JP5736186B2 - Porous membrane containing inorganic particles and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、多孔質膜の空孔特性を有するとともに無機粒子により機能化された、無機粒子を含有する多孔質膜とその製造方法、前記多孔質膜を備えた積層体とその製造方法、前記多孔質膜又は積層体を備えた機能性積層体に関する。本発明の多孔質膜は、例えば、電子ペーパーの表示デバイス(電子ペーパー用フィルム)、色素増感太陽電池等の光電極、光触媒、回路用基板、放熱材(ヒートシンク、放熱板)、電磁波シールドや電磁波吸収体等の電磁波制御材、アンテナ、反射シート(液晶ディスプレイや表示体のバックライト光源に用いられる反射シート等)などに利用できる。   The present invention includes a porous film containing inorganic particles functionalized with inorganic particles and having pore characteristics of a porous film, and a method for producing the same, a laminate including the porous film, and a method for producing the same, The present invention relates to a functional laminate including a porous film or a laminate. The porous film of the present invention is, for example, an electronic paper display device (film for electronic paper), a photoelectrode such as a dye-sensitized solar cell, a photocatalyst, a circuit board, a heat dissipation material (heat sink, heat dissipation plate), an electromagnetic wave shield, It can be used for an electromagnetic wave control material such as an electromagnetic wave absorber, an antenna, a reflection sheet (a reflection sheet used for a backlight light source of a liquid crystal display or a display body), and the like.

近年、米国を始めとする各国では魅力的な電子書籍端末と豊富なコンテンツにより電子書籍が本格的な普及期を迎えつつある。この電子書籍には電子ペーパーや液晶パネルが用いられている。電子ペーパーは、紙のように読みやすく薄型軽量で、超低消費電力を特徴とし、また文字や画像表示を書き換えることが可能である。電子ペーパーの白くなった部分は太陽光や室内照明光を反射し、文字や画像は黒くなった部分で表示する反射型表示方式であるため、印刷物のように人間の目に優しく、長時間にわたって文字を読んでも疲れることがない。一方、携帯電話などの液晶画面は常に光を発しているため、長時間利用すると目が疲れると言われている。このように、電子ペーパーにおいて、紙と同等の視認性が最も優先される研究開発の目標の一つであり、このためには、反射率を高くすることが非常に重要である。各種ある電子ペーパーの方式のうち、最も普及しているマイクロカプセル型電気泳動方式において、反射率は35%程度であり、新聞紙の50〜60%よりも低く、必ずしも現状で十分ではない。反射率を上げることは視認性を上げることにつながり好ましいと言える。   In recent years, in the United States and other countries, electronic books are entering a full-fledged period due to attractive electronic book terminals and abundant contents. Electronic paper and liquid crystal panels are used for this electronic book. Electronic paper is easy to read like paper, is thin and lightweight, features ultra-low power consumption, and can rewrite characters and image display. Since the whitened part of the electronic paper reflects sunlight and indoor illumination light, and the text and images are displayed in the blackened part, it is gentle to the human eye like printed matter, and for a long time. I'm never tired of reading the letters. On the other hand, liquid crystal screens of mobile phones and the like always emit light, and it is said that eyes are tired when used for a long time. Thus, in electronic paper, visibility equal to that of paper is one of the research and development goals where the highest priority is given. For this purpose, it is very important to increase the reflectance. Of the various electronic paper systems, the most popular microcapsule electrophoresis system has a reflectivity of about 35%, which is lower than 50-60% of newspaper, and is not always sufficient at present. It can be said that increasing the reflectance leads to an increase in visibility and is preferable.

一方、再生可能エネルギーの利用拡大が望まれるなか、無尽蔵の太陽光を利用する太陽電池に期待が集まっており、その市場は拡大を続けている。しかしながら、現在の世界市場の9割以上を占める結晶シリコン系太陽電池は高純度シリコン原料の安定供給に不安を抱えている。こうしたなか、色素増感太陽電池に注目が集まっている。コストダウンが期待できるし、カラフルであることから新たな分野への市場拡大も期待される。色素増感太陽電池には、光電極としてしばしば酸化チタンの多孔質膜が使われている。酸化チタン多孔質膜は透明電極上に酸化チタンのペーストを塗布して溶剤を乾燥させることにより形成されるが、密着性、割れなどにおいて課題がある。   On the other hand, in the hope of expanding the use of renewable energy, there is an expectation for solar cells that use inexhaustible sunlight, and the market continues to expand. However, crystalline silicon solar cells, which account for more than 90% of the current global market, are concerned about the stable supply of high-purity silicon raw materials. In these circumstances, attention has been focused on dye-sensitized solar cells. Cost reduction can be expected and the market is expected to expand into new fields due to its colorfulness. In dye-sensitized solar cells, a porous titanium oxide film is often used as a photoelectrode. The titanium oxide porous film is formed by applying a titanium oxide paste on a transparent electrode and drying the solvent, but there are problems in adhesion and cracking.

最近、無機粒子を含有する機能性多孔質膜についての提案がいくつかなされている。国際公開WO2006/006340号パンフレットには、フッ化ビニリデン系樹脂100重量部中に0.01〜5重量部の光触媒性酸化チタンが分散しているフッ化ビニリデン系樹脂の多孔膜からなる水処理膜が開示されている。また、特開2009−179698号公報には、ポリオレフィンと不活性微粒子とを特定の割合で含み、且つ揮発性溶媒を特定量含む組成物を溶融押出し、冷却した後、溶媒を乾燥除去し、さらに延伸することにより不活性微粒子を含有する多孔質膜を製造する方法、及び該方法で得られた多孔質膜を利用した反射シートが記載されている。しかし、これらの無機粒子を含有する多孔質膜は、いまだ機能性の点で十分とは言えない。   Recently, several proposals for functional porous membranes containing inorganic particles have been made. International Publication WO2006 / 006340 pamphlet describes a water treatment film comprising a porous film of vinylidene fluoride resin in which 0.01 to 5 parts by weight of photocatalytic titanium oxide is dispersed in 100 parts by weight of vinylidene fluoride resin. Is disclosed. JP 2009-179698 A discloses a composition containing a specific amount of polyolefin and inert fine particles and containing a specific amount of a volatile solvent. After cooling and cooling, the solvent is dried and removed. A method for producing a porous film containing inert fine particles by stretching and a reflective sheet using the porous film obtained by the method are described. However, a porous film containing these inorganic particles is still not sufficient in terms of functionality.

国際公開WO2006/006340号パンフレットInternational Publication WO2006 / 006340 Pamphlet 特開2009−179698号公報JP 2009-179698 A

本発明の目的は、有機多孔質膜に無機粒子を含有させる他材料複合化により、新たな又は高い機能性を発現できる無機微粒子含有多孔質膜を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an inorganic fine particle-containing porous membrane that can express new or high functionality by combining other materials that contain inorganic particles in an organic porous membrane.

本発明者らは前記目的を達成するため、鋭意検討を重ねた結果、多孔質膜を構成すべき高分子と無機粒子とを含む分散液を基板上へフィルム状に流延し、これを凝固液中に浸漬し、乾燥することにより、前記高分子中に無機粒子が均一に分散した、微小孔の平均孔径が0.01〜10μm、空孔率が30〜85%の高機能性多孔質膜が得られることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention cast a dispersion liquid containing a polymer and inorganic particles to form a porous film on a substrate in the form of a film, and solidify it. A highly functional porous material in which inorganic particles are uniformly dispersed in the polymer by being immersed in a liquid and dried, and having an average pore diameter of 0.01 to 10 μm and a porosity of 30 to 85%. The inventors found that a film was obtained and completed the present invention.

すなわち、本発明は、多数の微小孔が存在する多孔質膜であって、前記多孔質膜は高分子と無機粒子とを含む組成物から構成され、前記高分子が、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、セルロース系樹脂及びポリスルホン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、前記多孔質膜における微小孔の平均孔径が0.01〜10μm、空孔率が30〜85%であり、微小孔の連通性を示す透気度が、膜厚30μmに対するガーレー値で0.2〜30秒/100ccであり、前記無機粒子が、酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタン酸バリウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化インジウムスズ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化銅粒子、酸化鉄粒子、磁性粉、カーボン粒子及びカーボンナノチューブからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、前記多孔膜における前記無機粒子の含有量が20〜90重量%である多孔質膜を提供する。 That is, the present invention is a porous film having a large number of micropores, and the porous film is composed of a composition containing a polymer and inorganic particles, and the polymer includes a polyamide-imide resin, a poly It is at least one selected from the group consisting of etherimide resins, polyethersulfone resins, cellulose resins and polysulfone resins, and the average pore diameter of the micropores in the porous membrane is 0.01 to 10 μm, the porosity There was 30% to 85%, air permeability indicating the communication of the micropores, Ri 0.2-30 sec / 100 cc der Gurley value for the film thickness 30 [mu] m, the inorganic particles are titanium oxide particles, silica particles , Alumina particles, barium titanate particles, barium sulfate particles, indium tin oxide particles, zirconium oxide particles, copper oxide particles, iron oxide particles, magnetic powder, carbon particles and carbon particles Provided is a porous membrane which is at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, and the content of the inorganic particles in the porous membrane is 20 to 90% by weight .

無機粒子の一次粒子の平均粒径は、例えば0.01〜10μmである。   The average particle size of the primary particles of the inorganic particles is, for example, 0.01 to 10 μm.

前記多孔質膜の厚みは、例えば5〜200μmである。   The thickness of the porous film is, for example, 5 to 200 μm.

前記多孔質膜は、前記多孔質膜を構成すべき前記高分子と前記無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料分散液を基板上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、形成されたフィルム状多孔質層を前記基板から剥離し、次いで、前記フィルム状多孔質層を乾燥に付すことにより形成されたものであってもよい。   The porous membrane is obtained by casting a porous film-forming material dispersion liquid containing the polymer and inorganic particles constituting the porous film in the form of a film on a substrate, and thereafter, The film-like porous layer may be formed by immersing the film-like porous layer, peeling the formed film-like porous layer from the substrate, and then subjecting the film-like porous layer to drying.

本発明は、また、前記の多孔質膜を製造する方法であって、多孔質膜を構成すべき高分子と無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料分散液を基板上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、形成されたフィルム状多孔質層を前記基板から剥離し、次いで、前記フィルム状多孔質層を乾燥に付すことを含む多孔質膜の製造方法を提供する。   The present invention is also a method for producing the porous film, wherein a porous film-forming material dispersion liquid containing a polymer and inorganic particles that constitute the porous film is flown onto the substrate in the form of a film. And then dipping it in a coagulation liquid, peeling off the formed film-like porous layer from the substrate, and then subjecting the film-like porous layer to drying. I will provide a.

この製造方法において、前記多孔質膜形成用材料分散液を基板上へフィルム状に流延した後、相対湿度70〜100%、温度15〜100℃の雰囲気下に0.2分間以上保持し、その後、これを凝固液中に浸漬してもよい。   In this production method, after casting the porous film-forming material dispersion in the form of a film on a substrate, it is held for 0.2 minutes or more in an atmosphere at a relative humidity of 70 to 100% and a temperature of 15 to 100 ° C., Thereafter, this may be immersed in a coagulation liquid.

本発明は、さらに、基材と、前記基材の少なくとも片面上に設けられた無機粒子を含有する多孔質膜層とを少なくとも有する積層体であって、前記多孔質膜層が前記の多孔質膜で構成されている積層体を提供する。   The present invention further comprises a laminate having at least a base material and a porous film layer containing inorganic particles provided on at least one surface of the base material, wherein the porous film layer is the porous material described above. Provided is a laminate composed of a film.

本発明は、さらにまた、前記の積層体を製造する方法であって、多孔質膜を構成すべき高分子と無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料分散液を基材上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、次いで乾燥に付すことを含む積層体の製造方法を提供する。   Furthermore, the present invention is a method for producing the above laminate, wherein a porous membrane-forming material dispersion containing a polymer and inorganic particles that constitute the porous membrane is formed into a film on a substrate. There is provided a method for producing a laminate comprising casting, then immersing it in a coagulation liquid and then subjecting it to drying.

この製造方法において、前記多孔質膜形成用材料分散液を基材上へフィルム状に流延した後、相対湿度70〜100%、温度15〜100℃の雰囲気下に0.2分間以上保持し、その後、これを凝固液中に浸漬してもよい。   In this production method, the porous film-forming material dispersion is cast in the form of a film on a substrate, and then kept for 0.2 minutes or more in an atmosphere with a relative humidity of 70 to 100% and a temperature of 15 to 100 ° C. Thereafter, this may be immersed in a coagulation liquid.

本発明は、また、前記の多孔質膜の少なくとも一方の表面に、導電体層、誘電体層、半導体層、絶縁体層及び抵抗体層からなる群より選ばれる少なくとも1つの機能性層が設けられた機能性積層体を提供する。   In the present invention, at least one functional layer selected from the group consisting of a conductor layer, a dielectric layer, a semiconductor layer, an insulator layer, and a resistor layer is provided on at least one surface of the porous film. Provided functional laminate.

本発明は、さらに、前記の積層体の多孔質膜層表面に、導電体層、誘電体層、半導体層、絶縁体層及び抵抗体層からなる群より選ばれる少なくとも1つの機能性層が設けられた機能性積層体を提供する。   The present invention further provides at least one functional layer selected from the group consisting of a conductor layer, a dielectric layer, a semiconductor layer, an insulator layer, and a resistor layer on the surface of the porous film layer of the laminate. Provided functional laminate.

本発明の無機粒子を含有する多孔質膜は、配合する無機粒子の種類に応じて、他材料複合化による新たな又は高い機能が付与されている。このため、広範な分野において高機能性多孔質膜として有用である。   The porous film containing the inorganic particles of the present invention is given a new or high function by combining other materials depending on the type of inorganic particles to be blended. For this reason, it is useful as a highly functional porous membrane in a wide range of fields.

より具体的には、本発明の無機粒子を含有する多孔質膜は、電子ペーパーの表示デバイスの材料として使用できる。無機粒子として酸化チタンなどの白色顔料を含有する場合には、反射率を高くすることが可能である。液体を使用しない空気中粒子移動方式においても、反射率の高さを利用することは可能であるが、多孔質膜中に液体を含浸させる方式においてより機能を発揮させることができる。酸化チタンを含有しない多孔質膜は、樹脂と空気の界面により乱反射が起こり、反射率が高い状態であるが、多孔質膜中に液体を含浸させると乱反射が抑えられ反射率が低下する傾向がある。しかし、酸化チタンなどの白色顔料を含有する多孔質膜は、多孔質膜中に液体を含浸しても酸化チタンなどの白色顔料が高い反射率を持つことにより、反射率の低下は少なくなる。   More specifically, the porous film containing the inorganic particles of the present invention can be used as a material for a display device of electronic paper. When a white pigment such as titanium oxide is contained as the inorganic particles, the reflectance can be increased. Even in the air particle movement method that does not use a liquid, it is possible to utilize the high reflectance, but the function can be exhibited more in the method in which the porous film is impregnated with the liquid. Porous membranes that do not contain titanium oxide are in a state where irregular reflection occurs at the interface between the resin and air and the reflectance is high, but when the porous membrane is impregnated with liquid, irregular reflection is suppressed and the reflectance tends to decrease. is there. However, in a porous film containing a white pigment such as titanium oxide, even if the porous film is impregnated with a liquid, the white pigment such as titanium oxide has a high reflectance, so that a decrease in reflectance is reduced.

また、本発明の多孔質膜は、色素増感太陽電池等の光電極として使用できる。多孔質膜中に酸化チタンを多量に含有させることが可能であり、しかも柔軟性のあるフィルム状で取り扱うことができるため、従来の酸化チタン多孔質膜と比較して、密着性に優れると共に、割れにくいという利点がある。太陽電池の製造プロセスにおいても、透明電極上へのペーストの塗布、乾燥の工程を、透明電極上へ多孔質膜を重ねるだけですむため、プロセスの簡略化に貢献することができる。   The porous film of the present invention can be used as a photoelectrode for a dye-sensitized solar cell. Since it is possible to contain a large amount of titanium oxide in the porous membrane and it can be handled in a flexible film form, it has excellent adhesion compared to conventional titanium oxide porous membranes, There is an advantage that it is difficult to break. Also in the manufacturing process of the solar cell, the process of applying and drying the paste on the transparent electrode can be achieved by simply stacking the porous film on the transparent electrode, which can contribute to simplification of the process.

また、無機粒子として、酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタン酸バリウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化インジウムスズ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化銅粒子、酸化鉄粒子、磁性粉、カーボン粒子、カーボンナノチューブ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等を用いることにより、例えば、反射特性、美観、電気伝導性、熱伝導性、電磁波シールド特性、電磁波吸収特性、吸着特性、耐食性、耐摩耗性、耐熱性、撥水性、濡れ性、触媒活性、高誘電性、絶縁性、焦電性、圧電性など、無機粒子の種類に応じた種々の機能を多孔質膜に付与できる。   Also, as inorganic particles, titanium oxide particles, silica particles, alumina particles, barium titanate particles, barium sulfate particles, indium tin oxide particles, zirconium oxide particles, copper oxide particles, iron oxide particles, magnetic powder, carbon particles, carbon nanotubes By using boron nitride, aluminum nitride, etc., for example, reflection characteristics, aesthetics, electrical conductivity, thermal conductivity, electromagnetic wave shielding characteristics, electromagnetic wave absorption characteristics, adsorption characteristics, corrosion resistance, wear resistance, heat resistance, water repellency, Various functions according to the kind of inorganic particles, such as wettability, catalytic activity, high dielectric property, insulating property, pyroelectricity, and piezoelectricity, can be imparted to the porous film.

さらに、本発明の多孔質膜が基材上に積層された本発明の積層体、並びに前記本発明の多孔質膜の表面又は前記積層体における多孔質膜の表面に導電体層、誘電体層、半導体層、絶縁体層及び抵抗体層からなる群より選ばれる少なくとも1つの機能性層が設けられた機能性積層体によれば、さらに他の機能が付与され、より高機能化した機能性多孔質膜として利用できる。   Furthermore, the laminate of the present invention in which the porous film of the present invention is laminated on a substrate, and the conductor layer and dielectric layer on the surface of the porous film of the present invention or on the surface of the porous film in the laminate According to the functional laminate in which at least one functional layer selected from the group consisting of a semiconductor layer, an insulator layer and a resistor layer is provided, the functionality is further enhanced by providing other functions. It can be used as a porous membrane.

実施例1で得られた無機粒子を含有する多孔質膜の表面の電子顕微鏡写真(SEM写真)である。2 is an electron micrograph (SEM photograph) of the surface of a porous membrane containing inorganic particles obtained in Example 1. FIG. 実施例6で得られた無機粒子を含有する多孔質膜の表面の電子顕微鏡写真(SEM写真)である。It is an electron micrograph (SEM photograph) of the surface of the porous membrane containing the inorganic particles obtained in Example 6.

[多孔質膜]
本発明の多孔質膜は、多数の微小孔が存在する多孔質膜であって、前記多孔質膜は高分子と無機粒子とを含む組成物から構成され、前記多孔質膜における微小孔の平均孔径が0.01〜10μm、空孔率が30〜85%である。本発明の多孔質膜においては、無機粒子が高分子中に良好な均一性で分散している。また、本発明の多孔質膜は、無機粒子は高分子中に分散しているため、空孔を埋めることなく高い空孔率を維持しているという特徴がある。
[Porous membrane]
The porous membrane of the present invention is a porous membrane having a large number of micropores, and the porous membrane is composed of a composition containing a polymer and inorganic particles, and the average of micropores in the porous membrane is The pore diameter is 0.01 to 10 μm, and the porosity is 30 to 85%. In the porous membrane of the present invention, inorganic particles are dispersed in the polymer with good uniformity. In addition, the porous film of the present invention is characterized in that the inorganic particles are dispersed in the polymer, so that a high porosity is maintained without filling the pores.

多孔質膜を構成する高分子としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂(芳香族ポリアミド系樹脂、非芳香族ポリアミド系樹脂)、ポリスルホン系樹脂、アクリル系樹脂、アラミド系樹脂、ポリイミダゾール系樹脂、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリエステル系樹脂(液晶性ポリエステル樹脂を含む)、ポリカーボネート系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は共重合体(グラフト共重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体)であってもよい。また、上記樹脂の骨格(ポリマー鎖)を主鎖又は側鎖に含むポリマー(例えば、ポリシロキサンとポリイミドの骨格を主鎖に含むポリシロキサン含有ポリイミド等)を用いることもできる。これらの樹脂は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   Examples of the polymer constituting the porous membrane include polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, polyethersulfone resins, cellulose resins, polyamide resins (aromatic polyamide resins, non-aromatics). Group polyamide resins), polysulfone resins, acrylic resins, aramid resins, polyimidazole resins, polyparaphenylene benzoxazole resins, polyphenylene sulfide resins, polyarylate resins, polyester resins (liquid crystalline polyester resins) Include), polycarbonate resins, polyether ether ketone resins, and the like. These resins may be copolymers (graft copolymers, block copolymers, random copolymers). In addition, a polymer containing the resin skeleton (polymer chain) in the main chain or side chain (for example, a polysiloxane-containing polyimide containing a polysiloxane and polyimide skeleton in the main chain) can also be used. These resins can be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、前記高分子として、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリアミド系樹脂(芳香族ポリアミド系樹脂、非芳香族ポリアミド系樹脂)及びポリスルホン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。また、特に、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂及びポリアミド系樹脂(芳香族ポリアミド系樹脂、非芳香族ポリアミド系樹脂)からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂が好ましい。これらの高分子は、特に、耐熱性に優れ、機械的強度、耐薬品性、電気特性に優れる。   Among these, as the polymer, polyimide resin, polyamideimide resin, polyetherimide resin, polyethersulfone resin, cellulose resin, polyamide resin (aromatic polyamide resin, non-aromatic polyamide resin) And at least one selected from the group consisting of polysulfone resins. In particular, at least one resin selected from the group consisting of polyimide resins, polyamideimide resins, polyetherimide resins, and polyamide resins (aromatic polyamide resins and non-aromatic polyamide resins) is preferable. These polymers are particularly excellent in heat resistance, mechanical strength, chemical resistance, and electrical properties.

なお、多孔質膜を構成する高分子は架橋構造を有する高分子であってもよい。このような高分子は、例えば、後述する本発明の多孔質膜の製造方法において、架橋可能な官能基を有する高分子と、前記架橋可能な官能基と架橋反応しうる架橋剤とを含む多孔質膜形成用材料を用いて多孔質膜を形成し、その後、架橋反応させることにより得ることができる。架橋構造を有する高分子を用いた多孔質膜は、膜強度、耐熱性、耐薬品性、耐久性に優れる。   The polymer constituting the porous film may be a polymer having a crosslinked structure. Such a polymer is, for example, a porous material containing a polymer having a crosslinkable functional group and a crosslinker capable of undergoing a crosslinking reaction with the crosslinkable functional group in the method for producing a porous film of the present invention described later. It can be obtained by forming a porous film using a material for forming a film and then causing a crosslinking reaction. A porous film using a polymer having a crosslinked structure is excellent in film strength, heat resistance, chemical resistance, and durability.

前記架橋可能な官能基としては、例えば、アミド基、カルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルデヒド基、酸無水物基などが挙げられる。   Examples of the crosslinkable functional group include an amide group, a carboxyl group, an amino group, an isocyanate group, a hydroxyl group, an epoxy group, an aldehyde group, and an acid anhydride group.

ポリイミド系樹脂は、例えば、テトラカルボン酸成分とジアミン成分との反応によりポリアミック酸(ポリイミド前駆体)を得て、それをさらにイミド化することにより製造することができる。多孔質膜をポリイミド系樹脂で構成する場合には、イミド化すると溶解性が悪くなるため、まずポリアミック酸の段階で多孔質膜を形成してからイミド化(熱イミド化、化学イミド化等)することが多い。ポリイミド前駆体の分子中には多数のカルボキシル基やアミド基を有しているため、これを架橋可能な官能基として用いることができる。また、ポリイミド系樹脂は、末端にカルボキシル基、アミノ基等が残存していることが多く、これらも架橋可能な官能基として利用することができる。   A polyimide-type resin can be manufactured by obtaining a polyamic acid (polyimide precursor) by reaction with a tetracarboxylic acid component and a diamine component, and imidating it further, for example. When the porous membrane is composed of a polyimide resin, the solubility becomes worse when imidized. Therefore, after first forming the porous membrane at the polyamic acid stage, imidization (thermal imidization, chemical imidization, etc.) Often done. Since the molecule of the polyimide precursor has many carboxyl groups and amide groups, these can be used as crosslinkable functional groups. In addition, the polyimide resin often has a carboxyl group, an amino group, or the like remaining at the terminal, and these can also be used as crosslinkable functional groups.

