JP2003326641A - 多孔質導電膜および多孔質導電膜の製造方法 - Google Patents
多孔質導電膜および多孔質導電膜の製造方法Info
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- JP2003326641A JP2003326641A JP2002135410A JP2002135410A JP2003326641A JP 2003326641 A JP2003326641 A JP 2003326641A JP 2002135410 A JP2002135410 A JP 2002135410A JP 2002135410 A JP2002135410 A JP 2002135410A JP 2003326641 A JP2003326641 A JP 2003326641A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、電気めっき法、真空蒸着法、導電ペ
ースト塗布法等に比べ、簡便及び安価に製造可能であ
り、且つ、高温での熱処理が不要で、広範な基材に対応
可能な導電膜およびその製造方法を提供しようとするも
のである。 【解決手段】 単位面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／
ｍ2以上である多孔質基材の表面及び／または層中に、
金属及び／又は金属酸化物微粒子の集合体よりなり、骨
格の平均径が５００ｎｍ以下の３次元網目骨格であり、
連続気孔構造を有する導電性多孔質層が形成されている
ことを特徴とする導電性多孔質層およびせその製造方法
を提供するものである。
ースト塗布法等に比べ、簡便及び安価に製造可能であ
り、且つ、高温での熱処理が不要で、広範な基材に対応
可能な導電膜およびその製造方法を提供しようとするも
のである。 【解決手段】 単位面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／
ｍ2以上である多孔質基材の表面及び／または層中に、
金属及び／又は金属酸化物微粒子の集合体よりなり、骨
格の平均径が５００ｎｍ以下の３次元網目骨格であり、
連続気孔構造を有する導電性多孔質層が形成されている
ことを特徴とする導電性多孔質層およびせその製造方法
を提供するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質な導電膜を
必要とする用途、具体的には、ガス透過性導電膜が必要
である燃料電池や酸素分離装置、湿度センサ、ガスセン
サなどの用途に対して有用な導電性多孔質層及びその製
造方法に関する。詳しくは、金属及び／又は金属酸化物
微粒子を含んだ溶液と溶媒吸収量の大きい材料を用い、
湿式方式により簡便及び安価に製造可能であり、かつ、
高温での熱処理が不要で、広範な材料に対応可能な導電
性多孔質層およびその製造方法に関する。
必要とする用途、具体的には、ガス透過性導電膜が必要
である燃料電池や酸素分離装置、湿度センサ、ガスセン
サなどの用途に対して有用な導電性多孔質層及びその製
造方法に関する。詳しくは、金属及び／又は金属酸化物
微粒子を含んだ溶液と溶媒吸収量の大きい材料を用い、
湿式方式により簡便及び安価に製造可能であり、かつ、
高温での熱処理が不要で、広範な材料に対応可能な導電
性多孔質層およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、多孔質な導電膜を形成する技術と
しては、スパッタリング法や真空蒸着法、金属箔のエッ
チング、導電ペーストの塗布、発泡体へのめっきまたは
金属粉末スラリー塗布などが挙げられる。スパッタリン
グ法や真空蒸着法に関しては、成膜後のフォトリソグラ
フィー法やイオンミリング法によるエッチング処理を行
い導電性多孔質層を形成する方法や、真空度を調節する
などの成膜条件を制御することによって金属および金属
酸化物微粒子が集合した多孔質体となるように形成する
方法がとられてきた。金属箔のエッチングに関しては、
フォトリソグラフィー法やイオンミリング法によるエッ
チング処理を行い導電性多孔質層を形成する方法がとら
れている。導電ペーストの塗布に関しては、塗布後の高
温処理により、ペースト中の導電性微粒子以外の化合物
を焼失させることにより導電性多孔質層を形成する方法
がとられている。発泡体へのめっきまたは金属粉末スラ
リー塗布に関しては、発泡ウレタンなどの発泡体に、導
電性処理後めっき処理、または、金属粉末スラリーを塗
布し、焼結とともにウレタンなどを除去する方法が取ら
れている。
しては、スパッタリング法や真空蒸着法、金属箔のエッ
チング、導電ペーストの塗布、発泡体へのめっきまたは
金属粉末スラリー塗布などが挙げられる。スパッタリン
グ法や真空蒸着法に関しては、成膜後のフォトリソグラ
フィー法やイオンミリング法によるエッチング処理を行
い導電性多孔質層を形成する方法や、真空度を調節する
などの成膜条件を制御することによって金属および金属
酸化物微粒子が集合した多孔質体となるように形成する
方法がとられてきた。金属箔のエッチングに関しては、
フォトリソグラフィー法やイオンミリング法によるエッ
チング処理を行い導電性多孔質層を形成する方法がとら
れている。導電ペーストの塗布に関しては、塗布後の高
温処理により、ペースト中の導電性微粒子以外の化合物
を焼失させることにより導電性多孔質層を形成する方法
がとられている。発泡体へのめっきまたは金属粉末スラ
リー塗布に関しては、発泡ウレタンなどの発泡体に、導
電性処理後めっき処理、または、金属粉末スラリーを塗
布し、焼結とともにウレタンなどを除去する方法が取ら
れている。
【０００３】しかしながら、真空蒸着法に関しては、成
膜が高真空中で行われることから、設備費及び設備の維
持費が大きいこと、成膜工程におけるランニングコスト
が高いこと、及び成膜工程中に基材が高温となることか
ら基材が耐熱性という面で限定されてしまうことが課題
として挙げられる。また、スパッタリング法に関して
は、真空蒸着法と同様に、成膜が高真空中で行われるこ
とから、設備費及び設備の維持費が大きいこと、成膜工
程におけるランニングコストが高いこと、基材は高温と
なることはないが荷電した粒子が基材に高速で衝突する
ためその衝突に対して劣化しない基材を用いらなければ
ならない、などの課題が挙げられる。また、フォトリソ
グラフィー法やイオンミリング法によるエッチング処理
を行う場合には、さらに工程数が増えてコスト高となっ
てしまい、これは、金属箔を用いる場合にも当てはま
る。導電ペーストを用いる場合には、高温処理が必要と
なり基材が限定されてしまうといった課題が残る。ま
た、発泡体へのめっきまたは金属粉末スラリー塗布に関
しても、やはり高温処理が必要となり基材が限定されて
しまうといった課題が残る。
膜が高真空中で行われることから、設備費及び設備の維
持費が大きいこと、成膜工程におけるランニングコスト
が高いこと、及び成膜工程中に基材が高温となることか
ら基材が耐熱性という面で限定されてしまうことが課題
として挙げられる。また、スパッタリング法に関して
は、真空蒸着法と同様に、成膜が高真空中で行われるこ
とから、設備費及び設備の維持費が大きいこと、成膜工
程におけるランニングコストが高いこと、基材は高温と
