JP6827039B2 - 導電性ポリマー繊維およびその製造方法並び用途 - Google Patents
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Description
もう一つの形態において、本発明は、ベースポリマーから製造した出発ポリマーの表面の少なくとも一部をドーパントよって処理し、導電層に転化させる工程を有する導電性ポリマー繊維の製造方法を提供する。
本発明の導電性ポリマー繊維は、繊維の表面の少なくとも一部に導電層が一体化し形成された。具体的には、本発明の導電性ポリマー繊維は、非導電性コア層と、コア層に一体化し形成された導電層とからなる。
本発明の導電性ポリマー繊維は、
ベースポリマーを出発ポリマーに加工する工程、及び
出発ポリマーの表面の少なくとも一部をドーパントよって処理し、導電層に転化させる工程を有する方法で製造することができる。
本発明の織物は、本発明の導電性ポリマー繊維で作られたものである。
XGD-1C型の繊維径測定・組成分析装置(Shanghai New Fiber Instruments社製)を用いて繊維直径を測定する。
XGD-1C型の繊維径測定・組成分析装置(Shanghai New Fiber Instruments社製)を用いて、非導電性コア層の直径を測定し、下記の式にて導電層の厚みを計算する。
[繊維の体積抵抗と体積抵抗率]
Keithley6517B高抵抗計(Keithley社製)を用いて、導電性ポリマー繊維の体積抵抗Rvを測定する。
長さ4cmの導電性ポリマー繊維サンプルをとり、その体積抵抗率を測定し、Riとする。導電性ポリマー繊維サンプルの中間位置を固定し、両端が60度未満の角度をなすように繊維の両端を引っ張り、同じ方向に曲げ、それから、両端が60度未満の角度をなすように繊維の両端を反対方向に引っ張り曲げる。1回の操作を完了する。この操作を100回繰り返した後、試験を終了する。試験終了後の導電性ポリマー繊維の体積抵抗率を測定し、Ryとする。体積抵抗率の変化率は、以下の式にて計算する。
体積抵抗率の変化率が小さいほど、繊維の耐屈曲性は良好である。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該実施例は、本発明の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該比較例は、参考の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
該比較例は、参考の導電性ポリマー繊維およびその製造方法を説明するためのものである。
なお、上記特定の実施形態で説明した特定の技術的特徴は、矛盾することなく、任意の適切な方法で組み合わせることができる。不必要な重複を避けるために、本発明は様々な可能な組合せを記載していない。
Claims (32)
- 繊維の表面の少なくとも一部に、導電層を一体化し形成して、導電性ポリマー繊維の直径をdとして、前記導電層の厚みは0.01d以上0.8d以下であり、
前記導電性ポリマー繊維は、非導電性コア層と、コア層に一体化し形成された導電層とからなり、
記非導電性コア層は、電子受容体ドーパント及び/又は電子供与体ドーパントで処理され、共役ポリマーを生成することができるポリマーから形成され、
前記非導電性コア層を形成するポリマーは、繰り返し単位に少なくとも1つの二重結合を有し、且つ共役二重結合を有さず、
前記導電層のポリマーは、繰り返し単位中にドーパントでドープされた共役二重結合を有することを特徴とする導電性ポリマー繊維。 - 繊維の全表面に、導電層を一体化し形成することを特徴とする、請求項1に記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記導電性ポリマー繊維の直径をdとして、前記導電層の厚みは0.05d以上0.7d以下であり、前記導電性ポリマー繊維の直径dは、0.001mm以上3mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記導電性ポリマー繊維の直径をdとして、前記導電層の厚みは0.1d以上0.5d以下であり、前記導電性ポリマー繊維の直径dは、0.005mm以上2mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記導電性ポリマー繊維の直径をdとして、前記導電性ポリマー繊維の直径dは、0.01mm以上1mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記非導電性コア層を形成するポリマーは、以下の式で表されている繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれに記載の導電性ポリマー繊維。
上記の式において、R1〜R2は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン原子、C1-C20アルキル基またはフェニル基を示す。 - 前記R 1 〜R 2 は、それぞれ独立に、H、Cl、Br、I、CH 3 、CH 2 CH 3 、CH 2 CH 2 CH 3 又はC 6 H 5 であることを特徴とする請求項6に記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記非導電性コア層を形成するポリマーは、トランス-1,4-ポリイソプレン、シス-1,4-ポリイソプレン、トランス-1,4-ポリブタジエン、シス-1,4-ポリブタジエンおよび2,3-ジメチル-1,4-ポリブタジエンからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜7のいずれに記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記非導電性コア層をドーパントで処理することにより、前記の導電層を形成することを特徴とする請求項1〜8のいずれに記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記非導電性コア層がドーパント含有蒸気の雰囲気に置かれ、またはドーパント含有溶液に含浸されることによって、前記の導電層を形成することを特徴とする請求項1〜8のいずれに記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記ドーパントは、電子受容体ドーパント及び/又は電子供与体ドーパントであることを特徴とする請求項1〜10のいずれに記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記電子受容体ドーパントは、Cl 2 、Br 2 、I 2 、ICl、ICl 3 、IBr、IF 5 、PF 5 、AsF 5 、SbF 5 、BF 5 、BCl 3 、BBr 3 、SO 3 、NbF 5 、TaF 5 、MoF 5 、WF 5 、RuF 5 、PtCl 4 、TiCl 4 、AgClO 4 、AgBF 4 、HPtCl 6 、HIrCl 6 、TCNE、TCNQ、DDO、HF、HCl、HNO 3 、H 2 SO 4 、HClO 4 、FSO 3 H、O 2 、XeOF 4 、XeF 4 、NOSbCl 6 及びNOPF 6 からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項11に記載の導電性ポリマー繊維。
