(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ＣＯ２を吸収させるために加圧する必要がなく、また、ＣＯ２の輸送・隔離等の際に漏洩・流出の危険性を低減するＣＯ２吸着材を提供することにある。【解決手段】ポリマーの表面にイオン液体が付着していることを特徴とする繊維を見出した。前記繊維は、加圧しなくてもＣＯ２を吸収し、また、ＣＯ２の輸送・隔離等の際に漏洩・流出の危険性がないＣＯ２吸着材として使用可能である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーにイオン液体が付着していることを特徴とする繊維。
【請求項２】
ポリマーとイオン液体を含む組成物を電界紡糸法により紡糸することにより得られる請求項１記載の繊維。
【請求項３】
イオン液体が１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド又は１−ブチル−１−メチルピロリジニウムジシアナミドであることを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維。
【請求項４】
ポリマーがポリ塩化ビニル又はポリメタクリル酸メチルであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の繊維を含むことを特徴とする酸性ガスの吸着材。 
【請求項６】
酸性ガスがＣＯ２であることを特徴とする請求項５に記載の吸着材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーとイオン液体を含む組成物を紡糸して得られる繊維、特に、ＣＯ２を吸収可能な繊維に関する。また、該繊維を含むＣＯ２の吸着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化問題は、喫緊に解決しなければならない課題であることは周知の事実である。特に温室効果ガスの削減が重要であり、最も影響が大きいとされているのは二酸化炭素（ＣＯ２）の削減である。近年、大気中の二酸化炭素の削減方法として、ＣＯ２回収・貯留技術（ＣＣＳ：Carbon Dioxide Capture and Storage）が世界的に注目されており、温暖化緩和策のキーテクノロジーの一つとして期待されている。具体的には、ＣＣＳは、火力発電所等の大規模なＣＯ２排出源において発生するＣＯ２を分離・回収し、輸送した後、地中あるいは海洋などで貯留する技術であり、ＣＯ２貯留の実証実験が進められている。しかし、ＣＣＳ技術の全プロセスにおいて、大規模発生源でのＣＯ２の分離・回収に要するコストが全体の約６０％を占めていると言われている（非特許文献１）。
【０００３】
このような中で、最近注目されているのが、イオン液体によるＣＯ２固定化技術である（特許文献１〜３）。イオン液体によるＣＯ２固定では、例えばイミダゾール系のイオン液体を用いた場合、イオン液体にＣＯ２を接触させながら加圧すると、ガスはイオン液体１分子に対して４〜５倍も溶解することが報告されている（非特許文献１）。イオン液体には、室温以下に融点をもち蒸気圧が低いため大気へほとんど放出されない、リサイクルが容易、広い温度範囲で液体溶媒として使用できる、難燃性であるなどの特徴がある。この特徴により、イオン液体によるＣＯ２固定化技術は従来のＣＯ２の化学吸収法（アミン法）における吸収液の再生工程が簡略化でき、従来の１／３程度にまで消費エネルギーを低減できるとされている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、イオン液体は一般的に粘性が高く、ＣＯ２の吸収速度を上げるためには、加圧等の操作が必要である。また、イオン液体は「液体」として存在するため、ＣＯ２吸収後の輸送・隔離等の際に、漏洩・流出等に伴う危険性がある。したがって、漏洩・流出等の観点から「固体」として存在するＣＯ２を吸着する担体が必要とされている。
【０００５】
