JP2022123156A - ゲルの製造方法、及びゲルの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲルの厚みを容易に調整でき、且つゲルが割れるのを抑制できる、技術を提供する。【解決手段】移動する可撓性の搬送シートに対して上方からゲルの原料液を連続的に供給し、前記搬送シートの上で前記原料液をリボン状に成形すると共にゲル化する、ゲルの製造方法。【選択図】図１

Description

本開示は、ゲルの製造方法、及びゲルの製造装置に関する。

特許文献１には、湿潤ゲルを連続生産する方法が開示されている。この方法によれば、第１の液層の上に第２の液状物を連続的に流し込みながら、第１の液層の上に形成される第２の液層を、第２の液状物を流し込む位置から遠ざかるように第１の液層の上で連続的に移動させる。第２の液層を第１の液層の上で連続的に移動させながら第２の液層を連続的にゲル化させ、形成された湿潤ゲルを第１の液層の上から連続的に抜き出す。

国際公開第２０１９／０４４６６９号

ゲルの原料液Ａを、原料液Ａよりも高密度の液層Ｂの上に供給すると、液層Ｂの上に原料液Ａの層が形成される。液層Ｂが原料液Ａの層よりも十分に広ければ、原料液Ａの層の厚みは自然に一定の厚みになろうとする。その厚みを、平衡厚みとも呼ぶ。平衡厚みＨ_Ａ０は、下記式（１）から求められる。

平衡厚みＨ_Ａ０（ｍ）は、上記式（１）に示すように、原料液Ａの密度ρ_Ａ（ｋｇ／ｍ^３）と、液層Ｂの密度ρ_Ｂ（ｋｇ／ｍ^３）と、原料液Ａの表面張力σ_Ａ（Ｎ／ｍ）と、液層Ｂの表面張力σ_Ｂ（Ｎ／ｍ）と、原料液Ａと液層Ｂとの界面張力σ_Ａ-Ｂ（Ｎ／ｍ）とから求められる。なお、上記式（１）において「ｇ」は、重力加速度であり、９．８（ｍ／ｓ^２）である。

平衡厚みＨ_Ａ０は、原料液Ａの材料と液層Ｂの材料との組み合せで決まる。液層Ｂの上で原料液Ａの層に対して力を加えれば、原料液Ａの厚みを変更可能であるが、加える力の制御が複雑であった。

一方、バッチ式の場合、容器の内部に原料液Ａを投入し、容器の内部で原料液Ａをゲル化する。その後、ゲル化したゲルを容器から取り出す時に、ゲルが割れてしまうことがあった。

本開示の一態様は、ゲルの厚みを容易に調整でき、且つゲルが割れるのを抑制する技術を提供する。

〔１〕本開示の一態様に係るゲルの製造方法は、移動する可撓性の搬送シートに対して上方からゲルの原料液を連続的に供給し、前記搬送シートの上で前記原料液をリボン状に成形すると共にゲル化する。

〔２〕上記〔１〕に記載の方法であって、前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の土手部とを有する。

〔３〕上記〔１〕に記載の方法であって、前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の、前記平坦部よりも小さい表面張力の表面改質部とを有する。

〔４〕上記〔１〕乃至〔３〕のいずれか一つに記載の方法であって、前記原料液を供給した位置よりも前記原料液の搬送方向下流の位置にて、前記搬送シートを曲げ、前記リボン状に成形されたゲルから前記搬送シートを連続的に剥離する。

〔５〕上記〔４〕に記載の方法であって、更に、前記搬送シートから連続的に剥離された前記リボン状のゲルと、前記リボン状のゲルを下方から支持する支持シートとを合流させ、前記リボン状のゲルと前記支持シートとを連続的に搬送する。

〔６〕上記〔１〕乃至〔５〕のいずれか一つに記載の方法であって、更に、前記リボン状に成形されたゲルが囲われた領域を通過する間に、前記リボン状のゲルの内部に含まれる溶媒を別の溶媒に置換する。

〔７〕上記〔１〕乃至〔６〕のいずれか一つに記載の方法であって、更に、前記リボン状に成形されたゲルが囲われた領域を通過する間に、前記リボン状のゲルの内部に含まれる溶媒を除去する。

〔８〕上記〔７〕に記載の方法であって、更に、前記溶媒を除去する領域を通過した前記リボン状のゲルを、ロール状に巻き取る。

〔９〕上記〔１〕乃至〔８〕のいずれか一つに記載の方法であって、前記搬送シートを液層に浮かべ、前記液層に浮かべた前記搬送シートの上で、前記原料液を前記リボン状に成形すると共にゲル化する。

〔１０〕本開示の一態様に係るゲルの製造装置は、ゲルの原料液を下方から支持し、移動する可撓性の搬送シートと、前記搬送シートに対して上方から前記原料液を連続的に供給する原料液供給部と、を有する。

〔１１〕上記〔１０〕に記載の装置であって、前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の土手部とを有する。

〔１２〕上記〔１０〕に記載の装置であって、前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の、前記平坦部よりも小さい表面張力の表面改質部とを有する。

〔１３〕上記〔１０〕乃至〔１２〕のいずれか一つに記載の装置であって、更に、前記原料液供給部よりも前記原料液の搬送方向下流の位置にて、前記原料液をゲル化したリボン状のゲルから前記搬送シートを連続的に剥離するシート剥離部を有する。

〔１４〕上記〔１３〕に記載の装置であって、前記搬送シートは、前記シート剥離部と、前記原料液供給部との間で循環される無端ベルトである。

〔１５〕上記〔１３〕又は〔１４〕に記載の装置であって、更に、前記搬送シートから連続的に剥離された前記リボン状のゲルと、前記リボン状のゲルを下方から支持する支持シートとの合流地点に向けて、前記支持シートを送り出す送出部を有する。

〔１６〕上記〔１０〕乃至〔１５〕のいずれか一つに記載の装置であって、更に、前記原料液をゲル化したリボン状のゲルをロール状に巻き取る巻取部を有する。

〔１７〕上記〔１０〕乃至〔１６〕のいずれか一つに記載の装置であって、更に、前記搬送シートを浮かべる液層を収容する前記液層の収容部を有する。

本開示の一態様によれば、ゲルの厚みを容易に調整でき、且つゲルが割れるのを抑制できる。

図１は、一実施形態に係るゲルの製造装置を示す断面図である。 図２は、図１に示す成形部の第１変形例を示す断面図である。 図３Ａは、搬送シートの第１例を示す断面図である。 図３Ｂは、搬送シートの第２例を示す断面図である。 図３Ｃは、搬送シートの第３例を示す断面図である。 図３Ｄは、搬送シートの第４例を示す断面図である。 図４は、一実施形態に係るゲルの製造方法を示すフローチャートである。 図５は、図１に示す成形部の第２変形例を示す断面図である。 図６は、図５に示す収容部を示す平面図である。 図７は、変形例に係る製造装置を示す断面図である。

先ず、本明細書及び特許請求の範囲における用語について説明する。「ゲル」とは、「湿潤ゲル」と「キセロゲル」との両方を含む。

「湿潤ゲル」とは、三次元網目が膨潤剤によって膨潤したゲルを意味する。膨潤剤が水であるヒドロゲル、膨潤剤がアルコールであるアルコゲル、膨潤剤が有機溶媒であるオルガノゲルを包含する。

「キセロゲル」とは、「国際純正応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）無機化学部会及び高分子部会高分子用語法小委員会」の「ゾル，ゲル，網目，及び無機有機複合材料の構造とプロセスに関する術語の定義（ＩＵＰＡＣ勧告２００７）」によれば「ゲルから膨潤剤を除去して形成された開放網目からなるゲル。」を意味する。超臨界乾燥によって膨潤剤を除去したものをエアロゲル、通常の蒸発乾燥によって膨潤剤を除去したものをキセロゲル、凍結乾燥によって膨潤剤を除去したものをクライオゲルとする分類法もあるが、本明細書及び特許請求の範囲においては、これらを総称してキセロゲルと称する。

「表面張力」とは、液体又は固体の、気体（例えば空気）との境界に作用する力である。

数値範囲を示す「～」は、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は互いに垂直な方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は鉛直方向である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同一の又は対応する構成には同一の符号を付し、説明を省略することがある。

