KR102218601B1 - 입체 구조체 - Google Patents

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Abstract

입체 구조체(11)는, 심부(12)와, 심부(12)의 주위에 위치하는 다공질부(13)를 구비한다. 입체 구조체(11)의 임의의 횡단면에 있어서, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름의 3/20만큼 내측의 위치(11a)보다 내측에 위치하는 다공질부(13)의 단위면적당 공극률이 80% 이하이다.

Description

입체 구조체
본 발명은, 입체 구조체에 관한 것으로, 특히, 고체 전해질 또는 촉매 등의 기능재료를 담지 가능한 입체 구조체에 관한 것이다.
입체 구조체는, 전해 콘덴서의 양극체 또는 촉매 담체 등으로 이용하는 것이 가능하지만, 입체 구조체의 용도는, 상기에 한정되지 않고, 여러 가지의 용도로 적용 가능하다.
고체 전해질을 담지하는 양극체를 개시한 선행문헌으로서 일본국 특개 2008-177199호 공보(특허문헌 1), 일본국 특개 2008-177200호 공보(특허문헌 2) 및 일본국 특개 소 61－278124호 공보(특허문헌 3)가 있다. 특허문헌 1, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 기재된 고체 전해 콘덴서는, 양극체로서 에칭에 의해 표면이 조면화된 알루미늄선을 이용하고 있다.
촉매를 담지하는 촉매 담체를 개시한 선행문헌으로서 일본국 특개 2012-161718호 공보(특허문헌 4)가 있다. 특허문헌 4에 기재된 촉매 담체는, 에칭 등에 의해 해면상 구조층이 설치된 알루미늄제의 와이어로 이루어진다.
일본국 특개 2008-177199호 공보 일본국 특개 2008-177200호 공보 일본국 특개 소 61-278124호 공보 일본국 특개 2012-161718호 공보
고체 전해질 또는 촉매 등의 기능재료를 입체 구조체에 의해 많이 담지시키기 위해서는, 입체 구조체가 많은 공극을 포함하고, 입체 구조체의 표면적에 상당하는 면 확대 배율이 높은 것이 바람직하다. 또, 전해액과 입체 구조체의 접촉면을 보다 많게 하기 위해서도, 입체 구조체의 면 확대 배율이 높은 것이 바람직하다. 그러나, 입체 구조체가 포함된 공극이 너무 많은 경우, 공극이 존재하고 있는 부분의 입체 구조체의 기계적 강도를 유지하는 것이 어려워진다.
특히, 에칭에 의해서 입체 구조체의 외주부로부터 중심부를 향해 순서대로 공극을 형성했을 경우, 입체 구조체의 중심부에 가까워짐에 따라서 공극이 많이 형성되고, 공극이 과도하게 형성된 부분의 기계적 강도가 불충분하게 되는 일이 있었다. 또, 공극이 과도하게 형성된 부분에 있어서, 공극끼리가 결합하여 큰 공극이 형성되어, 높은 면 확대 배율을 얻는 것이 어려웠다.
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 기계적 강도를 확보하면서 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있는 입체 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의거하는 입체 구조체는, 도전성 재료를 함유하는 입체 구조체이다. 입체 구조체는, 심부와, 심부의 주위에 위치하는 다공질부를 구비한다. 입체 구조체의 임의의 횡단면에 있어서, 상기 다공질부의 외연으로부터 상기 입체 구조체의 지름의 3/20만큼 내측의 위치보다 내측에 위치하는 상기 다공질부의 단위면적당 공극률이 80% 이하이다.
본 발명의 일형태에 있어서는, 상기 임의의 횡단면에 있어서, 입체 구조체의 외형을 상사형으로 축소시켰을 때에 다공질부의 내연과 최초로 접하는 제1 가상 형상과, 다공질부의 외연 사이의 영역을, 공극 형성 영역이라고 규정했을 경우, 상기 임의의 횡단면에 있어서, 다공질부의 외연으로부터 입체 구조체의 지름의 1/20만큼 내측의 위치보다 내측에 위치하고, 또한, 공극 형성 영역에 위치하는, 다공질부의 단위면적당 공극률이 15% 이상 80% 이하이다.
본 발명의 일형태에 있어서는, 상기 임의의 횡단면에 있어서, 공극 형성 영역에 위치하는 다공질부의 단위면적당 공극률이 15% 이상 80% 이하이다.
본 발명의 일형태에 있어서는, 상기 임의의 횡단면에 있어서, 다공질부의 외연으로부터 입체 구조체의 지름의 1/20만큼 내측의 위치의 외측의 영역의 적어도 일부에, 단위면적당 공극률이 80%보다 높은 상기 다공질부가 존재하고 있다.
본 발명의 일형태에 있어서는, 상기 임의의 횡단면에 있어서, 입체 구조체의 외형을 상사형으로 축소시켰을 때에 다공질부의 내연과 마지막에 접하는 제2 가상 형상과, 제1 가상 형상 사이의 간격이 10μm 이하이다.
본 발명에 의하면, 기계적 강도를 확보하면서 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있다.
도 1은, 제1 예의 기재의 형상을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 제2 예의 기재의 형상을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 제3 예의 기재의 형상을 나타내는 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면 도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시형태의 제1 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면 도이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시형태의 제2 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면 도이다.
도 7은, 본 발명의 일 실시형태의 제3 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면 도이다.
도 8은, 본 발명의 일 실시형태의 제4 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면 도이다.
도 9는, 입체 구조체의 다공질부의 단위면적당의 공극률을 측정하는 방법을 설명하기 위한, 입체 구조체의 횡단면도이다.
도 10은, 실시예 1의 입체 구조체의 횡단면을 현미경으로 촬상한 사진이다.
도 11은, 비교예의 입체 구조체의 횡단면을 현미경으로 촬상한 사진이다.
도 12는, 실시예 1의 입체 구조체로부터 염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 떼어낸 상태를 나타내는 사진이다.
도 13은, 비교예의 입체 구조체로부터 염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 떼어낸 상태를 나타내는 사진이다.
