JP3298127B2 - 機能性多孔質材料の製造方法 - Google Patents
機能性多孔質材料の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は機能性多孔質材料の製造
方法に係り、特に、高機能性多孔質体として或いは機能
性分離膜等として、幅広い産業分野で有効に利用し得る
機能性多孔質材料の製造方法に関する。
方法に係り、特に、高機能性多孔質体として或いは機能
性分離膜等として、幅広い産業分野で有効に利用し得る
機能性多孔質材料の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の通り、一般的な多孔質材料は、ポ
リウレタンフォームやプラスチックフォーム、更にスポ
ンジに代表されるように、反応時の気泡生成や発泡剤の
投入、Ｎ２やＣＯ２の投入及び機械的撹拌によって材料
を発泡させることにより製造されている。このような方
法は、製法的には簡単であるが、発泡により得られるセ
ル（気泡）がかなり大きくなり、ミクロなセルを得るこ
とは困難である。
リウレタンフォームやプラスチックフォーム、更にスポ
ンジに代表されるように、反応時の気泡生成や発泡剤の
投入、Ｎ２やＣＯ２の投入及び機械的撹拌によって材料
を発泡させることにより製造されている。このような方
法は、製法的には簡単であるが、発泡により得られるセ
ル（気泡）がかなり大きくなり、ミクロなセルを得るこ
とは困難である。
【０００３】一方、機能性の分離膜としては、ゴアテッ
クスのように延伸によって得られるもの、また、エッチ
ングによって穿孔するなどの物理的方法より得られるも
のに加え、予め可溶性物質を混合した後この可溶性物質
を溶出させて得られるもの、更には一般の不織布などが
挙げられる。このような方法で得られるものであれば、
かなりミクロな多孔質構造が提供されるが、均一性が悪
くまた空孔率が低いといった問題がある。
クスのように延伸によって得られるもの、また、エッチ
ングによって穿孔するなどの物理的方法より得られるも
のに加え、予め可溶性物質を混合した後この可溶性物質
を溶出させて得られるもの、更には一般の不織布などが
挙げられる。このような方法で得られるものであれば、
かなりミクロな多孔質構造が提供されるが、均一性が悪
くまた空孔率が低いといった問題がある。
【０００４】ところで、周知の通り、異種の物質を混合
した時に得られる相形態（モルフォロジー）は、各成分
の量比、相溶性、混合条件などに依存する。例えば、各
成分の量比の面からは、多くの場合、図３に示す如く、
両成分Ｉ，ＩＩの含有割合が５０対５０程度の時は両成
分Ｉ，ＩＩ共に連続相を形成する。これに対して、一方
成分Ｉのみが多くなると、図４に示す如く、多い方の成
分Ｉが連続相を、少ない方の成分ＩＩが不連続相として
分散する傾向が強い。特に、一方の成分Ｉが７０％以
上、他方の成分ＩＩが３０％以下になると、３０％以下
の成分ＩＩは不連続相になりやすい。これは立方体中に
球を充填する時の最高充填率が７４％（体積分率）であ
ることを考えれば当然と言えよう。
した時に得られる相形態（モルフォロジー）は、各成分
の量比、相溶性、混合条件などに依存する。例えば、各
成分の量比の面からは、多くの場合、図３に示す如く、
両成分Ｉ，ＩＩの含有割合が５０対５０程度の時は両成
分Ｉ，ＩＩ共に連続相を形成する。これに対して、一方
成分Ｉのみが多くなると、図４に示す如く、多い方の成
分Ｉが連続相を、少ない方の成分ＩＩが不連続相として
分散する傾向が強い。特に、一方の成分Ｉが７０％以
上、他方の成分ＩＩが３０％以下になると、３０％以下
の成分ＩＩは不連続相になりやすい。これは立方体中に
球を充填する時の最高充填率が７４％（体積分率）であ
ることを考えれば当然と言えよう。
【０００５】実際、文献（「“ポリマアロイ”−基礎と
応用」高分子学会編，東京化学同人発行、第３８０頁）
にも次のように書かれている。「体積分率の大きい成分
が海相となる傾向を示す。７５％以上の成分は他の条件
にかかわらず、海相であり、２５％以下の成分は他の条
件にかかわらず島相となる。また、２５〜７５％の成分
は混合条件により、海、島或いは海か島か不明確な状態
となる。」
応用」高分子学会編，東京化学同人発行、第３８０頁）
にも次のように書かれている。「体積分率の大きい成分
が海相となる傾向を示す。７５％以上の成分は他の条件
にかかわらず、海相であり、２５％以下の成分は他の条
件にかかわらず島相となる。また、２５〜７５％の成分
は混合条件により、海、島或いは海か島か不明確な状態
となる。」
【０００６】勿論、相形態のあり方は混合する各成分間
の相溶性にも大きく依存し、相溶性が高い程ミクロに相
