは
アクリル板上に展開すると透明なフィルムを得ることが
できる。
ルアミド等の合成高分子の水溶液では、ＬｉＣｌ、Ｎａ
Ｃｌ、ＫＣｌ等のアルカリ金属塩、ＭｇＣｌ2 、ＳｒＣ
ｌ2のアルカリ土金属塩、ＡｇＮＯ3 、ＣｏＣｌ2 、Ｃ
ｕＳＯ4 、ＹＣｌ3 、ＦｅＣｌ3 、ＰｄＣｌ2 等の重金
属塩等は着色するものもあるが、透明液として得られ
る。このような透明液をガラス板やＰＥＴ板、あるいは
アクリル板上に展開すると透明なフィルムを得ることが
できる。
【００１２】ＺｎＣｌ2 やＺｎＳＯ4 、ＢａＣｌ2 は一
部透明フィルムで得られるが、大部分は白い結晶性のフ
ィルムになる。本発明においては、多少の結晶が生成し
ても、フィルム表面がほぼ透明なフィルムになるような
金属塩を用いることが好ましい。
部透明フィルムで得られるが、大部分は白い結晶性のフ
ィルムになる。本発明においては、多少の結晶が生成し
ても、フィルム表面がほぼ透明なフィルムになるような
金属塩を用いることが好ましい。
【００１３】さて例えば重合度が約５００のポリビニル
アルコールの１０％水溶液にＮａＣｌまたはＭｇＣｌ2
をｍｏｌ％として２０％を溶解し、１０℃以下で普通に
フィルム化したものについて、表面構造をＥＳＣＡによ
って分析した。
アルコールの１０％水溶液にＮａＣｌまたはＭｇＣｌ2
をｍｏｌ％として２０％を溶解し、１０℃以下で普通に
フィルム化したものについて、表面構造をＥＳＣＡによ
って分析した。
【００１４】金属塩がＮａＣｌの場合の各元素の割合は
次の通りである。すなわちＣ：Ｏ：Ｎａ：Ｃｌ＝５２：
２４：１３：９である。また金属塩がＭｇＣｌ2 の場合
の各元素の割合は次の通りである。Ｃ：Ｏ：Ｍｇ：Ｃｌ
＝５８：２４：１０：１２となる。このような結果から
明らかなように、上記のＮａＣｌやＭｇＣｌ2 を溶解し
たポリビニルアルコール水溶液は均一な混合液とみなす
ことができる。
次の通りである。すなわちＣ：Ｏ：Ｎａ：Ｃｌ＝５２：
２４：１３：９である。また金属塩がＭｇＣｌ2 の場合
の各元素の割合は次の通りである。Ｃ：Ｏ：Ｍｇ：Ｃｌ
＝５８：２４：１０：１２となる。このような結果から
明らかなように、上記のＮａＣｌやＭｇＣｌ2 を溶解し
たポリビニルアルコール水溶液は均一な混合液とみなす
ことができる。
【００１５】ところが同じ水溶液を２００ガウス以上、
より好ましくは５００〜８００ガウスの磁場の中で、１
０℃以下でフィルム化すると、ＥＳＣＡによる表面の測
定結果は次のようになる。
より好ましくは５００〜８００ガウスの磁場の中で、１
０℃以下でフィルム化すると、ＥＳＣＡによる表面の測
定結果は次のようになる。
【００１６】金属塩がＮａＣｌの場合には、Ｃ：Ｏ：Ｎ
ａ：Ｃｌ＝２２：４：７２：２となる。また金属塩がＭ
ｇＣｌ2 の場合には、Ｃ：Ｏ：Ｍｇ：Ｃｌ＝２５：６；
６５：４になる。
ａ：Ｃｌ＝２２：４：７２：２となる。また金属塩がＭ
ｇＣｌ2 の場合には、Ｃ：Ｏ：Ｍｇ：Ｃｌ＝２５：６；
６５：４になる。
【００１７】また上記のような水溶液を２〜３時間低温
で保持してから電子レンジで熱を加えながら乾燥させて
フィルム化すると、ＮａＣｌを用いた場合にはＣ：Ｏ：
Ｎａ：Ｃｌ＝３４：５：６８：３となる。またＭｇＣｌ
2 の場合には、Ｃ：Ｏ：Ｍｇ：Ｃｌ＝３５：１０：５
３：２の割合になる。
で保持してから電子レンジで熱を加えながら乾燥させて
フィルム化すると、ＮａＣｌを用いた場合にはＣ：Ｏ：
Ｎａ：Ｃｌ＝３４：５：６８：３となる。またＭｇＣｌ
2 の場合には、Ｃ：Ｏ：Ｍｇ：Ｃｌ＝３５：１０：５
３：２の割合になる。
【００１８】このように水溶性高分子の水溶液に金属塩
を混合してキレートとし、このようなキレートを磁界あ
るいは電界の下においてフィルム化すると、水溶性高分
子、例えばポリビニルアルコールの−ＯＨを塩が挟み、
表面にはほとんど塩類の金属元素が並ぶことが判明し
