JP2021102754A - 多孔質構造体、絶縁層、電極、蓄電素子、多孔質絶縁体の製造方法、多孔質構造体の製造装置、担持体、分離層、及び反応層 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の多孔質構造体は、空孔を複数有し、これら空孔が連通している(言い換えると、複数の空孔が連続して繋がっている)構造体である。このような構造は、共連続構造又はモノリス構造とも称する。多数の空孔を有し、一つの空孔が周囲の他の空孔と連結することで連通性を有し、連続する空孔が三次元的に広がっている。これにより、多孔質構造体において液体や気体の浸み込みが十分に起き、物質分離や反応場といった機能を効率的に発現させることができる。また、多孔質構造体を蓄電素子における絶縁層として用いた場合、正極及び負極の間を絶縁しつつ電解液の浸透性やイオンの透過性が向上し、蓄電素子内部の反応が効率的に進行する。
なお、樹脂Aと樹脂Bの化学構造が異なる場合、一般に、樹脂Aと樹脂Bの物性も異なる。物性としては、例えば、ガラス転移点、融点、濡れ性、硬度、及び耐擦過性などが挙げられる。
なお、樹脂Aと樹脂Bの化学構造が異なる以上は、重合することで樹脂Aを形成する液体組成物Aの組成と、重合することで樹脂Bを形成する液体組成物Bの組成と、は異なる。
なお、高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂及びこの樹脂により形成される多孔質構造部を得る方法としては、例えば、液体組成物全量に対する重合性化合物の含有量を多くする方法等が挙げられる。
多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが連続的に一体化していることを確認する方法としては、特に限定されないが、例えば、多孔質構造体の断面を画像観察し、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bの間に界面が観察されないことを確認する方法が挙げられる。多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが連続的に一体化している場合、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bの間に界面が形成されないため、界面において剥離が生じやすいことに基づく強度の低下を抑制することができる。また、中間層は連通する空孔を有するため、中間層において空孔の連通性が低下することが抑制され、気体、液体、イオン等の透過阻害が抑制される。なお、界面を画像観察すること以外に、連続的に一体化していることを確認する方法としては、多孔質構造部A、多孔質構造部B、及び中間層において成分分析を行う方法が挙げられる。
なお、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが連続的に一体化していない場合とは、例えば、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを積層又は接着させた場合、樹脂A及び樹脂Bが混在している領域(当該領域は、前述した混合液が重合することで形成される樹脂を含まないので中間層に相当しない)を介して多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを一体化させた場合などが挙げられる。
多孔質構造部Aを形成する樹脂A及び多孔質構造部Bを形成する樹脂B(以降、「樹脂」とも称する)について説明する。使用可能な樹脂としては、特に限定されないが、例えば、電離放射線、紫外線、及び赤外線(熱)等の活性エネルギー線を照射することによって形成可能な樹脂であるアクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ビニルエーテル樹脂、及びエン-チオール反応を利用した樹脂等が挙げられるが、中でも、反応性が高いラジカル重合を利用して樹脂を形成可能なアクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、及びビニルエステル樹脂が好ましく、アクリレート樹脂、及びメタアクリレート樹脂等の(メタ)アクリル系樹脂がより好ましい。
重合することで樹脂Aを形成する液体組成物A及び重合することで樹脂Bを形成する液体組成物B(以降、「液体組成物」とも称する)は、重合性化合物、溶媒、重合開始剤などを含むことが好ましい。
また、液体組成物は、硬化することで多孔質構造部を形成する。なお、本実施形態において、硬化することで多孔質構造部を形成するとは、液体組成物中において多孔質構造部が形成される場合だけでなく、液体組成物中において多孔質構造体前駆体が形成され、その後の工程(例えば、加熱工程等)で多孔質構造体が形成される場合等も含む意味である。また、液体組成物全体が硬化することで多孔質構造体を形成する場合だけでなく、液体組成物中の一部成分(重合性化合物等)が硬化(重合)することで多孔質構造体を形成し、液体組成物中のその他成分(溶媒等)が硬化せずに多孔質構造体を形成しない場合等も含む意味である。
重合性化合物は、重合することにより樹脂を形成し、液体組成物中において重合した場合に多孔質構造を形成する。また、重合性化合物は、活性エネルギー線が照射されることで樹脂を形成することが好ましい。また、重合性化合物により形成される樹脂は、2官能以上の重合性化合物を用いることで、分子内に架橋構造を有していることが好ましい。これにより多孔質構造部のガラス転移点又は融点を高めることができ、結果として強度が向上する。
なお、活性エネルギー線としては、液体組成物中の重合性化合物の重合反応を進める上で必要なエネルギーを付与できるものであればよく、特に限定されないが、例えば、紫外線、電子線、α線、β線、γ線、X線等が挙げられる。これらの中でも紫外線であることが好ましい。なお、特に高エネルギーな光源を使用する場合には、重合開始剤を使用しなくても重合反応を進めることができる。
なお、高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂及びこの樹脂により形成される多孔質構造部を得たい場合、液体組成物中における重合性化合物の含有量は、液体組成物全量に対して、30.0質量%以上70.0質量%以下が好ましく、40.0質量%以上70.0質量%以下がより好ましく、50.0質量%以上70.0質量%以下が更に好ましい。液体組成物全量に対する重合性化合物の含有量を多くすることで高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂及びこの樹脂により形成される多孔質構造部を実現できるためである。なお、液体組成物A及び液体組成物Bから選ばれる少なくなる一方において液体組成物中における重合性化合物の含有量が上記範囲であればよい。
