特許ウォッチ

公開番号2025182059
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-11
出願番号2025167681,2021091869
出願日2025-10-03,2021-05-31
発明の名称ポリイミドナノファイバおよびその製造方法並びに複合材料
出願人国立大学法人岡山大学,ウィンゴーテクノロジー株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類D01F 6/74 20060101AFI20251204BHJP(天然または人造の糸または繊維;紡績)
要約【課題】ジアミン化合物とテトラカルボン酸無水物との反応物であるポリイミド化合物からなるポリイミドナノファイバおよびその製造方法並びに複合材料を提供する。
【解決手段】本発明のポリイミドナノファイバの製造方法は、ポリイミド化合物を硫酸に溶解させて溶解液を調製する工程と、前記溶解液を貧溶媒に滴下することにより、ポリイミドナノファイバを析出させる工程とを含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ジアミン化合物とテトラカルボン酸無水物との反応物であるポリイミド化合物からポリイミドナノファイバを製造する方法であって
前記ポリイミド化合物を硫酸に溶解させて溶解液を調製する工程と、
前記溶解液を貧溶媒に滴下することにより、ポリイミドナノファイバを析出させる工程と、
を含む、ポリイミドナノファイバの製造方法。
続きを表示（約 600 文字）【請求項２】
前記貧溶媒中に析出したポリイミドナノファイバを回収する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリイミド化合物が結晶性のポリイミド化合物である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記ジアミン化合物が（２－フェニル－４－アミノフェニル）－４－アミノベンゾエートであり、
前記テトラカルボン酸無水物が、非対称ビフェニル酸二無水物または４，４’－オキシジフタル酸無水物である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリイミドナノファイバの回収が透析によって実施される、請求項２～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ジアミン化合物とテトラカルボン酸無水物との反応物であるポリイミド化合物からなるナノファイバであって、
前記ジアミン化合物が（２－フェニル－４－アミノフェニル）－４－アミノベンゾエートであり、
前記テトラカルボン酸無水物が、非対称ビフェニル酸二無水物または４，４’－オキシジフタル酸無水物である、ポリイミドナノファイバ。
【請求項７】
水に分散されてなる、請求項６に記載のポリイミドナノファイバ。
【請求項８】
請求項６または７に記載のポリイミドナノファイバをフィラーとして含有する複合材料。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリイミドナノファイバおよびその製造方法並びに複合材料に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリイミドは、イミド結合[－Ｃ（＝Ｏ）－Ｎ－Ｃ（＝Ｏ）－]を主鎖に持つ高分子であり、特に、芳香族環がイミド結合によって直接結合した芳香族ポリイミドは強固な分子構造を有し、非常に高い機械的安定性や熱的安定性を有することが知られている。
【０００３】
一方、芳香族ポリイミドは機械的安定性や熱的安定性が高すぎることから、加工性が劣ることも知られており、加工性の向上を目的とした様々な提案が行われている。具体的には、ポリイミドの分子構造を適度に乱すことにより、融点やガラス転移温度を低下させた各種の芳香族ポリイミドが提案されている。例えば、低い溶融温度を有し、溶融成形性が改善された芳香族ポリイミドとして、（２－フェニル－４－アミノフェニル）－４－アミノベンゾエート（ＰＨＢＡＡＢ）を用い、テトラカルボン酸無水物としては、非対称ビフェニル酸二無水物（ＢＰＤＡ）や４，４’－オキシジフタル酸無水物（ＯＤＰＡ）を用いた新規なポリイミド化合物を提案している（特許文献１）。
【０００４】
また、カーボンファイバーやポリイミドファイバーを使用したＦＲＰ（繊維強化樹脂）が知られており、繊維をナノファイバ化することが試みられている。例えば、芳香族ポリイミドの一種であるポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）をナノファイバ化する方法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－０９４４５０号公報
国際公開第２０１６／１７８４２７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、ジアミン化合物とテトラカルボン酸無水物との反応物であるポリイミド化合物のナノファイバ化を検討した際に、特許文献２のナノファイバ化の方法を試みたものの、ポリイミド化合物をナノファイバ化することができなかった。同様に、他の既存のポリイミド化合物をナノファイバ化も試みたものの、ナノファイバ化することができなかった。
【０００７】
本発明者らがこの原因を究明したところ、ポリイミド化合物の組成ごとにナノファイバ化できる条件が異なっていることが判明し、ジアミン化合物とテトラカルボン酸無水物との反応物であるポリイミド化合物をナノファイバ化すべく研究開発を行う中で、本発明を成すに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、特定の溶媒にポリイミド化合物を溶解させた溶解液を貧溶媒中に滴下することでナノファイバ化が可能であるとの知見を得た。本発明は係る知見によるものである。本発明の要旨は以下のとおりである。
【０００９】
［１］ジアミン化合物とテトラカルボン酸無水物との反応物であるポリイミド化合物からポリイミドナノファイバを製造する方法であって
前記ポリイミド化合物を硫酸に溶解させて溶解液を調製する工程と、
前記溶解液を貧溶媒に滴下することにより、ポリイミドナノファイバを析出させる工程と、
を含む、ポリイミドナノファイバの製造方法。
［２］前記貧溶媒中に析出したポリイミドナノファイバを回収する工程をさらに含む、［１］に記載の方法。
［３］前記ポリイミド化合物が結晶性のポリイミド化合物である、［１］または［２］に記載の方法。
［４］前記ジアミン化合物が（２－フェニル－４－アミノフェニル）－４－アミノベンゾエートであり、
前記テトラカルボン酸無水物が、非対称ビフェニル酸二無水物または４，４’－オキシジフタル酸無水物である、［１］～［３］のいずれか一項に記載の方法。
［５］前記ポリイミドナノファイバの回収が透析によって実施される、［２］～［４］のいずれか１項に記載の方法。
［６］ジアミン化合物とテトラカルボン酸無水物との反応物であるポリイミド化合物からなるナノファイバであって、
前記ジアミン化合物が（２－フェニル－４－アミノフェニル）－４－アミノベンゾエートであり、
前記テトラカルボン酸無水物が、非対称ビフェニル酸二無水物または４，４’－オキシジフタル酸無水物である、ポリイミドナノファイバ。
［７］水に分散されてなる、［６］に記載のポリイミドナノファイバ。
［８］［６］または［７］に記載のポリイミドナノファイバをフィラーとして含有する複合材料。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い耐熱性および機械的特性を有するポリイミド化合物のナノファイバおよびこのナノファイバをフィラーとして含有する複合材料を提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許