【手続補正書】
【提出日】平成29年3月13日(2017.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属の短い繊維及びフィラーを含むポリマー繊維を含み、金属の短い繊維が分散された相としてポリマー繊維内に分布されておりかつ分散された相としての金属の短い繊維がポリマー繊維の軸と平行に分布されており、フィラーがポリマー繊維内に分散されておりかつ金属の短い繊維の間に分布されている微細構造を有する、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維であって、該ポリマーが熱可塑性樹脂であり、該フィラーがポリマーの加工温度で溶融せず、該金属が、低融点金属であり、単一成分金属及び金属合金の少なくとも１つから選択され、２０〜４８０℃の範囲にあり同時に該ポリマーの加工温度より低い融点を有する、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２】
金属の短い繊維とポリマー繊維との体積比が、０．０１：１００〜２０：１００、好ましくは０．１：１００〜４：１００、より好ましくは０．５：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項１に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項３】
金属が、１００〜２５０℃の範囲の、好ましくは１２０〜２３０℃の範囲の融点を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項４】
金属としての単一成分金属が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の元素金属であり；金属としての金属合金が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の２つ以上の金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の少なくとも１つとの金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと、銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の少なくとも１つと、ケイ素元素及び炭素元素から選択される少なくとも１つと、によって形成される合金である、ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項５】
金属の短い繊維が、１２μm以下、好ましくは８μm以下、より好ましくは３μm以下の直径を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項６】
ポリマーが、９０〜４５０℃の範囲の、好ましくは１００〜２９０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項７】
ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリエステルの１つから選択されることを特徴とする、請求項６に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項８】
フィラーとポリマーとの重量比が、０．１：１００〜３０：１００の範囲、好ましくは０．５：１００〜１０：１００の範囲、より好ましくは１：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項９】
フィラーが、５００μm未満、好ましくは３００μm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１０】
フィラーが、非導電性フィラー及び／又は導電性フィラーであることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１１】
非導電性フィラーが、非導電性金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、非金属炭化物、金属水酸化物、金属酸化物、非金属酸化物及び天然鉱石の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１０に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１２】
非導電性フィラーが、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、塩化銀、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ、アスベスト、タルク、カオリン、マイカ、長石、ウラストナイト及びモンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１０に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１３】
モンモリロナイトが、非修飾の純粋なモンモリロナイト及び有機修飾モンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１２に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１４】
有機修飾モンモリロナイトが、有機第四級アンモニウム塩修飾モンモリロナイト、第四級ホスホニウム塩修飾モンモリロナイト、シリコーン修飾モンモリロナイト、シロキサン修飾モンモリロナイト及びアミン修飾モンモリロナイトの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項１３に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１５】
導電性フィラーが、単一成分金属、金属合金、金属酸化物、金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、金属水酸化物、導電性ポリマー及び導電性炭素材料の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１０に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１６】
導電性フィラーが、金、銀、銅、鉄、金合金、銀合金、銅合金、鉄合金、二酸化チタン、三酸化二鉄、四酸化三鉄、酸化銀、酸化亜鉛、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン及び線状導電性ポリアニリンの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１０に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１７】
フィラーが、ナノスケールフィラーであることを特徴とする、請求項９〜１６のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１８】
ナノスケールフィラーが、１００nm未満、好ましくは５０nm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項１７に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項１９】
カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項１６に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２０】
以下の工程を含む方法によって製造されることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維：
工程１：所定量のポリマー、フィラー及び金属を含む成分を溶融ブレンディングして、ポリマー／フィラー／金属のブレンドを得る工程；
工程２：工程１で得られたポリマー／フィラー／金属のブレンドを紡糸機器中で紡糸して、ポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を得る工程；及び
工程３：工程２で得られたポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を、使用されるポリマーの融点より低くかつ使用される低融点金属の融点以上の温度の範囲内で加熱しながら延伸して、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維を得る工程。
【請求項２１】
工程３における加熱しながらの延伸の延伸倍率が、２倍以上、好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上であることを特徴とする、請求項２０に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維。
【請求項２２】
請求項１〜１９のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属の複合繊維を製造するための方法であって、以下の工程を含む方法：
工程１：所定量のポリマー、フィラー及び金属を含む成分を溶融ブレンディングして、ポリマー／フィラー／金属のブレンドを得る工程；
工程２：工程１で得られたポリマー／フィラー／金属のブレンドを紡糸機器中で紡糸して、ポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を得る工程；及び
工程３：工程２で得られたポリマー／フィラー／金属の複合前駆繊維を、使用されるポリマーの融点より低くかつ使用される低融点金属の融点以上の温度の範囲内で加熱しながら延伸して、ポリマー／フィラー／金属の複合繊維を得る工程。
【請求項２３】
工程３における加熱しながらの延伸の延伸倍率が、２倍以上、好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上であることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