分離しやすく、また、比較的少量成分であっても連続相
になりやすい。逆に、相溶性が非常に悪い場合には（例
えば、水と油の系）、強力に撹拌することにより短時間
の間はかなりのミクロ相分離を起こすが、この相分離は
極めて不安定であり、時間の経過と共にマクロな相分離
状態に移行する。
の相溶性にも大きく依存し、相溶性が高い程ミクロに相
分離しやすく、また、比較的少量成分であっても連続相
になりやすい。逆に、相溶性が非常に悪い場合には（例
えば、水と油の系）、強力に撹拌することにより短時間
の間はかなりのミクロ相分離を起こすが、この相分離は
極めて不安定であり、時間の経過と共にマクロな相分離
状態に移行する。
【０００７】いずれの場合においても、２５％以下の少
量成分と７５％以上の多量成分の混合によって、少量成
分に安定した三次元連続相を形成させることは一般的に
は困難である。
量成分と７５％以上の多量成分の混合によって、少量成
分に安定した三次元連続相を形成させることは一般的に
は困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述の如く、従来の一
般的な多孔質材料の製造方法では、ミクロなセルを得る
ことは困難であり、また、従来提供されている機能性分
離膜は多孔質構造の均一性が悪く、また、空孔率が低い
という欠点がある。
般的な多孔質材料の製造方法では、ミクロなセルを得る
ことは困難であり、また、従来提供されている機能性分
離膜は多孔質構造の均一性が悪く、また、空孔率が低い
という欠点がある。
【０００９】ところで、多量成分中に不連続相（島相）
として分散している系において、少量成分をできるだけ
少量とし、かつその少量成分が系全体に均一に分布する
三次元連続の網状骨格構造を形成させることができるな
らば、この分散系から多量成分を除去することにより、
少量成分で構成される三次元連続の網状骨格構造の機能
性多孔質材料を得ることが可能とされる。
として分散している系において、少量成分をできるだけ
少量とし、かつその少量成分が系全体に均一に分布する
三次元連続の網状骨格構造を形成させることができるな
らば、この分散系から多量成分を除去することにより、
少量成分で構成される三次元連続の網状骨格構造の機能
性多孔質材料を得ることが可能とされる。
【００１０】しかしながら、前述の如く、少量成分は一
般に不連続相として分散し、少量成分に三次元連続相を
形成させることは困難であり、従来において少量成分に
三次元連続相を形成させた混合系は提供されていない。
般に不連続相として分散し、少量成分に三次元連続相を
形成させることは困難であり、従来において少量成分に
三次元連続相を形成させた混合系は提供されていない。
【００１１】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、高機能性多孔質体又は機能性分離膜等と
して、幅広い産業分野に有用な、気孔がミクロかつ均一
で、しかも空孔率の高い機能性多孔質材料の製造方法を
提供することを目的とする。
ものであって、高機能性多孔質体又は機能性分離膜等と
して、幅広い産業分野に有用な、気孔がミクロかつ均一
で、しかも空孔率の高い機能性多孔質材料の製造方法を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の機能性多孔質材
料の製法方法は、高分子有機材料と、低分子有機材料と
を、高分子有機材料と低分子有機材料との合計の体積に
対する高分子有機材料の体積分率が３０％以下となる割
合で混合して高分子有機材料が三次元連続の網状骨格構
造を形成している前駆体を得、次いで該前駆体中の低分
子有機材料を除去することにより、三次元連続の網状骨
格構造を有する高分子有機材料で構成される機能性多孔
質材料であって、該網状骨格構造の網目の開口の平均径
が５００μｍ以下であり、かつ、該高分子有機材料が熱
可塑性エラストマー及び／又はその変性物である機能性
多孔質材料を製造することを特徴とする。
料の製法方法は、高分子有機材料と、低分子有機材料と
を、高分子有機材料と低分子有機材料との合計の体積に
対する高分子有機材料の体積分率が３０％以下となる割
合で混合して高分子有機材料が三次元連続の網状骨格構
造を形成している前駆体を得、次いで該前駆体中の低分
子有機材料を除去することにより、三次元連続の網状骨
格構造を有する高分子有機材料で構成される機能性多孔
質材料であって、該網状骨格構造の網目の開口の平均径
が５００μｍ以下であり、かつ、該高分子有機材料が熱
可塑性エラストマー及び／又はその変性物である機能性
多孔質材料を製造することを特徴とする。
【００１３】以下に本発明を図面を参照して詳細に説明
