電界紡糸法による高分子の完全伸びきり鎖結晶作製への挑戦

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24655211
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 豊田工業大学
• 研究代表者: 吉岡 太陽 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (90596165)
• 研究分担者: 田代 孝二 豊田工業大学, 工学研究科, 教授 (60171691)
• 研究協力者: SCHAPER Andreas K. (ドイツ)マールブルク大学, 材料科学センター, 研究室長
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 電界紡糸 / ナノファイバー / 繊維構造 / 伸びきり鎖結晶

研究概要

電界紡糸法は高分子ナノファイバーの作製法としてナノテクノロジーの様々な分野より大きな注目を集めている。しかし実際には、繊維内部の構造の制御が出来ておらず、その結果、応用範囲は限られた分野に止まっている。本研究では、分子鎖が一方向に並び且つ伸びきった状態で結晶化した、伸びきり鎖結晶から成ると考えられる高配向ナノファイバーの作製法を考案し、そのために必要となる装置を開発するとともにその有効性を確かめた。今後、様々な機能性高分子に応用することで、分子鎖の一次構造から期待される機能的性質（例えば、強度、導電性、偏光特性、熱伝導性など）を維持したナノファイバーの作製が期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] In-house Simultaneous Collection of SAXS, WAXD and Raman Scattering Data from Polymeric Materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Raita Hirose, Taiyo Yoshioka, Hiroko Yamamoto, Kummetha Raghunatha Reddy, Daisuke Tahara, Kensaku Hamada, Kohji Tashiro
  • 雑誌名: J. Appl. Crystallogr 巻: 47 ページ: 922-930
  • DOI: 10.1107/S1600576714006724
• [雑誌論文] Microscopically-viewed relationship between the chain conformation and ultimate Young's modulus of a series of arylate polyesters with long methylene segments (2014)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Tasaki, Hiroko Yamamoto, Taiyo Yoshioka, Makoto Hanesaka, Tran Hai Ninh, Kohji Tashiro, Hye Jin Jeon, Kwang Bok Choi, Hak Seung Jeong, Hyun Hoon Song, Moon Hor Ree
  • 雑誌名: Polymer 2014 巻: 55 ページ: 1799-1808
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2014.01.058
• [雑誌論文] Hierarchical Structural Change in the Stress- Induced Phase Transition of Poly(tetramethylene terephthalate) As Studied by the Simultaneous Measurement of FTIR Spectra and 2D Synchrotron Undulator WAXD/SAXS Data (2014)
  • 著者名/発表者名: Kohji Tashiro, Hiroko Yamamoto, Taiyo Yoshika, Tran Hai Ninh, Masafumi Tasaki, Shigeru Shimada, Takeshi Nakatani, Hiroyuki Iwamoto, Noboru Ohta, Hiroyasu Masunaga
  • 雑誌名: Macromolecules 2014 巻: 47 ページ: 2052-2061
  • DOI: 10.1021/ma402041r
• [雑誌論文] Crystal structure analyses of arylate polyesters with long methylene segments and their model compounds on the basis of 2-D X-ray diffractions and infrared progression bands (2014)
  • 著者名/発表者名: Masafumi Tasaki, Hiroko Yamamoto, Taiyo Yoshioka, Makoto Hanesaka, Tran Hai Ninh, Kohji Tashiro, Hye Jin Jeon, Kwang Bok Choi, Hak Seung Jeong, Hyun Hoon Song, Moon Hor Ree
  • 雑誌名: Polymer 2014 巻: 55 ページ: 1228-1248
  • DOI: 10.1016/j.polymer.2014.01.024
• [学会発表] 周期的乾湿変化過程での伸縮応力、広角小角X線散乱・時分割同時測定に基づく再生シルクフィブロインおよびポリビニルアルコール配向試料の可逆的応力発現と構造変化の相関解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉岡太陽, 田代孝二
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20130911-13
• [学会発表] 長いメチレン連鎖を有するアリレート型ポリエステルの結晶構造と極限ヤング率との関わり : 結晶弾性率の実験ならびに理論計算に基づく考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田崎政文, 山元博子, 吉岡太陽, 田代孝二
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20130911-13
• [学会発表] 透過赤外、放射光広角小角X 線散乱同時測定に基づくPTMT-PTMOマルチブロック共重合体エラストマーの張力誘起結晶相転移と高次構造変化との相関解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田代孝二, 山元博子, 吉岡太陽, 桜井孝至, 増永啓康
  • 学会等名: 第62回高分子討論会
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 20130911-13
• [学会発表] Reversible Structure Change and the Related Stress Generation of Uniaxially- or Doubly-Oriented Poly(vinyl alcohol) Induced by Cyclic Humidity Change under Fixed-end Condition (2013)
  • 著者名/発表者名: Taiyo YOSHIOKA, Kohji TASHIRO
  • 学会等名: Third International Conference : Frontiers in Polymer Science
  • 発表場所: Barcelona (Spain)
  • 年月日: 20130521-23
• [学会発表] 二重配向ポリビニルアルコール高次構造に著しい影響を及ぼす吸収水の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉岡太陽, 田代孝二
  • 学会等名: 平成25年度繊維学会秋季研究発表会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2013-09-06
• [学会発表] 固定端乾湿変化に伴う一軸および二重配向PVAおよび再生シルクフィブロインの可逆的構造変化と応力発現に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉岡太陽, 田代孝二
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-05-30
• [学会発表] 赤外スペクトル・WAXD・SAXS 同時測定に基づくポリエチレン等温結晶化過程におけるメルト-六方晶-斜方晶の構造発展ルート検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田代孝二, 山元博子, 吉岡太陽, 中村晃
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-05-30
• [学会発表] 伸びきり鎖結晶からなる電界紡糸ナノ繊維の作製 : ポリエチレンナノ繊維の配向制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉岡太陽, 田代孝二, Andreas K. SCHAPER
  • 学会等名: 第62回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-05-30