도 14는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 구조체를 양극체로서 구비하는 전해 콘덴서의 구성을 나타내는 일부 단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 구조체에 대해 도를 참조하여 설명한다. 이하의 실시형태의 설명에 있어서는, 도 안의 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 교부하고, 그 설명은 반복하지 않는다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 구조체는, 도전성 재료를 함유하는 입체 구조체이다. 입체 구조체는, 심부와 심부의 주위에 위치하는 다공질부를 구비한다. 다공질부는, 기재를 에칭 등에 의해 일부 제거함으로써 설치되는 경우와, 증착 또는 소결 등에 의해 재료를 기재 상에 적층함으로써 설치되는 경우가 있다.
기재의 형상은, 실 형상, 섬유 형상 및 둥근 막대 형상 등을 포함한 와이어 형상이어도 되고, 구체 형상, 타원체 형상, 펠릿 형상 및 코인 형상 등을 포함한 블록 형상이어도 된다. 또한, 블록 형상에는, 박 형상 및 종이 형상 등의 두께가 1mm 이하인 형상은 포함되지 않는다.
도 1은, 제1 예의 기재의 형상을 나타내는 사시도이다. 도 2는, 제2 예의 기재의 형상을 나타내는 사시도이다. 도 3은, 제3 예의 기재의 형상을 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 예의 기재(10a)의 형상은, 횡단면의 지름이 r, 길이가 L이며, r＜L이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 예의 기재(10b)의 형상은, 횡단면의 지름이 r, 길이가 L이며, r=L이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제3 예의 기재(10c)의 형상은, 횡단면의 지름이 r, 길이가 L이며, r＞L이다.
상기와 같이, 기재의 횡단면의 지름(r)과 길이(L)의 대소 관계는, 특별히 한정되지 않지만, 기재의 길이(L)와 입체 구조체의 길이가 동일한 경우, 기재를 입체 구조체의 길이에 맞추어 절단하는 공정이 불필요해지기 때문에, 입체 구조체의 제조 공정을 줄일 수 있다.
다공질부가 에칭 등에 의해 기재의 일부를 제거하여 설치되는 경우, 기재는 외형에, 둥그스름해지지 않는 모서리부를 갖지 않는 것이 바람직하다. 기재의 외형에 모서리부가 있는 경우, 에칭에 의해서 기재의 외주부로부터 중심부를 향해 순서대로 공극을 형성했을 때, 모서리부의 근방에 있어서 공극이 서로 결합하여 큰 공극이 형성된다. 이 경우, 다공질부의 표면적의 증가가 억제되어 높은 면 확대 배율을 얻는 것이 어려워진다. 높은 면 확대 배율을 얻는 관점으로부터, 기재의 횡단면의 형상은, 원형인 것이 바람직하다.
기재를 구성하는 재료는, 입체 구조체의 용도에 맞추어 적절히 선정된다. 입체 구조체가 전해 콘덴서의 양극체로서 이용되는 경우에는, 다공질부의 표면에 유전체층이 형성된다. 다공질부와 유전체층과의 밀착성의 관점으로부터, 다공질부를 구성하는 금속 성분의 산화물로 유전체층을 구성하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 다공질부가 에칭 등에 의해 기재의 일부를 제거하여 설치되는 경우에는, 기재는, 알루미늄, 니오브 또는 탄탈 등의 벨브 작용 금속으로 구성된다.
상기와 같이, 입체 구조체는, 기재를 에칭 등에 의해 일부 제거함으로써 형성되어도 되고, 증착 또는 소결 등에 의해 재료를 기재 상에 적층하는 것에 의해서 형성되어도 된다. 또한, 입체 구조체는, 다공질부가 설치된 기재를 절단함으로써 형성되어도 된다. 입체 구조체의 외형은, 와이어 형상이어도 되고, 블록 형상이어도 된다. 입체 구조체의 횡단면의 지름과 길이의 대소 관계는, 특별히 한정되지 않는다.
도 4는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면 도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 구조체(11)는, 심부(12)와, 심부(12)의 주위에 위치하는 다공질부(13)를 구비한다. 도 4에 있어서는, 다공질부(13)의 내연(13b)에, 둘레의 전체에 걸쳐서 경방향의 매우 작은 요철이 있는 상태를, 과장하여 나타내고 있다. 다공질부(13)의 횡단면의 지름은 r이다.
본 실시형태에 따른 입체 구조체(11)는, 임의의 횡단면에 있어서, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름(r)의 3/20만큼 내측의 위치(11a)보다 내측에 위치하는 다공질부(13)의 단위면적당의 공극률이 80% 이하이다. 다공질부(13)의 위치(11a)에 있어서의 지름을 r1으로 하면, r1=17r/20을 만족시킨다. 위치(11a)보다 내측에 위치하는 다공질부(13)의 단위면적당의 공극률은, 75% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기의 구성에 의해, 입체 구조체(11)의 다공질부(13)에는, 공극이 과도하게 형성된 부분이 존재하지 않기 때문에, 입체 구조체(11)의 기계적 강도를 확보할 수 있다.
여기서, 본 실시형태에 따른 입체 구조체(11)의 제조 방법에 대해 설명한다. 입체 구조체(11)는, 기재를 에칭 등에 의해 일부 제거함으로써 형성해도 되고, 증착 또는 소결 등에 의해 재료를 기재 상에 적층하는 것에 의해서 형성해도 된다.
기재를 에칭 등에 의해 일부 제거함으로써 입체 구조체(11)를 형성하는 방법으로서 교류 에칭 또는 케미컬 에칭 등의 방법이 있다. 에칭액으로는, 예를 들어, 염산을 포함한 수용액을 이용할 수 있다. 다공질부(13)에 있어서 공극을 균일하게 형성하는 관점에서는, 케미컬 에칭보다 교류 에칭이 바람직하다.
