JPWO2021053803A1 - 複合シート及び複合シート製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の複合シート1は、ナノファイバー12を主体として構成されているナノファイバー層10を備えるため、粒子状物質22の粒径の大小にかかわらず、粒子状物質22の量を増やした場合でも粒子状物質22の複合シート1外への脱落を抑制することができる複合シートとなる。
Description
図1は、実施形態1に係る複合シート1の断面図である。図1及び後述する図2〜図4においては、長方形の枠でナノファイバー層10及び粒子状物質部20を表示している。当該表示は、層等を視覚的にわかりやすくするためのものである。つまり、上記のような表示は、ナノファイバー層10や粒子状物質部20の外形を正確に規定するものではない。後述する図2〜図8における基材層30、基材層40、第2ナノファイバー層50及びナノファイバー層60に関する長方形の枠による表示についても、図1における表示と同様に、層の外形を正確に規定するものではない。
図2は、実施形態2に係る複合シート2の断面図である。
実施形態2に係る複合シート2は、基本的には実施形態1に係る複合シート1と同様の構成を有するが、図2に示すように、基材層30をさらに備える。
図3は、実施形態3に係る複合シート3の断面図である。
実施形態3に係る複合シート3は、基本的には実施形態1に係る複合シート1と同様の構成を有するが、図3に示すように、粒子状物質部(第1粒子状物質部)が基材層内に配置されている。図3においては、粒子状物質部については符号による表示は省略し、粒子状物質部(第1粒子状物質部)が内部に配置された基材層については基材層40として符号の表示を行っている。
図4は、実施形態4に係る複合シート4の断面図である。
実施形態4に係る複合シート4は、基本的には実施形態3に係る複合シート3と同様の構成を有するが、図4に示すように、第2ナノファイバー層50をさらに備える。このため、複合シート4においては、粒子状物質部及び基材層40はナノファイバー層10と第2ナノファイバー層50との間に配置されている。
図5は、実施形態5に係る複合シート5の断面図である。
実施形態5に係る複合シート5は、図5に示すように、ナノファイバー層60と、粒子状物質部(符号を図示せず。)とを備える。図5においては、粒子状物質部についての符号による図示については省略し、粒子状物質部が内部に配置されたナノファイバー層についてはナノファイバー層60として符号の表示を行っている。
図6は、実施形態6に係る複合シート6の断面図である。
実施形態6に係る複合シート6は、基本的には実施形態5に係る複合シート5と同様の構成を有するが、図6に示すように、基材層30をさらに備える。
図7は、実施形態7に係る複合シート7の断面図である。
実施形態7に係る複合シート7は、図7に示すように、粒子状物質部が内部に配置されたナノファイバー層60と、粒子状物質22を主体として構成されている粒子状物質部20とを備える。
図8は、実施形態8に係る複合シート8の断面図である。
実施形態8に係る複合シート8は、図8に示すように、粒子状物質部(第2粒子状物質部)が内部に配置されたナノファイバー層60と、粒子状物質部(第1粒子状物質部)が内部に配置された基材層40とを備える。
本発明の発明者らは、本発明の複合シートを実際に作製して構造の観察等を行った。以下、その結果について説明する、
ポリウレタンナノファイバーシートとして、ナフィアス社内製の平均繊維径が200nm、厚さが10μmであるものを用いた。
ポリアクリロニトリル(以下、PANと記載する。)及びポリビニルアルコール(DH=88のもの。以下、単にPVAと記載する。)は、シグマアルドリッチジャパン合同会社を通じて購入したものを用いた。
各種溶媒及び水酸化カリウム(以下、KOHと記載する。)は、富士フイルム和光純薬株式会社を通じて購入したものを用いた。
アルミナ粒子として、住友化学株式会社の高純度アルミナ(HPA)AKP−3000(中心粒径700nm)を用いた。
アラミド繊維として、帝人株式会社のトワロン(登録商標)を用いた。
カーボンナノチューブ(以下、CNTと記載する)分散液として、OCSiAl社のTUBALL(TUBALL COAT_E H2O 0.2%)を用いた。
磁性ナノ粒子分散液として、シグマアルドリッチ社製の酸化鉄(II,III)磁性ナノ粒子(粒径30nm)水分散溶液を用いた。
ベーカーアプリケーターとして、ヨシミツ精機株式会社のYBA−3型を用いた。
走査型電子顕微鏡(SEM)として、株式会社キーエンスのVE−9800を用いた。
図9は、実施例1に係る複合シートのナノファイバー層側のSEM画像である。図9(a),図9(b)は後述する複合シートaのSEM画像であり、図9(c),(d)は後述する複合シートbのSEM画像であり、図9(e),(f)は後述する複合シートcのSEM画像である。なお、図9(a),図9(c),図9(e)と図9(b),図9(d),図9(f)とでは、SEM画像の拡大率が異なる。