繊維の一つであるナノファイバーは、その直径が１〜１００ｎｍ程度、長さが直径の１００倍以上のファイバー状物質と定義されている極細繊維で、通常の繊維よりも比表面積が飛躍的に増大する利点がある。また、ナノファイバーはミクロフィルターや電極剤等、様々の分野へ応用されている（非特許文献３）。ナノファイバーの製作方法の一つに電界紡糸法があり、ポリマー溶液にプラスの高電圧を与え、それがアースやマイナスに帯電した表面にスプレーされる過程で繊維化を起こさせる手法である。また、ポリマー溶液に機能性物質を配合し電界紡糸することで、配合した物質の特性が繊維に付与された複合繊維が得られることが知られている（非特許文献４）。しかし、イオン液体を含むナノファイバー、ＣＯ２を吸着する効果を繊維に付与すること及び該繊維をＣＯ２の吸着材として使用することは知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４８０５２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９６２１１号公報
【特許文献３】特開２００９−１０６９０９号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】経済産業省「低品位廃熱を利用する二酸化炭素分離回収技術開発」事後評価報告
【非特許文献２】産総研ＴＯＤＡＹ  ２００８−０３、ｐ２７
【非特許文献３】本宮達也、図説よくわかるナノファイバー、日刊工業新聞社（２００６）
【非特許文献４】山下義裕、エレクトロスピニング最前線−ナノファイバー創製への挑戦−、繊新社（２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、ＣＯ２を吸収させるために加圧する必要がなく、また、ＣＯ２の輸送・隔離等の際に漏洩・流出の危険性を低減するＣＯ２吸着材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題の解決のために鋭意研究の結果、加圧しなくてもＣＯ２を吸収し、また、ＣＯ２の輸送・隔離等の際に漏洩・流出の危険性がない、ＣＯ２吸着材として使用可能なポリマーにイオン液体が付着してなる繊維を見いだした。
【００１０】
すなわち、本発明は、以下の通りである。
（１）ポリマーにイオン液体が付着していることを特徴とする繊維。
（２）ポリマーとイオン液体を含む組成物を電界紡糸法により紡糸することにより得られる上記（１）記載の繊維。
（３）イオン液体が１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド又は１−ブチル−１−メチルピロリジニウムジシアンアミドであることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載の繊維。
（４）ポリマーがポリ塩化ビニル又はポリメタクリル酸メチルであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の繊維。
（５）上記（１）〜（４）のいずれかに記載の繊維を含むことを特徴とする酸性ガスの吸着材。 
（６）酸性ガスがＣＯ２であることを特徴とする上記（５）に記載の吸着材。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のポリマーにイオン液体が付着してなる繊維は、イオン液体とＣＯ２の接触面積を大きくすることができるため、加圧等の操作をしなくてもＣＯ２を吸収することができる。また、上記繊維は、固体として存在するのでＣＯ２の輸送・隔離等の際に漏洩・流出の危険性がないＣＯ２吸着材として利用でき、ＣＯ２の固定化技術に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】電界紡糸装置の概略図である。
【図２】電界紡糸法の概略図である。
【図３】ＰＶＣ／ＥＭＩＭのＳＥＭ像である。
【図４】ＰＶＣ／ＢＭＰのＳＥＭ像である。
【図５】ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭのＳＥＭ像である。
【図６】ＰＭＭＡ／ＢＭＰのＳＥＭ像である。
【図７】ＰＶＣのＳＥＭ像である。
【図８】ＰＭＭＡのＳＥＭ像である。
【図９】（ａ）ＥＭＩＭ、（ｂ）ＰＶＣ、（ｃ）ＰＶＣ／ＥＭＩＭのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルである。
