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スメクティックエアロゲル及びその作製方法 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P10S000410
掲載日 2010年7月2日
出願番号 特願2008-549230
登録番号 特許第5213121号
出願日 平成19年11月16日(2007.11.16)
登録日 平成25年3月8日(2013.3.8)
国際出願番号 JP2007072266
国際公開番号 WO2008072445
国際出願日 平成19年11月16日(2007.11.16)
国際公開日 平成20年6月19日(2008.6.19)
優先権データ
  • 特願2006-336120 (2006.12.13) JP
発明者
  • ベルツ カミラ オリビア
  • 前田 洋治
  • 多辺 由佳
  • 横山 浩
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 スメクティックエアロゲル及びその作製方法 コモンズ 新技術説明会
発明の概要 スメクティック液晶とUV硬化材料の混合物からなるホスト材料又はスメクティックUV硬化材料からなるホスト材料を用い、そのホスト材料を選択し、脆弱ではない高品質のスメクティックエアロゲル及びその作製方法を提供する。
4-ノニル-4’-シアノビフェニル(9CB)と空気泡からなるスメクティックエアロゲルを得ることができ、六角形または五角形の空気セルがスメクティック液晶のスメクティック層で隔てられている。スメクティック層の境界の壁の幅は約24μmであり、これは約6000スメクティック層に対応している。もちろん、スメクティック境界の壁の厚さは変えることができ、特に厚さを低減でき、数スメクティック層からなる程度に薄くすることができる。
従来技術、競合技術の概要


エアロゲルは体積で50%以上の空隙率を持つ、開放セルを持つメゾ多孔質の固体材料である。典型的には、エアロゲルは90-99.8%が空気からなり、密度は1.1から約150mg/cm3 である。ナノスケールで見ると、エアロゲル構造はスポンジに似ており、相互に接続したナノ粒子の網目構造からなる。
エアロゲルはシリカ(SiO2 )、アルミナ( Al2 3 )、遷移金属及びランタナイド金属の酸化物、(CdSおよびCdSeのような)金属カルコゲン化物、有機及び無機高分子及びカーボンを含む色々な材料から作ることができる。



一般的に、エアロゲルは耐荷重能力が高く、自重の2000倍以上の重さを支えることができる。また、エアロゲルは熱伝達の3要素(対流、伝導、及び放射) を殆ど零化するので、優れた断熱材となる。更に、エアロゲルは、空気が格子間を循環できないので良い対流防止剤となる。吸湿性があるためにエアロゲルは乾燥剤としても働く。
なお、液晶に関する技術として、下記の非特許文献1,2を挙げることができる。
【非特許文献1】
S.Urban,J.Przedmojski,and J.Czub,液晶(Liquid Crystals), 32号、5巻、619-624(2005年)
【非特許文献2】
液晶便覧 編者液晶便覧委員会、発行所丸善、平成12年10月30日発行

産業上の利用分野


本発明は、スメクティックエアロゲル及びその作製方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
温度が21.5℃から33.5℃の範囲にある4-オクチール-4′-シアノビフェニル(8CB)または温度が42℃から48℃の範囲にある4-ノニル-4′-シアノビフェニル(9CB)から選ばれるスメクティック液晶材料とスメクティックエアロゲル構造を形成した後に永久に固定することができるUV硬化材料とからなるホスト材料を有することを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項2】
請求項1記載のスメクティックエアロゲルにおいて、スメクティック相で、エアロゲル構造を形成した後にUV照射で永久に固定することができるスメクティックUV硬化材料からなるホスト材料を有することを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項3】
請求項1記載のスメクティックエアロゲルにおいて、前記UV硬化材料はアクリレートまたはメチル・アクリレート・グループを持つモノマーであることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項4】
請求項1又は2記載のスメクティックエアロゲルにおいて、所望のサイズをもつ球形の気体含有物を前記ホスト材料に注入して気体セルが形成されていることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項5】
請求項4記載のスメクティックエアロゲルにおいて、前記気体含有物の気体が空気、希ガス、その他の気体又は混合気体であることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項6】
請求項4記載のスメクティックエアロゲルにおいて、前記気体セルの境界の壁の厚さが24μmの厚さであることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項7】
請求項4記載のスメクティックエアロゲルにおいて、前記気体含有物は規則的に配置されており、前記気体セルは六角形または五角形をしていることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項8】
請求項1記載のスメクティックエアロゲルにおいて、前記ホスト材料はUV照射によって永久に固定されることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項9】
請求項1又は2記載のスメクティックエアロゲルにおいて、前記ホスト材料は所望の任意の形を持つことができることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項10】
請求項1又は2記載のスメクティックエアロゲルにおいて、前記ホスト材料はバルクの形に作られ、該バルクから所望の形状に切り出すことができることを特徴とするスメクティックエアロゲル。

【請求項11】
(a)温度が21.5℃から33.5℃の範囲にある4-オクチール-4′-シアノビフェニル(8CB)または温度が42℃から48℃の範囲にある4-ノニル-4′-シアノビフェニル(9CB)から選ばれるホスト材料としてスメクティック液晶を用意する工程と、
(b)該スメクティック液晶に紫外線(UV) 硬化物質を混ぜる工程と、
(c)UV照射によりその材料を硬化させて構造を永久に固定することを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項12】
(a)温度が21.5℃から33.5℃の範囲にある4-オクチール-4′-シアノビフェニル(8CB)または温度が42℃から48℃の範囲にある4-ノニル-4′-シアノビフェニル(9CB)から選ばれるホスト材料としてUV硬化型のスメクティック材料を用意する工程と、
(b)UV照射によりその材料を硬化させて構造を永久に固定することを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項13】
請求項11又は12記載のスメクティックエアロゲルの作製方法において、所望のサイズをもつ球形の気体含有物を前記ホスト材料に注入することを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項14】
請求項11又は12記載のスメクティックエアロゲルの作製方法において、前記ホスト材料と気体含有物からなる懸濁液を気体注入時の圧力よりも低い静水圧下に置くことにより、前記気体含有物の直径を増加させて前記気体セル間の壁の厚さを減少させ、所望の気体セルのサイズと境界の壁の厚さを得ることを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項15】
請求項14記載のスメクティックエアロゲルの作製方法において、前記境界の壁の厚さを24μmの厚さに形成することを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項16】
請求項13記載のスメクティックエアロゲルの作製方法において、前記気体含有物は規則的に配置され、前記気体セルは六角形または五角形に形成されることを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項17】
請求項11又は12記載のスメクティックエアロゲルの作製方法において、前記ホスト材料をUV照射によって永久に固定することを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項18】
請求項11又は12記載のスメクティックエアロゲルの作製方法において、前記ホスト材料を所望の任意の形に形成することができることを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。

【請求項19】
請求項11又は12記載のスメクティックエアロゲルの作製方法において、前記ホスト材料はバルクの形に作られ、該バルクから所望の形状に切り出すことができることを特徴とするスメクティックエアロゲルの作製方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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