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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024171038
(43)【公開日】2024-12-11
(54)【発明の名称】複合多孔質体
(51)【国際特許分類】
B32B 5/24 20060101AFI20241204BHJP
B32B 1/08 20060101ALI20241204BHJP
B32B 27/30 20060101ALI20241204BHJP
B01D 69/00 20060101ALI20241204BHJP
B01D 69/04 20060101ALI20241204BHJP
B01D 69/06 20060101ALI20241204BHJP
B01D 69/10 20060101ALI20241204BHJP
B01D 69/12 20060101ALI20241204BHJP
B01D 71/02 20060101ALI20241204BHJP
B01D 71/36 20060101ALI20241204BHJP
【ＦＩ】
B32B5/24 101
B32B1/08
B32B27/30 D
B01D69/00
B01D69/04
B01D69/06
B01D69/10
B01D69/12
B01D71/02
B01D71/36
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023087892
(22)【出願日】2023-05-29
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】野々村 和也
(72)【発明者】
【氏名】諏澤 和葉
(72)【発明者】
【氏名】近藤 大
(72)【発明者】
【氏名】宮永 美紀
(72)【発明者】
【氏名】森田 徹
【テーマコード（参考）】
4D006
4F100
【Ｆターム（参考）】
4D006GA06
4D006GA44
4D006MA02
4D006MA03
4D006MA08
4D006MA10
4D006MA22
4D006MA31
4D006MB11
4D006MB15
4D006MC03X
4D006MC28
4D006MC30X
4D006MC33X
4D006MC34
4D006MC36
4D006MC40
4D006MC60
4D006NA42
4D006NA46
4D006NA58
4D006NA62
4D006NA64
4F100AA19D
4F100AA19H
4F100AB10D
4F100AK18A
4F100AK18B
4F100AL05C
4F100CC102
4F100CC10C
4F100CC10D
4F100DA11
4F100DE04B
4F100DE04C
4F100DG02C
4F100DG03C
4F100DJ06A
4F100EH462
4F100EH46C
4F100EH46D
4F100GB56
4F100JD05
(57)【要約】
【課題】ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能な複合多孔質体を提供する。
【解決手段】複合多孔質体は、第一面を有する基材と、前記第一面の少なくとも一部を覆う被覆層と、を備え、前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、前記粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
【選択図】図２
【解決手段】複合多孔質体は、第一面を有する基材と、前記第一面の少なくとも一部を覆う被覆層と、を備え、前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、前記粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一面を有する基材と、前記第一面の少なくとも一部を覆う被覆層と、を備え、
前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、
前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、
前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、
前記粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体。
前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、
前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、
前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、
前記粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体。
【請求項2】
前記被覆層の平均孔径は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の複合多孔質体。
【請求項3】
前記複数のナノファイバーのそれぞれは、アルミニウムと酸素と水素とを含む無機材料からなる、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項4】
前記被覆層の平均厚さは１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項5】
前記基材は前記第一面を有する第一層を備え、
前記第一層の平均孔径は、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
前記第一層の平均孔径は、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項6】
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記粒子層に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まない、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記粒子層に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まない、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項7】
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記基材に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まない、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
前記第一面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記基材に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まない、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項8】
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含む、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含む、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項9】
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた混合層を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含む、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
前記第一面に設けられた混合層を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含む、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項10】
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記ナノファイバー層は、前記複数のナノファイバーを含み、かつ、前記複数の粒子を含まない、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記ナノファイバー層は、前記複数のナノファイバーを含み、かつ、前記複数の粒子を含まない、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項11】
前記基材の形状はシートである、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【請求項12】
前記基材の形状はチューブであり、
前記第一面は、前記チューブの外周面である、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
前記第一面は、前記チューブの外周面である、請求項１または請求項２に記載の複合多孔質体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、複合多孔質体に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリテトラフルオロエチレンからなる多孔質体は、ろ過フィルターなどの各種分離膜に用いられている。
【0003】
特許文献１には、多孔質基材と粒子層とを備えるフッ素系樹脂多孔質分離膜が開示されている。多孔質基材は、ポリテトラフルオロエチレンを主体として含む。粒子層は、多孔質基材の少なくとも表面に設けられており、ポリテトラフルオロエチレンからなる粒子を含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－０１５００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１のフッ素系樹脂多孔質分離膜は、平均孔径が８０～１０００ｎｍである。分離膜の分野では、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能な複合多孔質体が望まれている。