ポリアミドイミド系樹脂は、通常、無水トリメリット酸とジイソシアネートとの反応、又は無水トリメリット酸クロライドとジアミンとの反応により重合した後、イミド化することにより製造することができる。ポリアミドイミド系樹脂は、分子中にアミド基を多数有しているため、これを架橋可能な官能基として用いることができる。また、イミドの一部が未反応の前駆体(アミック酸)の状態で反応性を残したものも存在し、このアミック酸を構成するアミド基やカルボキシル基を架橋可能な官能基として利用することができる。また、ポリアミドイミド系樹脂は、上記の反応により製造されるため、末端にカルボキシル基、イソシアネート基、アミノ基等が残存している場合が多く、これらを架橋可能な官能基として利用することもできる。   The polyamide-imide resin can be usually produced by imidization after polymerization by reaction of trimellitic anhydride and diisocyanate or reaction of trimellitic anhydride chloride and diamine. Since the polyamideimide resin has many amide groups in the molecule, it can be used as a functional group capable of crosslinking. In addition, some imides remain reactive in the state of an unreacted precursor (amic acid), and the amide group or carboxyl group constituting this amic acid is used as a crosslinkable functional group. Can do. In addition, since the polyamideimide resin is produced by the above reaction, a carboxyl group, an isocyanate group, an amino group or the like often remains at the terminal, and these can be used as a functional group capable of crosslinking. .

ポリエーテルイミド系樹脂は、例えば、エーテル結合を有する芳香族テトラカルボン酸成分とジアミン成分との反応によりポリアミック酸を得て、それをさらにイミド化することにより製造することができる。このアミック酸を構成するアミド基やカルボキシル基を架橋可能な官能基として利用することができる。また、ポリエーテルイミド系樹脂は、末端に、カルボキシル基、イソシアネート基、アミノ基等が残存している場合が多く、これらも架橋可能な官能基として利用することができる。   The polyetherimide resin can be produced, for example, by obtaining a polyamic acid by a reaction between an aromatic tetracarboxylic acid component having an ether bond and a diamine component, and further imidizing it. The amide group and carboxyl group constituting this amic acid can be used as a crosslinkable functional group. In addition, the polyetherimide resin often has a carboxyl group, an isocyanate group, an amino group, or the like remaining at the terminal, and these can also be used as crosslinkable functional groups.

ポリアミド系樹脂は、ジアミンとジカルボン酸の重縮合、ラクタムの開環重合、アミノカルボン酸の重縮合などによって製造することができる。ポリアミド系樹脂には芳香族ポリアミド系樹脂も含まれる。ポリアミド系樹脂は、分子中に多数のアミド基を有しているため、これを架橋可能な官能基として好ましく用いることができる。また、ポリアミド系樹脂は、末端にカルボキシル基、アミノ基等が残存している場合が多く、これらを架橋可能な官能基として利用することができる。   The polyamide-based resin can be produced by polycondensation of diamine and dicarboxylic acid, ring-opening polymerization of lactam, polycondensation of aminocarboxylic acid, or the like. Polyamide resins also include aromatic polyamide resins. Since the polyamide-based resin has a large number of amide groups in the molecule, it can be preferably used as a crosslinkable functional group. In addition, the polyamide resin often has a carboxyl group, an amino group, or the like remaining at the terminal, and these can be used as a functional group capable of crosslinking.

また、架橋可能な官能基は、樹脂の主鎖に存在していてもよいし、側鎖に存在していてもよい。さらに分子鎖の途中に存在していてもよいし、末端に存在していてもよい。また、架橋可能な官能基は高分子に含まれるベンゼン環等の環に存在していてもよい。   The crosslinkable functional group may be present in the main chain of the resin or may be present in the side chain. Furthermore, it may exist in the middle of the molecular chain or may exist at the end. Moreover, the functional group which can be bridge | crosslinked may exist in rings, such as a benzene ring contained in polymer | macromolecule.

前記架橋剤は、前記高分子が有している架橋可能な官能基と反応して架橋構造を形成しうる化合物である。架橋剤としては、例えば、2個以上のエポキシ基を有する化合物、ポリイソシアネート化合物、シランカップリング剤、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、グアナミン樹脂、アルキッド樹脂、ジアルデヒド化合物、酸無水物などが挙げられる。架橋剤は単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。   The crosslinking agent is a compound that can react with a crosslinkable functional group of the polymer to form a crosslinked structure. Examples of the crosslinking agent include compounds having two or more epoxy groups, polyisocyanate compounds, silane coupling agents, melamine resins, phenol resins, urea resins, guanamine resins, alkyd resins, dialdehyde compounds, acid anhydrides, and the like. Can be mentioned. A crosslinking agent can be used individually or in combination of 2 or more types.

前記2個以上のエポキシ基を有する化合物は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、アミド基、カルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルデヒド基、酸無水物基と反応しうる。ポリイソシアネート化合物は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、エポキシ基、酸無水物基と反応しうる。シランカップリング剤は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、アミド基、カルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルデヒド基、酸無水物基と反応しうる。メラミン樹脂は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、アミノ基、ヒドロキシル基、アルデヒド基と反応しうる。フェノール樹脂は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、カルボキシル基、アミノ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アルデヒド基、酸無水物基と反応しうる。尿素樹脂は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、アミノ基、ヒドロキシル基、アルデヒド基と反応しうる。グアナミン樹脂は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、アルデヒド基と反応しうる。アルキッド樹脂は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、カルボキシル基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、エポキシ基、酸無水物基と反応しうる。ジアルデヒド化合物は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、アミノ基、ヒドロキシル基と反応しうる。酸無水物は、前記高分子が有している架橋可能な官能基、例えば、アミノ基、イソシアネート基、ヒドロキシル基、エポキシ基と反応しうる。   The compound having two or more epoxy groups is a crosslinkable functional group possessed by the polymer, such as an amide group, a carboxyl group, an amino group, an isocyanate group, a hydroxyl group, an epoxy group, an aldehyde group, an acid. Can react with anhydride groups. The polyisocyanate compound can react with a crosslinkable functional group of the polymer, for example, a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, an epoxy group, or an acid anhydride group. The silane coupling agent reacts with the crosslinkable functional group of the polymer, for example, amide group, carboxyl group, amino group, isocyanate group, hydroxyl group, epoxy group, aldehyde group, and acid anhydride group. sell. The melamine resin can react with a crosslinkable functional group possessed by the polymer, for example, an amino group, a hydroxyl group, or an aldehyde group. The phenol resin can react with a crosslinkable functional group possessed by the polymer, for example, a carboxyl group, an amino group, an isocyanate group, a hydroxyl group, an epoxy group, an aldehyde group, or an acid anhydride group. The urea resin can react with a crosslinkable functional group possessed by the polymer, for example, an amino group, a hydroxyl group, or an aldehyde group. The guanamine resin can react with a crosslinkable functional group of the polymer, for example, an aldehyde group. The alkyd resin can react with a crosslinkable functional group of the polymer, for example, a carboxyl group, an isocyanate group, a hydroxyl group, an epoxy group, or an acid anhydride group. The dialdehyde compound can react with a crosslinkable functional group of the polymer, for example, an amino group or a hydroxyl group. The acid anhydride can react with a crosslinkable functional group of the polymer, for example, an amino group, an isocyanate group, a hydroxyl group, or an epoxy group.

高分子中の架橋可能な官能基と架橋剤とを反応させる方法としては、熱、活性エネルギー線(可視光線、紫外線、電子線、放射線等)照射による方法が挙げられる。架橋剤との反応は無触媒で進行させることも可能であるが、触媒を添加して反応を促進させることもできる。   Examples of a method of reacting a crosslinkable functional group in a polymer with a crosslinking agent include a method by heat and irradiation with active energy rays (visible light, ultraviolet rays, electron beams, radiation, etc.). The reaction with the cross-linking agent can proceed without a catalyst, but a catalyst can be added to promote the reaction.

前記架橋可能な官能基を有している高分子と架橋剤との配合比については、特に限定されることはなく、所望の架橋度合い、高分子と架橋剤の種類、官能基と架橋剤との反応性等を考慮して、適宜決定される。例えば、架橋剤の配合量は、架橋可能な官能基を有する高分子100重量部に対して、2〜312.5重量部、好ましくは10〜200重量部、さらに好ましくは20〜150重量部である。架橋剤の量が多すぎると、架橋反応に寄与しない架橋剤が架橋処理後の多孔質膜に残存し、多孔質膜の特性を低下させるおそれが生じる。   The blending ratio of the polymer having a crosslinkable functional group and the crosslinking agent is not particularly limited, and the desired degree of crosslinking, the kind of the polymer and the crosslinking agent, the functional group and the crosslinking agent, It is appropriately determined in consideration of the reactivity of For example, the compounding amount of the crosslinking agent is 2 to 312.5 parts by weight, preferably 10 to 200 parts by weight, more preferably 20 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer having a crosslinkable functional group. is there. If the amount of the crosslinking agent is too large, the crosslinking agent that does not contribute to the crosslinking reaction may remain in the porous film after the crosslinking treatment, and the characteristics of the porous film may be deteriorated.

本発明において、多孔質膜を構成する無機粒子としては、特に限定されず、目的に応じて種々の機能を持つ無機粒子を使用できる。無機粒子を構成する材料としては、例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナ、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、酸化インジウムスズ、酸化ジルコニウム、酸化銅、酸化鉄、フェライト、カーボン、炭酸カルシウム、タルク、クレー、アルミノシリケート、酸化亜鉛、硫化亜鉛、鉛白、チタン酸鉛、硫化バリウム、硫化モリブデン、チタン酸ストロンチウム、マイカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、金属(銅、ニッケル、銀等)などが挙げられる。これらの無機粒子を多孔質膜に含有させることにより、その種類に応じて、例えば、反射特性(酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、チタン酸バリウム粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子等)、美観(酸化チタン粒子、酸化ジルコニウム粒子、硫酸バリウム粒子、チタン酸バリウム粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子等)、電気伝導性(カーボン粒子、カーボンナノチューブ、酸化インジウムスズ粒子等)、熱伝導性(窒化ホウ素粒子、窒化アルミニウム粒子、アルミナ粒子、カーボン粒子、カーボンナノチューブ等)、電磁波シールド特性[金属粉(銅粒子、ニッケル粒子、銀粒子等)など]、電磁波吸収特性(磁性粉、酸化鉄粒子、フェライト粒子、カーボン粒子等)、吸着特性(シリカ粒子、アルミナ粒子、酸化チタン粒子等)、耐食性(酸化ジルコニウム粒子等)、耐摩耗性(二硫化モリブデン粒子等)、耐熱性(酸化ジルコニウム粒子、酸化チタン粒子、アルミナ粒子等)、撥水性、濡れ性(酸化チタン粒子等)、触媒活性(光触媒活性等)(酸化チタン粒子、酸化銅粒子、酸化鉄粒子等)、高誘電性(チタン酸バリウム粒子、チタン酸ストロンチウム粒子、酸化チタン粒子等)、絶縁性、焦電性(チタン酸バリウム粒子等)、圧電性(チタン酸バリウム粒子、酸化ジルコニウム粒子等)など多種多様の機能を多孔質膜に付与できる。   In the present invention, the inorganic particles constituting the porous membrane are not particularly limited, and inorganic particles having various functions can be used depending on the purpose. Examples of the material constituting the inorganic particles include titanium oxide, silica, alumina, barium titanate, barium sulfate, indium tin oxide, zirconium oxide, copper oxide, iron oxide, ferrite, carbon, calcium carbonate, talc, clay, and alumino. Examples include silicate, zinc oxide, zinc sulfide, lead white, lead titanate, barium sulfide, molybdenum sulfide, strontium titanate, mica, boron nitride, aluminum nitride, metal (copper, nickel, silver, etc.). By including these inorganic particles in the porous film, depending on the type, for example, reflection characteristics (titanium oxide particles, zirconium oxide particles, barium sulfate particles, barium titanate particles, silica particles, alumina particles, etc.), Aesthetics (titanium oxide particles, zirconium oxide particles, barium sulfate particles, barium titanate particles, silica particles, alumina particles, etc.), electrical conductivity (carbon particles, carbon nanotubes, indium tin oxide particles, etc.), thermal conductivity (boron nitride) Particles, aluminum nitride particles, alumina particles, carbon particles, carbon nanotubes, etc.), electromagnetic shielding properties [metal powder (copper particles, nickel particles, silver particles, etc.)], electromagnetic wave absorption properties (magnetic powder, iron oxide particles, ferrite particles, etc.) , Carbon particles, etc.), adsorption characteristics (silica particles, alumina particles, titanium oxide) Particles), corrosion resistance (zirconium oxide particles, etc.), wear resistance (molybdenum disulfide particles, etc.), heat resistance (zirconium oxide particles, titanium oxide particles, alumina particles, etc.), water repellency, wettability (titanium oxide particles, etc.) ), Catalytic activity (photocatalytic activity, etc.) (titanium oxide particles, copper oxide particles, iron oxide particles, etc.), high dielectric properties (barium titanate particles, strontium titanate particles, titanium oxide particles, etc.), insulation, pyroelectricity Various functions such as (barium titanate particles, etc.) and piezoelectric properties (barium titanate particles, zirconium oxide particles, etc.) can be imparted to the porous film.

これらの中でも、無機粒子として、酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタン酸バリウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化インジウムスズ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化銅粒子、酸化鉄粒子、磁性粉、カーボン粒子及びカーボンナノチューブからなる群より選ばれる少なくとも1種であるのが好ましい。   Among these, as the inorganic particles, titanium oxide particles, silica particles, alumina particles, barium titanate particles, barium sulfate particles, indium tin oxide particles, zirconium oxide particles, copper oxide particles, iron oxide particles, magnetic powder, carbon particles and It is preferably at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes.

無機粒子の一次粒子の平均粒径は、例えば0.01〜10μm、好ましくは0.05〜8μm、さらに好ましくは0.1〜3μmである。無機粒子の平均粒径が小さすぎる場合は、凝集が起こりやすく、高分子中に均質に分散するのが難しくなる。また、無機粒子の平均粒径が大きすぎると、高分子が形成する孔構造を不均質なものにしやすくなる。   The average particle size of the primary particles of the inorganic particles is, for example, 0.01 to 10 μm, preferably 0.05 to 8 μm, and more preferably 0.1 to 3 μm. If the average particle size of the inorganic particles is too small, aggregation tends to occur and it becomes difficult to uniformly disperse in the polymer. Moreover, when the average particle diameter of the inorganic particles is too large, the pore structure formed by the polymer tends to be inhomogeneous.

本発明の多孔質膜における無機粒子の含有量は、例えば10〜95重量%、好ましくは20〜90重量%、さらに好ましくは25〜85重量%である。無機粒子の含有量が少なすぎると、無機粒子の添加効果、すなわち無機粒子に基づく機能性が小さくなり、逆に無機粒子の含有量が多すぎると、膜が脆くなる傾向となる。   The content of inorganic particles in the porous membrane of the present invention is, for example, 10 to 95% by weight, preferably 20 to 90% by weight, and more preferably 25 to 85% by weight. If the content of the inorganic particles is too small, the effect of adding the inorganic particles, that is, the functionality based on the inorganic particles is reduced. Conversely, if the content of the inorganic particles is too large, the film tends to become brittle.

多孔質膜の厚みは、例えば5〜200μm、好ましくは10〜100μm、さらに好ましくは15〜50μmである。厚みが薄くなりすぎると、安定して製造することが困難になり、また、クッション性、印刷特性、機械強度が低下する場合がある。一方、厚すぎる場合には孔径分布を均一に制御することが困難になる。   The thickness of the porous membrane is, for example, 5 to 200 μm, preferably 10 to 100 μm, and more preferably 15 to 50 μm. If the thickness is too thin, it is difficult to produce stably, and cushioning properties, printing characteristics, and mechanical strength may be reduced. On the other hand, when it is too thick, it becomes difficult to uniformly control the pore size distribution.

本発明において、多孔質膜の多数の微小孔は、連通性の低い独立した微小孔(独立微小孔)であってもよいし、連通性のある微小孔(連続微小孔)であってもよい。独立微小孔の多い多孔質膜は、断熱性やクッション性、非透過性が求められる用途に適しており、連続微小孔の多い多孔質膜は、透過性や吸着性、高触媒活性等が求められる用途に適している。多孔質膜における微小孔の平均孔径[連続微小孔の多い多孔質膜(後述するガーレー値が30秒/100cc以下の多孔質膜)の場合は、多孔質膜表面の平均孔径であり、独立微小孔の多い多孔質膜(後述するガーレー値が30秒/100ccを超える多孔質膜)においては多孔質膜内部の微小孔の平均孔径]は、0.01〜10μmである。微小孔の平均孔径は、好ましくは0.1〜8μm、さらに好ましくは0.5〜5μmである。微小孔の平均孔径が上記範囲を外れると、用途に応じた所望の効果が得られにくい。例えば、微小孔の平均孔径が小さすぎる場合には、透過性能及び強度が低下する。また、微小孔の平均孔径が大きすぎる場合は、多孔質膜中で孔径分布を均一に制御することが困難になり、多孔質膜の各部位で比誘電率が不均質となる場合があり、また、分離効率、反射特性、吸着特性、触媒活性等が低下しやすくなる。なお、多孔質膜表面の最大孔径は15μm以下が好ましい。   In the present invention, the numerous micropores of the porous membrane may be independent micropores (independent micropores) with low communication or may be micropores with communication (continuous micropores). . Porous membranes with many independent micropores are suitable for applications that require heat insulation, cushioning, and impermeability, and porous membranes with many continuous micropores require permeability, adsorptivity, and high catalytic activity. Suitable for the intended use. The average pore diameter of the micropores in the porous membrane [in the case of a porous membrane having many continuous micropores (a porous membrane having a Gurley value of 30 seconds / 100 cc or less, which will be described later), the average pore size on the surface of the porous membrane, In a porous film having many pores (a porous film having a Gurley value exceeding 30 seconds / 100 cc described later), the average pore diameter of the micropores in the porous film] is 0.01 to 10 μm. The average pore diameter of the micropores is preferably 0.1 to 8 μm, more preferably 0.5 to 5 μm. If the average pore diameter of the micropores is out of the above range, it is difficult to obtain a desired effect according to the application. For example, when the average pore diameter of the micropores is too small, the permeation performance and strength are reduced. If the average pore size of the micropores is too large, it may be difficult to uniformly control the pore size distribution in the porous membrane, and the relative dielectric constant may be inhomogeneous at each part of the porous membrane. In addition, separation efficiency, reflection characteristics, adsorption characteristics, catalytic activity, and the like are likely to decrease. The maximum pore diameter on the porous membrane surface is preferably 15 μm or less.

本発明において、多孔質膜の空孔率(内部の平均開孔率)は、30〜85%であり、好ましくは35〜83%、さらに好ましくは40〜80%である。多孔質膜の空孔率が上記範囲を外れると、用途に応じた所望の空孔特性が得られなくなる。例えば、空孔率が低すぎると、透過性能、吸着特性、クッション性等が充分でなかったり、機能性材料を充填しても機能が発揮できないことがある。一方、空孔率が高すぎると、機械的強度に劣るおそれがある。   In the present invention, the porosity of the porous membrane (internal average porosity) is 30 to 85%, preferably 35 to 83%, and more preferably 40 to 80%. If the porosity of the porous membrane is out of the above range, desired pore characteristics depending on the application cannot be obtained. For example, if the porosity is too low, the permeation performance, adsorption characteristics, cushioning properties, etc. may not be sufficient, or the function may not be exhibited even if functional materials are filled. On the other hand, if the porosity is too high, the mechanical strength may be inferior.

多孔質膜がこのような微小孔の平均孔径と空孔率とを備えることにより、柔軟性と優れた空孔特性を備える一方、適度な剛性を有するため取扱性にも優れる。   When the porous membrane has such an average pore diameter and porosity, the porous membrane has flexibility and excellent pore characteristics, but has excellent rigidity and handling properties.

多孔質膜の表面の開孔率(表面開孔率)としては、例えば48%以上(例えば48〜80%)であり、好ましくは60〜80%程度である。表面開孔率が低すぎると透過性能が充分でない場合が生じる他、空孔に機能性材料を充填してもその機能が十分に発揮できないことがあり、逆に高すぎると機械的強度が低下しやすくなる。   The porosity of the surface of the porous film (surface porosity) is, for example, 48% or more (for example, 48 to 80%), and preferably about 60 to 80%. If the surface area ratio is too low, the transmission performance may not be sufficient, and even if the pores are filled with a functional material, the function may not be fully achieved. It becomes easy to do.

多孔質膜に存在する微小孔の連通性は、透気度を表すガーレー値、及び純水透過速度などを指標とすることができる。膜厚30μmの多孔質膜のガーレー値は、例えば0.2〜30秒/100cc、好ましくは0.5〜25秒/100cc、さらに好ましくは0.8〜20秒/100cc、特に好ましくは1〜10秒/100ccである。数値が大きすぎると、実用上の透過性能が充分でなかったり、機能性材料を充分に充填できないためにその機能が発揮できないことがある。一方、数値が小さすぎると、機械的強度に劣る可能性がある。   The connectivity of the micropores existing in the porous membrane can be determined by using the Gurley value representing the air permeability and the pure water permeation rate as an index. The Gurley value of the porous film having a thickness of 30 μm is, for example, 0.2 to 30 seconds / 100 cc, preferably 0.5 to 25 seconds / 100 cc, more preferably 0.8 to 20 seconds / 100 cc, and particularly preferably 1 to 1. 10 seconds / 100 cc. If the numerical value is too large, the practical permeation performance may not be sufficient, or the functional material may not be sufficiently filled and the function may not be exhibited. On the other hand, if the value is too small, the mechanical strength may be inferior.

多孔質膜の微小孔の径、空孔率、透気度、開孔率は、後述する多孔質膜の製造方法において、用いる基板、水溶性ポリマーの種類や量、水の使用量、流延時の湿度、温度及び時間などを適宜選択することにより所望の値に調整することができる。   The pore size, porosity, air permeability, and porosity of the porous membrane are the substrate used, the type and amount of the water-soluble polymer, the amount of water used, and the casting time in the porous membrane manufacturing method described later. By appropriately selecting the humidity, temperature, time, and the like, it can be adjusted to a desired value.

[多孔質膜の製造]
本発明の前記多孔質膜は、多孔質膜を構成すべき高分子と無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料の分散液を基板上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、形成されたフィルム状多孔質層を前記基板から剥離し、次いで、前記フィルム状多孔質層を乾燥に付すことにより製造できる。
[Manufacture of porous membrane]
The porous film of the present invention is obtained by casting a dispersion liquid of a porous film forming material containing a polymer and inorganic particles that constitute the porous film onto a substrate in the form of a film, and then coagulating the liquid. It can be manufactured by dipping in, peeling the formed film-like porous layer from the substrate, and then subjecting the film-like porous layer to drying.

この製造法において用いる基板としては、例えば、ガラス板;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素系樹脂、塩化ビニル樹脂、その他の樹脂からなるプラスチックシート;ステンレス板、アルミニウム板等の金属板などが挙げられる。なお、表面素材と内部素材とを違うもので組み合わせた複合板でもよい。   Examples of substrates used in this production method include glass plates; polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and polymethylpentene; polyesters such as nylon and polyethylene terephthalate (PET); polycarbonates, styrene resins, and polytetrafluoroethylene (PTFE). ), A plastic sheet made of a fluororesin such as polyvinylidene fluoride (PVDF), a vinyl chloride resin, or other resin; a metal plate such as a stainless steel plate or an aluminum plate. In addition, the composite board which combined the surface material and the internal material with a different thing may be sufficient.

多孔質膜形成用材料の分散液(以下、単に「分散液」と称する場合がある)は、例えば、多孔質膜を構成する主たる素材となる高分子成分、無機粒子、及び水溶性極性溶媒を含み、必要に応じて水溶性ポリマー、必要に応じて水、必要に応じて架橋剤(高分子の分子内に架橋構造を形成する場合)を含んでいる。該分散液においては、多孔質膜を構成する高分子成分の代わりに、該高分子成分の単量体成分や、そのオリゴマー、イミド化や環化等の前の前駆体等を用いてもよい。   The dispersion of the porous film-forming material (hereinafter sometimes simply referred to as “dispersion”) includes, for example, a polymer component, inorganic particles, and a water-soluble polar solvent that are the main materials constituting the porous film. If necessary, it contains a water-soluble polymer, water if necessary, and a crosslinking agent (if a crosslinked structure is formed in the molecule of the polymer) if necessary. In the dispersion, instead of the polymer component constituting the porous membrane, a monomer component of the polymer component, an oligomer thereof, a precursor before imidization or cyclization, or the like may be used. .

前記分散液に水溶性ポリマーや水を添加することは、膜構造をスポンジ状に多孔化するために効果的である。水溶性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、多糖類等やその誘導体などが挙げられる。これらの水溶性ポリマーは単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。これらの中でも、多孔質膜に存在する微小孔の連通性の点から、ポリビニルピロリドンが特に好ましい。多孔化のためには、水溶性ポリマーの重量平均分子量は200以上がよく、好ましくは300以上、さらに好ましくは1000以上、特に好ましくは5000以上(例えば、5000〜20万)である。水の添加量により孔径を調整でき、例えば、前記分散液への水の添加量を増やすことで孔径を大きくすることが可能となる。   Adding a water-soluble polymer or water to the dispersion is effective for making the membrane structure porous. Examples of the water-soluble polymer include polyethylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polysaccharides, and derivatives thereof. These water-soluble polymers can be used alone or in combination of two or more. Among these, polyvinylpyrrolidone is particularly preferable from the viewpoint of the connectivity of the micropores present in the porous membrane. In order to make it porous, the weight average molecular weight of the water-soluble polymer should be 200 or more, preferably 300 or more, more preferably 1000 or more, and particularly preferably 5000 or more (for example, 5000 to 200,000). The pore size can be adjusted by the amount of water added. For example, the pore size can be increased by increasing the amount of water added to the dispersion.

