熱可塑性樹脂で被覆された光発電糸及びその製造方法
【課題】耐久性に優れると共に、柔軟で高効率な発電性能を発揮する光発電糸を提供する。
【解決手段】導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である耐久性に優れた光発電糸及び製造方法。
【解決手段】導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である耐久性に優れた光発電糸及び製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐熱変形性と耐摩擦性のある光発電糸及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化をもたらす化石燃料の代替エネルギーとして、つまり、温室効果ガス排出量を削減した低炭素社会の実現に不可欠なエネルギーとして、太陽光エネルギーを直接電力に変換する太陽電池を利用した太陽光発電の普及が期待されている。
【０００３】
太陽電池は、光起電力効果により太陽光を即時に電力に変換するもので、従来シリコン太陽電池が主流であった。近年、製法が簡便で生産コストを低く抑えることのできる有機化合物を用いた太陽電池の開発が行われている。有機化合物を用いた太陽電池には、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池がある。
【０００４】
このような有機化合物を用いた太陽電池としては、特許文献１には透明材料の管の内面に透明導電層、色素増感多孔質半導体層、電解質層を順に設け、管の中央部分に対極が挿入された構造の色素増感光電変換素子が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、布帛にするための製編あるいは製織に好適とはいえなかった。
【特許文献１】特開２００７−０１２５４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、耐久性に優れると共に、柔軟で高効率な発電性能を発揮する光発電糸を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である耐久性に優れた光発電糸を見出し本発明に到達した。本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であることを特徴とする光発電糸。
【０００９】
［２］前記活性層が、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなる前項１に記載の光発電糸。
【００１０】
［３］前記導電性高分子層が、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から選ばれる１種である前項１または２に記載の光発電糸。
【００１１】
［４］前記熱可塑性樹脂層が、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種である前項１〜３のいずれか１項に記載の光発電糸。
【００１２】
［５］酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で、導電糸の周囲に活性層を塗工し乾燥することにより活性層を得る活性層積層工程と、前記活性層の周囲に導電性高分子層を塗工し乾燥することにより導電性高分子層を得る導電性高分子層積層工程と、前記導電性高分子層の周囲に熱可塑性樹脂層を塗工することにより該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である熱可塑性樹脂層を得る熱可塑性樹脂層積層工程と、前記熱可塑性樹脂層に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を行う電子線照射工程とを順に実施することを特徴とする光発電糸の製造方法。
【００１３】
［６］前記活性層積層工程において、前記活性層としてポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体を用いる前項５に記載の光発電糸の製造方法。
【００１４】
［７］前記導電性高分子層積層工程において、前記導電性高分子層としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から選ばれる１種を用いる前項５または６に記載の光発電糸の製造方法。
【００１５】
［８］前記熱可塑性樹脂層積層工程において、前記熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を用いる前項５〜７のいずれか１項に記載の光発電糸の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
［１］の発明では、導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であるので酸素及び水分を充分遮蔽すると共に、耐久性に優れた光発電糸とすることができる。
【００１７】
［２］の発明では、前記活性層が、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなり、電子供与性のポリチオフェン誘導体がドナー、電子吸引性の強いフラーレン誘導体がアクセプターとして働くので、太陽光の照射により光起電力が発生し、高効率な発電性能を発揮する光発電糸とすることができる。
【００１８】
［３］の発明では、前記導電性高分子層が、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）であるので安定して活性層３で発生した正孔を取り出すことができる。
【００１９】
［４］の発明では、前記熱可塑性樹脂層が、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種であるので比較的容易に熱溶解し塗工することができる。さらに、酸素及び水分を遮蔽するので導電性高分子層及び活性層を保護すると共に、光発電糸に耐久性を付与することができる。
【００２０】
［５］の発明では、活性層積層工程と、導電性高分子層積層工程と、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を順に実施することによって、耐久性に優れた柔軟で高効率な発電性能を発揮する光発電糸を製造することができる。該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であるので酸素及び水分を充分に遮蔽することができる。しかも、５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を実施するので熱可塑性樹脂層の架橋を促進するので耐久性を向上させることができる。活性層積層工程、導電性高分子層積層工程、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で実施することで、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層における発電性能を損なう酸素を遮蔽することができる。さらに電子線照射工程では熱可塑性樹脂層の架橋反応を阻害するのを防止することができる。