통상의 교류 에칭을 이용하여, 기재를 에칭욕 중에 침지해, 입체 구조체(11)의 외주부로부터 중심부를 향해 순서대로 공극을 형성했을 경우, 입체 구조체(11)의 내부의 가장 깊숙한 곳에 위치하는 공극에 침입하고 있는 에칭액은, 공극이 뒤얽힌 복잡한 형상으로 되어있기 때문에 순환하기 어렵고, 입체 구조체(11)의 외부의 에칭욕 중의 에칭액과 비교하여, 조성 및 온도가 크게 달라진다. 그 결과, 에칭이 국소적으로 집중하여 진행되고, 기재의 일부를 결핍시켜 버리는 등의 이상 용해가 일어나기 쉬워진다. 이 때문에, 입체 구조체(11)의 중심부에 가까워짐에 따라서 공극이 많이 형성되어, 공극이 과도하게 형성되기 쉬워진다.
특히, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름 r의 3/20만큼 내측의 위치(11a)보다 내측에 에칭이 진행한 시점에서, 공극의 과도한 형성이 일어나기 쉬워진다. 공극이 과도하게 형성된 부분에서는, 다공질부(13)가 취화하여 박리하기 쉬워져 기계적 강도가 불충분하게 된다. 또, 공극끼리가 결합하여 큰 공극이 형성되어 높은 면 확대 배율이 얻어지지 않는다.
여기서, 본 실시형태에 따른 입체 구조체(11)의 제조 방법에 있어서는, 입체 구조체(11)의 외주부로부터 중심부를 향해 순서대로 공극을 형성할 때, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름 r의 3/20만큼 내측의 위치(11a)보다 내측에 에칭이 진행된 시점에서, 에칭의 진행에 따라, 에칭욕 중의 에칭액의 순환량을 많게 한다. 이에 의해, 입체 구조체(11)의 내부의 가장 깊숙한 곳에 위치하는 공극에 침수하고 있는 에칭액을 강제적으로 순환시킬 수 있다.
이 때문에, 입체 구조체(11)의 내부의 가장 깊숙한 곳에 위치하는 공극에 침수하고 있는 에칭액의 조성 및 온도가, 입체 구조체(11)의 외부의 에칭욕 중의 에칭액의 조성 및 온도에 가까워질 수 있다. 그 결과, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름 r의 3/20만큼 내측의 위치(11a)보다 내측에 위치하는 다공질부(13)에, 다공질부(13)의 단위면적당 공극률이 80%보다 높은, 공극이 과도하게 형성된 부분이 존재하지 않도록 할 수 있다.
증착 또는 소결 등에 의해 재료를 기재 상에 적층함으로써 입체 구조체(11)를 형성하는 방법으로서, 증착 또는 소결 등에 의해 기재 상에 부착시키는 입자의 입경 및 밀도를, 다공질부(13)의 단위면적당 공극률이 80% 이하가 되도록, 기재 상의 재료의 적층의 진행에 따라 적절히 조정한다. 소결의 경우는, 가열 온도 및 가열 시간에 대해서도 적절히 조정한다.
이하, 본 실시형태의 제1 변형예에 따른 입체 구조체(11)에 대해 설명한다. 도 5는, 본 발명의 일 실시형태의 제1 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 임의의 횡단면에 있어서, 입체 구조체(11)의 외형을 화살표(S)로 나타내는 바와 같이 상사형으로 축소시켰을 때에 다공질부(13)의 내연(13b)과 최초로 접하는 제1 가상 형상(13c)과, 다공질부(13)의 외연(13a)의 사이의 영역을, 공극 형성 영역(13t)이라고 규정한다.
본 발명의 일 실시형태의 제1 변형예에 따른 입체 구조체(11)에 있어서는, 공극 형성 영역(13t)에 위치하는 다공질부(13)의 단위면적당 공극률은, 15% 이상 80% 이하이며, 20% 이상 75% 이하인 것이 보다 바람직하다.
다공질부(13) 전체의 공극의 대부분이 공극 형성 영역(13t)에 형성되어 있기 때문에, 공극 형성 영역(13t)의 다공질부(13)에 의해서, 입체 구조체(11)의 기계적 강도 및 얻어지는 면 확대 배율이 대략 결정된다.
공극 형성 영역(13t)의 다공질부(13)의 공극률이 15% 이상 80% 이하임으로써, 공극 형성 영역(13t)의 다공질부(13)에, 공극이 과도하게 형성된 부분이 존재하지 않는다. 게다가, 내연(13b)과 제1 가상 형상(13c)의 사이의 영역(이하, 심층 영역(13i)이라고 칭한다)의 다공질부(13)에 있어서도, 공극률이 80% 이하이다. 이 때문에, 입체 구조체(11)의 기계적 강도를 확보할 수 있다. 또, 공극 형성 영역(13t)의 다공질부(13)에 있어서, 공극률이 15% 이상 확보됨으로써, 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있다.
이하, 본 실시형태의 제2 변형예에 따른 입체 구조체(11)에 대해 설명한다. 도 6은, 본 발명의 일 실시형태의 제2 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태의 제2 변형예에 따른 입체 구조체(11)에 있어서는, 임의의 횡단면에 있어서, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름의 1/20만큼 내측의 위치(11b)보다 내측에 위치하고, 또한, 공극 형성 영역(13t)에 위치하는, 다공질부(13)의 단위면적당 공극률이 15% 이상 80% 이하이다.
다공질부(13)의 위치(11b)에 있어서의 지름을 r2로 하면, r2=19r/20을 만족시킨다. 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름의 1/20만큼 내측의 위치(11b)보다 내측에 위치하고, 또한, 공극 형성 영역(13t)에 위치하는 영역을, 주영역(13s)이라고 규정한다. 주영역(13s)의 다공질부(13)의 단위면적당 공극률은, 20% 이상 75% 이하인 것이 보다 바람직하다.
상기의 구성에 의해, 주영역(13s)의 다공질부(13)에, 공극이 과도하게 형성된 부분이 존재하지 않는다. 게다가, 심층 영역(13i)의 다공질부(13)에 있어서도, 공극률이 80% 이하이다. 이 때문에, 입체 구조체(11)의 기계적 강도를 확보할 수 있다. 또, 주영역(13s)의 다공질부(13)에 있어서, 공극률이 15% 이상 확보됨으로써, 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있다.