【図１０】（ａ）ＢＭＰ、（ｂ）ＰＶＣ、（ｃ）ＰＶＣ／ＢＭＰのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルである。
【図１１】（ａ）ＥＭＩＭ、（ｂ）ＰＭＭＡ、（ｃ）ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルである。
【図１２】（ａ）ＢＭＰ、（ｂ）ＰＭＭＡ、（ｃ）ＰＭＭＡ／ＢＭＰのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルである。
【図１３】ＱＣＭ測定装置の概略図である。
【図１４】ＰＶＣ／ＥＭＩＭの平均周波数変化を表すグラフである。
【図１５】ＰＶＣ／ＢＭＰの平均周波数変化を表すグラフである。
【図１６】ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭの平均周波数変化を表すグラフである。
【図１７】ＰＭＭＡ／ＢＭＰの平均周波数変化を表すグラフである。
【図１８】ＰＶＣの平均周波数変化を表すグラフである。
【図１９】ＰＭＭＡの平均周波数変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（繊維）
本発明の繊維としては、ポリマーとイオン液体が複合した繊維であり、ポリマーにイオン液体が付着していれば特に制限されず、ポリマーの少なくとも一部が付着されている状態であればよい。
本発明において、「付着」とは、ポリマーとイオン液体とが、接触してくっつき合っていることを意味する。
繊維の直径は、１ｎｍ〜１００μｍ、好ましくは１ｎｍ〜１０μｍであり、さらに好ましくは１ｎｍ〜５μｍである。繊維の長さは、直径の５倍以上であり、好ましくは直径の１０倍以上であり、さらに好ましくは直径の１００倍以上である。また、繊維は、電界紡糸によりナノファイバーとして得ることができるが、ナノファイバーは比表面積が大きく、好適に用いることができる。
【００１４】
前記ポリマーとしては、イオン液体と複合して繊維となるものであれば特に制限されないが、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等の酢酸ビニル系ポリマー；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のハロゲン化ビニル系ポリマー；ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸ブチル等のメタクリル酸アルキルエステル系ポリマー；ポリメタクリル酸２−ヒドロキシエチル等のメタクリル酸の炭素数２〜６のヒドロキシアルキルエステル系ポリマー；メタクリル酸のアルコキシアルキルエステル系ポリマー；メタクリル酸のヒドロキシオリゴアルキレングリコールエステル系ポリマー；メタクリル酸のアルコキシオリゴアルキレングリコールエステル系ポリマー；ポリメチルビニルエーテル、ポリエチルビニルエーテル等のビニルエーテル系ポリマー；ポリメチルビニルケトン、ポリメチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン系ポリマー；ポリエチレンオキシド等のポリエーテル系ポリマー；ポリ（メタ）アクロレイン等のアクロレイン系ポリマー；ポリ（メタ）アクリルアミド等のアクリルアミド系ポリマー；ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系ポリマー；ポリアミド−６、ポリアミド−６，６、ポリアミド−６，１２等のポリアミド系ポリマー；ポリジメチルシロキサン等のシロキサン系ポリマー；ポリアクリロニトリル等のニトリル系ポリマー等を挙げることができ、好ましくは、ハロゲン化ビニル系ポリマー及びメタクリル酸アルキルエステル系ポリマーであり、さらに好ましくは、ポリ塩化ビニル及びポリメタクリル酸メチルである。前記ポリマーは、１種単独でも２種以上を組み合わせて用いても良く、市販品を使用することができる。
【００１５】
前記ポリマーの分子量は、数平均分子量で１，０００〜２，０００，０００であることが好ましく、１０，０００〜１，０００，０００であることがより好ましい。また、前記ポリマーの数平均分子量に対する重量平均分子量の比によって計算される分子量分布は、好ましくは、１．０〜４．０、より好ましくは１．０〜３．５、最も好ましくは１．０〜３．０の範囲である。