た。すなわちポリビニルアルコールのような水溶性高分
子に金属塩を添加すると、ポリビニルアルコールのもつ
−ＯＨと金属塩とは一定の濃度の下で完全にコンプレッ
クス（錯体）を作り、電気的にも配向することが判明し
た。
を混合してキレートとし、このようなキレートを磁界あ
るいは電界の下においてフィルム化すると、水溶性高分
子、例えばポリビニルアルコールの−ＯＨを塩が挟み、
表面にはほとんど塩類の金属元素が並ぶことが判明し
た。すなわちポリビニルアルコールのような水溶性高分
子に金属塩を添加すると、ポリビニルアルコールのもつ
−ＯＨと金属塩とは一定の濃度の下で完全にコンプレッ
クス（錯体）を作り、電気的にも配向することが判明し
た。
【００１９】ポリビニルアルコールの１０％水溶液にＫ
Ｃｌを該ポリビニルアルコールに対してｍｏｌ％で２０
％添加して溶解し、電場内でフィルム化すると、フィル
ムの表面はキレートの金属原子が被り、ポリビニルアル
コールの−ＯＨは見えなくなり、例えば０℃で８００ガ
ウスでフィルム化した場合にはフィルム表面にはカリウ
ム原子のみしか見えないことがＥＳＣＡの観察結果によ
って判明した。
Ｃｌを該ポリビニルアルコールに対してｍｏｌ％で２０
％添加して溶解し、電場内でフィルム化すると、フィル
ムの表面はキレートの金属原子が被り、ポリビニルアル
コールの−ＯＨは見えなくなり、例えば０℃で８００ガ
ウスでフィルム化した場合にはフィルム表面にはカリウ
ム原子のみしか見えないことがＥＳＣＡの観察結果によ
って判明した。
【００２０】フィルムの表面を金属塩の金属元素のみが
覆った場合には、導電性は発現されない。また添加され
た金属塩が塩化物、すなわち塩酸塩であっても、Ｃｌが
表面に露出しない。また外気に触れると水分を吸う吸湿
性を有することが判明した。電子顕微鏡による観察で
は、表面に均一に金属元素が並んでいることが確認され
ている。
覆った場合には、導電性は発現されない。また添加され
た金属塩が塩化物、すなわち塩酸塩であっても、Ｃｌが
表面に露出しない。また外気に触れると水分を吸う吸湿
性を有することが判明した。電子顕微鏡による観察で
は、表面に均一に金属元素が並んでいることが確認され
ている。
【００２１】
【発明の実施の形態】高分子フィルム等の高分子成形物
の表面を加工して所定の機能あるいは特性をもたせる研
究が行なわれているが、金属元素を必要な割合に並べよ
うとする技術は知られていない。超電導フィルムは最終
的にこのようなある一定の金属元素を並べることが必須
条件であることが予想されている。
の表面を加工して所定の機能あるいは特性をもたせる研
究が行なわれているが、金属元素を必要な割合に並べよ
うとする技術は知られていない。超電導フィルムは最終
的にこのようなある一定の金属元素を並べることが必須
条件であることが予想されている。
【００２２】発明者等は、高分子キレート液のフィルム
化の研究中に、磁場内または電場内でキレート分子が完
全に配向することを発見し、これに基いてキレートフィ
ルムの表面分子構造を制御することによって、表面に金
属元素が１列に整然と配列した成形体を得ることに成功
している。すなわち高分子成形物の表面構造は、金属原
子が１列に並ぶために、金属原子の独立した表面が完全
に絶縁状態で強く帯電する性質をもつようになる。
化の研究中に、磁場内または電場内でキレート分子が完
全に配向することを発見し、これに基いてキレートフィ
ルムの表面分子構造を制御することによって、表面に金
属元素が１列に整然と配列した成形体を得ることに成功
している。すなわち高分子成形物の表面構造は、金属原
子が１列に並ぶために、金属原子の独立した表面が完全
に絶縁状態で強く帯電する性質をもつようになる。
【００２３】実験の結果、ポリビニルアルコールとキレ
ートを作る金属塩は安定な水溶液となるものは総て利用
