一軸配向ポリエステルにおけるシシカバブ構造の高分解能電子顕微鏡観察

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16550174
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 辻 正樹 京都大学, 化学研究所, 助教授 (60172003)
• 研究分担者: 河原 豊 群馬大学, 工学部, 教授 (10303934) ; 平井 諒子 京都大学, 化学研究所, 助手 (20156623)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• キーワード: ポリエステル / 一軸配向薄膜 / シシカバブ構造 / 電子顕微鏡 / 電子回折 / 球晶 / ナノファイバー / エレクトロスピニング

研究概要

TEM観察には厚さ50nm以下の薄い試料が望まれるので、種々のポリエステルついて、メルト状態で「ずり歪み(shea rate :約4×106/秒)」をかけることにより一軸配向薄膜を作製した。エレクトロスピニング(e-spinning)法も採用し、ポリエステルのみならず再生シルクフィプロインについても、ナノファイバーの作製を試みた。ナノファイバーがまだ太すぎること、薄膜、ナノファイバーともに試料の支持法や固定法に問題があることなど、更なる改善が必要である。所期の高分解能観察は達成できなかったが、3年間の主な成果は以下の通りである。
1)PBTを静置場でメルトから結晶化させると、結晶化温度が200℃より高温ではusualな正の球晶が、200℃より低い場合にはunusualな球晶が形成される。メルトから、あるいは溶液キャスト法も用いて作製した種々の薄膜中に生長した3種類(usualな正、usualな負、unusual)の2次元球晶について、ラメラ成長方向や複屈折特性の原因などを考察した。
2)芳香族ポリエステルであるPET、PENならびにPBTの各々について、ずり歪みにより一軸配向薄膜を作製した。特に、PENやPBTでは明瞭な積層ラメラ構造が確認され、ポリエステルでもシシカバブ構造が形成されると結論した。
3)生分解性脂肪族ポリエステルであるポリジオキサノン(PPDX)の溶融紡糸繊維の構造を明らかにするために、X線回折やモルフォロジー観察などを行い、e-spinning法によりナノファイバーの作製も行った。また、ずり歪みにより作製したPPDXの一軸配向薄膜と、e-spinning法により作製した再生シルクフィプロイン・ナノファイバーのモルフォロジーについても考察した。
4)各種の芳香族ポリエステルについて、e-spinning法によってナノファイバーを作製したが、これらを含め、用いた全ポリマーのナノファイバーの平均直径は、最も小さくできたPBTでも100nm程度であり、平均直径を50nm以下にし、且つ高配向性や高結晶性にするには更なる工夫が要ると分かった。