다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름의 1/20만큼 내측의 위치(11b)의 외측의 영역을, 표층 영역(13h)이라고 규정한다. 본 발명의 일 실시형태의 제2 변형예에 따른 입체 구조체(11)에 있어서는, 표층 영역(13h)의 적어도 일부에, 단위면적당 공극율이 80%보다 높은 다공질부(13)가 존재하고 있다. 또한, 표층 영역(13h)의 전체에 있어서, 다공질부(13)의 단위면적당 공극률이 80%보다 높아도 된다.
상기의 구성에 의해, 표층 영역(13h)의 다공질부(13)의 강성을 저하시켜, 표층 영역(13h)에서 용이하게 압축 변형하도록, 입체 구조체(11)를 구성할 수 있다. 이에 의해, 입체 구조체(11)에 굽힘 응력이 부하 되었을 때에, 표층 영역(13h)에서 굽힘 응력을 완화하여, 주영역(13s)의 다공질부(13)에 갈라짐 또는 균열이 생기는 것을 억제할 수 있다. 게다가, 주영역(13s) 및 심층 영역(13i)의 다공질부(13)에 있어서, 공극률이 80% 이하이기 때문에, 입체 구조체(11)의 기계적 강도를 확보할 수 있다. 또, 주영역(13s)의 다공질부(13)에 있어서, 공극율이 15% 이상 확보됨으로써, 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있다.
만일, 다공질부(13)의 내연(13b)의 근방에 있어서 공극률이 과도하게 높은 경우, 다공질부(13)의 내연(13b)의 근방에서 갈라짐 또는 균열이 발생하고, 다공질부(13)가 내연(13b)으로부터 외연(13a)에 걸쳐 단열하여, 다공질부(13)의 대부분이 박리할 가능성이 있다.
한편, 표층 영역(13h)의 다공질부(13)에만 있어서, 공극률이 과도하게 높은 경우, 표층 영역(13h)의 다공질부(13)에서 갈라짐 또는 균열이 발생하고, 다공질부(13)가 표층 영역(13h)으로부터 외연(13a)에 걸쳐 단열하고, 표층 영역(13h)의 다공질부(13)의 일부가 박리했다고 해도, 다공질부(13)의 파괴의 정도는 경미하다. 표층 영역(13h)의 다공질부(13)의 일부가 박리함으로써, 굽힘 응력을 완화하여, 주영역(13s)의 다공질부(13)에 갈라짐 또는 균열이 생기는 것을 억제할 수 있다.
표층 영역(13h)의 적어도 일부에, 단위면적당 공극률이 80%보다 높은 다공질부(13)를 존재시키는 방법으로서, 교류 에칭에 의해 다공질부(13)를 형성하는 경우에는, 교류 에칭을 개시 후의 초기 단계만, 교류 주파수를 낮게 한다. 이에 의해, 표층 영역(13h)에 위치하는 다공질부(13)에 있어서만, 공극을 과도하게 형성할 수 있다.
증착 또는 소결 등에 의해 재료를 기재 상에 적층함으로써 다공질부(13)를 형성하는 경우에는, 표층 영역(13h)의 적어도 일부에, 단위면적당의 공극율이 80%보다 높은 다공질부(13)가 존재하도록, 표층 영역(13h)에 배치되는 입자의 입경 및 밀도를 적절하게 조정한다. 예를 들어, 표층 영역(13h)에 배치되는 입자의 입경을 크게 하여, 표층 영역(13h)에 배치되는 입자의 밀도를 낮게 한다.
이하, 본 실시형태의 제3 변형예에 따른 입체 구조체(11)에 대해 설명한다. 도 7은, 본 발명의 일 실시형태의 제3 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면도이다. 본 발명의 일 실시형태의 제3 변형예에 따른 입체 구조체(11)에 있어서는, 도 7에 나타내는 것과 같이, 임의의 횡단면에 있어서, 입체 구조체(11)의 외형을 화살표(S)로 나타내도록 상사형으로 축소시켰을 때에 다공질부(13)의 내연(13b)과 마지막에 접하는 제2 가상 형상(13d)과, 제1 가상 형상(13c)의 사이의 간격(m)이, 10μm 이하이다. 바람직하게는, 간격 m가, 5μm 이하이다.
간격(m)은, 도 7에 나타내는 것과 같이, 다공질부(13)의 내연(13b)에 있어서, 둘레의 전체에 걸쳐서 나타나는 경방향의 매우 작은 요철의 크기에 의해서 정해진다. 이 매우 작은 요철은, 예를 들어, 교류 에칭에 의해 입체 구조체(11)를 형성할 때에, 에칭이 입체 구조체(11)의 외주부에서 중앙부를 향해서 불균일하게 진행했을 경우에 나타난다. 이 경우, 에칭이 보다 진행한 부분에 공극이 집중하여 형성된다. 그 결과, 다공질부(13)의 내연(13b)의 근방에 있어서, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터의 거리가 동일한 위치여도, 장소에 의해서 공극률에 편차가 생긴다.
간격(m)이 10μm 이하인 경우, 내연(13b)의 근방에 위치하는 다공질부(13)의 공극률에, 편차가 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 주영역(13s) 및 심층 영역(13i)의 다공질부(13)에 있어서, 공극률이 80% 이하인 것에 더하여, 내연(13b)의 근방에 위치하는 다공질부(13)에, 공극이 과도하게 형성되는 것을 억제하기 때문에, 입체 구조체(11)의 기계적 강도를 확보할 수 있다. 또, 주영역(13s)의 다공질부(13)에 있어서, 공극율이 15% 이상 확보되는 것에 더하여, 내연(13b)의 근방에 위치하는 다공질부(13)에 있어서, 공극끼리가 결합하여 큰 공극이 형성되는 것을 억제하기 때문에, 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있다.
도 8은, 본 발명의 일 실시형태의 제4 변형예에 따른 입체 구조체의 구성을 나타내는 횡단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 입체 구조체(11)는, 임의의 횡단면에 있어서, 다공질부(13)의 외연(13a) 및 내연(13b)의 각각이 원형이다. 즉, 다공질부(13)의 내연(13b)에는, 경방향의 매우 작은 요철이 없다. 다공질부(13)의 외연(13a)과 내연(13b)은, 동심원모양으로 위치하고 있다. 따라서, 다공질부(13)의 두께가 일정하다.