【００２１】
［６］の発明では、前記活性層積層工程において、前記活性層としてポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体を用いるので電子供与性のポリチオフェン誘導体がドナー、電子吸引性の強いフラーレン誘導体がアクセプターとして働くので、太陽光の照射により光起電力が発生し、高効率な光発電糸を製造することができる。
【００２２】
［７］の発明では、前記導電性高分子層積層工程において、前記導電性高分子層としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から選ばれる１種を用いるので安定して活性層３で発生した正孔を取り出すことができる光発電糸を製造することができる。
【００２３】
［８］の発明では、前記熱可塑性樹脂層積層工程において、前記熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を用いるので比較的容易に熱溶解し塗工することができる。さらに、酸素及び水分を遮蔽するので導電性高分子層及び活性層を保護すると共に、耐久性のある光発電糸を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る光発電糸の一実施形態を図１に示す。本実施形態の光発電糸は、導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸である。図において、１は光発電糸、２は導電糸、３は活性層、４は導電性高分子層、５は熱可塑性樹脂層を示している。光発電糸１は、導電糸２の周囲に活性層３を積層し、さらに導電性高分子層４を積層し、最後に熱可塑性樹脂層５を積層している。
【００２５】
導電糸２としては、例えば天然繊維（綿等）又は合成繊維（ポリエステル繊維、ナイロン繊維等）の周りに金属（アルミニウム、ステンレス、金、銀等）薄膜を蒸着処理した繊維、無機繊維（ステンレス鋼繊維等）、導電性繊維（カーボン練り込み繊維、導電性高分子からなる繊維）を採用することができる。中でも軽量で柔軟性があるのでアルミニウムを蒸着するのが好ましい。導電糸２の繊度は、０．００３デシテックス〜１０２１０デシテックスの範囲が好ましい。０．００３デシテックスより細い繊度では、発電糸の強度が弱くなり、取扱いが困難となるので好ましくない。また、１０２１０デシテックスより太い繊度では、発電糸の柔軟性が不充分となるので好ましくない。
【００２６】
活性層３としては、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなり、電子供与性のポリチオフェン誘導体がドナー、電子吸引性の強いフラーレン誘導体がアクセプターとして働くので、太陽光の照射により光起電力が発生し、高効率な光発電糸とすることができる。ポリチオフェン誘導体としては、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）、ポリ−３−オクチルチオフェン（Ｐ３ＯＴ）、ポリ−３−ドデシルチオフェン（Ｐ３ＤＤＴ）を挙げることができる。中でも、高い開放電圧を与えるポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）が好ましい。また、フラーレン誘導体としては、フラーレン骨格を有するものであれば特に限定されないが、例えば、フェニルＣ６１ブチル酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）を挙げることができる。
【００２７】
導電性高分子層４としては、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸ＰＳＳから選ばれる１種を採用することができる。ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物、及びポリアニリン（ＰＡＮＩ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物は活性層３で発生した正孔を安定的に取り出すので、高効率な光発電糸とすることができる。
【００２８】
熱可塑性樹脂層５としては、熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を採用するので比較的容易に熱溶解し塗工することができる。さらに、酸素及び水分を遮蔽するので導電性高分子層４及び活性層３を保護すると共に、耐久性のある光発電糸１を製造することができる。
【００２９】
本発明に係る光発電糸１の製造方法は、導電糸２の周囲に中心側から順に、活性層３、導電性高分子層４及び熱可塑性樹脂層５が積層された光発電糸１の製造方法において、酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で、導電糸２の周囲に活性層３を塗工し乾燥することにより活性層３を得る活性層積層工程と、前記活性層３の周囲に導電性高分子層４を塗工し乾燥することにより導電性高分子層４を得る導電性高分子層積層工程と、前記導電性高分子層４の周囲に熱可塑性樹脂層５を塗工することにより該熱可塑性樹脂層５の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層５の厚さが前記導電糸２の直径に対して１／２０〜１／５である熱可塑性樹脂層５を得る熱可塑性樹脂層積層工程と、前記熱可塑性樹脂層５に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を行う電子線照射工程とを順に実施することを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る光発電糸１の製造方法によれば、活性層積層工程と、導電性高分子層積層工程と、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を順に実施することによって、耐久性に優れた柔軟で高効率な発電性能を発揮する光発電糸１を製造することができる。該熱可塑性樹脂層５の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層５の厚さが前記導電糸２の直径に対して１／２０〜１／５であるので酸素及び水分を充分遮蔽すると共に、耐久性に優れた光発電糸１とすることができ、しかも、５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を実施するので熱可塑性樹脂層５の架橋を促進するため耐久性の向上した光発電糸１を製造することができる。活性層積層工程、導電性高分子層積層工程、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で実施することで、活性層３、導電性高分子層４及び熱可塑性樹脂層５における発電性能を損なう酸素を遮蔽することができる。さらに電子線照射工程では熱可塑性樹脂層５の架橋反応を阻害するのを防止することができるので、耐久性に優れた光発電糸１を製造することができる。