水溶性ポリマーは、膜構造を均質なスポンジ状多孔構造にするのに非常に有効であり、水溶性ポリマーの種類と量を変更することにより多様な構造を得ることができる。このため、水溶性ポリマーは、所望の空孔特性を付与する目的で、多孔質膜を形成する際の添加剤として極めて好適に用いられる。   The water-soluble polymer is very effective for making the membrane structure into a homogeneous sponge-like porous structure, and various structures can be obtained by changing the kind and amount of the water-soluble polymer. For this reason, the water-soluble polymer is very suitably used as an additive for forming a porous film for the purpose of imparting desired pore characteristics.

一方、水溶性ポリマーは、最終的には多孔質膜を構成しない、除去すべき不要な成分である。湿式相転換法を利用する本発明の方法においては、水溶性ポリマーは水等の凝固液に浸漬して相転換する工程において洗浄除去される。これに対し、乾式相転換法においては、多孔質膜を構成しない成分(不要な成分)は加熱により除去され、水溶性ポリマーは通常加熱除去には不向きであることから、添加剤として利用することは極めて困難である。このように、乾式相転換法によっては多様な空孔構造を形成することは困難であるのに対し、本発明の製造方法は、所望の空孔特性を有する多孔質膜を容易に製造することが可能である点で有利である。   On the other hand, the water-soluble polymer is an unnecessary component to be removed that does not ultimately form a porous film. In the method of the present invention using the wet phase conversion method, the water-soluble polymer is removed by washing in a step of phase conversion by dipping in a coagulating liquid such as water. On the other hand, in the dry phase inversion method, components that do not constitute a porous membrane (unnecessary components) are removed by heating, and water-soluble polymers are usually unsuitable for removal by heating, so use them as additives. Is extremely difficult. Thus, while it is difficult to form various pore structures depending on the dry phase conversion method, the production method of the present invention can easily produce a porous film having desired pore characteristics. Is advantageous in that it is possible.

本発明の方法において、水溶性ポリマーの添加量を増やしていくと、孔の連通性が高くなる傾向となる。よって、連通性の低い多孔質膜(独立微小孔の多い多孔質膜)を得たい場合には、水溶性ポリマーの量を最小量とするのが好ましく、水溶性ポリマーを使用しないことも可能である。   In the method of the present invention, when the amount of the water-soluble polymer added is increased, the pore connectivity tends to increase. Therefore, when it is desired to obtain a porous membrane with low connectivity (a porous membrane having many independent micropores), it is preferable to minimize the amount of the water-soluble polymer, and it is also possible not to use the water-soluble polymer. is there.

水溶性極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド,N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられ、前記高分子成分として使用するポリマーの化学骨格に応じて溶解性を有するもの(高分子成分の良溶媒)を使用することができる。これらの溶媒は単独又は2種以上組み合わせて用いることもできる。   Examples of the water-soluble polar solvent include dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), 2-pyrrolidone, and γ-butyrolactone. In addition, those having solubility (good solvent for the polymer component) can be used according to the chemical skeleton of the polymer used as the polymer component. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

前記分散液における各成分の配合量は、前記分散液を基準として、前記高分子成分8〜25重量%、前記架橋剤0〜25重量%、前記水溶性ポリマー10〜50重量%、水0〜10重量%、及び水溶性極性溶媒30〜82重量%とすることが好ましい。この際に、前記高分子成分の濃度が低すぎると多孔質膜の厚みが不十分となったり、所望の空孔特性が得られにくく、多孔質膜の強度も弱くなる傾向となり、一方、高分子成分の濃度が高すぎると空孔率が小さくなる傾向となる。水溶性ポリマーの濃度が低すぎると多孔質膜内部に10μmを超えるような巨大ボイドが発生し均質性が低下しやすくなる。水溶性ポリマーの濃度が高すぎると、各成分の溶解性が悪くなったり、多孔質膜の強度が低下するなどの不具合が生じやすい。   The amount of each component in the dispersion is 8 to 25% by weight of the polymer component, 0 to 25% by weight of the cross-linking agent, 10 to 50% by weight of the water-soluble polymer, and 0 to 0% by weight of water based on the dispersion. It is preferable to set it as 10 weight% and 30-82 weight% of water-soluble polar solvents. At this time, if the concentration of the polymer component is too low, the thickness of the porous membrane becomes insufficient, the desired pore characteristics are difficult to obtain, and the strength of the porous membrane tends to be weak, while If the concentration of the molecular component is too high, the porosity tends to decrease. If the concentration of the water-soluble polymer is too low, huge voids exceeding 10 μm are generated inside the porous membrane, and the homogeneity tends to be lowered. If the concentration of the water-soluble polymer is too high, problems such as poor solubility of each component and a decrease in the strength of the porous membrane are likely to occur.

前記多孔質膜形成用材料の分散液を基板上へフィルム状に流延し、その後、凝固液中に浸漬し、相転換させる。   A dispersion of the porous film-forming material is cast into a film on a substrate, and then immersed in a coagulation liquid to cause phase change.

前記多孔質膜形成用材料の分散液を基板上へフィルム状に流延した後、凝固液中に浸漬する際、高分子成分の種類により基板に付着しやすいものと、基板に付着しにくいものとがある。具体的には、ポリアミドイミド系樹脂やポリイミド系樹脂は基板に付きやすい樹脂であり、ポリエーテルイミド系樹脂は基板に付きにくい樹脂である。   When the porous film-forming material dispersion is cast into a film on the substrate and then immersed in the coagulation liquid, it may or may not adhere to the substrate depending on the type of polymer component. There is. Specifically, a polyamideimide resin or a polyimide resin is a resin that easily attaches to a substrate, and a polyetherimide resin is a resin that does not easily attach to a substrate.

相転換法に用いる凝固液としては、高分子成分を凝固させる溶剤(高分子成分の非溶剤)であればよく、高分子成分として使用するポリマーの種類によって適宜選択されるが、例えば、水;メタノール、エタノール等の1価アルコール、グリセリン等の多価アルコールなどのアルコール;ポリエチレングリコール等の水溶性高分子;これらの混合物などの水溶性凝固液などが使用できる。   The coagulation liquid used in the phase change method may be any solvent (non-solvent for the polymer component) that coagulates the polymer component, and is appropriately selected depending on the type of polymer used as the polymer component. Monohydric alcohols such as methanol and ethanol, alcohols such as polyhydric alcohols such as glycerin; water-soluble polymers such as polyethylene glycol; water-soluble coagulating liquids such as a mixture thereof can be used.

前記凝固液の温度は、特に制限されないが、例えば0〜100℃の範囲が好ましい。凝固液の温度が0℃未満であると、溶剤等の洗浄効果が低下しやすい。凝固液の温度が100℃を超えると、溶剤や凝固液が揮発して、作業環境が損なわれる。凝固液としては、コスト、安全性等の観点から、水が好ましく用いられる。凝固液として水を用いた場合、水の温度5〜60℃程度が適切である。前記凝固液中への浸漬時間は、特に制限されないが、水溶性極性溶媒、水溶性ポリマーが十分に洗浄される時間を適宜選択する。洗浄時間が短すぎると、残存した溶媒により、乾燥工程で多孔質構造が壊れるおそれがある。洗浄時間が長すぎると、製造効率が低下し、製品コストの上昇につながる。洗浄時間は、多孔質膜の厚み等にもよるため、一概には言えないが、0.5〜30分間程度とすることができる。   The temperature of the coagulation liquid is not particularly limited, but is preferably in the range of 0 to 100 ° C, for example. When the temperature of the coagulation liquid is less than 0 ° C., the cleaning effect of a solvent or the like tends to be lowered. When the temperature of the coagulating liquid exceeds 100 ° C., the solvent and the coagulating liquid are volatilized and the working environment is impaired. As the coagulating liquid, water is preferably used from the viewpoints of cost, safety and the like. When water is used as the coagulation liquid, a temperature of water of about 5 to 60 ° C. is appropriate. The immersion time in the coagulation liquid is not particularly limited, but the time for sufficiently washing the water-soluble polar solvent and the water-soluble polymer is appropriately selected. If the washing time is too short, the porous structure may be broken in the drying process due to the remaining solvent. If the cleaning time is too long, the production efficiency is lowered and the product cost is increased. Since the cleaning time depends on the thickness of the porous film and the like, it cannot be generally specified, but can be about 0.5 to 30 minutes.

流延後のフィルム状物を凝固液中に浸漬する前に、流延後のフィルム状物を相対湿度70〜100%、温度15〜100℃からなる雰囲気下に、0.2分間以上(例えば、0.2〜180分間)、好ましくは0.2〜60分間、さらに好ましくは0.2〜15分間)保持し、その後、前記凝固液中へ導くのが好ましい。流延後のフィルム状物を上記の加湿条件に置くことにより、均質性の高い多孔質膜が得られやすくなる。加湿下に置くと、水分がフィルム表面から内部へと侵入し、前記分散液の層分離を効率的に促進すると考えられる。そのため、多孔質膜の基板側表面の反対側の表面(多孔質膜の空気側表面)の開孔率が向上するものと推察される。好ましい条件は、相対湿度90〜100%、温度30〜80℃であり、さらに好ましい条件は、相対湿度約100%(例えば、95〜100%)、温度40〜70℃である。   Before immersing the film-like material after casting in the coagulating liquid, the film-like material after casting is 0.2 minutes or more (for example, in an atmosphere consisting of a relative humidity of 70 to 100% and a temperature of 15 to 100 ° C. 0.2 to 180 minutes), preferably 0.2 to 60 minutes, more preferably 0.2 to 15 minutes), and then led into the coagulation liquid. By placing the film-like material after casting under the above humidification conditions, a highly homogeneous porous membrane can be easily obtained. When placed under humidification, it is considered that moisture penetrates from the film surface to the inside, and promotes layer separation of the dispersion efficiently. Therefore, it is presumed that the porosity of the surface opposite to the substrate side surface of the porous membrane (the air side surface of the porous membrane) is improved. Preferred conditions are a relative humidity of 90 to 100% and a temperature of 30 to 80 ° C., and a more preferred condition is a relative humidity of about 100% (eg, 95 to 100%) and a temperature of 40 to 70 ° C.

フィルム状多孔質層の基板からの剥離工程は、該フィルム状多孔質層を基板から強制的に剥離してもよいし、あるいは、多孔質膜を構成する高分子成分と基板材料との組合せを選択して、凝固液中に浸漬すると自然に該フィルム状多孔質層が基板から剥離するようにしてもよい。   In the step of peeling the film-like porous layer from the substrate, the film-like porous layer may be forcibly separated from the substrate, or a combination of the polymer component constituting the porous film and the substrate material may be used. If selected and immersed in the coagulation liquid, the film-like porous layer may be peeled off from the substrate.

強制的な剥離は、多孔質膜の厚みを均一にできる傾向があるが、強く引っ張ると多孔質膜を破損するおそれがあるので注意が必要となる。   Forced peeling tends to make the thickness of the porous film uniform, but care must be taken because it may damage the porous film when pulled strongly.

自然と剥離するようにした方が、製造は容易であるが、多孔質膜の厚みに若干の厚みむらが生じる傾向がある。フィルム状多孔質層と基板が凝固液に導かれると自然と剥離するようにするためには、基板として撥水性の高いものを使用することが好ましい。例えば、フッ素系フィルム[例えば、テフロン(登録商標)フィルムなど]や、表面にフッ素系樹脂を貼り合わせたりコーティングしたフィルム等を用いることができる。   Although it is easier to produce the film when it is naturally peeled off, the thickness of the porous film tends to be slightly uneven. In order for the film-like porous layer and the substrate to be peeled naturally when guided to the coagulation liquid, it is preferable to use a substrate having high water repellency. For example, a fluorine-based film [for example, a Teflon (registered trademark) film or the like], a film obtained by bonding or coating a fluorine-based resin on the surface, or the like can be used.

次に、剥離されたフィルム状多孔質層を乾燥する。乾燥処理の方法は、特に制限されず、熱風処理、熱ロール処理、あるいは、恒温槽やオーブン等に投入する方法でもよく、フィルム状多孔質層を所定の温度にコントロールできるものであればよい。乾燥処理時の雰囲気は空気でも窒素等の不活性ガスでもよい。空気を使用する場合は最も安価であるが、酸化反応を伴うおそれがある。これを避ける場合は、窒素等の不活性ガスを使用するのがよく、コスト面からは窒素が好適である。加熱条件は、生産性、多孔質膜の物性等を考慮して適宜設定できる。   Next, the peeled film-like porous layer is dried. The method for the drying treatment is not particularly limited, and it may be a hot air treatment, a hot roll treatment, or a method of putting it in a thermostat or oven, as long as the film-like porous layer can be controlled to a predetermined temperature. The atmosphere during the drying process may be air or an inert gas such as nitrogen. When air is used, it is the cheapest, but may involve an oxidation reaction. In order to avoid this, it is preferable to use an inert gas such as nitrogen, and nitrogen is preferred from the viewpoint of cost. The heating conditions can be appropriately set in consideration of productivity, physical properties of the porous membrane, and the like.

上記方法によれば、多数の微小孔を有し、前記微小孔の平均孔径が0.01〜10μmであり、空孔率が30〜85%であり、厚みが例えば5〜200μmの無機粒子含有多孔質膜を容易に成形することができる。多孔質膜の微小孔の径、空孔率、開孔率は、上記のように、前記分散液の構成成分の種類や量、水の使用量、流延時の湿度、温度及び時間などを適宜選択することにより所望の値に調整することができる。   According to the said method, it has many micropores, the average pore diameter of the said micropores is 0.01-10 micrometers, a porosity is 30-85%, and thickness contains, for example, inorganic particles of 5-200 micrometers A porous membrane can be easily formed. As described above, the micropore diameter, porosity, and open area ratio of the porous membrane are determined by appropriately determining the type and amount of the constituent components of the dispersion, the amount of water used, the humidity during casting, the temperature, and the time. By selecting, it can be adjusted to a desired value.

高分子の分子内に架橋構造を形成する場合は、得られた多孔質膜に架橋処理を施す。上述のようにして得られた多孔質膜中に含まれている架橋剤(必要に応じて添加される)は、通常、未反応の状態である。ただし、架橋剤が熱架橋するものである場合には、上記の乾燥処理条件によっては、一部又は全部の架橋剤が反応して架橋構造が形成される場合がある。   When a crosslinked structure is formed in the polymer molecule, the resulting porous film is subjected to a crosslinking treatment. The crosslinking agent (added as necessary) contained in the porous membrane obtained as described above is usually in an unreacted state. However, when the cross-linking agent is thermally cross-linked, depending on the drying treatment conditions, a part or all of the cross-linking agent may react to form a cross-linked structure.

架橋処理は、架橋剤の種類に応じて、加熱処理、及び/又は活性エネルギー線(可視光線、紫外線、電子線、放射線等)照射処理によって行うことができる。それぞれ、適切な条件を設定する。例えば、加熱処理は、100〜400℃、10秒〜5時間の条件で行うのが好ましい。   The cross-linking treatment can be carried out by heat treatment and / or active energy ray (visible light, ultraviolet ray, electron beam, radiation, etc.) irradiation treatment depending on the type of the cross-linking agent. Set appropriate conditions for each. For example, the heat treatment is preferably performed under conditions of 100 to 400 ° C. and 10 seconds to 5 hours.

架橋処理を施すことにより、高分子中の架橋可能な官能基と架橋剤の官能基とが反応し、多孔質膜中に架橋構造が形成される。架橋構造形成により、多孔質膜の膜強度、耐熱性、耐薬品性、耐久性、剛性に優れる多孔質膜が得られる。また、多孔質膜(多孔質膜層)の表面上に各種機能性層を形成する場合には、次の(b)、(c)のように、機能性層の形成(機能性の発現)の際に架橋を起こすようにすれば、多孔質膜と機能性層との密着性向上に有効である。   By performing the crosslinking treatment, the crosslinkable functional group in the polymer and the functional group of the crosslinking agent react to form a crosslinked structure in the porous film. By forming the crosslinked structure, a porous film excellent in film strength, heat resistance, chemical resistance, durability, and rigidity of the porous film can be obtained. When various functional layers are formed on the surface of the porous membrane (porous membrane layer), the functional layer is formed (functional expression) as in the following (b) and (c). It is effective for improving the adhesion between the porous film and the functional layer if cross-linking is caused at the time.

多孔質膜表面に機能性層を設けて(機能性化処理)、機能性積層体を得る場合には、次のような架橋処理を施すタイミングがある。
(a)得られた多孔質膜に架橋処理を施し、その後、多孔質膜表面に機能性層を設けて、機能性積層体を得る方法
(b)得られた多孔質膜表面に機能性層を設けて、その後、架橋処理を施し、機能性積層体を得る方法(加熱による架橋処理は、機能性層の機能発現化のための加熱処理を兼ねてもよい)
(c)得られた多孔質膜に部分的架橋処理を施し、その後、多孔質膜表面に機能性層を設けて、さらに、再度の架橋処理を施して架橋処理を完全とし、機能性積層体を得る方法[ここで、部分的架橋処理とは、それにより、半硬化状態(いわゆるBステージ)とすることを意図している]
When a functional layer is provided on the surface of the porous membrane (functionalization treatment) to obtain a functional laminate, there is a timing for performing the following crosslinking treatment.
(A) A method of obtaining a functional laminate by subjecting the obtained porous membrane to a crosslinking treatment, and then providing a functional layer on the porous membrane surface. (B) A functional layer on the obtained porous membrane surface. And then performing a crosslinking treatment to obtain a functional laminate (the crosslinking treatment by heating may also serve as a heat treatment for expressing the function of the functional layer)
(C) The obtained porous membrane is subjected to a partial cross-linking treatment, and then a functional layer is provided on the surface of the porous membrane, and the cross-linking treatment is completed again by performing a cross-linking treatment again. [Here, the partial cross-linking treatment is intended to be a semi-cured state (so-called B stage)]

多孔質膜は架橋反応が起こる際に収縮する場合がある。これを避けるため、多孔質膜を適宜固定部材に固定した状態で架橋反応を行うことが好ましい。例えば、多孔質膜の一部を、樹脂、金属、ガラス製等のフィルム、板、フレーム状物(枠)、バット等に固定するしてもよい。なお、固定のさせ方で、面方向の収縮率を適度にコントロールし、厚み、空孔率等をコントロールすることもできる。   The porous membrane may shrink when a crosslinking reaction occurs. In order to avoid this, it is preferable to perform the crosslinking reaction in a state where the porous membrane is appropriately fixed to the fixing member. For example, a part of the porous film may be fixed to a film, plate, frame-like object (frame), bat or the like made of resin, metal, glass or the like. In addition, the shrinkage rate in the surface direction can be appropriately controlled by the fixing method, and the thickness, porosity, and the like can also be controlled.

本発明の多孔質膜には、所望の特性を付与するため、必要に応じて熱処理や被膜形成処理が施されていてもよい。   The porous film of the present invention may be subjected to heat treatment or film formation treatment as necessary in order to impart desired characteristics.

本発明の多孔質膜は、また、多孔質膜に耐薬品性高分子化合物を被覆してもよい。   In the porous membrane of the present invention, the porous membrane may be coated with a chemical resistant polymer compound.

ここで、薬品とは、従来の多孔質膜を構成する樹脂を溶解、膨潤、収縮、分解して、多孔性フィルムとしての機能を低下させるものとして公知のものであり、多孔質膜の構成素材や用途によって異なり一概に言うことはできないが、このような薬品の具体例として、ジメチルスルホキシド(DMSO)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、2−ピロリドン、シクロヘキサノン、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、乳酸エチル、アセトニトリル、塩化メチレン、クロロホルム、テトラクロルエタン、テトラヒドロフラン(THF)等の強い極性溶媒;アルカリ溶液;酸性溶液;及びこれらの混合物等が挙げられる。前記アルカリ溶液には、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩;トリエチルアミン等のアミン類;アンモニア等のアルカリ性物質を溶解した水溶液や有機溶媒溶液が含まれる。前記酸性溶液には、塩化水素、硫酸、硝酸等の無機酸;酢酸、フタル酸等のカルボン酸などの有機酸等の酸を溶解した水溶液や有機溶媒溶液が含まれる。   Here, the chemical is known as a material that dissolves, swells, shrinks, and decomposes a resin that constitutes a conventional porous film to lower its function as a porous film. The specific examples of such chemicals are dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl. Strong polar solvent such as 2-pyrrolidone (NMP), 2-pyrrolidone, cyclohexanone, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl lactate, acetonitrile, methylene chloride, chloroform, tetrachloroethane, tetrahydrofuran (THF); alkaline solution; acidic Solutions; and mixtures thereof. The alkaline solution includes inorganic salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium carbonate, and potassium carbonate; amines such as triethylamine; aqueous solutions and organic solvent solutions in which alkaline substances such as ammonia are dissolved. . Examples of the acidic solution include aqueous solutions and organic solvent solutions in which acids such as inorganic acids such as hydrogen chloride, sulfuric acid, and nitric acid; and organic acids such as carboxylic acids such as acetic acid and phthalic acid are dissolved.

耐薬品性高分子化合物としては、強い極性溶媒、アルカリ、酸等の薬品に優れた耐性を有していれば特に制限されないが、例えば、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、ベンゾオキサジン系樹脂、アルキッド系樹脂、トリアジン系樹脂、フラン系樹脂、不飽ポリエステル、エポキシ系樹脂、ケイ素系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂などの熱硬化性樹脂又は光硬化性樹脂;ポリビニルアルコール、酢酸セルロース系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、フッ素系樹脂、フタル酸系樹脂、マレイン酸系樹脂、飽和ポリエステル、エチレン−ビニルアルコール共重合体、キチン、キトサンなどの熱可塑性樹脂等が挙げられる。これらの高分子化合物は、1種又は2種以上を混合して使用することができる。また、高分子化合物は、共重合物でもよく、グラフト重合物であってもよい。   The chemical resistant polymer compound is not particularly limited as long as it has excellent resistance to chemicals such as strong polar solvents, alkalis, acids, etc. For example, phenolic resin, xylene resin, urea resin, melamine Thermosetting resin such as resin, benzoguanamine resin, benzoxazine resin, alkyd resin, triazine resin, furan resin, unsaturated polyester, epoxy resin, silicon resin, polyurethane resin, polyimide resin, or light Curable resin: Thermoplastic resins such as polyvinyl alcohol, cellulose acetate resin, polypropylene resin, fluorine resin, phthalic acid resin, maleic acid resin, saturated polyester, ethylene-vinyl alcohol copolymer, chitin, chitosan, etc. Is mentioned. These polymer compounds can be used alone or in combination of two or more. The polymer compound may be a copolymer or a graft polymer.

このような耐薬品性高分子化合物により多孔質膜が被覆されていると、前記強い極性溶媒、アルカリ、酸等の薬品と接触した場合にも、多孔質膜が溶解したり、膨潤して変形するなどの変質が全く生じないか、使用目的や用途に影響のない程度に変質を抑制できる。例えば、多孔質膜と薬品とが接触する時間が短い用途では、その時間内で変質しない程度の耐薬品性が付与されていればよい。   When a porous film is coated with such a chemical-resistant polymer compound, the porous film dissolves or swells and deforms even when it comes into contact with the strong polar solvent, alkali, acid, or other chemicals. The alteration can be suppressed to such an extent that no alteration occurs, such as when it occurs, or there is no influence on the purpose of use or the use. For example, in an application where the porous membrane and the chemical are in contact with each other for a short time, it is only necessary to provide chemical resistance that does not change within that time.

なお、前記耐薬品性高分子化合物は、同時に耐熱性を有する場合が多いため、多孔質膜の耐熱性が低下するおそれな少ない。また、耐薬品性高分子化合物の被覆によって、多孔質膜表面の特性を変化させることも可能である。例えば、フッ素系樹脂を使用すれば、表面を撥水性にすることができ、エチレン−ビニルアルコール共重合体を使用すれば、表面を親水性にすることも可能となる。さらに、フェノール系樹脂を使用すれば、中性の水に対しては表面を撥水性に、アルカリ性の水溶液に対しては表面を親水性にすることも可能となる。このように、被覆に用いる耐薬品性高分子化合物の種類を適宜選択することにより、液体に対する親和性(親水性等)を変更することができる。   In addition, since the said chemical-resistant polymer compound often has heat resistance at the same time, there is little fear that the heat resistance of the porous membrane is lowered. It is also possible to change the properties of the porous membrane surface by coating with a chemical resistant polymer compound. For example, if a fluororesin is used, the surface can be made water repellent, and if an ethylene-vinyl alcohol copolymer is used, the surface can be made hydrophilic. Furthermore, if a phenolic resin is used, the surface can be rendered water repellent with respect to neutral water and the surface can be rendered hydrophilic with respect to an alkaline aqueous solution. Thus, the affinity (hydrophilicity etc.) with respect to a liquid can be changed by selecting suitably the kind of chemical-resistant high molecular compound used for coating | cover.

