CN109895482A - 结构体及芯材 - Google Patents

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CN109895482A
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CN
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fiber
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porous layer
layer
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植松育生
速水直哉
内田健哉
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Toshiba Corp
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Abstract

根据实施方式，提供一种结构体，其具备：由纤维构成的芯材、和构成芯材且与芯材接触的内芯材。

Description

结构体及芯材
技术领域
本发明的实施方式涉及具备由纤维构成的芯材的结构体以及构成该结构体的芯材。
背景技术
以往，一直在考虑具备由纤维构成的芯材的结构体。作为构成此种结构体的纤维，例如可考虑专利文献1中公开那样的由高分子材料构成的微细的纤维。但是，由纤维构成芯材的结构体在其结构上有强度弱的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-249966号公报
专利文献2：日本专利5105352号公报
专利文献3：日本特开2012-197644号公报
发明内容
发明要解决的问题
本实施方式涉及具备由纤维构成的芯材的结构体，提供一种能够谋求提高其强度的结构体以及构成该结构体的芯材。
此外，根据实施方式，提供一种可使压缩强度任意变化的结构体。
用于解决问题的手段
本实施方式涉及的结构体具备：由纤维构成的芯材、和构成所述芯材且抑制所述芯材的变形的内芯材。
此外，根据实施方式，可提供一种结构体，其含有至少一层多孔质层，该多孔质层包含具有热固性树脂及电解质的纤维。
根据实施方式，可提供一种结构体，其包含具有多个多孔质层的层叠体。多个多孔质层含有纤维，所述纤维含有密度为0.5g/cm3以上且3g/cm3以下的树脂，且具有30nm以上且低于5μm的平均直径。多孔质层的空孔率为45％以上且95％以下的范围。
另外，根据实施方式，可提供一种结构体，其具备：由纤维构成的芯材、和构成芯材且与芯材接触的内芯材。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的结构体的构成例的剖视图。
图2是表示实施方式涉及的结构体的构成例的剖视图。
图3是表示实施方式涉及的结构体的构成例的剖视图。
图4是表示含在结构体中的内芯材的一个例子的立体图。
图5是表示含在结构体中的内芯材的另一个例子的立体图。
图6是表示实施方式涉及的结构体的构成例的剖视图。
图7是表示实施方式涉及的结构体的构成例的剖视图。
图8是表示层压薄膜的层叠结构的例子的剖视图。
图9是表示作为生物材料片材的使用例的示意图。
图10是表示取向胶原片材的一个例子的电子显微镜照片。
图11是表示绝缘材及绝缘辅助材的一个例子的示意图。
图12是表示作为水滴冲击缓冲材的使用例的示意图。
图13是沿着图12的XIII-XIII线切断的剖视图。
图14是表示作为粘接层的使用例的示意图。
图15是表示作为隔膜的表面层的使用例的示意图。
图16是表示纤维的相对于观察方向的投影图的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对一个实施方式进行说明。图1中例示的结构体10为将构成其主体部的芯材11收容在表面形成材12内的构成。芯材11具备纤维13和内芯材14。表面形成材12构成结构体10的表面部。表面形成材12由金属材料、有机材料、无机材料中的任一种或其组合形成的片材构成。在此种情况下，表面形成材12构成为可收容由纤维13及内芯材14构成的芯材11的袋状。在表面形成材12内，内芯材14被纤维13覆盖。再者，表面形成材12也可以为不覆盖芯材11的全部、而只覆盖芯材11的一部分的构成。
纤维13由随机相互缠绕的树脂纤维形成。在此种情况下，纤维13用电纺丝法成形。用电纺丝法生成的纤维13为外径在0.1nm～10μm的范围的细纤维，且为长度为外径的例如1000倍以上的长纤维。此外，用电纺丝法生成的纤维13整体不是直线状，而形成随机弯曲的收缩形状。因此，纤维彼此间的相互缠绕增多。