상기의 구성에 의해, 내연(13b)의 근방에 위치하는 다공질부(13)의 공극률에, 편차가 생기는 것을, 본 발명의 일 실시형태의 제3 변형예에 따른 입체 구조체보다 더욱 억제할 수 있다. 그 결과, 내연(13b)의 근방에 위치하는 다공질부(13)에, 공극이 과도하게 형성되는 것을 더욱 억제하여, 입체 구조체(11)의 기계적 강도를 충분히 확보할 수 있다. 또, 내연(13b)의 근방에 위치하는 다공질부(13)에 있어서, 공극끼리가 결합하여 큰 공극이 형성되는 것을 더욱 억제하여, 충분히 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있다.
(실험예)
이하, 비교예 및 실시예에 따른 입체 구조체의 특성에 대해 검증한 실험예에 대해 설명한다. 우선, 입체 구조체의 각 특성의 평가방법에 대해 설명한다.
(1) 다공질부의 단위면적당 공극률
도 9는, 입체 구조체의 다공질부의 단위면적당 공극률을 측정하는 방법을 설명하기 위한, 입체 구조체의 횡단면도이다.
도 9에 나타내는 것과 같이, 입체 구조체(11)의 횡단면을 현미경에서 촬상한 화상을 관찰한다. 화상의 색조의 차이는, 관찰 대상의 조성의 차이에 의한 것이 아니라, 관찰 대상의 표면의 요철을 반영하고 있다. 색조가 진한 장소는, 공극이 많은 장소이다.
촬상한 화상 상에서, 다공질부(13)의 외연(13a) 상의 임의의 점(P1)과 입체 구조체(11)의 중심(C)을 연결하는 직선(CP1)을 긋는다. 다음으로, 직선(CP1)을 중심(C)을 중심으로 하여 우회전으로 45도 회전시킨 직선과 다공질부(13)의 외연(13a)의 교점(P2)을 구하여 직선(CP2)을 긋는다. 이후, 동일하게 하여, 우회전으로 45도씩 회전시킨 직선과 다공질부(13)의 외연(13a)의 교점을 구해, 직선(CP1~CP8)의 8개의 직선을 긋는다.
다음으로, 직선(CP1~CP8) 상의 각각에 대해서, 화상 해석 소프트를 이용해 2치화 처리한다. 2치화 처리된 화상에 있어서, 화살표(S)로 나타내는 것과 같이, 점(P1~P8)의 각각으로부터 중심(C)을 향해서, 각 직선(CP1~CP8)을 중심으로 폭 15μm의 범위에서 공극률의 프로파일을 측정한다. 그리고, 직선(CP1~CP8) 상의 8개 부분의 측정 결과에 있어서, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터의 거리가 같은 위치에서의 공극률의 산술 평균을 구함으로써, 다공질부(13)의 내부의 지름 방향의 공극률의 분포를 구한다.
(2) 공극 형성 영역의 두께
도 5에 나타내는 것과 같이, 입체 구조체(11)의 횡단면을 현미경에서 촬상한다. 제1 가상 형상(13c)과 입체 구조체(11)의 외형의 사이의 간격을 공극 형성 영역의 두께로 한다.
(3) 면 확대 배율
측정 주파수 120Hz의 LCR미터에서, 입체 구조체 및 기재의 각각의 정전 용량을, 아디핀산암모늄 수용액 중 또는 붕산 암모늄 수용액 중에서 측정한다. 또한, 면 확대 배율의 측정에 이용되는 수용액은, 하기와 같이 구분하여 사용해도 된다. 입체 구조체에 유도체층을 양극 산화에 의해서 형성하는 경우에는, 양극 산화 시에 이용하는 수용액을 면 확대 배율의 측정용의 수용액으로 하여 이용한다. 유전체층을 양극 산화 이외 방법에 의해 형성하는 경우에, 유전체층의 형성 두께가 얇을 때에는 아디핀산 암모늄 수용액을, 유전체층의 형성 두께가 두꺼울 때는 붕산 암모늄 수용액을, 면 확대 배율의 측정용의 수용액으로 하여 이용한다. 그리고, 기재의 정전 용량에 대한 입체 구조체의 정전 용량의 비율을 구해 이를 면 확대 배율로 한다.
또한, 면 확대 배율의 크고 작음은, 입체 구조체를 전해 콘덴서의 양극체로 하여 이용하는 경우에는, 전해 콘덴서의 정전 용량에, 입체 구조체를 촉매 담체로 하여 이용하는 경우에는, 촉매 반응의 수율에 영향을 미친다.
(4) 입체 구조체의 기계적 강도
복수의 입체 구조체를 가로로 일렬로 약 2mm의 폭이 되도록 나란히 묶고 그 길이 방향의 양단을, 두께가 1mm인 FRP(Fiber Reinforced Plastics)제의 판에 셀로판테이프로 붙여 고정한다. 복수의 입체 구조체에, 폭이 3mm, 두께가 0.12mm, 스테인리스 판에 대한 떼어냄 점착력이 450gf/15mm인 염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 붙인다. 염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 복수의 입체 구조체에 붙일 때, 2kgf의 롤러가 입체 구조체의 전체 길이를 두번 왕복하도록 꽉 누른다.
또한, 입체 구조체의 지름이 1mm를 넘는 경우에는, 입체 구조체를 가로로 일렬로 묶었을 때의 폭과, 사용하는 염화 비닐 마스킹 라인 테이프의 폭이, 대체로 2：3이 되도록, 입체 구조체의 개수와 염화 비닐 마스킹 라인 테이프의 폭을 조정한다.
다음으로, 인장 시험기의 하측의 척에 FRP판의 단부를 고정하고, 염화 비닐 마스킹 라인 테이프의 잡는 부분을 인장 시험기의 상측의 척에 고정한다. 떼어냄 속도는 10mm/초로, 염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 입체 구조체로부터 떼어낸다.
염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 입체 구조체로부터 떼어내고 있는 사이에 인장 시험기가 부하된 최대 하중을 측정한다. 이후, 이 최대 하중을 시험에 제공한 입체 구조체의 개수로 나눈 값을, 벗김 강도(gf)라고 칭한다.