なることはないが荷電した粒子が基材に高速で衝突する
ためその衝突に対して劣化しない基材を用いらなければ
ならない、などの課題が挙げられる。また、フォトリソ
グラフィー法やイオンミリング法によるエッチング処理
を行う場合には、さらに工程数が増えてコスト高となっ
てしまい、これは、金属箔を用いる場合にも当てはま
る。導電ペーストを用いる場合には、高温処理が必要と
なり基材が限定されてしまうといった課題が残る。ま
た、発泡体へのめっきまたは金属粉末スラリー塗布に関
しても、やはり高温処理が必要となり基材が限定されて
しまうといった課題が残る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の問題点を鑑みてなされたもので、簡便及び安価に製造
可能であり、且つ、高温での熱処理が不要で、広範な基
材に対応可能な多孔質導電膜およびその製造方法を提供
しようとするものである。
の問題点を鑑みてなされたもので、簡便及び安価に製造
可能であり、且つ、高温での熱処理が不要で、広範な基
材に対応可能な多孔質導電膜およびその製造方法を提供
しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、単位
面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ2以上である多孔
質基材の表面及び／または層中に、金属及び／又は金属
酸化物微粒子の集合体よりなり、骨格の平均径が５００
ｎｍ以下の３次元網目骨格であり、気孔構造を有する導
電性多孔質層が形成されていることを特徴とする多孔質
導電膜である。
面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ2以上である多孔
質基材の表面及び／または層中に、金属及び／又は金属
酸化物微粒子の集合体よりなり、骨格の平均径が５００
ｎｍ以下の３次元網目骨格であり、気孔構造を有する導
電性多孔質層が形成されていることを特徴とする多孔質
導電膜である。
【０００６】請求項２の発明は、前記多孔質基材が、微
粒子及び／または繊維状物質を含んでいることを特徴と
する請求項１記載の多孔質導電膜である。
粒子及び／または繊維状物質を含んでいることを特徴と
する請求項１記載の多孔質導電膜である。
【０００７】請求項３の発明は、前記多孔質基材が、前
記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の表面電荷を中和
する機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記
載の多孔質導電膜である。
記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の表面電荷を中和
する機能を有することを特徴とする請求項１又は２に記
載の多孔質導電膜である。
【０００８】請求項４の発明は、前記多孔質基材が、複
数層からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の多孔質導電膜である。
数層からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
に記載の多孔質導電膜である。
【０００９】請求項５の発明は、単位面積あたりの溶媒
吸収量が１ｃｃ／ｍ2以上である多孔質基材に、１次粒
子の直径が５０ｎｍ以下である金属及び／又は金属酸化
物微粒子を含んだ溶液を、単位面積あたりの塗布量とし
て、該多孔質基材の単位面積あたりの溶媒吸収量以下で
湿式塗布することにより、該多孔質基材の表面及び／ま
たは層中に、金属及び／又は金属酸化物微粒子の集合体
よりなり、骨格の平均径が５００ｎｍ以下の３次元網目
骨格であり、気孔構造を有する導電性多孔質層を形成す
ることを特徴とする多孔質導電膜の製造方法である。
吸収量が１ｃｃ／ｍ2以上である多孔質基材に、１次粒
子の直径が５０ｎｍ以下である金属及び／又は金属酸化
物微粒子を含んだ溶液を、単位面積あたりの塗布量とし
て、該多孔質基材の単位面積あたりの溶媒吸収量以下で
湿式塗布することにより、該多孔質基材の表面及び／ま
たは層中に、金属及び／又は金属酸化物微粒子の集合体
よりなり、骨格の平均径が５００ｎｍ以下の３次元網目
骨格であり、気孔構造を有する導電性多孔質層を形成す
ることを特徴とする多孔質導電膜の製造方法である。
【００１０】請求項６の発明は、前記多孔質基材が、前
記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の表面電荷を中和
する機能を有することを特徴とする請求項５記載の多孔
質導電膜の製造方法である。
記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の表面電荷を中和
する機能を有することを特徴とする請求項５記載の多孔
質導電膜の製造方法である。
【００１１】請求項７の発明は、前記多孔質基材が、複
数層からなることを特徴とする請求項５又は６に記載の
多孔質導電膜の製造方法である。
数層からなることを特徴とする請求項５又は６に記載の
多孔質導電膜の製造方法である。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明における一実施の形
態を具体的に説明する。本発明は少なくとも多孔質基材
（１）、導電性多孔質層（２）を有し、多孔質基材
（１）上に金属及び／又は金属酸化物の微粒子を含む溶
液を塗布することにより、多孔質基材（１）の表面及び
／又は層中に、導電性多孔質層（２）を形成するもので
ある。
態を具体的に説明する。本発明は少なくとも多孔質基材
（１）、導電性多孔質層（２）を有し、多孔質基材
（１）上に金属及び／又は金属酸化物の微粒子を含む溶
液を塗布することにより、多孔質基材（１）の表面及び
／又は層中に、導電性多孔質層（２）を形成するもので
ある。
【００１３】本発明は、溶媒吸収量の大きい多孔質基材
（１）を用いることを特徴としており、単位重量あたり
の表面積が非常に大きく、各種化合物の吸着作用が非常
に大きい多孔質材料からなることが好ましい。
（１）を用いることを特徴としており、単位重量あたり
の表面積が非常に大きく、各種化合物の吸着作用が非常
に大きい多孔質材料からなることが好ましい。
【００１４】本発明は以下の現象を利用している。金属
及び／又は金属酸化物の微粒子を含んだ溶液を、溶媒浸
透性の良好な多孔質基材（１）へ塗布することにより、
溶媒の迅速な多孔質基材（１）への浸透が起こる。それ
に伴い、金属及び／又は金属酸化物の微粒子を含んだ溶
液が、濃縮されることにより金属及び／又は金属酸化物
の微粒子同士の凝集が起こる。凝集した金属及び／又は
金属酸化物の微粒子が、多孔質（１）の細孔より大きく
なると、溶媒及び、溶媒に溶解している分散剤などや、
金属及び／又は金属酸化物の微粒子に吸着している分散
剤などが選択的に細孔へ浸透していく。相対して、多孔
質基材（１）表面付近では選択的に金属及び／又は金属
酸化物の微粒子の凝集体が堆積していき、さらに金属及
び／又は金属酸化物の微粒子に比べて分散剤などの量が
十分に少なくなることから、金属及び／又は金属酸化物
の微粒子同士の接触面積が大きくなり、それに比例して
導通パス数が増大し、導電性良好な導電性多孔質層