する。
する。
【００１４】図１は、本発明の方法により製造される機
能性多孔質材料の三次元連続の網状骨格構造の一例を示
す模式的な斜視図、図２は図１の部分拡大図である。
能性多孔質材料の三次元連続の網状骨格構造の一例を示
す模式的な斜視図、図２は図１の部分拡大図である。
【００１５】図示の如く、本発明の方法により製造され
る機能性多孔質材料１は、三次元連続の網状骨格構造を
有し、図２に示す寸法で、網状骨格構造の網目（セル）
の開口の平均径Ｄが５００μｍ以下、好ましくは３００
μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下のものであ
る。
る機能性多孔質材料１は、三次元連続の網状骨格構造を
有し、図２に示す寸法で、網状骨格構造の網目（セル）
の開口の平均径Ｄが５００μｍ以下、好ましくは３００
μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下のものであ
る。
【００１６】なお、本発明の方法により製造される機能
性多孔質材料１の三次元連続の網状骨格構造の骨格の構
成材料としては、例えば、後述の高分子有機材料が挙げ
られ、その骨格の平均径ｄは５０μｍ以下、特に３０μ
ｍ以下、とりわけ２０μｍ以下であることが好ましい。
性多孔質材料１の三次元連続の網状骨格構造の骨格の構
成材料としては、例えば、後述の高分子有機材料が挙げ
られ、その骨格の平均径ｄは５０μｍ以下、特に３０μ
ｍ以下、とりわけ２０μｍ以下であることが好ましい。
【００１７】このような機能性多孔質材料は、本発明の
機能性多孔質材料の製造方法により容易に製造される。
機能性多孔質材料の製造方法により容易に製造される。
【００１８】本発明の方法においては、まず、少量の高
分子有機材料（以下「成分Ａ」と称する場合がある。）
と多量の低分子有機材料（以下「成分Ｂ」と称する場合
がある。）とを混合して、少量成分である高分子有機材
料が三次元連続の網状骨格構造を形成している前駆体
（以下「Ａ／Ｂ構造体」と称する場合がある。）を得
る。
分子有機材料（以下「成分Ａ」と称する場合がある。）
と多量の低分子有機材料（以下「成分Ｂ」と称する場合
がある。）とを混合して、少量成分である高分子有機材
料が三次元連続の網状骨格構造を形成している前駆体
（以下「Ａ／Ｂ構造体」と称する場合がある。）を得
る。
【００１９】本発明で使用される少量成分の高分子有機
材料（成分Ａ）の数平均分子量は２０，０００以上、特
に３０，０００以上、とりわけ４０，０００以上であ
る。
材料（成分Ａ）の数平均分子量は２０，０００以上、特
に３０，０００以上、とりわけ４０，０００以上であ
る。
【００２０】成分Ａは、結晶構造、凝集構造などの硬質
ブロックを形成しやすい部分と、アモルファス構造など
の軟質ブロックとを一緒にもち合わせている、熱可塑性
エラストマー及び／又はその変性物、例えば、スチレン
系、塩化ビニル系、オレフィン系、ポリエステル系、ポ
リアミド系、ウレタン系などの各種熱可塑性エラストマ
ー、並びに、それらの水添、その他による変性物であ
り、より具体的にはポリブタジエンと、ブタジエン−ス
チレンランダム共重合体とのブロック共重合体を水添し
て得られるポリエチレンとエチレン−スチレンランダム
共重合体とのブロック共重合体や、ポリブタジエンとポ
リスチレンとのブロック共重合体、或いはポリブタジエ
ンとポリスチレンとのブロック共重合体を水添して得ら
れるポリエチレンとポリスチレンとのブロック共重合体
などが挙げれられる。このうち特にポリエチレンとエチ
レン−スチレンランダム共重合体とのブロック共重合構
造のものが好ましい。
ブロックを形成しやすい部分と、アモルファス構造など
の軟質ブロックとを一緒にもち合わせている、熱可塑性
エラストマー及び／又はその変性物、例えば、スチレン
系、塩化ビニル系、オレフィン系、ポリエステル系、ポ
リアミド系、ウレタン系などの各種熱可塑性エラストマ
ー、並びに、それらの水添、その他による変性物であ
り、より具体的にはポリブタジエンと、ブタジエン−ス
チレンランダム共重合体とのブロック共重合体を水添し
て得られるポリエチレンとエチレン−スチレンランダム
共重合体とのブロック共重合体や、ポリブタジエンとポ
リスチレンとのブロック共重合体、或いはポリブタジエ
ンとポリスチレンとのブロック共重合体を水添して得ら
れるポリエチレンとポリスチレンとのブロック共重合体
などが挙げれられる。このうち特にポリエチレンとエチ
レン−スチレンランダム共重合体とのブロック共重合構
造のものが好ましい。
【００２１】これらの各種材料は主に単独で用いられる
が、２種以上をブレンドして用いても良い。