【0006】
そこで、本開示は、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能な複合多孔質体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の複合多孔質体は、
第一面を有する基材と、前記第一面の少なくとも一部を覆う被覆層と、を備え、
前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、
前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、
前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、
前記粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体である。
第一面を有する基材と、前記第一面の少なくとも一部を覆う被覆層と、を備え、
前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、
前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、
前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、
前記粒子の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体である。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能な複合多孔質体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の複合多孔質体は、
第一面を有する基材と、前記第一面の少なくとも一部を覆う被覆層と、を備え、
前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、
前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、
前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、
前記粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
（１）本開示の複合多孔質体は、
第一面を有する基材と、前記第一面の少なくとも一部を覆う被覆層と、を備え、
前記基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、
前記被覆層は、複数の粒子と、複数のナノファイバーとを含み、
前記複数の粒子のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、
前記粒子の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体。
【0011】
本開示によれば、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能な複合多孔質体を提供することができる。
【0012】
（２）上記（１）において、前記被覆層の平均孔径は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であってもよい。これによると、複合多孔質体がろ過対象の流体から除去できる物質の大きさを５０ｎｍ以下とすることができる。
【0013】
（３）上記（１）または（２）において、前記複数のナノファイバーのそれぞれは、アルミニウムと酸素と水素とを含む無機材料からなってもよい。これによると、複合多孔質体は可とう性、耐熱性および耐薬品性に優れる。
【0014】
（４）上記（１）から（３）のいずれかにおいて、前記被覆層の平均厚さは１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であってもよい。平均厚さが１０ｎｍの被覆層を備える複合多孔質体は、優れたろ過性能を有する。平均厚さが１００００ｎｍ以下の被覆層を備える複合多孔質体は、優れた通液性と可とう性を有する。
【0015】
（５）上記（１）から（４）のいずれかにおいて、
前記基材は前記第一面を有する第一層を備え、
前記第一層の平均孔径は、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であってもよい。第一層の平均孔径が２０ｎｍ以上である基材を備える複合多孔質体は、優れた通液性を有する。第一層の平均孔径が２０００ｎｍ以下である、被覆層を構成する粒子が第一面上に引っ掛かり易く、第一面上に被覆層が適切に構成され易い。さらに、第一層の平均孔径が２０００ｎｍ以下である基材を備える複合多孔質体は、強度に優れる。
前記基材は前記第一面を有する第一層を備え、
前記第一層の平均孔径は、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であってもよい。第一層の平均孔径が２０ｎｍ以上である基材を備える複合多孔質体は、優れた通液性を有する。第一層の平均孔径が２０００ｎｍ以下である、被覆層を構成する粒子が第一面上に引っ掛かり易く、第一面上に被覆層が適切に構成され易い。さらに、第一層の平均孔径が２０００ｎｍ以下である基材を備える複合多孔質体は、強度に優れる。
【0016】
（６）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記粒子層に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まないという構成を有していてもよい。
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記粒子層に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まないという構成を有していてもよい。
【0017】
これによると、複合多孔質体の通液性が向上する。
【0018】
（７）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記基材に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まないという構成を有していてもよい。
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた混合層と、
前記混合層の前記基材に対向する面と反対側の第四面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーの一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第１ナノファイバー群とは異なる前記複数のナノファイバーの一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まないという構成を有していてもよい。
【0019】
これによると、複合多孔質体のろ過性能が向上する。
【0020】
（８）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含むという構成を有していてもよい。
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられた混合層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子の一部である第１粒子群を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記混合層は、前記第１粒子群とは異なる前記複数の粒子の一部である第２粒子群と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含むという構成を有していてもよい。
【0021】
これによると、複合多孔質体の通液性が向上する。
【0022】
（９）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた混合層を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含むという構成を有していてもよい。
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた混合層を備え、
前記混合層は、前記複数の粒子と、前記複数のナノファイバーとの混合物を含むという構成を有していてもよい。
【0023】
これによると、複合多孔質体のろ過性能が向上する。
【0024】
（１０）上記（１）から（５）のいずれかにおいて、
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記ナノファイバー層は、前記複数のナノファイバーを含み、かつ、前記複数の粒子を含まないという構成を有していてもよい。
前記被覆層は、
前記第一面に設けられた粒子層と、
前記粒子層の前記基材に対向する面と反対側の第三面に設けられたナノファイバー層と、を備え、
前記粒子層は、前記複数の粒子を含み、かつ、前記複数のナノファイバーを含まず、
前記ナノファイバー層は、前記複数のナノファイバーを含み、かつ、前記複数の粒子を含まないという構成を有していてもよい。
【0025】
これによると、複合多孔質体の通液性が向上する。
【0026】
（１１）上記（１）から（１０）のいずれかにおいて、前記基材の形状はシートであってもよい。
【0027】
シート状の基材を備える複合多孔質体の全体形状はシート形状である。シート形状の複合多孔質体は、様々な形状に加工し易く、種々の形態のろ過装置に適用可能である。
【0028】
（１２）上記（１）から（１０）のいずれかにおいて、
前記基材の形状はチューブであり、
前記第一面は、前記チューブの外周面であってもよい。
前記基材の形状はチューブであり、
前記第一面は、前記チューブの外周面であってもよい。
【0029】