또, 떼어낸 후의 염화 비닐 마스킹 라인 테이프에 입체 구조체로부터 박리한 다공질부가 어느 정도 부착하고 있는지 눈으로 봐서 관찰하여, 입체 구조체의 기계적 강도를 평가한다.
(5) 입체 구조체의 굽힘 변형 능력
입체 구조체를 20V의 인가 전압으로 양극 산화한 후, 곡률 반경이 다른 원형봉의 입체 구조체를 따라 입체 구조체가 파단했을 때의 원형봉의 최대곡률 반경을 구한다. 이 최대곡율 반경이 작을수록, 입체 구조체의 굽힘 변형 능력이 크다.
본 실험예에 있어서는, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예의 3종류의 입체 구조체를 이용하여, 상기의 각 특성에 대해 검증했다.
실시예 1에 따른 입체 구조체는, 직경이 0.2mm의 원주 형상인 기재를 이용하여 제작했다. 기재의 성분은, 순도가 99.99%인 알루미늄으로 했다. 기재의 표면의 탈지를 목적으로 한 산처리를 기재에 실시한 후, 4.5wt%의 염산, 0.9wt%의 황산 및 2.0wt%의 염화 알루미늄을 함유하는 수용액(이하, 에칭액이라고 칭한다)중에서, 기재에 대해서, 기재의 축방향을 향해 에칭액을 공급함으로써, 에칭액의 순환을 실시하면서, 공극 형성 영역의 두께가 약 55μm가 되도록, 교류 에칭을 실시했다.
교류 에칭의 조건으로는, 에칭액의 온도를 35℃, 전류 밀도를 280mA/cm2, 전류 파형(반파)을 삼각파로 했다. 교류 에칭 중에 있어서, 에칭의 진행에 따라, 에칭욕 중의 에칭액의 순환량이 많아지도록 했다. 구체적으로는, 에칭액을 공급하는 유속을 에칭 개시시에는 40cm/분으로 하고, 그 후, 에칭액의 유속을 서서히 빠르게 하여 에칭 종료시에는 100cm/분으로 했다. 교류 에칭의 종료 후, 염소 이온의 제거를 목적으로 한 산처리를 입체 구조체에 실시했다.
실시예 2에 따른 입체 구조체는 기재의 표면의 탈지를 목적으로 한 산처리를 기재에 실시한 후, 실시예 1과 같은 조건의 교류 에칭을 실시하기 전에, 0.5Hz의 주파수로 교류 에칭을 실시한 것, 및, 교류 에칭 중에 에칭욕 중의 에칭액의 순환량을 실시예 1에 있어서 순환량을 많게 하기 전의 순환량으로 유지한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 입체 구조체를 제작했다.
비교예에 따른 입체 구조체는 교류 에칭 중에 에칭욕 중의 에칭액의 순환량을 실시예 1에 있어서 순환량을 많이 하기 전의 순환량으로 유지한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 입체 구조체를 제작했다.
Figure 112019036241066-pct00001
Figure 112019036241066-pct00002
표 1은, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 따른 입체 구조체의 다공질부의 공극율의 분포 및 간격(m)의 측정 결과를 나타내는 표이다. 다공질부의 공극률의 분포에 있어서는, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 위치(11b)까지의 표층 영역, 다공질부(13)의 위치(11b)로부터 위치(11a)까지의 제1 주영역 및 다공질부(13)의 위치(11a)로부터 제1 가상 형상(13c)까지의 제2 주영역, 제1 가상 형상(13c)으로부터 내연(13b)까지의 심층 영역의 각각에 있어서의 공극률의 범위를 나타내고 있다. 또한, 제1 주영역과 제2 주영역을 합친 영역이 주영역이 된다. 표층 영역과 주영역을 합친 영역이 공극 형성 영역이 된다. 공극 형성 영역과 심층 영역을 합친 영역이 다공질부(13)의 전체가 된다.
표 2는, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예에 따른 입체 구조체의 면 확대 배율, 입체 구조체의 기계적 강도, 벗김 강도, 입체 구조체의 굽힘 변형 능력의 평가 결과를 나타내는 표이다.
또한, 실시예 1 및 실시예 2의 입체 구조체의 면 확대 배율, 벗김 강도 및 입체 구조체의 굽힘 변형 능력을 나타내는 최대 곡률 반경에 대해서는, 비교예의 입체 구조체의 값을 100으로 하여 규격화하고 있다. 입체 구조체의 기계적 강도에 대해서는, 염화 비닐 마스킹 라인 테이프에 부착하고 있는 다공질부의 양을 눈으로 봐서 확인하고, 적은 경우를 「Good」, 많은 경우를 「Insufficient」로 하여 평가했다.
도 10은, 실시예 1의 입체 구조체의 횡단면을 현미경으로 촬상한 사진이다. 도 11은, 비교 예의 입체 구조체의 횡단면을 현미경으로 촬상한 사진이다. 도 12는, 실시예 1의 입체 구조체로부터 염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 떼어낸 상태를 나타내는 사진이다. 도 13은, 비교 예의 입체 구조체로부터 염화 비닐 마스킹 라인 테이프를 떼어낸 상태를 나타내는 사진이다.
표 1에 나타내는 것과 같이, 실시예 1의 입체 구조체에 있어서는, 다공질부의 전체에 있어서의 공극율은 80% 이하이며, 간격(m)은 3μm였다. 실시예 2의 입체 구조체에 있어서는, 표층 영역의 다공질부의 공극율은 80%보다 높고, 간격(m)은 5μm였다. 비교예의 입체 구조체에 있어서는, 표층 영역 및 제2 주영역의 다공질부의 공극율은 80%보다 높고, 간격(m)은 2μm였다.
도 10에 나타내는 것과 같이, 실시예 1의 입체 구조체(11)에 있어서는, 다공질부(13)에 있어서의 색조가 외연으로부터 내연에 걸쳐 대략 일정했다. 실시예 1의 입체 구조체(11)에 있어서는, 다공질부(13)의 내연의 근방에 있어서의 공극의 과도한 형성이 인정되지 않았다. 다공질부(13)의 내연에 둘레의 전체에 걸쳐서 경방향의 매우 작은 요철이 인정되었다.