が、２種以上をブレンドして用いても良い。
【００２２】一方、本発明で使用される多量成分である
低分子有機材料（成分Ｂ）の数平均分子量は２０，００
０以下、特に１０，０００以下、とりわけ５，０００以
下である。低分子有機材料としては特に制限はないが、
次のものが適している。
低分子有機材料（成分Ｂ）の数平均分子量は２０，００
０以下、特に１０，０００以下、とりわけ５，０００以
下である。低分子有機材料としては特に制限はないが、
次のものが適している。
【００２３】軟化剤： アロマティック系、ナフテン
系、パラフィン系等の各種ゴム用或いは樹脂用軟化剤。
系、パラフィン系等の各種ゴム用或いは樹脂用軟化剤。
【００２４】可塑剤： フタル酸エステル、フタル酸
混基エステル、脂肪族二塩基酸エステル、グリコールエ
ステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、ステアリン
酸エステル等の各種エステル系可塑剤、エポキシ系可塑
剤、その他プラスチック用可塑剤又は、フタレート系、
アジペート系、セバケート系、フォスフェート系、ポリ
エーテル系、ポリエステル系等のＮＢＲ用可塑剤。
混基エステル、脂肪族二塩基酸エステル、グリコールエ
ステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、ステアリン
酸エステル等の各種エステル系可塑剤、エポキシ系可塑
剤、その他プラスチック用可塑剤又は、フタレート系、
アジペート系、セバケート系、フォスフェート系、ポリ
エーテル系、ポリエステル系等のＮＢＲ用可塑剤。
【００２５】粘着付与剤： クマロン樹脂、クマロン
−インデン樹脂、フェノールテルペン樹脂、石油系炭化
水素、ロジン誘導体等の各種粘着付与剤（タッキファイ
ヤー）。
−インデン樹脂、フェノールテルペン樹脂、石油系炭化
水素、ロジン誘導体等の各種粘着付与剤（タッキファイ
ヤー）。
【００２６】オリゴマー： クラウンエーテル、含フ
ッ素オリゴマー、ポリブテン、キシレン樹脂、塩化ゴ
ム、ポリエチレンワックス、石油樹脂、ロジンエステル
ゴム、ポリアルキレングリコールジアクリレート、液状
ゴム（ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、ブ
タジエン−アクリロニトリルゴム、ポリクロロプレン
等）、シリコーン系オリゴマー、ポリ−α−オレフィン
等の各種オリゴマー。
ッ素オリゴマー、ポリブテン、キシレン樹脂、塩化ゴ
ム、ポリエチレンワックス、石油樹脂、ロジンエステル
ゴム、ポリアルキレングリコールジアクリレート、液状
ゴム（ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴム、ブ
タジエン−アクリロニトリルゴム、ポリクロロプレン
等）、シリコーン系オリゴマー、ポリ−α−オレフィン
等の各種オリゴマー。
【００２７】滑剤： パラフィン、ワックス等の炭化
水素系滑剤、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸等の脂肪酸系滑
剤、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド等の脂
肪酸アミド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステル、脂
肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエ
ステル等のエステル系滑剤、脂肪アルコール、多価アル
コール、ポリグリコール、ポリグリセロール等のアルコ
ール系滑剤、金属石鹸、混合系滑剤等の各種滑剤。
水素系滑剤、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸等の脂肪酸系滑
剤、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド等の脂
肪酸アミド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステル、脂
肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエ
ステル等のエステル系滑剤、脂肪アルコール、多価アル
コール、ポリグリコール、ポリグリセロール等のアルコ
ール系滑剤、金属石鹸、混合系滑剤等の各種滑剤。
【００２８】その他、ラテックス、エマルジョン、液
晶、歴青組成物、粘土、天然のデンプン、糖、更に無機
系のシリコンオイル、フォスファゼンなども適してい
る。これらの成分は１種で用いても、２種以上を混合し
て用いても良い。