研究成果

• [雑誌論文] 高速紡糸ポリエステル繊維の繊維構造解明に向けて (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉岡太陽, 河原 豊, 辻 正樹
  • 雑誌名: 繊維学会誌(繊維と工業) 63・2 ページ: P-39-P-47
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Practical approaches for structure analysis of high- speed-spun polyester fibers (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: Sen'l Gakkaishi 63, No.2 ページ: 39-47
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Oligomer deposition on the surface of PET fiber in supercritical carbon dioxide fluid (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawahara, M.Kamo, K.Yamamoto, S.Ogawa, D.Terada, T.Kikutani, M.Tsuji
  • 雑誌名: Macromol. Mater. Eng. 291 ページ: 11-15
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Electron crystallography on beam sensitive materials - Electron microscopy and electron diffraction of polymers (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Tsuji
  • 雑誌名: Electron Crystallography : Novel Approaches for Structure Determi-nation of Nanosized Materials (edited by T. Weirich, J. Labar, and X. Zou, NATO Science Series II/211) ( Springer) ページ: 455-472
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Thermal analysis, X-ray and electron diffraction studies on crystalline phase transitions in solvent-treated poly(hexamethylene terephthalate) (2006)
  • 著者名/発表者名: M.C.Wu, E.M.Woo, T.Yoshioka, M.Tsuji
  • 雑誌名: Polymer 47・15 ページ: 5523-5530
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ポリジオキサノン繊維のモルフォロジーに関する研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 中山 篤, 河原 豊, 辻 正樹
  • 雑誌名: 繊維学会予稿集2006 61・1 ページ: 93
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] エレクトロスピニング法による芳香族ポリエステルのナノファイバーの作製ならびにモルフォロジー解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高橋良輔, 吉岡太陽, 辻 正樹, 中山 篤, 河原 豊
  • 雑誌名: 繊維学会予稿集2006 61・1 ページ: 137
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structural modification of polyester fiber in supercritical carbon dioxide fluid (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawahara, D.Terada, T.Yoshioka, M.Tsuji, T.Kikutani
  • 雑誌名: Abstracts of 22^<nd> Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-22), Yamagata, Japan, July 2-6, 2006 ページ: 195
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on poly(p-dioxanone) fiber (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Nakayama, Y.Hayakawa, M.Tsuji, S.Kohjiya, Y.Kawahara
  • 雑誌名: Abstracts of 22^<nd> Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-22), Yamagata, Japan, July 2-6, 2006 ページ: 201
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Morphological studies by TEM of un-oriented and oriented poly(butylenes terephthalate) (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, T.Fujimura, R.Takahashi, Y.Kawahara, S.Kohjiya, M.Tsuji
  • 雑誌名: Abstracts of 22^<nd> Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-22), Yamagata, Japan, July 2-6, 2006 ページ: 206
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on crystalline thin films of PBT (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, T.Fujimura, S.Kohjiya, M.Tsuji
  • 雑誌名: Proceedings of the 16^<th> International Microscopy Congress (IMC16), Sapporo, Japan, September 3-8, 2006 ページ: 1807
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Morphological study by TEM on electrospun nanofibers of polydioxanone (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Nakayama, Y.Kawahara, M.Tsuji
  • 雑誌名: Abstracts of Korea-Japan Joint Symposium on Polymers -Young Scientist Exchange, 2006年10月10日,Busan,韓国 ページ: 43
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ポリパラジオキサノンの-軸配向薄膜に対するTEM観察 (2006)
  • 著者名/発表者名: 田中英司, 辻 正樹, 河原 豊
  • 雑誌名: 第50回日本学術会議材料工学連合講演会講演論文集(2006年12月13-14日、京都) ページ: 17
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] エレクトロスピニング法により作成した再生シルクフィプロインナノファイバーの構造 (2006)
  • 著者名/発表者名: 松村紀明, 辻 正樹, 河原 豊
  • 雑誌名: 第50回日本学術会議材料工学連合講演会講演論文集(2006年12月13-14日、京都) ページ: 18-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structure of polydioxianone fibers and electrospinning (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Nakayama, et al.
  • 雑誌名: Prepr. of the 15th Symp. on Polymeric Materials, Kyoto, December 12 ページ: Presentation No.3(2005)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Oligomer deposition on the surface of PET fiber in supercritical carbon dioxide fluid (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawahara, et al.
  • 雑誌名: Macromol. Mater. Eng. 291 ページ: 11-15
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electron crystallography on beam sensitive materials -Electron microscopy and electron diffraction of polymers- (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Tsuji
  • 雑誌名: "Electron Crystallography : Novel Approaches for Struct ure Determination of Nanosized Materials" ed. by T. Weirich, J. Labar, and X. Zou, NATO Science Series II/211 ページ: 455-472
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Thermal analysis, X-ray and electron diffraction studies on crystalline phase transitions in solvent-treated poly(hexamethylene terephthalate) (2006)
  • 著者名/発表者名: M.C.Wu, et al.
  • 雑誌名: Polymer 47, No.15 ページ: 5523-5530
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on poly(p-dioxianone) fiber (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Nakayama, et al.
  • 雑誌名: Fiber Prepr., Japan 61, N0.1 ページ: 93
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on nanofibers of aromatic polyester prepared by electrospinning (2006)
  • 著者名/発表者名: R.Takahashi, et al.
  • 雑誌名: Fiber Prepr., Japan 61, N0.1 ページ: 137
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structural modification of polyester fiber in supercritical carbon dioxide fluid (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Kawahara, et al.
  • 雑誌名: Abstracts of 22nd Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-22), Yamagata 2-6 ページ: 195 (2006)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on poly(p-dioxanone) fiber (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Nakayama, et al.