【００３１】
本発明に係わる光発電糸１の製造方法において、活性層積層工程から電子線照射工程までの処理を、酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で行う。前記不活性ガス雰囲気とは、導電糸２の周囲に中心側から順に積層した活性層３、導電性高分子層４及び熱可塑性樹脂層５において発電性能を損わないようにするために窒素置換などで酸素濃度を１％以下にした状態である。また、活性層積層工程から熱可塑性樹脂層積層工程までの各積層工程は、精度良く均一に積層する方法を用いれば良く、例えばダイコート法、ディップコート法を挙げることができる。
【００３２】
（活性層積層工程）
活性層積層工程では、ポリチオフェン誘導体とフラーレン誘導体を溶媒に溶解した混合溶液を、例えばダイコート法で塗工することで、導電糸２の周囲に精度良く積層することができる。溶媒としては特に限定されないが、例えばジクロロベンゼン、クロロベンゼン、トルエンを挙げることができる。積層する活性層３の厚さは特に限定されないが、２０ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲が好ましい。活性層３の厚さが２０ｎｍ未満では電荷分離が発生し難くなるので発電性能の低下を招くため好ましくない。１５００ｎｍを超えると活性層内で電荷の移動に対する抵抗が大きくなるので発電性能の低下を招くため好ましくない。
【００３３】
（導電性高分子層積層工程）
導電性高分子層積層工程では、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物、またはポリアニリン（ＰＡＮＩ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物を水に分散させた分散溶液を、例えばダイコート法で塗工することで、活性層３の周囲に精度良く積層することができる。積層する導電性高分子層４の厚みは特に限定されない。必要な発電性能に基づいて厚みを調整すれば良い。
【００３４】
（熱可塑性樹脂層積層工程）
熱可塑性樹脂層積層工程では、融点温度以上に加熱されたＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、またはＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）を、例えばダイコート法で塗工することで、導電性高分子層４の周囲に精度良く積層することができる。積層する熱可塑性樹脂層５の厚さは特に限定されないが、１００ｎｍ〜５００００ｎｍの範囲が好ましい。熱可塑性樹脂層５の厚さが１００ｎｍ未満では酸素及び水分に対する遮蔽力が充分とはいえなくなり発電性能の低下を招くため好ましくない。５００００ｎｍを超えると光発電糸の柔軟性を損なうため好ましくない。
【００３５】
（電子線照射工程）
電子線照射工程では、照射量が５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線を照射する。熱可塑性樹脂層５に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線を照射することで、熱可塑性樹脂層５を架橋反応により耐久性に優れた層とすることができる。照射量が５０ｋＧｙ未満では架橋反応が進まず、照射量が２５０ｋＧｙを超えると、電子線が導電性高分子層４及び活性層３にまで達し、導電性高分子層４及び活性層３を破壊してしまうため発電性能の低下を招くおそれがある。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例のものに特に限定されるものではない。なお、試験方法及び評価は次の通りである。
【００３７】
（耐光強伸度試験）
８０℃±３℃の雰囲気下にてＪＩＳ Ｂ ７７５３に準じたサンシャインウェザーメータＳ８０（スガ試験機株式会社製）を用い、ＪＩＳ Ｃ８９１５に準じて２０００時間露光し、オートグラフＡＧ−１ＫＮ（株式会社島津製作所）を用いて、ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて光発電糸の引張り強さ及び伸び率の変化を測定した。耐候試験後の強伸度変化が１０％以内を「○」、強伸度変化が１０％を超えたものを「×」で表し、「○」を合格とした。
【００３８】
（摩擦堅牢度試験）
JIS L ０８４９に準じた摩擦試験機II形を用い、１４ｃｍ×５ｃｍの厚紙に光発電糸１を重ならないように３ｃｍ幅で長手方向に巻きつけた試験片を試験し評価した。導電性高分子層４の摩擦用白綿布への着色を目視で評価した。着色が認められなかったものを「○」、僅かに認められたものを「△」、着色が認められたものを「×」で表し、「○」を合格とした。
【００３９】
＜実施例１＞
酸素濃度０．１％の窒素ガス雰囲気下で、導電糸２として用意した直径１００μｍのアルミニウム蒸着ポリエステル糸の周囲に、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）とアクセプターとしてフェニルＣ６１ブチル酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）をトルエン溶媒に溶解し混合液をダイコート法にて厚み１５０ｎｍになるように塗工した後、１５０℃×２０分緩やかに加熱し溶媒を揮発させ活性層３を積層した。次に、活性層３の周囲にポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）をドープさせた水分散体をダイコート法にて厚み１５０ｎｍになるように塗工した後、２００℃×２０分加熱し水分を乾燥させ導電性高分子層４を積層した。さらに、導電性高分子層４の周囲に１８０℃で溶融した熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）をダイコート法にて厚み８０００ｎｍになるように塗工し、２０℃の室温の中で空冷して熱可塑性樹脂層５を積層した。最後に、照射量１００ｋＧｙの電子線を熱可塑性樹脂層５に照射して熱可塑性樹脂層５の架橋を促進、硬化させて光発電糸１を得た。