溶媒(以降、「ポロジェン」とも称する)は、重合性化合物と相溶する液体である。また、溶媒は、液体組成物中において重合性化合物が重合していく過程で重合物(樹脂)と相溶しなくなる(相分離を生じる)液体である。液体組成物中に溶媒が含まれることで、重合性化合物は、液体組成物中において重合した場合に多孔質構造部を形成する。また、光または熱によってラジカル又は酸を発生する化合物(後述する重合開始剤)を溶解可能であることが好ましい。溶媒は、1種を単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。なお、溶媒は重合性を有さない。
また、ポロジェンの1種単独としての沸点または2種以上を併用した場合の沸点は、常圧において、120℃以上であることが好ましい。
なお、上記の例示された液体であれば常にポロジェンに該当するわけではない。ポロジェンとは、上記の通り、重合性化合物と相溶する液体であって、且つ液体組成物中において重合性化合物が重合していく過程で重合物(樹脂)と相溶しなくなる(相分離を生じる)液体である。言い換えると、ある液体がポロジェンに該当するか否かは、重合性化合物および重合物(重合性化合物が重合することにより形成される樹脂)との関係で決まる。
なお、液体組成物は、上記の通り、重合性化合物との間で上記の特定の関係を有するポロジェンを少なくとも1種類含有していればいいため、重合性化合物との間で上記の特定の関係を有さない液体(ポロジェンではない液体)を追加的に含有していてもよい。但し、重合性化合物との間で上記の特定の関係を有さない液体(ポロジェンではない液体)の含有量は、液体組成物全量に対して10.0質量%以下であることが好ましく、5.0質量%以下であることがより好ましく、1.0質量%以下であることが更に好ましく、含まれないことが特に好ましい。
なお、高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂及びこの樹脂により形成される多孔質構造部を得たい場合、液体組成物中における重合性化合物の含有量は、液体組成物全量に対して、30.0質量%以上70.0質量%以下が好ましく、30.0質量%以上60.0質量%以下がより好ましく、30.0質量%以上50.0質量%以下が更に好ましい。液体組成物全量に対する重合性化合物の含有量を多くし、それに伴って液体組成物全量に対するポロジェンの含有量を少なくすることで、高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂及びこの樹脂により形成される多孔質構造部を実現できるためである。なお、液体組成物A及び液体組成物Bから選ばれる少なくなる一方において液体組成物中におけるポロジェンの含有量が上記範囲であればよい。
なお、高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂及びこの樹脂により形成される多孔質構造部を得たい場合、液体組成物中における重合性化合物の含有量とポロジェンの含有量の質量比(重合性化合物:ポロジェン)は、1.0:0.4〜1.0:0.9が好ましく、1.0:0.4〜1.0:0.8がより好ましく、1.0:0.4〜1.0:0.7が更に好ましい。ポロジェンの含有量に対する重合性化合物の含有量を多くすることで高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂及びこの樹脂により形成される多孔質構造部を実現できるためである。なお、液体組成物A及び液体組成物Bから選ばれる少なくなる一方において重合性化合物の含有量とポロジェンの含有量の質量比が上記範囲であればよい。
重合開始剤は、光や熱等のエネルギーによって、ラジカルやカチオンなどの活性種を生成し、重合性化合物の重合を開始させることが可能な材料である。重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤、塩基発生剤等を、1種単独もしくは2種以上を組み合わせて用いることができ、中でも光ラジカル重合開始剤を使用することが好ましい。
更に、ビスアジド化合物のような光架橋型ラジカル発生剤を同時に含有させても構わない。又、熱のみで重合させる場合は通常のラジカル発生剤であるazobisisobutyronitrile(AIBN)等の熱重合開始剤を使用することができる。
液体組成物の粘度は、液体組成物を付与する際の作業性の観点から25℃において、1.0mPa・s以上200.0mPa・s以下が好ましく、1.0mPa・s以上150.0mPa・s以下がより好ましく、1.0mPa・s以上30.0mPa・s以下が更に好ましく、1.0mPa・s以上25.0mPa・s以下が特に好ましい。液体組成物の粘度が1.0mPa・s以上200.0mPa・s以下であることにより、液体組成物をインクジェット方式に適用する場合においても、良好な吐出性が得られる。ここで、粘度は、例えば、粘度計(装置名:RE−550L、東機産業株式会社製)などを使用して測定することができる。
図1は、本実施形態の多孔質構造体の製造方法を実現するための多孔質構造体の製造装置の一例を示す模式図である。
多孔質構造体の製造装置100は、上記の液体組成物を用いて多孔質構造体を製造する装置である。多孔質構造体の製造装置100は、基材4上に液体組成物を付与する工程を実行する付与工程部10と、基材4上に液体組成物が付与されることで形成された液体組成物層が含む重合性化合物を重合させることで多孔質構造体の前駆体6を得る重合工程を実行する重合工程部20と、多孔質構造体の前駆体6を加熱して多孔質構造体を得る加熱工程を含む加熱工程部30を備える。多孔質構造体の製造装置100は、基材4を搬送する搬送部5を備え、搬送部5は、付与工程部10、重合工程部20、加熱工程部30の順に基材4をあらかじめ設定された速度で搬送する。
付与工程部10は、基材4上に液体組成物を付与する付与工程を実現する付与手段の一例である付与装置1aと、液体組成物を収容する収容容器1bと、収容容器1bに貯留された液体組成物を付与装置1aに供給する供給チューブ1cを備える。ここで、液体組成物を付与する付与工程を実現する付与手段は、液体組成物Aを付与する付与工程Aを実現する付与手段Aと、液体組成物Bを付与する付与工程Bを実現する付与手段Bと、を有する。また、液体組成物A及び液体組成物Bは、それぞれ、別の収容容器1bに収容され、別の供給チューブ1cを介して、別の付与装置1aに供給される。
なお、収容容器1bは、多孔質構造体の製造装置100と一体化した構成であってもよいが、多孔質構造体の製造装置100から取り外し可能な構成であってもよい。また、多孔質構造体の製造装置100と一体化した収容容器や多孔質構造体の製造装置100から取り外し可能な収容容器に添加するために用いられる容器であってもよい。