（ゲルの製造装置）
図１は、一実施形態に係るゲルの製造装置を示す断面図である。図１に示すように、ゲルの製造装置１は、成形部２と、取出部３と、溶媒置換部４と、中継部５と、乾燥部６と、巻取部７とを有する。成形部２は、ゲルＣの原料液Ａを、リボン状に成形すると共にゲル化する。リボン状とは、シート状のことである。取出部３は、リボン状のゲルＣを成形部２から取り出す。溶媒置換部４は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を別の溶媒に置換する。中継部５は、ゲルＣを溶媒置換部４から乾燥部６に搬送する。乾燥部６は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を除去する。巻取部７は、乾燥部６を通過したゲルＣをロール状に巻き取る。

製造装置１は、インライン化されており、一連の処理を一気通貫で実施するので、リボン状のゲルＣを効率的に製造できる。成形部２と、取出部３と、溶媒置換部４と、中継部５と、乾燥部６と、巻取部７とは、この順番で、リボン状のゲルＣの通路に沿って並ぶ。リボン状のゲルＣは、成形部２から巻取部７まで連続的に続く。ゲルＣが途切れることなく続くので、ゲルＣを工程間で余分に移動させる必要もなく、余分な操作や作業をする必要がない。このため、ゲルＣを工程間で余分に移動させる際の意図しない変形を防止でき、ゲルＣが割れるのを抑制できる。
なお、本実施形態のゲルＣは成形部２から巻取部７まで連続的に続くが、本開示の技術はこれに限定されない。例えば、ゲルＣは成形部２から乾燥部６まで続き、巻取部７には達しなくてもよい。また、ゲルＣは成形部２から溶媒置換部４まで続き、乾燥部６には達しなくてもよい。いずれにしろ、連続式であれば、ゲルＣが割れるのを抑制できる。

製造装置１は、ゲルＣへの異物の混入を抑制すべく、クリーンルーム内に設置されてもよい。

（成形部）
成形部２は、ゲルＣの原料液Ａを下方から支持し、移動する搬送シート１１と、搬送シート１１に対して上方から原料液Ａを連続的に供給する原料液供給部２２とを有する。原料液供給部２２は、搬送シート１１の搬送経路の上方に配置され、搬送シート１１の移動方向である搬送方向に直交する幅方向全体に亘って原料液Ａを供給する。原料液Ａは、水平方向又は斜め方向に移動する搬送シート１１に対して上方から供給される。

搬送シート１１は、帯状であり、その長手方向に搬送される。原料液Ａは、例えば水平な搬送シート１１の上に供給され、水平な搬送シート１１の上でリボン状に形成されると共にゲル化される。なお、原料液Ａは、水平面に対して傾斜した搬送シート１１の上に供給され、傾斜した搬送シート１１の上でリボン状に形成されると共に、ゲル化されてもよい。

搬送シート１１は、原料液Ａを供給した位置よりも原料液Ａの搬送方向下流の位置にて、曲げられ、ゲルＣから連続的に剥離される。ゲルＣを平坦に支持しながら、ゲルＣと搬送シート１１とをくさび状に開くことができるので、ゲルＣに作用する応力を低減でき、ゲルＣが割れるのを抑制できる。

なお、搬送シート１１とゲルＣとの剥離は、搬送シート１１がゲルＣと共にロール状に巻き取られた後に行われてもよく、つまり、ロール状のものから巻き出される際に行われてもよい。剥離が行われる時点に関係なく、同様の剥離の操作を行えば、ゲルＣが割れるのを抑制できる。

また、成形部２は、原料液供給部２２に向けて搬送シート１１を供給するシート供給部１２を有する。シート供給部１２は供給ローラー１２１を有し、供給ローラー１２１は、回転することにより、その外周に予め巻き付けられた搬送シート１１を繰り出す。シート供給部１２は、更に、回転することにより、その外周に沿って搬送シート１１の移動方向を転換する方向転換ローラー１２２を有してよい。方向転換ローラーの数及び位置は特に限定されない。

供給ローラー１２１の外周には、供給芯１２３が取り外し可能に取り付けられてよい。供給芯１２３を複数個用意すれば、一の供給芯１２３から搬送シート１１を繰り出す間に、別の供給芯１２３に搬送シート１１を巻き付けることができる。従って、ロール状の搬送シート１１を予め用意でき、待ち時間を短縮できる。また、搬送シート１１を供給芯１２３に巻き付けた状態で搬送でき、搬送時の型崩れを防止できる。

供給ローラー１２１の外周には、凹凸が設けられてもよい。その凹凸によって、供給芯１２３（但し、供給芯１２３が無い場合には搬送シート１１）の滑りを抑制できる。同様に、供給芯１２３の外周には凹凸が設けられてもよい。その凹凸によって搬送シート１１の滑りを抑制できる。

供給ローラー１２１の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。供給ローラー１２１の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

同様に、供給芯１２３の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。供給芯１２３の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

また、成形部２は、原料液Ａを供給した位置よりも原料液Ａの搬送方向下流の位置にて、搬送シート１１を曲げ、搬送シート１１をゲルＣから剥離するシート剥離部１３を有する。ゲルＣから剥離した搬送シート１１は、再利用可能である。なお、搬送シート１１は、上記の通り、ゲルＣから剥離されることなく、ゲルＣと共に巻取部７に送られ、ゲルＣと共にロール状に巻き取られてもよい。

シート剥離部１３は、例えば、搬送シート１１がゲルＣから剥離するように巻き付く剥離ローラー１３１と、剥離ローラー１３１から搬送シート１１を回収する回収ローラー１３２とを有する。搬送シート１１は、剥離ローラー１３１の外周に沿って湾曲し、移動方向を転換する。剥離ローラー１３１は、回転することにより、その外周に沿って搬送シート１１の移動方向を転換する方向転換ローラーである。一方、回収ローラー１３２は、回転することにより、その外周に搬送シート１１を巻き取る。

回収ローラー１３２の外周には、回収芯１３３が取り外し可能に取り付けられてよい。回収芯１３３の外周に、搬送シート１１が巻き付けられる。ロール状の搬送シート１１は回収芯１３３と共に、回収ローラー１３２から取り外される。従って、取り外し時、及びその後の運搬時に、型崩れを抑制できる。

回収ローラー１３２の外周には凹凸が設けられてもよい。凹凸によって、回収芯１３３（但し、回収芯１３３が無い場合には搬送シート１１）の滑りを抑制できる。同様に、回収芯１３３の外周には凹凸が設けられてもよい。凹凸によって搬送シート１１の滑りを抑制できる。

回収ローラー１３２の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。回収ローラー１３２の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

同様に、回収芯１３３の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。回収芯１３３の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

回収芯１３３は、その外周に搬送シート１１を巻き付けた状態で、回収ローラー１３２から取り外され、次いで、供給芯１２３として供給ローラー１２１に取り付けられてもよい。同様に、供給芯１２３は、搬送シート１１を繰り出した後、供給ローラー１２１から取り外され、次いで、回収芯１３３として回収ローラー１３２に取り付けられてもよい。

なお、シート剥離部１３は剥離ローラー１３１のみを有してもよく、剥離ローラー１３１が回収ローラー１３２を兼ねてもよい。つまり、搬送シート１１は、剥離ローラー１３１の外周に巻き取られてもよい。この場合、剥離ローラー１３１は、回転モータによって能動的に回転する。

なお、剥離ローラー１３１と回収ローラー１３２とが別々に設けられる場合、回収ローラー１３２は、回転モータによって能動的に回転する。剥離ローラー１３１は、能動的に回転してもよいが、本実施形態では受動的に回転する。また、供給ローラー１２１と方向転換ローラー１２２も、能動的に回転してもよいが、本実施形態では受動的に回転する。

図２は、図１に示す製造装置の変形例を示す断面図である。本変形例では、搬送シート１１は、無端ベルトであって、供給ローラー１２１と、方向転換ローラー１２２と、剥離ローラー１３１と、回収ローラー１３２とに掛け回される。本変形例では、方向転換ローラー１２２及び剥離ローラー１３１だけではなく、供給ローラー１２１及び回収ローラー１３２も方向転換ローラーである。なお、方向転換ローラーの数は２つ以上であればよく、搬送シート１１は図２に示す方向転換ローラー１２２と剥離ローラー１３１とのみに掛け回されてもよい。複数の方向転換ローラーのうちの少なくとも１つ（例えば剥離ローラー１３１）は、回転モータによって能動的に回転する。複数の方向転換ローラーの全てが能動的に回転してもよいが、方向転換ローラーのうちの一部は受動的に回転してもよい。