できることが判明している。水溶液では不安定なＺｎＳ
Ｏ4、ＣａＳＯ4 、ＡｇＣｌ等は対象外である。キレー
トフィルム作成用の高分子は、ポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリビ
ニルピロリドン等の合成高分子や、セルロース−グリコ
ール酸エステル（ＣＭＣ）、α化澱粉、ゼラチン等の水
溶性天然高分子が好適である。
ートを作る金属塩は安定な水溶液となるものは総て利用
できることが判明している。水溶液では不安定なＺｎＳ
Ｏ4、ＣａＳＯ4 、ＡｇＣｌ等は対象外である。キレー
トフィルム作成用の高分子は、ポリビニルアルコール、
ポリアクリル酸エステル、ポリアクリルアミド、ポリビ
ニルピロリドン等の合成高分子や、セルロース−グリコ
ール酸エステル（ＣＭＣ）、α化澱粉、ゼラチン等の水
溶性天然高分子が好適である。
【００２４】外表面に金属が完全に配向したキレートフ
ィルムは、電機材料としてコンデンサ等や超電導蓄電池
に利用することができる。超電導材料としては焼成して
得られる超電導物質が利用されているが、これらは一定
の物性を持つものが得られず、安定なものとして金属で
極低温で利用できるのみで、上記の超電導フィルムの完
成が待たれる。本実施の形態のフィルムはこのようなフ
ィルムの作成を可能にするものである。
ィルムは、電機材料としてコンデンサ等や超電導蓄電池
に利用することができる。超電導材料としては焼成して
得られる超電導物質が利用されているが、これらは一定
の物性を持つものが得られず、安定なものとして金属で
極低温で利用できるのみで、上記の超電導フィルムの完
成が待たれる。本実施の形態のフィルムはこのようなフ
ィルムの作成を可能にするものである。
【００２５】水溶性高分子のキレート水溶液をフィルム
化するときに、乾燥固化の条件によって表面構造に大き
な差が生ずることが確認されている。すなわちキレート
の一定濃度以上の水溶液をガラス板または高分子板上に
展開して乾燥する際に、通常の方法で乾燥する場合と、
磁界を加えて乾燥する場合とでは、表面構造に次のよう
な差が生ずる。
化するときに、乾燥固化の条件によって表面構造に大き
な差が生ずることが確認されている。すなわちキレート
の一定濃度以上の水溶液をガラス板または高分子板上に
展開して乾燥する際に、通常の方法で乾燥する場合と、
磁界を加えて乾燥する場合とでは、表面構造に次のよう
な差が生ずる。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】以上のような結果から、本実施の形態は、
キレートを作る高分子フィルムの表面にキレートを構成
する金属塩の金属元素が１列に並んだフィルム等の成形
体を得る方法である。このようなフィルムの表面は、強
く帯電するが導電性がない。
キレートを作る高分子フィルムの表面にキレートを構成
する金属塩の金属元素が１列に並んだフィルム等の成形
体を得る方法である。このようなフィルムの表面は、強
く帯電するが導電性がない。
【００２９】ここで使用される水溶性高分子としては合
成高分子と天然高分子の双方が利用可能である。合成高
分子としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアク
リル酸エステル、ポリビニルアクリルアミド、ポリビニ
ルピロリドン、セルロース−グルコン酸エステル（ＣＭ
Ｃ）等が挙げられ、天然高分子としては、ゼラチン、カ
ンテン、α化澱粉等の加工品が挙げられる。
成高分子と天然高分子の双方が利用可能である。合成高
分子としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルアク
リル酸エステル、ポリビニルアクリルアミド、ポリビニ
ルピロリドン、セルロース−グルコン酸エステル（ＣＭ
Ｃ）等が挙げられ、天然高分子としては、ゼラチン、カ