晶、歴青組成物、粘土、天然のデンプン、糖、更に無機
系のシリコンオイル、フォスファゼンなども適してい
る。これらの成分は１種で用いても、２種以上を混合し
て用いても良い。
【００２９】本発明においては、このような少量成分の
高分子有機材料（成分Ａ）と多量成分の低分子有機材料
（成分Ｂ）とを適当な条件で混合することによって、高
分子有機材料による三次元連続の網状骨格構造を形成さ
せたＡ／Ｂ構造体を得るものであるが、その際、できる
だけ少量の高分子有機材料によって、当該網状骨格構造
を形成させることが望ましい。
高分子有機材料（成分Ａ）と多量成分の低分子有機材料
（成分Ｂ）とを適当な条件で混合することによって、高
分子有機材料による三次元連続の網状骨格構造を形成さ
せたＡ／Ｂ構造体を得るものであるが、その際、できる
だけ少量の高分子有機材料によって、当該網状骨格構造
を形成させることが望ましい。
【００３０】ここで、高分子有機材料（成分Ａ）の体積
分率を［成分Ａの体積／（成分Ａの体積＋成分Ｂの体
積）］×１００（％）と定義したとき、成分Ａの体積分
率が３０％以下、特に２５％以下で、良好な三次元連続
の網状骨格構造を形成するようにする。なお、成分Ａの
体積分率は、より好ましくは２０％以下、更に好ましく
は１５％以下で良好な三次元連続の網状骨格構造を形成
することが望ましい。
分率を［成分Ａの体積／（成分Ａの体積＋成分Ｂの体
積）］×１００（％）と定義したとき、成分Ａの体積分
率が３０％以下、特に２５％以下で、良好な三次元連続
の網状骨格構造を形成するようにする。なお、成分Ａの
体積分率は、より好ましくは２０％以下、更に好ましく
は１５％以下で良好な三次元連続の網状骨格構造を形成
することが望ましい。
【００３１】なお、本発明においては、このようなＡ／
Ｂ構造体の製造にあたり、成分Ａ、Ｂに加え、必要に応
じて、更に、次のような充填剤を配合しても良い。即
ち、クレー、珪藻土、カーボンブラック、シリカ、タル
ク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、金属酸化物、マイカ、グラファイト、水酸化アルミ
ニウム等の鱗片状無機充填剤、各種の金属粉、木片、ガ
ラス粉、セラミックス粉、粒状ないし粉末ポリマー等の
粒状ないし粉末状固体充填剤、その他各種の天然又は人
工の短繊維、長繊維（例えば、ワラ、毛、ガラスファイ
バー、金属ファイバー、その他各種のポリマーファイバ
ー等）等を配合することができる。
Ｂ構造体の製造にあたり、成分Ａ、Ｂに加え、必要に応
じて、更に、次のような充填剤を配合しても良い。即
ち、クレー、珪藻土、カーボンブラック、シリカ、タル
ク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、金属酸化物、マイカ、グラファイト、水酸化アルミ
ニウム等の鱗片状無機充填剤、各種の金属粉、木片、ガ
ラス粉、セラミックス粉、粒状ないし粉末ポリマー等の
粒状ないし粉末状固体充填剤、その他各種の天然又は人
工の短繊維、長繊維（例えば、ワラ、毛、ガラスファイ
バー、金属ファイバー、その他各種のポリマーファイバ
ー等）等を配合することができる。
【００３２】本発明において、Ａ／Ｂ構造体は、所定量
の成分Ａ及び成分Ｂ、必要に応じてその他の配合剤を、
成分Ａが三次元連続の網状骨格構造を形成し得る混合条
件にて混合することにより得ることができる。この場
合、成分Ａによる均一な三次元連続の網状骨格構造を得
るためには、成分Ａと成分Ｂとの混合にあたり、高速撹
拌が必要であり、撹拌速度は３００ｒｐｍ以上、好まし
くは５００ｒｐｍ以上、最も好ましくは１０００ｒｐｍ
以上とする。また、混合機としては高剪断型混合機が最
適である。
の成分Ａ及び成分Ｂ、必要に応じてその他の配合剤を、
成分Ａが三次元連続の網状骨格構造を形成し得る混合条
件にて混合することにより得ることができる。この場
合、成分Ａによる均一な三次元連続の網状骨格構造を得
るためには、成分Ａと成分Ｂとの混合にあたり、高速撹
拌が必要であり、撹拌速度は３００ｒｐｍ以上、好まし
くは５００ｒｐｍ以上、最も好ましくは１０００ｒｐｍ
以上とする。また、混合機としては高剪断型混合機が最
適である。
【００３３】因みに、成分Ａと成分Ｂとを一般のロール
やローター型ミキサー、シリンダ型ミキサーを用い低速
度で混合したのでは、目的とする成分Ａによる均一な三
次元連続の網状骨格構造を有するＡ／Ｂ構造体を得るこ
とはできない。
やローター型ミキサー、シリンダ型ミキサーを用い低速
度で混合したのでは、目的とする成分Ａによる均一な三
次元連続の網状骨格構造を有するＡ／Ｂ構造体を得るこ
とはできない。
【００３４】このようにして得られるＡ／Ｂ構造体は、