【００１６】
イオン液体としてはポリマーと複合して繊維となるものであれば制限されないが、該イオン液体は以下に示すアニオンとカチオンから成る液体の塩である。
【００１７】
アニオンは、塩化物イオン（Ｃｌ−）、臭化物イオン（Ｂｒ−）、ヨウ化物イオン（Ｉ−）、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、ｐ−トルエンスルホナート（ｐ−ＣＨ３−Ｃ６Ｈ４ＳＯ３−）、トリフルオロメタンスルホナート（ＣＦ３ＳＯ３−）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−］、ジシアナミド［（ＮＣ）２Ｎ−］、トリス（トリフルオロメチルスルフォニル）メチド[（ＣＦ３ＳＯ２）３Ｃ−］、酢酸イオン（ＣＨ３ＣＯＯ−）、トリフルオロ酢酸イオン（ＣＦ３ＣＯＯ−）、テトラアルキルホスホニウム、テトラアルキルアンモニウム、Ｎ−アルキルピリジニウム、カルボカチオン、１，３−ジアルキルイミダゾリウム、及び１，２，３−トリアルキルイミダゾリウムから少なくとも１種類以上が選択される。前記アニオンの中でも、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−］、ジシアナミド［（ＮＣ）２Ｎ−］が好ましい。
【００１８】
カチオンは、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−メチル−３−（３−シアノプロピル）イミダゾリウム、１−メトキシエチル−３−メチルイミダゾリウム、Ｎ−ヘキシルピリジニウム、１−ブチル−１−メチルピロリジニウム、トリヘキシル（テトラデシル）ホスホニウム、メチル（トリオクチル）アンモニウム、及び（Ｓ）−４−イソプロピル−２−エチル−３−メチル−４，５−ジヒドロオキサゾール−３−イウムから選択される１種以上を含むイオン液体を用いることができる。前記カチオンの中でも、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムが好ましい。
【００１９】
前記イオン液体の中でも、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−メチル−３−（３−シアノプロピル）イミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−メトキシエチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムジシアナミド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムジシアナミドが好ましく、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド及び１−ブチル−１−メチルピロリジニウムジシアナミドがより好ましい。
【００２０】
（製造方法）
本発明の繊維は、ポリマーとイオン液体を含む組成物の電界紡糸により製造できる。電界紡糸は、ポリマーとイオン液体を含む組成物に高電圧を印加する方法である。電界紡糸は図１に示す装置で行うことができ、ポリマーとイオン液体を含む組成物より、以下の段階を経てイオン液体がポリマーに付着した繊維が得られる。イオン液体がポリマーの表面に付着した繊維が生成する概略図を図２に示す。
（１）ポリマーとイオン液体を含む組成物を充填したシリンジの針先にプラスの高電圧が印加され該組成物に負荷がかけられる。
（２）高電圧により、針先の上記の組成物がテーラーコーンと呼ばれる円錐状になる。
（３）組成物中の分子同士が正電荷に帯電して反発し、針先の表面張力よりも分子同士の反発力が大きくなり、負に帯電しているアース電極へ向かって上記の組成物が霧状に噴射される。
（４）霧状に噴射された組成物は、繊維になってアース電極に堆積する。
【００２１】
前記ポリマーとイオン液体を含む組成物は、前記ポリマーと前記イオン液体のみからなる組成物でもよく、さらに適当な溶媒を含んでいてもよい。
前記ポリマーと前記イオン液体の配合割合は、重量比で、１：０．１〜０．８であり、１：０．３〜０．５が好ましい。