도 11에 나타내는 것과 같이, 비교예의 입체 구조체(91)에 있어서는, 다공질부(93)에 있어서의 색조가 외연으로부터 내연으로 감에 따라서 진해지고 있으며, 심부(92)와 다공질부(93)의 경계의 색조의 차가 컸다. 비교예의 입체 구조체(91)에 있어서는, 다공질부(93)의 내연의 근방에 공극이 과도하게 형성되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
표 2에 나타내는 것과 같이, 실시예 1의 입체 구조체에 있어서는, 면 확대 배율이 108, 입체 구조체의 기계적 강도는 Good, 벗김 강도는 750, 입체 구조체의 최대곡율 반경은 200이었다. 실시예 2의 입체 구조체에 있어서는, 면 확대 배율이 102, 입체 구조체의 기계적 강도는 Good, 벗김 강도는 730, 최대곡율 반경은 75였다. 비교예의 입체 구조체에 있어서는, 면 확대 배율이 100, 입체 구조체의 기계적 강도는 Insufficient, 벗김 강도는 100, 최대곡율 반경은 100이었다.
도 12에 나타내는 것과 같이, 실시예 1의 입체 구조체(11)에 있어서는, 염화 비닐 마스킹 라인 테이프(90)에 부착되어 있는 다공질부의 양은 적었다. 도 13에 나타내는 것과 같이, 비교예의 입체 구조체(91)에 있어서는, 염화 비닐 마스킹 라인 테이프(90)에 부착되어 있는 다공질부의 양이 많았다.
상기의 실험 결과로부터, 다공질부(13)의 외연(13a)으로부터 입체 구조체(11)의 지름 r의 3/20만큼 내측의 위치(11a)보다 내측에 위치하는 다공질부(13)의 단위면적당의 공극률이 80% 이하임으로써, 입체 구조체(11)의 기계적 강도를 확보하면서, 높은 면 확대 배율을 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
실시예 1과 실시예 2를 비교하면, 실시예 2는, 실시예 1보다 최대 곡율 반경이 작았다. 즉, 실시예 2는, 실시예 1보다 입체 구조체의 굽힘 변형 능력이 컸다. 한편, 입체 구조체의 기계적 강도는, 실시예 1과 실시예 2는 동등했다.
따라서, 다공질부(13)의 바깥 틀(13a)로부터 입체 구조체(11)의 지름의 1/20만큼 내측의 위치(11b)의 외측의 영역의 공극률을 80%보다 높게 함으로써, 입체 구조체의 기계적 강도를 유지하면서, 입체 구조체의 굽힘 변형 능력을 높게 할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
이하, 본 실시형태에 따른 입체 구조체를 양극체로 하여 구비하는 전해 콘덴서의 일례에 대해 설명한다. 도 14는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 입체 구조체를 양극체로 하여 구비하는 전해 콘덴서의 구성을 나타내는 일부 단면도이다. 또한, 도 14에 있어서는, 분리기를 도시하지 않았다.
도 14에 나타내는 것과 같이, 전해 콘덴서(6)는, 양극체(1), 유전체(2), 전해질(3), 유전체(4) 및 음극체(5)를 구비한다. 양극체(1)가 되는 입체 구조체의 표면에 유전체(2)를 형성하는 방법으로는, 붕산 암모늄, 인산 암모늄 또는 아디핀산 암모늄 등의 수용액 중에서, 입체 구조체를 양극 산화하는 방법이 있다.
전해질(3)은, 전해액 및 고체 전해질 중 어느 하나여도 된다. 전해액으로는, 폴리에틸렌 글리콜 또는 γ-부티로락톤 등을 용매로 하는 전해액을 이용할 수 있다. 고체 전해질로는, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리프랑 또는 폴리어닐링 등의 도전성 고분자를 포함한 고체 전해질을 이용할 수 있다.
음극체(5)로는, 알루미늄박을 이용할 수 있고, 전해질(3)이 고체 전해질인 경우에는, 카본층과 은페이스트층의 적층체 등을 이용할 수도 있다.
전해 콘덴서는, 양극체와 음극체의 사이에 끼워지는 세퍼레이터, 양극체에 접속되는 양극 단자, 음극체에 접속되는 음극 단자, 알루미늄 케이스 및 봉입 고무 등을 더욱 구비하고 있고, 이들은, 종래의 전해 콘덴서에 이용되어 있는 것을 이용할 수 있다.
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전해 콘덴서(6)의 정전 용량은, 양극체(1), 유전체(2) 및 전해질(3)로부터 구성되는 콘덴서와 전해질(3), 유전체(4) 및 음극체(5)로부터 구성되는 콘덴서를 직렬로 접속한 합성 용량이 된다. 통상, 음극체(5)는 양극체(1)와 비교하여 정전 용량이 충분히 높기 때문에, 전해 콘덴서(6)의 정전 용량은, 양극체(1), 유전체(2) 및 전해질(3)로부터 구성되는 콘덴서의 정전 용량의 값에 크게 영향을 받는다. 이 때문에, 양극체(1)의 표면적, 보다 정확하게는 양극체(1)의 표면에 유전체(2)를 형성한 후의 표면적이 전해 콘덴서(6)의 정전 용량에 큰 영향을 미친다. 즉, 기계적 강도를 확보하면서 면 확대 배율이 높은 본 실시형태에 따른 입체 구조체를 이용함으로써, 높은 정전 용량의 전해 콘덴서를 제조할 수 있다.
또한, 전해 콘덴서(6)에 요구되는 특성은, 정전 용량뿐만이 아니라, 새는 전류가 적은 것도 중요하다. 유전체(2)는, 결함을 가지며, 완전한 절연물이 아니기 때문에, 전해 콘덴서(6)에 직류 전압을 인가하면, 근소하지만 새는 전류가 발생하여, 전해 콘덴서(6)가 접속되는 회로에 악영향을 미치는 일이 있다. 특히, 입체 구조체의 표면적에 있어서, 입체 구조체의 절단면이 차지하는 면적이 큰 경우, 새는 전류의 영향이 커진다.