搬送シート１１は、シート剥離部１３とシート供給部１２との間で循環され、シート剥離部１３と原料液供給部２２との間で循環される。ロール状の搬送シート１１を供給ローラー１２１に取り付けたり、ロール状の搬送シート１１を回収ローラー１３２から取り外したりする手間を省略できる。また、図１に示す供給芯１２３及び回収芯１３３が不要である。

搬送シート１１は、単層構造でもよいし、複数層構造でもよい。搬送シート１１が複数層構造であれば、ゲルＣの損傷を防止でき、且つ、搬送シート１１の耐久性を向上できる。例えば、ゲルＣと接触する層は、ゲルＣの損傷を防止すべく、例えば柔軟で滑らかで継ぎ目のない樹脂フィルムであってよい。また、各種のローラーと接触する層は、搬送シート１１の耐久性を向上すべく、ベルトコンベアなどで通常用いられるゴムベルト又は樹脂ベルトなどであってよい。

ところで、原料液Ａの成形及びゲル化は、上記の通り、搬送シート１１の上で実施される。搬送シート１１は固体であるので、原料液Ａが自然に薄く広がりやすい。また、搬送シート１１は、固体であるので、その形状等によって原料液Ａの幅を決めることができる。

原料液Ａの幅が決まれば、原料液Ａの厚みは搬送シート１１の移動速度と原料液Ａの供給速度とで決まる。搬送シート１１の移動速度、及び原料液Ａの供給速度の変更は容易であるので、原料液Ａの厚み、ひいてはゲルＣの厚みの変更が容易である。

図３Ａは、搬送シートの第１例を示す断面図である。第１例に係る搬送シート１１は、搬送シート１１の移動方向（Ｘ軸方向）に直交する断面にて、平坦部１１１と、平坦部１１１の上面に、搬送シート１１の移動方向に直交する幅方向（Ｙ軸方向）に間隔をおいて形成される一対の土手部１１２とを有する。

原料液Ａは、平坦部１１１と一対の土手部１１２とで形成される溝に供給される。一対の土手部１１２は、原料液Ａが幅方向に広がるのを防止し、原料液Ａの幅を決める。土手部１１２の高さは、原料液Ａの厚みよりも小さくてもよいが、原料液Ａが幅方向に広がるのを確実に防止すべく、原料液Ａの厚みよりも大きくてよい。

平坦部１１１の表面張力が大きいほど、原料液Ａが薄く濡れ広がり、厚みの薄いゲルＣの製造が可能になる。厚みの厚いゲルＣの製造も、当然に可能である。平坦部１１１の表面張力は、原料液Ａの表面張力よりも大きいことが好ましい。そのような平坦部１１１の材料の具体例として、ポリエステルやナイロン等が挙げられる。

土手部１１２の材料は、平坦部１１１の材料と同じであってよい。土手部１１２と平坦部１１１とが同じ材料であれば、土手部１１２と平坦部１１１とを一体に成形でき、搬送シート１１の製造コストを低減できる。それゆえ、土手部１１２の表面張力は、原料液Ａの表面張力よりも大きくてよい。

土手部１１２の表面張力が原料液Ａの表面張力よりも大きいと、図３Ａに示すように、上に凹のメニスカス（Meniscus）が原料液Ａの液面に形成される。その状態で原料液Ａがゲル化されると、ゲルＣの角部に鋭角のバリが生じる。このバリは小さく、ゲルＣの厚みは全体的には均一であるので、バリは残したままでもよいが、切り落として取り除いてもよい。但し、ゲルＣと搬送シート１１との剥離時に、バリが欠けてしまったり、クラックが発生したりすると、そこが起点となり、ゲルＣが割れてしまうことがある。

そこで、図３Ｂに示す第２例に係る搬送シート１１は、土手部１１２の幅方向内側の側壁面に、表面改質部１１３を有する。表面改質部１１３の表面張力は、土手部１１２及び平坦部１１１の表面張力よりも小さく、好ましくは原料液Ａの表面張力以下、より好ましくは原料液Ａの表面張力よりも小さい。

表面改質部１１３の表面張力が原料液Ａの表面張力よりも小さいと、図３Ｂに示すように表面改質部１１３が原料液Ａをはじくので、上に凸のメニスカスが原料液Ａの液面に形成される。その状態で原料液Ａがゲル化されると、ゲルＣの角部に鈍角な面取部が形成される。従って、ゲルＣと搬送シート１１との剥離時に、ゲルＣの角部が欠けるのを抑制できる。

但し、ゲルＣの角部が欠けるのを抑制する効果は、表面改質部１１３の表面張力が土手部１１２及び平坦部１１１の表面張力よりも小さければ、得られる。平坦部１１１と表面改質部１１３との間で表面張力に差を付けることで、厚みの薄いゲルＣを製造でき、且つ、ゲルＣの角部の欠けを抑制できる。

表面改質部１１３は、固体膜でもよいし、液体膜でもよい。固体膜の具体例として、例えばフッ素系樹脂のコーティング膜が挙げられる。液体膜の具体例として、フッ素系オイルの塗布膜やシリコーンオイルの塗布膜が挙げられる。表面改質部１１３は、耐久性及び安定性の観点から、好ましくは固体膜である。表面改質部１１３は、原料液Ａをはじくので、ゲルＣの離型剤としての役割も果たす。

なお、図３Ｂに示す第２例では、平坦部１１１と土手部１１２とが同じ材料で形成され、且つ、土手部１１２の幅方向内側の側壁面に表面改質部１１３が形成されるが、平坦部１１１と土手部１１２とが異なる材料で形成され、土手部１１２の表面張力が平坦部１１１の表面張力よりも小さくもよい。この場合も、厚みの薄いゲルＣを製造でき、且つ、ゲルＣの角部の欠けを抑制できる。

ところで、図３Ａに示す第１例及び図３Ｂに示す第２例では、土手部１１２の幅方向内側の側壁面は、平坦部１１１の上面に対して垂直である。これに対し、図３Ｃに示す第３例では、土手部１１２の幅方向内側の側壁面は、平坦部１１１の上面に対して傾斜しており、具体的には、上方に向うほど幅方向外側に傾斜する。この傾斜によって、ゲルＣと搬送シート１１とを容易に剥離できる。尚、図３Ｃに示す第３例にも、図３Ａに示す第１例や図３Ｂに示す第２例の内容を適用できる。

図３Ｄは、搬送シートの第４例を示す断面図である。第４例の搬送シート１１は、図３Ａ～図３Ｃに示す土手部１１２の代わりに、図３Ｄに示す表面改質部１１５を有する。表面改質部１１５は、平坦部１１１の上面に、幅方向（Ｙ軸方向）に間隔をおいて一対形成される。

原料液Ａは、平坦部１１１の上面のうち、一対の表面改質部１１５の間に供給される。表面改質部１１５の表面張力は、平坦部１１１の表面張力よりも小さく、好ましくは原料液Ａの表面張力よりも小さい。一対の表面改質部１１５は、原料液Ａが幅方向に広がるのを防止し、原料液Ａの幅を決める。

表面改質部１１５は、固体膜でもよいし、液体膜でもよい。固体膜の具体例として、例えばフッ素系樹脂のコーティング膜が挙げられる。液体膜の具体例として、フッ素系オイルの塗布膜やシリコーンオイルの塗布膜が挙げられる。表面改質部１１５は、耐久性及び安定性の観点から、好ましくは固体膜である。

表面改質部１１５の厚みは、原料液Ａの厚みよりも厚くてもよいが、薄くてもよい。表面改質部１１５の厚みが、１ｎｍ程度であっても、厚み１ｍｍ程度の原料液Ａの液漏れを防止できる。

表面改質部１１５の厚みは、ゲルＣの厚みよりも厚くてもよいが、薄くてもよい。表面改質部１１５の厚みがゲルＣの厚みよりも薄ければ、搬送シート１１をゲルＣと共にロール状に巻き取りやすい。巻き取り時に、ゲルＣと平坦部１１１とが、隙間なく、繰り返し積層されるからである。

