TOP > 国内特許検索 > 導電性ナノファイバーの製造方法

導電性ナノファイバーの製造方法 コモンズ

国内特許コード P160012918
整理番号 FU526
掲載日 2016年4月19日
出願番号 特願2013-164723
公開番号 特開2015-035291
出願日 平成25年8月8日(2013.8.8)
公開日 平成27年2月19日(2015.2.19)
発明者
  • 庄司 英一
出願人
  • 国立大学法人福井大学
発明の名称 導電性ナノファイバーの製造方法 コモンズ
発明の概要 【課題】 高分子樹脂のナノファイバーを基材として柔軟性があり、導電性に優れるうえコストも安く、かつ、十分で均一な導電性を有し導電層の剥離もしにくい導電性ナノファイバーの製造方法を提供する。
【解決手段】 イオン伝導性ポリマーをナノファイバー化し、ナノファイバー化した前記イオン伝導性ポリマーの繊維を金属溶液に浸して金属イオンを前記繊維に浸潤させた後、カチオン置換又はアニオン置換による無電解メッキにより繊維内部の金属を析出させて導電層を繊維表面に形成するようにした。前記イオン伝導性ポリマーはパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーであるとよく、エレクトロスピニング法によって前記イオン伝導性ポリマーをナノファイバー化するようにしてもよい。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


本願出願人は、特許第5079244号(特許文献1)で導電性布帛からなる電極をイオン伝導膜の両面に接合し、前記電極に電位差を与えることでイオン伝導膜に変形を生じさせるようにした複合材料を提案している。このような複合材料をアクチュエーター素子として利用する研究も進められている(特許文献1及び特許文献2参照)。
ところで、前記導電性布帛は、カーボンナノチューブ(CNT)や炭素繊維等で形成することができるが、炭素構造であるため硬さや長さなどの点で問題がある。



そこで、導電性ナノファイバーを樹脂シートの上に積層することで導電性ナノファイバシートを形成することが提案されている(例えば特許文献3参照)。この文献によれば、導電性ナノファイバーは金、銀、白金等の白色系の極細金属繊維(極細導電繊維)や酸化亜鉛等からなる無色の極細金属酸化物繊維(極細導電繊維)等で形成することができる。
しかし、このような金属繊維は微細径化に限界があり、切れやすいという問題がある。
また、ポリイミド(PI)、ポリスチレン(PS)、ポリカーボネイト(PC)、等の樹脂をエレクトロスピニング法でよりナノファイバー化し、ナノファイバー化したこれら樹脂の繊維にイオンを照射することで、前記繊維の表面に凹凸を形成し、この凹凸にイオンを吸着させることで導電性ナノファイバーを形成する技術が提案されている(例えば特許文献4参照)。
さらに、特許文献5には、ナノファイバー化したポリマー繊維2の表面に金属層(金属ナノ構造体)1を形成する方法が開示されている。この文献に記載の方法では、ナノファイバー化したポリマー繊維2の表面に触媒粒子3を吸着させ、その上から金属を無電解メッキするようにしている。

産業上の利用分野


本発明は、タッチパネル、帯電防止剤、電磁シールド、電池の電極材料、気体拡散電極、スーパーキャパシタ電極等に用いられる導電性ナノファイバーの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
イオン伝導性ポリマーをナノファイバー化し、
ナノファイバー化した前記イオン伝導性ポリマーの繊維を金属溶液に浸して金属イオンを前記繊維に浸潤させた後、カチオン置換又はアニオン置換による無電解メッキにより繊維内部の金属を析出させて導電層を繊維表面に形成すること、
を特徴とする導電性ナノファイバーの製造方法。

【請求項2】
前記イオン伝導性ポリマーがパーフルオロカーボンスルホン酸ポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の導電性ナノファイバーの製造方法。

【請求項3】
エレクトロスピニング法によって前記イオン伝導性ポリマーをナノファイバー化することを特徴とする請求項1又は2に記載の導電性ナノファイバーの製造方法。

【請求項4】
ナノファイバー化した前記イオン伝導性ポリマーの繊維の表面で、カチオン置換又はアニオン置換により析出した金属粒子の一部を成長させて金属核を形成することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の導電性ナノファイバーの製造方法。

【請求項5】
前記イオン伝導性ポリマーをナノファイバー化した繊維として供給する供給部と前記繊維を巻き取る巻取り部との間に、前記金属溶液を貯留する金属溶液槽と、前記繊維の洗浄を行う洗浄部と、カチオン置換又はアニオン置換によって無電解メッキを行う無電解メッキ槽とを配置し、前記供給部から供給された前記繊維を金属溶液槽、洗浄部、無電解メッキ槽の順に受け渡すこと、
を特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の導電性ナノファイバーの製造方法。

【請求項6】
前記イオン伝導性ポリマーをナノファイバー化した繊維として供給する供給部と、前記繊維を巻き取る巻取り部と、前記金属溶液を貯留する金属溶液槽と、前記繊維の洗浄を行う洗浄部と、カチオン置換又はアニオン置換によって無電解メッキを行う無電解メッキ槽とを準備し、前記供給部から供給された前記繊維を前記巻取り部で巻き取った後、前記繊維を前記巻取り部から取り外し、前記金属溶液槽、前記洗浄部、前記無電解メッキ槽の順に受け渡すこと、
を特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の導電性ナノファイバーの製造方法。

【請求項7】
外周に導電性の金属層又は前記金属層と絶縁層とを備えるとともに、少なくとも前記金属層又は前記絶縁層を前記外周から着脱自在とした前記巻取り部を準備することを特徴とする請求項5又は6に記載の導電性ナノファイバーの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2013164723thum.jpg
出願権利状態 公開
ライセンスをご希望の方、特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close