重合工程部20は、図1に示すように、熱、光などの活性エネルギー線を液体組成物に照射することにより硬化させる硬化工程を実現する硬化手段の一例である光照射装置2aと、重合不活性気体を循環させる重合不活性気体循環装置2bを有する。光照射装置2aは、付与工程部10により形成された液体組成物層に重合不活性気体存在下において光を照射し、光重合させて多孔質構造体の前駆体6を得る。ここで、硬化工程において使用される硬化手段は、互いに接触している付与された液体組成物A及び液体組成物Bを同時に硬化させる。同時に硬化させるとは、液体組成物Aにおける硬化工程及び液体組成物Bにおける硬化工程の少なくとも一部が重複していればよく、例えば、硬化の開始のタイミングが同時である必要はないが、硬化の開始のタイミングが実質的に同時であることが好ましい。
加熱工程部30は、図1に示すように、加熱装置3aを有し、重合工程部20により形成した多孔質構造体の前駆体6に残存する溶媒を、加熱装置3aにより加熱して乾燥させて除去する溶媒除去工程を含む。これにより多孔質構造体を形成することができる。加熱工程部30は、溶媒除去工程を減圧下で実施しても良い。
基材4の材料としては透明、不透明を問わずあらゆる材料を用いることができる。すなわち、透明基材として、ガラス基材や各種プラスチックフィルム等の樹脂フィルム基材やまたその複合基板などが、また不透明な基材としてはシリコン基材、ステンレス等の金属基材、又はこれらを積層したものなど、種々の基材を用いることができる。
なお、基材4は、普通紙、光沢紙、特殊紙、布などの記録媒体であってもよい。また、記録媒体としては、低浸透性基材(低吸収性基材)であってもよい。低浸透性基材とは、水透過性、吸収性、又は吸着性が低い表面を有する基材を意味し、内部に多数の空洞があっても外部に開口していない材質も含まれる。低浸透性基材としては、商業印刷に用いられるコート紙や、古紙パルプを中層、裏層に配合して表面にコーティングを施した板紙のような記録媒体等が挙げられる。
本実施形態の多孔質構造体は、多様な用途に展開できる。以下、展開可能な用途の一例について説明するが、これら用途に限定されない。
本実施形態の多孔質構造体は、例えば、蓄電素子用又は発電素子用の絶縁層(セパレーター)として用いることができる。ここで、絶縁層とは、正極と負極とを隔離し、かつ正極と負極との間のイオン伝導性を確保する部材である。また、本願で絶縁層と表す場合、層状の形状に限られず、他の形状であってもよい。
本実施形態の多孔質構造体を絶縁層用途として用いる場合、多孔質構造体を形成する場所としては電極基体上や電極合材部上など、電極を形成する部材上であれば特に限定されないが、例えば、電極基体上に予め形成された電極合材部上へ液体組成物を付与し、硬化させることで絶縁層としての多孔質構造体を形成することが安全性向上の観点から好ましい。なお、電極合材部とは活物質を含む部材である。電極合材部上に絶縁層としての多孔質構造体を形成することで短絡の発生を効率よく抑制することができる。
図2は、絶縁層として用いられる本実施形態の多孔質構造体の一例を示す断面模式図である。多孔質構造体200は、多孔質構造部201(多孔質構造部A)、中間層202、多孔質構造部203(多孔質構造部B)を有する。また、図2に示す通り、多孔質構造部201(多孔質構造部A)及び多孔質構造部203(多孔質構造部B)は、中間層202により連続的に一体化している。
図3は、絶縁層として用いられる本実施形態の多孔質構造体を有する電極の一例を示す断面模式図である。電極300は、多孔質構造部201(多孔質構造部A)、中間層202、多孔質構造部203(多孔質構造部B)、負極の電極合材部204、負極の電極基体205を有する。また、負極の電極合材部204は、負極の活物質206を含む。ここで、図3における多孔質構造体は、図2における多孔質構造体と異なり、負極の電極合材部204上に形成されている。上述したように電極基体上に予め形成された電極合材部上へ液体組成物を付与し硬化させることで絶縁層としての多孔質構造体を形成する場合、図3に示す通り、多孔質構造体の一部領域及び電極合材部の一部領域が重複する。これは、付与された硬化前の液体組成物が電極合材部内部に侵入し、その後硬化して多孔質構造体を形成するためである。上記の重複する領域の侵入深さ(層厚方向の長さ)は、電極合材部の領域の層厚方向の長さに対して、5%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。硬化前の液体組成物を電極合材部内部に侵入させる方法としては、特に限定されないが、液体組成物の粘度を調整する方法等が挙げられる。例えば、液体組成物の粘度は、25℃において、1.0mPa・s以上200.0mPa・s以下が好ましく、1.0mPa・s以上150.0mPa・s以下がより好ましく、1.0mPa・s以上30.0mPa・s以下が更に好ましく、1.0mPa・s以上25.0mPa・s以下が特に好ましい。また、粘度を調整する方法としては、特に限定されないが、液体組成物中における重合性化合物の含有量を調整する方法等が挙げられる。例えば、重合性化合物の含有量は、液体組成物全量に対して、5.0質量%以上70.0質量%以下が好ましく、10.0質量%以上50.0質量%以下がより好ましく、20.0質量%以上40.0質量%以下が更に好ましい。
図4は、絶縁層として用いられる本実施形態の多孔質構造体を有する蓄電素子の一例を示す断面模式図である。蓄電素子400は、多孔質構造部201(多孔質構造部A)、中間層202、多孔質構造部203(多孔質構造部B)、負極の電極合材部204、負極の電極基体205、正極の電極合材部207、正極の電極基体208を有する。また、正極の電極合材部207は、正極の活物質209を含む。
なお、図2〜図4を用いて説明した絶縁層としての多孔質構造体は、いずれも、層状の多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが用いられているが、これら形状に限定されない。例えば、多孔質構造体の面方向において、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが中間層を介して隣接している形状などであってもよい。