【００４０】
＜実施例２＞
熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み１００００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂層５に照射した電子線の照射量を８０ｋＧｙとしたこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４１】
＜実施例３＞
酸素濃度０．５％の窒素ガス雰囲気下で実施したことと、導電糸２として直径２００μｍのステンレス鋼繊維を用いたことと、熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み２００００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４２】
＜実施例４＞
活性層３としてポリ−３−オクチルチオフェン（Ｐ３ＯＴ）、ポリ−３−ドデシルチオフェン（Ｐ３ＤＤＴ）をトルエン溶媒に溶解し混合液をダイコート法にて厚み２００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み１００００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂層５に照射した電子線の照射量を２００ｋＧｙとしたこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４３】
＜実施例５＞
酸素濃度０．３％の窒素ガス雰囲気下で実施したことと、導電性高分子層４としてポリアニリン（ＰＡＮＩ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）をドープさせた水分散体を厚み１００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み１５０００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４４】
＜実施例６＞
熱可塑性樹脂ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）を厚み１５０００ｎｍになるように塗工熱可塑性樹脂層５に照射した電子線の照射量を１５０ｋＧｙとしたこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４５】
＜比較例１＞
熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み６００００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４６】
＜比較例２＞
酸素濃度１０％の窒素ガス雰囲気下で実施したこと以外は実施例２と同様にして光発電糸１を得た。
【００４７】
＜比較例３＞
電子線を照射しなかった以外は実施例３と同様にして光発電糸１を得た。
【００４８】
＜比較例４＞
熱可塑性樹脂にアクリル樹脂を厚み１００００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例４と同様にして光発電糸１を得た。
【００４９】
実施例１〜６及び比較例１〜４と評価結果を表１に示す。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係わる光発電糸の一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・光発電糸
２・・・導電糸
３・・・活性層
４・・・導電性高分子層
５・・・熱可塑性樹脂層
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る光発電糸は、例えば製編あるいは製織し布帛にすることで、太陽光発電に応用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、優れた耐熱変形性と耐摩擦性のある光発電糸及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化をもたらす化石燃料の代替エネルギーとして、つまり、温室効果ガス排出量を削減した低炭素社会の実現に不可欠なエネルギーとして、太陽光エネルギーを直接電力に変換する太陽電池を利用した太陽光発電の普及が期待されている。
【０００３】
太陽電池は、光起電力効果により太陽光を即時に電力に変換するもので、従来シリコン太陽電池が主流であった。近年、製法が簡便で生産コストを低く抑えることのできる有機化合物を用いた太陽電池の開発が行われている。有機化合物を用いた太陽電池には、色素増感太陽電池、有機薄膜太陽電池がある。
【０００４】
このような有機化合物を用いた太陽電池としては、特許文献１には透明材料の管の内面に透明導電層、色素増感多孔質半導体層、電解質層を順に設け、管の中央部分に対極が挿入された構造の色素増感光電変換素子が開示されている。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術は、布帛にするための製編あるいは製織に好適とはいえなかった。
【特許文献１】特開２００７−０１２５４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、耐久性に優れると共に、柔軟で高効率な発電性能を発揮する光発電糸を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、このような課題を解決するために鋭意検討の結果、導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である耐久性に優れた光発電糸を見出し本発明に到達した。本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であることを特徴とする光発電糸。
【０００９】
［２］前記活性層が、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなる前項１に記載の光発電糸。
【００１０】
［３］前記導電性高分子層が、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から選ばれる１種である前項１または２に記載の光発電糸。
【００１１】
［４］前記熱可塑性樹脂層が、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種である前項１〜３のいずれか１項に記載の光発電糸。