また、表面改質部１１５の厚みがゲルＣの厚みよりも薄ければ、表面改質部１１５の厚みが薄く、搬送シート１１の厚みのばらつきが小さいので、ゲルＣから剥離した後の搬送シート１１を単体でロール状に巻き取りやすい。

搬送シート１１の材質は、原料液Ａの溶媒に応じて適宜選択される。搬送シート１１の材質は、特に限定されないが、可撓性の観点から、樹脂が好ましい。搬送シート１１の具体例として、ポリエステルフィルムやナイロンフィルム等が挙げられる。搬送シート１１は、その上に原料液Ａの層を安定的に存在させるべく、原料液Ａによって変質や膨潤せず、かつ、互いに反応しないものを用いることが好ましい。

成形部２で得られるゲルＣは、膨潤剤である溶媒を含む湿潤ゲルである。湿潤ゲルの厚みは、例えば０．１ｍｍ～２０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～１０ｍｍである。湿潤ゲルは、乾燥部６にて乾燥され、キセロゲルになる。キセロゲルの厚みは、例えば０．１ｍｍ～２０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～１０ｍｍである。キセロゲルは、多孔質なモノリスであって、透明性と断熱性を有するものであってよい。透明性と断熱性を有するキセロゲルは、例えば、自動車用窓ガラスや建物用窓ガラスにおける透明断熱材として用いられる。

キセロゲルの用途が透明断熱材である場合、キセロゲルの波長５００ｎｍにおける透過率は、厚み１ｍｍ換算で７０％以上が好ましく、８０％以上が好ましく、９０％以上が好ましい。透過率は、日本工業規格（ＪＩＳ Ｒ ３１０６：１９９８）に準拠して測定される。

キセロゲルの用途としては、例えば、断熱材の他に、フィルター、吸着剤、吸音材、吸湿材、吸油材、又は分離膜が挙げられる。キセロゲルは、用途によっては透明でなくてもよく、不透明でもよい。

キセロゲルの種類は、本実施形態では（１）ポリシロキサンキセロゲルであるが、（２）ポリマーキセロゲル、又は（３）セルロースキセロゲルなどの多糖類キセロゲルであってもよい。

原料液Ａは、例えばゲルＣの原料（以下、「ゲル原料」とも呼ぶ。）と、ゲル原料を溶かす溶媒とを含む。ゲル原料は、最終的に得られるキセロゲルの種類に応じて適宜選択される。溶媒は、例えば水又は有機溶媒である。有機溶媒としては、アルコール（メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール、ベンジルアルコール等）、非プロトン性極性有機溶媒（Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等）、ケトン（シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトン等）、炭化水素（ｎ－ヘキサン、ヘプタン等）等が挙げられる。

キセロゲルが（１）ポリシロキサンキセロゲルの場合、ゲル原料としては、例えば（１Ａ）シラン化合物と（１Ｂ）触媒とを含むものが挙げられる。（１Ｂ）触媒は、ゲル化を均一に促進するためのものである。ゲル原料は、（１Ｃ）界面活性剤を更に含んでもよい。

（１Ａ）シラン化合物としては、アルコキシシラン、６員環含有骨格と加水分解性シリル基とを有する６員環含有シラン化合物、有機ポリマー骨格と加水分解性シリル基とを有するシリル基含有ポリマー等が挙げられる。

アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン（テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等）、モノアルキルトリアルコキシシラン（メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等）、ジアルキルジアルコキシシラン（ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等）、トリメトキシフェニルシラン、アルキレン基の両末端にアルコキシシリル基を有する化合物（１，６－ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン、１，６－ビス（メチルジメトキシシリル）ヘキサン、１，６－ビス（メチルジエトキシシリル）ヘキサン、１，２－ビス（トリメトキシシリル）エタン、１，２－ビス（メチルジメトキシシリル）エタン、１，２－ビス（メチルジエトキシシリル）エタン等）、ペルフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン（ペルフルオロポリエーテルトリエトキシシラン、ペルフルオロポリエーテルメチルジエトキシシラン等）、ペルフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン（ペルフルオロエチルトリエトキシシラン等）、ペンタフルオロフェニルエトキシジメチルシラン、トリメトキシ（３，３，３－トリフルオロプロピル）シラン、ビニル基を有するアルコキシシラン（ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、ジエトキシメチルビニルシラン等）、アリル基を有するアルコキシシラン（アリルトリメトキシシラン、アリルジメトキシメチルシラン、アリルジエトキシメチルシラン等）、エポキシ基を有するアルコキシシラン（２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等）、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン（３－アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３－アクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等）、メタクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン（３-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等）等及び上記のアルコキシシランのオリゴマーが挙げられる。

６員環含有シラン化合物における６員環含有骨格は、イソシアヌル環、トリアジン環及びベンゼン環からなる群から選ばれる少なくとも１種の６員環を有する有機骨格である。

シリル基含有ポリマーにおける有機ポリマー骨格は、ポリエチレン鎖、ポリエーテル鎖、ポリエステル鎖及びポリカーボネート鎖からなる群から選ばれる少なくとも１種の鎖を有する有機骨格である。

（１Ｂ）触媒としては、塩基触媒又は酸触媒が挙げられ、それらの水溶液であってもよい。塩基触媒としては、アミン（トリエチルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド等）、尿素、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。酸触媒としては、無機酸（硝酸、硫酸、塩酸等）、有機酸（ギ酸、シュウ酸、酢酸、モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、トリクロル酢酸、モノフルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸等）が挙げられる。

（１Ｃ）界面活性剤としては、例えば、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリド、プルロニックＦ１２７（ＢＡＳＦ社商品名）、又はＥＨ－２０８（日油社商品名）などが挙げられる。

キセロゲルが（２）ポリマーキセロゲルの場合、ゲル原料としては、熱可塑性樹脂又は硬化性樹脂等が挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、加熱すると溶媒に溶解し、冷却するとモノリス（多孔体）を形成できるものが挙げられ、具体的には、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等が挙げられる。

硬化性樹脂としては、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂が挙げられる。光硬化性樹脂としては、アクリレート及びメタクリレートのいずれか一方又は両方と光重合開始剤とを含むもの等が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、アクリレート及びメタクリレートのいずれか一方又は両方と熱重合開始剤とを含むものなどの他に、レゾルシノールとホルムアルデヒドとの付加縮合物、メラミンとホルムアルデヒドとの付加縮合物等が挙げられる。

キセロゲルが（３）多糖類キセロゲルの場合、ゲル原料としては、（３Ａ）多糖類ナノファイバーと（３Ｂ）酸とを含むものが挙げられる。多糖類としては、セルロースの他に、キチン、キトサン、ジェランガムなども挙げられる。

（３Ａ）多糖類ナノファイバーとしては、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン－１－オキシル（ＴＥＭＰＯ）酸化セルロースナノファイバー等が挙げられる。（３Ａ）多糖類ナノファイバーとしては、セルロースナノファイバーの他に、キチンナノファイバー、キトサンナノファイバーなども挙げられる。

（３Ｂ）酸としては、前記無機酸又は前記有機酸が挙げられる。酸の代わりに、塩基も使用可能である。

ところで、ゲル原料が（１Ａ）シラン化合物と（１Ｂ）触媒とを含むものである場合、原料液Ａのゲル化は、加熱によって行われる。シラン化合物は、酸触媒などで加水分解され、シラノール基（Ｓｉ－ＯＨ）を有するゾルになる。ゾルが加熱されると、シラノール基同士が分子間で脱水縮合反応しＳｉ－Ｏ－Ｓｉ結合を形成し、原料液Ａがゲル化される。

原料液供給部２２は、例えばシラン化合物と触媒とを混合する混合槽を含む。混合槽は、ゲル化の進行を抑制すべく、原料液Ａを冷却する冷却装置を含んでもよい。混合槽の温度は、ゲル化の進行抑止の観点からは低いほど好ましいが、凍結防止の観点から、原料液Ａの凝固点よりも高く設定されてよく、例えば０℃～２０℃に設定される。