（２）が多孔質基材（１）表面付近に形成される。さら
には、前記多孔質基材（１）は、金属及び／又は金属酸
化物の微粒子との相互作用、例えばイオン的な中和作用
などにより、金属及び／又は金属酸化物の微粒子の凝集
を促進させる効果を持つことが好ましく、持たない場合
に比べて、さらに良好な導電性の導電性多孔質層（２）
が形成される。
及び／又は金属酸化物の微粒子を含んだ溶液を、溶媒浸
透性の良好な多孔質基材（１）へ塗布することにより、
溶媒の迅速な多孔質基材（１）への浸透が起こる。それ
に伴い、金属及び／又は金属酸化物の微粒子を含んだ溶
液が、濃縮されることにより金属及び／又は金属酸化物
の微粒子同士の凝集が起こる。凝集した金属及び／又は
金属酸化物の微粒子が、多孔質（１）の細孔より大きく
なると、溶媒及び、溶媒に溶解している分散剤などや、
金属及び／又は金属酸化物の微粒子に吸着している分散
剤などが選択的に細孔へ浸透していく。相対して、多孔
質基材（１）表面付近では選択的に金属及び／又は金属
酸化物の微粒子の凝集体が堆積していき、さらに金属及
び／又は金属酸化物の微粒子に比べて分散剤などの量が
十分に少なくなることから、金属及び／又は金属酸化物
の微粒子同士の接触面積が大きくなり、それに比例して
導通パス数が増大し、導電性良好な導電性多孔質層
（２）が多孔質基材（１）表面付近に形成される。さら
には、前記多孔質基材（１）は、金属及び／又は金属酸
化物の微粒子との相互作用、例えばイオン的な中和作用
などにより、金属及び／又は金属酸化物の微粒子の凝集
を促進させる効果を持つことが好ましく、持たない場合
に比べて、さらに良好な導電性の導電性多孔質層（２）
が形成される。
【００１５】前記多孔質基材に用いられる多孔質材料
は、その種類にもよるが、総じて、小さな化合物を吸着
する傾向にあり、ほとんどの場合、金属及び／又は金属
酸化物の微粒子に比べると分散剤などは小さいので、選
択的に分散剤が多孔質材料に吸着され易い。そして、多
孔質基材（１）表面付近部では、多孔質材料に吸着され
にくい金属及び／又は金属酸化物の微粒子に比べて分散
剤などの量が、十分に少なくなることから金属及び／又
は金属酸化物の微粒子同士の接触面積が大きくなり、そ
れに比例して導通パス数が増大し、導電性の導電性多孔
質層（２）が多孔質基材（１）表面付近に形成される。
は、その種類にもよるが、総じて、小さな化合物を吸着
する傾向にあり、ほとんどの場合、金属及び／又は金属
酸化物の微粒子に比べると分散剤などは小さいので、選
択的に分散剤が多孔質材料に吸着され易い。そして、多
孔質基材（１）表面付近部では、多孔質材料に吸着され
にくい金属及び／又は金属酸化物の微粒子に比べて分散
剤などの量が、十分に少なくなることから金属及び／又
は金属酸化物の微粒子同士の接触面積が大きくなり、そ
れに比例して導通パス数が増大し、導電性の導電性多孔
質層（２）が多孔質基材（１）表面付近に形成される。
【００１６】本発明の多孔質基材（１）は、上述のよう
に、溶媒浸透性が重要であるが、僅かでも溶媒浸透能力
が有れば良い訳ではない。一般的に多量の金属及び／又
は金属酸化物の微粒子を溶液に分散させる場合、多量の
分散剤、例えば櫛形ポリマーなどを含有させなければな
らず、非常に溶媒浸透能力が良好な基材にその溶液を塗
布しても、多量の分散剤により導通パスが得られにく
く、良好な導電性が得られない。そのため、溶液中に分
散させる金属及び／又は金属酸化物の微粒子の濃度とし
ては１０体積％以下であることが好ましい。金属及び／
又は金属酸化物の微粒子の濃度が１０体積％以下の溶液
の塗布量としては、１ｃｃ／ｍ2以上が好ましい。つま
り、多孔質基材（１）の溶媒浸透能力としては、１ｃｃ
／ｍ2以上であることが好ましく、さらには、迅速な溶
媒浸透を実現すべく２ｃｃ／ｍ2以上であることがより
好ましく、さらに、金属及び／又は金属酸化物の微粒子
が１０体積％以上である溶液は保存安定性に乏しい場合
が多く、より希薄な溶液を用いる場合が多いため、それ
に伴い、多孔質基材（１）の溶媒浸透能力としては、５
ｃｃ／ｍ2以上であることが好ましい。
に、溶媒浸透性が重要であるが、僅かでも溶媒浸透能力
が有れば良い訳ではない。一般的に多量の金属及び／又
は金属酸化物の微粒子を溶液に分散させる場合、多量の
分散剤、例えば櫛形ポリマーなどを含有させなければな
らず、非常に溶媒浸透能力が良好な基材にその溶液を塗
布しても、多量の分散剤により導通パスが得られにく
く、良好な導電性が得られない。そのため、溶液中に分
散させる金属及び／又は金属酸化物の微粒子の濃度とし
ては１０体積％以下であることが好ましい。金属及び／
又は金属酸化物の微粒子の濃度が１０体積％以下の溶液
の塗布量としては、１ｃｃ／ｍ2以上が好ましい。つま
り、多孔質基材（１）の溶媒浸透能力としては、１ｃｃ
／ｍ2以上であることが好ましく、さらには、迅速な溶
媒浸透を実現すべく２ｃｃ／ｍ2以上であることがより
好ましく、さらに、金属及び／又は金属酸化物の微粒子
が１０体積％以上である溶液は保存安定性に乏しい場合
が多く、より希薄な溶液を用いる場合が多いため、それ
に伴い、多孔質基材（１）の溶媒浸透能力としては、５
ｃｃ／ｍ2以上であることが好ましい。
【００１７】また、導電性多孔質層（２）は下記のよう
なメカニズムで形成される。金属及び／又は金属酸化物
の微粒子が分散している溶液を溶媒浸透性良好な多孔質
基材（１）に塗布すると、前述したように、溶媒の浸透
と金属及び／又は金属酸化物の微粒子同士の凝集が同時
に進行する。つまり、平面状に金属及び／又は金属酸化
物の微粒子が堆積した後に凝集が起こるわけではなく、
溶媒中で凝集した凝集体が、溶媒の浸透とともに堆積す
る。その際、空間的に溶媒を含んだ形状で凝集すること
から、溶媒の多孔質基材（１）への浸透後は、空孔を有
し、金属及び／又は金属酸化物微粒子が３次元網目状に
凝集した導電性多孔質層が形成される。また、該導電性
多孔質層は、気孔構造を有するものである。
なメカニズムで形成される。金属及び／又は金属酸化物
の微粒子が分散している溶液を溶媒浸透性良好な多孔質
基材（１）に塗布すると、前述したように、溶媒の浸透
と金属及び／又は金属酸化物の微粒子同士の凝集が同時
に進行する。つまり、平面状に金属及び／又は金属酸化
物の微粒子が堆積した後に凝集が起こるわけではなく、
溶媒中で凝集した凝集体が、溶媒の浸透とともに堆積す
る。その際、空間的に溶媒を含んだ形状で凝集すること
から、溶媒の多孔質基材（１）への浸透後は、空孔を有
し、金属及び／又は金属酸化物微粒子が３次元網目状に
凝集した導電性多孔質層が形成される。また、該導電性
多孔質層は、気孔構造を有するものである。
【００１８】多孔質基材（１）は、多孔質な板やシー
ト、フィルムなどを用いても良いし、微粒子及び／又は
繊維状物質を含む多孔質層（１ｂ）を支持体（１ａ）上
に形成して用いても良い。なお支持体（１ａ）は多孔質
でなくても良く、その上に多孔質層（１ｂ）を積層し、
多孔質基材（１）としたときに前記したような溶媒吸収
能力があれば良い。また、２層以上でも構わない。
ト、フィルムなどを用いても良いし、微粒子及び／又は
繊維状物質を含む多孔質層（１ｂ）を支持体（１ａ）上
に形成して用いても良い。なお支持体（１ａ）は多孔質
でなくても良く、その上に多孔質層（１ｂ）を積層し、