チューブ状の基材を備える複合多孔質体の全体形状はチューブ形状である。チューブ状の基材には、中空糸膜も含まれる。チューブ形状の複合多孔質体では、不純物を含む流体はチューブ形状の複合多孔質体の外部に流通される。複合多孔質体を透過した流体はチューブ形状の複合多孔質体の内部に流通される。上記（１２）に記載の構成であれば、複合多孔質体自体で流体の流路を構成できる。この複合多孔質体を複数本束ねることで浄化装置のモジュールを構成することができる。
【0030】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示の複合多孔質体の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
本開示の複合多孔質体の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本開示の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表すものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、必ずしも実際の寸法関係を表すものではない。
【0031】
本開示において「Ａ～Ｂ」という形式の表記は、範囲の上限下限（すなわちＡ以上Ｂ以下）を意味し、Ａにおいて単位の記載がなく、Ｂにおいてのみ単位が記載されている場合、Ａの単位とＢの単位とは同じである。
【0032】
本開示において、数値範囲の下限および上限として、それぞれ１つ以上の数値が記載されている場合は、下限に記載されている任意の１つの数値と、上限に記載されている任意の１つの数値との組み合わせも開示されているものとする。例えば、下限として、ａ１以上、ｂ１以上、ｃ１以上が記載され、上限としてａ２以下、ｂ２以下、ｃ２以下が記載されている場合は、ａ１以上ａ２以下、ａ１以上ｂ２以下、ａ１以上ｃ２以下、ｂ１以上ａ２以下、ｂ１以上ｂ２以下、ｂ１以上ｃ２以下、ｃ１以上ａ２以下、ｃ１以上ｂ２以下、ｃ１以上ｃ２以下が開示されているものとする。
【0033】
［実施形態１］
本開示の一実施形態（以下「実施形態１」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２に示されるように、実施形態１に係る複合多孔質体１は、第一面２１を有する基材２と、第一面２１の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。
本開示の一実施形態（以下「実施形態１」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図１および図２を用いて説明する。図１および図２に示されるように、実施形態１に係る複合多孔質体１は、第一面２１を有する基材２と、第一面２１の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。
【0034】
実施形態１に係る複合多孔質体１は、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能である。この理由は、以下の通りである。実施形態１に係る複合多孔質体１は、平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含む被覆層１２を備える。複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含む被覆層１２では、粒子４間の隙間、ナノファイバー６間の隙間および粒子４とナノファイバー６間の隙間の少なくともいずれかが、流体が通過する空孔となる。これらの隙間は非常に小さいため、被覆層１２によってナノオーダーの非常に小さい物質が流体から除去される。除去できる物質の平均粒径は、例えば、１００ｎｍ以下でもよく、８０ｎｍ以下でもよく、５０ｎｍ以下でもよい。流体は液体でも良いし、気体でも良いし、固体が混合された液体または固体が混合された気体でもよい。
【0035】
≪全体構成≫
実施形態１に係る複合多孔質体１は、例えば図１に示されるシート形状を備える。複合多孔質体１は、基材２と被覆層１２とを備える。基材２の形状はシートである。基材２は、図１および図２に示されるように、第一面２１と、第一面２１と反対側の第二面２２とを備える。被覆層１２は、基材２の第一面２１に設けられている。被覆層１２の平均孔径は基材２の平均孔径よりも小さい。以下、複合多孔質体１の各構成を詳細に説明する。
実施形態１に係る複合多孔質体１は、例えば図１に示されるシート形状を備える。複合多孔質体１は、基材２と被覆層１２とを備える。基材２の形状はシートである。基材２は、図１および図２に示されるように、第一面２１と、第一面２１と反対側の第二面２２とを備える。被覆層１２は、基材２の第一面２１に設けられている。被覆層１２の平均孔径は基材２の平均孔径よりも小さい。以下、複合多孔質体１の各構成を詳細に説明する。
【0036】
≪基材≫
実施形態１において、基材２はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって構成された多孔質体である。図２に示されるように、基材２は複数の空孔２ｈを備える。図２は断面図であるため、基材２の各空孔２ｈは独立しているように見えるが、各空孔２ｈは他の空孔２ｈにつながって、第一面２１から第二面２２に至る無数の流路を形成している。基材２には、第一面２１から第二面２２に至る無数の流路が形成されている。
実施形態１において、基材２はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって構成された多孔質体である。図２に示されるように、基材２は複数の空孔２ｈを備える。図２は断面図であるため、基材２の各空孔２ｈは独立しているように見えるが、各空孔２ｈは他の空孔２ｈにつながって、第一面２１から第二面２２に至る無数の流路を形成している。基材２には、第一面２１から第二面２２に至る無数の流路が形成されている。
【0037】
基材２はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって構成されている。ＰＴＦＥは耐熱性および耐薬品性に優れる。従って、複合多孔質体の耐熱性および耐薬品性が向上する。基材２は、本開示の効果を損なわない限り、ポリテトラフルオロエチレン以外の成分を含んでいてもよい。該成分としては、例えば、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）が挙げられる。
【0038】
基材２の厚さは、第一面２１と第二面２２との間の長さである。基材２の平均厚さは１μｍ以上１００μｍ以下でもよい。平均厚さが１μｍ以上の基材２を備える複合多孔質体１は優れた強度を有する。平均厚さが１００μｍ以下の基材２を備える複合多孔質体１は可とう性に優れる。また、複合多孔質体１によるろ過時間が長くなり過ぎない。基材２の平均厚さの下限は５μｍ以上でもよく、１０μｍ以上でもよく、１５μｍ以上でもよく、または２０μｍでもよい。基材２の平均厚さの上限は９０μｍ以下でもよく、８０μｍ以下でもよく、または５０μｍでもよい。基材２の平均厚さの範囲は、例えば１０μｍ以上９０μｍ以下でもよく、または２０μｍ以上５０μｍ以下でもよい。
【0039】
基材２の平均厚さはＳＥＭ－ＥＤＸ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ－Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって求められる。ＳＥＭ画像の倍率は、１００００倍である。ＳＥＭ画像のサイズは、８μｍ×１１μｍである。基材２と被覆層１２とは、複合多孔質体１の製造時に熱融着される。そのため、基材２と被覆層１２との境界は、ＳＥＭ画像において確認することができる。上記境界から基材２の第二面２２までの距離が基材２の厚さである。基材２の平均厚さは、基材２における異なる５点以上の厚さを平均したものである。
【0040】
基材２の第一面２１における平均孔径は、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下であってもよい。基材２の第一面２１における平均孔径が２０ｎｍ以上であると、基材２を含む複合多孔質体１は通液性に優れる。通液性が高い複合多孔質体１は、ろ過時間を短縮できる。基材２の第一面２１における平均孔径が２０００ｎｍ以下であると、被覆層１２を構成する粒子４が第一面２１上に引っ掛かり易く、第一面２１上に被覆層１２が適切に構成され易い。基材２の第一面２１における平均孔径が２０００ｎｍ以下であると、基材２を含む複合多孔質体１は強度に優れる。基材２の第一面２１における平均孔径の下限は、５０ｎｍ以上でもよく、１００ｎｍ以上でもよく、または２００ｎｍ以上でもよい。基材２の第一面２１における平均孔径の上限は、４５０ｎｍ以下でもよく、４００ｎｍ以下でもよく、または３５０ｎｍ以下でもよい。基材２の第一面２１における平均孔径の範囲は、例えば５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下でもよく、または２００ｎｍ以上３５０ｎｍ以下でもよい。基材２の第一面２１における平均孔径は、被覆層１２の平均孔径よりも大きい。
【0041】
第一面２１には複数の空孔２ｈが形成されている。第一面２１の上に被覆層１２が形成されていると、第一面２１の空孔２ｈの平均孔径を測定することは難しい。本開示において、第一面２１の平均孔径は、基材２の厚さ方向に沿った断面のＳＥＭ画像から求められる。本開示において、基材２の厚さ方向とは、第一面２１から第二面２２に向かう方向を意味する。ＳＥＭ画像の倍率は、５０００倍である。ＳＥＭ画像のサイズは、８μｍ×１１μｍである。ＳＥＭ画像を二値化処理し、ＳＥＭ画像における各空孔２ｈを抽出する。ＳＥＭ画像中の各空孔２ｈの円相当径を求め、全ての空孔２ｈの円相当径の算術平均を求める。円相当径は、空孔２ｈの面積と同じ大きさの真円の直径のことである。この円相当径の算術平均を基材２の第一面２１における平均孔径とみなす。
【0042】
第一面２１における空孔２ｈの平均短径は、４ｎｍ以上４００ｎｍ以下であってもよい。第一面２１における空孔２ｈの平均短径が４ｎｍ以上の空孔２ｈを有する第一面２１は、複合多孔質体１の通液性を向上させる。第一面２１の空孔２ｈの平均短径が４００ｎｍ以下であれば、被覆層１２を構成するナノファイバー６が第一面２１上に引っ掛かり易く、第一面２１上に被覆層１２が適切に構成され易い。第一面２１における空孔２ｈの平均短径は例えば１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下でも良い。
【0043】