混合槽は、原料液Ａを撹拌する撹拌装置を含んでもよい。シラン化合物と触媒とを短時間で混合でき、原料液Ａを短時間で均一化できる。

混合槽は、図示していないが、第１配管を介してシラン化合物の供給源と接続され、第２配管を介して触媒の供給源と接続される。第１配管にはシラン化合物の流量を制御する第１流量制御器が設けられ、第２配管には触媒の流量を制御する第２流量制御器が設けられる。シラン化合物の流量と触媒の流量とを制御できるので、混合槽での滞留時間を短くできる。シラン化合物の流量と触媒の流量とは、搬送シート１１の上に供給される原料液Ａの流量に応じて適宜決定される。

成形部２は、搬送シート１１の上で原料液Ａをゲル化すべく、第１加熱器２３と、第２加熱器２４とを有する。第１加熱器２３は、搬送シート１１の上方に配置され、原料液Ａを上方から加熱する。第２加熱器２４は、搬送シート１１の下方に配置され、搬送シート１１を加熱することで、原料液Ａを下方から加熱する。原料液Ａを上下両側から加熱することにより、ゲル化を上下両側から進行できる。

第１加熱器２３は、搬送シート１１の搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って間隔をおいて複数配置されてよい。複数の第１加熱器２３を独立に制御することで、原料液Ａの搬送方向における温度分布を制御できる。その温度分布は、搬送方向全体に亘って均一でもよいし、下流に向うほど高温でもよいし、下流に向うほど低温でもよい。第２加熱器２４も、第１加熱器２３と同様に、配置され、制御されてよい。

第１加熱器２３、及び第２加熱器２４の加熱方式は、特に限定されないが、例えば、抵抗加熱式、赤外線加熱式、及びアーク加熱式などのなかから、設置場所に応じて適宜選択される。

なお、成形部２は、第１加熱器２３、及び第２加熱器２４のうちの少なくとも１つを有すればよい。更に、図示していないが、加熱器は、搬送シート１１の側面から加熱するように設置してもよい。また、原料液Ａをゲル化させる手段は、加熱器には限定されず、ゲル原料の種類に応じて適宜選択される。

例えば、ゲル原料が熱可塑性樹脂である場合、原料液Ａをゲル化させる手段は、冷却器である。冷却器は、搬送シート１１の上で原料液Ａを冷却し、原料液Ａをゲル化させる。冷却器も、加熱器と同様に、配置され、制御されてよい。冷却器による強制冷却の代わりに、自然冷却が実施されてもよい。

また、ゲル原料が光硬化性樹脂である場合、原料液Ａをゲル化させる手段は、光源である。光源は、搬送シート１１の上に存在する原料液Ａに対して紫外線等の光を照射し、光硬化性モノマーを硬化し、原料液Ａをゲル化する。光源も、加熱器と同様に、配置され、制御されてよい。

また、ゲル原料が熱硬化性樹脂である場合、原料液Ａをゲル化させる手段は、加熱器である。

また、ゲル原料が多糖類ナノファイバーである場合、多糖類ナノファイバーは酸触媒又は塩基触媒に接触すると、短時間でゲル化する。従って、原料液Ａは、多糖類ナノファイバーを含み、酸触媒又は塩基触媒を含まなくてよい。酸触媒又は塩基触媒は、搬送シート１１の上に形成された原料液Ａの層に対して、上方からシャワー状に供給されてよい。この場合、原料液Ａをゲル化させる手段は、原料液Ａの層に対して上方から酸触媒又は塩基触媒を供給する供給器である。

（取出部）
取出部３は、リボン状のゲルＣを、成形部２から連続的に取り出す。取出部３は、成形部２よりも下流側に配置され、リボン状のゲルＣを引っ張る。図１に示すように取出部３がゲルＣを支持するので、ゲルＣの下方で搬送シート１１を曲げ変形でき、ゲルＣを連続的に送ることができる。

取出部３は、例えば引張ローラー３１を含む。引張ローラー３１は、例えば、リボン状のゲルＣを上下両側から挟み、回転することにより、ゲルＣを下流側に送り出す。上側の引張ローラー３１と、下側の引張ローラー３１との間隔は、ゲルＣの厚みＨ_Ｃが過剰に圧縮されないように、つまり、ゲルＣが割れないように設定される。なお、ゲルＣの厚みＨ_Ｃは、原料液Ａの最終的な厚みＨ_Ａに等しい。

なお、ゲルＣだけではなく搬送シート１１も一対の引張ローラー３１の間を通り、且つ、搬送シート１１の土手部１１２の厚みがゲルＣの厚みＨ_Ｃよりも厚い場合には、一対の引張ローラー３１は搬送シート１１を挟んで送り出す。この場合、上側の引張ローラー３１と、下側の引張ローラー３１との間隔は、土手部１１２の厚みと平坦部１１１の厚みとの合計よりも僅かに小さくてよい。

また、ゲルＣだけではなく搬送シート１１も一対の引張ローラー３１の間を通り、且つ、搬送シート１１の表面改質部１１５の厚みがゲルＣの厚みＨ_Ｃよりも薄い場合には、一対の引張ローラー３１はゲルＣと搬送シート１１とを挟んで送り出す。この場合、上側の引張ローラー３１と、下側の引張ローラー３１との間隔は、ゲルＣの厚みと平坦部１１１の厚みとの合計よりも僅かに小さくてよい。

なお、引張ローラー３１は、リボン状のゲルＣの上下両側に配置されなくてもよく、例えば下側にのみ配置されてもよい。下側に配置された引張ローラー３１は、リボン状のゲルＣを載せながら回転し、ゲルＣを下流側に送り出す。

引張ローラー３１は、ステンレスなどの金属、ゴム、又は樹脂などの材料で形成される。引張ローラー３１は、金属の表面に、ゴム又は樹脂などをコーティングしたものであってよい。

引張ローラー３１は、その外周に凹凸を有してもよい。凹凸によって、ゲルＣの滑りを抑制でき、ゲルＣを下流側に確実に送り出すことができる。

（溶媒置換部）
溶媒置換部４は、リボン状のゲルＣの内部に含まれる溶媒を別の溶媒に置換する。ゲルＣは、微細な多孔質体であり、内部に溶媒を含む。溶媒の置換は、乾燥の前に実施され、乾燥時に溶媒の表面張力によってゲルＣが収縮するのを抑制し、ゲルＣの微細構造が破損するのを抑制する目的で実施される。

溶媒置換部４は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を、ゲル化に適した溶媒（つまり、原料液Ａの溶媒）から、乾燥に適した溶媒に置換する。置換後の溶媒は、乾燥方法に応じて適宜選択される。乾燥方法としては、超臨界乾燥、凍結乾燥、又は常圧乾燥が用いられる。

超臨界乾燥は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を、超臨界流体に置換する。超臨界乾燥に適した溶媒として、例えばメタノール、エタノール、又はイソプロピルアルコールなどが用いられる。超臨界流体として、一般的に、超臨界状態の二酸化炭素ガスが用いられる。超臨界乾燥は、密閉式の高圧容器の内部で実施される。

凍結乾燥は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を凍結した後で、真空中で蒸発させる。通常これを、昇華と呼ぶ。凍結乾燥に適した溶媒として、水、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール、シクロヘキサン、１，４－ジオキサン、又はフッ素系溶媒等が用いられる。凍結乾燥は、密閉式の真空容器の内部で実施される。

常圧乾燥は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を、常圧下で蒸発させる。溶媒蒸発に伴う毛細管力によるゲルＣの微細骨格の収縮力を小さくすることが重要なので、常圧乾燥に適した溶媒としては、表面張力の小さな溶媒、例えばヘキサン若しくはヘプタンなどの低分子量の脂肪族炭化水素系の溶媒、又はフッ素系溶媒が用いられる。常圧乾燥は、常圧で行われるので、密閉式の容器が不要である。それゆえ、リボン状のゲルＣが成形部２から乾燥部６まで連続的に続く場合には、常圧乾燥が採用される。

溶媒置換部４は、成形部２から連続的に取り出されたリボン状のゲルＣが通る通路を内部に形成し、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を、常圧乾燥に適した溶媒に置換する。具体的には、溶媒置換部４は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を、原料液Ａの溶媒から、原料液Ａよりも小さな表面張力を有する溶媒に置換する。

溶媒の置換は、溶媒の沸騰によってゲルの微細構造が破損するのを抑制すべく、溶媒の沸点以下の温度で実施される。但し、溶媒の置換効率を高めるべく、溶媒を沸点以下の温度で加熱してもよい。加熱温度は、例えば４０℃～１００℃である。