ンテン、α化澱粉等の加工品が挙げられる。
【００３０】最も簡単な構造をもつポリビニルアルコー
ルのキレートを例として本発明の原理を説明する。ポリ
ビニルアルコール水溶液をガラス板またはアクリル板、
ＰＥＴ板、ＰＥ板、ＰＰ板等の高分子板上に展開し、常
圧または減圧で乾燥するときれいなフィルムが得られ
る。
ルのキレートを例として本発明の原理を説明する。ポリ
ビニルアルコール水溶液をガラス板またはアクリル板、
ＰＥＴ板、ＰＥ板、ＰＰ板等の高分子板上に展開し、常
圧または減圧で乾燥するときれいなフィルムが得られ
る。
【００３１】ポリビニルアルコール水溶液に添加できる
水溶性の塩類には、例えばＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣ
ｌ、ＭｇＣｌ2 、ＣａＣｌ2 、ＳｒＣｌ2 、ＢａＣ
ｌ2 、ＹＣｌ3 、ＰｂＣｌ2 、ＮｉＣｌ2 、ＣｏＣ
ｌ2 、ＦｅＣｌ3 、ＣｕＳＯ4 、ＡｇＮＯ3 、ＰｄＣｌ
2 その他が挙げられる。
水溶性の塩類には、例えばＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣ
ｌ、ＭｇＣｌ2 、ＣａＣｌ2 、ＳｒＣｌ2 、ＢａＣ
ｌ2 、ＹＣｌ3 、ＰｂＣｌ2 、ＮｉＣｌ2 、ＣｏＣ
ｌ2 、ＦｅＣｌ3 、ＣｕＳＯ4 、ＡｇＮＯ3 、ＰｄＣｌ
2 その他が挙げられる。
【００３２】ＰＶＡ−ＫＣｌキレートの例を用いて説明
すると、十分に精製された重合度が例えば５００のＰＶ
Ａを約１０％水溶液とすると、無色透明な粘稠液とな
る。このＰＶＡの水溶液に対して、１０ｍｏｌ％、２０
ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％の金属塩の水溶液をそれぞれ添
加すると、均一な混合液が得られた。この混合液をその
ままアクリル板上に展開し、減圧下または常圧下で乾燥
すると、透明な硬いフィルムが得られた。発明者等は本
研究でこのキレート液を乾燥する際に約８００ガウスの
磁場をかけてフィルム化するとき、あるいは電子線で加
熱乾燥した場合に、生成したフィルムの表面の組成が磁
場あるいは電場を加えない場合とは全く異なることを確
認している。ＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分光システム）によ
る分析値の１例を挙げると次のような数値が得られる。
すると、十分に精製された重合度が例えば５００のＰＶ
Ａを約１０％水溶液とすると、無色透明な粘稠液とな
る。このＰＶＡの水溶液に対して、１０ｍｏｌ％、２０
ｍｏｌ％、３０ｍｏｌ％の金属塩の水溶液をそれぞれ添
加すると、均一な混合液が得られた。この混合液をその
ままアクリル板上に展開し、減圧下または常圧下で乾燥
すると、透明な硬いフィルムが得られた。発明者等は本
研究でこのキレート液を乾燥する際に約８００ガウスの
磁場をかけてフィルム化するとき、あるいは電子線で加
熱乾燥した場合に、生成したフィルムの表面の組成が磁
場あるいは電場を加えない場合とは全く異なることを確
認している。ＥＳＣＡ（Ｘ線光電子分光システム）によ
る分析値の１例を挙げると次のような数値が得られる。
【００３３】
【表３】
【００３４】なおＫＣｌの２０ｍｏｌ％あるいは３０ｍ
ｏｌ％の液を１０℃以下の低温で磁場内でフィルム化す
ると、カリウム元素が１００％フィルム表面に並ぶこと
を確認した。ＬｉＣｌやＳｒＣｌ2 、あるいはＣｏＣｌ
2 等も同じことが言える。すなわち１０℃以下の低温で
キレート液を磁場内でガラス板または高分子板上に展開
し、乾燥してフィルム化すると、その表面にキレートを
構成する塩類はＰＶＡの酸素（ＯＨ）を挟んで金属元素
を上に縦に並ぶことが見出された。これによってフィル
ムの表面は金属を表面に、塩素を内部にして縦１列に並