【００１２】
［５］酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で、導電糸の周囲に活性層を塗工し乾燥することにより活性層を得る活性層積層工程と、前記活性層の周囲に導電性高分子層を塗工し乾燥することにより導電性高分子層を得る導電性高分子層積層工程と、前記導電性高分子層の周囲に熱可塑性樹脂層を塗工することにより該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である熱可塑性樹脂層を得る熱可塑性樹脂層積層工程と、前記熱可塑性樹脂層に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を行う電子線照射工程とを順に実施することを特徴とする光発電糸の製造方法。
【００１３】
［６］前記活性層積層工程において、前記活性層としてポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体を用いる前項５に記載の光発電糸の製造方法。
【００１４】
［７］前記導電性高分子層積層工程において、前記導電性高分子層としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から選ばれる１種を用いる前項５または６に記載の光発電糸の製造方法。
【００１５】
［８］前記熱可塑性樹脂層積層工程において、前記熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を用いる前項５〜７のいずれか１項に記載の光発電糸の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
［１］の発明では、導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であるので酸素及び水分を充分遮蔽すると共に、耐久性に優れた光発電糸とすることができる。
【００１７】
［２］の発明では、前記活性層が、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなり、電子供与性のポリチオフェン誘導体がドナー、電子吸引性の強いフラーレン誘導体がアクセプターとして働くので、太陽光の照射により光起電力が発生し、高効率な発電性能を発揮する光発電糸とすることができる。
【００１８】
［３］の発明では、前記導電性高分子層が、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）であるので安定して活性層３で発生した正孔を取り出すことができる。
【００１９】
［４］の発明では、前記熱可塑性樹脂層が、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種であるので比較的容易に熱溶解し塗工することができる。さらに、酸素及び水分を遮蔽するので導電性高分子層及び活性層を保護すると共に、光発電糸に耐久性を付与することができる。
【００２０】
［５］の発明では、活性層積層工程と、導電性高分子層積層工程と、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を順に実施することによって、耐久性に優れた柔軟で高効率な発電性能を発揮する光発電糸を製造することができる。該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であるので酸素及び水分を充分に遮蔽することができる。しかも、５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を実施するので熱可塑性樹脂層の架橋を促進するので耐久性を向上させることができる。活性層積層工程、導電性高分子層積層工程、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で実施することで、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層における発電性能を損なう酸素を遮蔽することができる。さらに電子線照射工程では熱可塑性樹脂層の架橋反応を阻害するのを防止することができる。
【００２１】
［６］の発明では、前記活性層積層工程において、前記活性層としてポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体を用いるので電子供与性のポリチオフェン誘導体がドナー、電子吸引性の強いフラーレン誘導体がアクセプターとして働くので、太陽光の照射により光起電力が発生し、高効率な光発電糸を製造することができる。
【００２２】
［７］の発明では、前記導電性高分子層積層工程において、前記導電性高分子層としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）から選ばれる１種を用いるので安定して活性層３で発生した正孔を取り出すことができる光発電糸を製造することができる。
【００２３】
［８］の発明では、前記熱可塑性樹脂層積層工程において、前記熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を用いるので比較的容易に熱溶解し塗工することができる。さらに、酸素及び水分を遮蔽するので導電性高分子層及び活性層を保護すると共に、耐久性のある光発電糸を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る光発電糸の一実施形態を図１に示す。本実施形態の光発電糸は、導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸である。図において、１は光発電糸、２は導電糸、３は活性層、４は導電性高分子層、５は熱可塑性樹脂層を示している。光発電糸１は、導電糸２の周囲に活性層３を積層し、さらに導電性高分子層４を積層し、最後に熱可塑性樹脂層５を積層している。
【００２５】
導電糸２としては、例えば天然繊維（綿等）又は合成繊維（ポリエステル繊維、ナイロン繊維等）の周りに金属（アルミニウム、ステンレス、金、銀等）薄膜を蒸着処理した繊維、無機繊維（ステンレス鋼繊維等）、導電性繊維（カーボン練り込み繊維、導電性高分子からなる繊維）を採用することができる。中でも軽量で柔軟性があるのでアルミニウムを蒸着するのが好ましい。導電糸２の繊度は、０．００３デシテックス〜１０２１０デシテックスの範囲が好ましい。０．００３デシテックスより細い繊度では、発電糸の強度が弱くなり、取扱いが困難となるので好ましくない。また、１０２１０デシテックスより太い繊度では、発電糸の柔軟性が不充分となるので好ましくない。
【００２６】