溶媒としては、前記ポリマーと前記イオン液体を溶解するもので、前記繊維を生成するものであれば特に制限されないが、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン等の塩素系溶媒；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等のアミド系溶媒；アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒；メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２２】
本電界紡糸法によれば、イオン液体がポリマーに付着した繊維が二次元的に広がった状態で形成されるため、不織布を直接作成することもできる。
【００２３】
（ＣＯ２の吸着材）
本発明の繊維や不織布は、イオン液体を含んでおりＣＯ２を吸収することができるため、ＣＯ２の吸着材になる。本発明の繊維や不織布にＣＯ２を含むガスを接触させることによって、ＣＯ２を吸着させることができる。また、繊維や不織布に吸着されたＣＯ２は、ＣＯ２が吸着した繊維や不織布を、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガスへ接触すること、減圧すること、加熱すること、及びそれらの組合せによって、繊維や不織布から放出させることができる。ＣＯ２が放出された繊維や不織布は再びＣＯ２の吸着材になる。また、イオン液体はＣＯ２に限らず、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、二硫化炭素（ＣＳ２）等の酸性の気体を吸着するため、本発明の繊維や不織布は酸性ガスの吸着材としても好適である。
【実施例】
【００２４】
以下に、実施例において本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術範囲は、これらに限定されるものではない。
【００２５】
実施例１．ＰＶＣ／ＥＭＩＭ繊維の調製
ＰＶＣの重量パーセント濃度が９ｗｔ％、ＰＶＣ：ＥＭＩＭ＝１０：４（ｗｔ／ｗｔ）となるように、サンプル管に、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ、和光純薬株式会社製）２ｍｌ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ、ナカライテスク株式会社製）３ｍｌ、ポリ塩化ビニルポリマー（ＰＶＣ、キシダ化学株式会社製）０．４６９ｇ、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルフォニル）イミド（ＥＭＩＭ、関東化学株式会社製）０．１８８ｇを加えて２４時間攪拌し、ＰＶＣ／ＥＭＩＭ紡糸溶液を調製した。次に、図１に示す電界紡糸装置で、印加電圧２９ｋｖ、針先−アルミ箔距離１０ｃｍとし、流速０．３ｍｌ／ｈ、回転速度１０００ｒｐｍでアルミ箔上にＰＶＣ／ＥＭＩＭ紡糸溶液を紡糸した後、２４時間乾燥させ、ＰＶＣ／ＥＭＩＭ繊維を得た。
【００２６】
実施例２．ＰＶＣ／ＢＭＰ繊維の調製
ＰＶＣの重量パーセント濃度が９ｗｔ％、ＰＶＣ：ＢＭＰ＝１０：４（ｗｔ／ｗｔ）となるように、サンプル管に、ＤＭＦ２ｍｌ、ＴＨＦ３ｍｌ、ＰＶＣ０．４６９ｇ、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムジシアンアミド（ＢＭＰ、メルク株式会社製）０．１８８ｇを加えて２４時間攪拌し、ＰＶＣ／ＢＭＰ紡糸溶液を調製した。次に、図１に示す電界紡糸装置で、印加電圧２９ｋｖ、針先−アルミ箔距離１０ｃｍとし、流速０．３ｍｌ／ｈ、回転速度１０００ｒｐｍでアルミ箔上にＰＶＣ／ＢＭＰ紡糸溶液を紡糸した後、２４時間乾燥させ、ＰＶＣ／ＢＭＰ繊維を得た。
【００２７】
実施例３．ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭ繊維の調製