多孔質基材（１）としたときに前記したような溶媒吸収
能力があれば良い。また、２層以上でも構わない。
【００１９】多孔質基材（１）の具体例としては、紙
材、多孔質磁器、セラミックフォーム、多孔質ガラス、
プラスチックフォーム、その他の多孔質フィルムもしく
はシートなどが挙げられるが、その限りではない。
材、多孔質磁器、セラミックフォーム、多孔質ガラス、
プラスチックフォーム、その他の多孔質フィルムもしく
はシートなどが挙げられるが、その限りではない。
【００２０】多孔質基材（１）が支持体（１ａ）上に多
孔質層（１ｂ）を設ける場合の支持体（１ａ）として
は、紙材、多孔質磁器、セラミックフォーム、多孔質ガ
ラス、プラスチックフォーム、その他の多孔質フィルム
もしくはシートなどの多孔質材料や多孔質でないフィル
ムやシートなどが挙げられる。なお、ガスセンサーなど
に応用する場合、支持体（１ａ）も多孔質であることが
好ましい。多孔質層（１ｂ）は、多孔質基材（１）とし
たときに前記したような溶媒吸収能力があれば良く、特
に限定するものではないが、微粒子及び／又は繊維状物
質を含むものであることが好ましい。
孔質層（１ｂ）を設ける場合の支持体（１ａ）として
は、紙材、多孔質磁器、セラミックフォーム、多孔質ガ
ラス、プラスチックフォーム、その他の多孔質フィルム
もしくはシートなどの多孔質材料や多孔質でないフィル
ムやシートなどが挙げられる。なお、ガスセンサーなど
に応用する場合、支持体（１ａ）も多孔質であることが
好ましい。多孔質層（１ｂ）は、多孔質基材（１）とし
たときに前記したような溶媒吸収能力があれば良く、特
に限定するものではないが、微粒子及び／又は繊維状物
質を含むものであることが好ましい。
【００２１】多孔質層（１ｂ）に微粒子が含まれる場
合、該微粒子の粒径や形状は、特に限定されず、該層を
形成した構成での多孔質基材（１）の単位面積あたりの
溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ2以上となっていれば良い。一
般的には、粒径が１μｍ以下であり、さらに微粒子自体
が多孔質な微粒子である場合が、溶媒吸収能力に優れ好
ましい。
合、該微粒子の粒径や形状は、特に限定されず、該層を
形成した構成での多孔質基材（１）の単位面積あたりの
溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ2以上となっていれば良い。一
般的には、粒径が１μｍ以下であり、さらに微粒子自体
が多孔質な微粒子である場合が、溶媒吸収能力に優れ好
ましい。
【００２２】該微粒子の種類についても特に限定される
ものではないが、適当な粒径を持つ公知の微粒子の中か
ら適宜選択して用いることができる。具体例としては、
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩系微粒
子；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水
酸化物系微粒子；酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化
錫、インジウム／錫酸化物、酸化鉄などの酸化物系微粒
子；ケイ酸、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウ
ム、ケイ酸カルシウムなどのケイ酸及びケイ酸塩系微粒
子；ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、
フェノールホルムアルデヒド樹脂などの樹脂系微粒子な
どが挙げられる。
ものではないが、適当な粒径を持つ公知の微粒子の中か
ら適宜選択して用いることができる。具体例としては、
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩系微粒
子；水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの水
酸化物系微粒子；酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化
錫、インジウム／錫酸化物、酸化鉄などの酸化物系微粒
子；ケイ酸、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウ
ム、ケイ酸カルシウムなどのケイ酸及びケイ酸塩系微粒
子；ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、
フェノールホルムアルデヒド樹脂などの樹脂系微粒子な
どが挙げられる。
【００２３】多孔質層（１ｂ）に繊維状物質が含まれる
場合、該繊維状物質の種類についても、特に限定される
ものではなく、公知の繊維状物質の中から適宜選択して
用いることができる。具体例としては、木材繊維、綿繊
維、羊毛繊維、絹繊維、麻繊維、セルロース繊維、レイ
ヨン繊維、キュプラ繊維、アセテート繊維、ビニロン繊
維、ナイロン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊
維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊
維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタン繊維、ポリクラ
ール繊維、ガラス繊維、などが挙げられる。
場合、該繊維状物質の種類についても、特に限定される
ものではなく、公知の繊維状物質の中から適宜選択して
用いることができる。具体例としては、木材繊維、綿繊
維、羊毛繊維、絹繊維、麻繊維、セルロース繊維、レイ
ヨン繊維、キュプラ繊維、アセテート繊維、ビニロン繊
維、ナイロン繊維、ビニリデン繊維、ポリ塩化ビニル繊
維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ポリエチレン繊
維、ポリプロピレン繊維、ポリウレタン繊維、ポリクラ
ール繊維、ガラス繊維、などが挙げられる。
【００２４】また、多孔質基材（１）や多孔質基材
（１）に用いられる支持体（１ａ）や多孔質層（１ｂ）
は、金属及び／または金属酸化物の微粒子との相互作用
により金属及び／または金属酸化物の微粒子の凝集を促
進する機能を持っていることがより好ましい。凝集を促
進させる効果を持つ組成としては、金属及び／又は金属
酸化物微粒子とイオン的な相互作用により、金属及び／
又は金属酸化物微粒子の凝集を促進するような、表面が
イオン性である微粒子や電解質を含んでいる組成であっ
たり、また、金属及び／又は金属酸化物微粒子が吸着挙
動をしめす物質や構造、例えば、電荷異動相互作用もし
くは化学結合生成を起こす官能基を持つ化合物や、毛管
凝集により吸着を起こすような微細孔を持った微粒子や
繊維状物質を含む組成、もしくは微粒子間あるいは繊維
状物質間の隙間より成る微細孔構造を持っている組成、
などが例示されるが、その限りではない。
（１）に用いられる支持体（１ａ）や多孔質層（１ｂ）
は、金属及び／または金属酸化物の微粒子との相互作用
により金属及び／または金属酸化物の微粒子の凝集を促
進する機能を持っていることがより好ましい。凝集を促
進させる効果を持つ組成としては、金属及び／又は金属
酸化物微粒子とイオン的な相互作用により、金属及び／