活性層３としては、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなり、電子供与性のポリチオフェン誘導体がドナー、電子吸引性の強いフラーレン誘導体がアクセプターとして働くので、太陽光の照射により光起電力が発生し、高効率な光発電糸とすることができる。ポリチオフェン誘導体としては、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）、ポリ−３−オクチルチオフェン（Ｐ３ＯＴ）、ポリ−３−ドデシルチオフェン（Ｐ３ＤＤＴ）を挙げることができる。中でも、高い開放電圧を与えるポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）が好ましい。また、フラーレン誘導体としては、フラーレン骨格を有するものであれば特に限定されないが、例えば、フェニルＣ６１ブチル酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）を挙げることができる。
【００２７】
導電性高分子層４としては、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸ＰＳＳから選ばれる１種を採用することができる。ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物、及びポリアニリン（ＰＡＮＩ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物は活性層３で発生した正孔を安定的に取り出すので、高効率な光発電糸とすることができる。
【００２８】
熱可塑性樹脂層５としては、熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を採用するので比較的容易に熱溶解し塗工することができる。さらに、酸素及び水分を遮蔽するので導電性高分子層４及び活性層３を保護すると共に、耐久性のある光発電糸１を製造することができる。
【００２９】
本発明に係る光発電糸１の製造方法は、導電糸２の周囲に中心側から順に、活性層３、導電性高分子層４及び熱可塑性樹脂層５が積層された光発電糸１の製造方法において、酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で、導電糸２の周囲に活性層３を塗工し乾燥することにより活性層３を得る活性層積層工程と、前記活性層３の周囲に導電性高分子層４を塗工し乾燥することにより導電性高分子層４を得る導電性高分子層積層工程と、前記導電性高分子層４の周囲に熱可塑性樹脂層５を塗工することにより該熱可塑性樹脂層５の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層５の厚さが前記導電糸２の直径に対して１／２０〜１／５である熱可塑性樹脂層５を得る熱可塑性樹脂層積層工程と、前記熱可塑性樹脂層５に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を行う電子線照射工程とを順に実施することを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る光発電糸１の製造方法によれば、活性層積層工程と、導電性高分子層積層工程と、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を順に実施することによって、耐久性に優れた柔軟で高効率な発電性能を発揮する光発電糸１を製造することができる。該熱可塑性樹脂層５の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層５の厚さが前記導電糸２の直径に対して１／２０〜１／５であるので酸素及び水分を充分遮蔽すると共に、耐久性に優れた光発電糸１とすることができ、しかも、５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を実施するので熱可塑性樹脂層５の架橋を促進するため耐久性の向上した光発電糸１を製造することができる。活性層積層工程、導電性高分子層積層工程、熱可塑性樹脂層積層工程及び電子線照射工程を酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で実施することで、活性層３、導電性高分子層４及び熱可塑性樹脂層５における発電性能を損なう酸素を遮蔽することができる。さらに電子線照射工程では熱可塑性樹脂層５の架橋反応を阻害するのを防止することができるので、耐久性に優れた光発電糸１を製造することができる。
【００３１】
本発明に係わる光発電糸１の製造方法において、活性層積層工程から電子線照射工程までの処理を、酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で行う。前記不活性ガス雰囲気とは、導電糸２の周囲に中心側から順に積層した活性層３、導電性高分子層４及び熱可塑性樹脂層５において発電性能を損わないようにするために窒素置換などで酸素濃度を１％以下にした状態である。また、活性層積層工程から熱可塑性樹脂層積層工程までの各積層工程は、精度良く均一に積層する方法を用いれば良く、例えばダイコート法、ディップコート法を挙げることができる。
【００３２】
（活性層積層工程）
活性層積層工程では、ポリチオフェン誘導体とフラーレン誘導体を溶媒に溶解した混合溶液を、例えばダイコート法で塗工することで、導電糸２の周囲に精度良く積層することができる。溶媒としては特に限定されないが、例えばジクロロベンゼン、クロロベンゼン、トルエンを挙げることができる。積層する活性層３の厚さは特に限定されないが、２０ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲が好ましい。活性層３の厚さが２０ｎｍ未満では電荷分離が発生し難くなるので発電性能の低下を招くため好ましくない。１５００ｎｍを超えると活性層内で電荷の移動に対する抵抗が大きくなるので発電性能の低下を招くため好ましくない。
【００３３】
（導電性高分子層積層工程）
導電性高分子層積層工程では、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物、またはポリアニリン（ＰＡＮＩ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がドープされた混合物を水に分散させた分散溶液を、例えばダイコート法で塗工することで、活性層３の周囲に精度良く積層することができる。積層する導電性高分子層４の厚みは特に限定されない。必要な発電性能に基づいて厚みを調整すれば良い。
【００３４】
（熱可塑性樹脂層積層工程）