本開示において、第一面２１の空孔２ｈの平均短径は、基材２の厚さ方向に沿った断面のＳＥＭ画像から求められる。ＳＥＭ画像の倍率は、５０００倍である。ＳＥＭ画像のサイズは、８μｍ×１１μｍである。ＳＥＭ画像を二値化処理し、ＳＥＭ画像における各空孔２ｈを抽出する。ＳＥＭ画像において、各空孔２ｈに外接する最小の長方形を求める。ＳＥＭ画像中の全ての長方形の短径の平均が、空孔２ｈの平均短径である。
【0044】
基材２は、図２に示されるように、複数の層を備えていてもよい。基材２は、第一層２Ａと第二層２Ｂとを備えることができる。図２では、第一層２Ａと第二層２Ｂとの境界を二点鎖線で模式的に示している。第一層２Ａは、第一面２１を含む。第二層２Ｂは、第一層２Ａに隣接する。実施形態１において、第二層２Ｂは、第二面２２を含む。第二層２Ｂの平均孔径は、第一層２Ａの平均孔径よりも大きい。平均孔径が大きい第二層２Ｂを備える基材２の通液性は、基材２と同じ厚さを有し、かつ第一層２Ａのみからなる基材２の通液性よりも優れる。従って、基材２が第一層２Ａと第二層２Ｂとで構成されることで、基材２を厚くしても複合多孔質体１のろ過時間が長くなり難い。第二層２Ｂの平均孔径は、例えば、第一層２Ａの平均孔径の２倍以上２０００倍以下、または１０倍以上１０００倍以下であってもよい。第一層２Ａの平均孔径は、被覆層１２の平均孔径よりも大きい。基材２が３層以上の層からなる場合、第一面２１から遠い層ほど平均孔径が大きくてもよい。本例とは異なり、基材２は、第一層２Ａのみから構成されていてもよい。この場合、第一層２Ａは第一面２１と第二面２２とを含む。
【0045】
第一層２Ａの平均孔径と、第二層２Ｂの平均孔径は、基材２の厚さ方向に沿った断面のＳＥＭ画像から求められる。第一層２Ａと第二層２Ｂとは、基材２の作製時に熱融着される。そのため、第一層２Ａと第二層２Ｂとの境界はＳＥＭ画像において確認することができる。ＳＥＭ画像において、境界を挟んで第一面２１を含む領域に存在する各空孔２ｈの円相当径の算術平均が、第一層２Ａの平均孔径である。同様に、ＳＥＭ画像において、境界を挟んで第一層２Ａに隣接する領域に存在する各空孔２ｈの円相当径の算術平均が、第二層２Ｂの平均孔径である。
【0046】
≪被覆層≫
実施形態１において、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含む。被覆層１２は、基材２の第一面の少なくとも一部を被覆すればよく、基材２の第一面の全部を被覆してもよい。
実施形態１において、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含む。被覆層１２は、基材２の第一面の少なくとも一部を被覆すればよく、基材２の第一面の全部を被覆してもよい。
【0047】
図２に示されるように、被覆層１２は、基材２の第一面上に設けられた粒子層９と、粒子層９の基材２に対向する面と反対側の第三面９Ａ上に設けられた混合層１０と、混合層１０の粒子層９に対向する面と反対側の第四面１０Ａ上に設けられたナノファイバー層１１と、からなる。図２では、複数の粒子４の一部を図示し、分かり易いように被覆層１２の表面３０を直線で示している。被覆層１２の図示に関しては、他の図も同様である。図２では、粒子層９と混合層１０との境界は破線Ｌ１で示され、混合層１０とナノファイバー層１１との境界は破線Ｌ２で示される。図２において、破線Ｌ１は、基材２の第一面２１に平行な線であって、かつ、基材２に最も近いナノファイバー６に接する線である。破線Ｌ１と基材２に最も近いナノファイバー６とは、該ナノファイバー６の最も基材２に近い位置で接する。図２において、破線Ｌ２は、基材２の第一面２１に平行な線であって、かつ、基材２から最も遠い粒子４に接する線である。破線Ｌ２と基材２から最も遠い粒子４とは、該粒子４の最も基材２から遠い位置で接する。
【0048】
被覆層１２の平均孔径は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であってもよい。被覆層１２の平均孔径が１ｎｍ以上であれば、被覆層１２の可とう性が確保される。また、複合多孔質体１によるろ過時間が長くなり過ぎない。被覆層１２の平均孔径が５０ｎｍ以下であれば、被覆層１２によって効率的に不純物を分離できる。被覆層１２の平均孔径の下限は２ｎｍ以上でもよく、５ｎｍ以上でもよく、１０ｎｍ以上でもよく、または２０ｎｍ以上でもよい。被覆層１２の平均孔径の上限は４５ｎｍ以下でもよく、４０ｎｍ以下でもよく、または３０ｎｍ以下でもよい。被覆層１２の平均孔径の範囲は、２ｎｍ以上４５ｎｍ以下でもよく、または２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下でもよい。被覆層１２の平均孔径は、基材２の平均孔径よりも小さい。
【0049】
被覆層１２の平均孔径は非常に小さいため、被覆層１２の断面のＳＥＭ画像から求めることが難しい。本開示において、被覆層１２の平均孔径は、通液試験によって求められる。図８は通液試験に使用される試験装置７の概略図である。試験装置７は、真空引き可能なフラスコ７０と、両端が開口した筒状のチャンバー７１とを備える。チャンバー７１の下端開口部７１Ｄとフラスコ７０の上端開口部７０Ｕとの間に複合多孔質体１が挟まれている。複合多孔質体１の被覆層１２は、チャンバー７１を向いている。
【0050】
被覆層１２の平均孔径を求める手順は以下のとおりである。まず、既知の平均粒径を有する複数の粒子を含む試験液を作製する。ここで、平均粒径とは、粒子の個数分布の最頻値を意味する。試験液における粒子の濃度（ｇ／ｃｍ３）は既知である。試験液は、異なる平均粒径のものを複数作製する。例えば、平均粒径が１ｎｍ～２０ｎｍの間は、５ｎｍ間隔で試験液を作製する。平均粒径が２０ｎｍ～６０ｎｍの間は、１０ｎｍ間隔で試験液を作製する。平均粒径が６０ｎｍ～１００ｎｍの間は、２０ｎｍ間隔で試験液を作製する。各試験液に含まれる複数の粒子は、アルドリッチ社製の「金ナノ粒子」を用いる。
【0051】
試験液をチャンバー７１に入れる。フラスコ７０内を真空引きすることで、複合多孔質体１を透過したろ液がフラスコ７０に貯まる。真空度は、８０Ｐａ以下である。ろ液に含まれる粒子の濃度（ｇ／ｃｍ３）を測定する。ろ液に含まれる粒子の濃度は、測定したろ液の体積と、ろ液を蒸発させた後に残る粒子の質量とから計算によって求められる。粒子の平均粒径の小さい試験液から順に、上記の手順で通液試験を行う。ろ液における粒子の濃度が、試験液における粒子の濃度の１０％以下になる試験液の粒子の平均粒径のうち、最小の粒子の平均粒径を被覆層１２の平均孔径とみなす。例えば、粒子の平均粒径が１０ｎｍの試験液では、ろ液における粒子の濃度が試験液における粒子の濃度の９０％であり、粒子の平均粒径が１５ｎｍの試験液では、ろ液における粒子の濃度が試験液における粒子の濃度の５％であり、粒子の平均粒径が２５ｎｍの試験液では、ろ液における粒子の濃度が試験液における粒子の濃度の５％である場合、被覆層１２の平均孔径は１５ｎｍである。
【0052】
基材２の第一面２１における平均孔径に対する被覆層１２の平均孔径の比率は、例えば０．０１以上１以下ある。上記比率が０．０１以上であると、基材２の第一面２１における平均孔径と被覆層１２の平均孔径との差が大きくなり過ぎず、第一面２１上に被覆層１２が適切に構成され易い。上記比率が１以下であると、被覆層１２の平均孔径が基材２の第一面２１における平均孔径と同じまたは基材２の第一面２１における平均孔径よりもが小さくなり、被覆層１２によるろ過性能が向上する。上記比率は、０．０５以上０．８以下、０．１以上０．５以下、または０．２以上０．４以下であってもよい。
【0053】
被覆層１２の平均厚さは、１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であってもよい。被覆層１２の平均厚さが１０ｎｍ以上であると、被覆層１２によって効率的に不純物を分離し易い、つまりろ過性能が向上し易い。被覆層１２の平均厚さが１００００ｎｍ以下であると、被覆層１２を含む複合多孔質体１によるろ過時間が長くなり過ぎない、つまり通液性が向上しやすい。被覆層１２の平均厚さが１００００ｎｍ以下であると、被覆層１２を含む複合多孔質体１は可とう性に優れる。被覆層１２の平均厚さの下限は、１５ｎｍ以上でもよく、５０ｎｍ以上でもよく、１００ｎｍ以上でもよく、または２００ｎｍ以上であってもよい。被覆層１２の平均厚さの上限は、９０００ｎｍ以下でもよく、８０００ｎｍ以下でもよく、５０００ｎｍ以下でもよく、１０００ｎｍ以下でもよく、９００ｎｍ以下でもよく、８００ｎｍ以下でもよく、または５００ｎｍ以下でもよい。被覆層１２の平均厚さの範囲は、例えば１５ｎｍ以上１０００ｎｍ以下でもよく、または２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下でもよい。
【0054】
被覆層１２の平均厚さは、基材２の平均厚さと同様の求め方で求められる。ＳＥＭ－ＥＤＸによって求めた基材２と被覆層１２との境界から被覆層１２の表面３０までの距離が被覆層１２の厚さである。ＳＥＭ画像の倍率は、１００００倍である。ＳＥＭ画像のサイズは、８μｍ×１１μｍである。被覆層１２の平均厚さは、被覆層１２における異なる５点の厚さを平均したものである。
【0055】
実施形態１において、複数の粒子４は、複数の粒子４の一部である第１粒子群と、第１粒子群とは異なる複数の粒子４の一部である第２粒子群とからなることができる。実施形態１において、複数の粒子４は、第１粒子群と第２粒子群とからなることができる。第１粒子群は粒子層９に含まれる。第２粒子群は混合層１０に含まれる。
【0056】
複数の粒子４のそれぞれは、（ＰＴＦＥ）によって構成されている。ポリテトラフルオロエチレンは、耐熱性および耐薬品性に優れる。従って、複合多孔質体１の耐熱性および耐薬品性が向上する。
【0057】
複数の粒子４の平均粒径は、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。複数の粒子４の平均粒径は、被覆層１２の平均孔径の大きさに寄与する。複数の粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上であると、複数の粒子４による空孔への目詰まりが抑制され、粒子４間に隙間が構成され易い。複数の粒子４の平均粒径が１０００ｎｍ以下であると、被覆層１２の平均孔径が小さくなり易い。複数の粒子４の平均粒径の下限は、５０ｎｍ以上でもよく、１００ｎｍ以上でもよく、または２００ｎｍ以上でもよい。複数の粒子４の平均粒径の上限は、８００ｎｍ以下でもよく、７００ｎｍ以下でもよく、または５００ｎｍ以下でもよい。複数の粒子４の平均粒径の範囲は、５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下でもよく、１００ｎｍ以上７００ｎｍ以下でもよく、または２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下でもよい。