在此种情况下，纤维13由密度比玻璃小的有机系的聚合物形成。通过用密度比玻璃小的聚合物形成纤维13，可谋求纤维13的轻量化。纤维13可通过对选自聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚甲醛、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚硫烷、聚醚硫烷、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚、改性聚苯醚、间规聚苯乙烯、液晶聚合物、脲醛树脂、不饱和聚酯、多酚、三聚氰胺树脂、环氧树脂及含有它们的共聚物等中的1种或2种以上的聚合物进行混纺来形成。
在用电纺丝法形成纤维13时，使上述聚合物溶液化。作为溶剂，例如可以使用异丙醇、乙二醇、环己酮、二甲基甲酰胺、丙酮、乙酸乙酯、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、甲苯、二甲苯、甲乙酮、二乙酮、乙酸丁酯、四氢呋喃、二氧杂环己烷、吡啶等挥发性的有机溶剂或水。此外，作为溶剂可以是选自上述溶剂中的一种，此外也可以混合使用多种溶剂。再者，可适用于本实施方式的溶剂并不限定于上述溶剂。上述溶剂不过是一种例示。
在用电纺丝法形成纤维13时，由于可增加纤维彼此间的相互缠绕，所以可在纺丝的同时，形成无纺布状的纤维片材。此外，通过用电纺丝法形成纤维13，可从微米级得到纳米级的纤维径。
再者，优选将纤维13的纤维径规定为大约5μm以下，更优选规定为1μm以下，即规定为纳米级的纤维径。此外，纤维13例如也可以添加硅氧化物、金属的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐等各种无机填料。作为添加的无机填料，例如可考虑硅灰石、钛酸钾、硬硅钙石、石膏纤维、硼酸铝、MOS(碱性硫酸镁)、芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、滑石、云母、玻璃薄片等。
内芯材14例如由丙烯酸系的树脂材料构成，具有可耐受应力的强度。此外，在此种情况下，内芯材14为具有多个微细的空隙的多孔质结构。由此，能够谋求内芯材14的轻量化，进而谋求芯材11、结构体10的轻量化。该内芯材14除了具有可抑制由应力导致的芯材11的变形的功能以外，还具有抑制纤维13的压缩的功能。通过具备该内芯材14，能够稳定地维持由纤维13构成的芯材11的形状，换句话讲能够稳定地维持结构体10的形状。此外，能够提高芯材11的强度，进而提高结构体10的强度。再者，内芯材14优选为角部带圆角的形状。由此，能够缓和内芯材14的角部施加给表面形成材12的力。
结构体10通过在芯材11内具备内芯材14，与由纤维13构成芯材11全体时相比，抑制了纤维13的使用量。此外，结构体10通过如此在芯材11内具备内芯材14，抑制了由纤维13构成的纤维层的厚度。在从外部对芯材11施加一些力的情况下，构成该芯材11的纤维13随着施加的力而被压缩。可是，根据本实施方式涉及的结构体10，可抑制存在于表面形成材12与内芯材14之间的纤维层的厚度、即纤维13的量。因此，与在表面形成材12内全部收容纤维13的构成相比，能够抑制纤维13的压缩量。
根据本实施方式涉及的结构体10，关于具备由纤维13构成的芯材11的结构体10，在芯材11内设置用于抑制该芯材11变形的内芯材14。由此，与由纤维构成全部芯材时相比，能够谋求提高芯材11的强度，进而能够谋求提高结构体10全体的强度。
此外，根据本实施方式涉及的结构体10，由于内芯材14为多孔质，所以能够谋求内芯材14的轻量化，进而能够谋求芯材11、结构体10的轻量化。
本实施方式涉及的结构体具备由纤维构成的芯材、和构成所述芯材且抑制所述芯材变形的内芯材。根据此构成，对于具备由纤维构成的芯材的结构体，能够谋求提高其强度。
本实施方式是作为例子而提示出的，其意图并非限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。本实施方式和其变形包含于发明的范围及主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。
例如，内芯材14的材质除例如树脂材料以外，也可以由金属材料或无机材料构成，可通过适宜地变更其材质来实施。此外，纤维13也可以不是树脂纤维，而是玻璃纤维，也可以是由含有有机物的材料构成的纤维。在由含有有机物的纤维构成纤维时，该有机物也可以是来自生物的有机物。此外，结构体10也可以是将收容芯材11的表面形成材12内减压而成的。