び、金属元素間の接触がなく、完全に絶縁体となり、表
面は強く帯電することが判明した。
ｏｌ％の液を１０℃以下の低温で磁場内でフィルム化す
ると、カリウム元素が１００％フィルム表面に並ぶこと
を確認した。ＬｉＣｌやＳｒＣｌ2 、あるいはＣｏＣｌ
2 等も同じことが言える。すなわち１０℃以下の低温で
キレート液を磁場内でガラス板または高分子板上に展開
し、乾燥してフィルム化すると、その表面にキレートを
構成する塩類はＰＶＡの酸素（ＯＨ）を挟んで金属元素
を上に縦に並ぶことが見出された。これによってフィル
ムの表面は金属を表面に、塩素を内部にして縦１列に並
び、金属元素間の接触がなく、完全に絶縁体となり、表
面は強く帯電することが判明した。
【００３５】このような構造をもつフィルムにおいて
は、キレートとなる塩類の選択によって並べられる金属
が１種類のみの必要はなく、ＫＣｌとＮｉＣｌ2 、ＫＣ
ｌとＦｅＣｌ3 、ＢａＣｌ2 とＣａＣｌ2 のように、２
種類以上の塩類の混合キレートでも同様な表面状態のフ
ィルムが得られる。そしてこのようなフィルムは超高容
量のコンデンサの電極として、あるいはまた超電導フィ
ルムとして、その他の電機材料として広い用途が期待で
きるものである。なおプレート板上でフィルム化すると
同様のことがシート状の繊維集合体上でも起ることか
ら、ミクロ的には平面板上で乾燥すると同じ現象が起る
ことが判る。
は、キレートとなる塩類の選択によって並べられる金属
が１種類のみの必要はなく、ＫＣｌとＮｉＣｌ2 、ＫＣ
ｌとＦｅＣｌ3 、ＢａＣｌ2 とＣａＣｌ2 のように、２
種類以上の塩類の混合キレートでも同様な表面状態のフ
ィルムが得られる。そしてこのようなフィルムは超高容
量のコンデンサの電極として、あるいはまた超電導フィ
ルムとして、その他の電機材料として広い用途が期待で
きるものである。なおプレート板上でフィルム化すると
同様のことがシート状の繊維集合体上でも起ることか
ら、ミクロ的には平面板上で乾燥すると同じ現象が起る
ことが判る。
【００３６】
【実施例】実施例１ 重合度が約５００の精製ポリビニルアルコール（倉レ＃
１０５）の１０％水溶液に２０ｍｏｌ％のＫＣｌ水溶液
を添加し、１０℃以下で８００ガウスの磁場内にアクリ
ル板上に厚さ約３ｍｍに展開した。このようなフィルム
を、減圧下において乾燥してフィルムを得た。なお減圧
はとくに必要な条件ではないが、フィルム化の時間を短
縮する効果がある。
１０５）の１０％水溶液に２０ｍｏｌ％のＫＣｌ水溶液
を添加し、１０℃以下で８００ガウスの磁場内にアクリ
ル板上に厚さ約３ｍｍに展開した。このようなフィルム
を、減圧下において乾燥してフィルムを得た。なお減圧
はとくに必要な条件ではないが、フィルム化の時間を短
縮する効果がある。
【００３７】得られたフィルムの元素の割合をＥＳＣＡ
で測定した結果、Ｃ：２０ Ｏ：０Ｋ：８０ Ｃｌ：０
の分析結果が得られた。ＫＣｌを２５ｍｏｌ％添加した
ものについて同様の実験を行なったところ、Ｃ：５
Ｏ：０ Ｋ：９５ Ｃｌ：０であった。
で測定した結果、Ｃ：２０ Ｏ：０Ｋ：８０ Ｃｌ：０
の分析結果が得られた。ＫＣｌを２５ｍｏｌ％添加した
ものについて同様の実験を行なったところ、Ｃ：５
Ｏ：０ Ｋ：９５ Ｃｌ：０であった。
【００３８】比較例１ 実施例１と同じ条件でフィルムの乾燥成形時に磁界を加
えないときの表面状態は、Ｃ：５５ Ｏ：２２ Ｋ：１
２ Ｃｌ：１１であった。
えないときの表面状態は、Ｃ：５５ Ｏ：２２ Ｋ：１
２ Ｃｌ：１１であった。
【００３９】実施例２ ポリビニルアルコールの水溶液に３０ｍｏｌ％のＭｇＣ
ｌ2 を添加した液を、アクリル板上に厚さ３ｍｍに展開
した。そしてこれを乾燥することによって透明なフィル
ムを得た。このフィルムの表面状態をＥＳＣＡで分析し
たところ、Ｃ：０ Ｏ：０ Ｍｇ：１００ Ｃｌ：０の