本発明の多孔質膜は、上記構成を有するため、広範な分野において多様な用途に適用できる。具体的には、多孔質膜が有する空孔特性と無機粒子の有する特性とをともに利用する用途、例えば、電子ペーパーの表示デバイス(電子ペーパー用フィルム)、色素増感太陽電池等の光電極、光触媒、回路用基板、放熱材(ヒートシンク、放熱板)、電磁波シールドや電磁波吸収体等の電磁波制御材、アンテナ、反射シート(液晶ディスプレイや表示体のバックライト光源に用いられる反射シート等)などに利用できる。   Since the porous membrane of the present invention has the above configuration, it can be applied to various uses in a wide range of fields. Specifically, applications using both the pore characteristics of the porous film and the characteristics of the inorganic particles, for example, electronic paper display devices (films for electronic paper), photoelectrodes such as dye-sensitized solar cells, For photocatalysts, circuit boards, heat radiation materials (heat sinks, heat radiation plates), electromagnetic wave control materials such as electromagnetic wave shields and electromagnetic wave absorbers, antennas, reflection sheets (reflection sheets used for backlight light sources for liquid crystal displays and display bodies, etc.) Available.

[多孔質膜層を有する積層体]
本発明の積層体は、基材と、前記基材の少なくとも片面上に設けられた無機粒子を含有する多孔質膜層とを少なくとも有する積層体であって、前記多孔質膜層が前記の多孔質膜で構成されている。
[Laminated body having porous membrane layer]
The laminate of the present invention is a laminate having at least a base material and a porous film layer containing inorganic particles provided on at least one side of the base material, and the porous film layer is a porous material. It consists of a membrane.

このような積層体は上述した相転換法を利用して製造できる。すなわち、多孔質膜(多孔質膜層)を構成すべき高分子と無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料の分散液を基材(前記多孔質膜の製造における「基板」に相当する)上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、次いで乾燥に付す工程を経ることにより製造できる。   Such a laminate can be manufactured using the phase change method described above. That is, a base material (corresponding to the “substrate” in the production of the porous membrane) is a dispersion of a porous membrane-forming material containing a polymer and inorganic particles that constitute the porous membrane (porous membrane layer). It can be produced by casting it in the form of a film and then immersing it in a coagulation liquid and then subjecting it to drying.

前記積層体は、例えば、下記方法に基づくテープ剥離試験を行ったとき、前記基材と多孔質膜層との間で界面剥離を起こさないものが好ましい。すなわち、基材と多孔質膜層とが、下記のテープ剥離試験で界面剥離を起こさない程度の層間密着強度で直接的に積層されていることが好ましい。
テープ剥離試験:
積層体の多孔質膜層表面に24mm幅の寺岡製作所製マスキングテープ[フィルムマスキングテープNo.603(♯25)]をテープ一端から50mmの長さ分貼り付け、貼り付けられた前記テープを、直径30mm、200gf荷重のローラー(Holbein Art Materials Inc.社製、耐油性硬質ゴムローラーNo.10)で圧着し、その後、引張試験機を用いてテープ他端を剥離速度50mm/分で引っ張り、T型剥離を行う。
For example, the laminate preferably does not cause interfacial peeling between the substrate and the porous membrane layer when a tape peel test based on the following method is performed. That is, it is preferable that the base material and the porous membrane layer are directly laminated with an interlayer adhesion strength that does not cause interfacial peeling in the following tape peeling test.
Tape peel test:
On the surface of the porous membrane layer of the laminate, a 24 mm wide masking tape manufactured by Teraoka Seisakusho [film masking tape No. 603 (# 25)] is applied for a length of 50 mm from one end of the tape, and the attached tape is a roller having a diameter of 30 mm and a load of 200 gf (Holbein Art Materials Inc., oil resistant hard rubber roller No. 10). Then, the other end of the tape is pulled at a peeling speed of 50 mm / min using a tensile tester to perform T-type peeling.

基材は、樹脂フィルム、金属箔、貫通穴を多数有する基材などの何れであってもよい。基材は単層であってもよく、同一又は異なる素材からなる複数の層からなる複合フィルムであってもよい。複合フィルムは、複数のフィルムを必要に応じて接着剤等を用いて積層した積層フィルムであってもよく、コーティング、蒸着、スパッタ等の処理が施されて得られるものであってもよい。また、基材には、粗化処理、易接着処理、静電気防止処理、サンドブラスト処理(サンドマット処理)、コロナ放電処理、プラズマ処理、ケミカルエッチング処理、ウォーターマット処理、火炎処理、酸処理、アルカリ処理、酸化処理、紫外線照射処理、シランカップリング剤処理等の1又は2以上の表面処理がなされていてもよい。   The substrate may be any of a resin film, a metal foil, a substrate having many through holes, and the like. The substrate may be a single layer or a composite film composed of a plurality of layers made of the same or different materials. The composite film may be a laminated film obtained by laminating a plurality of films using an adhesive or the like as necessary, or may be obtained by performing a treatment such as coating, vapor deposition, or sputtering. In addition, for the base material, roughening treatment, easy adhesion treatment, antistatic treatment, sand blast treatment (sand mat treatment), corona discharge treatment, plasma treatment, chemical etching treatment, water mat treatment, flame treatment, acid treatment, alkali treatment Further, one or more surface treatments such as oxidation treatment, ultraviolet irradiation treatment, silane coupling agent treatment, etc. may be performed.

前記樹脂フィルムを構成する材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリブチレンナフタレート系樹脂、液晶性ポリエステル系樹脂など)、ポリアミド系樹脂(芳香族ポリアミド系樹脂、非芳香族ポリアミド系樹脂)、ポリベンゾオキサゾール系樹脂、ポリベンゾイミダゾール系樹脂、ポリベンゾチアゾール系樹脂、ポリスルホン系樹脂、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、フッ素系樹脂、オレフィン系樹脂(環状オレフィン系樹脂を含む)、ポリアリレート系樹脂等のプラスチック等が挙げられる。これらの材料は単独で又は2種以上を混合して使用してもよく、また、上記樹脂の共重合体を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。さらに、上記樹脂の骨格(ポリマー鎖)を主鎖又は側鎖に含むポリマー(例えば、ポリシロキサンとポリイミドの骨格を主鎖に含むポリシロキサン含有ポリイミド等)を用いることもできる。   Examples of the material constituting the resin film include polyimide resins, polyamideimide resins, polyethersulfone resins, polyetherimide resins, polycarbonate resins, polyphenylene sulfide resins, polyester resins (polyethylene terephthalate resins). , Polyethylene naphthalate resins, polybutylene naphthalate resins, liquid crystalline polyester resins, etc.), polyamide resins (aromatic polyamide resins, non-aromatic polyamide resins), polybenzoxazole resins, polybenzimidazole resins Resin, polybenzothiazole resin, polysulfone resin, cellulose resin, acrylic resin, polyetheretherketone resin, fluorine resin, olefin resin (including cyclic olefin resin), polyary Plastics such as over preparative resins. These materials may be used alone or in admixture of two or more, and the above copolymer of resins may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, a polymer containing the above resin skeleton (polymer chain) in the main chain or side chain (for example, a polysiloxane-containing polyimide containing a polysiloxane and polyimide skeleton in the main chain) can also be used.

樹脂フィルム基材の厚みは、例えば1〜300μm、好ましくは5〜200μm、さらに好ましくは5〜100μmである。厚みが薄くなりすぎると取り扱いが困難になり、一方厚すぎる場合には柔軟性が低下する場合がある。   The thickness of the resin film substrate is, for example, 1 to 300 μm, preferably 5 to 200 μm, and more preferably 5 to 100 μm. If the thickness is too thin, handling becomes difficult, while if it is too thick, the flexibility may decrease.

金属箔基材を構成する材料としては、上記テープ剥離試験により多孔質膜層と界面剥離を生じなけれは特に限定されず、多孔質膜層を構成する材料に応じて適宜選択できる。金属箔基材を構成する材料としては、例えば、銅箔、アルミ箔、鉄箔、ニッケル箔、金箔、銀箔、錫箔、亜鉛箔、ステンレス箔等が挙げられる。これらの材料は単独で又は2種以上混合して使用することもできる。   The material constituting the metal foil base material is not particularly limited as long as it does not cause interface peeling with the porous film layer by the tape peeling test, and can be appropriately selected according to the material constituting the porous film layer. Examples of the material constituting the metal foil substrate include copper foil, aluminum foil, iron foil, nickel foil, gold foil, silver foil, tin foil, zinc foil, and stainless steel foil. These materials can be used alone or in admixture of two or more.

金属箔基材の片面に多孔質膜層が形成される場合は、多孔質膜層が積層されていると面と反対側の面には粘着剤層が形成されていてもよく、さらに取り扱いやすいように粘着剤層上に保護フィルム(離型フィルム)が貼られていてもよい。   When the porous film layer is formed on one side of the metal foil base material, the adhesive layer may be formed on the surface opposite to the surface when the porous film layer is laminated, and it is easier to handle. Thus, a protective film (release film) may be stuck on the pressure-sensitive adhesive layer.

金属箔基材の厚みは、例えば1〜300μm、好ましくは5〜200μm、さらに好ましくは5〜100μmである。厚みが薄くなりすぎると取り扱いが困難になり、一方厚すぎる場合には柔軟性が低下する場合がある。   The thickness of the metal foil substrate is, for example, 1 to 300 μm, preferably 5 to 200 μm, and more preferably 5 to 100 μm. If the thickness is too thin, handling becomes difficult, while if it is too thick, the flexibility may decrease.

また、貫通穴を多数有する基材を構成する材料には、織布、メッシュクロス、パンチングフィルム、金網、パンチングメタル、エキスパンドメタル、及びエッチングメタル等が含まれる。ここで、「貫通穴を有する基材」とは、基材平面に対してほぼ垂直方向に貫通した空孔を有する基材を意味している。貫通穴を多数有する基材としては、貫通穴が多数形成され、上記テープ剥離試験により多孔質膜層と界面剥離を生じなければ特に限定されない。このような貫通穴を多数有する基材を構成する材料としては、例えば、織布、メッシュクロス、パンチングフィルム等のプラスチックフィルム又はシート;金網、パンチングメタル、エキスパンドメタル、エッチングメタル等の金属箔又はシート等が挙げられ、耐水性、耐熱性、耐薬品性等の特性に応じて適宜選択して利用できる。なかでも、微細で規則正しい構造を持つメッシュクロスが好ましく用いられる。   Moreover, the material which comprises the base material which has many through-holes includes a woven fabric, a mesh cloth, a punching film, a wire net, a punching metal, an expanded metal, an etching metal, and the like. Here, the “base material having a through hole” means a base material having a hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the base material plane. The base material having a large number of through holes is not particularly limited as long as a large number of through holes are formed and interface peeling with the porous membrane layer does not occur in the tape peeling test. Examples of the material constituting the base material having a large number of through holes include plastic films or sheets such as woven fabric, mesh cloth, and punching film; metal foils or sheets such as wire mesh, punching metal, expanded metal, and etching metal. Can be selected and used according to the characteristics such as water resistance, heat resistance and chemical resistance. Among these, a mesh cloth having a fine and regular structure is preferably used.

織布としては、例えば、綿繊維や絹繊維等の天然繊維;ガラス繊維、PEEK繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリベンゾオキサゾール繊維(ザイロン等)等の樹脂繊維、カーボンファイバー等から選択される一種又は2種を組み合わせて形成された織布を利用できる。   As the woven fabric, for example, natural fibers such as cotton fibers and silk fibers; one kind selected from glass fibers, PEEK fibers, aromatic polyamide fibers, polybenzoxazole fibers (such as Zylon), carbon fibers, or the like A woven fabric formed by combining two types can be used.

メッシュクロスには、目開き(糸と糸の間の隙間の大きさのミクロン数)、糸径(糸の太さのミクロン数)、メッシュ(1インチ間の糸の本数)、目開き率(メッシュ全体に対する開孔部の割合)、厚さ(メッシュの厚さのミクロン数)等によって多種の品番が存在する。メッシュクロスの織り方も色々あり、ASTM(米国工業規格)、DIN(ドイツ工業規格)、HD、XX、GG、HC&P、シュリンガー等の種類がある。これらの中から、目的に応じた物性を備えたものを適宜選択して用いることができる。   The mesh cloth has mesh openings (micron number of gap size between threads), thread diameter (micron number of thread thickness), mesh (number of threads between 1 inch), opening rate ( There are various product numbers depending on the ratio of the opening portion to the entire mesh), the thickness (micron number of the thickness of the mesh), and the like. There are various ways of weaving mesh cloth, and there are various types such as ASTM (American Industrial Standard), DIN (German Industrial Standard), HD, XX, GG, HC & P, Schlinger and the like. Among these, those having physical properties according to the purpose can be appropriately selected and used.

パンチングフィルムとしては、PET、ポリイミド等のフィルムに打抜加工等を施すことにより、円形、正方形、長方形、楕円等の孔を開けたものが挙げられる。   Examples of the punching film include those in which holes such as a circle, a square, a rectangle and an ellipse are formed by punching a film such as PET or polyimide.

金網としては、市販の平織金網、綾織金網、平畳織金網、綾畳織金網等を利用できる。材質としては、鉄、ステンレス、銅、ニッケル等が挙げられる。   Commercially available plain woven wire mesh, twill woven wire mesh, flat woven wire mesh, twill woven wire mesh, or the like can be used as the wire mesh. Examples of the material include iron, stainless steel, copper, and nickel.

パンチングメタルとしては、金属の箔又はシートに打抜加工等を施すことにより、円形、正方形、長方形、楕円等の孔を開けたものが挙げられる。材質としては、鉄、アルミ、ステンレス、銅、チタン等を挙げることができる。   Examples of the punching metal include those obtained by punching a metal foil or sheet to form holes such as a circle, a square, a rectangle, and an ellipse. Examples of the material include iron, aluminum, stainless steel, copper, and titanium.

エキスパンドメタルとしては、JIS規格の形状のものを挙げることができる。例えば、XS63、XS42フラット等がある。材質としては、鉄、アルミ、ステンレス、等を挙げることができる。   As an expanded metal, the thing of the shape of a JIS specification can be mentioned. For example, there are XS63 and XS42 flats. Examples of the material include iron, aluminum, and stainless steel.

上記貫通穴を多数有する基材は、エッチング加工、打抜加工、レーザー照射等の加工方法等材料に応じた慣用の方法により製造することができる。このような貫通穴を多数有する基材によれば、該表面へ高分子溶液を塗布して多孔質膜層を積層することにより、優れた層間密着強度で積層することができるという利点がある。また、柔軟性と優れた空孔特性を備える一方、適度な剛性を有するため、取扱性を向上する効果を得ることができる。   The base material having a large number of through holes can be manufactured by a conventional method according to the material such as a processing method such as etching, punching, or laser irradiation. According to the base material having a large number of such through holes, there is an advantage that the porous film layer can be laminated with excellent interlayer adhesion strength by applying the polymer solution to the surface and laminating the porous membrane layer. Moreover, since it has a softness | flexibility and the outstanding void | hole characteristic, but has moderate rigidity, the effect which improves a handleability can be acquired.

貫通穴を多数有する基材がメッシュクロスの場合は、基材表面の平均孔径(目開き:線材と線材の間の隙間の大きさ)が、例えば30〜1000μm、好ましくは40〜200μm程度であり、表面開孔率(目開き率:メッシュ全体面積に対する開孔部面積の割合)が、例えば20〜70%であり、好ましくは25〜60%程度である。前記目開き及び目開き率の各数値が低すぎる場合には、層間密着性が不十分となったり、柔軟性が低くなりやすく、前記各数値が高すぎる場合には、機械的強度に剛性が低下しやすく取扱性に劣る傾向にあり、いずれも好ましくない。   When the base material having a large number of through holes is a mesh cloth, the average pore diameter (opening: size of the gap between the wire and the wire) on the surface of the base is, for example, about 30 to 1000 μm, preferably about 40 to 200 μm. The surface opening ratio (opening ratio: the ratio of the opening area to the entire mesh area) is, for example, 20 to 70%, preferably about 25 to 60%. When each numerical value of the opening and the opening ratio is too low, interlayer adhesion is insufficient or flexibility tends to be low, and when each numerical value is too high, the mechanical strength is rigid. It tends to decrease and tends to be inferior in handleability, both of which are not preferred.

貫通穴を多数有する基材がパンチングフィルムやパンチングメタルの場合は、表面開孔率が20〜80%程度であり、好ましくは30〜70%程度である。表面開孔率の数値が低すぎる場合には気体や液体の透過性が悪くなりやすく、数値が高すぎる場合は強度が低下しやすく取扱性に劣る傾向がありいずれも好ましくない。   When the substrate having a large number of through holes is a punching film or a punching metal, the surface opening ratio is about 20 to 80%, preferably about 30 to 70%. When the numerical value of the surface open area ratio is too low, the permeability of gas or liquid tends to deteriorate, and when the numerical value is too high, the strength tends to decrease and the handling property tends to be inferior.

貫通穴を多数有する基材が金網の場合は、表面開孔率が20〜80%程度であり、好ましくは25〜70%程度である。表面開孔率の数値が低すぎる場合には、気体や液体の透過性が悪くなりやすく、数値が高すぎる場合は強度が低下しやすく取扱性に劣る傾向があり、いずれも好ましくない。   When the base material having a large number of through holes is a wire mesh, the surface area ratio is about 20 to 80%, preferably about 25 to 70%. When the numerical value of the surface open area ratio is too low, the permeability of gas or liquid tends to deteriorate, and when the numerical value is too high, the strength tends to decrease and the handling property tends to be inferior.

貫通穴を多数有する基材がエキスパンドメタルの場合は、表面開孔率が20〜80%程度であり、好ましくは25〜70%程度である。表面開孔率の数値が低すぎる場合には気体や液体の透過性が悪くなりやすく、数値が高すぎる場合は強度が低下しやすく取扱性に劣る傾向があり、いずれも好ましくない。   When the base material having a large number of through holes is an expanded metal, the surface open area ratio is about 20 to 80%, preferably about 25 to 70%. When the numerical value of the surface open area ratio is too low, the permeability of gas or liquid tends to deteriorate, and when the numerical value is too high, the strength tends to decrease and the handling property tends to be inferior.

貫通穴を多数有する基材の厚みは、例えば1〜1000μmである。厚みが薄くなりすぎると取り扱いが困難になり、一方厚すぎる場合には柔軟性が低下する場合がある。   The thickness of the substrate having a large number of through holes is, for example, 1 to 1000 μm. If the thickness is too thin, handling becomes difficult, while if it is too thick, the flexibility may decrease.

多孔質膜層を構成する多孔質膜は前記本発明の多孔質膜である。   The porous film constituting the porous film layer is the porous film of the present invention.

多孔質膜層の厚みは、基材が樹脂フィルム又は金属箔の場合は、例えば0.1〜100μm、好ましくは0.5〜70μm、さらに好ましくは1〜50μmである。厚みが薄くなりすぎると安定して製造するのが困難になり、一方厚すぎる場合には孔径分布を均一に制御することが困難になる。   When the substrate is a resin film or a metal foil, the thickness of the porous membrane layer is, for example, 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 70 μm, and more preferably 1 to 50 μm. If the thickness is too thin, it is difficult to produce stably, whereas if it is too thick, it is difficult to uniformly control the pore size distribution.

多孔質膜層の厚みは、基材が貫通穴を多数有する基材の場合は、例えば0.1〜1000μm、好ましくは0.5〜500μm、さらに好ましくは1〜200μmである。厚みが薄くなりすぎると安定して製造するのが困難になり、一方厚すぎる場合には孔径分布を均一に制御することが困難になる。   The thickness of the porous membrane layer is, for example, 0.1 to 1000 μm, preferably 0.5 to 500 μm, and more preferably 1 to 200 μm when the substrate has a large number of through holes. If the thickness is too thin, it is difficult to produce stably, whereas if it is too thick, it is difficult to uniformly control the pore size distribution.

本発明の積層体は、基材と多孔質膜層とが他の層を介することなく直接的に、上記テープ剥離試験で界面剥離が起こらない程度の層間密着強度で積層されている。基材と多孔質膜層との密着性を向上させる手段としては、例えば、基材における多孔質膜層を積層する側の表面に、サンドブラスト処理(サンドマット処理)コロナ放電処理、酸処理、アルカリ処理、酸化処理、紫外線照射処理、プラズマ処理、ケミカルエッチング処理、ウォーターマット処理、火炎処理、シランカップリング剤処理等の適宜な表面処理を施す方法;基材と多孔質膜層とを構成する成分として、良好な密着性(親和性、相溶性)を発揮しうる素材を組み合わせて用いる方法等が挙げられる。前記表面処理は、複数を組み合わせて施されてもよく、基材によっては、シランカップリング剤処理と、その他の処理を組み合わせて施されることが好ましい。   In the laminate of the present invention, the base material and the porous membrane layer are directly laminated with an interlayer adhesion strength that does not cause interfacial peeling in the tape peeling test without passing through another layer. Means for improving the adhesion between the base material and the porous membrane layer include, for example, sandblasting (sand matting) corona discharge treatment, acid treatment, alkali on the surface of the base material on which the porous membrane layer is laminated. Method of performing appropriate surface treatment such as treatment, oxidation treatment, ultraviolet irradiation treatment, plasma treatment, chemical etching treatment, water mat treatment, flame treatment, silane coupling agent treatment; component constituting the substrate and the porous membrane layer And a method using a combination of materials that can exhibit good adhesion (affinity, compatibility). A plurality of the surface treatments may be performed in combination, and depending on the substrate, it is preferable that the surface treatment is performed in combination with a silane coupling agent treatment and other treatments.

基材と多孔質膜層との密着性の観点から、本発明の積層体は、例えば、多孔質膜層を構成する高分子成分が、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、芳香族ポリアミド系、及び非芳香族ポリアミド系樹脂から選択される少なくとも一種であり、基材を構成する材料が、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、液晶性ポリエステル系樹脂、芳香族ポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂から選択される少なくとも一種で構成されていることが好ましい。同様の観点から、積層体の好ましい態様として、基材と多孔質膜層を構成する各成分の一部又は全部が同一、例えば両層を構成する高分子化合物のモノマー単位の少なくとも一部が共通である構成が挙げられる。このような多孔膜積層体には、例えば、基材/多孔質膜層を構成する材料が、ポリイミド/ポリイミド、ポリアミドイミド/ポリイミド、ポリイミド/ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド/ポリイミド、ポリイミド/ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド/ポリエーテルイミド、ポリエーテルイミド/ポリアミドイミドなどの組み合わせからなる積層体が含まれる。   From the viewpoint of adhesion between the substrate and the porous membrane layer, the laminate of the present invention has, for example, a polymer component constituting the porous membrane layer comprising a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polyetherimide resin. And at least one selected from aromatic polyamide-based and non-aromatic polyamide-based resins, and the material constituting the base material is polyimide-based resin, polyamide-imide-based resin, polyether-imide-based resin, polyester-based resin, liquid crystal It is preferably composed of at least one selected from a reactive polyester resin, an aromatic polyamide resin, a polyethylene terephthalate resin, and a polyethylene naphthalate resin. From the same viewpoint, as a preferred embodiment of the laminate, some or all of the components constituting the substrate and the porous membrane layer are the same, for example, at least some of the monomer units of the polymer compound constituting both layers are common The structure which is is mentioned. In such a porous membrane laminate, for example, the material constituting the substrate / porous membrane layer is polyimide / polyimide, polyamideimide / polyimide, polyimide / polyamideimide, polyetherimide / polyimide, polyimide / polyetherimide. , A laminate comprising a combination of polyamideimide / polyetherimide, polyetherimide / polyamideimide, and the like.

多孔質膜層は、基材の少なくとも片面に形成されていればよく、両面に形成することもできる。基材の両面に多孔質膜層が形成することにより、その空孔特性及び無機粒子の持つ特性を生かして、両面に、反射性、光特性、低誘電率性、クッション性、断熱性等が付与された多孔膜積層体を得ることができる。   The porous membrane layer should just be formed in the at least single side | surface of a base material, and can also be formed in both surfaces. By forming a porous film layer on both sides of the substrate, taking advantage of its pore characteristics and the characteristics of inorganic particles, both sides have reflectivity, optical characteristics, low dielectric constant, cushioning, heat insulation, etc. A given porous membrane laminate can be obtained.

本発明の積層体は、十分な強度を有する基材に柔軟な多孔質膜が積層された構成であるため、上記のような優れた空孔特性及び無機粒子の持つ諸特性を有すると同時に十分な耐折性を備えている。耐折性は、下記条件に基づく折り曲げ試験を繰り返し行い、被検材が切断されるまでの回数が10回以上である場合に耐折性を有すると評価する。また、切断までの折り曲げ回数が高いほど優れた耐折性を有すると判断され、例えば電子材料等で繰り返し折り曲げが要求される用途においては切断までの回数が100回以上程度の耐折性を備えていることが好ましい。折曲げ試験は、東洋精機製作所製MIT耐揉疲労試験機MIT−Dを使用し、サンプル形状15×110mm、折り曲げ角度135°、折り曲げ面の曲率半径(R)0.38mm、折り曲げ速度175cpm、張力4.9Nの条件下、JIS C 5016の耐折性試験に準じて行われる。   Since the laminate of the present invention has a structure in which a flexible porous film is laminated on a substrate having sufficient strength, it has the above-described excellent pore characteristics and various characteristics of inorganic particles and is sufficient. Has excellent folding resistance. The folding resistance is evaluated by repeatedly performing a bending test based on the following conditions and having folding resistance when the number of times until the test material is cut is 10 times or more. In addition, it is judged that the higher the number of folds until cutting, the better the folding resistance. For example, in applications where repeated bending is required for electronic materials, etc., the number of folds is about 100 or more. It is preferable. The bending test uses an MIT fatigue resistance tester MIT-D manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, sample shape 15 × 110 mm, bending angle 135 °, bending radius of curvature (R) 0.38 mm, bending speed 175 cpm, tension It is performed according to the fold resistance test of JIS C 5016 under the condition of 4.9N.