本实施方式涉及的结构体可用于多种用途，例如可用于人工关节、过滤器、枕头、贵重品用包装材、床铺等。此外，也可用于例如搭载于汽车、新干线、飞机上的坐席及儿童坐席等坐席类。此外，还可用于面罩、橡皮膏、导电性片材等。在将本实施方式涉及的结构体用于例如人工关节及橡皮膏的情况下，结构体作为为了湿润而设置空间的部件是合适的。此外，本实施方式涉及的结构体除了能在空气中使用以外，还能在液体中使用。此外，还可在环境彼此不同的物质间作为隔膜使用。
对实施方式的结构体进一步进行说明。
根据实施方式，可提供包含多孔质层的结构体。
多孔质层是由1根或多根纤维聚集、堆积、层叠或集合而成的。在多孔质层中，纤维彼此相互缠绕，在多处相接形成接点，三维地配置纤维。在接点上，纤维彼此也可以粘接或熔敷，但也可以既不粘接也不熔敷。接点上的纤维的取向可通过从外部施加给多孔质层的力等来变动。也可以说多孔质层具有无纺布形状。
多孔质层中存在的孔可以是独立气孔、连续气孔及贯通孔中的任一种，也可以如独立气孔和连续气孔那样存在多种。
含在多孔质层中的纤维可包含(a)含有热固性树脂及电解质的第1纤维，或(b)含有密度为0.5g/cm3以上且3g/cm3以下的树脂，且具有30nm以上且低于5μm的直径的第2纤维。第1纤维和第2纤维双方同样也可以含在多孔质层中。第1纤维和第2纤维有时也可以为相同的纤维。
根据含有第1纤维或第2纤维或含有第1纤维及第2纤维的多孔质层，能够使纤维的平均直径、缠绕程度及排列自由变化，因此能够提供可使压缩强度任意地变化的结构体。这样的结构体除了上述用途以外，例如还可用于隔热体、生物材料片材、绝缘材、绝缘辅助材、水滴冲击缓冲材、粘接层、隔膜等。
此外，第1纤维、密度为1g/cm3以上且2g/cm3以下的第2纤维、或含有这些纤维的多孔质层能够提高压缩强度，因而能够抑制由压缩导致的空孔的压垮。其结果是，能够长时间维持多孔质层的多孔质结构，因此可提高多孔质层的形状稳定性。因而，能够实现压缩强度优异的形状稳定性高的结构体。这样的结构体除了上述用途以外，例如还可用于隔热体、生物材料片材、绝缘材、绝缘辅助材、水滴冲击缓冲材、粘接层、隔膜等。
此外，提高多孔质层的压缩强度的结果是，能够减少多孔质层中使用的纤维量，提高空孔率。因而，多孔质层能够形成纤维径细、且空孔率高的结构，能够降低热传导率，所以能够改善结构体的隔热性。
含在第1纤维中的热固性树脂优选是纤维的主成分。这里，所谓主成分，是纤维的构成成分中的比例最高的成分。优选热固性树脂在纤维中含有50重量％以上。由此，可提高多孔质层的压缩强度。
热固性树脂的相对介电常数的范围优选为1以上且1000以下。由此，可得到压缩强度高且热传导率低的多孔质层。这是为了在用电纺丝法制作多孔质层时容易控制纤维化，容易进行减小纤维直径或使纤维排列(或缠绕)复杂化等的调整。相对介电常数的范围的更优选的范围为50以上且1000以下的范围。介电常数的测定例如可通过共振器法进行测定。
热固性树脂的例子包含环氧树脂。环氧树脂的相对介电常数为1以上且1000以下的范围。
电解质有助于改善含有含环氧树脂纤维的多孔质层的压缩强度及隔热性。其理由如下。电解质可提高用电纺丝法制作多孔质层时所用的原料溶液的介电常数及导电率。与不添加电解质时相比较，例如可将相对介电常数提高2～100倍左右。其结果是，电纺丝工序中的纤维化的控制变得容易，可容易进行减小纤维直径或使纤维排列(或缠绕)复杂化等的调整。除这样的效果以外，电解质还能提高含环氧树脂纤维的导电性。电解质的例子包含无机盐、铵盐、离子液体。优选电解质在相对于热固性树脂的亲和性和相对于溶剂的溶解性方面优异。无机盐的例子包含LiBr、LiCl、NaCl、LiCl、MgCl2、NaOH、KMnO4、K2CrO4等。此外，铵盐的例子包含NH4Cl、NH4Br等。另一方面，离子液体的例子包含六氟磷酸1-丁基-3-甲基咪唑啉嗡等。电解质的种类可为1种或2种以上。LiBr与作为原料溶液的溶剂使用的有机溶剂(例如环己酮)的溶解性优异。此外，LiBr还具有廉价的优点。另外，LiBr在热及化学上稳定。
可使第1纤维中的电解质的含量在0.01重量％以上且10重量％以下的范围。如果电解质含量低，则得不到直径细的纤维。另一方面，如果电解质含量高，则有热固性树脂的含量不足，多孔质层的压缩强度下降的顾虑。更优选的范围为0.1重量％以上且2重量％以下的范围。
优选第1纤维的平均直径为30nm以上且5μm以下的范围。由此，可降低多孔质层的热传导率，提高隔热性。此外，还可减小多孔质层的压力损失。更优选的范围为30nm以上且低于5μm，更优选的范围为400nm以上且800nm以下，进一步优选的范围为400nm以上且600nm以下。