結果が得られた。
ｌ2 を添加した液を、アクリル板上に厚さ３ｍｍに展開
した。そしてこれを乾燥することによって透明なフィル
ムを得た。このフィルムの表面状態をＥＳＣＡで分析し
たところ、Ｃ：０ Ｏ：０ Ｍｇ：１００ Ｃｌ：０の
結果が得られた。
【００４０】比較例２ 実施例２と同一の条件で、フィルムの乾燥固化時に磁界
を加えなかったフイルムについて、ＥＳＣＡによる表面
状態を分析したところ、Ｃ：６２ Ｏ：２１Ｍｇ：１０
Ｃｌ：７の結果が得られた。
を加えなかったフイルムについて、ＥＳＣＡによる表面
状態を分析したところ、Ｃ：６２ Ｏ：２１Ｍｇ：１０
Ｃｌ：７の結果が得られた。
【００４１】実施例３ ポリビニルアルコールの１０％の水溶液に１０ｍｏｌ％
のＮａＣｌと２０ｍｏｌ％のＣｏＣｌ2 を添加した桃色
の溶液を０℃で４０ｃｍＨｇの減圧下でガラス板上に展
開した。そしてこのようなフィルムを８００ガウスの磁
界の下で乾燥したところ、次のような表面状態のフィル
ムが得られた。すなわちＣ：７ Ｏ：０Ｎａ：３２ Ｃ
ｏ：６１ Ｃｌ：０となった。
のＮａＣｌと２０ｍｏｌ％のＣｏＣｌ2 を添加した桃色
の溶液を０℃で４０ｃｍＨｇの減圧下でガラス板上に展
開した。そしてこのようなフィルムを８００ガウスの磁
界の下で乾燥したところ、次のような表面状態のフィル
ムが得られた。すなわちＣ：７ Ｏ：０Ｎａ：３２ Ｃ
ｏ：６１ Ｃｌ：０となった。
【００４２】比較例３ 実施例３と同様の溶液を、磁場外において乾燥固化した
ところ、表面状態は、Ｃ：４０ Ｏ：１６ Ｎａ：２０
Ｃｏ：１４ Ｃｌ：２０であった。
ところ、表面状態は、Ｃ：４０ Ｏ：１６ Ｎａ：２０
Ｃｏ：１４ Ｃｌ：２０であった。
【００４３】実施例４ ５％繊維素グルコン酸（ＣＭＣ）温水溶液に２０ｍｏｌ
％のＡｇＮｏ3 を添加し、手早くガラス板上に展開し、
８００ガウスの磁場内で乾燥固化してフィルム化する
と、褐色の透明なフィルムが得られた。このようなフィ
ルムの表面をＥＳＣＡによって分析したところ、Ｃ：３
Ｏ：１ Ａｇ：９５ Ｎ：１であった。
％のＡｇＮｏ3 を添加し、手早くガラス板上に展開し、
８００ガウスの磁場内で乾燥固化してフィルム化する
と、褐色の透明なフィルムが得られた。このようなフィ
ルムの表面をＥＳＣＡによって分析したところ、Ｃ：３
Ｏ：１ Ａｇ：９５ Ｎ：１であった。
【００４４】比較例４ 実施例４と同様の溶液をガラス板上に展開し、磁界を加
えない状態で乾燥固化してフィルム化したものについて
表面状態をで測定した。ＥＳＣＡによる測定結果は、
Ｃ：４１ Ｏ：３５ Ａｇ：１８ Ｎ：６であった。
えない状態で乾燥固化してフィルム化したものについて
表面状態をで測定した。ＥＳＣＡによる測定結果は、
Ｃ：４１ Ｏ：３５ Ａｇ：１８ Ｎ：６であった。
【００４５】
【発明の効果】本願の一発明は、金属塩を混入した水溶
性高分子を固化して成る高分子成形物において、金属塩
の金属が外表面を覆うように配列されている高分子成形
物に関するものである。
性高分子を固化して成る高分子成形物において、金属塩
の金属が外表面を覆うように配列されている高分子成形
物に関するものである。
【００４６】従ってこのような高分子成形物によれば、
外表面に金属塩の元素が配列された成形物が得られるよ
うになる。とくに金属元素を１層でしかも整然と配列す
ることが可能になり、錯塩の種類を選ぶことによって超
電導材料を提供できるようになる。あるいはまた高容量
のコンデンサや蓄電池の電極を提供することも可能にな
る。
外表面に金属塩の元素が配列された成形物が得られるよ
うになる。とくに金属元素を１層でしかも整然と配列す
ることが可能になり、錯塩の種類を選ぶことによって超
電導材料を提供できるようになる。あるいはまた高容量
のコンデンサや蓄電池の電極を提供することも可能にな
る。
【００４７】製造方法に関する発明は、水溶性高分子の