  • 雑誌名: Abstracts of 22nd Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-22), Yamagata 2-6 ページ: 201 (2006)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological studies by TEM of un-oriented and oriented poly(butylenes terephthalate) (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: Abstracts of 22nd Annual Meeting of the Polymer Processing Society (PPS-22), Yamagata, July 2-6 ページ: 206 (2006)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on crystalline thin films of PBT (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the 16th International Microscopy Congress (IMC16), Sapporo, September 3-8 ページ: 1807 (2006)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study by TEM on electrospun nanofibers of polydioxanone (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Nakayama, et al.
  • 雑誌名: Abstracts of Korea-Japan Joint Symposium on Polymers -Young Scientist Exchange, Busan, Korea October 10 ページ: 43 (2006)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] TEM observation of uniaxially oriented thin films of poly(p-dioxanone) (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Tanaka, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the 50th Japan Congress on Materials Research, Kyoto, December 13-14 ページ: 17 (2006)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structure of regenerated silk-fibroin namofibers prepared by electrospinning method (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Matsumura, et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the 50th Japan Congress on Materials Research, Kyoto, December 13-14 ページ: 18-19 (2006)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Internal fine structures in the high-speed-spun fibers of poly(ethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, M.Tsuji, Y.Kawahara, T.Kikutani, S.Kohjiya
  • 雑誌名: Polymer 46・6 ページ: 1886-1892(Erratum:14号,5429-5432)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Morphological study by TEM on uniaxially oriented thin films of PBT (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, M.Tsuji, Y.Kawahara, S.Kohjiya, N.Manabe, Y.Yokota
  • 雑誌名: Polymer 46・14 ページ: 4987-4990
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 結晶化したポリブチレンテレフタレート薄膜のモルフォロジー (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤村渉史, 吉岡太陽, 辻 正樹, 麹谷信三
  • 雑誌名: 高分子学会予稿集 54・1 ページ: 633
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ポリエステル-軸配向薄膜の結晶モルフォロジー (2005)
  • 著者名/発表者名: 吉岡太陽, 藤村渉史, 辻 正樹, 麹谷信三
  • 雑誌名: 高分子学会予稿集 54・1 ページ: 634
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ポリジオキサノン繊維の構造とエレクトロスピニング (2005)
  • 著者名/発表者名: 中山 篤, 河原 豊, 辻 正樹
  • 雑誌名: 第15回高分子材料シンポジウム予稿集(2005年12月12日、京都) ページ: 発表番号3
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ポリジオキサノン繊維の構造解析に関する研究 (2005)
  • 著者名/発表者名: 中山 篤, 河原 豊, 辻正樹
  • 雑誌名: 高分子学会予稿集 54・2 ページ: 3135-3136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Crystalline morphology of un-oriented and oriented thin films of poly(butylenes terephthalate) (PBT) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: Prepr. of the 15th Symp. on Polymeric Materials, Kyoto, December 1 ページ: 28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] I Internal fine structures in the high-speed-spun fibers of poly(ethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: Polymer Erratum : Polymer 46, No.6, No.14 ページ: 1886-1892, 5429-5432
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study by TEM on uniaxially oriented thin films of PBT (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: Polymer 46, No.14 ページ: 4987-4990
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on crystalline thin films o poly(butylene terephthalate) (PBT) (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Fujimura, et al.
  • 雑誌名: Polym. Prepr., Japan 54, No.1 ページ: 633
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morphological study on uniaxially oriented thin films o polyesters (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Yoshioka, et al.
  • 雑誌名: Polym. Prepr., Japan 54, No.1 ページ: 634
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structural analysis for poly(p-dioxanone) fiber (2005)
  • 著者名/発表者名: A.Nakayama, et al.
  • 雑誌名: Polym. Prepr., Japan 54, No.2 ページ: 3135-3136
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electron crystallography on beam sensitive materials : Electron microscopy and electron diffraction of polymers (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Tsuji
  • 雑誌名: In the textbook for "Electron Crystallography : Novel Approaches for Structure Determination of Nanosized Materials (International School of Crystallography, 36^<th> Course; Erice-Sicily, Italy; June 9-20, 2004)" (directed by J. Labar, T. Weirich and X. Zou (2004)) ページ: 14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ポリブチレンテレフタレート-軸配高薄膜の結晶モルホロジー (2004)
  • 著者名/発表者名: 吉岡太陽, 藤村渉史, 辻 正樹, 麹谷信三
  • 雑誌名: 第14回高分子材料シンポジウム予稿集(2004年12月1日、京都) ページ: 28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Electron crystallography on beam sensitive materials : Electron microscopy and electron diffraction of polymers (2004)
  • 著者名/発表者名: M.Tsuji
  • 雑誌名: In the textbook for "Electron Crystallography : Novel Approaches for Structure Determination of Nanosized Materials (International School of Crystallography, 36th Course; Erice-Sicily, Italy; June 9-20, 2004)", directed by J. Labar, T. Weirich and X. Zou ページ: Total 14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 「プラスチック成形品の高次構造解析入門」第3章((社)プラスチック成形加工学会 編)(日刊工業新聞社) (2006)
  • 著者名/発表者名: 辻 正樹, 藤田雅弘
  • 総ページ数: 35-48
  • 出版者: 形態観察 : 電子顕微鏡 (TEM、SEM)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 基礎高分子科学(4章 高分子の構造、4.2節 高分子の構造にかかわる実験法と解析法、4.2.5項)((社)高分子学会 編)(東京化学同人) (2006)
  • 著者名/発表者名: 辻 正樹
  • 総ページ数: 136-141
  • 出版者: 光学顕微鏡,電子顕微鏡
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 第5版 実験化学講座 26-高分子化学-(3章 高分子のキャラクタリゼーション、3.4節 構造解析、3.4.1項)((社)日本化学会編)(丸善) (2005)
  • 著者名/発表者名: 辻 正樹, 吉岡太陽
  • 総ページ数: 302-315
  • 出版者: 回折
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 高分子辞典(第3版) (2005)
  • 著者名/発表者名: 辻 正樹(分担執筆)
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より