通过使含在第2纤维中的树脂的密度在1g/cm3以上且2g/cm3以下的范围，能够提高第2纤维的压缩强度。在密度为1g/cm3以上且2g/cm3以下的树脂的例子中包含环氧树脂。
通过使第2纤维的平均直径在30nm以上且低于5μm的范围，能够降低多孔质层的热传导率。此外，还可减小多孔质层的压力损失。因而，含有第2纤维的多孔质层压缩强度高，且热传导率低。更优选的范围为400nm以上且800nm以下，进一步优选的范围为400nm以上且600nm以下。
第1纤维及密度为1g/cm3以上且2g/cm3以下的第2纤维的热传导率例如为0.01W/m·K以上且5W/m·K以下的范围。这里，将构成纤维的树脂的热传导率看作纤维的热传导率。含有环氧树脂的纤维的热传导率为0.01W/m·K以上且5W/m·K以下的范围。
优选使含有第1纤维及第2纤维中的至少一方的多孔质层的空孔率在45％以上且95％以下的范围。通过提高空孔率，能够提高多孔质层的隔热性。更优选的范围为70％以上且95％以下。
此外，优选使含有多个上述多孔质层的层叠体的空孔率在45％以上且95％以下的范围。通过提高空孔率，可提高多孔质层的隔热性。更优选的范围为70％以上且95％以下。
多孔质层的空孔率P1(％)可由下式(1)算出。
P1(％)＝{(V1-V2)×100}/V1 (1)
式(1)中，V1是多孔质层的包含空孔的体积，可从多孔质层的纵长度L1、多孔质层的横长度L2及多孔质层的厚度L3通过下式(2)算出。多孔质层的包含空孔的体积V1以未向多孔质层中填充液体等材料的状态进行。在向多孔质层中填充了液体等材料时，在通过多孔质层的清洗等将材料除去后进行测定。此外，关于各尺寸L1、L2及L3，在将制作在基材或内芯材上的多孔质层从基材及内芯材上剥离后，以将多孔质层放在平面上的状态通过尺度进行测量。
V1＝L1×L2×L3 (2)
此外，V2是多孔质层的实质的体积，是将多孔质层的重量除以多孔质层的密度而得到的。
层叠体的空孔率P2(％)可由下式(3)算出。
P2(％)＝{(V3－V4)×100}/V3 (3)
式(3)中，V3是层叠体的包含空孔的体积，可从层叠体的纵长度L4、层叠体的横长度L5及层叠体的厚度L6通过下式(4)算出。层叠体的包含空孔的体积V3以未向层叠体中填充液体等材料的状态进行。在向层叠体中填充了液体等材料时，在通过层叠体的清洗等将材料除去后进行测定。此外，关于各尺寸L4、L5及L6，以将层叠体放在平面上的状态通过尺度进行测量。
V3＝L4×L5×L6 (4)
此外，V4是层叠体的实质的体积，是将层叠体的重量除以层叠体的密度而得到的。
第1纤维及第2纤维的平均直径例如可按以下说明的方法进行测定。用扫描式电子显微镜(SEM)观察多孔质层。此时，从图6所示的箭头的方向观察多孔质层。对得到的像内的焦点一致的纤维的直径全部进行测定。这里，纤维的直径为纤维相对于图6的箭头所示的观察方向的投影图中的短边的长度。图16中示出通过相对于箭头32所示的观察方向投影纤维31而得到的纤维的投影图33。在图16的例子中，投影图33为长方形。将长方形的投影图33的短边的长度L看作纤维31的直径。将从得到的测定值算出的平均值作为纤维的平均直径。但是，能以可测定直径的纤维达到10根以上的方式变更观察范围及倍率。
实施方式的结构体能够包含具有多个多孔质层的层叠体。能够对层叠体实施通过加压使多孔质层一体化、用外包装部件将多孔质层捆绑成一个等处理。在使用外包装部件的例子中，包括将层叠体嵌入框内、将板材配置在层叠体的最外层利用板材夹住层叠体、将层叠体收纳在筐体、袋(例如表面形成材12)等中等。
实施方式的结构体可含有内芯材。优选内芯材的机械强度优于多孔质层。由此，通过使内芯材与由多孔质层或纤维构成的芯材接触而能够担负多孔质层的增强，因而能够抑制由多孔质层的压缩导致的变形，能够稳定地维持结构体的形状。优选内芯材具有多孔质结构。由此，能够谋求内芯材的轻量化，进而谋求结构体的轻量化。内芯材优选为角部带圆角的形状。由此，内芯材的角部可缓和施加给外包装部件的力。此外，内芯材例如可由丙烯酸系的树脂材料构成。
含有第1纤维及第2纤维中的至少一方的多孔质层例如可用电纺丝法制作。将热固性树脂主剂及电解质分散或溶解在有机溶剂中，调制含有热固性树脂主剂及电解质的原料溶液。在将固化剂添加在原料溶液中后，通过加热使其预固化。采用预固化的原料溶液用电纺丝法形成多孔质层。将基材接地，作为接地电极。通过外加给纺丝喷嘴的电压使原料溶液带电，同时通过溶剂从原料溶液中的挥发使原料溶液的单位体积的带电量增加。通过连续地产生溶剂的挥发和随之的单位体积的带电量的增加，从纺丝喷嘴喷出的原料溶液向长度方向延伸，作为纳米尺寸的含热固性树脂纤维堆积在基材上。在含热固性树脂纤维与基材之间，因喷嘴与基材间的电位差而产生库伦力。因而，通过纳米尺寸的含热固性树脂纤维能够增加与基材接触的面积，能够通过库伦力使该含热固性树脂纤维堆积在基材上。