溶媒の置換回数は、本実施形態では１回であるが、複数回であってもよい。つまり、ゲルＣの内部に含まれる溶媒は、原料液Ａの溶媒から、第１溶媒に置換され、更に第２溶媒に置換されてもよい。

原料液Ａの溶媒と第２溶媒との相溶性が低い場合には、置換効率が悪くなるので、その間に一旦、第１溶媒での置換を導入することで、原料液Ａの溶媒から第２溶媒への置換にかかる時間を短縮できる。第１溶媒としては、原料液Ａの溶媒と第２溶媒との両方に対し高い相溶性を有するものが用いられる。

溶媒置換部４は、例えばリボン状のゲルＣが浸漬される溶媒を貯留する貯留槽４１を有する。ゲルＣが貯留槽４１に貯留された溶媒の内部を通過すると、ゲルＣの内部に含まれる溶媒が、拡散の自然法則によって、原料液Ａの溶媒から、貯留槽４１に貯留された溶媒に置換される。

貯留槽４１の内部には、ゲルＣを支持する支持ローラー４２が配置されてよい。支持ローラー４２は、１以上でよく、複数の場合にはゲルＣの通路に沿って間隔をおいて配置される。支持ローラー４２は、回転モータなどによって能動的に回転してもよいし、受動的に回転してもよい。

ゲルＣの通路は、本実施形態では貯留槽４１の内部にＵ字状の折返し部を有しないが、Ｕ字状の折返し部を有してもよい。折返し部には支持ローラー４２が配置され、支持ローラー４２の外周に沿ってゲルＣが湾曲し、ゲルＣの移動方向が反転する。貯留槽４１の長さが同じ場合、貯留槽４１の内部でのゲルＣの滞留時間を長くできる。また、貯留槽４１の内部でのゲルＣの滞留時間が同じ場合、貯留槽４１の長さを短くでき、貯留槽４１を小型化できる。

貯留槽４１からあふれ出た液体は、回収され、リサイクルされてもよい。貯留槽４１からあふれ出た液体は、原料液Ａの溶媒などを含むので、リサイクルされる前に、蒸留などの手段で精製されてよい。精製によって、原料液Ａの溶媒、触媒及び界面活性剤などを除去できる。

溶媒置換部４は、リボン状のゲルＣに対し、上方からシャワー状の溶媒を供給する溶媒供給部４３を有してよい。上方からシャワー状の溶媒を供給するので、ゲルＣの浸漬深さを浅くできる。ゲルＣの通路の曲率半径が大きく、ゲルＣの曲げ応力が小さいので、ゲルＣが割れるのを抑制できる。

溶媒置換部４が、溶媒供給部４３を有する場合、貯留槽４１を有しなくてもよい。貯留槽４１がなければ、ゲルＣの通路を直線にできる。ゲルＣの曲げ応力がゼロになるので、ゲルＣが割れるのをより抑制できる。

なお、原料液Ａの溶媒が乾燥に適したものである場合、溶媒置換は不要であるので、製造装置１は溶媒置換部４を有しなくてよい。

（中継部）
中継部５は、リボン状のゲルＣを溶媒置換部４から乾燥部６に搬送する。中継部５によってゲルＣを搬送する速度は、ゲルＣが貯留槽４１に貯留された溶媒の内部を通過するように設定され、ゲルＣが貯留槽４１の内部にて下に凸に撓むように設定される。

中継部５は、例えば中継ローラー５１を含む。中継ローラー５１は、回転モータなどよって能動的に回転し、ゲルＣを下流側に送り出す。中継ローラー５１は、引張ローラー３１と同様に構成されるので、説明を省略する。

（乾燥部）
乾燥部６は、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を除去する。ゲルＣの乾燥方法としては、上記の通り、超臨界乾燥、凍結乾燥、又は常圧乾燥が用いられるが、本実施形態ではインライン化に適した常圧乾燥が用いられる。

乾燥部６は、成形部２から連続的に取り出されたリボン状のゲルＣが通る通路を内部に形成し、ゲルＣの内部に含まれる溶媒を、常圧乾燥によって除去する。乾燥部６は、例えば、ゲルＣが通る通路を内部に形成する乾燥炉６１を有する。

乾燥炉６１の内部には、ゲルＣを支持する支持ローラー６２が配置されてよい。支持ローラー６２は、１以上でよく、複数の場合にはゲルＣの通路に沿って間隔をおいて配置される。支持ローラー６２は、回転モータなどによって能動的に回転してもよいし、受動的に回転してもよい。

ゲルＣの通路は、本実施形態では乾燥炉６１の内部にＵ字状の折返し部を有しないが、Ｕ字状の折返し部を有してもよい。折返し部には支持ローラー６２が配置され、支持ローラー６２の外周に沿ってゲルＣが湾曲し、ゲルＣの移動方向が反転する。乾燥炉６１の長さが同じ場合、乾燥炉６１の内部でのゲルＣの滞留時間を長くできる。また、乾燥炉６１の内部でのゲルＣの滞留時間が同じ場合、乾燥炉６１の長さを短くでき、乾燥炉６１を小型化できる。

ゲルＣの乾燥は、溶媒の沸騰によってゲルの微細構造が破損するのを抑制すべく、溶媒の沸点以下の温度で実施される。但し、溶媒の除去効率を高めるべく、ゲルＣを沸点以下の温度で加熱してもよい。ゲルＣの乾燥温度は、例えば室温～１００℃である。

乾燥部６は、ゲルＣを加熱する加熱器６３を有してよい。加熱器６３は、ゲルＣの通路の上下両側に配置され、ゲルＣの通路に沿って間隔をおいて複数配置されてよい。加熱器６３は、乾燥炉６１の内部に配置される。

加熱器６３の加熱方式は、特に限定されないが、例えば、抵抗加熱式、及び赤外線加熱式などのなかから、設置場所に応じて適宜選択される。

乾燥部６は、ゲルＣに対して風を送る不図示の送風機を有してもよい。ゲルＣに対して風を送ることで、ゲルＣの内部に含まれる溶媒の蒸発を促進できる。乾燥部６で蒸発させた溶媒は、回収され、廃棄又は必要に応じてリサイクルされる。

乾燥部６で得られるゲルＣは、キセロゲルであり、多孔質なモノリスである。

（巻取部）
巻取部７は、乾燥部６を通過したリボン状のゲルＣを、ロール状に巻き取る。巻取部７は巻取ローラー７１を有し、巻取ローラー７１は回転モータなどによって能動的に回転し、その外周にリボン状のゲルＣを巻き取る。巻取ローラー７１の外径は、ゲルＣの厚みＨ_Ｃと材質とに応じて適宜設定され、ゲルＣが割れないように設定される。

巻取ローラー７１の外周には巻取芯７２が取り外し可能に取り付けられ、巻取芯７２の外周にリボン状のゲルＣが巻き取られてよい。巻取芯７２を利用すれば、ロール状のゲルＣを型崩れせずに取り外すことができ、ハンドリング性が良い。

巻取ローラー７１の外周には凹凸が設けられてもよい。凹凸によって、巻取芯７２（但し、巻取芯７２が無い場合にはゲルＣ）の滑りを抑制できる。同様に、巻取芯７２の外周には凹凸が設けられてもよい。凹凸によってゲルＣの滑りを抑制できる。

巻取ローラー７１の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。巻取ローラー７１の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

同様に、巻取芯７２の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。巻取芯７２の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

（ゲルの製造方法）
図４は、一実施形態に係るゲルの製造方法を示すフローチャートである。図４に示すように、ゲルの製造方法は、成形（Ｓ１）と、溶媒置換（Ｓ２）と、乾燥（Ｓ３）と、巻取（Ｓ４）とを含む。成形部２が成形（Ｓ１）を実施し、溶媒置換部４が溶媒置換（Ｓ２）を実施し、乾燥部６が乾燥（Ｓ３）を実施し、巻取部７が巻取（Ｓ４）を実施する。

なお、ゲルの製造方法は図４に示す処理を全て含まなくてもよく、例えば原料液Ａの溶媒が乾燥（Ｓ３）に適したものである場合、溶媒置換（Ｓ２）が実施されなくてもよい。また、ゲルの製造方法は、図４に示す処理とは別の処理を含んでもよく、例えば巻取（Ｓ４）の代わりに、梱包を含んでもよい。梱包では、リボン状のゲルＣを切断し、切断したゲルを梱包容器内で積み重ねる。