又は金属酸化物微粒子の凝集を促進するような、表面が
イオン性である微粒子や電解質を含んでいる組成であっ
たり、また、金属及び／又は金属酸化物微粒子が吸着挙
動をしめす物質や構造、例えば、電荷異動相互作用もし
くは化学結合生成を起こす官能基を持つ化合物や、毛管
凝集により吸着を起こすような微細孔を持った微粒子や
繊維状物質を含む組成、もしくは微粒子間あるいは繊維
状物質間の隙間より成る微細孔構造を持っている組成、
などが例示されるが、その限りではない。
【００２５】また、多孔質基材（１）や多孔質基材
（１）に用いられる支持体（１ａ）、多孔質層（１ｂ）
は、バインダなどの添加剤を含んでいてもよく、添加剤
としては、その種類及び含有率は特に限定されものでは
なく、公知の物質の中から適宜選択して用いることがで
きる。具体例としては、ポリエチレン、デンプン、ポリ
ビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリアクリ
ルアミド、セルロース誘導体、ポリウレタン、ポリエス
テル、アクリル系樹脂などのバインダ、アルキルケテン
ダイマー、タルク、炭酸カルシウム、カオリンなどのサ
イズ剤、などが挙げられる。
（１）に用いられる支持体（１ａ）、多孔質層（１ｂ）
は、バインダなどの添加剤を含んでいてもよく、添加剤
としては、その種類及び含有率は特に限定されものでは
なく、公知の物質の中から適宜選択して用いることがで
きる。具体例としては、ポリエチレン、デンプン、ポリ
ビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリアクリ
ルアミド、セルロース誘導体、ポリウレタン、ポリエス
テル、アクリル系樹脂などのバインダ、アルキルケテン
ダイマー、タルク、炭酸カルシウム、カオリンなどのサ
イズ剤、などが挙げられる。
【００２６】また、多孔質支持体（１ａ）や多孔質層
（１ｂ）の細孔径に関しても特に限定はされず、多孔質
基材（１）の単位面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ
2以上となるような細孔が存在していれば良い。一般的
な分散剤や金属及び／または金属酸化物微粒子の大きさ
を考慮すると、平均細孔径は、１ｎｍから１μｍである
ことが好ましい。
（１ｂ）の細孔径に関しても特に限定はされず、多孔質
基材（１）の単位面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ
2以上となるような細孔が存在していれば良い。一般的
な分散剤や金属及び／または金属酸化物微粒子の大きさ
を考慮すると、平均細孔径は、１ｎｍから１μｍである
ことが好ましい。
【００２７】本発明において溶媒吸収量とは、金属及び
／または金属酸化物微粒子溶液に用いられる溶媒の、各
層への吸収量である。溶媒吸収量は以下の方法にしたが
って測定することができる。面積既知の基材の中央部に
溶媒を少量ずつ滴下し、その都度へら等で均一に伸ばし
て吸収させる。この操作を溶媒が溢れるまで繰り返し、
基材表面に残った溶媒は布等でふき取る。溶媒の吸収前
後の基材の重量差と溶媒の比重から溶媒吸収量を求め
る。
／または金属酸化物微粒子溶液に用いられる溶媒の、各
層への吸収量である。溶媒吸収量は以下の方法にしたが
って測定することができる。面積既知の基材の中央部に
溶媒を少量ずつ滴下し、その都度へら等で均一に伸ばし
て吸収させる。この操作を溶媒が溢れるまで繰り返し、
基材表面に残った溶媒は布等でふき取る。溶媒の吸収前
後の基材の重量差と溶媒の比重から溶媒吸収量を求め
る。
【００２８】導電性多孔質層（２）を形成する金属及び
／又は金属微粒子酸化物の微粒子としては特に制限する
ものではないが、具体例としては、金、銀、銅、パラジ
ウム、ニッケル、クロム、亜鉛、コバルト、モリブデ
ン、タングステン、ルテニウム、オスミニウム、イリジ
ウム、鉄、マンガン、白金、ゲルマニウム、錫、ガリウ
ム、インジウム、から選ばれる元素から成る物質、及び
その酸化物、及びそれらの合金及び混合物などが挙げら
れる。中でも導電性の点から金属を用いることが好まし
い。
／又は金属微粒子酸化物の微粒子としては特に制限する
ものではないが、具体例としては、金、銀、銅、パラジ
ウム、ニッケル、クロム、亜鉛、コバルト、モリブデ
ン、タングステン、ルテニウム、オスミニウム、イリジ
ウム、鉄、マンガン、白金、ゲルマニウム、錫、ガリウ
ム、インジウム、から選ばれる元素から成る物質、及び
その酸化物、及びそれらの合金及び混合物などが挙げら
れる。中でも導電性の点から金属を用いることが好まし
い。
【００２９】前記金属及び／又は金属微粒子酸化物の微
粒子の粒径としては、分散剤などを用いることにより使
用する溶媒に分散可能であれば特に限定されるものでは
ない。一般に、分散剤などを用いても溶媒に分散可能な
粒径としては、１μｍ以下であることが好ましく、さら
に好ましくは、１００ｎｍ以下であることがより好まし
く、また、粒子のサイズが小さくなることによる表面効
果の一つである融点降下が現れ、低温で金属及び／又は
金属酸化物の微粒子同士が融着し、導電性多孔質層
（２）の導電性が著しく向上するためには、５０ｎｍ以
下であることがより好ましい。粒径５０ｎｍ以下の金属
及び／又は金属酸化物の微粒子を用いた場合、得られる
導電性多孔質層（２）の３次元網目骨格の骨格径は５０
０ｎｍ以下となる。
粒子の粒径としては、分散剤などを用いることにより使
用する溶媒に分散可能であれば特に限定されるものでは
ない。一般に、分散剤などを用いても溶媒に分散可能な
粒径としては、１μｍ以下であることが好ましく、さら
に好ましくは、１００ｎｍ以下であることがより好まし
く、また、粒子のサイズが小さくなることによる表面効
果の一つである融点降下が現れ、低温で金属及び／又は
金属酸化物の微粒子同士が融着し、導電性多孔質層
（２）の導電性が著しく向上するためには、５０ｎｍ以
下であることがより好ましい。粒径５０ｎｍ以下の金属
及び／又は金属酸化物の微粒子を用いた場合、得られる
導電性多孔質層（２）の３次元網目骨格の骨格径は５０
０ｎｍ以下となる。
【００３０】前記金属及び／又は金属酸化物の微粒子を
含む溶液の調整法としては、特に限定されることなく、
既知の方法を用いて調製できる。具体的には、気相法、
液相法、粉砕法、晶析法などの方法により得られた微粒
子と、少なくとも溶媒を混合して調製する。分散性向上
の目的で、必要が有れば分散剤を添加する。
含む溶液の調整法としては、特に限定されることなく、
既知の方法を用いて調製できる。具体的には、気相法、
液相法、粉砕法、晶析法などの方法により得られた微粒
子と、少なくとも溶媒を混合して調製する。分散性向上
の目的で、必要が有れば分散剤を添加する。
【００３１】前記金属及び／又は金属酸化物の微粒子を
含む溶液の溶媒としては、分散剤などを用いて前記金属
及び／又は金属酸化物の微粒子が分散するような溶媒で
あれば、分散剤を適宜選択することにより特に限定はさ
れない。具体例としては、水；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプ
タン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼンなどの炭化水素系溶媒；塩化メチレ