成分Ａで形成される三次元連続の網状骨格構造内に多量
成分の成分Ｂが分散したものである。従って、このＡ／
Ｂ構造体から、多量成分の成分Ｂを除去することによ
り、図１に示される成分Ａで形成される三次元連続の網
状骨格構造よりなる機能性多孔質材料１が得られる。
成分Ａで形成される三次元連続の網状骨格構造内に多量
成分の成分Ｂが分散したものである。従って、このＡ／
Ｂ構造体から、多量成分の成分Ｂを除去することによ
り、図１に示される成分Ａで形成される三次元連続の網
状骨格構造よりなる機能性多孔質材料１が得られる。
【００３５】ここで、成分Ｂの除去方法としては特に制
限はないが、例えば、適当な有機溶剤を用いて、成分Ｂ
を溶解除去（抽出）させた後、残留する有機溶剤を揮発
乾燥させる方法が挙げられる。
限はないが、例えば、適当な有機溶剤を用いて、成分Ｂ
を溶解除去（抽出）させた後、残留する有機溶剤を揮発
乾燥させる方法が挙げられる。
【００３６】使用される有機溶剤は、成分Ａが不溶又は
難溶性で、成分Ｂが易溶性のものであれば良く、特に制
限はないが、例えば、キシレン、トルエン、ベンゼン等
の芳香族炭化水素類、ヘキセン、ペンテン等の不飽和脂
肪族炭化水素類、ヘキサン、ペンタン等の飽和脂肪族炭
化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、エタノール、ブタノール等のアルコール類、塩化メ
チレン、クロロホルム等の塩化脂肪族炭化水素類、シク
ロヘキサノン等の脂環式炭化水素類、ジオキサン、テト
ラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸ブチル等のエステ
ル類が挙げられ、またこれらを２種以上混合して用いて
も良い。
難溶性で、成分Ｂが易溶性のものであれば良く、特に制
限はないが、例えば、キシレン、トルエン、ベンゼン等
の芳香族炭化水素類、ヘキセン、ペンテン等の不飽和脂
肪族炭化水素類、ヘキサン、ペンタン等の飽和脂肪族炭
化水素類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、エタノール、ブタノール等のアルコール類、塩化メ
チレン、クロロホルム等の塩化脂肪族炭化水素類、シク
ロヘキサノン等の脂環式炭化水素類、ジオキサン、テト
ラヒドロフラン等のエーテル類、酢酸ブチル等のエステ
ル類が挙げられ、またこれらを２種以上混合して用いて
も良い。
【００３７】成分Ｂの除去には、具体的には、Ａ／Ｂ構
造体を少片又は薄膜化した後、これを上記有機溶剤中に
浸漬して成分Ｂの抽出を行なえば良い。
造体を少片又は薄膜化した後、これを上記有機溶剤中に
浸漬して成分Ｂの抽出を行なえば良い。
【００３８】
【作用】本発明の方法により製造される機能性多孔質材
料は、網目の開口が極めて小さい、三次元連続の網状骨
格構造を有するため、例えば、透析膜、限外濾過膜、逆
浸透膜、イオン交換膜、気体分離膜、パーベイパレーシ
ョン膜、バイオセンサー膜などの高機能分離膜を初め、
この多孔質に適当な水溶液や有機液体を含浸させること
により、長期使用可能な朱肉含浸物或いはコンタクトレ
ンズなどとして、更にはその多孔質を利用した吸音材な
どとして、幅広い産業分野において極めて有効に使用で
きる。
料は、網目の開口が極めて小さい、三次元連続の網状骨
格構造を有するため、例えば、透析膜、限外濾過膜、逆
浸透膜、イオン交換膜、気体分離膜、パーベイパレーシ
ョン膜、バイオセンサー膜などの高機能分離膜を初め、
この多孔質に適当な水溶液や有機液体を含浸させること
により、長期使用可能な朱肉含浸物或いはコンタクトレ
ンズなどとして、更にはその多孔質を利用した吸音材な
どとして、幅広い産業分野において極めて有効に使用で
きる。
【００３９】しかして、このような機能性多孔質材料
は、本発明の方法により容易に製造される。即ち、数平
均分子量が２０，０００以上であるような高分子有機材
料を少量成分とし、数平均分子量が２０，０００未満で
あるような低分子有機材料を多量成分として両成分を特
殊な混合条件で混合すると、少量成分の高分子有機材料
による三次元連続の網状骨格構造に、多量成分の低分子
有機材料が分散した前駆構造体が得られる。そして、こ
の前駆構造体から低分子有機材料を除去することによ
り、容易に本発明の機能性多孔質材料が得られる。
は、本発明の方法により容易に製造される。即ち、数平
均分子量が２０，０００以上であるような高分子有機材
料を少量成分とし、数平均分子量が２０，０００未満で
あるような低分子有機材料を多量成分として両成分を特
殊な混合条件で混合すると、少量成分の高分子有機材料
による三次元連続の網状骨格構造に、多量成分の低分子