近年、蓄電素子及び発電素子に関する技術分野において、高出力化、高容量化、及び高寿命化等の要請が急速に高まっている。しかし、これら要請の実現に際して蓄電素子及び発電素子の安全性に関わる様々な課題が存在する。安全性向上が求められる部材の一例としては、多孔質構造を有する絶縁層(セパレーター)が挙げられる。一般的に、絶縁層に求められる安全性の機能としては、シャットダウン機能が挙げられる。シャットダウン機能とは、蓄電素子等が発熱したときに絶縁層が溶融し、絶縁層の開孔部を目詰まりさせることで蓄電素子等における反応を抑制する機能である。この機能は、例えば、汎用的なポリプロピレン樹脂(PP樹脂)やポリエチレン樹脂(PE樹脂)等の材料を用いて多孔質構造を有する絶縁層を作製することで実現できる。しかしながら、PP樹脂やPE樹脂のような高温時に溶融する材料を用いて作製された絶縁層は、シャットダウン機能を発現しやすい半面、更なる高温状態において絶縁層の形状維持が困難となり、電極間の短絡が発生しやすくなる特徴を持つ。そのため、更なる高温時においても、形状が維持されつつシャットダウン機能を発現できる絶縁層が求められている。すなわち、形状維持機能とシャットダウン機能を両立可能な絶縁層が求められているということであるが、本実施形態の多孔質構造体を用いれば、例えば、多孔質構造部Aに形状維持機能を持たせ、多孔質構造部Bにシャットダウン機能を持たせることで実現できる。更に、本実施形態の多孔質構造体は、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが連続的に一体化しており、界面を有さないため、剥離が抑制されて強度に優れ、かつ空隙の連通性低下が抑制されてイオン透過性にも優れる。なお、多孔質構造体を絶縁層として用いた場合に実現可能な機能は、形状維持機能とシャットダウン機能に限定されず、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bに割り振ることが可能な2以上の機能であればよい。
なお、上記の形状維持機能を有する多孔質構造部は、例えば、高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂により形成される多孔質構造部で形成される。高い硬度又は耐擦過性を有する樹脂により形成される多孔質構造部を得る方法としては、例えば、上記の通り、液体組成物全量に対する重合性化合物の含有量を多くする方法等が挙げられる。
図5は、絶縁層として用いられる本実施形態の多孔質構造体における形状維持機能及びシャットダウン機能の一例を説明する説明図である。図5(a)に示す多孔質構造体200は、多孔質構造部201(多孔質構造部A)、中間層202、多孔質構造部203(多孔質構造部B)を有する。ここで、多孔質構造部201(多孔質構造部A)は形状維持機能を有し、多孔質構造部203(多孔質構造部B)はシャットダウン機能を有する。
このような多孔質構造体を有する蓄電素子において、異常充放電等により過剰な電流が流れ、蓄電素子が異常発熱した場合、図5(b)に示すようにシャットダウン機能を有する多孔質構造部203(多孔質構造部B)が層厚方向に収縮し、多孔質構造部203(多孔質構造部B)内部の空孔が閉塞する。結果、電解液内のイオンの多孔質構造体内における移動が妨げられ、蓄電素子内における電気化学反応の進行が抑制される。これにより、電流の流れが遮断され、温度上昇が抑制される。
一方、蓄電素子の周囲が高温環境となり、これにより蓄電素子の内部温度が160℃以上の温度になった場合、SEI被膜の分解が生じることに起因して、負極と電解液の間における電気化学反応が進行する。その後、蓄電素子の内部温度が180℃以上の温度になると、正極と電解液の間における電気化学反応が進行する。このような電気化学反応に基づく熱暴走反応が進行すると、蓄電素子の内部温度が急激に上昇し、200℃以上の温度になる。しかしながら、多孔質構造部201(多孔質構造部A)が形状維持機能を有している場合、高温環境下においても多孔質構造部201(多孔質構造部A)が層厚方向に収縮せず、形状を維持する。これにより、正極と負極の間の短絡を抑制することができる。
一方で、多孔質構造部Bにシャットダウン機能を持たせる場合、多孔質構造部Bを構成する樹脂Bのガラス転移点又は融点は低いことが好ましい。具体的には、樹脂Aのガラス転移点又は融点は、160℃未満であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、50℃以下であることが更に好ましく、30℃以下であることが特に好ましい。
異常充放電等により過剰な電流が流れ、蓄電素子が発熱する場合、上記の通り、シャットダウン機能を有する多孔質構造部203(多孔質構造部B)が層厚方向に収縮し、多孔質構造部203(多孔質構造部B)内部の空孔が閉塞する。結果、電解液内のイオンの多孔質構造体内における移動が妨げられ、蓄電素子内における電気化学反応の進行が抑制される。これにより、電流の流れが遮断され、温度上昇が抑制される。しかし、多孔質構造部203(多孔質構造部B)が層厚方向に収縮した後も、蓄電素子の内部温度は一定時間緩やかに上昇する。そのため、電流の流れが遮断された後の温度上昇範囲において、多孔質構造部Aが形状維持機能を発揮し、正極と負極の間の短絡を防止することが好ましい。そのためには、樹脂Aのガラス転移点又は融点が樹脂Bのガラス転移点又は融点より高いことが好ましく、20℃以上高いことがより好ましく、50℃以上高いことが更に好ましく、100℃以上高いことが特に好ましい。
また、別の電極基体としては、カーボンペーパー等の繊維状の電極を不織状又は織状の形態で平面化したもの、上記穴あき電極基体のうち微細な穴を有するものなどを用いることができる。このような電極基体は、燃料電池等の発電素子において好適に用いることができる。
更に、別の電極基体としては、ガラスやプラスチックスなどの平面基体上にインジウム・チタン系の酸化物や亜鉛酸化物のような透明な半導体薄膜を形成したもの、導電性電極膜を薄く蒸着したものなどを用いることができる。このような電極基体は、太陽電池等の発電素子において好適に用いることができる。
固体電解質としては、溶媒に溶解可能である限り特に制限されず、例えば、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩等の無機イオン塩、4級アンモニウム塩、酸類の支持塩、並びにアルカリ類の支持塩などを用いることができる、より具体的には、LiClO4、LiBF4、LiAsF6、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3COO、KCl、NaClO3、NaCl、NaBF4、NaSCN、KBF4、Mg(ClO4)2、Mg(BF4)2などが挙げられる。
液体電解質としては、カチオン成分とアニオン成分を含有する各種イオン液体を挙げることができる。イオン液体は、室温を含む幅広い温度領域において液体状態を維持できるものであることが好ましい。カチオン成分としては、例えば、N,N−ジメチルイミダゾール塩、N,N−メチルエチルイミダゾール塩、N,N−メチルプロピルイミダゾール塩等のイミダゾール誘導体;N,N−ジメチルピリジニウム塩、N,N−メチルプロピルピリジニウム塩等のピリジニウム誘導体等の芳香族系の塩;トリメチルプロピルアンモニウム塩、トリメチルヘキシルアンモニウム塩、トリエチルヘキシルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウム等の脂肪族4級アンモニウム系化合物などが挙げられる。アニオン成分としては、例えば、大気中の安定性の面でフッ素を含んだ化合物が好ましく、BF4 −、CF3SO3 −、PF4 −、(CF3SO2)2N−、B(CN4)−などが挙げられる。