【0058】
複数の粒子４の平均粒径は、被覆層１２の厚さに沿って切断した断面のＳＥＭ画像から求められる。ＳＥＭ画像の倍率は、１００００倍である。ＳＥＭ画像のサイズは、８μｍ×１１μｍである。上記ＳＥＭ画像を二値化処理し、ＳＥＭ画像における各粒子４を抽出する。ＳＥＭ画像中の各粒子４の円相当径を求め、全ての粒子４の円相当径の算術平均を求める。円相当径は、粒子４の面積と同じ大きさの真円の直径のことである。この円相当径の算術平均を複数の粒子４の平均粒径とみなす。
【0059】
被覆層１２における粒子４の体積基準の含有率は、５０％以上９５％以下でもよい。これによると、被覆層１２の平均孔径を小さくすることができる。被覆層１２における粒子４の体積基準の含有率の下限は、６０％以上でもよく、８０％以上でもよい。被覆層１２における粒子４の体積基準の含有率の上限は、９０％以下でもよく、８５％以下でもよい。被覆層１２における粒子４の体積基準の含有率は、６０％以上９０％以下でもよく、８０％以上８５％以下でもよい。
【0060】
被覆層１２における粒子４の体積基準の含有率は、被覆層１２の厚さに沿って切断した断面のＳＥＭ画像から求められる。ＳＥＭ画像の倍率は、１００００倍である。ＳＥＭ画像のサイズは、８μｍ×１１μｍである。上記ＳＥＭ画像を二値化処理し、ＳＥＭ画像における各粒子４を抽出する。ＳＥＭ画像の全体の面積に対する、粒子４の面積の百分率を求める。この百分率を被覆層１２における粒子４の体積基準の含有率とみなす。
【0061】
実施形態１において、複数のナノファイバー６は、複数のナノファイバー６の一部である第１ナノファイバー群と、第１ナノファイバー群とは異なる複数のナノファイバー６の一部である第２ナノファイバー群とからなることができる。実施形態１において、複数のナノファイバー６は、第１ナノファイバー群と第２ナノファイバー群とからなることができる。第1ナノファイバー群は混合層１０に含まれる。第２ナノファイバー群はナノファイバー層１１に含まれる。
【0062】
複数のナノファイバー６のそれぞれは、アルミニウム（Ａｌ）と酸素（Ｏ）と水素（Ｈ）とを含む無機材料からなることができる。ナノファイバー６は、ベーマイトとアルミナとで構成されてもよい。べーマイトとは、アルミナ１水和物（ＡｌＯＯＨ）である。アルミナは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。ベーマイトはアルミナに比べて柔らかい。従って、ナノファイバー６に占めるベーマイトの割合が高いと、ナノファイバー層１１が割れたり欠けたりし難い。ナノファイバー６は、本開示の効果を損なわない限り、べーマイトおよびアルミナ以外の成分を含んでいてもよい。該成分としては、例えば、水酸化アルミニウムが挙げられる。
【0063】
ベーマイトはＡｌ－ＯＨ結合を含む。被覆層１２におけるベーマイトの存在は、ＸＰＳによって被覆層１２の表面３０におけるＡｌ－ＯＨ結合を検知することで確認できる。アルミナはＡｌ－Ｏ－Ａｌ結合を含む。被覆層１２におけるアルミナの存在は、ＸＰＳによって被覆層１２の表面３０におけるＡｌ－Ｏ－Ａｌ結合を検出することで確認できる。Ａｌ－ＯＨ結合の含有量ＸとＡｌ－Ｏ－Ａｌ結合の含有量Ｙとの比Ｘ／Ｙは、０．３以上１．０以下であってもよい。
【0064】
本開示において、ＸＰＳによって得られたスペクトルにおけるＡｌ（ＯＨ）３のピークの積分強度を、Ａｌ－ＯＨ結合の含有量Ｘとみなす。また、前記スペクトルにおけるＡｌ２Ｏ３のピークの積分強度を、Ａｌ－Ｏ－Ａｌ結合の含有量Ｙとみなす。ＸＰＳの条件の詳細は、以下の通りである。
・測定機器は、ＵＬＶＡＣ ＰＨＩ製のＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ
・Ｘ線源：ＭＯＮＯ Ａｌ Ｋα
・ビーム条件：１００μｍ，φ１００Ｗ，２５ｋＶ ＨＰ
・透過エネルギー：５５ｅＶ（ナロー）、２８０ｅＶ（ワイド）
・分析元素：Ｃ，Ｏ，Ｆ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓ
・帯電補正：Ｆ１ｓを６８９．６７ｅＶとして全元素帯電補正
・測定機器は、ＵＬＶＡＣ ＰＨＩ製のＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ
・Ｘ線源：ＭＯＮＯ Ａｌ Ｋα
・ビーム条件：１００μｍ，φ１００Ｗ，２５ｋＶ ＨＰ
・透過エネルギー：５５ｅＶ（ナロー）、２８０ｅＶ（ワイド）
・分析元素：Ｃ，Ｏ，Ｆ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓ
・帯電補正：Ｆ１ｓを６８９．６７ｅＶとして全元素帯電補正
【0065】
ＸＰＳによって得られたスペクトルのＡｌ２ｐ３のピークに、Ａｌ２Ｏ３とＡｌ（ＯＨ）３の２成分が存在すると仮定する。Ａｌ２Ｏ３の結合エネルギーと、Ａｌ（ＯＨ）３の結合エネルギーとの差を０．６ｅＶと規定し、上記ピークを、Ａｌ２Ｏ３のピークと、Ａｌ（ＯＨ）３のピークとに分離する。Ａｌ２Ｏ３のピークの積分強度がＡｌ－ＯＨ結合の含有量Ｘ、Ａｌ（ＯＨ）３のピークの積分強度がＡｌ－Ｏ－Ａｌ結合の含有量Ｙである。
【0066】
粒子層９は、基材２の第一面の直上に設けられる。粒子層９は、複数の粒子４の一部である第１粒子群を含み、かつ、複数のナノファイバー６を含まない。粒子層９では、隣り合う粒子４同士が焼結により結合している。隣り合う粒子４間には隙間が構成されている。この隙間は粒子層９の空孔であるとみなすことができる。この空孔が流路として機能する。粒子層９は、本開示の効果を損なわない限り、粒子４以外の成分を含むことができる。該成分としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレンビニルアルコール共重合体、アミド基を含むポリビニルピロリドン、イミノ基を含むポリエチレンイミン、カルボキシル基を含むポリアクリル酸等が挙げられる。
【0067】
混合層１０は、粒子層９の基材２に対向する面と反対側の第三面９Ａの直上に設けられる。混合層１０は、第１粒子群とは異なる複数の粒子４の一部である第２粒子群と、複数のナノファイバー６の一部である第１ナノファイバー群との混合物を含む。粒子層９では、隣り合う粒子４同士が焼結により結合している。隣り合う粒子４間には隙間が構成されている。この隙間に、ナノファイバー６が配置されている。本開示では、この状態を混合物と記す。粒子間の隙間、ナノファイバー６間の隙間および粒子４とナノファイバー６間の隙間の少なくともいずれかは、混合層１０の空孔であるとみなすことができる。この空孔が流路として機能する。混合層１０は、本開示の効果を損なわない限り、粒子４およびナノファイバー６以外の成分を含むことができる。該成分としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレンビニルアルコール共重合体、アミド基を含むポリビニルピロリドン、イミノ基を含むポリエチレンイミン、カルボキシル基を含むポリアクリル酸等が挙げられる。
【0068】
混合層１０において、粒子４とナノファイバー６とは、接していてもよいし、接していなくてもよい。図２では、混合層１０中のナノファイバー６は、基材２の第一面２１に沿う方向に延在して配置されているが、ナノファイバー６の配置は特に制限されない。ナノファイバー６の延在方向は、基材２の第一面２１と平行でなくてもよい。ナノファイバー６は曲がっていてもよい。ナノファイバー６の少なくとも一部が粒子４に接していてもよい。混合層１０において、粒子４間の隙間にナノファイバー６が配置されていることは、混合層１０の厚さ方向に沿った断面のＳＥＭ画像から確認される。
【0069】
ナノファイバー層１１は、混合層１０の粒子層９に対向する面と反対側の第四面１０Ａの直上に設けられる。ナノファイバー層１１は、第１ナノファイバー群とは異なる複数のナノファイバー６の一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、複数の粒子４を含まない。ナノファイバー層１１は、複合多孔質体１によってろ過される流体に面する層である。ナノファイバー層１１は、複数のナノファイバー６の積層体であってもよい。複数のナノファイバー６の積層体からなるナノファイバー層１１は、多孔質体である。ナノファイバー層１１では、隣接するナノファイバー６の隙間をナノファイバー層１１の空孔であるとみなすことができる。この空孔が流路として機能する。
【0070】
ナノファイバー層１１において、ナノファイバー６は、基材２の第一面２１に沿う方向に延在して、かつ、積層して配置されている。ナノファイバー層１１は、本開示の効果を損なわない限り、ナノファイバー６以外の成分を含むことができる。該成分としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレンビニルアルコール共重合体、アミド基を含むポリビニルピロリドン、イミノ基を含むポリエチレンイミン、カルボキシル基を含むポリアクリル酸等が挙げられる。ナノファイバー層１１において、ナノファイバー６は、基材２の第一面２１に沿う方向に延在して、かつ、積層して配置されていることは、ナノファイバー層１１の厚さ方向に沿った断面のＳＥＭ画像から確認される。
【0071】
ナノファイバー層１１全体の空孔の平均孔径を測定することは難しいが、ナノファイバー層１１の表面３０に開口した開口孔３ｈの大きさを測定することはできる。開口孔３ｈは隣接するナノファイバー６の隙間によって構成されており、比較的大きい。図７は、ナノファイバー層１１の表面３０のＳＥＭ画像を模式的に示す図である。開口孔３ｈの平均孔径は例えば、２ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。開口孔３ｈの平均孔径は５ｎｍ以上１００ｎｍ以下でも良い。開口孔３ｈの平均短径は例えば１ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。開口孔３ｈの平均短径は２ｎｍ以上５０ｎｍ以下でも良い。開口孔３ｈの平均孔径と平均短径は、第一面２１の平均孔径と平均短径と同様に、画像解析によって求められる。具体的には、表面３０のＳＥＭ画像を取得し、二値化処理によって開口孔３ｈを特定する。開口孔３ｈの平均円相当径が、開口孔３ｈの平均孔径である。開口孔３ｈに外接する最小の長方形の平均短径が、開口孔３ｈの平均短径である。