通过在原料溶液中含有电解质，能够提高原料溶液的介电常数及导电率。其结果是，在对原料溶液外加电压时能够使原料溶液充分带电，因此容易进行作为目标的对纤维直径的控制、纤维排列的控制等。此外，使热固性树脂的相对介电常数的范围在1以上且1000以下，有助于提高原料溶液的介电常数，因此纤维化的控制变得更容易。
作为含在原料溶液中的有机溶剂，可使用上述种类的有机溶剂。
作为基材，可以使用内芯材，也可以使用与内芯材不同的材料。在使用与内芯材不同的材料时，将形成在基材上的多孔质层从基材上分离后使用。作为基材的例子，可列举纸、铝箔。
图2及图3中示出实施方式的结构体的一个例子。图2所示的结构体包含层叠体3、和收容层叠体3的袋状的外包装部件4。层叠体3包含多个内芯材1和多个多孔质层2。内芯材1可具有多孔质结构，例如可具有图4或图5所示的结构。图4所示的内芯材1为金属网形状的多孔质片材。另一方面，图5所示的内芯材1为格子形状的多孔质片材。所有片材角部都形成R形状。层叠体3中，交替地层叠内芯材1和多孔质层2，多孔质层2位于双方的最外层。袋状的外包装部件4例如是通过热熔融粘着将层压薄膜加工成袋状的。通过热熔融粘着将层压薄膜彼此贴合的部位5位于外包装部件4的侧壁。作为层压薄膜，例如可使用具有含铝或含铝合金的层和树脂层的层压薄膜。图8中示出层压薄膜的具体例子，但并不局限于此。图8所示的层压薄膜4具有从构成外包装部件4的外表面的第1层到构成外包装部件4的内表面的第5层的5层结构，第1层4a使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、第2层4b使用聚酰胺(PA)、第3层4c使用铝蒸镀层、第4层4e使用乙烯-乙烯醇共聚树脂(EVOH)、第5层4d使用聚乙烯(PE)。在图2所示的层叠体中，只要相互区别地配置内芯材1和多孔质层2即可，也可以在一方的最外层配置内芯材1，在另一方的最外层配置多孔质层2，或者也可以在双方的最外层配置内芯材1。
图3所示的结构体除了层叠体3中的内芯材1和多孔质层2的配置不同以外，具有与图2同样的结构。层叠体3将多孔质层2配置在层叠多个内芯材1而成的结构的双方的最外层。在各最外层，可配置1层或2层以上的多孔质层2。
图2及图3所示的结构体具备外包装部件及内芯材，但也可以不具备外包装部件及内芯材。例如如图6所示的那样，可使用多个多孔质层2的层叠体6作为第1实施方式的结构体。此外，如图7所示的那样，还可将图6所示的层叠体6收容在外包装部件4中。再者，图7中，对于与图2及图3相同的部件标记相同的符号，并将说明省略。
如图2及图3中例示的那样，通过结构体的层叠体含有内芯材，可抑制由多孔质层的压缩导致的变形，进一步抑制气孔的压垮。因此，还能够提高层叠体的压缩强度。提高压缩强度的结果是，通过减少多孔质层中使用的纤维量而能够提高空孔率，所以能够形成纤维径细、且空孔率高的结构，进一步降低层叠体的热传导率。
如果如图2中例示的那样交替地配置多孔质层和内芯材，则因多孔质层位于内芯材间而能够抑制辐射传热。此外，能够通过多孔质层抑制经由内芯材的导热。
另一方面，通过如图3中例示的那样在多孔质层间配置内芯材，能够使层叠体的结构简单，且能够简便地制作。
实施方式的结构体除了上述的用途以外，例如还可用于隔热体、生物材料片材、绝缘材及绝缘辅助材、水滴冲击缓冲材、粘接层、隔膜等。
为生物材料片材时，作为形成内芯材或多孔质层的基材，可列举出玻璃或树脂制的浅底盘等容器、橡皮膏用基材、片材、多孔质体(例如以薄膜状或海绵状保持液体的物品)等。作为橡皮膏用基材的例子，可列举出聚氨酯无纺布、氯乙烯片材、伸缩性绵布、海绵片材、聚氨酯薄膜、烯烃薄膜。
图9中示出作为基材使用浅底盘等容器的例子。如图9所示的那样，将取向胶原片材16收容在浅底盘15内，在取向胶原片材16上填充培养液17。图10中示出取向胶原片材16的一个例子。取向胶原片材16例如可通过替代环氧树脂等热固性树脂而使用骨胶原等生物材料来得到。
可使用实施方式的多孔质层、层叠体或者结构体作为绝缘材及/或绝缘辅助材。此外，如图11中例示的那样，也可使用在多孔质层19中浸渗了绝缘性树脂20的材料作为绝缘材及/或绝缘辅助材18。作为构成纤维的材料，可替代热固性树脂或者与热固性树脂并用，例如使用聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氨酯(PU)、脲醛树脂(UF)、丙烯酸树脂(PMMA)、聚酰胺(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)等。