本実施形態の多孔質構造体は、多孔質構造部の表面に機能性物質を担持させることで担持体として用いることができる。ここで、多孔質構造部の表面とは、多孔質構造部の外部表面だけでなく外部と連通する内部表面も含む意味である。このように、外部と連通する空隙に機能性物質を担持させることができるので、機能性物質を担持可能な表面積が増加する。
また、本実施形態の多孔質構造体は、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが連続的に一体化しており、界面を有さないため、剥離が抑制されて強度に優れた担持体を提供でき、かつ空隙の連通性低下が抑制されるため、外部と連通する空隙に機能性物質を担持させた担持体を提供できる。
また、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを形成する樹脂の構成成分の相違点が、これら樹脂を合成するために用いられる液体組成物に含まれる重合開始剤の種類や量(濃度)の違いに起因する場合、重合速度に差が生じ、結果として多孔質構造部A及び多孔質構造部Bにおける空孔の大きさに違いを生じさせる。すると、これを利用し、例えば、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bのそれぞれにおいて目的とする機能性物質の機能量や機能性物質の放出速さに応じて空孔の大きさが調整された担持体を提供することができる。
なお、本実施形態の担持体は、液体組成物Aにのみ機能性物質を含有させて多孔質構造部を作製することで、多孔質構造部Aには機能性物質が担持されているが多孔質構造部Bには機能性物質が担持されていない担持体を作製することができる。また、同様にして、多孔質構造部Bには機能性物質が担持されているが多孔質構造部Aには機能性物質が担持されていない担持体を作製することができる。これにより、担持体の性能面における設計自由度をより向上させることができる。
本実施形態の多孔質構造体が液体や気体などの流体を透過可能である場合、当該多孔質構造体を流体の流路として用いることができる。多孔質構造体を流体の流路として用いることができる場合、多孔質構造体は、流体から所定の物質を分離する分離層としての用途や流体に微小な反応場を提供する反応層(マイクロリアクター)としての用途等に用いることができる。これら用途に用いられる多孔質構造体は、多孔質構造体内部において流体を均一かつ効率的に透過可能であることが好ましい。この点、本実施形態の多孔質構造体は、連通する空孔を有するため、流体を均一かつ効率的に透過可能な構造を有している。
なお、多孔質構造体が液体や気体などの流体を透過可能である場合とは、特に限定されないが、例えば、JIS P8117に準拠して測定される透気度が500秒/100mL以下である場合が好ましく、300秒/100mL以下である場合がより好ましい。このとき、透気度は、例えば、ガーレー式デンソメーター(東洋精機製作所製)等を用いて測定される。
なお、分離とは、流体である混合物に含まれる所定の物質を除去または濃縮できることをいう。また、除去は、流体である混合物から所定の物質が完全に取り除かれる場合に限られず、一部量が取り除かれる場合であってもよい。
なお、反応場とは、流体に含まれる所定の物質が通過することで所定の化学反応が進行する場所をいう。
なお、本願で分離層及び反応層と表す場合、層状の形状に限られず、他の形状であってもよい。
また、本実施形態の分離層及び反応層は、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bが連続的に一体化しており、界面を有さないため、剥離が抑制されて強度に優れた分離層及び反応層を提供でき、かつ空隙の連通性低下が抑制されるため、流体を均一かつ効率的に透過可能な担持体を提供できる。
ここで、本実施形態の分離層は、構成成分が異なる樹脂により形成される多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを有する。これにより、分離層が単一の多孔質構造部からなる場合に比べて、分離層の性能面における設計自由度を向上させることができる。例えば、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを形成する樹脂の構成成分の相違点が、これら樹脂を合成するために用いられる液体組成物に含まれる重合性化合物が有する官能基の種類の違いに起因する場合、結果として多孔質構造部A及び多孔質構造部Bの有する官能基の種類に違いが生じる。すると、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bで異なる種類の物質を分離可能な分離層を提供することができる。
また、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを形成する樹脂の構成成分の相違点が、これら樹脂を合成するために用いられる液体組成物に含まれる重合開始剤の種類や量(濃度)の違いに起因する場合、重合速度に差が生じ、結果として多孔質構造部A及び多孔質構造部Bにおける空孔の大きさに違いを生じさせる。すると、これを利用し、例えば、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bの有する官能基の種類の違いに合わせて、物質の分離を行う上で適切な大きさの空孔の大きさに調整された分離層を提供することができる。
ここで、本実施形態の反応層は、構成成分が異なる樹脂により形成される多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを有する。これにより、反応層が単一の多孔質構造部からなる場合に比べて、反応層の性能面における設計自由度を向上させることができる。例えば、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを形成する樹脂の構成成分の相違点が、これら樹脂を合成するために用いられる液体組成物に含まれる重合性化合物が有する官能基の種類の違いに起因する場合、結果として多孔質構造部A及び多孔質構造部Bの有する官能基の種類に違いが生じる。すると、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bで異なる反応を促進する反応層を提供することができる。
また、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを形成する樹脂の構成成分の相違点が、これら樹脂を合成するために用いられる液体組成物に含まれる重合開始剤の種類や量(濃度)の違いに起因する場合、重合速度に差が生じ、結果として多孔質構造部A及び多孔質構造部Bにおける空孔の大きさに違いを生じさせる。すると、これを利用し、例えば、多孔質構造部A及び多孔質構造部Bの有する官能基の種類の違いに合わせて、反応を促進する上で適切な大きさの空孔の大きさに調整された反応層を提供することができる。