【0072】
粒子層９、混合層１０およびナノファイバー層１１のそれぞれの厚さは、特に制限されないが、例えば、被覆層１２全体の厚さが１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下となるように調整されることができる。中でも、ナノファイバー層１１の平均厚さは１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下でもよい。ナノファイバー層１１の平均厚さが１０ｎｍ以上であれば、ナノファイバー層１１によって効率的に不純物を分離できる。ナノファイバー層１１の平均厚さが１０００ｎｍ以下であれば、ナノファイバー層１１の可とう性が確保され易い。また、複合多孔質体１によるろ過時間が長くなり過ぎない。ナノファイバー層１１の平均厚さの下限は１５ｎｍ以上でもよく、５０ｎｍ以上でもよく、１００ｎｍ以上でもよく、または２００ｎｍ以上でもよい。ナノファイバー層１１の平均厚さの上限は９００ｎｍ以下でもよく、８００ｎｍ以下でもよく、または５００ｎｍ以下でもよい。ナノファイバー層１１の平均厚さの範囲は、１５ｎｍ以上９００ｎｍ以下でもよく、２００ｎｍ以上５００ｎｍ以下でもよい。
【0073】
≪複合多孔質体の製造方法≫
実施形態１の複合多孔質体１は、例えば、以下の工程Ａ～工程Ｈを備える製造方法によって得られる。工程Ａ～工程Ｈは、この順序で行うことができる。
実施形態１の複合多孔質体１は、例えば、以下の工程Ａ～工程Ｈを備える製造方法によって得られる。工程Ａ～工程Ｈは、この順序で行うことができる。
【0074】
〔工程Ａ〕
工程Ａでは、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材２を用意する。基材２は、上述した複合多孔質体１に備わる基材２と同じである。
工程Ａでは、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材２を用意する。基材２は、上述した複合多孔質体１に備わる基材２と同じである。
【0075】
基材２の作製方法は特に限定されない。例えば、特開２０１０－９４５７９号公報に開示される製造方法によって作製されても良い。具体的には、ＰＴＦＥからなる薄膜が延伸されることで、薄膜が多孔質化する。その結果、ＰＴＦＥの多孔質体からなる基材２が得られる。基材２の平均孔径は、延伸の条件によって変化する。
【0076】
〔工程Ｂ〕
工程Ｂでは、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された複数の粒子４を含む第一液を用意する。第一液では、分散媒中に複数の粒子４が分散されている。分散媒は、主に水またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。分散媒は、水とＩＰＡとの混合溶液であってもよい。ＩＰＡは、基材２の表面に対する分散媒の濡れ性を向上させる。分散媒は、さらに界面活性剤を含んでいてもよい。
工程Ｂでは、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された複数の粒子４を含む第一液を用意する。第一液では、分散媒中に複数の粒子４が分散されている。分散媒は、主に水またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。分散媒は、水とＩＰＡとの混合溶液であってもよい。ＩＰＡは、基材２の表面に対する分散媒の濡れ性を向上させる。分散媒は、さらに界面活性剤を含んでいてもよい。
【0077】
第一液における複数の粒子４の濃度は、０．１質量％以上４０質量％以下でもよい。濃度は、第一液の質量を１００％としたときの質量割合である。複数の粒子４の濃度が０．１質量％以上であると、第一液における複数の粒子４の濃度が十分であるため、第一面２１に複数の粒子４が堆積され易い。複数の粒子４の濃度が４０質量％以下であると、第一液における複数の粒子４の濃度が高くなり過ぎない。複数の粒子４の濃度が高過ぎる第一液は、第一面２１上に薄く均一に塗布し難い。
【0078】
複数の粒子４の平均粒径は、例えば、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である。上述した複合多孔質体１に備わる被覆層１２を構成する複数の粒子４の平均粒径は、製造過程における複数の粒子４の平均粒径を実質的に維持する。
【0079】
〔工程Ｃ〕
工程Ｃでは、工程Ａで用意した基材２の第一面２１に、工程Ｂで用意した第一液を塗布する。第一液は、任意の方法で第一面２１上に塗布することができる。塗布する方法は、例えば、スピンコート、バーコート、ディップコート、またはダイコートである。チューブ状やシート状の基材２を回転軸に固定し、基材２を回転させながら第一液をスプレーで塗布してもよい。薄い被覆層１２を成膜するためには、スピンコートが好ましい。基材２を回転させながら、基材２上に第一液を滴下するスピンコートは、第一液を薄く、かつ均一に塗布できる。スピンコートの周速は、例えば５０００ｍｍ／分以上２００００ｍｍ／分以下、または７０００ｍｍ／分以上１５０００ｍｍ／分以下である。
工程Ｃでは、工程Ａで用意した基材２の第一面２１に、工程Ｂで用意した第一液を塗布する。第一液は、任意の方法で第一面２１上に塗布することができる。塗布する方法は、例えば、スピンコート、バーコート、ディップコート、またはダイコートである。チューブ状やシート状の基材２を回転軸に固定し、基材２を回転させながら第一液をスプレーで塗布してもよい。薄い被覆層１２を成膜するためには、スピンコートが好ましい。基材２を回転させながら、基材２上に第一液を滴下するスピンコートは、第一液を薄く、かつ均一に塗布できる。スピンコートの周速は、例えば５０００ｍｍ／分以上２００００ｍｍ／分以下、または７０００ｍｍ／分以上１５０００ｍｍ／分以下である。
【0080】
〔工程Ｄ〕
工程Ｄでは第一液が塗布された基材２を、８０℃以上４００℃以下の熱雰囲気下で熱処理する。この熱処理によって、分散媒が蒸発し、第一面２１上に複数の粒子４が堆積された粒子層９が構成される。隣り合う粒子４間には隙間が構成される。熱処理温度を８０℃以上とすることで、隣り合う粒子４同士が結合し、かつ複数の粒子４で構成される粒子層９と基材２とを密着することができる。熱処理温度を８０℃以上とすることで、粒子４間の隙間を小さくでき、複数の粒子４で構成される粒子層９の平均孔径を小さくすることができる。熱処理温度が高いほど、隣り合う粒子４同士が結合し易く、粒子４が脱落し難い。熱処理温度が高いほど、粒子４間の隙間が小さくなり易い。熱処理温度を４００℃以下とすることで、各粒子４が溶融し難く、粒子４間の隙間を確保し易い。熱処理温度は、１００℃以上３８０℃以下、１５０℃以上３６０℃以下、または２００ ℃以上３４０℃以下であってもよい。加熱雰囲気は、例えば、大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。
工程Ｄでは第一液が塗布された基材２を、８０℃以上４００℃以下の熱雰囲気下で熱処理する。この熱処理によって、分散媒が蒸発し、第一面２１上に複数の粒子４が堆積された粒子層９が構成される。隣り合う粒子４間には隙間が構成される。熱処理温度を８０℃以上とすることで、隣り合う粒子４同士が結合し、かつ複数の粒子４で構成される粒子層９と基材２とを密着することができる。熱処理温度を８０℃以上とすることで、粒子４間の隙間を小さくでき、複数の粒子４で構成される粒子層９の平均孔径を小さくすることができる。熱処理温度が高いほど、隣り合う粒子４同士が結合し易く、粒子４が脱落し難い。熱処理温度が高いほど、粒子４間の隙間が小さくなり易い。熱処理温度を４００℃以下とすることで、各粒子４が溶融し難く、粒子４間の隙間を確保し易い。熱処理温度は、１００℃以上３８０℃以下、１５０℃以上３６０℃以下、または２００ ℃以上３４０℃以下であってもよい。加熱雰囲気は、例えば、大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。
【0081】
工程Ｃと工程Ｄとからなる成膜サイクルを複数回繰り返してもよい。成膜サイクルのリピート数は、例えば２以上５以下である。
【0082】
〔工程Ｅ〕
工程Ｅでは、工程Ｄで形成された粒子層９の表面を親水化処理する。具体的には、粒子層９の表面に親水性ポリマーを複合化させる。親水性ポリマーは、アルミナに備わる水酸基と脱水縮合するもの、あるいは水素結合するものが好ましい。親水性ポリマーは例えば、多くの水酸基を有するポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレンビニルアルコール共重合体である。親水性ポリマーは、アミド基を含むポリビニルピロリドン、イミノ基を含むポリエチレンイミン、カルボキシル基を含むポリアクリル酸等でも良い。特に、ＰＶＡは疎水基を有し、その疎水基がＰＴＦＥの表面に付着し易い。そのため、ＰＶＡは、粒子層９の表面に複合化し易い。
工程Ｅでは、工程Ｄで形成された粒子層９の表面を親水化処理する。具体的には、粒子層９の表面に親水性ポリマーを複合化させる。親水性ポリマーは、アルミナに備わる水酸基と脱水縮合するもの、あるいは水素結合するものが好ましい。親水性ポリマーは例えば、多くの水酸基を有するポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレンビニルアルコール共重合体である。親水性ポリマーは、アミド基を含むポリビニルピロリドン、イミノ基を含むポリエチレンイミン、カルボキシル基を含むポリアクリル酸等でも良い。特に、ＰＶＡは疎水基を有し、その疎水基がＰＴＦＥの表面に付着し易い。そのため、ＰＶＡは、粒子層９の表面に複合化し易い。
【0083】
粒子層９の表面の親水化は例えば次の手順で行うことができる。まず、基材２と粒子層９とからなる複合体をＩＰＡに浸漬した後、適切な濃度に調整されたＰＶＡ水溶液に浸漬する。次いで、化学架橋または電子線架橋によってＰＶＡをゲル化させる。化学架橋では、ＰＶＡ水溶液に架橋剤が添加される。必要に応じてＰＶＡ水溶液に酸触媒が添加されても良い。ＰＶＡの架橋後、複合体を純水で洗浄し、乾燥させる。ＰＶＡ水溶液におけるＰＶＡ濃度は０．８質量％以上１０質量％以下でもよい。ＰＶＡ水溶液への多孔質体の浸漬時間は２分以上２４時間以下でもよい。架橋剤は例えば、アセタール結合を生成するグルタルアルデヒドあるいはテレフタルアルデヒドなどである。電子線の線量は例えば、６メガｒａｄ程度である。