水溶液に金属塩を混合してキレートを作成し、キレート
を構成する溶液を磁界または電界を加えた状態で固化さ
せ、金属塩の金属を成形物の表面に配列させるようにし
たものである。
水溶液に金属塩を混合してキレートを作成し、キレート
を構成する溶液を磁界または電界を加えた状態で固化さ
せ、金属塩の金属を成形物の表面に配列させるようにし
たものである。
【００４８】従ってこのような製造方法によれば、外表
面を覆うように金属が配列されている高分子成形物を容
易に成形することが可能になる。
面を覆うように金属が配列されている高分子成形物を容
易に成形することが可能になる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA08 AA09 AA29 AA33 AA35 AA37 AB06 AG31 AH19 BA01 BB02 BC01 4J002 AB031 AB041 AB051 AD011 AD031 BE021 BG041 BG131 BJ001 DD056 DD066 DD076 DF036 DG046 DG056 EG026 EG036 EG046 FD116 GQ02 4K022 AA11 AA13 AA16 AA22 AA23 BA01 BA06 BA09 BA14 BA17 BA18 BA27 BA28 BA31 DB12
Claims (8)
- 【請求項１】金属塩を混入した水溶性高分子を固化して
成る高分子成形物において、 前記金属塩の金属が外表面を覆うように配列されている
ことを特徴とする高分子成形物。 - 【請求項２】水溶性高分子がポリビニルアルコール、ポ
リアクリル酸エステル、ポリアクリル酸アミド、ポリビ
ニルピロリドン、ＣＭＣ、α化澱粉、ゼラチン、コラー
ゲン、カンテン、コンニャクの内の何れか１種または２
種以上の混合物であることを特徴とする請求項１に記載
の高分子成形物。 - 【請求項３】外表面を覆う金属がＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍ
ｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｙ、Ｐｂ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、
Ａｇ、Ｐｔの内の何れかの１種または２種以上であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の高分子成形物。 - 【請求項４】形態がフィルム状であることを特徴とする
請求項１に記載の高分子成形物。 - 【請求項５】水溶性高分子の水溶液に金属塩を混合して
キレートを作成し、 前記キレートを構成する溶液を磁界または電界を加えた
状態で固化させ、 前記金属塩の金属を成形物の表面に配列させることを特
徴とする高分子成形物の製造方法。 - 【請求項６】金属塩が塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩
等の水溶性塩の単独または混合物であることを特徴とす
る請求項５に記載の高分子成形物の製造方法。 - 【請求項７】磁界の強さが２００ガウス以上であること
を特徴とする請求項５に記載の高分子成形物の製造方
法。 - 【請求項８】キレートを構成する溶液を板状体またはシ
ート状体の上に展開してフィルム状の成形物を得ること