以下に示す割合で材料を混合し液体組成物を調製した。なお、後述する多孔質構造体の作製において、先に付与される液体組成物を先塗り液とし、後で付与される液体組成物を後塗り液とした。
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製):29.0質量%
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):70.0質量%
・Irgacure184(BASF社製):1.0質量%
・トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリアクリレート(アルケマ(サートマー)社製):29.0質量%
・ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学工業株式会社製):70.0
質量%
・Irgacure184(BASF製):1.0質量%
先塗り液E1の調整例において、表1〜3の組成に変更した以外は、先塗り液E1の調整例と同様にして、先塗り液E2〜E16、先塗り液C1〜8を得た。なお、表1〜3における組成の各数字の単位は「質量%」である。
後塗り液E1の調整例において、表1〜3の組成に変更した以外は、後塗り液E1の調整例と同様にして、後塗り液E2〜E16、後塗り液C1〜8を得た。なお、表1〜3における組成の各数字の単位は「質量%」である。
(評価基準)
a:液体組成物の粘度が30.0mPa・s以下である
b:液体組成物の粘度が30.0mPa・sより大きい
・EBECRYL4101(ダイセル・オルネクス株式会社製)
・EBECRYL4201(ダイセル・オルネクス株式会社製)
・IrgacureTPO(BASF製)
(実施例1)
先塗り液E1及び後塗り液E1をGEN5ヘッド(リコープリンティングシステムズ株式会社製)搭載のインクジェット吐出装置に充填し、ガラス基材に対し、先塗り液E1を吐出してベタ画像状の塗布領域を形成した。次に、直ちに、ガラス基材上の当該塗布領域に対し重なるように、後塗り液E1を吐出してベタ画像状の塗布領域を形成した。その後、直ちに、N2雰囲気下において、先塗り液E1及び後塗り液E1の塗布領域に対してUV照射(光源:UV−LED(Phoseon社製、商品名:FJ800)、波長:365nm、照射強度:30mW/cm2、照射時間:20s)し、これらを同時に硬化させた。次に、ホットプレートを用い、硬化物を120℃で1分間加熱することでポロジェンを除去し、多孔質構造体を得た。
実施例1において、先塗り液E1及び後塗り液E1を、表1の先塗り液及び後塗り液に変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜4、15〜16の多孔質構造体を得た。
先塗り液C1及び後塗り液C1をGEN5ヘッド(リコープリンティングシステムズ株式会社製)搭載のインクジェット吐出装置に充填し、ガラス基材に対し、先塗り液E1を吐出してベタ画像状の塗布領域を形成した。次に、直ちに、N2雰囲気下において、先塗り液C1の塗布領域に対してUV照射(光源:UV−LED(Phoseon社製、商品名:FJ800)、波長:365nm、照射強度:30mW/cm2、照射時間:20s)し、これを硬化させた。次に、ガラス基材上の硬化領域に対し重なるように、後塗り液C1を吐出してベタ画像状の塗布領域を形成した。次に、直ちに、N2雰囲気下において、後塗り液C1の塗布領域に対してUV照射(光源:UV−LED(Phoseon社製、商品名:FJ800)、波長:365nm、照射強度:30mW/cm2、照射時間:20s)し、これを硬化させた。次に、ホットプレートを用い、硬化物を120℃で1分間加熱することでポロジェンを除去し、多孔質構造体を得た。
比較例1において、先塗り液C1及び後塗り液C1を、表1の先塗り液及び後塗り液に変更した以外は、比較例1と同様にして、比較例2〜4の多孔質構造体を得た。
多孔質構造体の断面を作成してSEMにより断面を観察した。結果、実施例1〜4、15〜16、比較例1〜4の多孔質構造体全てにおいて、大きさが0.1〜1.0μm程度の空孔が多孔質構造体全体に渡って観察された。また、先塗り液の硬化領域内における各空孔は連通しており、後塗り液の硬化領域内における各空孔も連通していた。
多孔質構造体の断面を作成し、先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における界面の有無をSEMにより観察した。結果を次の評価基準に従って表1に示す。
(評価基準)
a:界面が観察されない
b:界面が観察される
多孔質構造体に不飽和脂肪酸(市販のバター)を充填し、オスミウム染色を施した後に、FIBで内部の断面構造を切り出し、SEMを用いて多孔質構造体中の空隙率を測定した。なお、空隙率は、先塗り液の硬化領域及び後塗り液の硬化領域のそれぞれで測定した。空隙率の結果を次の評価基準に従って表1に表す。
(評価基準)
a:空隙率が30%以上である
b:空隙率が30%未満である
多孔質構造体の表面に粘着テープを貼付けてから引き剥がす試験を実施した。その後、多孔質構造体の断面を作成し、本試験により生じた剥離面の位置をSEMにより観察した。結果を次の評価基準に従って表1に示す。
(評価基準)
a:剥離が生じていない、又は剥離が先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間(界面を含む)以外の位置で生じている
b:剥離が先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間(界面を含む)で生じている
多孔質構造体の断面を作成し、先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における空孔の連通性をSEMにより観察した。結果を次の評価基準に従って表1に示す。
(評価基準)
a:先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における空孔が連続して繋がっている
b:先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における空孔が連続して繋がっていない
負極活物質であるグラファイト粒子(平均粒径10μm)97.0質量部と、増粘剤であるセルロース1.0質量部と、バインダーであるアクリル樹脂2.0質量部と、を水中で均一に分散させて負極活物質分散体を得た。この分散体を負極電極基体である厚み8μmの銅箔に塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥後、プレスし、厚みが60μmの電極合材部を得た。次に、これを50mm×33mmに切り出して負極を作製した。