可使用实施方式的多孔质层、层叠体或者结构体作为水滴冲击缓冲材。作为暂时形成内芯材或多孔质层的基材，可列举纤维强化塑料(FRP)这样的树脂制基材。图12及图13中示出一个例子。图12中示出包含发电风车的叶片部21的主要部件。此外，图13中示出沿着叶片部21的XIII-XIII线切断的剖视图。如图13所示的那样，能够用多孔质层22被覆发电风车的叶片部21的表面。由此，可缓和水滴等液滴冲撞叶片部21时的冲击。此外，作为构成纤维的材料，也可以替代热固性树脂或者与热固性树脂并用地使用其它树脂。作为其它树脂的例子，可列举与绝缘材及绝缘辅助材中列举的相同的树脂。
此外，可使用实施方式的多孔质层、层叠体或者结构体作为粘接层。其结果是，能够薄且均匀地在基材等上形成粘接层。此外，通过在粘接层中的多孔质层的空孔中填充或浸渗其它种类的粘接剂，可提高粘接层的粘接力。或者，也可以在多孔质层的空孔中担载油墨、磁性材料等。作为暂时形成内芯材或多孔质层的基材，可列举出纸、相片、薄膜、片材等印刷中可使用的那样的薄的基材。作为构成粘接层的纤维的材料，可替代热固性树脂或者与热固性树脂并用地，使用水溶粘接剂、橡胶系粘接剂、环氧系粘接剂、氰基丙烯酸系粘接剂、乙烯系粘接剂、硅橡胶系粘接剂、塑料系粘接剂等。图14中示出在纸等基材23a及23b间作为粘接层配置多孔质层24的例子。
也可以将实施方式的多孔质层、层叠体或者结构体形成在气体分离或者气液分离中使用的隔膜的表面上。由此，可提高隔膜的强度、耐候性、耐久性等。此外，由于具有微细的纤维和高空孔率的多孔质层形成在隔膜表面上，所以可提高分离效率。图15中示出一个例子。在气体分离或者气液分离中使用的隔膜25的一面上形成有多孔质层26。作为构成多孔质层26的纤维的材料，也可以替代热固性树脂或者与热固性树脂并用地使用其它树脂。作为其它树脂的例子，可列举与绝缘材及绝缘辅助材中列举的相同的树脂。
作为含在以上说明的多孔质层中的纤维，可与上述种类的纤维一并或者替代上述种类的纤维，使用经过烧成等加工的无机纳米纤维(例如TiO2、SnO2、SiO2、ZrO2、Fe2O3、BaTiO3、NiFe2O4)、碳纤维。
实施例
以下，参照附图对实施例详细地进行说明。
(实施例1)
在用溶剂即N,N-二甲基甲酰胺(DMF)以50重量％稀释的环氧树脂主剂中，添加1重量％的LiBr，使其溶解，调制溶液。在该溶液中相对于环氧树脂主剂加入40重量％的量的固化剂，加热至70℃，使其预固化，得到原料溶液。
采用定量泵以1mL/h的供给速度，从纺丝喷嘴将得到的原料溶液供给到基材的表面。采用高电压发生器，对纺丝喷嘴外加60kV的电压，一边以0.15/min输送基材，一边使该纺丝喷嘴相对于基材输送方向垂直地在200mm的范围移动，一边在基材的表面上堆积纤维，形成多孔质层。作为基材使用铝箔。
构成得到的多孔质层的纤维含有99重量％的环氧树脂、1重量％的LiBr。此外，环氧树脂的密度为1.2g/cm3，相对介电常数为11。由于将环氧树脂的热传导率看作纤维的热传导率，所以纤维的热传导率为0.3W/m·K。将SEM的倍率规定为2000倍，将测定了直径的纤维的根数规定为20根，用上述方法测定了纤维的平均直径，结果为800nm。用上述方法测定了多孔质层的空孔率，结果为78％。多孔质层的纵长度为150mm、横长度为150mm、厚度为21mm。
作为内芯材，准备具有图5所示的结构，纵长度为150mm、横长度为150mm、厚度为10mm、空孔率为80％的丙烯酸树脂(Polymethyl methacrylate：PMMA)制的多孔质板。
如图2所示的那样，交替地层叠多孔质层和内芯材，得到多孔质膜位于双方的最外层的层叠体。具体地讲，将层叠了30片多孔质层的结构作为1个单元，彼此区别地层叠3个单元和2片芯材，得到层叠体。层叠体中的多孔质层的层数为90，芯材的层数为2，但多孔质层及芯材的层数并不限定于此。层叠体的空孔率为80％。
在将得到的层叠体收纳在层压薄膜制的袋状外包装部件中后，采用真空泵将外包装部件内形成真空状态，通过热密封将外包装部件密封，得到结构体。层压薄膜具有图8所示的5层结构，第1层4a使用厚度为16μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层、第2层4b使用厚度为30μm的聚酰胺(PA)层、第3层4c使用厚度低于1μm的铝蒸镀层、第4层4e使用厚度为20μm的乙烯-乙烯醇共聚树脂(EVOH)层、第5层4d使用厚度为60μm的聚乙烯(PE)层。
用热传导率计测定了得到的实施例1的结构体的热传导率，结果为7mW/m·K。
(实施例2)
准备用与实施例1同样的方法制作的多孔质层和内芯材。如图3所示的那样，在内芯材1的双方的最外层上层叠多孔质层，得到层叠体。多孔质层的层叠数设为内芯材的每一侧为10层。层叠体的空孔率为80％。