ン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素系溶媒；メ
タノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコ
ール系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフランな
どのエーテル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトンな
どのケトン系溶媒；酢酸メチル、酢酸エチルなどのエス
テル系溶媒；エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルなどの多価
アルコール及びその誘導体；ギ酸、酢酸などの脂肪酸系
溶媒；フェノール、クレゾールなどのフェノール系溶
媒、などが挙げられる。また、これらは単独で使用して
も良く、また２種以上混合して使用しても良い。また、
沸点が２００℃以上の溶媒であると、前記金属及び／ま
たは金属酸化物微粒子を含む溶液を塗布後の、溶媒を乾
燥させるための熱処理温度が高くなり、耐熱性の基材に
限定されてしまうことから、溶媒の沸点は２００℃以下
が好ましい。
含む溶液の溶媒としては、分散剤などを用いて前記金属
及び／又は金属酸化物の微粒子が分散するような溶媒で
あれば、分散剤を適宜選択することにより特に限定はさ
れない。具体例としては、水；ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプ
タン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼンなどの炭化水素系溶媒；塩化メチレ
ン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素系溶媒；メ
タノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコ
ール系溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフランな
どのエーテル系溶媒；アセトン、メチルエチルケトンな
どのケトン系溶媒；酢酸メチル、酢酸エチルなどのエス
テル系溶媒；エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルなどの多価
アルコール及びその誘導体；ギ酸、酢酸などの脂肪酸系
溶媒；フェノール、クレゾールなどのフェノール系溶
媒、などが挙げられる。また、これらは単独で使用して
も良く、また２種以上混合して使用しても良い。また、
沸点が２００℃以上の溶媒であると、前記金属及び／ま
たは金属酸化物微粒子を含む溶液を塗布後の、溶媒を乾
燥させるための熱処理温度が高くなり、耐熱性の基材に
限定されてしまうことから、溶媒の沸点は２００℃以下
が好ましい。
【００３２】前記分散剤としては、前記金属及び／又は
金属酸化物の微粒子が、使用する前記溶媒に分散するも
のであれば特に限定はされない。一般的には、用いる溶
媒が水やメタノールなどの極性溶媒単体もしくは混合物
の場合、前記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の表面
の電位がゼロとならないよう、溶液のｐＨを調製するた
めに、各種電解質、具体的には塩化ナトリウムや硝酸カ
リウム、クエン酸ナトリウムなどを分散剤として添加す
る例が挙げられる。ただ、過剰に添加すると分散性が悪
くなる場合もある。また、各種ポリマー、具体的にはポ
リビニルアルコールやポリビニルピロリドンなどを分散
剤として添加する例も挙げられる。用いる溶媒が非極性
溶媒の場合、前記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の
表面に吸着する官能基と非極性基を有する化合物を添加
する例が挙げられる。具体例として、脂肪族アミン、脂
肪族チオールなどが挙げられる。また、アミン系ポリマ
ーなどの高分子を分散剤として添加する例も挙げられ
る。
金属酸化物の微粒子が、使用する前記溶媒に分散するも
のであれば特に限定はされない。一般的には、用いる溶
媒が水やメタノールなどの極性溶媒単体もしくは混合物
の場合、前記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の表面
の電位がゼロとならないよう、溶液のｐＨを調製するた
めに、各種電解質、具体的には塩化ナトリウムや硝酸カ
リウム、クエン酸ナトリウムなどを分散剤として添加す
る例が挙げられる。ただ、過剰に添加すると分散性が悪
くなる場合もある。また、各種ポリマー、具体的にはポ
リビニルアルコールやポリビニルピロリドンなどを分散
剤として添加する例も挙げられる。用いる溶媒が非極性
溶媒の場合、前記金属及び／又は金属酸化物の微粒子の
表面に吸着する官能基と非極性基を有する化合物を添加
する例が挙げられる。具体例として、脂肪族アミン、脂
肪族チオールなどが挙げられる。また、アミン系ポリマ
ーなどの高分子を分散剤として添加する例も挙げられ
る。
【００３３】多孔質基材（１）への前記金属及び／又は
金属酸化物の微粒子を含む溶液の塗布法としては、前記
金属及び／又は金属酸化物の微粒子を含む溶液の塗布が
可能であれば、特に限定はされない。具体例としては、
グラビアコート法、スピンコート法、インクジェット
法、ロールコート法、スプレーコート法、バーコート
法、コンマコート法、カーテンコート法、ディップコー
ト法、スクリーン印刷法などが挙げられる。また、塗布
する際、公知の印刷法を用いることによりパターニング
することもできる。
金属酸化物の微粒子を含む溶液の塗布法としては、前記
金属及び／又は金属酸化物の微粒子を含む溶液の塗布が
可能であれば、特に限定はされない。具体例としては、
グラビアコート法、スピンコート法、インクジェット
法、ロールコート法、スプレーコート法、バーコート
法、コンマコート法、カーテンコート法、ディップコー
ト法、スクリーン印刷法などが挙げられる。また、塗布
する際、公知の印刷法を用いることによりパターニング
することもできる。
【００３４】前述したように、平面状に金属及び／又は
金属酸化物の微粒子が堆積した後に凝集が起こるわけで
はなく、溶媒中で凝集した凝集体が溶媒の浸透とともに
堆積し、空間的に溶媒を含んだ形状で凝集することか
ら、溶媒の多孔質基材（１）への浸透後は、空孔を有
し、金属及び／又は金属酸化物微粒子が３次元網目状に
凝集した導電性多孔質層が形成される。その際、金属及
び／又は金属酸化物の微粒子の溶液の塗布量に関して
は、該塗布量は、多孔質基材（１）の溶媒吸収量以上で
あると、迅速な溶媒の吸収が起こらず、そのことから、
金属及び／又は金属酸化物の微粒子の溶液の迅速な濃縮
が起こらない。濃縮が迅速でないと、強固な凝集が起こ
らないことから導通パスが得られず、また、乾燥中の溶
液の対流などにより、３次元網目構造となりにくい。よ
って、金属及び／又は金属酸化物の微粒子の溶液の塗布
量は、基材の溶媒吸収量以下であることが好ましい。
金属酸化物の微粒子が堆積した後に凝集が起こるわけで
はなく、溶媒中で凝集した凝集体が溶媒の浸透とともに
堆積し、空間的に溶媒を含んだ形状で凝集することか