本発明の積層体によれば、折り曲げ回数が20000回でも切断されず、極めて優れた耐折性を有しているものも含まれる。このため、優れた加工性、成形性を発揮でき、多様な形態で広範な用途に利用できる。   According to the laminated body of the present invention, a laminate that is not cut even when the number of folding times is 20000 times and has extremely excellent folding resistance is included. For this reason, excellent workability and moldability can be exhibited, and it can be used in a wide variety of applications in various forms.

本発明の積層体の好ましい形態は、基材が樹脂フィルム又は金属箔の場合、基材の片面又は両面が多孔質膜層により被覆されており、連通性が高い微小孔を有し、該微小孔の平均孔径が0.01〜10μmである多孔質膜層を有する多孔膜積層体であり、その多孔質膜層の厚みが5〜200μmであり、空孔率が30〜85%であって、基材の厚みが1〜300μmである。このような多孔膜積層体は、多孔質膜層及び基材を構成する材料や厚み、製造条件(例えば、加湿条件)等を適宜設定することにより製造できる。   In the preferred form of the laminate of the present invention, when the substrate is a resin film or a metal foil, one or both surfaces of the substrate are covered with a porous membrane layer, and have micropores with high communication properties. A porous membrane laminate having a porous membrane layer having an average pore diameter of 0.01 to 10 μm, the thickness of the porous membrane layer is 5 to 200 μm, and the porosity is 30 to 85%. The thickness of the base material is 1 to 300 μm. Such a porous membrane laminate can be produced by appropriately setting the material and thickness constituting the porous membrane layer and the substrate, production conditions (for example, humidification conditions), and the like.

前記のように、本発明の積層体は、多孔質膜を構成すべき高分子と無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料の分散液を基材(前記多孔質膜の製造における「基板」に相当する)上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、次いで乾燥に付す工程を経ることにより製造できる。すなわち、本発明の積層体は、前記多孔質膜の製造法において、「基板」として前記基材を用いる(但し、凝固液中への浸漬により形成されたフィルム状多孔質膜層を前記基材から剥離する工程を省く)ことにより製造できる。   As described above, the laminate of the present invention uses a dispersion of a porous film-forming material containing a polymer to form a porous film and inorganic particles as a base material (“substrate” in the production of the porous film). The film can be cast in the form of a film, and then immersed in a coagulating liquid and then dried. That is, the laminate of the present invention uses the base material as a “substrate” in the method for producing the porous membrane (however, the film-like porous membrane layer formed by immersion in a coagulating liquid is used as the base material). Can be manufactured by omitting the step of peeling from the substrate.

本発明の積層体の製造方法においては、凝固液に導いて基材表面に多孔質層を成形した後、そのまま乾燥に付すことにより、基材の表面に多孔質膜層が直接積層された構成を有する多孔膜積層体が製造される。乾燥は、前記のように、凝固液等の溶剤成分を除去しうる方法であれば特に限定されず、加熱下でもよく、室温による自然乾燥であってもよい。加熱処理の方法は特に制限されず、熱風処理、熱ロール処理、あるいは、恒温槽やオーブン等に投入する方法でもよく、多孔膜積層体を所定の温度にコントロールできるものであればよい。加熱温度は、例えば室温〜600℃程度の広範囲から選択することができる。加熱処理時の雰囲気は空気でも窒素や不活性ガスでもよい。空気を使用する場合が最も安価であるが、酸化反応を伴う可能性がある。これを避ける場合は、窒素や不活性ガスを使用するのがよく、コスト面からは窒素が好適である。加熱条件は、生産性、多孔質膜層及び基材の物性等を考慮して適宜設定される。乾燥に付すことにより、基材表面に多孔質膜層が直接成形された多孔膜積層体を得ることができる。   In the method for producing a laminate of the present invention, a porous layer is directly laminated on the surface of the substrate by directing it to a coagulating liquid and forming a porous layer on the surface of the substrate, followed by drying as it is. A porous membrane laminate having the following is produced. Drying is not particularly limited as long as it is a method capable of removing a solvent component such as a coagulation liquid as described above, and may be under heating or natural drying at room temperature. The method for the heat treatment is not particularly limited, and may be a hot air treatment, a hot roll treatment, or a method of putting it in a thermostatic bath, an oven, or the like, as long as the porous film laminate can be controlled to a predetermined temperature. The heating temperature can be selected from a wide range of room temperature to about 600 ° C., for example. The atmosphere during the heat treatment may be air, nitrogen or an inert gas. The use of air is the least expensive but may involve an oxidation reaction. In order to avoid this, nitrogen or an inert gas is preferably used, and nitrogen is preferable from the viewpoint of cost. The heating conditions are appropriately set in consideration of productivity, physical properties of the porous membrane layer and the substrate, and the like. By subjecting to drying, a porous membrane laminate in which the porous membrane layer is directly formed on the substrate surface can be obtained.

こうして得られた多孔膜積層体には、さらに、熱、可視光線、紫外線、電子線、放射線等を用いて架橋処理を施してもよい。前記処理により、多孔質膜層を構成する前駆体の重合、架橋、硬化等が進行して高分子化合物を形成し、高分子多孔質膜層が高分子化合物で構成されている場合には架橋や硬化等が進行し、剛性や耐薬品性等の特性が一層向上した多孔質膜層を有する多孔膜積層体を得ることができる。例えば、ポリイミド系前駆体を用いて成形した多孔質膜層には、さらに熱イミド化あるいは化学イミド化等を施すことによりポリイミド多孔質膜層を得ることができる。ポリアミドイミド系樹脂を用いて成形された多孔質膜層には熱架橋を施すことができる。なお、熱架橋は、凝固液に導いた後、乾燥に付すための加熱処理と同時に施すことも可能である。多孔質膜形成用材料の分散液に架橋剤を添加する場合も上記と同様の処理により架橋反応が進行して、高分子の分子内に架橋構造が形成される。   The porous film laminate thus obtained may be further subjected to a crosslinking treatment using heat, visible light, ultraviolet light, electron beam, radiation or the like. By the treatment, polymerization, crosslinking, curing, etc. of the precursor constituting the porous membrane layer proceed to form a polymer compound, and when the polymer porous membrane layer is composed of a polymer compound, crosslinking is performed. And a porous film laminate having a porous film layer that has been further improved in properties such as rigidity and chemical resistance due to progress of curing and the like. For example, a polyimide porous membrane layer can be obtained by subjecting a porous membrane layer formed using a polyimide precursor to thermal imidization or chemical imidization. The porous membrane layer formed using the polyamide-imide resin can be subjected to thermal crosslinking. The thermal crosslinking can also be performed simultaneously with the heat treatment for drying after being led to the coagulation liquid. Even when a cross-linking agent is added to the dispersion of the porous film-forming material, the cross-linking reaction proceeds by the same treatment as above, and a cross-linked structure is formed in the polymer molecule.

上記の架橋処理は、場合により高分子多孔質膜層と基材フィルムの間でも架橋反応を引き起こすことがある。これにより、基材フィルムと多孔質膜層との密着性が向上する。例えば、ポリイミド系前駆体の多孔質膜層を形成したポリイミドフィルムを熱処理すると、前駆体はポリイミドになると同時にポリイミドフィルムに密着する。また、ポリアミドイミド樹脂の多孔質膜層を形成したポリイミドフィルムを熱処理すると多孔質膜層はポリイミドフィルムに密着する。   In some cases, the crosslinking treatment may cause a crosslinking reaction between the polymer porous membrane layer and the base film. Thereby, the adhesiveness of a base film and a porous membrane layer improves. For example, when a polyimide film on which a porous film layer of a polyimide-based precursor is formed is heat-treated, the precursor becomes a polyimide and simultaneously adheres to the polyimide film. Further, when the polyimide film on which the polyamideimide resin porous film layer is formed is heat-treated, the porous film layer adheres to the polyimide film.

本発明の積層体の製造方法によれば、基材フィルムの片面、又は両面が無機粒子を含む高分子多孔質膜層により被覆されており、高分子多孔質膜層は連通性の高い多数の微小孔を有し、該微小孔の平均孔径が0.01〜10μmである無機粒子含有多孔質膜層を有するフィルムを容易に得ることができる。   According to the method for producing a laminate of the present invention, one side or both sides of a base film are covered with a polymer porous membrane layer containing inorganic particles, and the polymer porous membrane layer has a large number of highly communicable layers. A film having micropores and having an inorganic particle-containing porous membrane layer having an average pore size of 0.01 to 10 μm can be easily obtained.

本発明の積層体(多孔膜積層体)は、基材の少なくとも片面に無機粒子含有多孔質膜層が積層されていればよく、基材の両面に無機粒子含有多孔質膜層を有していてもよい。また、基材の一方の面に無機粒子含有多孔質膜層が積層され、基材の他方の面に無機粒子非含有多孔質膜層が積層されていてもよい。さらに、多孔膜積層体には、所望の特性を付与するため、必要に応じて熱処理や被膜形成処理を施されていてもよい。   The laminate (porous membrane laminate) of the present invention only needs to have an inorganic particle-containing porous membrane layer laminated on at least one side of the substrate, and has an inorganic particle-containing porous membrane layer on both sides of the substrate. May be. Moreover, the inorganic particle containing porous membrane layer may be laminated | stacked on one surface of a base material, and the inorganic particle non-containing porous membrane layer may be laminated | stacked on the other surface of the base material. Further, the porous film laminate may be subjected to heat treatment or film formation treatment as necessary in order to impart desired characteristics.

本発明の積層体は、上記構成を有するため、広範な分野において多様な用途に適用できる。具体的には、無機粒子を含有する多孔質膜層が有する空孔特性及び無機粒子の持つ諸特性を利用して、例えば、反射板、電子ペーパーの表示デバイスの材料、色素増感太陽電池の光電極、低誘電率材料、セパレーター、クッション材、インク受像シート、試験紙、絶縁材、断熱材等として利用できる。さらに、多孔膜積層体に他の層(金属メッキ層、磁性メッキ層等)を積層した複合材料として、例えば回路用基板、放熱材(放熱板等)、電磁波シールドや電磁波吸収体などの電磁波制御材、細胞培養基材等として利用可能である。   Since the laminated body of this invention has the said structure, it can apply to various uses in a wide field | area. Specifically, by utilizing the pore characteristics of the porous film layer containing inorganic particles and the various characteristics of the inorganic particles, for example, reflectors, electronic paper display device materials, dye-sensitized solar cells It can be used as a photoelectrode, a low dielectric constant material, a separator, a cushion material, an ink image receiving sheet, a test paper, an insulating material, a heat insulating material, and the like. Furthermore, as a composite material in which other layers (metal plating layer, magnetic plating layer, etc.) are laminated on the porous membrane laminate, electromagnetic wave control such as circuit boards, heat dissipation materials (heat dissipation plates, etc.), electromagnetic wave shields and electromagnetic wave absorbers, etc. It can be used as a material, cell culture substrate and the like.

[機能性積層体(複合材料)]
本発明の前記多孔質膜の表面や前記積層体の多孔質膜層の表面に、導電体層、誘電体層、半導体層、絶縁体層、抵抗体層などの機能性層を設けることができる。このように、前記多孔質膜の表面や前記積層体の多孔質膜層の表面に導電体層などを設けることにより、多孔質膜の空孔特性と無機粒子の機能特性に加えて、さらに別の機能を付加することができる。このような機能性積層体は複数の機能を備えているため、より広範な分野において多様な用途に利用することができる。本明細書では、このように前記多孔質膜の表面又は前記積層体の多孔質膜層の表面に機能性層を設けた機能性積層体を「複合材料」と称する場合がある。
[Functional laminate (composite material)]
Functional layers such as a conductor layer, a dielectric layer, a semiconductor layer, an insulator layer, and a resistor layer can be provided on the surface of the porous film of the present invention or the surface of the porous film layer of the laminate. . Thus, by providing a conductor layer on the surface of the porous film or the porous film layer of the laminate, in addition to the pore characteristics of the porous film and the functional characteristics of the inorganic particles, it is further separated. Can be added. Since such a functional laminate has a plurality of functions, it can be used for various purposes in a wider field. In the present specification, a functional laminate in which a functional layer is provided on the surface of the porous membrane or the porous membrane layer of the laminate is sometimes referred to as a “composite material”.

前記多孔質膜又は前記積層体の多孔質膜層の表面上への各種機能性層又はその前駆体層の形成は、例えば、メッキ、印刷技術等により行うことができる。メッキにより形成される層には、金属メッキ層、磁性メッキ層が含まれる。   The formation of various functional layers or precursor layers thereof on the surface of the porous film or the porous film layer of the laminate can be performed by, for example, plating, printing technology, or the like. The layer formed by plating includes a metal plating layer and a magnetic plating layer.

金属メッキ層は、例えば、前記多孔質膜又は前記積層体の多孔質膜層(以下、これらをまとめて単に「多孔質膜」と称する場合がある)の表面に薄い金属被覆として形成されていてもよい。金属メッキ層を構成する金属としては、例えば、銅、ニッケル、銀、金、すず、ビスマス、亜鉛、アルミニウム、鉛、クロム、鉄、インジウム、コバルト、ロジウム、白金、パラジウムやこれらの合金等を挙げることができる。さらにニッケル−りん、ニッケル―銅―りん、ニッケル―鉄―りん、ニッケル―タングステン―りん、ニッケル―モリブデン―りん、ニッケル―クロム―りん、ニッケル―ホウ素―りん等多種多様の金属以外の元素を含む合金皮膜も挙げることができる。金属メッキ層は、上記の金属を単独で又は複数を組み合わせて用いてもよく、単層であってもよく、複数の層を積層してもよい。   The metal plating layer is formed, for example, as a thin metal coating on the surface of the porous film or the porous film layer of the laminated body (hereinafter, these may be simply referred to as “porous film”). Also good. Examples of the metal constituting the metal plating layer include copper, nickel, silver, gold, tin, bismuth, zinc, aluminum, lead, chromium, iron, indium, cobalt, rhodium, platinum, palladium, and alloys thereof. be able to. In addition, nickel-phosphorus, nickel-copper-phosphorus, nickel-iron-phosphorus, nickel-tungsten-phosphorus, nickel-molybdenum-phosphorus, nickel-chromium-phosphorus, nickel-boron-phosphorus, etc. An alloy film can also be mentioned. The metal plating layer may be used alone or in combination of the above metals, may be a single layer, or a plurality of layers may be laminated.

磁性メッキ層を構成する材料としては、磁性を有する化合物であれば特に限定されず、強磁性体及び常磁性体の何れであってもよく、例えばニッケル−コバルト、コバルト−鉄−りん、コバルト−タングステン−りん、コバルト−ニッケル−マンガン等の合金;メトキシアセトニトリル重合体等のラジカルを発生し得る部位を有する化合物、デカメチルフェロセンの電荷移動錯体等の金属錯体系化合物、グラファイト化途上炭素材料であるポリアクリロニトリルなどの化合物からなる有機磁性体等が例示できる。   The material constituting the magnetic plating layer is not particularly limited as long as it is a compound having magnetism, and may be either a ferromagnetic material or a paramagnetic material. For example, nickel-cobalt, cobalt-iron-phosphorus, cobalt- Alloys such as tungsten-phosphorus, cobalt-nickel-manganese; compounds having a site capable of generating radicals such as methoxyacetonitrile polymer, metal complex compounds such as charge transfer complexes of decamethylferrocene, and carbonized carbon materials An organic magnetic material composed of a compound such as polyacrylonitrile can be exemplified.

金属メッキ層の形成には、例えば、無電解メッキ及び電解メッキ等の公知の方法を利用できる。本発明においては、多孔質膜が高分子成分で構成されている観点から、無電解メッキが好ましく用いられ、無電解メッキと電解メッキを組み合わせて用いることもできる。   For example, a known method such as electroless plating or electrolytic plating can be used to form the metal plating layer. In the present invention, electroless plating is preferably used from the viewpoint that the porous film is composed of a polymer component, and a combination of electroless plating and electrolytic plating can also be used.

金属メッキ層の形成に用いるメッキ液は、各種の組成のものが知られており、メーカーが販売しているものを入手することもできる。メッキ液の組成は特に制限されず、各種の要望(美観、硬さ、耐磨耗性、耐変色性、耐食性、電気伝導性、熱伝導性、耐熱性、摺動性、撥水性、ぬれ性、半田ぬれ性、シール性、電磁波シールド特性、反射特性等)に合ったものを選択すればよい。   The plating solutions used for forming the metal plating layer are known in various compositions, and those sold by manufacturers can also be obtained. The composition of the plating solution is not particularly limited, and various requests (aesthetics, hardness, abrasion resistance, discoloration resistance, corrosion resistance, electrical conductivity, thermal conductivity, heat resistance, sliding property, water repellency, wettability) The soldering wettability, sealing properties, electromagnetic wave shielding characteristics, reflection characteristics, etc. may be selected.

複合材料の製造方法の一形態は、上記多孔質膜の表面に、光により反応基を生成する化合物からなる感光性組成物を塗布して感光層を設ける工程、前記感光層にマスクを介して露光し、露光部に反応基を生成させる工程、及び露光部に生成された反応基を金属と結合させて導体パターンを形成する工程を含む方法;又は、上記製造方法において、光により反応基を生成する化合物の代わりに光により反応基を消失する化合物を用い、露光部に反応基を消失させる工程、未露光部に残る反応基を金属と結合させて導体パターンを形成する工程を含む方法で行われる。   One embodiment of a method for producing a composite material includes a step of applying a photosensitive composition comprising a compound that generates a reactive group by light to the surface of the porous film to provide a photosensitive layer, and the photosensitive layer through a mask. A method comprising: exposing and forming a reactive group in the exposed portion; and bonding the reactive group generated in the exposed portion with a metal to form a conductor pattern; or A method comprising a step of using a compound that loses a reactive group by light instead of a compound to be generated, a step of eliminating the reactive group in an exposed portion, and a step of forming a conductor pattern by combining a reactive group remaining in an unexposed portion with a metal. Done.

光により反応基を生成する化合物としては、金属(金属イオンを含む)と結合形成可能な反応基を分子内に生成する化合物であれば特に限定されず、例えば、オニウム塩誘導体、スルフォニウムエステル誘導体、カルボン酸誘導体およびナフトキノンジアジド誘導体から選択される少なくとも1種の誘導体を含有する感光性化合物等が挙げられる。これらの感光性化合物は、汎用性に富み、光照射により金属と結合可能な反応基を容易に生成しうるため、微細なパターンを有する導電部を精度良くできる。   The compound that generates a reactive group by light is not particularly limited as long as it is a compound that generates a reactive group in a molecule that can form a bond with a metal (including a metal ion). For example, an onium salt derivative or a sulfonium ester And photosensitive compounds containing at least one derivative selected from derivatives, carboxylic acid derivatives and naphthoquinonediazide derivatives. These photosensitive compounds are versatile and can easily generate a reactive group capable of binding to a metal by light irradiation, so that a conductive portion having a fine pattern can be accurately formed.

光により反応基を消失する化合物としては、例えば、金属(金属イオンを含む)と結合形成可能な反応基を有する化合物であって、光の照射により該反応基が疎水性官能基を生成して、水に溶解あるいは膨潤しにくくなる化合物などが挙げられる。   As a compound that loses a reactive group by light, for example, a compound having a reactive group capable of forming a bond with a metal (including a metal ion), and the reactive group generates a hydrophobic functional group by irradiation with light. And compounds that are difficult to dissolve or swell in water.

上記光により生成又は消失する反応基とは、前記金属(金属イオンを含む)と結合形成可能な反応基であれば特に限定されず、例えば金属イオンとイオン交換可能な官能基などが例示でき、好ましくは陽イオン交換性基が挙げられる。陽イオン交換性基には、例えば−COOX基、−SO3X基あるいは−PO32基等の酸性基(ここで、Xは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、又はアンモニウム基)等が含まれる。なかでも、pKa値が7.2以下の陽イオン交換性基によれば、単位面積当たりに十分な金属との結合を形成しうるため、所望の導電性を容易に得ることができ好ましい。このような反応基は、次工程において、金属イオン交換され、金属還元体や金属微粒子による安定した吸着能を発揮することができる。 The reactive group generated or disappeared by the light is not particularly limited as long as it is a reactive group capable of forming a bond with the metal (including a metal ion), and examples thereof include a functional group capable of ion exchange with a metal ion. Preferably, a cation exchange group is used. The cation exchange group includes an acidic group such as a —COOX group, a —SO 3 X group or a —PO 3 X 2 group (where X is a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, or an ammonium group). ) Etc. are included. Among them, a cation exchange group having a pKa value of 7.2 or less is preferable because it can form a bond with a sufficient metal per unit area, and can easily obtain desired conductivity. Such a reactive group is subjected to metal ion exchange in the next step, and can exhibit a stable adsorption ability by a metal reductant or metal fine particles.

照射光としては、反応基の生成又は消失を促進できれば特に限定されず、例えば280nm以上の波長の光を用いることができるが、多孔質膜の露光による劣化を避けるため、好ましくは波長が300nm以上(300〜600nm程度)、特に350nm以上の光が好ましく用いられる。   The irradiation light is not particularly limited as long as the generation or disappearance of the reactive group can be promoted. For example, light having a wavelength of 280 nm or more can be used. However, in order to avoid deterioration due to exposure of the porous film, the wavelength is preferably 300 nm or more. (About 300 to 600 nm) In particular, light of 350 nm or more is preferably used.

マスクを介して光照射後、必要に応じて洗浄することにより、露光部又は未露光部に反応基で構成されたパターンを形成できる。こうして多孔質膜表面に設けられた反応基を、以下に示す方法により金属と結合させて導体パターンが形成される。   By irradiating with light through a mask and then washing as necessary, a pattern composed of reactive groups can be formed in the exposed or unexposed areas. In this way, the reactive group provided on the surface of the porous membrane is bonded to a metal by the method described below to form a conductor pattern.

本発明では、反応基を金属と結合する方法として無電解メッキによる方法が好ましく用いられる。無電解メッキは、一般的にプラスチック等で形成された樹脂層に金属を積層する方法として有用であることが知られている。多孔質膜の表面は、金属との密着性を向上する目的で、予め脱脂、洗浄、中和、触媒処理等の処理が施されてもよい。前記触媒処理としては、例えば被処理面に金属の析出を促進しうる触媒金属を付着させる触媒金属核形成法等を利用できる。触媒金属核形成法は、触媒金属(塩)を含むコロイド溶液に接触させた後、酸若しくはアルカリ溶液又は還元剤に接触させて化学メッキを促進させる方法(キャタライザー(触媒)−アクセレータ(促進剤)法);触媒金属の微粒子を含むコロイド溶液に接触させた後、加熱等により溶媒や添加剤等を除去して触媒金属核を形成する方法(金属微粒子法);還元剤を含む酸又はアルカリ溶液に接触させた後、触媒金属の酸又はアルカリ溶液に接触させてアクチベーティング(賦活化)液を接触させて触媒金属を析出させる方法(センシタイジング(感作)−アクチベーティング(賦活化)法)等が挙げられる。   In the present invention, an electroless plating method is preferably used as a method for bonding the reactive group to the metal. Electroless plating is known to be useful as a method of laminating a metal on a resin layer generally formed of plastic or the like. The surface of the porous membrane may be subjected to treatments such as degreasing, washing, neutralization, and catalytic treatment in advance for the purpose of improving the adhesion with the metal. As the catalyst treatment, for example, a catalyst metal nucleation method in which a catalyst metal capable of promoting metal deposition is attached to the surface to be treated can be used. The catalytic metal nucleation method is a method of promoting chemical plating by contacting a colloidal solution containing a catalytic metal (salt) and then contacting an acid or alkali solution or a reducing agent (catalyzer (catalyst) -accelerator). Method): A method of forming a catalytic metal nucleus by contacting a colloidal solution containing fine particles of catalytic metal and then removing the solvent and additives by heating or the like (metal fine particle method); An acid or alkali solution containing a reducing agent And then contacting the catalyst metal with an acid or alkali solution and bringing the catalyst into contact with an activating liquid (sensitizing)-activating (activating) ) Method).