熱可塑性樹脂層積層工程では、融点温度以上に加熱されたＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、またはＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）を、例えばダイコート法で塗工することで、導電性高分子層４の周囲に精度良く積層することができる。積層する熱可塑性樹脂層５の厚さは特に限定されないが、１００ｎｍ〜５００００ｎｍの範囲が好ましい。熱可塑性樹脂層５の厚さが１００ｎｍ未満では酸素及び水分に対する遮蔽力が充分とはいえなくなり発電性能の低下を招くため好ましくない。５００００ｎｍを超えると光発電糸の柔軟性を損なうため好ましくない。
【００３５】
（電子線照射工程）
電子線照射工程では、照射量が５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線を照射する。熱可塑性樹脂層５に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線を照射することで、熱可塑性樹脂層５を架橋反応により耐久性に優れた層とすることができる。照射量が５０ｋＧｙ未満では架橋反応が進まず、照射量が２５０ｋＧｙを超えると、電子線が導電性高分子層４及び活性層３にまで達し、導電性高分子層４及び活性層３を破壊してしまうため発電性能の低下を招くおそれがある。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例のものに特に限定されるものではない。なお、試験方法及び評価は次の通りである。
【００３７】
（耐光強伸度試験）
８０℃±３℃の雰囲気下にてＪＩＳ Ｂ ７７５３に準じたサンシャインウェザーメータＳ８０（スガ試験機株式会社製）を用い、ＪＩＳ Ｃ８９１５に準じて２０００時間露光し、オートグラフＡＧ−１ＫＮ（株式会社島津製作所）を用いて、ＪＩＳ Ｌ １０１５に準じて光発電糸の引張り強さ及び伸び率の変化を測定した。耐候試験後の強伸度変化が１０％以内を「○」、強伸度変化が１０％を超えたものを「×」で表し、「○」を合格とした。
【００３８】
（摩擦堅牢度試験）
JIS L ０８４９に準じた摩擦試験機II形を用い、１４ｃｍ×５ｃｍの厚紙に光発電糸１を重ならないように３ｃｍ幅で長手方向に巻きつけた試験片を試験し評価した。導電性高分子層４の摩擦用白綿布への着色を目視で評価した。着色が認められなかったものを「○」、僅かに認められたものを「△」、着色が認められたものを「×」で表し、「○」を合格とした。
【００３９】
＜実施例１＞
酸素濃度０．１％の窒素ガス雰囲気下で、導電糸２として用意した直径１００μｍのアルミニウム蒸着ポリエステル糸の周囲に、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（Ｐ３ＨＴ）とアクセプターとしてフェニルＣ６１ブチル酸メチルエステル（ＰＣＢＭ）をトルエン溶媒に溶解し混合液をダイコート法にて厚み１５０ｎｍになるように塗工した後、１５０℃×２０分緩やかに加熱し溶媒を揮発させ活性層３を積層した。次に、活性層３の周囲にポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）をドープさせた水分散体をダイコート法にて厚み１５０ｎｍになるように塗工した後、２００℃×２０分加熱し水分を乾燥させ導電性高分子層４を積層した。さらに、導電性高分子層４の周囲に１８０℃で溶融した熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）をダイコート法にて厚み８０００ｎｍになるように塗工し、２０℃の室温の中で空冷して熱可塑性樹脂層５を積層した。最後に、照射量１００ｋＧｙの電子線を熱可塑性樹脂層５に照射して熱可塑性樹脂層５の架橋を促進、硬化させて光発電糸１を得た。
【００４０】
＜実施例２＞
熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み１００００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂層５に照射した電子線の照射量を８０ｋＧｙとしたこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４１】
＜実施例３＞
酸素濃度０．５％の窒素ガス雰囲気下で実施したことと、導電糸２として直径２００μｍのステンレス鋼繊維を用いたことと、熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み２００００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４２】
＜実施例４＞
活性層３としてポリ−３−オクチルチオフェン（Ｐ３ＯＴ）、ポリ−３−ドデシルチオフェン（Ｐ３ＤＤＴ）をトルエン溶媒に溶解し混合液をダイコート法にて厚み２００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み１００００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂層５に照射した電子線の照射量を２００ｋＧｙとしたこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４３】
＜実施例５＞
酸素濃度０．３％の窒素ガス雰囲気下で実施したことと、導電性高分子層４としてポリアニリン（ＰＡＮＩ）にポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）をドープさせた水分散体を厚み１００ｎｍになるように塗工したことと、熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み１５０００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４４】
＜実施例６＞
熱可塑性樹脂ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）を厚み１５０００ｎｍになるように塗工熱可塑性樹脂層５に照射した電子線の照射量を１５０ｋＧｙとしたこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４５】
＜比較例１＞
熱可塑性樹脂ＥＶＡ（エチレン−ビニル共重合樹脂）を厚み６００００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例１と同様にして光発電糸１を得た。
【００４６】
＜比較例２＞
酸素濃度１０％の窒素ガス雰囲気下で実施したこと以外は実施例２と同様にして光発電糸１を得た。
【００４７】
＜比較例３＞
電子線を照射しなかった以外は実施例３と同様にして光発電糸１を得た。
