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ハニカム構造体の製造方法

国内特許コード P09S000326
整理番号 P2004-200-JP02
掲載日 2010年2月19日
出願番号 特願2007-500553
登録番号 特許第5046387号
出願日 平成18年1月25日(2006.1.25)
登録日 平成24年7月27日(2012.7.27)
国際出願番号 JP2006301158
国際公開番号 WO2006080362
国際出願日 平成18年1月25日(2006.1.25)
国際公開日 平成18年8月3日(2006.8.3)
優先権データ
  • 特願2005-020259 (2005.1.27) JP
発明者
  • 下村 政嗣
  • 藪 浩
  • 児島 美季
  • 壷内 幹彦
  • 尾上 慎弥
出願人
  • 国立大学法人北海道大学
  • 協立化学産業株式会社
発明の名称 ハニカム構造体の製造方法
発明の概要

本発明に係るハニカム構造体は、光架橋性材料を用いて自己組織化現象を利用して製造される。これにより、ハニカム構造体は、光架橋性材料が露光されることによって形成される3次元架橋構造体を有していることから耐熱性や耐薬品性に優れた特性をもつことが可能となる。このハニカム構造体は、疎水性有機溶媒が完全に蒸発し、かつ水滴が残存している、あるいは水滴の跡が崩れていない時に露光のタイミングを設定することにより良好なハニカム上のパターン構造が形成されたハニカム構造体が得られる。

従来技術、競合技術の概要

近年、ハニカム構造体は、光学・電子工学およびバイオテクノロジーの各分野への応用が期待されている。光学・電子工学の分野では、例えば、高機能の複合材料、触媒、非線形光学材料、記憶素子などへの応用が期待されている。バイオテクノロジーの分野では、ハニカム構造を有する多孔性フィルムにおいて、そのハニカムパターンが細胞接着面を提供し、多孔質構造が細胞の支持基盤へのアクセス、栄養の供給ルートとなることが示されている。


サブミクロンから100ミクロン程度の均一な空孔を持つハニカム構造体を得る方法としては、ナノインプリントを含む金型技術がある。しかしながら、この方法では、鋳型を剥離する際に空孔の形状が崩れるため、原理的に鋳型の構造を正確に反映させることが難しい。


また、コロイド微粒子分散液を乾燥させ、集積したコロイド結晶を鋳型としてハニカム状の多孔質膜を得る方法が知られているが、集積に時間がかかること、材料を流し込んだ後、上記と同様、鋳型を除去しなければならないことなどの問題があった。


そこで、上記の方法に対し、自己組織化現象を利用してハニカム構造体を製造する技術が研究されてきている。これは、空気中などから凝縮する液滴およびその溶媒界面に析出するポリマーが3相境界域に自己集積することにより、ハニカム構造体を作製できるという方法である。具体的には、ポリマー溶液を固体基板上に塗布(キャスト)し、高湿度の空気を吹き付けることによって生成した水滴を鋳型としてハニカム状の多孔質膜を得る方法である。この自己組織化現象を利用した方法は、複雑な製造装置を用いることなく、また上記の金型技術を用いた製造方法のように製造に長い時間を要することもなく、高精度のハニカム構造体を製造することができる。


しかしながら、上記した自己組織化現象を利用した方法によって作製されたハニカム構造は、全て架橋されていない材料を用いている。そのため、耐熱性や耐薬品性に問題があった。上述したように、ハニカム構造体は幅広い分野への応用が期待されているが、その応用に際しては、各種溶媒等に対して安定なハニカム構造体が提供される必要がある。


そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光架橋性を有する有機材料を用いて、耐熱性や耐薬品性に優れたハニカム構造体を提供することにある。

産業上の利用分野

本発明は、ハニカム構造体の製造方法に関し、より詳細には、耐熱性および耐薬品性に優れたハニカム構造体を製造するための方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】 疎水性有機溶媒と光架橋性材料と硬化剤とを混合させた溶液を、基板上に塗布する塗布工程と、
上記の塗布工程によって塗布された溶液から疎水性有機溶媒を蒸発させるとともに、当該溶液の表面に液滴を生じさせる液滴形成工程と、
上記の液滴形成工程によって液滴が生じた表面に、上記の光架橋性材料を架橋させる光を照射する光照射工程とを含むハニカム構造体の製造方法であって、
上記の光照射工程では、疎水性有機溶媒が完全に蒸発し、かつ、液滴が生じているか、または液滴の痕跡が原形を維持している状態の溶液に、上記の光を照射することを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項2】 上記の液滴形成工程では、相対湿度50%~95%の気体を所定の流速で、上記の溶液に吹き付けることを特徴とする請求項1に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項3】 上記の光架橋性材料は、モノマーまたはオリゴマー、もしくはこれらの混合物からなることを特徴とする請求項1または2に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項4】 上記の光は、紫外線または可視光線であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項5】 上記の溶液には、両親媒性化合物が含まれていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項6】 上記の硬化剤は、上記の光架橋性材料に対して少なくとも2重量%含まれていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載のハニカム構造体の製造方法。
【請求項7】 請求項1から6の何れか1項に記載の製造方法によって製造されるハニカム構造体の空孔に、当該ハニカム構造体とは異なる物質を形成または装填する工程を含むことを特徴とするハニカム構造体の製造方法。
【請求項8】 請求項1から7の何れか1項に記載の製造方法によって製造されるハニカム構造体。
産業区分
  • その他無機化学
  • 高分子化合物
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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