有機材料が分散した前駆構造体が得られる。そして、こ
の前駆構造体から低分子有機材料を除去することによ
り、容易に本発明の機能性多孔質材料が得られる。
【００４０】なお、本発明の方法において、高分子有機
材料は、少量でも非常に効率的にかつ安定状態として三
次元連続の網状骨格構造を形成しうるポテンシャルを有
するということが最も重要な要件となり、このような要
件を満たすべく、高分子有機材料及び低分子有機材料並
びに混合条件を選定することが重要である。
材料は、少量でも非常に効率的にかつ安定状態として三
次元連続の網状骨格構造を形成しうるポテンシャルを有
するということが最も重要な要件となり、このような要
件を満たすべく、高分子有機材料及び低分子有機材料並
びに混合条件を選定することが重要である。
【００４１】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。 実施例１ 成分Ａとして、ポリブタジエンとブタジエン−スチレン
ランダム共重合体との２ブロック共重合体を水素化して
得られるポリエチレンとエチレン−スチレンランダム共
重合体との２ブロック共重合体（数平均分子量８０，０
００）を用いた。また、成分Ｂとして、ロジン酸エステ
ル（数平均分子量９００）を用いた。１２体積％の該成
分Ａと８８体積％の該成分Ｂとを高剪断型混合機で２０
０℃、３，０００ｒｐｍで１時間撹拌して、成分Ａの三
次元連続の網状骨格構造が形成されたＡ／Ｂ構造体を得
た。
説明する。 実施例１ 成分Ａとして、ポリブタジエンとブタジエン−スチレン
ランダム共重合体との２ブロック共重合体を水素化して
得られるポリエチレンとエチレン−スチレンランダム共
重合体との２ブロック共重合体（数平均分子量８０，０
００）を用いた。また、成分Ｂとして、ロジン酸エステ
ル（数平均分子量９００）を用いた。１２体積％の該成
分Ａと８８体積％の該成分Ｂとを高剪断型混合機で２０
０℃、３，０００ｒｐｍで１時間撹拌して、成分Ａの三
次元連続の網状骨格構造が形成されたＡ／Ｂ構造体を得
た。
【００４２】得られた前駆体（Ａ／Ｂ構造体）を２００
℃のホットプレート上にキャストし、バーコーターにて
約５０μｍ厚さの薄膜とした。次いで、室温まで冷却
後、この薄膜をキシレン中に浸漬させ、可溶成分を抽出
する操作を繰り返した。これにより成分Ｂのロジン酸エ
ステルがほぼ完全に除去され、成分Ａのポリエチレンと
エチレン−スチレンランダム共重合体のみで構成された
三次元連続の網状骨格構造から成る薄膜を得た。その
後、得られた薄膜からキシレンを完全に揮発させること
により、本発明の機能性多孔質材料を得た。
℃のホットプレート上にキャストし、バーコーターにて
約５０μｍ厚さの薄膜とした。次いで、室温まで冷却
後、この薄膜をキシレン中に浸漬させ、可溶成分を抽出
する操作を繰り返した。これにより成分Ｂのロジン酸エ
ステルがほぼ完全に除去され、成分Ａのポリエチレンと
エチレン−スチレンランダム共重合体のみで構成された
三次元連続の網状骨格構造から成る薄膜を得た。その
後、得られた薄膜からキシレンを完全に揮発させること
により、本発明の機能性多孔質材料を得た。
【００４３】得られた機能性多孔質材料の顕微鏡写真を
図５に示す。図５より明らかなように、ポリエチレンと
エチレン−スチレンランダム共重合体との２ブロック共
重合体で構成された三次元連続の網状骨格構造の機能性
多孔質材料が得られた。なお、得られた網状骨格構造の
骨格の平均径は５μｍ、セルの平均径は４０μｍであっ
た。
図５に示す。図５より明らかなように、ポリエチレンと
エチレン−スチレンランダム共重合体との２ブロック共
重合体で構成された三次元連続の網状骨格構造の機能性
多孔質材料が得られた。なお、得られた網状骨格構造の
骨格の平均径は５μｍ、セルの平均径は４０μｍであっ
た。
【００４４】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の機能性多孔
質材料の製造方法によれば、気孔がミクロかつ均一で、
しかも空孔率が高く、高機能性多孔質体又は機能性分離
膜等として幅広い産業分野に有用な機能性多孔質材料が
提供される。
質材料の製造方法によれば、気孔がミクロかつ均一で、
しかも空孔率が高く、高機能性多孔質体又は機能性分離
膜等として幅広い産業分野に有用な機能性多孔質材料が
提供される。
【図１】本発明の方法により製造される機能性多孔質材
料の三次元連続の網状骨格構造の一例を示す模式的な斜
視図である。
料の三次元連続の網状骨格構造の一例を示す模式的な斜
視図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】混合系の相形態を示す模式的な断面図である。