【００４８】
＜比較例４＞
熱可塑性樹脂にアクリル樹脂を厚み１００００ｎｍになるように塗工したこと以外は実施例４と同様にして光発電糸１を得た。
【００４９】
実施例１〜６及び比較例１〜４と評価結果を表１に示す。
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係わる光発電糸の一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・光発電糸
２・・・導電糸
３・・・活性層
４・・・導電性高分子層
５・・・熱可塑性樹脂層
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明に係る光発電糸は、例えば製編あるいは製織し布帛にすることで、太陽光発電に応用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であることを特徴とする光発電糸。
【請求項２】
前記活性層が、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなる請求項１に記載の光発電糸。
【請求項３】
前記導電性高分子層が、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸ＰＳＳから選ばれる１種である請求項１または２に記載の光発電糸。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂層が、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光発電糸。
【請求項５】
酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で、導電糸の周囲に活性層を塗工し乾燥することにより活性層を得る活性層積層工程と、前記活性層の周囲に導電性高分子層を塗工し乾燥することにより導電性高分子層を得る導電性高分子層積層工程と、前記導電性高分子層の周囲に熱可塑性樹脂層を塗工することにより該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である熱可塑性樹脂層を得る熱可塑性樹脂層積層工程と、前記熱可塑性樹脂層に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を行う電子線照射工程とを順に実施することを特徴とする光発電糸の製造方法。
【請求項６】
前記活性層積層工程において、前記活性層としてポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体を用いる請求項５に記載の光発電糸の製造方法。
【請求項７】
前記導電性高分子層積層工程において、前記導電性高分子層としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸ＰＳＳから選ばれる１種を用いる請求項５または６に記載の光発電糸の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂層積層工程において、前記熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を用いる請求項５〜７のいずれか１項に記載の光発電糸の製造方法。
【請求項１】
導電糸の周囲に中心側から順に、活性層、導電性高分子層及び熱可塑性樹脂層が積層された光発電糸において、該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５であることを特徴とする光発電糸。
【請求項２】
前記活性層が、ポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体からなる請求項１に記載の光発電糸。
【請求項３】
前記導電性高分子層が、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸ＰＳＳから選ばれる１種である請求項１または２に記載の光発電糸。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂層が、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種である請求項１〜３のいずれか１項に記載の光発電糸。
【請求項５】
酸素濃度１％以下の不活性ガス雰囲気下で、導電糸の周囲に活性層を塗工し乾燥することにより活性層を得る活性層積層工程と、前記活性層の周囲に導電性高分子層を塗工し乾燥することにより導電性高分子層を得る導電性高分子層積層工程と、前記導電性高分子層の周囲に熱可塑性樹脂層を塗工することにより該熱可塑性樹脂層の厚さが０．１μｍ〜５０μｍ、かつ、該熱可塑性樹脂層の厚さが前記導電糸の直径に対して１／２０〜１／５である熱可塑性樹脂層を得る熱可塑性樹脂層積層工程と、前記熱可塑性樹脂層に５０ｋＧｙ〜２５０ｋＧｙの範囲の電子線照射を行う電子線照射工程とを順に実施することを特徴とする光発電糸の製造方法。
【請求項６】
前記活性層積層工程において、前記活性層としてポリチオフェン誘導体及びフラーレン誘導体を用いる請求項５に記載の光発電糸の製造方法。
【請求項７】
前記導電性高分子層積層工程において、前記導電性高分子層としてポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）／ポリスチレンスルホン酸ＰＳＳから選ばれる１種を用いる請求項５または６に記載の光発電糸の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂層積層工程において、前記熱可塑性樹脂としてＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール樹脂）から選ばれる１種を用いる請求項５〜７のいずれか１項に記載の光発電糸の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−２３４９５９（Ｐ２０１２−２３４９５９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２２９７（Ｐ２０１１−１０２２９７）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３９００１４４８７）住江織物株式会社 (294)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（３９００１４４８７）住江織物株式会社 (294)
【Ｆターム（参考）】
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