低融点金属が、連続相としてのポリマーマトリクス内に、分散された相として均一に分布されており、フィラーが、低融点金属粒子間に分散されている、微細形態を有する、ポリマー／フィラー／低融点金属のブレンドであって、該ポリマーが熱可塑性樹脂であり、該フィラーがポリマーの加工温度で溶融せず、該低融点金属が、単一成分金属及び金属合金の少なくとも１つから選択され、２０〜４８０℃の範囲にあり同時に該ポリマーの加工温度より低い融点を有する、ポリマー／フィラー／低融点金属のブレンド。
【請求項２５】
金属とポリマーとの体積比が、０．０１：１００〜２０：１００、好ましくは０．１：１００〜４：１００、より好ましくは０．５：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項２４に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項２６】
金属が、１００〜２５０℃の範囲の、好ましくは１２０〜２３０℃の範囲の融点を有することを特徴とする、請求項２４又は２５に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項２７】
金属としての単一成分金属が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の元素金属であり；金属としての金属合金が、ガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の元素中の２つ以上の金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の少なくとも１つとの金属合金であるか、又はガリウム、セシウム、ルビジウム、インジウム、スズ、ビスマス、カドミウム及び鉛元素の少なくとも１つと、銅、銀、金、鉄及び亜鉛元素の元素中の少なくとも１つと、ケイ素元素及び炭素元素から選択される少なくとも１つと、によって形成される合金である、ことを特徴とする、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項２８】
ポリマーが、９０〜４５０℃の範囲の、好ましくは１００〜２９０℃の範囲の融点を有する熱可塑性樹脂であることを特徴とする、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項２９】
ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリエステルの１つから選択されることを特徴とする、請求項２８に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３０】
フィラーとポリマーとの重量比が、０．１：１００〜３０：１００の範囲、好ましくは０．５：１００〜１０：１００の範囲、より好ましくは１：１００〜２：１００の範囲にあることを特徴とする、請求項２４〜２９のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３１】
フィラーが、５００μm未満、好ましくは３００μm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項２４〜３０のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３２】
フィラーが、非導電性フィラー及び／又は導電性フィラーであることを特徴とする、請求項２４〜３１のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３３】
非導電性フィラーが、非導電性金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、非金属炭化物、金属水酸化物、金属酸化物、非金属酸化物及び天然鉱石の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３２に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３４】
非導電性フィラーが、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、塩化銀、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、シリカ、アスベスト、タルク、カオリン、マイカ、長石、ウラストナイト及びモンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３２に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３５】
モンモリロナイトが、非修飾の純粋なモンモリロナイト及び有機修飾モンモリロナイトの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３４に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３６】
有機修飾モンモリロナイトが、有機第四級アンモニウム塩修飾モンモリロナイト、第四級ホスホニウム塩修飾モンモリロナイト、シリコーン修飾モンモリロナイト、シロキサン修飾モンモリロナイト及びアミン修飾モンモリロナイトの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項３５に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３７】
導電性フィラーが、単一成分金属、金属合金、金属酸化物、金属塩、金属窒化物、非金属窒化物、金属水酸化物、導電性ポリマー及び導電性炭素材料の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３２に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３８】
導電性フィラーが、金、銀、銅、鉄、金合金、銀合金、銅合金、鉄合金、二酸化チタン、三酸化二鉄、四酸化三鉄、酸化銀、酸化亜鉛、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラフェン及び線状導電性ポリアニリンの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項３２に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項３９】
フィラーが、ナノスケールフィラーであることを特徴とする、請求項３２〜３８のいずれか一項に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項４０】
ナノスケールフィラーが、１００nm未満、好ましくは５０nm未満の、３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法を有することを特徴とする、請求項３９に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【請求項４１】
カーボンナノチューブが、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの少なくとも１つから選択されることを特徴とする、請求項３８に記載のポリマー／フィラー／金属のブレンド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中のフィラーは、ポリマーの加工温度で溶融しないフィラーである。本発明において、フィラーの形状に制限はない。フィラーは、任意の形状のフィラーであり得、球状又は球状様、楕円状、線状、針状、繊維形状、棒状、シート状などであり得る。フィラーがポリマーマトリクス中に分散され得かつ最終的に製造された繊維の直径より小さい限りは、これらのフィラーのサイズはまったく制限されない。３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法が５００μm未満、好ましくは３００μm未満であるフィラーが好ましく；先行技術のナノスケールフィラー、すなわち、ゼロ次元、一次元又は二次元サイズがナノサイズを達成し得るフィラー、好ましくは１又は２次元サイズがナノサイズに達し得るフィラーがより好ましい。ここで、ゼロ次元ナノスケールフィラーは、直径が好ましくはナノスケールである、ちょうど球状又は球状様フィラーであり；１次元ナノ材料は、径サイズがナノスケールである、ちょうど線状、針状、繊維形状及び他の形状のフィラーであり；そして２次元ナノ材料は、厚さがナノスケールである、シート状フィラーである。いわゆるナノスケールサイズは、一般に、１００nm未満のサイズを指すが、カーボンナノチューブなどの先行技術において公知の幾つかのナノスケールフィラーについては、それらの直径サイズは数十ナノメートル〜数百ナノメートルの範囲であるが、これらはナノスケールとして慣例上認められる。別の例として、ナノスケールの硫酸カルシウムウィスカーは、一般に、数百ナノメートルの平均直径を有するが、それもまたナノスケールとして慣例上認められる。従って、本発明におけるナノサイズのフィラーは、本明細書において、先行技術において慣例上認められるナノスケールフィラーを指す。ナノスケールフィラーは、その３つの寸法のうちの少なくとも１つの寸法がより好ましくは１００nm未満、最も好ましくは５０nm未満を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
１つの実施態様において、本発明のポリマー／フィラー／金属の複合繊維中のフィラーは、カーボンナノチューブである。カーボンナノチューブは、先行技術における任意の種類のカーボンナノチューブであり得、それは、一般に、単層カーボンナノチューブ、二層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブの少なくとも１つから、好ましくは多層カーボンナノチューブから、選択される。カーボンナノチューブは、０．４〜５００nmの直径、０．１〜１０００μｍの長さ及び０．２５〜２．５×１０６のアスペクト比を有し、好ましくは、１〜５０nmの直径、１〜５０μｍの長さ及び１〜１×１０３のアスペクト比を有する。