キャタライザー−アクセレータ法における触媒金属(塩)含有溶液としては、例えばすず−パラジウム混合溶液、硫酸銅等の金属(塩)含有溶液などを用いることができる。キャタライザー−アクセレータ法は、例えば多孔質膜又は積層体を硫酸銅水溶液中に浸漬した後、必要に応じて過剰な硫酸銅を洗浄除去し、次いで水素化ホウ素ナトリウムの水溶液に浸漬することにより、多孔質膜表面に銅微粒子からなる触媒核を形成できる。金属微粒子法は、例えば、銀のナノ粒子が分散したコロイド溶液を多孔質膜表面に接触させた後、加熱して界面活性剤やバインダー等の添加剤を除去することにより、多孔質膜表面に銀粒子からなる触媒核を析出させることができる。センシタイジング−アクチベーティング法は、例えば、塩化すずの塩酸溶液に接触させた後、塩化パラジウムの塩酸溶液に接触させることによりパラジウムからなる触媒核を析出させることができる。これらの処理液に多孔質膜を接触させる方法としては、金属メッキ層を積層させる多孔質膜表面に塗布する方法、多孔質膜又は積層体を処理液に浸漬する方法等を用いることができる。   As the catalyst metal (salt) -containing solution in the catalyzer-accelerator method, for example, a metal (salt) -containing solution such as a tin-palladium mixed solution or copper sulfate can be used. The catalyzer-accelerator method is, for example, by immersing a porous membrane or laminate in an aqueous copper sulfate solution, washing away excess copper sulfate as necessary, and then immersing it in an aqueous solution of sodium borohydride. A catalyst nucleus composed of copper fine particles can be formed on the surface of the membrane. In the metal fine particle method, for example, a colloidal solution in which silver nanoparticles are dispersed is brought into contact with the surface of the porous film, and then heated to remove additives such as a surfactant and a binder, whereby the surface of the porous film is removed. Catalyst nuclei made of silver particles can be deposited. In the sensitizing-activating method, for example, after contacting with a hydrochloric acid solution of tin chloride, a catalyst nucleus made of palladium can be precipitated by contacting with a hydrochloric acid solution of palladium chloride. As a method of bringing the porous film into contact with these treatment liquids, a method of applying the metal plating layer on the porous film surface, a method of immersing the porous film or laminate in the treatment liquid, or the like can be used.

無電解メッキに用いられる主な金属としては、例えば、銅、ニッケル、銀、金、ニッケル−りん等を挙げることができる。無電解メッキに用いるメッキ液には、例えば、上記金属又はその塩が含まれている他、ホルムアルデヒド、ヒドラジン、次亜リン酸ナトリウム、水素化ホウ素ナトリウム、アスコルビン酸、グリオキシル酸等の還元剤、酢酸ナトリウム、EDTA、酒石酸、リンゴ酸、クエン酸、グリシン等の錯化剤や析出制御剤等が含まれており、これらの多くは市販されており簡単に入手することができる。無電解メッキは、上記のメッキ液に上記処理を施した多孔質膜又は積層体を浸漬することにより行われる。なお、多孔質膜又は積層体の片面に保護シートを貼った状態で無電解メッキを施すことにより、他の面にのみ無電解メッキが施されるため、例えば基材等への金属の析出を防止することができる。   Examples of main metals used for electroless plating include copper, nickel, silver, gold, nickel-phosphorus, and the like. The plating solution used for electroless plating contains, for example, the above metals or salts thereof, reducing agents such as formaldehyde, hydrazine, sodium hypophosphite, sodium borohydride, ascorbic acid, glyoxylic acid, acetic acid It contains complexing agents and precipitation control agents such as sodium, EDTA, tartaric acid, malic acid, citric acid and glycine, and many of these are commercially available and can be easily obtained. Electroless plating is performed by immersing the porous film or laminate subjected to the above treatment in the above plating solution. In addition, since electroless plating is performed only on the other surface by applying electroless plating in a state where a protective sheet is pasted on one side of the porous film or laminate, for example, metal deposition on a substrate or the like is performed. Can be prevented.

金属メッキ層の厚みは、特に限定されず用途に応じて適宜選択でき、例えば0.01〜20μm程度、好ましくは0.1〜10μm程度である。金属メッキ層の厚みを効率よく厚くするため、例えば無電解メッキと電解メッキとを組み合わせて金属メッキ層を形成する方法が行われる場合がある。すなわち、無電解メッキにより金属被膜が形成された多孔質膜層表面は導電性が付与されるため、次いでより効率のよい電解メッキを施すことによりにより短時間で厚い金属メッキ層を得ることが可能となる。   The thickness of the metal plating layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application, and is, for example, about 0.01 to 20 μm, preferably about 0.1 to 10 μm. In order to efficiently increase the thickness of the metal plating layer, for example, a method of forming a metal plating layer by combining electroless plating and electrolytic plating may be performed. In other words, since the surface of the porous film layer on which the metal film is formed by electroless plating is imparted with conductivity, it is possible to obtain a thick metal plating layer in a short time by applying more efficient electrolytic plating. It becomes.

上記方法は、特に回路基板、放熱材又は電磁波制御材に用いられる複合材料を得る方法として好適である。   The above method is particularly suitable as a method for obtaining a composite material used for a circuit board, a heat dissipation material, or an electromagnetic wave control material.

回路基板は、従来は、一般にガラス・エポキシ樹脂やポリイミド等を素材とする基板表面に銅箔を貼り合わせ、エッチングにより銅箔の不要な部分を除去することにより配線を形成する方法により製造されていた。しかし、このような従来法では、高密度化する回路基板に対応しうる微細な配線の形成が困難になりつつあった。配線の微細化を進めるためには、非常に薄い銅箔をガラス・エポキシ樹脂やポリイミド等を素材とする基板に強く密着させる必要があるが、薄い銅箔は取扱性にきわめて劣り、基板への積層工程が非常に困難であった。また、薄い銅箔の製造はそれ自体が困難で、高価であり、しかも、基材の素材に用いられるガラス・エポキシ樹脂やポリイミドと銅箔はもともと密着力が大きくないため、微細化を進めると配線が基板から剥離してしまうという問題があった。   Conventionally, circuit boards are manufactured by a method in which a copper foil is bonded to the surface of a substrate generally made of glass, epoxy resin, polyimide or the like, and wiring is formed by removing unnecessary portions of the copper foil by etching. It was. However, according to such a conventional method, it has become difficult to form fine wiring that can be used for a circuit board with a high density. In order to advance the miniaturization of wiring, it is necessary to attach a very thin copper foil strongly to a substrate made of glass, epoxy resin, polyimide, etc., but the thin copper foil is extremely inferior in handleability, The lamination process was very difficult. In addition, the manufacture of thin copper foils is difficult and expensive per se, and the glass / epoxy resin and polyimide used for the base material and the copper foil do not have a large adhesive force, so miniaturization is promoted. There was a problem that the wiring peeled off from the substrate.

このような背景において、本発明の複合材料によれば、多孔質膜表面に微細な開口部を形成することも可能なので、その場合、金属メッキ層と十分な密着力を確保でき、微細配線を有する回路基板用材料に好適である。回路基板用材料を構成する場合には、金属メッキ層は、銅、ニッケル、銀等で構成されていることが好ましい。   In such a background, according to the composite material of the present invention, it is also possible to form a fine opening on the surface of the porous film. In this case, sufficient adhesion with the metal plating layer can be ensured, and the fine wiring can be secured. It is suitable for the circuit board material which has. When constituting the circuit board material, the metal plating layer is preferably made of copper, nickel, silver or the like.

本発明の多孔質膜及び積層体は、多孔質膜表面に直接微細配線を形成する方法で製造される回路基板として極めて有用である。このような回路基板を製造する方法としては、上記本発明の複合材料の製造方法として記載されている方法を利用できる。この方法によれば、本発明の多孔質膜又は積層体を用いるため、多孔質膜に強固に絡みついた微細配線を形成することができ、しかも露光技術を用いて精度よく簡単に配線を形成することができる。片面に多孔質膜を有する積層体では片面配線を形成できるし、両面に多孔質膜を有する積層体では両面配線を形成できる。両面をつなぐビア配線が必要な場合は従来から用いられているドリル又はレーザーにより穴を開け、導電ペーストの充填やメッキにより形成することができる。これまで、多孔体に無電解メッキ法を用いて配線を形成する方法が知られているが、従来の多孔体は強度が弱いため取扱性に劣り、製造工程中に破損するなどの問題があった。これに対し、本発明の多孔質膜や積層体を用いる場合には、十分な強度を確保することができ、取扱性に優れた回路基板を提供することができる。   The porous film and laminate of the present invention are extremely useful as a circuit board manufactured by a method of directly forming fine wiring on the porous film surface. As a method for producing such a circuit board, the method described as the method for producing a composite material of the present invention can be used. According to this method, since the porous film or laminate of the present invention is used, it is possible to form fine wiring firmly entangled with the porous film, and to form wiring easily with high precision using an exposure technique. be able to. Single-sided wiring can be formed in a laminate having a porous film on one side, and double-sided wiring can be formed in a laminate having a porous film on both sides. When via wiring connecting both surfaces is required, a hole can be formed by a conventionally used drill or laser and filled by conductive paste or plating. Up to now, a method of forming a wiring by using an electroless plating method on a porous body has been known. However, the conventional porous body has poor strength and has a problem in that it is inferior in handleability and damaged during the manufacturing process. It was. On the other hand, when using the porous film and laminated body of this invention, sufficient intensity | strength can be ensured and the circuit board excellent in the handleability can be provided.

電磁波制御材は、電磁波を遮断(シールド)又は吸収する材料として、周囲の電磁環境に及ぼす影響や、機器自体が周囲の電磁環境から受ける影響を軽減又は抑制するために利用されている。デジタル電子機器の普及、パソコンや携帯電話など、われわれの身近には、電気・電子機器や無線機器、システムなど、多くの電磁波発生源が存在し、それらは様々な電磁波を放射している。これらの機器から放射される電磁波は、周囲の電磁環境に影響を及ぼす可能性があり、また、機器自体も周囲の電磁環境から影響を受ける。これらの対策として電磁波シールド材料、電磁波吸収体材料等の電磁波制御材が年々重要となってきている。本発明の複合材料は、例えば、金属メッキ層による導電性の付与によって電磁波を遮断して電磁波シールド性を付与でき、また、多孔質膜を構成する空孔に電磁波吸収材料を充填して電磁波吸収性を付与できるため、優れた電磁波制御材として極めて有用である。   The electromagnetic wave control material is used as a material that blocks (shields) or absorbs electromagnetic waves in order to reduce or suppress the influence on the surrounding electromagnetic environment and the influence of the device itself from the surrounding electromagnetic environment. There are many electromagnetic sources such as electrical / electronic devices, wireless devices, systems, etc. that are close to us, such as the spread of digital electronic devices, personal computers and mobile phones, and they emit various electromagnetic waves. Electromagnetic waves radiated from these devices may affect the surrounding electromagnetic environment, and the device itself is also affected by the surrounding electromagnetic environment. As countermeasures against these problems, electromagnetic wave control materials such as electromagnetic wave shielding materials and electromagnetic wave absorber materials have become important year after year. The composite material of the present invention can provide an electromagnetic wave shielding property by blocking electromagnetic waves, for example, by providing conductivity by a metal plating layer, and can absorb electromagnetic waves by filling the pores constituting the porous film with an electromagnetic wave absorbing material. Therefore, it is extremely useful as an excellent electromagnetic wave control material.

電磁波制御材を構成する金属メッキ層は、導電性を付与することができるものが好ましく、例えば、ニッケル、銅、銀等で形成されることが効果的である。また、複合材料が、無電解メッキで多孔質膜表面に磁性メッキ層が成形された層構成を有する場合には電磁波吸収体材料として有用である。無電解メッキにより磁性メッキ層を形成する際に用いる材料としては、例えば、ニッケル、ニッケル−コバルト、コバルト−鉄−りん、コバルトタングステン−りん、コバルト−ニッケル−マンガン等の合金等の磁性材料が挙げられる。本発明の複合材料は、非常に薄く柔軟性の高いものが得られ、メッキにより形成された金属や磁性体は多孔質膜に絡み付いているため、メッキ層が剥離しにくく、折り曲げ耐性(耐折性)を改善することができる。このような複合材料は、電子機器の任意の場所に設置したり、貼り付けたりして使用することができる。   The metal plating layer constituting the electromagnetic wave control material is preferably one that can impart conductivity, and for example, it is effective to be formed of nickel, copper, silver, or the like. Further, when the composite material has a layer structure in which a magnetic plating layer is formed on the surface of the porous film by electroless plating, it is useful as an electromagnetic wave absorber material. Examples of the material used when forming the magnetic plating layer by electroless plating include magnetic materials such as alloys of nickel, nickel-cobalt, cobalt-iron-phosphorus, cobalt tungsten-phosphorus, cobalt-nickel-manganese, and the like. It is done. The composite material of the present invention is very thin and highly flexible, and since the metal or magnetic material formed by plating is entangled with the porous film, the plating layer is difficult to peel off, and bending resistance (fold resistance) Sex) can be improved. Such a composite material can be used by being installed or affixed in any place of an electronic device.

本発明の多孔質膜や積層体は、低誘電率材料としても有用である。ブロードバンド時代の到来により、大容量の情報を高速で伝達する必要が生じている。そのため、電子機器で使用される周波数も高まってきており、その中で使われる電子部品も高周波信号に対応する必要がある。これまでの配線基板(主にガラスエポキシ樹脂)を高周波回路に使用すると、(1)高い誘電率による伝達信号の遅れや、(2)高い誘電損失による、信号の混信・減衰の発生、消費電力の増加、回路内の発熱などの問題が生じる。これらの問題を解決するための高周波用配線基板材料としての多孔性の材料が有用であるとされている。それは、空気の比誘電率は1と低いのに対して、多孔性の材料にすれば、低い比誘電率を達成可能なためである。このため、従来、多孔性基板材料が必要とされてきたが、低誘電率にするためには空孔率を上げる必要があり、その結果、基板としての強度が低下してしまうという問題があった。本発明の多孔質膜及び積層体は、低誘電率特性を持っているのみならず、多孔質膜が取り扱う上で十分な強度を確保することができ、低誘電率材料として好ましい媒体である。   The porous film and laminate of the present invention are also useful as a low dielectric constant material. With the advent of the broadband era, it is necessary to transmit a large amount of information at high speed. For this reason, the frequency used in electronic devices is also increasing, and the electronic components used therein must also support high-frequency signals. When conventional wiring boards (mainly glass epoxy resin) are used in high frequency circuits, (1) transmission signal delay due to high dielectric constant, (2) signal interference / attenuation due to high dielectric loss, power consumption Increase, and heat generation in the circuit occurs. A porous material is considered useful as a high-frequency wiring board material for solving these problems. This is because the relative dielectric constant of air is as low as 1, whereas a porous material can achieve a low relative dielectric constant. For this reason, a porous substrate material has been conventionally required. However, in order to achieve a low dielectric constant, it is necessary to increase the porosity, resulting in a problem that the strength as a substrate is reduced. It was. The porous film and laminate of the present invention are not only low dielectric constant characteristics, but can ensure sufficient strength for handling the porous film, and are a preferable medium as a low dielectric constant material.

本発明の多孔質や積層体を低誘電率な回路基板材料として使用する場合、上記したように、多孔質膜表面に銅箔を貼り合わせ、エッチングにより銅箔の不要な部分を除去することにより配線を形成する方法により製造することが考えられる。配線の微細化、高密度化は困難になりつつあるが、現在でもこの従来法でほとんどの回路基板が作られており、本発明の多孔質膜や積層体もこの方法で使用することができる。非常に要求が強くなってきている基板の低誘電率化に対応しうる有用な材料と言える。   When using the porous or laminate of the present invention as a low dielectric constant circuit board material, as described above, the copper foil is bonded to the surface of the porous film, and unnecessary portions of the copper foil are removed by etching. It is conceivable to manufacture by a method of forming a wiring. Although miniaturization and high density of wiring are becoming difficult, almost all circuit boards are still made by this conventional method, and the porous film and laminate of the present invention can also be used by this method. . It can be said that this is a useful material that can cope with the reduction of the dielectric constant of the substrate, which has become very demanding.

本発明の複合材料の製造方法の一形態として、印刷技術による方法が挙げられる。本発明の多孔質膜は印刷特性に優れているため、多孔質膜の上に印刷によりパターン形成を行い使用することができる。このようにインク受像シート(印刷メディア)としても使用されるために、次に印刷技術について説明する。   As one form of the method for producing a composite material of the present invention, a method using a printing technique is exemplified. Since the porous film of the present invention is excellent in printing characteristics, it can be used by forming a pattern on the porous film by printing. Since it is also used as an ink image-receiving sheet (printing medium) as described above, a printing technique will be described next.

インク受像シートは、印刷メディアとも呼ばれ、印刷技術においてしばしば使用されてる。一方、現在、多くの印刷法が実用化、利用されており、このような印刷技術として、例えば、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ディスペンサ印刷、凸版印刷(フレキソ印刷)、昇華型印刷、オフセット印刷、レーザープリンタ印刷(トナー印刷)、凹版印刷(グラビア印刷)、コンタクト印刷、マイクロコンタクト印刷等を挙げることができる。使用されるインクの構成成分としては、特に制限されないが、例えば導電体、誘電体、半導体、絶縁体、抵抗体、色素等が挙げられる。   Ink image-receiving sheets, also called print media, are often used in printing technology. On the other hand, many printing methods are currently put into practical use and used. For example, inkjet printing, screen printing, dispenser printing, letterpress printing (flexographic printing), sublimation printing, offset printing, laser, etc. Examples include printer printing (toner printing), intaglio printing (gravure printing), contact printing, and microcontact printing. The constituent components of the ink used are not particularly limited, and examples thereof include conductors, dielectrics, semiconductors, insulators, resistors, dyes, and the like.

電子材料を印刷法で作成するメリットとしては、(1)シンプルなプロセスで製造できる、(2)廃棄物の少ない低環境負荷プロセスである、(3)低エネルギー消費によって短時間で製造できる、(4)初期投資額が大幅に低減できる等があるが、その一方、これまでにない高精細な印刷が要求され、技術的に困難であることもこと実である。従って、特に電子材料の製造に利用される印刷に関しては、印刷機械の性能だけでなく、インクやインク受像シートの特性が印刷結果に大きな影響を与える。本発明の多孔質膜や積層体においては、多孔質膜の微細な多孔構造はインクを吸ったり、インクを精密に固定することができるため、これまでにない高精細な印刷を達成することができ、非常に好ましく用いられる。また、多孔質膜が取り扱う上で十分な強度を確保することができ、例えば、ロールツーロールで連続的に印刷することもでき、生産効率を著しく向上することができる。   Advantages of creating electronic materials by printing methods are: (1) can be manufactured with a simple process, (2) is a low environmental impact process with little waste, (3) can be manufactured in a short time with low energy consumption, ( 4) Although the initial investment amount can be greatly reduced, it is also true that high-definition printing that has never been required is required and is technically difficult. Therefore, especially for printing used for manufacturing electronic materials, not only the performance of the printing machine but also the characteristics of the ink and the ink image-receiving sheet have a great influence on the printing result. In the porous film or laminate of the present invention, the fine porous structure of the porous film can absorb ink or fix the ink precisely, so that high-definition printing unprecedented can be achieved. Can be used very preferably. Moreover, sufficient strength for handling the porous membrane can be ensured. For example, continuous printing can be performed by roll-to-roll, and the production efficiency can be remarkably improved.

電子材料を印刷により製造する場合、印刷法としては上述の方法を利用できる。印刷により製造される電子材料の具体例としては、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、ICカード、ICタグ、太陽電池、LED素子、有機トランジスタ、コンデンサー(キャパシタ)、電子ペーパー、フレキシブル電池、フレキシブルセンサ、メンブレンスイッチ、タッチパネル、EMIシールド等を挙げることができる。   When the electronic material is manufactured by printing, the above-described method can be used as a printing method. Specific examples of electronic materials produced by printing include liquid crystal displays, organic EL displays, field emission displays (FEDs), IC cards, IC tags, solar cells, LED elements, organic transistors, capacitors (capacitors), electronic paper, Examples include a flexible battery, a flexible sensor, a membrane switch, a touch panel, and an EMI shield.

上記電子材料を製造する方法は、例えば導電体、誘電体、半導体、絶縁体、抵抗体等の電子素材を含むインクを多孔質膜表面に印刷する工程を含んでいる。例えば多孔質膜表面に誘電体を含むインクで印刷することにより、コンデンサー(キャパシタ)を形成できる。このような誘電体としては、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等を挙げることができる。また、半導体を含むインクで印刷することにより、トランジスタ等を形成することができる。半導体としては、ペンタセン、液状シリコン、フルオレン−ビチオフェンコポリマー(F8T2)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)等を挙げることができる。   The method for manufacturing the electronic material includes a step of printing ink containing an electronic material such as a conductor, a dielectric, a semiconductor, an insulator, and a resistor on the surface of the porous film. For example, a capacitor (capacitor) can be formed by printing on the surface of the porous film with ink containing a dielectric. Examples of such a dielectric material include barium titanate and strontium titanate. A transistor or the like can be formed by printing with an ink containing a semiconductor. As the semiconductor, pentacene, liquid silicon, fluorene-bithiophene copolymer (F8T2), poly (3-hexylthiophene) (P3HT), and the like can be given.

導電体を含むインクで印刷することにより、配線を形成することができるため、フレキシブル基板やTAB基板、アンテナ等を製造することができる。前記導電体としては、銀、金、銅、ニッケル、ITO、カーボン、カーボンナノチューブ等の導電性を有する無機粒子;ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性の有機高分子からなる粒子を挙げることができる。前記ポリチオフェンとしては、ポリ(エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)等を挙げることができる。これらは、溶液やコロイド状のインクとして用いることができる。なかでも、無機粒子からなる導電体粒子が好ましく、特に電気特性やコストのバランスから、銀粒子や銅粒子が特に好ましく用いられる。粒子の形状としては、球状、鱗片状(フレーク状)等が挙げられる。粒子サイズは、特に限定されないが、例えば平均粒径数μm程度のものから、数nmのいわゆるナノ粒子も使用できる。これらの粒子は複数の種類を混合して使用することもできる。導電性のインクとして、容易に入手可能な銀インク(銀ペースト)を例に挙げて以下に説明するが、これに限定されず、他の種類のインクも適用可能である。   Since wiring can be formed by printing with ink containing a conductor, a flexible substrate, a TAB substrate, an antenna, or the like can be manufactured. Examples of the conductor include conductive inorganic particles such as silver, gold, copper, nickel, ITO, carbon, and carbon nanotube; and particles made of conductive organic polymers such as polyaniline, polythiophene, polyacetylene, and polypyrrole. Can do. Examples of the polythiophene include poly (ethylenedioxythiophene) (PEDOT). These can be used as a solution or a colloidal ink. Among these, conductor particles made of inorganic particles are preferable, and silver particles and copper particles are particularly preferably used from the viewpoint of balance of electrical characteristics and cost. Examples of the shape of the particles include a spherical shape and a scale shape (flakes). The particle size is not particularly limited, but so-called nanoparticles having an average particle diameter of about several μm to several nanometers can also be used. These particles can be used by mixing a plurality of types. As a conductive ink, a silver ink (silver paste) that can be easily obtained will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other types of ink can also be applied.

銀インクは、その構成成分として、一般に銀粒子、界面活性剤、バインダー、溶剤等が含まれている。また、他の例として、酸化銀が加熱により還元される性質を利用して、酸化銀の粒子を含むインクを印刷し、後で加熱還元して銀配線とするものもある。さらに他の例として、有機銀化合物を含むインクを印刷し、後で加熱分解して銀配線とするものもある。有機銀化合物には、溶剤に溶解するものも利用できる。銀インクを構成する粒子として、銀粒子、酸化銀、有機銀化合物等は単独で又は複数を組み合わせて用いてもよく、また異なる粒子径のものを混合して用いることもできる。銀インクを用いて印刷後、インクを硬化させる際の温度(焼成温度)は、インクの組成、粒子径等に応じて適宜選択できるが、通常、100〜300℃程度の範囲内であることが多い。本発明の多孔質膜及び積層体は有機材料であるため、劣化を回避するため焼成温度は比較的低温であることが好ましいが、配線の電気抵抗を小さくするため、一般に高温で焼成されることが好ましく、適当な硬化温度をもつインクを選択して用いる必要がある。配線基板に要求される電気抵抗と配線密着性のバランスを考慮して、インクに添加する導電体等の粒子径の大きさや粒度分布、混合比率を選択することが好ましい。   Silver ink generally contains silver particles, a surfactant, a binder, a solvent, and the like as components. As another example, utilizing the property that silver oxide is reduced by heating, an ink containing silver oxide particles is printed and then heated and reduced to form a silver wiring. As yet another example, there is an ink that contains an organic silver compound and is then thermally decomposed to form a silver wiring. Organic silver compounds that can be dissolved in a solvent can also be used. As particles constituting the silver ink, silver particles, silver oxide, organic silver compounds and the like may be used singly or in combination, and those having different particle diameters may be used in combination. The temperature (baking temperature) at which the ink is cured after printing with the silver ink can be appropriately selected according to the composition of the ink, the particle diameter, etc., but is usually in the range of about 100 to 300 ° C. Many. Since the porous film and laminate of the present invention are organic materials, the firing temperature is preferably relatively low in order to avoid deterioration. However, in order to reduce the electrical resistance of the wiring, it is generally fired at a high temperature. It is necessary to select and use an ink having an appropriate curing temperature. In consideration of the balance between the electrical resistance required for the wiring board and the wiring adhesion, it is preferable to select the particle size, particle size distribution, and mixing ratio of the conductor added to the ink.

スクリーン印刷の場合は、粘度が低すぎるとスクリーンにインクを保持しにくいので、むしろ粘度がある程度高い方が好ましく、インクに含まれる粒子の粒子径は大きくても特に問題はなく、また、粒子径が小さい場合は溶剤量を低減することが好ましい。従って、前記粒子径が0.01〜10μm程度であるのが好ましい。   In the case of screen printing, if the viscosity is too low, it is difficult to retain the ink on the screen, so it is preferable that the viscosity is rather high, and there is no particular problem even if the particle size of the particles contained in the ink is large. When is small, it is preferable to reduce the amount of solvent. Therefore, the particle diameter is preferably about 0.01 to 10 μm.