【0084】
〔工程Ｆ〕
工程Ｆでは、複数のナノファイバー６を含む第二液を用意する。第二液では、分散媒中に複数のナノファイバー６が分散されている。分散媒は主に水である。分散媒は、水の他にイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ：ＩＰＡ）を含んでいても良いし、更に界面活性剤を含んでいても良い。ＩＰＡは、粒子層９の表面に対する分散媒の濡れ性を向上させる。ＩＰＡの濃度は、第二液の質量を１００としたとき、５質量％以下であることが好ましい。
工程Ｆでは、複数のナノファイバー６を含む第二液を用意する。第二液では、分散媒中に複数のナノファイバー６が分散されている。分散媒は主に水である。分散媒は、水の他にイソプロピルアルコール（ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ：ＩＰＡ）を含んでいても良いし、更に界面活性剤を含んでいても良い。ＩＰＡは、粒子層９の表面に対する分散媒の濡れ性を向上させる。ＩＰＡの濃度は、第二液の質量を１００としたとき、５質量％以下であることが好ましい。
【0085】
第二液におけるナノファイバー６の濃度は、０．１質量％以上５質量％以下であってもよい。ナノファイバー６の濃度が０．１質量％以上であれば、第二液におけるナノファイバー６の濃度が十分であるため、工程Ｇにおいて粒子層の表面にナノファイバー６が積層され易い。ナノファイバー６の濃度が５質量％以下であれば、第二液の濃度が高くなり過ぎない。濃度が高過ぎる第二液は、粒子層９の表面に薄く均一に塗布することが難しい。
【0086】
分散媒に分散させるナノファイバー６の平均長さは、例えば、１００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下でもよい。平均長さの下限は５００ｎｍ以上でもよく、１０００ｎｍ以上でも良い。平均長さの上限は７０００ｎｍ以下でもよく、５０００ｎｍ以下でも良い。平均長さの範囲は、５００ｎｍ以上７０００ｎｍ以下でもよく、１０００ｎｍ以上５０００ｎｍ以下でもよい。ナノファイバー６の平均幅は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下でもよい。ナノファイバー６の幅と長さは互いに直交する。平均幅の下限は２ｎｍ以上でもよく、３ｎｍ以上でもよい。平均幅の上限は７ｎｍ以下でもよく、５ｎｍ以下でもよい。平均幅の範囲は、例えば、２ｎｍ以上７ｎｍ以下でもよい。平均長さを平均幅で割った平均アスペクト比は例えば、３０以上５０００以下でもよい。平均アスペクト比は例えば、１００以上５００以下でもよく、１００以上３００以下でもよい。ナノファイバー６のサイズは、複合多孔質体１の被覆層においても変化しないと推察される。
【0087】
〔工程Ｇ〕
工程Ｇでは、粒子層９の表面に第二液を塗布する。粒子層９の表面に第二液を塗布する方法は特に限定されない。塗布方法は、例えばスピンコート、バーコート、ディップコート、またはダイコートである。また、チューブ状やシート状の基材２を回転軸に固定し、基材２を回転させながら第二液をスプレー等で塗布してもよい。実施形態１に係る複合多孔質体１のナノファイバー層１１は非常に薄い。薄いナノファイバー層１１を成膜するためには、スピンコートが好ましい。基材２を回転させながら、基材２上に分散液を滴下するスピンコートは、第二液の厚みを薄く、均一にできる。スピンコートの周速は、例えば１００００ｍｍ／分以上である。
工程Ｇでは、粒子層９の表面に第二液を塗布する。粒子層９の表面に第二液を塗布する方法は特に限定されない。塗布方法は、例えばスピンコート、バーコート、ディップコート、またはダイコートである。また、チューブ状やシート状の基材２を回転軸に固定し、基材２を回転させながら第二液をスプレー等で塗布してもよい。実施形態１に係る複合多孔質体１のナノファイバー層１１は非常に薄い。薄いナノファイバー層１１を成膜するためには、スピンコートが好ましい。基材２を回転させながら、基材２上に分散液を滴下するスピンコートは、第二液の厚みを薄く、均一にできる。スピンコートの周速は、例えば１００００ｍｍ／分以上である。
【0088】
工程Ｇにおいて、第二液に含まれるナノファイバー６の一部は、粒子層の空孔に侵入する。ナノファイバー６が粒子層の空孔に配置された領域が混合層１０に相当する。粒子層の空孔に侵入せず、混合層１０の表面に堆積した複数のナノファイバー６は、ナノファイバー層１１を構成する。
【0089】
〔工程Ｈ〕
工程Ｈでは、第二液が塗布された複合体を８０℃以上２００℃以下の雰囲気下で熱処理する。加熱雰囲気は特に限定されず、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。加熱雰囲気によって分散媒が蒸発し、混合層１０およびナノファイバー層１１が形成され、実施形態１の複合多孔質体１が得られる。加熱雰囲気の温度が高くなるほど、分散媒の蒸発時間が速くなり、複合多孔質体１の生産性が向上する。また、加熱雰囲気の温度が高くなるほど、ナノファイバー６同士が結合し易く、複合多孔質体１からナノファイバー６が脱落し難くなる。しかし、加熱雰囲気の温度が高すぎると、ナノファイバー６に含まれるベーマイトがアルミナに変化し易い。ナノファイバー層１１におけるアルミナの割合が多くなると、ナノファイバー層１１がもろくなる恐れがある。例えば、加熱雰囲気の温度が１３０℃未満であれば、アルミナの割合が多くなり過ぎない。
工程Ｈでは、第二液が塗布された複合体を８０℃以上２００℃以下の雰囲気下で熱処理する。加熱雰囲気は特に限定されず、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。加熱雰囲気によって分散媒が蒸発し、混合層１０およびナノファイバー層１１が形成され、実施形態１の複合多孔質体１が得られる。加熱雰囲気の温度が高くなるほど、分散媒の蒸発時間が速くなり、複合多孔質体１の生産性が向上する。また、加熱雰囲気の温度が高くなるほど、ナノファイバー６同士が結合し易く、複合多孔質体１からナノファイバー６が脱落し難くなる。しかし、加熱雰囲気の温度が高すぎると、ナノファイバー６に含まれるベーマイトがアルミナに変化し易い。ナノファイバー層１１におけるアルミナの割合が多くなると、ナノファイバー層１１がもろくなる恐れがある。例えば、加熱雰囲気の温度が１３０℃未満であれば、アルミナの割合が多くなり過ぎない。
【0090】
工程Ｇと工程Ｈとからなる成膜サイクルを複数回繰り返してもよい。成膜サイクルのリピート数は、例えば２以上５以下である。
【0091】
［実施形態２］
本開示の一実施形態（以下「実施形態２」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図３を用いて説明する。図３に示されるように、実施形態２に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材２と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態２において、被覆層１２は、第一面上に設けられた混合層１０と、混合層１０の基材２に対向する面と反対側の第四面１０Ａ上に設けられたナノファイバー層１１と、を備え、混合層１０は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６の一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、ナノファイバー層１１は、第１ナノファイバー群とは異なる複数のナノファイバー６の一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、複数の粒子４を含まない。
本開示の一実施形態（以下「実施形態２」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図３を用いて説明する。図３に示されるように、実施形態２に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材２と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態２において、被覆層１２は、第一面上に設けられた混合層１０と、混合層１０の基材２に対向する面と反対側の第四面１０Ａ上に設けられたナノファイバー層１１と、を備え、混合層１０は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６の一部である第１ナノファイバー群との混合物を含み、ナノファイバー層１１は、第１ナノファイバー群とは異なる複数のナノファイバー６の一部である第２ナノファイバー群を含み、かつ、複数の粒子４を含まない。
【0092】
実施形態２の複合多孔質体１は、実施形態１の複合多孔質体１と、被覆層１２の構成以外は同一の構成とすることができる。以下では、実施形態１と異なる構成について説明する。
【0093】
図３に示されるように、被覆層１２は、基材２の第一面の直上に設けられた混合層１０と、混合層１０の基材２と反対側の第四面１０Ａ上に設けられたナノファイバー層１１と、からなる。実施形態２の複合多孔質体１も、実施形態１と同一の理由により、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能である。
【0094】
実施形態２の複合多孔質体１は、以下の工程Ａ１～工程Ｆ１を備える製造方法によって得られる。工程Ａ１～工程Ｆ１は、この順序で行うことができる。
【0095】
〔工程Ａ１〕
工程Ａ１は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材２を用意する。工程Ａ１は、実施形態１と同一の工程である。
工程Ａ１は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材２を用意する。工程Ａ１は、実施形態１と同一の工程である。
【0096】
〔工程Ｂ１〕
工程Ｂ１では、基材の表面を親水化処理する。具体的な方法は、実施形態１の工程Ｅ１と同様とすることができる。