ＰＭＭＡの重量パーセント濃度が９ｗｔ％、ＰＭＭＡ：ＥＭＩＭ＝１０：４（ｗｔ／ｗｔ）となるように、サンプル管に、ＤＭＦ２ｍｌ、ＴＨＦ３ｍｌ、メタクリル酸メチルポリマー（ＰＭＭＡ）０．４６９ｇ、ＥＭＩＭ０．１８８ｇを加えて２４時間攪拌し、ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭ紡糸溶液を調製した。次に、図１に示す電界紡糸装置で、印加電圧２９ｋｖ、針先−アルミ箔距離１０ｃｍとし、流速０．３ｍｌ／ｈ、回転速度１０００ｒｐｍでアルミ箔上にＰＭＭＡ／ＥＭＩＭ紡糸溶液を紡糸した後、２４時間乾燥させ、ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭ繊維を得た。
【００２８】
実施例４．ＰＭＭＡ／ＢＭＰ繊維の調製
ＰＭＭＡの重量パーセント濃度が９ｗｔ％、ＰＭＭＡ：ＢＭＰ＝１０：４（ｗｔ／ｗｔ）となるように、サンプル管に、ＤＭＦ２ｍｌ、ＴＨＦ３ｍｌ、ＰＭＭＡ０．４６９ｇ、ＢＭＰ０．１８８ｇを加えて２４時間攪拌し、ＰＭＭＡ／ＢＭＰ紡糸溶液を調製した。次に、図１に示す電界紡糸装置で、印加電圧２９ｋｖ、針先−アルミ箔距離１０ｃｍとし、流速０．３ｍｌ／ｈ、回転速度１０００ｒｐｍでアルミ箔上にＰＭＭＡ／ＢＭＰ紡糸溶液を紡糸した後、２４時間乾燥させ、ＰＭＭＡ／ＢＭＰ繊維を得た。
【００２９】
比較例１．ＰＶＣ繊維の調製
ＰＶＣの重量パーセント濃度が９ｗｔ％となるように、サンプル管に、ＤＭＦ２ｍｌ、ＴＨＦ３ｍｌ、ＰＶＣ０．４５１ｇを加えて２４時間攪拌し、ＰＶＣ紡糸溶液を調製した。次に、図１に示す電界紡糸装置で、印加電圧２９ｋｖ、針先−アルミ箔距離１０ｃｍとし、流速０．３ｍｌ／ｈ、回転速度１０００ｒｐｍでアルミ箔上にＰＶＣ紡糸溶液を紡糸した後、２４時間乾燥させ、ＰＶＣ繊維を得た。
【００３０】
比較例２．ＰＭＭＡ繊維の調製
ＰＭＭＡの重量パーセント濃度が９ｗｔ％となるように、サンプル管に、溶媒であるＤＭＦ２ｍｌ、ＴＨＦ３ｍｌ、ＰＭＭＡ０．４５１ｇを加えて２４時間攪拌し、ＰＭＭＡ紡糸溶液を調製した。次に、図１に示す電界紡糸装置で、印加電圧２９ｋｖ、針先−アルミ箔距離１０ｃｍとし、流速０．３ｍｌ／ｈ、回転速度１０００ｒｐｍでアルミ箔上にＰＭＭＡ紡糸溶液を紡糸した後、２４時間乾燥させ、ＰＭＭＡ繊維を得た。
【００３１】
実施例５．走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による繊維の表面の観察
実施例１〜４、比較例１及び２で作製した繊維の表面をＳＥＭにより観察した。ＳＥＭは、サーマル電界放出形走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ７６００Ｆ日本電子株式会社製）を使用した。また、得られたＳＥＭ画像から繊維の平均直径を算出した。測定の際には、カーボンテープ（日新ＥＭ株式会社製）を使用して試料台に試料を貼り付けて観察を行った。
実施例１〜４、比較例１及び２で作製した繊維の画像を図３〜８に示す。また、平均直径及び標準偏差を表１に示す。さらに、各繊維の重量及び密度より算出した表面積を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2016017236.tif 000002
【００３３】
実施例６．フーリエ変換分光法（ＦＴ−ＩＲ）による繊維中のイオン液体の確認
全反射吸収分光法（ＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲ）により作製した繊維中のイオン液体の存在確認を行った。測定装置として、フーリエ変換赤外分光光度計ＩＲ−Ｐｓｅｓｔｉｇｅ−２１（島津株式会社製）を使用した。また、付属品としてダイヤモンドＡＴＲアクセサリー（株式会社エス・ティ・ジャパン製）を使用した。
図９に（ａ）ＥＭＩＭ、（ｂ）ＰＶＣ、（ｃ）ＰＶＣ／ＥＭＩＭのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルを示す。ＰＶＣ／ＥＭＩＭのスペクトルにおいて、ＥＭＩＭのスルホン基（ＳＯ２）の伸縮振動に帰属されるピーク（１３５０ｃｍ−１）、ＰＶＣのメチレン基（ＣＨ２）の伸縮振動に帰属されるピーク（１４３０ｃｍ−１）を確認したことから繊維中にＥＭＩＭが存在していることを確認した。