（収容部）
図５は、図１に示す成形部の第２変形例を示す断面図である。図５に示すように、成形部２は、液層Ｂを収容する収容部２１をさらに有してよい。液層Ｂの密度は、搬送シート１１が液層Ｂの上に浮けば、搬送シート１１の密度よりも大きくても小さくてもよいが、大きいことが好ましい。また、原料液Ａの密度は、搬送シート１１の上でゲルＣの成形ができる限り、液層Ｂの密度に対して大きくても小さくてもよいが、小さいことが好ましい。

搬送シート１１は、液層Ｂの液面の上を滑る。原料液Ａは、液層Ｂに浮かべた搬送シート１１の上で、リボン状に成形されると共にゲル化される。

液層Ｂの液面は重力によって自然に水平になるので、搬送シート１１も水平になり、その水平な液面を利用して平坦で厚みの均一なゲルＣが容易に得られる。また、搬送シート１１の下面全体が水平に支持されるので、搬送シート１１の大面積化、ひいてはゲルＣの大面積化が可能である。さらに、搬送シート１１が液層Ｂと原料液Ａとの接触を防止するので、液層Ｂと原料液Ａの組み合わせの選択肢を広げられる。例えば、液層Ｂと原料液Ａとが相溶性を有しても、液層Ｂと原料液Ａとの間には搬送シート１１が存在するので、液層Ｂと原料液Ａとが混じり合うことはない。また、液層Ｂの材料として水を選択できれば、コストを削減できる。

液層Ｂは、その上に搬送シート１１及び原料液Ａの層を安定的に存在させるべく、搬送シート１１及び原料液Ａとの密度差の大きい方が好ましい。その密度差は、好ましくは０．１ｇ／ｃｍ^３以上であり、より好ましくは０．５ｇ／ｃｍ^３以上である。なお、軽量化の観点から、その密度差は、好ましくは３．０ｇ／ｃｍ^３以下であり、より好ましくは２．０ｇ／ｃｍ^３以下である。

また、液層Ｂは、その上に搬送シート１１を安定的に存在させるべく、搬送シート１１を変質も膨潤もさせず、かつ、互いに反応しないものを用いることが好ましい。

液層Ｂの材料は、搬送シート１１に応じて適宜選択される。液層Ｂの材料としては、フッ素原子を有する液状化合物、塩素原子を有する液状化合物、ケイ素原子を有する液状化合物、水、水銀等が挙げられ、原料液Ａと密度差があるのであれば、フッ素、塩素、臭素、あるいは、ヨウ素などのハロゲン原子や、ケイ素原子などを含む必要はない。水は、液層Ｂの密度を調整するために水溶性塩を含んでいてもよい。水溶性塩としては、塩化ナトリウム等が挙げられる。

フッ素原子を有する液状化合物としては、フッ素系溶媒、フッ素系オイル等が挙げられる。
フッ素系溶媒としては、ハイドロフルオロアルカン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロモノエーテル、パーフルオロモノエーテル、ペルフルオロアルカン、ペルフルオロポリエーテル、ペルフルオロアミン、フッ素原子含有アルケン、フッ素原子含有芳香族化合物、フッ素原子含有ケトン、フッ素原子含有エステル等が挙げられる。フッ素系溶媒の市販品としては、旭硝子社登録商標のアサヒクリンＡＫ－２２５（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＨＣｌ_２）、ＡＣ－２０００（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨＦ_２）、ＡＣ－６０００（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）、ＡＥ－３０００（ＣＦ_３ＣＨ_２ＯＣＦ_２ＣＨＦ_２）；３Ｍ社商品名のフロリナートやノベック７１００（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３）、７２００（Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５）、７３００（Ｃ_２Ｆ_５ＣＦ（ＯＣＨ_３）ＣＦ（ＣＦ_３）_２）；三井・デュポンフロロケミカル社商品名のバートレルＸＦ（ＣＦ_３ＣＨＦＣＨＦＣ_２Ｆ_５）、ＭＣＡ、ＸＨ；日本ゼオン社商品名のゼオローラＨ（ヘプタフルオロシクロペンタン）等が挙げられる。
フッ素系オイルの市販品としては、ソルベイ社商品名のフォンブリン、ダイキン工業社商品名のデムナムやダイフロイル等が挙げられる。

塩素原子を有する液状化合物としては、塩素系溶媒、塩素系オイル等が挙げられる。塩素系溶媒としては、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン等が挙げられる。

ケイ素原子を有する液状化合物としては、シリコーンオイル等が挙げられる。シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル等が挙げられる。シリコーンオイルの市販品としては、信越化学工業社商品名のＫＦ－９６等が挙げられる。

成形部２は、液層Ｂの上で原料液Ａをゲル化すべく、第１加熱器２３と、第２加熱器２４と、第３加熱器２５とを有する。第１加熱器２３は収容部２１の上方に配置され、第２加熱器２４は液層Ｂの内部に配置され、第３加熱器２５は収容部２１の下方に配置される。これらの加熱器の作用は、第１実施形態と同様である。

図６は、図５に示す収容部を示す平面図である。図６に示すように、収容部２１は、例えば平面視長方形の容器であり、上流壁２１１と、下流壁２１２と、一対の側壁２１３、２１４と、底壁２１５（図５参照）とを有する。

収容部２１の長さＬ１、つまり、上流壁２１１から下流壁２１２までの長さＬ１は、特に限定されないが、滞留時間と生産性の観点から、例えば１ｍ～１００ｍである。収容部２１の長さＬ１が一定で、ゲルＣの厚みＨ_Ｃが同じ場合、原料液Ａのゲル化の進行が速いほど、原料液の供給速度とゲルＣの取出速度とが大きく設定されるので、単位時間当たりの生産量が向上する。

上流壁２１１から下流壁２１２までの領域は、原料液Ａの搬送方向に、例えば第１領域Ａ１と第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とに区別できる。第１領域Ａ１と第２領域Ａ２と第３領域Ａ３とは、この順で、上流側から下流側に向けて並ぶ。

第１領域Ａ１は、原料液Ａのゲル化が始まる領域であり、原料液Ａの一部で架橋が始まる領域である。原料液Ａは、第１領域Ａ１の上流壁２１１の近傍にて、液層Ｂに浮かべた搬送シート１１の上に供給され、搬送シート１１と共に下流壁２１２に向けて移動する。原料液Ａの一部で架橋が始まると、粘度が上昇する。

第２領域Ａ２は、原料液Ａのゲル化が進み、原料液Ａの全体で架橋が進み、高分子の三次元骨格構造が形成される領域である。第２領域Ａ２の下流端では、原料液Ａの粘性流動が失われる。

第３領域Ａ３は、原料液Ａのゲル化がさらに進み、さらに微細な三次元骨格構造が形成される領域である。第３領域Ａ３は、ゲルＣの熟成が行われる領域である。例えば、ゲル原料が（１Ａ）シラン化合物と（１Ｂ）触媒とを含むものである場合、第３領域Ａ３は脱水縮合が完了する領域である。ゲルＣは、第３領域Ａ３の下流壁２１２の近傍にて液層Ｂの液面から持ち上げられ、収容部２１よりも下流側に取り出される。ゲルＣが、収容部２１の下流壁２１２に当たらないように、収容部２１の下流壁２１２の上に設けた図示しない斜めの板状体によってゲルＣを滑らせて取り出してもよい。なお、取出部３は、ゲルＣを収容部２１から取り出せればよいので、収容部２１の内部にあってもよいし、収容部２１の外部にあってもよい。

第１領域Ａ１と、第２領域Ａ２と、第３領域Ａ３とは、同じ温度でもよいし、異なる温度でもよいが、溶媒の沸騰を抑制すべく、溶媒の沸点よりも低い温度であってよい。溶媒の沸騰によって高分子の三次元骨格構造が破損するのを抑制できる。

第３領域Ａ３は、第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２よりも高温であってもよい。三次元骨格構造の大半ができるまではゲル化を緩やかに進め、その後に、ゲル化を急速に進めることができる。従って、収容部２１の長さＬ１を短縮可能である。

