ナノ多孔がカプセルとして開閉できる 樹脂フィルムおよび繊維 岐阜大学 工学部 化学・生命工学科 武野明義 Periodic craze (PMMA) 100μm 100μm クレージングが起こる樹脂の例 PET クレーズ処理装置 PS PP PMMA PLA PVDF Crazing device Crazing blade 1 クレーズ複合高分子材料の視界制御性 Fiber Winding roller Feed roller Fiber You see ? You see ? (Crazed PVDF ) (Crazed PVDF ) Crazed film Crazed film Blade 正面から観察 Normal view(⊥) 高分子ナノ多孔ファイバー製造装置 斜め方向から観察 Tilted view(∠ 60°) クレーズによる電池セパレータ試作 さまざまな異方光透過特性 10000 2032 70 + PMMA2 正面 50 PS 30 PMMA Ray 10 Ray PVDF -40 -20 0 20 40 Incident angle / deg. 60 1 2032*1 coin cell Cathode NCM*2 100 80 Anode Graphite Electrolyte EC*3 : EMC*4 (= 3 : 7) 1.2M LiPF6*5 Voltage 2.7 – 4.2V *1 φ=20 mm, t=3.2 mm *2 NCM (Ni-Co-Mn alloy) *3 EC (Ethylene Carbonate) *4 EMC (Ethyl Methyl Carbonate) *5 Lithium hexafluorophosphate 0 -60 10 Type 20 256.1 100 Composition of battery PET 40 Li-ion cell 斜め方向 異方色フィルム 3336.3 1000 Celgard 2500 Capasity ratio [%] Transmittance / % 60 Galey [sec/100 cc] Battery Crazed film (Best) 60 40 Crazed film (Best) 20 Celgard 2500 0 0 1 2 3 4 5 C-rate マイクロバブルの発生 泡直径 100 nm => 内圧 30 atm 10 nm => 270 atm 本技術による多孔フィルム 2 ナノ多孔高分子フィルムの多孔性 ナノトンネルの作成 分子の固定 ポリプロピレン（ＰＰ） 機能薬剤 融点 断面図 約１６０℃ Cross-section Particle Craze region 界面のクレーズ クレーズのヒーリング温度 約60℃? 孔 クレーズ内に導入 Craze I 貫通したクレーズ TiO2 粒子 10μm ヒーリングによる閉じ込め Crazed TiO2 /PET フィルム (LSM Image) Craze II 未処理 100℃45min クレーズ処理面 クレーズ処理面 10μm 10μm 500nm クレーズ 処理面 中間 500nm クレーズ 処理面 クレーズ 処理反対面 ポリプロピレンを後染めする 中間 クレーズ 処理反対面 リパーゼ複合 熱処理温度 クレーズ処理 40℃ ・クレージングにより後染 めが可能になる。 ・洗濯しても落ちない。 50℃ 60℃ PET繊維 放出領域 PP繊維 放出領域 70℃ 徐放領域 ボイド収縮開始 ボイド収縮開始 徐放領域 80℃ 固定領域 90℃ 閉鎖領域 固定領域 20μm クレーズ処理後の繊維、多孔質 化した部分が明るく写っている。 標準的な染色と洗浄過程を経ている。同じＰ Ｐ繊維だが、中央部のみクレージング処理を 施している（岐阜県産業技術センター）。 3 本技術の特徴 • • • • • • • • • 単純で環境負荷の大きなプロセスを含まない。 コスト面での優位性が高く、既存設備のほとんどを生かせる。 コーティングのように後から処理できる。 練り込みのように内部にまで薬剤が浸透し、活用できる。 後染めが可能になるため、衣料品として用途展開できる。 薬剤の浸透後に、放出量を制御できる。 薬剤の放出を防ぐことも可能。洗濯しても落ちない。 酵素など熱に弱い材料を取り込める。 樹脂内部の薬剤にまでパスが形成され、機能を生かせる。 4
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