正極活物質であるニッケル、コバルト、及びアルミの混合粒子94.0質量部と、導電助剤であるケッチェンブラック3.0質量部と、バインダーであるポリフッ化ビニリデン樹脂3.0質量部と、を溶媒としてのN−メチルピロリドン中で均一に分散させて正極活物質分散体を得た。この分散体を電極基体である厚み15μmのアルミ箔にダイコートで塗布し、得られた塗膜を120℃で10分乾燥後、プレスし、厚みが50μmの電極合材部を得た。次に、これを43mm×29mmに切り出して正極を作製した。
(実施例5)
先塗り液E5及び後塗り液E5をGEN5ヘッド(リコープリンティングシステムズ株式会社製)搭載のインクジェット吐出装置に充填し、上記の通り作製した負極に対し、先塗り液E5を吐出してベタ画像状の塗布領域を形成した。次に、直ちに、負極上の当該塗布領域に対し重なるように、後塗り液E5を吐出してベタ画像状の塗布領域を形成した。その後、直ちに、N2雰囲気下において、先塗り液E5及び後塗り液E5の塗布領域に対してUV照射(光源:UV−LED(Phoseon社製、商品名:FJ800)、波長:365nm、照射強度:30mW/cm2、照射時間:20s)し、これらを同時に硬化させた。次に、ホットプレートを用い、硬化物を120℃で1分間加熱することでポロジェンを除去し、多孔質構造体と一体化した負極を得た。
次に、多孔質構造体と一体化した負極と上記の通り作製した正極とを対向させ、電解液を注入し、外装としてラミネート外装材を用いて封止し、蓄電素子を作製した。なお、電解液としては、炭酸エチレン(EC)及び炭酸ジメチル(DMC)の混合物(質量比が「EC:DMC=1:1」の混合物)に対し、電解質であるLiPF6が濃度1.5mol/Lとなるように添加されている溶液を用いた。
実施例5において、先塗り液E5及び後塗り液E5を、表2〜3の先塗り液及び後塗り液に変更した以外は、実施例5と同様にして、実施例6〜14の蓄電素子を得た。
先塗り液C5をGEN5ヘッド(リコープリンティングシステムズ株式会社製)搭載のインクジェット吐出装置に充填し、上記の通り作製した負極に対し、先塗り液C5を吐出してベタ画像状の塗布領域を形成した。その後、直ちに、N2雰囲気下において、先塗り液C5の塗布領域に対してUV照射(光源:UV−LED(Phoseon社製、商品名:FJ800)、波長:365nm、照射強度:30mW/cm2、照射時間:20s)し、これを硬化させた。次に、ホットプレートを用い、硬化物を120℃で1分間加熱することでポロジェンを除去し、多孔質構造体と一体化した負極を得た。
次に、多孔質構造体と一体化した負極と上記の通り作製した正極とを対向させ、電解液を注入し、外装としてラミネート外装材を用いて封止し、蓄電素子を作製した。なお、電解液としては、炭酸エチレン(EC)及び炭酸ジメチル(DMC)の混合物(質量比が「EC:DMC=1:1」の混合物)に対し、電解質であるLiPF6が濃度1.5mol/Lとなるように添加されている溶液を用いた。
比較例5において、先塗り液C5を、表3の先塗り液に変更した以外は、比較例5と同様にして、比較例6〜8の蓄電素子を得た。
上記の通り作製した負極上に厚さ25μmのポリプロピレン樹脂からなる微多孔膜を絶縁層として配置し、絶縁層が配置された負極を得た。
次に、絶縁層が配置された負極と上記の通り作製した正極とを対向させ、電解液を注入し、外装としてラミネート外装材を用いて封止し、蓄電素子を作製した。なお、電解液としては、炭酸エチレン(EC)及び炭酸ジメチル(DMC)の混合物(質量比が「EC:DMC=1:1」の混合物)に対し、電解質であるLiPF6が濃度1.5mol/Lとなるように添加されている溶液を用いた。
多孔質構造体の断面を作成してSEMにより断面を観察した。結果、実施例5〜14、比較例5〜9の蓄電素子中の多孔質構造体全てにおいて、大きさが0.1〜1.0μm程度の空孔が多孔質構造体全体に渡って観察された。また、先塗り液の硬化領域内における各空孔は連通しており、後塗り液の硬化領域内における各空孔も連通していた。
多孔質構造体の断面を作成し、先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における界面の有無をSEMにより観察した。結果を次の評価基準に従って表2〜3に示す。なお、後塗り液を使用していない比較例5〜8については観察を行わなかったので表3において「−」と表示した。また、先塗り液及び後塗り液を使用して絶縁層を形成していない比較例9については、ポリプロピレン樹脂からなる微多孔膜における界面の有無を観察した。
(評価基準)
a:界面が観察されない
b:界面が観察される
多孔質構造体に不飽和脂肪酸(市販のバター)を充填し、オスミウム染色を施した後に、FIBで内部の断面構造を切り出し、SEMを用いて多孔質構造体中の空隙率を測定した。なお、空隙率は、先塗り液の硬化領域及び後塗り液の硬化領域のそれぞれで測定した。空隙率の結果を次の評価基準に従って表2〜3に表す。なお、後塗り液を使用していない比較例5〜8については、後塗り液の硬化領域が存在しないため、表3において「−」と表示した。また、先塗り液及び後塗り液を使用して絶縁層を形成していない比較例9については、ポリプロピレン樹脂からなる微多孔膜における空隙率を測定した。
(評価基準)
a:空隙率が30%以上である
b:空隙率が30%未満である
多孔質構造体の表面に粘着テープを貼付けてから引き剥がす試験を実施した。その後、多孔質構造体の断面を作成し、本試験により生じた剥離面の位置をSEMにより観察した。結果を次の評価基準に従って表2〜3に示す。なお、本評価は、先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間(界面を含む)における強度を判断するための評価であるため、比較例5〜8、9においては実施しなかった。そのため、比較例5〜8、9に関しては表3において「−」と表示した。
(評価基準)
a:剥離が生じていない、又は剥離が先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間(界面を含む)以外の位置で生じている
b:剥離が先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間(界面を含む)で生じている
多孔質構造体の断面を作成し、先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における空孔の連通性をSEMにより観察した。結果を次の評価基準に従って表2〜3に示す。なお、本評価は、先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間(界面を含む)における連通性を判断するための評価であるため、比較例5〜8、9においては実施しなかった。そのため、比較例5〜8、9に関しては表3において「−」と表示した。