第３領域Ａ３が第１領域Ａ１及び第２領域Ａ２よりも高温である場合、その温度差は例えば１０℃～５０℃であり、好ましくは２０℃程度である。

収容部２１の幅Ｗ１、つまり、一対の側壁２１３、２１４の幅Ｗ１は、特に限定されないが、例えば１ｃｍ～１０ｍである。

（支持シート）
図７は、変形例に係る製造装置を示す断面図である。以下、上記実施形態の製造装置１と、本変形例の製造装置１との相違点について主に説明する。本変形例の製造装置１は、成形部２と、取出部３と、溶媒置換部４と、中継部５と、乾燥部６と、巻取部７との他に、更に送出部８を有する。

送出部８は、搬送シート１１から剥離されたリボン状のゲルＣと、リボン状のゲルＣを下方から支持する支持シート１００との合流地点に向けて、支持シート１００を送り出す。支持シート１００は、ゲルＣと合流した後、ゲルＣと共に連続的に搬送される。支持シート１００は、ゲルＣの搬送中にゲルＣを下方から支持するので、ゲルＣの自重による意図しない変形を抑制でき、ゲルＣが割れるのを抑制できる。

支持シート１００は、できるだけ長くゲルＣを保護できるように、できるだけ上流側でゲルＣと合流するのが好ましく、収容部２１と溶媒置換部４との間にてゲルＣと合流してよい。例えば、支持シート１００は、ゲルＣよりも下側の引張ローラー３１の外周に沿って湾曲し、続いて、ゲルＣと合流した後、引張ローラー３１から下流側に送り出される。合流地点よりも上流側にて、ゲルＣと支持シート１００との距離が徐々に縮まるので、空気を追い出すことができ、気泡の噛み込みを抑制できる。

支持シート１００は、できるだけ長くゲルＣを保護できるように、ゲルＣと共に巻取部７に送られ、ゲルＣと共にロール状に巻き取られてよい。巻取ローラー７１の外周にはゲルＣと支持シート１００とが交互に積層されるので、ゲルＣ同士の密着を防止できる。

支持シート１００は、ゲルＣの溶媒や溶媒置換の溶媒で変質や膨潤せず、ゲルＣの乾燥温度に耐え、乾燥時のゲルＣの収縮及び膨張を妨げないようにゲルＣに対して滑り易いものであれば特に限定されないが、例えば樹脂シートであってよい。一般的に、ゲルＣは、乾燥時に、一旦収縮し、その後膨張する。

支持シート１００は、緻密であってもよいが、多孔質であることが好ましい。乾燥時に溶媒が上下両側に蒸発できるので、上下両側から均等に乾燥を進めることができる。また、上下両側から均等に溶媒置換を進めることもできる。多孔質な支持シート１００として、例えばポリエチレンテレフタレートの多孔質フィルムが用いられる。

支持シート１００は、ゲルＣと接触する。ゲルＣは、固化済みであるので、支持シート１００の表面が荒れていても、その表面形状がゲルＣに転写されることはない。

支持シート１００の厚みは、例えば０．０１ｍｍ～１ｍｍである。

支持シート１００の幅は、ゲルＣの幅よりも狭くてもよいが、ゲルＣの幅以上であってよい。支持シート１００の幅がゲルＣの幅以上であれば、支持シート１００によってゲルＣの幅方向全体を支持できる。

送出部８は送出ローラー８１を有し、送出ローラー８１は引張ローラー３１によって引っ張られる支持シート１００の移動に伴って回転し、外周に巻き付けられた支持シート１００を繰り出す。

送出ローラー８１の外周には、送出芯８２が取り外し可能に取り付けられてよい。送出芯８２を複数個用意すれば、一の送出芯８２から支持シート１００を繰り出す間に、別の送出芯８２に支持シート１００を巻き付けることができる。従って、ロール状の支持シート１００を予め用意でき、待ち時間を短縮できる。また、支持シート１００を送出芯８２に巻き付けた状態で搬送でき、搬送時の型崩れを防止できる。

送出ローラー８１の外周には凹凸が設けられてもよい。その凹凸によって、送出芯８２（但し、送出芯８２が無い場合には支持シート１００）の滑りを抑制できる。同様に、送出芯８２の外周には凹凸が設けられてもよい。その凹凸によって支持シート１００の滑りを抑制できる。

送出ローラー８１の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。送出ローラー８１の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

同様に、送出芯８２の材料は、特に限定されないが、例えば、金属又は樹脂である。樹脂は、軽量性に優れ、運搬性に優れている。送出芯８２の外周には、滑り止めのゴムが貼り付けられてもよい。

なお、支持シート１００は、本変形例では収容部２１と溶媒置換部４との間にてゲルＣと合流するが、溶媒置換部４と乾燥部６との間にてゲルＣと合流してもよい。例えば、支持シート１００は、ゲルＣよりも下側の中継ローラー５１の外周に沿って湾曲し、続いて、ゲルＣと合流した後、中継ローラー５１から下流側に送り出されてもよい。合流地点よりも上流側にて、ゲルＣと支持シート１００との距離が徐々に縮まるので、空気を追い出すことができ、気泡の噛み込みを抑制できる。

以上、本開示に係るゲルの製造方法、及びゲルの製造装置について説明したが、本開示は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本開示の技術的範囲に属する。

１ 製造装置
１１ 搬送シート
１１１ 平坦部
１１２ 土手部
１１５ 表面改質部
１２ シート供給部
１３ シート剥離部
２ 成形部
２１ 収容部
２２ 原料液供給部
３ 取出部
４ 溶媒置換部
６ 乾燥部
７ 巻取部
Ａ 原料液
Ｂ 液層
Ｃ ゲル

Claims (17)

1. 移動する可撓性の搬送シートに対して上方からゲルの原料液を連続的に供給し、
   前記搬送シートの上で前記原料液をリボン状に成形すると共にゲル化する、
   ゲルの製造方法。
2. 前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の土手部とを有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の、前記平坦部よりも小さい表面張力の表面改質部とを有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記原料液を供給した位置よりも前記原料液の搬送方向下流の位置にて、前記搬送シートを曲げ、前記リボン状に成形されたゲルから前記搬送シートを連続的に剥離する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 更に、前記搬送シートから連続的に剥離された前記リボン状のゲルと、前記リボン状のゲルを下方から支持する支持シートとを合流させ、前記リボン状のゲルと前記支持シートとを連続的に搬送する、請求項４に記載の方法。
6. 更に、前記リボン状に成形されたゲルが囲われた領域を通過する間に、前記リボン状のゲルの内部に含まれる溶媒を別の溶媒に置換する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 更に、前記リボン状に成形されたゲルが囲われた領域を通過する間に、前記リボン状のゲルの内部に含まれる溶媒を除去する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
8. 更に、前記溶媒を除去する領域を通過した前記リボン状のゲルを、ロール状に巻き取る、請求項７に記載の方法。
9. 前記搬送シートを液層に浮かべ、前記液層に浮かべた前記搬送シートの上で、前記原料液を前記リボン状に成形すると共にゲル化する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. ゲルの原料液を下方から支持し、移動する可撓性の搬送シートと、
    前記搬送シートに対して上方から前記原料液を連続的に供給する原料液供給部と、
    を有する、ゲルの製造装置。
11. 前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の土手部とを有する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記搬送シートは、前記搬送シートの移動方向に直交する断面にて、平坦部と、前記平坦部の上面に、前記搬送シートの移動方向に直交する幅方向に間隔をおいて形成される一対の、前記平坦部よりも小さい表面張力の表面改質部とを有する、請求項１０に記載の装置。
13. 更に、前記原料液供給部よりも前記原料液の搬送方向下流の位置にて、前記原料液をゲル化したリボン状のゲルから前記搬送シートを連続的に剥離するシート剥離部を有する、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 前記搬送シートは、前記シート剥離部と、前記原料液供給部との間で循環される無端ベルトである、請求項１３に記載の装置。
15. 更に、前記搬送シートから連続的に剥離された前記リボン状のゲルと、前記リボン状のゲルを下方から支持する支持シートとの合流地点に向けて、前記支持シートを送り出す送出部を有する、請求項１３又は１４に記載の装置。
16. 更に、前記原料液をゲル化したリボン状のゲルをロール状に巻き取る巻取部を有する、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の装置。
17. 更に、前記搬送シートを浮かべる液層を収容する収容部を有する、請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載の装置。

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