- 前記電子供与性ドーパントは、Li、NaおよびKからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項11又は12に記載の導電性ポリマー繊維。
- ベースポリマーから製造した出発ポリマーの表面の少なくとも一部をドーパントよって処理し、導電層に転化させる工程を有し、導電性ポリマー繊維の直径をdとして、前記導電層の厚みは0.01d以上0.8d以下である導電性ポリマー繊維の製造方法であって、
前記ベースポリマーは、電子受容体ドーパント及び/又は電子供与体ドーパントで処理され、共役ポリマーを生成することができるポリマーであり、
前記ベースポリマーは、繰り返し単位に少なくとも1つの二重結合を有し、且つ共役二重結合を有さないポリマーであり、
前記導電層のポリマーは、繰り返し単位中にドーパントでドープされた共役二重結合を有する、導電性ポリマー繊維の製造方法。 - 前記ベースポリマーで出発ポリマーを製造しながら、ドーパントで処理することにより、出発ポリマーの少なくとも一部の表面を導電層に転化する工程を有する請求項14に記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- ドーパントでの処理は、出発ポリマーがドーパント含有蒸気の雰囲気に置かれ、またはドーパント含有溶液に含浸される処理である請求項14又は15に記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 前記ドーパントは、電子受容体ドーパント及び/又は電子供与体ドーパントである請求項14〜16のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 前記電子受容体ドーパントは、Cl 2 、Br 2 、I 2 、ICl、ICl 3 、IBr、IF 5 、PF 5 、AsF 5 、SbF 5 、BF 5 、BCl 3 、BBr 3 、SO 3 、NbF 5 、TaF 5 、MoF 5 、WF 5 、RuF 5 、PtCl 4 、TiCl 4 、AgClO 4 、AgBF 4 、HPtCl 6 、HIrCl 6 、TCNE、TCNQ、DDO、HF、HCl、HNO 3 、H 2 SO 4 、HClO 4 、FSO 3 H、O 2 、XeOF 4 、XeF 4 、NOSbCl 6 及びNOPF 6 からなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項17に記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 前記電子供与性ドーパントは、Li、NaおよびKからなる群から選ばれた少なくとも1種である請求項17又は18に記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- ドーパントでの処理の時間は、0.5時間以上70時間以下である請求項14〜19のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- ドーパントでの処理の時間は、1時間以上65時間以下である請求項14〜19のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- ドーパントでの処理の時間は、8時間以上48時間以下である請求項14〜19のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 前記ベースポリマーは、以下の式で表されている繰り返し単位を有することである請求項14〜22のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
上記の式において、R1〜R2は、それぞれ独立に、水素、ハロゲン原子、C1-C20アルキル基またはフェニル基を示す。 - 前記R 1 〜R 2 は、それぞれ独立に、H、Cl、Br、I、CH 3 、CH 2 CH 3 、CH 2 CH 2 CH 3 又はC 6 H 5 である請求項23に記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 前記ベースポリマーは、トランス-1,4-ポリイソプレン、シス-1,4-ポリイソプレン、トランス-1,4-ポリイソプレン、1,4-ポリブタジエン、シス-1,4-ポリブタジエンおよび2,3-ジメチル-1,4-ポリブタジエンからなる群から選ばれた少なくとも1種であること請求項14〜24のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 出発ポリマーをドーパントで処理する前に、長手方向に延伸する工程を更に有する請求項14〜25のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 出発ポリマーは長手方向に延伸しながら、延伸直後の出発ポリマーをドーパントで処理し、出発ポリマーの表面の少なくとも一部を導電層に転化する請求項14〜25のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 長手方向に延伸した出発ポリマーは、直径が0.001mm以上3mm以下であり、延伸の速度は、0.01mm/min以上20mm/min以下である請求項14〜25のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 長手方向に延伸した出発ポリマーは、直径が0.005mm以上2mm以下であり、延伸の速度は、0.05mm/min以上10mm/min以下である請求項14〜25のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 長手方向に延伸した出発ポリマーは、直径が0.03mm以上0.05mm以下であり、延伸の速度は、0.3mm/min以上1mm/min以下である請求項14〜25のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法。
- 請求項1〜13のいずれに記載の導電性ポリマー繊維、又は請求項14〜30のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法で製造した導電性ポリマー繊維から成る織物。
- 請求項1〜13のいずれに記載の導電性ポリマー繊維、又は請求項14〜30のいずれに記載の導電性ポリマー繊維の製造方法で製造した導電性ポリマー繊維の帯電防止製品、電磁シールド材またはステルス材の製造への応用。
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