ら、溶媒の多孔質基材（１）への浸透後は、空孔を有
し、金属及び／又は金属酸化物微粒子が３次元網目状に
凝集した導電性多孔質層が形成される。その際、金属及
び／又は金属酸化物の微粒子の溶液の塗布量に関して
は、該塗布量は、多孔質基材（１）の溶媒吸収量以上で
あると、迅速な溶媒の吸収が起こらず、そのことから、
金属及び／又は金属酸化物の微粒子の溶液の迅速な濃縮
が起こらない。濃縮が迅速でないと、強固な凝集が起こ
らないことから導通パスが得られず、また、乾燥中の溶
液の対流などにより、３次元網目構造となりにくい。よ
って、金属及び／又は金属酸化物の微粒子の溶液の塗布
量は、基材の溶媒吸収量以下であることが好ましい。
【００３５】また、前記金属及び／又は金属酸化物の微
粒子を含む溶液に関しては、塗布後の導通パス確保の観
点から、溶媒と金属及び／又は金属酸化物の微粒子以外
の、分散剤などの添加剤の含有率は、十分に分散性が良
好となるような溶液であれば、少ない方が好ましい。
粒子を含む溶液に関しては、塗布後の導通パス確保の観
点から、溶媒と金属及び／又は金属酸化物の微粒子以外
の、分散剤などの添加剤の含有率は、十分に分散性が良
好となるような溶液であれば、少ない方が好ましい。
【００３６】ここで、本発明の具体例を例示すると、図
１に示すように、多孔質基材（１）の表面及び／又は層
中に、導電性多孔質層（２）が形成されている構成が挙
げられる。ここで、導電性多孔質層（２）は、全面に形
成しても、または部分的に形成してもよい。
１に示すように、多孔質基材（１）の表面及び／又は層
中に、導電性多孔質層（２）が形成されている構成が挙
げられる。ここで、導電性多孔質層（２）は、全面に形
成しても、または部分的に形成してもよい。
【００３７】また、図２に示すように、支持体（１ａ）
と多孔質層（１ｂ）よりなる多孔質基材（１）の表面及
び／又は層中に、導電性多孔質層（２）が形成されてい
る構成が挙げられる。ここで、導電性多孔質層（２）
は、全面に形成しても、または部分的に形成してもよ
い。また、多孔質層（１ｂ）は複数層よりなっていても
よい。
と多孔質層（１ｂ）よりなる多孔質基材（１）の表面及
び／又は層中に、導電性多孔質層（２）が形成されてい
る構成が挙げられる。ここで、導電性多孔質層（２）
は、全面に形成しても、または部分的に形成してもよ
い。また、多孔質層（１ｂ）は複数層よりなっていても
よい。
【００３８】本発明の多孔質導電膜は、基材、導電層共
に多孔質であるため、ガスとの接触面積が大きく、ガス
センサーなどに好適であり、湿度センサなどのガスセン
サーの電極として使用することができる。具体的には公
知のガスセンサーの電極部分として用いればよい。ま
た、応用の一例としては、両面にガス透過性の多孔質電
極が設けられた多孔質セラミックス板が挙げられる。例
えばＬｉＺｎＶＯ4等の金属酸化物で被覆された粒径２
〜３μｍのＺｎＣｒ2Ｏ4等のセラミックスからなる多孔
質なセラミックス板の両面に、金微粒子溶液を塗布する
ことにより得られるものや、多孔質導電膜が設けられた
多孔質基材を、多孔質導電膜が多孔質セラミックス板と
接するように張り合わせることによって得られる部材が
挙げられる。また、燃料電池や酸素分離装置など様々な
用途に対しても有用である。
に多孔質であるため、ガスとの接触面積が大きく、ガス
センサーなどに好適であり、湿度センサなどのガスセン
サーの電極として使用することができる。具体的には公
知のガスセンサーの電極部分として用いればよい。ま
た、応用の一例としては、両面にガス透過性の多孔質電
極が設けられた多孔質セラミックス板が挙げられる。例
えばＬｉＺｎＶＯ4等の金属酸化物で被覆された粒径２
〜３μｍのＺｎＣｒ2Ｏ4等のセラミックスからなる多孔
質なセラミックス板の両面に、金微粒子溶液を塗布する
ことにより得られるものや、多孔質導電膜が設けられた
多孔質基材を、多孔質導電膜が多孔質セラミックス板と
接するように張り合わせることによって得られる部材が
挙げられる。また、燃料電池や酸素分離装置など様々な
用途に対しても有用である。
【００３９】
【実施例】（銀微粒子水溶液の調製）Ｃａｒｅｙ−Ｌｅ
ａが１８８９年に発表した方法（Ａｍ．Ｊ．Ｓｃｉ．，
ｖｏｌ．３７，ｐｐ．４９１，１８８９）により、銀微
粒子分散水溶液を調製した。ＴＥＭ観察により平均一次
粒子径は約７ｎｍであった。さらに、Ａｇ濃度が７重量
％となるように蒸留水にて希釈し調製し、銀微粒子水溶
液を得た。
ａが１８８９年に発表した方法（Ａｍ．Ｊ．Ｓｃｉ．，
ｖｏｌ．３７，ｐｐ．４９１，１８８９）により、銀微
粒子分散水溶液を調製した。ＴＥＭ観察により平均一次
粒子径は約７ｎｍであった。さらに、Ａｇ濃度が７重量
％となるように蒸留水にて希釈し調製し、銀微粒子水溶
液を得た。
【００４０】（多孔質層形成用塗布液）表面がカチオン
性である球状シリカゾル水溶液（日産化学工業製 スノ
ーテックスＡｋ、シリカ分２０重量％）を２５重量部及
び、ポリビニルアルコール（クラレ製 ＰＶＡ２１７）
の１０重量％水溶液を５重量部、及び蒸留水を１００重
量部の割合で混合した溶液を３０分間攪拌して調製し、
多孔質層形成用塗布液を得た。
性である球状シリカゾル水溶液（日産化学工業製 スノ
ーテックスＡｋ、シリカ分２０重量％）を２５重量部及
び、ポリビニルアルコール（クラレ製 ＰＶＡ２１７）
の１０重量％水溶液を５重量部、及び蒸留水を１００重
量部の割合で混合した溶液を３０分間攪拌して調製し、
多孔質層形成用塗布液を得た。
【００４１】（評価方法）基材の溶媒吸収量は、銀微粒
子水溶液を塗布する前の、蒸留水の吸収量であり、前述
の測定方法により測定された値である。形成された導電
膜の表面抵抗は、三菱化学（株）製の表面抵抗計ロレス
タＡＰ（ＭＣＰ−Ｔ４００）を用い測定した。形成され
た導電膜の形状は走査電子顕微鏡を用いて観察を行っ
た。
子水溶液を塗布する前の、蒸留水の吸収量であり、前述
の測定方法により測定された値である。形成された導電
膜の表面抵抗は、三菱化学（株）製の表面抵抗計ロレス
タＡＰ（ＭＣＰ−Ｔ４００）を用い測定した。形成され
た導電膜の形状は走査電子顕微鏡を用いて観察を行っ
た。
【００４２】＜実施例＞上質紙（王子製紙製ＯＫプリン
ス上質紙、米坪１２７．９ｇ／ｍ2）上に、ディップコ
ート法により、乾燥後の膜厚が５０μｍとなるよう多孔
質層形成用塗布液を塗布せしめ、１２０℃で１分間乾燥
させ、多孔質層を形成した。この多孔質層上に銀微粒子
水溶液をワイヤーバーコート法により、ウェット膜厚で
７μｍとなるよう塗布せしめた後、１２０℃で１分間乾
燥させ、導電膜付きシートを作製した。
ス上質紙、米坪１２７．９ｇ／ｍ2）上に、ディップコ
ート法により、乾燥後の膜厚が５０μｍとなるよう多孔
質層形成用塗布液を塗布せしめ、１２０℃で１分間乾燥
させ、多孔質層を形成した。この多孔質層上に銀微粒子
水溶液をワイヤーバーコート法により、ウェット膜厚で
７μｍとなるよう塗布せしめた後、１２０℃で１分間乾
燥させ、導電膜付きシートを作製した。
【００４３】＜比較例＞鹸化処理したトリアセチルセル
ロースフィルム（富士写真フィルム製フジタックＴＤ８
０Ｕ）上に、銀微粒子水溶液をワイヤーバーコート法に
より、ウェット膜厚で７μｍとなるよう塗布せしめた
後、１２０℃で１分間乾燥させ、導電膜付きシートを作
製した。