図１０に（ａ）ＢＭＰ、（ｂ）ＰＶＣ、（ｃ）ＰＶＣ／ＢＭＰのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルを示す。ＰＶＣ／ＢＭＰのスペクトルにおいてＢＭＰのニトリル基（ＣＮ）の伸縮運動に帰属されるピーク（２２３０ｃｍ−１、２１９４ｃｍ−１、２１９４ｃｍ−１）とＰＶＣのメチレン基（ＣＮ）の伸縮振動に帰属される（１４３０ｃｍ−１）を確認したことから繊維中にＢＭＰが存在していることを確認した。
図１１に（ａ）ＥＭＩＭ、（ｂ）ＰＭＭＡ、（ｃ）ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルを示す。ＰＭＭＡ／ＥＭＩＭのスペクトルにおいてＥＭＩＭのスルホン基（ＳＯ２）の伸縮振動に帰属されるピーク（１３５０ｃｍ−１）、ＰＭＭＡのカルボニル基（Ｃ＝Ｏ）の伸縮運動に帰属されるピーク（１７２５ｃｍ−１）を確認したことから繊維中にＥＭＩＭが存在していることを確認した。
図１２に（ａ）ＢＭＰ、（ｂ）ＰＭＭＡ、（ｃ）ＰＭＭＡ／ＢＭＰのＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲスペクトルを示す。ＰＭＭＡ／ＢＭＰのスペクトルにおいてＢＭＰのニトリル基（ＣＮ）の伸縮運動に帰属されるピーク（２２３０ｃｍ−１、２１９４ｃｍ−１、２１９４ｃｍ−１）とＰＭＭＡのカルボニル基（Ｃ＝Ｏ）の伸縮運動に帰属されるピーク（１７２５ｃｍ−１）を確認したことから繊維中にＢＭＰが存在していることを確認した。
また、全てのポリマー／イオン液体の繊維でイオン液体のピークが、ポリマーのピークより強く出ているためポリマーの表面にイオン液体が付着していると考えられる。
【００３４】
実施例７．水晶振動子マイクロバランス法（ＱＣＭ）によるＣＯ２吸収量の測定
ＱＣＭ法では、質量の変化が周波数の変化を検出することで測定できる。具体的には、水晶振動子に一定の周波数を流し、水晶振動子に物質が付着すると振動エネルギーが低下するので、周波数の減少が検出される。一方、水晶振動子から物質が脱離すると振動エネルギーが上昇するので、周波数の上昇が検出される。
水晶振動子上に実施例１〜４、比較例１及び２の繊維を紡糸し、窒素（Ｎ２）とＣＯ２を１０００（ｓ）ごとに繰り返し供給することにより、ＣＯ２吸収／脱離実験を行った。測定は最初にＮ２、次にＣＯ２をそれぞれ１０００ｓおきに注入し、これを計３サイクル繰り返した。得られた周波数変化量からＣＯ２吸収量を求めた。測定装置として図１３に示す装置を用いた。実施例１〜４、比較例１及び２で作製したファイバーのＱＣＭによる周波数変化のグラフを図１４〜１９に示す。
また、ＣＯ２注入における単位表面積当たりの平均周波数変化の結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
ポリマーのみからなる比較例１及び比較例２の繊維で周波数の変化が小さかったのに対し、ポリマーの表面にイオン液体が付着してなる実施例１〜４のポリマー繊維は、Ｎ２雰囲気下では周波数が上昇し、ＣＯ２雰囲気下では周波数が降下した。すなわち、Ｎ２雰囲気下では質量が減少し、ＣＯ２雰囲気下では質量が増加したことを意味し、ポリマーの表面にイオン液体が付着してなるポリマー繊維にＣＯ２が吸着及び脱離することが示された。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の繊維は、ポリマーにイオン液体が付着した繊維であり、ＣＯ２を効率よく吸収することができる。イオン液体にＣＯ２を吸収させるためには加圧する必要があり、イオン液体が液体であるため輸送・隔離等の際に漏洩・流出の危険があったが、本発明の繊維は、常圧でＣＯ２を吸収し、漏洩・流出の危険がないＣＯ２吸着材として使用可能である。本発明の繊維はＣＯ２に加えて、二酸化硫黄（ＳＯ２）、三酸化硫黄（ＳＯ３）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、二硫化炭素（ＣＳ２）等の酸性の気体も吸着できるので、これら酸性の気体の分離・精製にも用いることができる。
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１３】
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