在将得到的层叠体收纳在与实施例1同样的5层结构的层压薄膜制的袋状外包装部件中后，采用真空泵将外包装部件内形成真空状态，通过热密封将外包装部件密封，得到结构体。
用热传导率计测定了得到的实施例2的结构体的热传导率，结果为6mW/m·K。
(实施例3)
作为内芯材，准备具有图4所示的结构的纵长度为150mm、横长度为150mm、厚度为5mm、空孔率为80％的丙烯酸树脂制的多孔质板。
采用定量泵以1mL/h的供给速度，从纺丝喷嘴将与实施例1同样地调制的原料溶液供给到基材的表面。采用高电压发生器，对纺丝喷嘴外加60kV的电压，一边以0.15/min输送基材，一边使该纺丝喷嘴相对于基材输送方向垂直地在200mm的范围移动，一边在基材的表面上堆积纤维，形成多孔质层。作为基材使用铝箔。
构成得到的多孔质层的纤维含有99重量％的环氧树脂、1重量％的LiBr。此外，环氧树脂的密度为1.2g/cm3，相对介电常数为11。由于将环氧树脂的热传导率看作纤维的热传导率，所以纤维的热传导率为0.3W/m·K。将SEM的倍率规定为2000倍，将测定了直径的纤维的根数规定为20根，用上述方法测定了纤维的平均直径，结果为800nm。用上述方法测定了多孔质层的空孔率，结果为80％。多孔质层的纵长度为150mm、横长度为150mm、厚度为21mm。
如图2所示的那样，交替层叠多孔质层和内芯材，得到多孔质膜位于双方的最外层的层叠体。关于层叠体中的多孔质层的层数，层叠了多孔质层的每个单元为50。层叠体的空孔率为80％。
在将得到的层叠体收纳在与实施例1同样的5层结构的层压薄膜制的袋状外包装部件中后，采用真空泵将外包装部件内形成真空状态，通过热密封将外包装部件密封，得到结构体。
用热传导率计测定了得到的实施例3的结构体的热传导率，结果为7mW/m·K。
(实施例4)
准备用与实施例3同样的方法制作的多孔质层和内芯材。如图3所示的那样，在内芯材1的双方的最外层上层叠多孔质层，得到层叠体。将多孔质层的层叠数规定为芯材的每侧为10层。层叠体的空孔率为92％。
在将得到的层叠体收纳在与实施例1同样的5层结构的层压薄膜制的袋状外包装部件中后，采用真空泵将外包装部件内形成真空状态，通过热密封将外包装部件密封，得到结构体。
用热传导率计测定了得到的实施例4的结构体的热传导率，结果为6mW/m·K。
(实施例5)
除了作为电解质替代LiBr而使用0.1重量％的LiCl以外，与实施例1同样地形成多孔质层。
构成得到的多孔质层的纤维含有99.9重量％的环氧树脂、0.1重量％的LiCl。此外，环氧树脂的密度和相对介电常数、纤维的热传导率、纤维的平均直径、多孔质层的空孔率、多孔质层的纵长度、横长度、厚度与实施例1相同。表1中示出它们中的一部分的数据。
除了使用得到的多孔质层以外，与实施例1同样地制作结构体。表1中示出用热传导率计测定的结构体的热传导率。
(实施例6)
除了作为电解质替代LiBr而使用0.1重量％的苄基三乙基氯化铵以外，与实施例1同样地形成多孔质层。
构成得到的多孔质层的纤维含有99.9重量％的环氧树脂、0.1重量％的苄基三乙基氯化铵。此外，环氧树脂的密度和相对介电常数、纤维的热传导率、纤维的平均直径、多孔质层的空孔率、多孔质层的纵长度、横长度、厚度与实施例1相同。表1中示出它们中的一部分的数据。
除了使用得到的多孔质层以外，与实施例1同样地制作结构体。表1中示出用热传导率计测定的结构体的热传导率。
(实施例7)
除了在电纺丝工序中，通过使用用溶剂即N,N-二甲基甲酰胺(DMF)以45重量％稀释的环氧树脂主剂使含环氧树脂纤维的平均直径为450nm以外，与实施例1同样地形成多孔质层。环氧树脂的密度和相对介电常数、纤维的热传导率、多孔质层的纵长度、横长度、厚度与实施例1相同。表1中示出多孔质层的空孔率、层叠体的空孔率。
除了使用得到的多孔质层以外，与实施例1同样地制作结构体。表1中示出用热传导率计测定的结构体的热传导率。
(实施例8)
将聚苯乙烯溶解于溶剂即N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，调制20wt％溶液，作为原料溶液。
使用定量泵以1mL/h的供给速度从纺丝喷嘴将得到的原料溶液供给到基材的表面。使用高电压发生器，对纺丝喷嘴外加60kV的电压，一边以0.15/min输送基材，一边使该纺丝喷嘴相对于基材输送方向垂直地在200mm的范围移动，在基材的表面上堆积纤维，形成多孔质层。作为基材使用铝箔。
构成得到的多孔质层的纤维含有100重量％的聚苯乙烯。此外，表1中示出聚苯乙烯的密度、相对介电常数、纤维的热传导率、纤维的平均直径、多孔质层的空孔率。多孔质层的纵长度、横长度、厚度与实施例1相同。