ロースフィルム（富士写真フィルム製フジタックＴＤ８
０Ｕ）上に、銀微粒子水溶液をワイヤーバーコート法に
より、ウェット膜厚で７μｍとなるよう塗布せしめた
後、１２０℃で１分間乾燥させ、導電膜付きシートを作
製した。
【００４４】作成された導電膜の特性と形状、導電膜形
成前の基材の溶媒吸収量を以下の表１に示す。
成前の基材の溶媒吸収量を以下の表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】上記表１及び図３，４より、溶媒吸収量が
大きい多孔質基材を用いた場合、得られる導電膜は多孔
質であり、且つ、導電性が良好となることがわかる。
大きい多孔質基材を用いた場合、得られる導電膜は多孔
質であり、且つ、導電性が良好となることがわかる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、溶媒吸収量が大きい多
孔質基材に、粒子径の十分小さな金属／及び金属酸化物
微粒子を含む溶液を塗布することにより、高温での熱処
理を行うことなく、高い導電性を示す多孔質導電膜が得
られる。そのような多孔質導電膜はガス透過性導電膜が
必要である燃料電池や酸素分離装置、湿度センサ、ガス
センサなどの用途に関して応用可能である。
孔質基材に、粒子径の十分小さな金属／及び金属酸化物
微粒子を含む溶液を塗布することにより、高温での熱処
理を行うことなく、高い導電性を示す多孔質導電膜が得
られる。そのような多孔質導電膜はガス透過性導電膜が
必要である燃料電池や酸素分離装置、湿度センサ、ガス
センサなどの用途に関して応用可能である。
【００４８】
【図１】 本発明の多孔質導電膜の１例を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】 本発明の多孔質導電膜の１例を示す断面図で
ある。
ある。
【図３】 実施例により得られた多孔質導電膜の形状を
示す電子顕微鏡写真である。
示す電子顕微鏡写真である。
【図４】 比較例により得られた多孔質導電膜の形状を
示す電子顕微鏡写真である。
示す電子顕微鏡写真である。
１ 多孔質基材
１ａ 支持体
１ｂ 多孔質層
２ 導電性多孔質層
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｂ 5/16 Ｈ０１Ｂ 5/16
Ｈ０１Ｍ 4/86 Ｈ０１Ｍ 4/86 Ｂ
Ｆターム(参考） 4D006 GA41 HA41 JA02A JA02B
JA02C MA03 MA08 MA31
MB03 MB17 MB20 MC02 MC02X
MC03 MC03X MC04 MC09
MC09X MC33X MC84 NA46
NA64 PA05 PB62 PC80
4F100 AA17B AB01B AL05A AL05B
AL05C AL05D AL05E AT00A
AT00B AT00C AT00D AT00E
BA02 BA10A BA10C BA10D
BA10E BA13 DC16B DE01A
DE01B DE01C DE01D DE01E
DG01A DG01B DG01C DG01D
DG01E DG10 DJ00A DJ00B
DJ00C DJ00D DJ00E EH46
EH462 EJ86 EJ862 GB41
GB90 JG01 JM02 YY00A
YY00B YY00C YY00D YY00E
5G307 HA01 HB03 HB05 HC01 HC03
HC04 HC05
5H018 AA01 AS01 BB01 BB08 DD06
DD08 EE02 EE12 HH01 HH04
Claims (7)
- 【請求項１】単位面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ
2以上である多孔質基材の表面及び／または層中に、金
属及び／又は金属酸化物微粒子の集合体よりなり、骨格
の平均径が５００ｎｍ以下の３次元網目骨格であり、気
孔構造を有する導電性多孔質層が形成されていることを
特徴とする多孔質導電膜。 - 【請求項２】前記多孔質基材が、微粒子及び／または繊
維状物質を含んでいることを特徴とする請求項１記載の
多孔質導電膜。 - 【請求項３】前記多孔質基材が、前記金属及び／又は金
属酸化物の微粒子の表面電荷を中和する機能を有するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の多孔質導電膜。 - 【請求項４】前記多孔質基材が、複数層からなることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の多孔質導電
膜。 - 【請求項５】単位面積あたりの溶媒吸収量が１ｃｃ／ｍ
2以上である多孔質基材に、１次粒子の直径が５０ｎｍ
以下である金属及び／又は金属酸化物微粒子を含んだ溶
液を、単位面積あたりの塗布量として、該多孔質基材の
単位面積あたりの溶媒吸収量以下で湿式塗布することに
より、該多孔質基材の表面及び／または層中に、金属及
び／又は金属酸化物微粒子の集合体よりなり、骨格の平
均径が５００ｎｍ以下の３次元網目骨格であり、気孔構
造を有する導電性多孔質層を形成することを特徴とする
多孔質導電膜の製造方法。 - 【請求項６】前記多孔質基材が、前記金属及び／又は金
属酸化物の微粒子の表面電荷を中和する機能を有するこ
とを特徴とする請求項５記載の多孔質導電膜の製造方
法。 - 【請求項７】前記多孔質基材が、複数層からなることを
特徴とする請求項５又は６に記載の多孔質導電膜の製造
方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2015158007A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-09-03 | 古河電気工業株式会社 | アモルファス化合物ゲル、アモルファス化合物ゲルの製造方法、酸化物結晶体の製造方法、金属結晶体の製造方法、酸化物結晶体、及び金属結晶体 |
| JP2018161894A (ja) * | 2018-06-13 | 2018-10-18 | 大日本印刷株式会社 | 構造体 |
| JP2018168126A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 凸版印刷株式会社 | 多孔体および多孔体の製造方法 |
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| JP2001126539A (ja) * | 1999-10-27 | 2001-05-11 | Japan Gore Tex Inc | 透明な導電性フィルム及びその製造方法 |
| JP2003251737A (ja) * | 2002-02-28 | 2003-09-09 | Toppan Printing Co Ltd | 導電膜および導電膜の製造方法 |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002135410A patent/JP4100040B2/ja not_active Expired - Fee Related
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