を特徴とする請求項５に記載の高分子成形物の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27315699A JP2001089673A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 高分子成形物およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27315699A JP2001089673A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 高分子成形物およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001089673A true JP2001089673A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17523899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27315699A Pending JP2001089673A (ja) | 1999-09-27 | 1999-09-27 | 高分子成形物およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001089673A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005035979A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-02-10 | Taisho Pharmaceut Co Ltd | 鉄化合物を含む内服液剤組成物 |
| JP2006265369A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Ako Kasei Co Ltd | ポリビニールアルコール組成物 |
| CN104025724A (zh) * | 2011-08-19 | 2014-09-03 | 全球第一电路技术公司 | 在非传导表面上形成传导图像的方法 |
| CN114133630A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-03-04 | 上海城建职业学院 | 食用级抗拉伸淀粉膜及其制备方法 |
-
1999
- 1999-09-27 JP JP27315699A patent/JP2001089673A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005035979A (ja) * | 2003-06-23 | 2005-02-10 | Taisho Pharmaceut Co Ltd | 鉄化合物を含む内服液剤組成物 |
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| CN104025724A (zh) * | 2011-08-19 | 2014-09-03 | 全球第一电路技术公司 | 在非传导表面上形成传导图像的方法 |
| JP2014525992A (ja) * | 2011-08-19 | 2014-10-02 | アースワン サーキット テクノロジーズ コーポレイション | 非伝導性表面上に伝導性像を形成するための方法 |
| JP2016196708A (ja) * | 2011-08-19 | 2016-11-24 | アースワン サーキット テクノロジーズ コーポレイション | 非伝導性表面上に伝導性像を形成するための方法 |
| CN104025724B (zh) * | 2011-08-19 | 2017-09-26 | 全球第一电路技术公司 | 在非传导表面上形成传导图像的方法 |
| CN114133630A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-03-04 | 上海城建职业学院 | 食用级抗拉伸淀粉膜及其制备方法 |
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