配線は、多孔質膜の片面のみに形成されてもよく、両面に形成されてもよい。両面に配線を形成する場合は、必要に応じて、両面の配線をつなぐビアを形成することもできる。ビアホールはドリルで形成してもよいし、レーザーで形成してもよい。ビアホール内の導電体は、導電ペーストで形成してもよいし、メッキで形成してもよい。   The wiring may be formed only on one side of the porous film, or may be formed on both sides. When wiring is formed on both sides, a via that connects the wirings on both sides can be formed as necessary. The via hole may be formed by a drill or a laser. The conductor in the via hole may be formed by a conductive paste or may be formed by plating.

また、導電性のインクで形成した配線表面をメッキ又は絶縁体で被覆して使用することができる。特に、銀配線は、銅配線と比較したときに、エレクトロマイグレーションやイオンマイグレーションを起こしやすいとの指摘がある(日経エレクトロニクス2002.6.17号75頁)。そのため、配線の信頼性を向上する目的で、銀インクで形成した配線表面をメッキで被覆することが有効である。メッキとしては、銅メッキ、金メッキ、ニッケルメッキ等が挙げられる。メッキは公知の方法で行うことができる。   Further, the surface of the wiring formed of conductive ink can be used by being coated with plating or an insulator. In particular, it has been pointed out that silver wiring tends to cause electromigration and ion migration when compared with copper wiring (Nikkei Electronics, 2002.2.67, page 75). Therefore, for the purpose of improving the reliability of the wiring, it is effective to cover the wiring surface formed of silver ink with plating. Examples of plating include copper plating, gold plating, and nickel plating. Plating can be performed by a known method.

さらに、導電性のインクで形成した配線表面を樹脂で被覆して使用することもできる。上記構成は、配線の保護、配線の絶縁、配線の酸化やマイグレーションの防止、屈曲性向上などの目的に好適に利用できる。例えば、銀配線は酸化により酸化銀に、銅配線は酸化銅となって導電性が低下していくおそれがあるが、配線表面を前記樹脂で被覆することにより、配線が酸素や水分と接触するのを回避でき、導電性の低下を抑制することができる。配線表面を選択的に樹脂被覆する方法としては、例えば、被覆する樹脂として後述する硬化性樹脂や可溶性樹脂を用いた、スポイト、ディスペンサ、スクリーン印刷、インクジェット等の方法が挙げられる。   Furthermore, the surface of the wiring formed of conductive ink can be covered with a resin. The above configuration can be suitably used for purposes such as wiring protection, wiring insulation, wiring oxidation and migration prevention, and flexibility improvement. For example, there is a possibility that the silver wiring becomes silver oxide by oxidation and the copper wiring becomes copper oxide, and the conductivity may decrease. However, by covering the wiring surface with the resin, the wiring comes into contact with oxygen or moisture. Can be avoided, and a decrease in conductivity can be suppressed. Examples of the method for selectively coating the surface of the wiring with a resin include methods such as dropper, dispenser, screen printing, and inkjet using a curable resin or a soluble resin described later as the resin to be coated.

配線が形成された後において多孔質膜の空孔が保たれている場合は、多孔質膜部は低誘電率となるため、高周波用配線基板として好ましく用いられる。   When the pores of the porous film are maintained after the wiring is formed, the porous film portion has a low dielectric constant, and therefore is preferably used as a high-frequency wiring board.

本発明の多孔質膜や積層体の用途としては、多孔質膜の空孔がそのまま残されているものを用いる場合の他に、溶剤処理により多孔質膜の空孔構造を失わせて、それを用いる場合も考えられる。   The porous membrane and laminate of the present invention can be used not only in the case where the pores of the porous membrane are left as they are, but also by losing the pore structure of the porous membrane by solvent treatment. It is also possible to use

配線表面を樹脂で被覆する時、連通性を有する微小孔を多く有する場合には、樹脂は孔内に侵入しやすいため、空孔内は樹脂が充填され、空孔は消失する傾向がある。   When the surface of the wiring is covered with a resin, if there are many fine holes having communication properties, the resin tends to enter the holes, so that the holes are filled with the resin and the holes tend to disappear.

配線を被覆する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、無溶剤で用いられる硬化性樹脂や、溶剤に溶解して利用される可溶性樹脂等が挙げられる。可溶性樹脂を使用する場合には、溶剤が揮発したときの体積減少分を考慮して被覆する必要がある。   Although it does not specifically limit as resin which coat | covers wiring, For example, the curable resin used without a solvent, the soluble resin utilized by melt | dissolving in a solvent, etc. are mentioned. When using a soluble resin, it is necessary to coat in consideration of the volume reduction when the solvent volatilizes.

硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、アクリル系樹脂、ビニルエーテル樹脂等を挙げることができる。   Examples of the curable resin include an epoxy resin, an oxetane resin, an acrylic resin, and a vinyl ether resin.

エポキシ樹脂には、ビスフェノールA型やビスフェノールF型等のビスフェノール系、フェノールノボラック型やクレゾールノボラック型等のノボラック系等のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂;脂環式エポキシ樹脂及びこれらの変性樹脂等の多様な樹脂が含まれる。エポキシ樹脂の市販品としては、ハンツマン・アドバンスト・マテリアルズ社の「アラダイト」、ナガセケムテック社の「デナコール」、ダイセル化学工業社の「セロキサイド」、東都化成社の「エポトート」等を利用できる。エポキシ樹脂硬化物は、例えば、エポキシ樹脂に硬化剤を混合して得た硬化性樹脂組成物により硬化反応を開始させ、加熱により反応を促進させる方法により得ることができる。前記エポキシ樹脂の硬化剤には、例えば有機ポリアミン、有機酸、有機酸無水物、フェノール類、ポリアミド樹脂、イソシアネート、ジシアンジアミド等を利用できる。   Epoxy resins include bisphenol A type and bisphenol F type bisphenol type, novolak type glycidyl ether type epoxy resins such as phenol novolak type and cresol novolak type; alicyclic epoxy resins and their modified resins Resin is included. Commercially available epoxy resins include “Aradite” from Huntsman Advanced Materials, “Denacol” from Nagase Chemtech, “Celoxide” from Daicel Chemical Industries, “Epototo” from Toto Kasei Co., Ltd., etc. The cured epoxy resin can be obtained, for example, by a method in which a curing reaction is started by a curable resin composition obtained by mixing a curing agent with an epoxy resin and the reaction is accelerated by heating. As the curing agent for the epoxy resin, for example, organic polyamine, organic acid, organic acid anhydride, phenols, polyamide resin, isocyanate, dicyandiamide and the like can be used.

エポキシ樹脂硬化物は、また、エポキシ樹脂に潜在性硬化剤と言われる硬化触媒を混合して得た硬化性樹脂組成物に、加熱又は紫外線などの光照射によって硬化反応を開始させる方法により得ることもできる。前記潜在性硬化剤としては、三新化学工業社の「サンエイドSI」等の市販品を利用できる。   The cured epoxy resin is obtained by a method in which a curing reaction is initiated by heating or irradiation with light such as ultraviolet rays to a curable resin composition obtained by mixing a curing catalyst called a latent curing agent with an epoxy resin. You can also. As the latent curing agent, commercially available products such as “Sun-Aid SI” manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. can be used.

エポキシ樹脂硬化物として、可撓性の高いものを用いれば、フレキシブル基板のような柔軟性のあるものとすることができる。また、耐熱性や高い寸法安定性が要求される場合は、硬化性樹脂組成物として硬化後に硬度が高くなる組成物を用いることで、リジッド基板(硬質基板)として用いることも可能である。   If a highly flexible thing is used as a cured epoxy resin, it can be made flexible like a flexible substrate. Moreover, when heat resistance and high dimensional stability are requested | required, it can also be used as a rigid board | substrate (hard board | substrate) by using the composition which becomes hard after hardening as a curable resin composition.

エポキシ樹脂を被覆に使用する時、硬化性樹脂組成物は低粘度であると取り扱いやすい。このような特徴を持つものとして、ビスフェノールF系の組成、脂肪族ポリグリシジルエーテル系の組成を挙げることができる。   When an epoxy resin is used for coating, the curable resin composition is easy to handle if it has a low viscosity. Examples of such a characteristic include a bisphenol F-based composition and an aliphatic polyglycidyl ether-based composition.

オキセタン樹脂としては、東亞合成社の「アロンオキセタン」等をあげることができる。オキセタン樹脂硬化物は、オキセタン樹脂に、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のカチオン系光重合開始剤「IRGACURE 250」等を混合し、紫外線照射することで硬化反応を開始させる方法により得ることができる。   Examples of the oxetane resin include “Aron Oxetane” manufactured by Toagosei Co., Ltd. The cured oxetane resin can be obtained by mixing the oxetane resin with, for example, a cationic photopolymerization initiator “IRGACURE 250” manufactured by Ciba Specialty Chemicals, and starting the curing reaction by irradiating with ultraviolet rays. it can.

可溶性樹脂としては、三菱ガス化学社製の低誘電性樹脂「オリゴ・フェニレン・エーテル」、東洋紡績社製のポリアミドイミド樹脂「バイロマックス」、宇部興産社製のポリイミドインク「ユピコート」、東都化学工業製のポリイミドインク「エバーレック」、エヌアイマテリアル社製のポリイミドインク「ULIN COAT」、ピーアイ技術研究所製のポリイミドインク「Q−PILON」、日本合成化学社製の飽和ポリエステル樹脂「ニチゴーポリエスター」、アクリル溶剤型粘着剤「コーポニール」、紫外線・電子線硬化型樹脂「紫光」等の市販品を用いることができる。   Soluble resins include low dielectric resin “Oligo phenylene ether” manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, polyamideimide resin “Vilomax” manufactured by Toyobo Co., Ltd., polyimide ink “Iupicoat” manufactured by Ube Industries, Ltd. Polyimide ink “Everrec” manufactured by NI Material, polyimide ink “ULIN COAT” manufactured by NI Material Co., Ltd., polyimide ink “Q-PILON” manufactured by PI Engineering Laboratory, saturated polyester resin “Nichigo Polyester” manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd. Commercially available products such as an acrylic solvent-type pressure-sensitive adhesive “Coponil” and an ultraviolet / electron beam curable resin “Shikou” can be used.

被覆時に用いられる可溶性樹脂を溶解する溶剤としては、公知の有機溶剤から樹脂の種類に応じて適宜選択して用いることができる。可溶性樹脂を溶剤に溶解した樹脂溶液(可溶性樹脂溶液)の代表的な例としては、例えば、「オリゴ・フェニレン・エーテル」をメチルエチルケトンやトルエンなどの汎用溶剤に溶解した樹脂溶液;「バイロマックス」をエタノール/トルエン混合溶媒に溶解した樹脂溶液(商品名「HR15ET」);「ユピコート」をトリグライムに溶解した樹脂溶液等を用いることができる。   As a solvent for dissolving the soluble resin used at the time of coating, it can be appropriately selected from known organic solvents according to the kind of the resin. A typical example of a resin solution (soluble resin solution) in which a soluble resin is dissolved in a solvent is, for example, a resin solution in which “oligo-phenylene ether” is dissolved in a general-purpose solvent such as methyl ethyl ketone or toluene; A resin solution (trade name “HR15ET”) dissolved in an ethanol / toluene mixed solvent; a resin solution in which “Iupicoat” is dissolved in triglyme can be used.

配線を樹脂で被覆する方法としては、特に限定されないが、スポイト、さじ、ディスペンサ、スクリーン印刷、インクジェット等の手段を用いて、上記の硬化性樹脂組成物や可溶性樹脂溶液を多孔質膜表面へ展開(塗布)し、必要に応じてヘラ等で余分な樹脂を除去する方法等を用いることができる。前記ヘラとして、例えば、ポリプロピレン、テフロン(登録商標)等のフッ素系樹脂、シリコーンゴム等のゴム、ポリフェニレンサルファイド等の樹脂製;ステンレス等の金属製のものを使用できる。なかでも、配線や多孔質膜を傷つけにくい点で樹脂製のヘラが好ましく用いられる。また、ヘラ等を使用することなく、スポイト、ディスペンサ、スクリーン印刷、インクジェット等の吐出量をコントロール可能な手段を用いて、適量を多孔質膜層表面に滴下する方法も可能である。   The method of coating the wiring with the resin is not particularly limited, but the curable resin composition or the soluble resin solution described above is spread on the surface of the porous film by using means such as a dropper, a spoon, a dispenser, screen printing, and ink jet. (Applying) and, if necessary, a method of removing excess resin with a spatula or the like can be used. Examples of the spatula include fluorine resins such as polypropylene and Teflon (registered trademark), rubbers such as silicone rubber, resins such as polyphenylene sulfide, and metals such as stainless steel. Among these, a resin spatula is preferably used because it hardly damages the wiring and the porous film. Further, a method of dropping an appropriate amount onto the surface of the porous film layer using means capable of controlling the discharge amount such as a dropper, a dispenser, screen printing, and ink jet without using a spatula or the like is also possible.

多孔質膜の表面に樹脂をスムーズに展開するため、未硬化の樹脂として粘度の低いものが好ましく用いられる。また、粘度が高い樹脂は、適温で加熱するなどの手段を用いて粘度を下げて用いることにより取り扱い性を上げることが可能である。但し、硬化性樹脂を用いる場合には、加熱により硬化反応速度を上昇させてしまうため、必要以上の加熱は作業性を悪化させるため好ましくない。   In order to smoothly spread the resin on the surface of the porous membrane, an uncured resin having a low viscosity is preferably used. In addition, it is possible to improve the handleability of a resin having a high viscosity by lowering the viscosity using means such as heating at an appropriate temperature. However, when a curable resin is used, the curing reaction rate is increased by heating, so that heating more than necessary is not preferable because workability deteriorates.

上記樹脂成分を多孔質膜層表面へ展開した後、樹脂の硬化を促進したり、溶剤を揮発する目的で加熱処理が施されることが好ましい。加熱方法は、特に限定されないが、急激な加熱は、樹脂や硬化剤が揮発したり、溶剤が激しく揮発することによりムラができるおそれがあるため、穏やかに昇温する方法が好ましい。昇温は、連続的、逐次的のいずれであってもよい。硬化や乾燥における温度及び時間は、樹脂や溶剤の種類に応じて適宜調整することが好ましい。   After the resin component is spread on the surface of the porous membrane layer, it is preferable that heat treatment is performed for the purpose of accelerating the curing of the resin or volatilizing the solvent. The heating method is not particularly limited, but rapid heating is preferably a method in which the temperature is gently raised because there is a possibility that unevenness may occur due to volatilization of the resin or curing agent or volatilization of the solvent. The temperature increase may be either continuous or sequential. It is preferable to appropriately adjust the temperature and time for curing and drying depending on the type of resin and solvent.

本発明において、複合材料には、多孔質膜の空孔構造が維持されている場合の他に、多孔質膜表面への機能性膜の形成後(機能性化後)に、多孔質膜の空孔構造を例えば溶剤によって消失させて、好ましくは多孔質膜が透明化している場合も含まれる。   In the present invention, in the composite material, in addition to the case where the porous structure of the porous film is maintained, the porous film has a porous film surface after the functional film is formed (after functionalization). The case where the porous structure is made transparent by removing the pore structure with a solvent, for example, is also included.

本発明において、複合材料は、多孔質膜の空孔がそのまま残されている構成であってもよい。多孔質膜の空孔がそのまま残されている複合材料とは、多孔質膜が多孔体としての特性を備えていることを意味しており、具体的には、例えば、複合材料が、印刷技術により導電体が形成された時点における多孔質膜と同程度の空孔構造を保持していることを意味している。このような複合材料は、多孔質膜が多孔体としての特性を保持可能な範囲で、他の層が積層されたり、種々の処理が施された構成であってもよい。   In the present invention, the composite material may have a configuration in which the pores of the porous film are left as they are. The composite material in which the pores of the porous membrane are left as it is means that the porous membrane has characteristics as a porous body. Specifically, for example, the composite material is a printing technology. This means that the same pore structure as that of the porous film at the time when the conductor is formed is retained. Such a composite material may have a configuration in which other layers are laminated or various treatments are performed as long as the porous film can maintain the characteristics as a porous body.

例えば、低誘電率化等のために多孔質膜の空孔をそのまま残す場合は、溶剤処理は行わない。但し、配線の保護、配線の絶縁、配線の酸化防止、屈曲性向上の目的のために、上記に例示の方法で配線部だけを樹脂で被覆してもよい。   For example, when leaving the pores of the porous film as they are for reducing the dielectric constant, the solvent treatment is not performed. However, in order to protect the wiring, insulate the wiring, prevent the wiring from being oxidized, and improve the flexibility, only the wiring portion may be coated with a resin by the above-described method.

本発明の多孔質膜や積層体は、より高周波特性の優れたアンテナに利用することができる。   The porous film and laminate of the present invention can be used for antennas with better high frequency characteristics.

最近では、多くの無線機器が使われており、信号の送受信にはアンテナが必要となる。携帯電話、無線LAN、ICカードなどの普及は著しい。低誘電率の材料をアンテナに使用することはアンテナゲインを増大させることができ、好ましいことである。例えば、ICカード等にはループ状のRFIDアンテナが使われており現状これらは、サブトラクティブ法(エッチング法)により作られている。   Recently, many wireless devices are used, and an antenna is required for transmitting and receiving signals. The spread of mobile phones, wireless LANs, IC cards, etc. is remarkable. Use of a low dielectric constant material for the antenna is preferable because it can increase the antenna gain. For example, a loop-shaped RFID antenna is used for an IC card or the like, and these are currently made by a subtractive method (etching method).

従来使用されているPET基板等を本発明の多孔質膜や積層体に置き換えることで、より高周波特性の優れたアンテナを製造することができる。製造法はサブトラクティブ法を用いることができる。具体的には、低誘電率な回路基板の製造法で示したのと同様に、多孔質膜や樹脂フィルムを基材とした多孔質膜積層体の表面に銅箔を貼り合わせ、レジストパターン形成後、エッチングにより銅箔の不要な部分を除去することにより行うことができる。また、他の方法としては、銅などの金属箔を基材とした多孔質膜積層体にレジストパターンを形成した後に、エッチングして、銅箔の不要な部分を除去することにより行うことができる。そして、従来から行われているサブトラクティブ法は工程が長く、手間とコストがかかる方法である。インク受像シートのところで述べたのと同様に、導電体を含むインクで印刷してアンテナを形成する方法を適用すると、より簡単に低コストで製造することができる。   By replacing a conventionally used PET substrate or the like with the porous film or the laminate of the present invention, an antenna having higher frequency characteristics can be manufactured. As a manufacturing method, a subtractive method can be used. Specifically, as shown in the low dielectric constant circuit board manufacturing method, a copper foil is bonded to the surface of a porous film laminate based on a porous film or a resin film to form a resist pattern. Then, it can carry out by removing the unnecessary part of copper foil by etching. As another method, after forming a resist pattern on a porous film laminate based on a metal foil such as copper, etching can be performed by removing unnecessary portions of the copper foil. . And the conventional subtractive method is a method which requires a long process and requires labor and cost. As described in the ink image-receiving sheet, when an antenna is formed by printing with ink containing a conductor, it can be manufactured more easily and at low cost.

特開2006−237322号公報に銅ポリイミド基板の製造方法が開示されている。ポリイミド樹脂フィルムの表面を親水化し、物理現像核層を設け、銀拡散転写法により銀膜を形成させた後、銅めっきすることを特徴とする銅ポリイミド基板の製造方法である。ポリイミド樹脂フィルムは接着性がよくないために、表面の改質のためにアルカリ処理やコロナ放電処理が必要とされている。しかし、本発明の多孔質膜及び積層体は、多孔質膜の上に形成される接着剤が孔内に入り込むことができ、そのアンカー効果のためにより強い密着性が期待できる。よって、本発明の多孔質膜及び積層体は前記用途に好ましく利用できる。   Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-237322 discloses a method for producing a copper polyimide substrate. A method for producing a copper polyimide substrate comprising hydrophilizing a surface of a polyimide resin film, providing a physical development nucleus layer, forming a silver film by a silver diffusion transfer method, and then copper plating. Since the polyimide resin film does not have good adhesion, alkali treatment or corona discharge treatment is required for surface modification. However, in the porous film and the laminate of the present invention, the adhesive formed on the porous film can enter the pores, and stronger adhesion can be expected due to the anchor effect. Therefore, the porous film and laminated body of this invention can be utilized preferably for the said use.

以下に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

多孔質膜の微小孔の平均孔径、空孔率、透気度を以下の方法で算出、測定した。平均孔径及び空孔率は電子顕微鏡写真に見えている微小孔のみを対象として求められている。   The average pore diameter, porosity, and air permeability of the micropores of the porous membrane were calculated and measured by the following methods. The average pore diameter and the porosity are obtained only for the micropores visible in the electron micrograph.

1.平均孔径
電子顕微鏡写真から、多孔質膜の表面又は断面の任意の30点以上の孔についてその面積を測定し、その平均値を平均孔面積Saveとした。孔が真円であると仮定し、下記式を用いて平均孔面積から孔径に換算した値を平均孔径とした。ここで、πは円周率を表す。
表面又は内部の平均孔径[μm]=2×(Save/π)1/2
1. Average pore diameter From the electron micrograph, the area of any 30 or more pores on the surface or cross section of the porous membrane was measured, and the average value was defined as the average pore area Save. Assuming that the hole is a perfect circle, the value converted from the average hole area to the hole diameter using the following formula was defined as the average hole diameter. Here, π represents the circumference ratio.
Surface or internal average pore diameter [μm] = 2 × (Save / π) 1/2

2.空孔率
多孔質膜内部の空孔率は下記式により算出した。Vは多孔質膜の体積[cm3]、Wは多孔質膜の重量[g]、ρは多孔質膜組成物の密度[g/cm3](ここで、多孔質膜組成物の密度は、該組成物を構成している各成分の密度を重量組成比で分配して算出される値である)を示す。
空孔率[%]=100−100×W/(ρ・V)
なお、実施例で用いた多孔質膜組成物における各成分の密度は以下の通りである。
ポリアミドイミド(商品名「バイロマックスHR−11NN」)の密度:1.45[g/cm3
ポリエーテルイミド(商品名「ウルテム1000」)の密度:1.27[g/cm3
酸化チタン(商品名「R−42」)の密度:4.1[g/cm3
酸化チタン(商品名「R−45M」)の密度:3.9[g/cm3
アルミナ(Al23ナノパウダー)の密度:4[g/cm3
シリカ(SiO2ナノパウダー)の密度:2.4[g/cm3
チタン酸バリウム(BaTiO3ナノサイズパウダー)の密度:6.08[g/cm3
酸化第二鉄(Fe23ナノパウダー)の密度:5.12[g/cm3
2. Porosity The porosity inside the porous membrane was calculated by the following formula. V is the volume of the porous membrane [cm 3 ], W is the weight of the porous membrane [g], ρ is the density of the porous membrane composition [g / cm 3 ] (where the density of the porous membrane composition is And a density calculated by distributing the density of each component constituting the composition by weight composition ratio).
Porosity [%] = 100-100 × W / (ρ · V)
In addition, the density of each component in the porous membrane composition used in the Example is as follows.
Density of polyamideimide (trade name “Bilomax HR-11NN”): 1.45 [g / cm 3 ]
Density of polyetherimide (trade name “Ultem 1000”): 1.27 [g / cm 3 ]
Density of titanium oxide (trade name “R-42”): 4.1 [g / cm 3 ]
Density of titanium oxide (trade name “R-45M”): 3.9 [g / cm 3 ]
Density of alumina (Al 2 O 3 nanopowder): 4 [g / cm 3 ]
Silica (SiO 2 nanopowder) density: 2.4 [g / cm 3 ]
Density of barium titanate (BaTiO 3 nanosize powder): 6.08 [g / cm 3 ]
Density of ferric oxide (Fe 2 O 3 nanopowder): 5.12 [g / cm 3 ]

3.透気度試験
透気度は、テスター産業株式会社製のガーレー式デンソメーターB型を用い、JIS P8117に準じて測定した。秒数はデジタルオートカウンターで測定した。透気度(ガーレー値)の値が小さいほど空気の透過性が高いこと、つまり多孔質膜における微小孔の連通性が高いことを意味する。ガーレー値は膜厚に比例して数値が変化するため、ここでは膜厚30μmに対する値を示した。ガーレー値としては、30秒/100cc以下であれば微小孔の連通性が高いと判断できる。
3. Air permeability test The air permeability was measured according to JIS P8117 using a Gurley type densometer type B manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. The number of seconds was measured with a digital auto counter. The smaller the value of the air permeability (Gurley value), the higher the air permeability, that is, the higher the connectivity of the micropores in the porous membrane. Since the Gurley value changes in proportion to the film thickness, the value for the film thickness of 30 μm is shown here. If the Gurley value is 30 seconds / 100 cc or less, it can be determined that the micropores have high connectivity.

なお、以下の実施例及び比較例では、多孔質膜作製用の基材(キャスト用基板)として、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(帝人デュポン社製、HS74ASタイプ、厚み100μm)の易接着面を用いた。   In the following Examples and Comparative Examples, an easy-adhesion surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (manufactured by Teijin DuPont, HS74AS type, thickness 100 μm) is used as a base material (casting substrate) for producing a porous film. It was.