作为内芯材，准备与实施例1同样的丙烯酸树脂制的多孔质板。
与实施例1同样地制作层叠体及结构体。表1中示出层叠体的空孔率和用热传导率计测定的结构体的热传导率。
(实施例9)
将聚酰胺酰亚胺30％溶解于溶剂即N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中，调制30wt％溶液，作为原料溶液。
使用定量泵以1mL/h的供给速度从纺丝喷嘴将得到的原料溶液供给到基材的表面。使用高电压发生器，对纺丝喷嘴外加60kV的电压，一边以0.15/min输送基材，一边使该纺丝喷嘴相对于基材输送方向垂直地在200mm的范围移动，一边在基材的表面上堆积纤维，形成多孔质层。作为基材使用铝箔。
构成得到的多孔质层的纤维含有100重量％的聚酰胺酰亚胺。此外，表1中示出聚酰胺酰亚胺的密度、相对介电常数、纤维的热传导率、纤维的平均直径、多孔质层的空孔率。多孔质层的纵长度、横长度、厚度与实施例1相同。
作为内芯材，准备与实施例1同样的丙烯酸树脂制的多孔质板。
与实施例1同样地制作层叠体及结构体。表1中示出层叠体的空孔率和用热传导率计测定的结构体的热传导率。
(比较例)
准备由玻璃纤维构成的多孔质片材。多孔质片材的纵长度为150mm、横长度为150mm、厚度为1mm。玻璃的密度为2.5g/cm3。由于将玻璃的热传导率看作纤维的热传导率，所以纤维的热传导率为1W/m·K。用与实施例1同样的方法测定了纤维的平均直径，结果为5μm。用上述方法测定了多孔质层的空孔率，结果为95％。
将多孔质片材层叠23片，得到层叠体。层叠体的空孔率为92％。在将得到的层叠体收纳在与实施例1同样的5层结构的层压薄膜制的袋状外包装部件中后，采用真空泵将外包装部件内形成真空状态，通过热密封将外包装部件密封，得到结构体。
用热传导率计测定了得到的比较例的结构体的热传导率，结果为8mW/m·K。
对于实施例1～9及比较例的结构体，对以厚度达到大约150μm的方式层叠纤维膜层而成的层叠体，一边压紧接触式压力计(测力计)一边测定位移和反作用力，将层叠体的厚度作为横轴，将反作用力作为纵轴，将测定结果图示，将连接所得的图示的直线的倾斜度作为压缩强度示于表1中。
从表1清楚得知，实施例1～7的使用了环氧树脂的结构体与实施例8～9及比较例的结构体相比，热传导率低。此外，实施例1～7的使用了环氧树脂的结构体与实施例8～9所示的使用了其它树脂材料的结构体相比，压缩强度优异，且热传导率低。
根据以上说明的至少一个实施方式及实施例的结构体，可提供一种结构体，由于其含有多孔质层，所述多孔质层含有包含热固性树脂及电解质的第1纤维及/或含有密度为0.5g/cm3以上且3g/cm3以下的树脂、且具有30nm以上且低于5μm的平均直径的第2纤维，所以可使压缩强度任意地变化。
符号说明
10结构体，11芯材，13纤维，14内芯材，1内芯材，2、19、22、24、26多孔质层，3、6层叠体，4外包装部件，5熔融粘着部，15浅底盘，16取向胶原片材，17培养液，18绝缘材及/或绝缘辅助材，20绝缘性树脂，21发电风车的叶片部，23a、23b基材，25隔膜。

Claims (10)

1.一种结构体，其具备：
由纤维构成的芯材，和
构成所述芯材、且抑制所述芯材的变形的内芯材。
2.一种结构体，其具备：
由纤维构成的芯材，和
构成所述芯材且与所述芯材接触的内芯材。
3.根据权利要求1或2所述的结构体，其中，所述内芯材设在所述芯材内，通过抑制由所述纤维构成的纤维层的厚度可抑制所述纤维的压缩量。
4.根据权利要求1或2所述的结构体，其中，所述内芯材通过设在所述芯材内可抑制所述纤维的使用量。
5.根据权利要求1或2所述的结构体，其中，所述内芯材为多孔质。
6.根据权利要求1或2所述的结构体，其中，具备覆盖所述芯材的至少一部分的表面形成材。
7.根据权利要求6所述的结构体，其中，所述表面形成材包含选自由金属材料、有机材料及无机材料组成的组中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的结构体，其中，所述表面形成材是具有包含铝或铝合金的层和树脂层的层压薄膜。
9.根据权利要求8所述的结构体，其中，所述层压薄膜包含含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的第1层、含有聚酰胺的第2层、由铝形成的第3层、含有乙烯-乙烯醇共聚树脂的第4层、和含有聚乙烯的第5层。
10.一种芯材，其为权利要求1～9中任一项所述的结构体中具备的芯材。
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