예를 들어, 전해 콘덴서(6)를 로 패스 필터 등의 노이즈 필터로 하여 이용하는 경우, 신호 라인에 대해서 병렬로 전해 콘덴서(6)를 배치시켜, 전해 콘덴서(6)를 그라운드와 접속한다. 이에 의해, 신호 라인으로부터 노이즈의 원인이 되는 주파수의 높은 신호를 없앨 수 있다.
│Z│=1/(2πfC)···(식 1)
(Z: 임피던스, f: 주파수, C: 정전 용량)
식 1은, 전해 콘덴서를 노이즈 필터로 하여 이용했을 경우의 임피던스, 주파수 및 정전 용량의 관계를 나타내는 식이다. 또한, 식 1에 있어서는, 인덕터는 고려하고 있지 않다. 식 1로부터 알 수 있듯이, 전해 콘덴서(6)의 임피던스는 주파수가 높을수록 낮아지기 때문에, 주파수가 높은 신호는 신호 라인으로부터 이탈하여, 전해 콘덴서(6)로 흐르기 쉬워진다.
그러나, 상기와 같이, 전해 콘덴서(6)로부터는 새는 전류가 흐른다. 새는 전류에 기인하여, 양극체의 표면에 형성된 유전체가 절연 파괴했을 경우, 로 패스 필터 등의 노이즈 필터로서의 효과가 낮아진다. 이 때문에, 새는 전류를 낮게 할 필요가 있다.
따라서, 입체 구조체의 표면적에 있어서, 입체 구조체의 절단면이 차지하는 면적을 작게 함으로써, 전해 콘덴서(6)의 새는 전류를 낮게 억제할 수 있고, 전해 콘덴서(6)의 노이즈필터로서의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 실시형태에 따른 입체 구조체를 촉매 담체로 하여 구비하는 촉매체의 일례에 대해 설명한다. 촉매체는, 예를 들어, 마이크로 리엑터와 같은 정밀한 화학반응계로 이용할 수 있다.
촉매 담체의 제조 방법으로는, 입체 구조체를 산성 전해액 중에서 양극 산화한다. 바람직하게는, 양극 산화 후에 수화 처리를 실시하고, 또한 300℃ 이상 550℃ 이하의 온도에서 소성처리를 실시한다.
입체 구조체에 담지시키는 촉매 활성을 가지는 금속은 특별히 한정되지 않고, 백금계 금속 등의 촉매 활성을 가지는 금속, 합금 또는 금속 산화물을 이용할 수 있다.
입체 구조체에 촉매 활성을 가지는 금속을 담지시키는 방법으로는, 예를 들어, 촉매 활성을 가지는 금속 이온을 함유하는 수용액에 입체 구조체를 침지시키는 함침법을 이용할 수 있다. 또, 촉매 활성을 가지는 금속을 입체 구조체에 고착시키기 위해서 소성처리를 실시해도 된다.
촉매체의 수율을 높게 하기 위해서는, 촉매 담체에 얼마나 많은 촉매 활성을 가지는 금속을 담지시킬 수 있는지가, 하나의 열쇠가 된다. 즉, 기계적 강도를 확보하면서 면 확대 배율이 높은 본 실시형태에 따른 입체 구조체를 이용함으로써, 촉매 반응에 있어서, 높은 수율을 얻을 수 있다.
그 외, 기계적 강도를 확보하면서 높은 면 확대 배율이 요구되는 용도로, 본 실시형태에 따른 입체 구조체를 이용할 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 청구의 범위에 의해서 나타나고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 양극체, 2, 4 유전체, 3 전해질, 5 음극체, 6 전해 콘덴서, 10a, 10b, 10c 기재, 11, 91 입체 구조체, 11a, 11b 위치, 12, 92 심부, 13, 93 다공질부, 13a 외연, 13b 내연, 13c 제1 가상 형상, 13d 제2 가상 형상, 13h 표층 영역, 13i 심층 영역, 13s 주영역, 13t 공극 형성 영역.

Claims (5)

  1. 도전성 재료를 함유하는 입체 구조체로서,
    심부와,
    상기 심부의 주위에 위치하는 다공질부를 구비하고,
    상기 도전성 재료가 알루미늄으로 구성되며,
    상기 다공질부의 내연에, 둘레의 전체에 걸쳐서 경방향의 미소한 요철을 가지고,
    상기 입체 구조체의 임의의 횡단면에 있어서, 상기 다공질부의 외연으로부터 상기 입체 구조체의 지름의 3/20만큼 내측의 위치보다 내측에 위치하는 상기 다공질부의 단위면적당 공극률이 80% 이하이며,
    상기 입체 구조체의 외형은, 두께가 1mm이하인 박 형상을 포함하지 않는 블록 형상 또는 와이어 형상인, 입체 구조체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 임의의 횡단면에 있어서, 상기 입체 구조체의 외형을 상사형으로 축소시켰을 때에 상기 다공질부의 내연과 최초로 접하는 제1 가상 형상과, 상기 다공질부의 외연 사이의 영역을, 공극 형성 영역이라고 규정했을 경우,
    상기 임의의 횡단면에 있어서, 상기 다공질부의 외연으로부터 상기 입체 구조체의 지름의 1/20만큼 내측의 위치보다 내측에 위치하고, 또한, 상기 공극 형성 영역에 위치하는, 상기 다공질부의 단위면적당 공극률이 15% 이상 80% 이하인, 입체 구조체.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 임의의 횡단면에 있어서, 상기 공극 형성 영역에 위치하는 상기 다공질부의 단위면적당 공극률이 15% 이상 80% 이하인, 입체 구조체.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 임의의 횡단면에 있어서, 상기 다공질부의 외연으로부터 상기 입체 구조체의 지름의 1/20만큼 내측의 위치의 외측의 영역의 적어도 일부에, 단위면적당 공극률이 80%보다 높은 상기 다공질부가 존재하고 있는, 입체 구조체.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임의의 횡단면에 있어서, 상기 입체 구조체의 외형을 상사형으로 축소시켰을 때에 상기 다공질부의 내연과 마지막에 접하는 제2 가상 형상과, 상기 제1 가상 형상 사이의 간격이 10μm 이하인, 입체 구조체.
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