【図４】混合系の相形態を示す模式的な断面図である。
【図５】実施例１で得られた機能性多孔質材料の粒子構
造を示す顕微鏡写真である。
造を示す顕微鏡写真である。
【符号の説明】 １ 機能性多孔質材料
フロントページの続き (72)発明者 荻野 明彦 東京都東大和市蔵敷２−460−５ (56)参考文献 特開 平３−174457（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08J 7/02 C08J 9/00
Claims (1)
- 【請求項１】 高分子有機材料と、低分子有機材料と
を、高分子有機材料と低分子有機材料との合計の体積に
対する高分子有機材料の体積分率が３０％以下となる割
合で混合して高分子有機材料が三次元連続の網状骨格構
造を形成している前駆体を得、次いで該前駆体中の低分
子有機材料を除去することにより、 三次元連続の網状骨格構造を有する高分子有機材料で構
成される機能性多孔質材料であって、該網状骨格構造の
網目の開口の平均径が５００μｍ以下であり、かつ、該
高分子有機材料が熱可塑性エラストマー及び／又はその
変性物である機能性多孔質材料を製造すること を特徴と
する機能性多孔質材料の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP742392A JP3298127B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 機能性多孔質材料の製造方法 |
| US07/990,248 US5451454A (en) | 1991-12-24 | 1992-12-14 | High-molecular materials and processes for manufacturing the same |
| DE19924243055 DE4243055A1 (en) | 1991-12-24 | 1992-12-18 | Mixts. of comprising high and low mol. organic materials - have three=dimensional coherent skeletal network structure formed by the higher mol. material |
| FR9215613A FR2685338B1 (fr) | 1991-12-24 | 1992-12-23 | Matiere a poids moleculaire eleve en melange, structure poreuse et materiau composite, et procede de fabrication. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP742392A JP3298127B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 機能性多孔質材料の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001362868A Division JP2002194135A (ja) | 2001-11-28 | 2001-11-28 | 機能性多孔質材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194764A JPH05194764A (ja) | 1993-08-03 |
| JP3298127B2 true JP3298127B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=11665463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP742392A Expired - Fee Related JP3298127B2 (ja) | 1991-12-24 | 1992-01-20 | 機能性多孔質材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3298127B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP742392A patent/JP3298127B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05194764A (ja) | 1993-08-03 |
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