(評価基準)
a:先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における空孔が連続して繋がっている
b:先塗り液の硬化領域と後塗り液の硬化領域との間における空孔が連続して繋がっていない
上記の多孔質構造体と一体化した負極(実施例5〜14、比較例5〜8)及び絶縁層が配置された負極(比較例9)の絶縁層側に銅箔を押しあて、200℃で15分間加熱した。その後、銅箔及び負極の間(電極間)における直流抵抗値を測定することで、多孔質構造体の高温時における形状維持機能を評価した。結果を次の評価基準に従って表2〜3に示す。
(評価基準)
a:電極間の直流抵抗値が1MΩ以上である
b:電極間の直流抵抗値が1KΩ以上1MΩ未満である
c:電極間の直流抵抗値が1KΩ未満である
まず、作製した蓄電素子の25℃におけるインピーダンスを測定した。次に、蓄電素子を200℃で15分間加熱した後、25℃まで冷やし、25℃におけるインピーダンスを再び測定することで、多孔質構造体の高温時におけるシャットダウン機能を評価した。結果を次の評価基準に従って表2〜3に示す。
(評価基準)
a:加熱後のインピーダンス値が加熱前に対して10倍以上である
b:加熱後のインピーダンス値が加熱前に対して10倍未満である
また、比較例1〜4は、実施例1〜4、15〜16と同様の材料により構成される前塗り液及び後塗り液を用いているが、強度および連通性に劣る。これは、前塗り液及び後塗り液をそれぞれ別のタイミングで硬化させて積層させたことで、界面が観察される連続的に一体化していない多孔質構造体が形成されたことに起因すると考えられる。
1b:容器
1c:供給チューブ
2a:光照射装置
2b:重合不活性気体循環装置
3a:加熱装置
4:基材
5:搬送部
6:多孔質構造体の前駆体
7:液体組成物
10:付与工程部
20:重合工程部
30:加熱工程部
200:多孔質構造体
201:多孔質構造部(多孔質構造部A)
202:中間層
203:多孔質構造部(多孔質構造部B)
204:負極の電極合材部
205:負極の電極基体
206:負極の活物質
207:正極の電極合材部
208:正極の電極基体
209:正極の活物質
300:電極
400:蓄電素子
Claims (19)
- 連通する空孔を有する多孔質構造体であって、
前記多孔質構造体は、樹脂Aにより形成される多孔質構造部Aと、樹脂Bにより形成される多孔質構造部Bと、を有し、
前記多孔質構造部A及び前記多孔質構造部Bは、連続的に一体化しており、
前記樹脂A及び前記樹脂Bは、構成成分が異なる多孔質構造体。 - 前記樹脂A及び前記樹脂Bから選ばれる少なくとも1つは、分子内に架橋構造を有する請求項1に記載の多孔質構造体。
- 前記樹脂Aのガラス転移点又は融点は、前記樹脂Bのガラス転移点又は融点より高い請求項1又は2に記載の多孔質構造体。
- 前記樹脂Aのガラス転移点又は融点は、前記樹脂Bのガラス転移点又は融点より20℃以上高い請求項1から3のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
- 前記樹脂Aのガラス転移点又は融点は、160℃以上であり、
前記樹脂Bのガラス転移点又は融点は、160℃未満である請求項1から4のいずれか一項に記載の多孔質構造体。 - 前記樹脂Aは、(メタ)アクリル系樹脂である請求項1から5のいずれか一項に記載の多孔質構造体。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の多孔質構造体を有する絶縁層。
- 電極基体上に、活物質を含む電極合材部が形成されており、
請求項1から6のいずれか一項に記載の多孔質構造体が前記電極合材部上に形成されている電極。 - 前記多孔質構造体の一部領域及び前記電極合材部の一部領域は、重複している請求項8に記載の電極。
- 請求項8又は9に記載の電極を有する蓄電素子。
- 多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを有する多孔質構造体の製造方法であって、
硬化することで前記多孔質構造部Aを形成する液体組成物Aを付与する付与工程Aと、
硬化することで前記多孔質構造部Bを形成する液体組成物Bを付与する付与工程Bと、
互いに接触している付与された前記液体組成物A及び前記液体組成物Bを同時に硬化させる硬化工程と、を有し、
前記液体組成物A及び前記液体組成物Bは、組成が異なる多孔質構造体の製造方法。 - 前記付与工程Aは、前記液体組成物Aをインクジェット方式で吐出する工程であり、
前記付与工程Bは、前記液体組成物Bをインクジェット方式で吐出する工程である請求項11に記載の多孔質構造体の製造方法。 - 前記液体組成物A及び前記液体組成物Bは、25℃における粘度が1mPa・s以上200mPa・s以下である請求項11又は12に記載の多孔質構造体の製造方法。
- 多孔質構造部A及び多孔質構造部Bを有する多孔質構造体の製造装置であって、
硬化することで前記多孔質構造部Aを形成する液体組成物Aを付与する付与手段Aと、
硬化することで前記多孔質構造部Bを形成する液体組成物Bを付与する付与手段Bと、
互いに接触している付与された前記液体組成物A及び前記液体組成物Bを同時に硬化させる硬化手段と、を有し、
前記液体組成物A及び前記液体組成物Bは、組成が異なる多孔質構造体の製造装置。 - 前記付与手段Aは、前記液体組成物Aをインクジェット方式で吐出する手段であり、
前記付与手段Bは、前記液体組成物Bをインクジェット方式で吐出する手段である請求項14に記載の多孔質構造体の製造装置。 - 前記液体組成物A及び前記液体組成物Bは、25℃における粘度が1mPa・s以上200mPa・s以下である請求項14又は15に記載の多孔質構造体の製造装置。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の多孔質構造体及び機能性物質を有する担持体であって、
前記機能性物質は、前記多孔質構造部A及び前記多孔質構造部Bから選ばれる少なくとも一方において担持されている担持体。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の多孔質構造体を有する分離層であって、
前記分離層は、流体が透過可能であり、
前記多孔質構造部A及び前記多孔質構造部Bから選ばれる少なくとも一方は、前記流体が透過するときに前記流体に含有される所定の物質を分離する分離層。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の多孔質構造体を有する反応層であって、
前記反応層は、流体が透過可能であり、
前記多孔質構造部A及び前記多孔質構造部Bから選ばれる少なくとも一方は、前記流体が透過するときに前記流体に反応場を提供する反応層。
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