実施例1
ポリアミドイミド系樹脂溶液(東洋紡績社製の商品名「バイロマックスHR−11NN」;固形分濃度15重量%、溶剤NMP、溶液粘度20dPa・s/25℃)100重量部に、水溶性ポリマーとしてのポリビニルピロリドン(分子量5万)30重量部、及び無機粒子としての酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−42」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)7.5重量部を、ポリアミドイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比が15/85/30/7.5となる割合で混合して、製膜用の原液(分散液)を得た。
ガラス板上に、PETフィルム基材(帝人デュポン社製、HS74ASタイプ、厚み100μm)をPETフィルムの易接着面が外側となるようにテープで固定し、25℃とした前記原液をフィルムアプリケーターを使用して、フィルムアプリケーターとPETフィルム基材とのギャップ102μmの条件でキャストした。キャスト後速やかに湿度約100%、温度50℃の容器中に4分間保持した。その後、水中に浸漬して凝固させていると、自然とPETフィルム基材から多孔質層が剥離した。その後、室温下で自然乾燥することにより、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは40μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が0.5μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は76%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は33.3重量%である。得られた多孔質膜の表面の電子顕微鏡写真(SEM写真)を図1に示す。図1において、黒い部分が孔、灰色の部分が樹脂、白い部分が酸化チタン粒子である。
Example 1
Polyamideimide resin solution (trade name “Vilomax HR-11NN” manufactured by Toyobo Co., Ltd .; solid content concentration 15% by weight, solvent NMP, solution viscosity 20 dPa · s / 25 ° C.) as a water-soluble polymer 30 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (molecular weight 50,000) and 7.5 parts by weight of titanium oxide as inorganic particles (trade name “R-42” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.29 μm) Polyamideimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide was mixed at a ratio of 15/85/30 / 7.5 to obtain a stock solution (dispersion) for film formation.
A PET film substrate (manufactured by Teijin DuPont, HS74AS type, thickness 100 μm) is fixed on a glass plate with a tape so that the easy-adhesion surface of the PET film is on the outside, and the stock solution at 25 ° C. is used with a film applicator Then, the film was cast under the condition of a gap of 102 μm between the film applicator and the PET film substrate. Immediately after casting, it was kept in a container having a humidity of about 100% and a temperature of 50 ° C. for 4 minutes. Then, when it was immersed in water and solidified, the porous layer peeled from the PET film base material naturally. Then, the film | membrane which consists only of a porous layer was obtained by air-drying at room temperature. The thickness of the film consisting only of the obtained porous layer was 40 μm.
When this porous membrane was observed with an electron microscope, the inside of the porous membrane was almost homogeneous, and there existed micropores having a communication property with an average pore diameter of 0.5 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 76%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 33.3% by weight. An electron micrograph (SEM photograph) of the surface of the obtained porous membrane is shown in FIG. In FIG. 1, black portions are holes, gray portions are resins, and white portions are titanium oxide particles.

実施例2
ポリエーテルイミド系樹脂(SABICイノベーティブプラスチック社製の商品名「ウルテム1000」)、溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を、ポリエーテルイミド系樹脂/NMPの重量比が18/82となる割合で混合して、ポリエーテルイミド系樹脂溶液を調製した。この液に、水溶性ポリマーとしてのポリビニルピロリドン(分子量5万)30重量部、及び無機粒子としての酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−45M」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)9重量部を、ポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比が18/82/30/9となる割合で混合して、製膜用の原液(分散液)を得た。
ガラス板上に、PETフィルム基材(帝人デュポン社製、HS74ASタイプ、厚み100μm)をPETフィルムの易接着面が外側となるようにテープで固定し、25℃とした前記原液をフィルムアプリケーターを使用して、フィルムアプリケーターとPETフィルム基材とのギャップ102μmの条件でキャストした。キャスト後速やかに湿度約100%、温度50℃の容器中に4分間保持した。その後、水中に浸漬して凝固させていると、自然とPETフィルム基材から多孔質層が剥離した。その後、室温下で自然乾燥することにより、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは35μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は78%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は33.3重量%である。
Example 2
Polyetherimide resin (trade name “Ultem 1000” manufactured by SABIC Innovative Plastics), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent, and the weight ratio of polyetherimide resin / NMP is 18/82. A polyetherimide resin solution was prepared by mixing at a ratio. In this liquid, 30 parts by weight of polyvinyl pyrrolidone (molecular weight 50,000) as a water-soluble polymer and titanium oxide as inorganic particles (trade name “R-45M” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0. 29 μm) 9 parts by weight are mixed in a ratio such that the weight ratio of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide is 18/82/30/9 to obtain a stock solution (dispersion) for film formation It was.
A PET film substrate (manufactured by Teijin DuPont, HS74AS type, thickness 100 μm) is fixed on a glass plate with a tape so that the easy-adhesion surface of the PET film is on the outside, and the stock solution at 25 ° C. is used with a film applicator Then, the film was cast under the condition of a gap of 102 μm between the film applicator and the PET film substrate. Immediately after casting, it was kept in a container having a humidity of about 100% and a temperature of 50 ° C. for 4 minutes. Then, when it was immersed in water and solidified, the porous layer peeled from the PET film base material naturally. Then, the film | membrane which consists only of a porous layer was obtained by air-drying at room temperature. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 35 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 78%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 33.3% by weight.

実施例3
無機粒子として酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−42」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比を18/82/20/9としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは37μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は74%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は33.3重量%である。
Example 3
Titanium oxide (trade name “R-42” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.29 μm) is used as inorganic particles, and weight of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide in the stock solution Except that the ratio was 18/82/20/9, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting only of a porous layer. The thickness of the film made only of the obtained porous layer was 37 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 74%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 33.3% by weight.

実施例4
無機粒子として酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−42」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比を18/82/20/18としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは40μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は70%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は50重量%である。
Example 4
Titanium oxide (trade name “R-42” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.29 μm) is used as inorganic particles, and weight of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide in the stock solution Except that the ratio was 18/82/20/18, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting of only a porous layer. The thickness of the film consisting only of the obtained porous layer was 40 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 70%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 50% by weight.

実施例5
無機粒子として酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−42」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比を18/82/20/27としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは56μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は66%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は60重量%である。
Example 5
Titanium oxide (trade name “R-42” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.29 μm) is used as inorganic particles, and weight of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide in the stock solution Except that the ratio was 18/82/20/27, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting only of the porous layer. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 56 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 66%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 60% by weight.

実施例6
無機粒子として酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−42」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比を18/82/20/42としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは41μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が2μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は64%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は70重量%である。得られた多孔質膜の表面の電子顕微鏡写真(SEM写真)を図2に示す。図2において、黒い部分が孔、灰色の部分が樹脂、白い部分が酸化チタン粒子である。
Example 6
Titanium oxide (trade name “R-42” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.29 μm) is used as inorganic particles, and weight of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide in the stock solution Except that the ratio was 18/82/20/42, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting only of a porous layer. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 41 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 2 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 64%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 70% by weight. An electron micrograph (SEM photograph) of the surface of the obtained porous membrane is shown in FIG. In FIG. 2, black portions are holes, gray portions are resins, and white portions are titanium oxide particles.

実施例7
無機粒子として酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−42」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比を18/82/20/72としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは57μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は63%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は80重量%である。
Example 7
Titanium oxide (trade name “R-42” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.29 μm) is used as inorganic particles, and weight of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide in the stock solution Except that the ratio was 18/82/20/72, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting of only a porous layer. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 57 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 63%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 80% by weight.

実施例8
無機粒子として酸化チタン(堺化学工業社製の商品名「R−42」、ルチル型、平均粒子径0.29μm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化チタンの重量比を18/82/20/102としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは46μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は64%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は85重量%である。
Example 8
Titanium oxide (trade name “R-42” manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.29 μm) is used as inorganic particles, and weight of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / titanium oxide in the stock solution Except that the ratio was 18/82/20/102, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting only of a porous layer. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 46 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 64%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 85% by weight.

実施例9
無機粒子としてアルミナ(アルドリッチ社製、Al23ナノパウダー、平均粒子径50nm以下)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/アルミナの重量比を18/82/20/27としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは60μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は69%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は60重量%である。
Example 9
Alumina (Aldrich, Al 2 O 3 nanopowder, average particle size of 50 nm or less) was used as the inorganic particles, and the weight ratio of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / alumina in the stock solution was 18/82/20/27. Except for the above, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting of only a porous layer. The thickness of the film consisting only of the obtained porous layer was 60 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 69%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 60% by weight.

実施例10
無機粒子としてシリカ(アルドリッチ社製、SiO2ナノパウダー、平均粒子径15nm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/シリカの重量比を18/82/20/9としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは53μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が3μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は63%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は33.3重量%である。
Example 10
Silica (manufactured by Aldrich, SiO 2 nanopowder, average particle size 15 nm) was used as the inorganic particles, and the weight ratio of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / silica in the stock solution was 18/82/20/9. Except for the above, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting of only a porous layer. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 53 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 3 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 63%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 33.3% by weight.

実施例11
無機粒子としてチタン酸バリウム(アルドリッチ社製、BaTiO3ナノサイズパウダー、平均粒子径40nm)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/チタン酸バリウムの重量比を18/82/20/27としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは58μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は72%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は60重量%である。
Example 11
Barium titanate (manufactured by Aldrich, BaTiO 3 nanosize powder, average particle size 40 nm) was used as the inorganic particles, and the weight ratio of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / barium titanate in the stock solution was 18/82/20. Except that it was set to / 27, the same operation as Example 2 was performed, and the film | membrane which consists only of a porous layer was obtained. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 58 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 1 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 72%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 60% by weight.

実施例12
無機粒子として酸化第二鉄(アルドリッチ社製、Fe23ナノパウダー、平均粒子径50nm以下)を用い、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドン/酸化第二鉄の重量比を18/82/20/27としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは58μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が2μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は72%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は60重量%である。
Example 12
Ferric oxide (Aldrich, Fe 2 O 3 nanopowder, average particle diameter of 50 nm or less) is used as the inorganic particles, and the weight ratio of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone / ferric oxide in the stock solution is 18 Except for setting to / 82/20/27, the same operation as in Example 2 was performed to obtain a film consisting of only a porous layer. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 58 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 2 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 72%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 60% by weight.

比較例1
無機粒子を用いず、原液におけるポリエーテルイミド系樹脂/NMP/ポリビニルピロリドンの重量比を18/82/20としたこと以外は実施例2と同様の操作を行い、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは36μmであった。
この多孔質膜を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が3μmの連通性を持つ微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は73%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は0重量%である。
Comparative Example 1
The same procedure as in Example 2 was carried out except that the weight ratio of polyetherimide resin / NMP / polyvinylpyrrolidone in the stock solution was 18/82/20 without using inorganic particles, and a membrane consisting only of a porous layer was obtained. Obtained. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 36 μm.
When this porous film was observed with an electron microscope, the inside of the porous film was almost homogeneous, and there existed micropores having an average pore diameter of 3 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 73%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 0% by weight.

実施例13
ポリエーテルイミド系樹脂(SABICイノベーティブプラスチック社製の商品名「ウルテム1000」)、溶剤としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を、ポリエーテルイミド系樹脂/NMPの重量比が18/82となる割合で混合して、ポリエーテルイミド系樹脂溶液を調製した。この液に、無機粒子としての酸化チタン(石原産業社製の商品名「CR−50」、ルチル型、平均粒子径0.25μm)27重量部を、ポリエーテルイミド系樹脂/NMP/酸化チタンの重量比が18/82/27となる割合で混合して、製膜用の原液(分散液)を得た。
ガラス板上に、PETフィルム基材(帝人デュポン社製、HS74ASタイプ、厚み100μm)をPETフィルムの易接着面が外側となるようにテープで固定し、25℃とした前記原液をフィルムアプリケーターを使用して、フィルムアプリケーターとPETフィルム基材とのギャップ51μmの条件でキャストした。キャスト後速やかに湿度約100%、温度50℃の容器中に4分間保持した。その後、水中に浸漬して凝固させていると、自然とPETフィルム基材から多孔質層が剥離した。その後、室温下で自然乾燥することにより、多孔質層のみからなる膜を得た。得られた多孔質層のみからなる膜の厚みは28μmであった。
この多孔質膜の断面を電子顕微鏡で観察したところ、多孔質膜内部はほぼ均質で全域に亘って平均孔径が1.5μmの連通性に乏しい微小孔が存在していた。また、多孔質膜内部の空孔率は60%であった。多孔質膜における無機粒子の含有量は60重量%である。
Example 13
Polyetherimide resin (trade name “Ultem 1000” manufactured by SABIC Innovative Plastics), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent, and the weight ratio of polyetherimide resin / NMP is 18/82. A polyetherimide resin solution was prepared by mixing at a ratio. In this liquid, 27 parts by weight of titanium oxide as inorganic particles (trade name “CR-50” manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd., rutile type, average particle diameter of 0.25 μm) is added to polyetherimide resin / NMP / titanium oxide. Mixing was performed at a ratio of 18/82/27 by weight to obtain a stock solution (dispersion) for film formation.
A PET film substrate (manufactured by Teijin DuPont, HS74AS type, thickness 100 μm) is fixed on a glass plate with a tape so that the easy-adhesion surface of the PET film is on the outside, and the stock solution at 25 ° C. is used with a film applicator Then, the film was cast under the condition of a gap of 51 μm between the film applicator and the PET film substrate. Immediately after casting, it was kept in a container having a humidity of about 100% and a temperature of 50 ° C. for 4 minutes. Then, when it was immersed in water and solidified, the porous layer peeled from the PET film base material naturally. Then, the film | membrane which consists only of a porous layer was obtained by air-drying at room temperature. The thickness of the film made of only the obtained porous layer was 28 μm.
When the cross section of the porous membrane was observed with an electron microscope, the inside of the porous membrane was almost homogeneous and there existed micropores with poor average connectivity having an average pore diameter of 1.5 μm over the entire area. The porosity inside the porous membrane was 60%. The content of inorganic particles in the porous membrane is 60% by weight.

[評価試験]
<透気度試験>
試験1
実施例5で得られた酸化チタンを60重量%含有した多孔質膜について透気度の測定を行ったところ、ガーレー値は4秒/100ccであった。
なお、比較のため、比較例1で得られた無機粒子を含有しない多孔質膜について透気度を測定したところ、ガーレー値は3秒/100ccであった。
このことから、酸化チタンを60重量%含有する多孔質膜は無機粒子を含有しない多孔質膜と同様に、微小孔は連通性を有していることが分かり、酸化チタンは連通性をほとんど阻害していないことが確認された。
[Evaluation test]
<Air permeability test>
Test 1
When the air permeability of the porous film containing 60% by weight of titanium oxide obtained in Example 5 was measured, the Gurley value was 4 seconds / 100 cc.
For comparison, when the air permeability of the porous film containing no inorganic particles obtained in Comparative Example 1 was measured, the Gurley value was 3 seconds / 100 cc.
From this, it can be seen that the porous film containing 60% by weight of titanium oxide has the same pores as the porous film containing no inorganic particles, and titanium oxide almost completely inhibits the connectivity. It was confirmed that they did not.

試験2
実施例13で得られた酸化チタンを60重量%含有した多孔質膜について透気度の測定を行ったところ、ガーレー値は4000秒以上( 秒数測定限界)/100ccであった。
これより、酸化チタンを含有した実施例13の多孔質膜の透気性が悪く、多孔質層内の微小孔の連通性が低いことが確認された。
Test 2
When the air permeability of the porous membrane containing 60% by weight of titanium oxide obtained in Example 13 was measured, the Gurley value was 4000 seconds or more (second measurement limit) / 100 cc.
From this, it was confirmed that the air permeability of the porous membrane of Example 13 containing titanium oxide was poor and the connectivity of the micropores in the porous layer was low.

<液浸漬時の白色度の目視観察>
試験1
実施例5で得られた酸化チタンを60重量%含有した多孔質膜を5cm×5cmの大きさに成形し、ガラス製シャーレに入れたイオン交換水中に10秒間浸漬した。サンプルを取り出し、黒色の机の上に静置した。また、比較のために、比較例1の酸化チタンを含有しない多孔質膜においても同様の操作を行った。そして、これらのサンプルの目視観察を行った。
その結果、実施例5のサンプルはイオン交換水の浸漬の前後で白色の程度はほとんど変化が無く白いままであった。一方、比較例1のサンプルは浸漬前は白色であったが、浸漬後は膜が少し透き通ったようになり、机の黒味が感じられるようになった。これより酸化チタンを含有した多孔質膜は、イオン交換水に浸漬した場合にも、酸化チタンを含有しない多孔質膜に比べて白色を維持する特性が高いことが確認された。
<Visual observation of whiteness during liquid immersion>
Test 1
The porous membrane containing 60% by weight of titanium oxide obtained in Example 5 was formed into a size of 5 cm × 5 cm and immersed in ion-exchanged water placed in a glass petri dish for 10 seconds. A sample was removed and placed on a black desk. For comparison, the same operation was performed on the porous film containing no titanium oxide of Comparative Example 1. Then, these samples were visually observed.
As a result, the sample of Example 5 remained white with almost no change in the degree of white before and after immersion in ion-exchanged water. On the other hand, the sample of Comparative Example 1 was white before immersion, but after immersion, the film became slightly transparent and the blackness of the desk was felt. From this, it was confirmed that the porous membrane containing titanium oxide has higher characteristics of maintaining white color than the porous membrane not containing titanium oxide even when immersed in ion-exchanged water.

試験2
実施例5で得られた酸化チタンを60重量%含有した多孔質膜を5cm×5cmの大きさに成形し、ガラス製シャーレに入れたn−ドデカン中に10秒間浸漬した。サンプルを取り出し、黒色の机の上に静置した。また、比較のために、比較例1の酸化チタンを含有しない多孔質膜においても同様の操作を行った。そして、これらのサンプルの目視観察を行った。
その結果、実施例5のサンプルはn−ドデカンの浸漬の前後で白色の程度はほとんど変化が無く白いままであった。一方、比較例1のサンプルは浸漬前は白色であったが、浸漬後は膜が少し透き通ったようになり、机の黒味が感じられるようになった。これより酸化チタンを含有した多孔質膜は、n−ドデカンに浸漬した場合にも、酸化チタンを含有しない多孔質膜に比べて白色を維持する特性が高いことが確認された。
Test 2
A porous film containing 60% by weight of titanium oxide obtained in Example 5 was formed into a size of 5 cm × 5 cm, and immersed in n-dodecane placed in a glass petri dish for 10 seconds. A sample was removed and placed on a black desk. For comparison, the same operation was performed on the porous film containing no titanium oxide of Comparative Example 1. Then, these samples were visually observed.
As a result, the sample of Example 5 remained white with almost no change in the degree of white before and after the n-dodecane immersion. On the other hand, the sample of Comparative Example 1 was white before immersion, but after immersion, the film became slightly transparent and the blackness of the desk was felt. From this, it was confirmed that the porous film containing titanium oxide has higher characteristics of maintaining the white color than the porous film not containing titanium oxide even when immersed in n-dodecane.

Claims (11)

多数の微小孔が存在する多孔質膜であって、前記多孔質膜は高分子と無機粒子とを含む組成物から構成され、前記高分子が、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、セルロース系樹脂及びポリスルホン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、前記多孔質膜における微小孔の平均孔径が0.01〜10μm、空孔率が30〜85%であり、微小孔の連通性を示す透気度が、膜厚30μmに対するガーレー値で0.2〜30秒/100ccであり、前記無機粒子が、酸化チタン粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタン酸バリウム粒子、硫酸バリウム粒子、酸化インジウムスズ粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化銅粒子、酸化鉄粒子、磁性粉、カーボン粒子及びカーボンナノチューブからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、前記多孔膜における前記無機粒子の含有量が20〜90重量%である多孔質膜。 A porous membrane having a large number of micropores, wherein the porous membrane is composed of a composition containing a polymer and inorganic particles, and the polymer comprises a polyamideimide resin, a polyetherimide resin, It is at least one selected from the group consisting of an ether sulfone resin, a cellulose resin and a polysulfone resin, and the average pore diameter of the micropores in the porous membrane is 0.01 to 10 μm, and the porosity is 30 to 85%. There, air permeability indicating the communication of the micropores, 0.2-30 sec / 100 cc der Gurley value for the film thickness 30μm is, the inorganic particles are titanium oxide particles, silica particles, alumina particles, titanate Barium particles, barium sulfate particles, indium tin oxide particles, zirconium oxide particles, copper oxide particles, iron oxide particles, magnetic powder, carbon particles and carbon nanotubes A porous membrane which is at least one selected from the group consisting of the inorganic particles in the porous membrane and has a content of 20 to 90% by weight . 無機粒子の一次粒子の平均粒径が0.01〜10μmである請求項1記載の多孔質膜。The porous membrane according to claim 1, wherein the average particle size of the primary particles of the inorganic particles is 0.01 to 10 μm. 前記多孔質膜は5〜200μmの厚みを有する請求項1又は2記載の多孔質膜。The porous membrane according to claim 1, wherein the porous membrane has a thickness of 5 to 200 μm. 前記多孔質膜は、前記多孔質膜を構成すべき前記高分子と前記無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料分散液を基板上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、形成されたフィルム状多孔質層を前記基板から剥離し、次いで、前記フィルム状多孔質層を乾燥に付すことにより形成されたものである請求項1〜3の何れか1項に記載の多孔質膜。The porous membrane is obtained by casting a porous film-forming material dispersion liquid containing the polymer and inorganic particles constituting the porous film in the form of a film on a substrate, and thereafter, The film-like porous layer formed by being immersed in the substrate, peeled off from the substrate, and then dried by subjecting the film-like porous layer to drying. The porous membrane as described. 請求項1〜4の何れか1項に記載の多孔質膜を製造する方法であって、多孔質膜を構成すべき高分子と無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料分散液を基板上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、形成されたフィルム状多孔質層を前記基板から剥離し、次いで、前記フィルム状多孔質層を乾燥に付すことを含む多孔質膜の製造方法。A method for producing a porous film according to any one of claims 1 to 4, wherein a porous film-forming material dispersion liquid comprising a polymer and inorganic particles constituting the porous film is formed on a substrate. The film-like porous layer is cast into a film, and then immersed in a coagulation solution, the formed film-like porous layer is peeled off from the substrate, and then the film-like porous layer is dried. A method for producing a membrane. 前記多孔質膜形成用材料分散液を基板上へフィルム状に流延した後、相対湿度70〜100%、温度15〜100℃の雰囲気下に0.2分間以上保持し、その後、これを凝固液中に浸漬する請求項5記載の多孔質膜の製造方法。After the porous film-forming material dispersion is cast into a film on a substrate, it is kept for 0.2 minutes or more in an atmosphere having a relative humidity of 70 to 100% and a temperature of 15 to 100 ° C., and then solidified. The manufacturing method of the porous membrane of Claim 5 immersed in a liquid. 基材と、前記基材の少なくとも片面上に設けられた無機粒子を含有する多孔質膜層とを少なくとも有する積層体であって、前記多孔質膜層が請求項1〜4の何れか1項に記載の多孔質膜で構成されている積層体。It is a laminated body which has a base material and the porous membrane layer containing the inorganic particle provided on the at least single side | surface of the said base material, Comprising: The said porous membrane layer is any one of Claims 1-4. A laminate comprising the porous film described in 1. 請求項7記載の積層体を製造する方法であって、多孔質膜を構成すべき高分子と無機粒子とを含む多孔質膜形成用材料分散液を基材上へフィルム状に流延し、その後、これを凝固液中に浸漬し、次いで乾燥に付すことを含む積層体の製造方法。A method for producing a laminate according to claim 7, wherein a porous film-forming material dispersion containing a polymer and inorganic particles that constitute the porous film is cast onto a substrate in the form of a film, Then, the manufacturing method of the laminated body including immersing this in a coagulation liquid and giving to drying then. 前記多孔質膜形成用材料分散液を基材上へフィルム状に流延した後、相対湿度70〜100%、温度15〜100℃の雰囲気下に0.2分間以上保持し、その後、これを凝固液中に浸漬する請求項8記載の積層体の製造方法。After casting the porous film-forming material dispersion on a substrate in the form of a film, it is kept for 0.2 minutes or more in an atmosphere having a relative humidity of 70 to 100% and a temperature of 15 to 100 ° C. The manufacturing method of the laminated body of Claim 8 immersed in a coagulation liquid. 請求項1〜4の何れか1項に記載の多孔質膜の少なくとも一方の表面に、導電体層、誘電体層、半導体層、絶縁体層及び抵抗体層からなる群より選ばれる少なくとも1つの機能性層が設けられた機能性積層体。At least one surface selected from the group consisting of a conductor layer, a dielectric layer, a semiconductor layer, an insulator layer, and a resistor layer on at least one surface of the porous film according to any one of claims 1 to 4. A functional laminate provided with a functional layer. 請求項7記載の積層体の多孔質膜層表面に、導電体層、誘電体層、半導体層、絶縁体層及び抵抗体層からなる群より選ばれる少なくとも1つの機能性層が設けられた機能性積層体。A function in which at least one functional layer selected from the group consisting of a conductor layer, a dielectric layer, a semiconductor layer, an insulator layer, and a resistor layer is provided on the porous film layer surface of the laminate according to claim 7. Laminate.
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