図10は、実施例2に係る複合シートの基材層側のSEM画像である。図10(a)は後述する複合シートdのSEM画像であり、図10(b)は後述する複合シートeのSEM画像であり、図10(c)は後述する複合シートfのSEM画像である。
図11は、実施例3に係る複合シートのSEM画像である。図11(a),(b)は拡大率が異なるSEM画像である。
図12は、実施例4に係る複合シートのSEM画像である。図12(a),(b)は拡大率が異なるSEM画像である。
図13は、実施例5に係る複合シートのSEM画像である。図13(a)は実施例5に係る複合シートをCNT分散液を塗布した側とは反対の側から見た場合のSEM画像であり、図13(b),図13(c)は実施例5に係る複合シートをCNT分散液を塗布した側から見た場合のSEM画像である。図13(b),(c)は拡大率が異なるSEM画像である。
Claims (12)
- ナノファイバーを主体として構成されているナノファイバー層と、
粒子状物質を主体として構成されている粒子状物質部とを備え、
前記粒子状物質部を構成する前記粒子状物質のうち一部の粒子状物質のみが前記ナノファイバーと接触していることを特徴とする複合シート。 - 前記粒子状物質部の少なくとも一部は、粒径が前記ナノファイバーの平均繊維径以上の前記粒子状物質である第1粒子状物質を主体として構成されている第1粒子状物質部であり、
前記第1粒子状物質部は、前記ナノファイバー層の表面と接するように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の複合シート。 - 前記ナノファイバー層の表面と接するように配置され、マイクロファイバーかそれよりも太い繊維径を有する繊維を主体として構成されている基材層をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の複合シート。
- 前記第1粒子状物質部は、前記基材層内に配置されている前記第1粒子状物質を主体として構成されていることを特徴とする請求項3に記載の複合シート。
- 第2ナノファイバーを主体として構成されている第2ナノファイバー層をさらに備え、
前記第1粒子状物質部及び前記基材層は、前記ナノファイバー層と前記第2ナノファイバー層との間に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の複合シート。 - 前記粒子状物質部の少なくとも一部は、粒径が前記ナノファイバーの平均繊維径未満の前記粒子状物質である第2粒子状物質を主体として構成されている第2粒子状物質部であり、
前記第2粒子状物質部は、前記ナノファイバー層内に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の複合シート。 - ナノファイバーを主体として構成されているナノファイバー層を準備するナノファイバー層準備工程と、
粒子状物質を配置して粒子状物質部を形成する粒子状物質部形成工程とを含み、
前記粒子状物質部を構成する前記粒子状物質のうち一部の粒子状物質のみが前記ナノファイバーと接触するように前記粒子状物質部形成工程を実施することを特徴とする複合シート製造方法。 - 前記粒子状物質部形成工程で配置する粒子状物質の少なくとも一部は、粒径が前記ナノファイバーの平均繊維径以上の前記粒子状物質である第1粒子状物質であり、
前記粒子状物質部形成工程においては、前記第1粒子状物質を主体として構成されている第1粒子状物質部を、前記ナノファイバー層の表面と接するように形成することを特徴とする請求項7に記載の複合シート製造方法。 - 前記粒子状物質部形成工程は、前記ナノファイバー層の表面にマイクロファイバーかそれよりも太い繊維径を有する繊維を主体として構成されている基材層が配置されている状態で実施することを特徴とする請求項8に記載の複合シート製造方法。
- 前記粒子状物質部形成工程においては、前記基材層内に前記第1粒子状物質を配置することで前記第1粒子状物質部を形成することを特徴とする請求項9に記載の複合シート製造方法。
- 第2ナノファイバーを主体として構成されている第2ナノファイバー層を、前記第1粒子状物質部からみて前記ナノファイバー層が配置されている側とは反対の側に配置する第2ナノファイバー層配置工程をさらに含むことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の複合シート製造方法。
- 前記粒子状物質部形成工程で配置する粒子状物質の少なくとも一部は、粒径が前記ナノファイバーの平均繊維径未満の前記粒子状物質である第2粒子状物質であり、
前記粒子状物質部形成工程においては、前記ナノファイバー層内に前記第2粒子状物質を配置することで、前記ナノファイバー層内に第2粒子状物質部を形成することを特徴とする請求項11に記載の複合シート製造方法。
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