工程Ｂ１では、基材の表面を親水化処理する。具体的な方法は、実施形態１の工程Ｅ１と同様とすることができる。
【0097】
〔工程Ｃ１〕
工程Ｃ１では、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された複数の粒子４および複数のナノファイバー６を含む第三液を用意する。第三液では、分散媒中に複数の粒子４および複数のナノファイバー６が分散されている。分散媒は、主に水またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。分散媒は、水とＩＰＡとの混合溶液であってもよい。第三液中の粒子４の濃度は、実施形態１の工程Ｂに記載の第一液中の粒子４の濃度と同一とすることができる。第三液中のナノファイバー６の濃度は、実施形態１の工程Ｆに記載の第二液空のナノファイバー６の濃度と同一とすることができる。
工程Ｃ１では、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された複数の粒子４および複数のナノファイバー６を含む第三液を用意する。第三液では、分散媒中に複数の粒子４および複数のナノファイバー６が分散されている。分散媒は、主に水またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である。分散媒は、水とＩＰＡとの混合溶液であってもよい。第三液中の粒子４の濃度は、実施形態１の工程Ｂに記載の第一液中の粒子４の濃度と同一とすることができる。第三液中のナノファイバー６の濃度は、実施形態１の工程Ｆに記載の第二液空のナノファイバー６の濃度と同一とすることができる。
【0098】
〔工程Ｄ１〕
工程Ｄ１では、第三液が塗布された複合体を８０℃以上２００℃以下の雰囲気下で熱処理する。加熱雰囲気は特に限定されず、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。加熱雰囲気によって分散媒が蒸発し、混合層１０が形成され、実施形態４の複合多孔質体１が得られる。
工程Ｄ１では、第三液が塗布された複合体を８０℃以上２００℃以下の雰囲気下で熱処理する。加熱雰囲気は特に限定されず、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。加熱雰囲気によって分散媒が蒸発し、混合層１０が形成され、実施形態４の複合多孔質体１が得られる。
【0099】
工程Ｃ１と工程Ｄ１とからなる成膜サイクルを複数回繰り返してもよい。成膜サイクルのリピート数は、例えば２以上５以下である。
【0100】
〔工程Ｅ１〕
工程Ｅ１では、混合層１０の表面に、実施形態１の製造方法に記載された第二液と同様の構成の第二液を塗布する。混合層１０の表面に第二液を塗布する方法は特に限定されない。塗布方法は、例えばスピンコート、バーコート、ディップコート、またはダイコートである。また、チューブ状やシート状の基材２を回転軸に固定し、基材２を回転させながら第二液をスプレー等で塗布してもよい。実施形態２に係る複合多孔質体１のナノファイバー層１１は非常に薄い。薄いナノファイバー層１１を成膜するためには、スピンコートが好ましい。基材２を回転させながら、基材２上に分散液を滴下するスピンコートは、第二液の厚みを薄く、均一にできる。スピンコートの周速は、例えば１００００ｍｍ／分以上である。
工程Ｅ１では、混合層１０の表面に、実施形態１の製造方法に記載された第二液と同様の構成の第二液を塗布する。混合層１０の表面に第二液を塗布する方法は特に限定されない。塗布方法は、例えばスピンコート、バーコート、ディップコート、またはダイコートである。また、チューブ状やシート状の基材２を回転軸に固定し、基材２を回転させながら第二液をスプレー等で塗布してもよい。実施形態２に係る複合多孔質体１のナノファイバー層１１は非常に薄い。薄いナノファイバー層１１を成膜するためには、スピンコートが好ましい。基材２を回転させながら、基材２上に分散液を滴下するスピンコートは、第二液の厚みを薄く、均一にできる。スピンコートの周速は、例えば１００００ｍｍ／分以上である。
【0101】
〔工程Ｆ１〕
工程Ｆ１では、第二液が塗布された複合体を８０℃以上２００℃以下の雰囲気下で熱処理する。加熱雰囲気は特に限定されず、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。加熱雰囲気によって分散媒が蒸発し、ナノファイバー層１１が形成され、実施形態２の複合多孔質体１が得られる。加熱雰囲気の温度が高くなるほど、分散媒の蒸発時間が速くなり、複合多孔質体１の生産性が向上する。また、加熱雰囲気の温度が高くなるほど、ナノファイバー６同士が結合し易く、複合多孔質体１からナノファイバー６が脱落し難くなる。しかし、加熱雰囲気の温度が高すぎると、ナノファイバー６に含まれるベーマイトがアルミナに変化し易い。ナノファイバー層１１におけるアルミナの割合が多くなると、ナノファイバー層１１がもろくなる恐れがある。例えば、加熱雰囲気の温度が１３０℃未満であれば、アルミナの割合が多くなり過ぎない。
工程Ｆ１では、第二液が塗布された複合体を８０℃以上２００℃以下の雰囲気下で熱処理する。加熱雰囲気は特に限定されず、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、水蒸気雰囲気、または減圧雰囲気である。加熱雰囲気によって分散媒が蒸発し、ナノファイバー層１１が形成され、実施形態２の複合多孔質体１が得られる。加熱雰囲気の温度が高くなるほど、分散媒の蒸発時間が速くなり、複合多孔質体１の生産性が向上する。また、加熱雰囲気の温度が高くなるほど、ナノファイバー６同士が結合し易く、複合多孔質体１からナノファイバー６が脱落し難くなる。しかし、加熱雰囲気の温度が高すぎると、ナノファイバー６に含まれるベーマイトがアルミナに変化し易い。ナノファイバー層１１におけるアルミナの割合が多くなると、ナノファイバー層１１がもろくなる恐れがある。例えば、加熱雰囲気の温度が１３０℃未満であれば、アルミナの割合が多くなり過ぎない。
【0102】
工程Ｅ１と工程Ｆ１とからなる成膜サイクルを複数回繰り返してもよい。成膜サイクルのリピート数は、例えば２以上５以下である。
【0103】
［実施形態３］
本開示の一実施形態（以下「実施形態３」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図４を用いて説明する。図４に示されるように、実施形態３に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材２と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態３において、被覆層１２は、第一面上に設けられた粒子層９と、粒子層９の基材２に対向する面と反対側の第三面９Ａ上に設けられた混合層１０と、を備え、粒子層９は、複数の粒子４の一部である第１粒子群を含み、かつ、複数のナノファイバー６を含まず、混合層１０は、前記第１粒子群とは異なる複数の粒子４の一部である第２粒子群と、複数のナノファイバー６との混合物を含む。
本開示の一実施形態（以下「実施形態３」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図４を用いて説明する。図４に示されるように、実施形態３に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材２と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態３において、被覆層１２は、第一面上に設けられた粒子層９と、粒子層９の基材２に対向する面と反対側の第三面９Ａ上に設けられた混合層１０と、を備え、粒子層９は、複数の粒子４の一部である第１粒子群を含み、かつ、複数のナノファイバー６を含まず、混合層１０は、前記第１粒子群とは異なる複数の粒子４の一部である第２粒子群と、複数のナノファイバー６との混合物を含む。
【0104】
図４に示されるように、被覆層１２は、基材２の第一面の直上に設けられた粒子層９と、粒子層９の基材２と反対側の第三面９Ａ上に設けられた混合層１０と、からなる。実施形態３の複合多孔質体１も、実施形態１と同一の理由により、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能である。
【0105】
実施形態３の複合多孔質体１は、基本的には、実施形態１の複合多孔質体の製造方法と同様の方法で作製することができる。実施形態３では、工程Ｇにおいて、粒子層９の表面にナノファイバー６が積層しないように、粒子層９の表面に分散液を塗布することにより、混合層１０を被覆層１２の表面として形成することができる。
【0106】
［実施形態４］
本開示の一実施形態（以下「実施形態４」とも記す。）に係る複合多孔質体１について、図５を用いて説明する。図５に示されるように、実施形態４に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材２と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態４において、被覆層１２は、第一面に設けられた混合層１０を備え、混合層１０は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６との混合物を含む。
本開示の一実施形態（以下「実施形態４」とも記す。）に係る複合多孔質体１について、図５を用いて説明する。図５に示されるように、実施形態４に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材２と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材２は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態４において、被覆層１２は、第一面に設けられた混合層１０を備え、混合層１０は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６との混合物を含む。
【0107】
図５に示されるように、被覆層１２は、基材２の第一面の直上に設けられた混合層１０からなる。実施形態４の複合多孔質体１も、実施形態１と同一の理由により、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能である。
【0108】
実施形態４の複合多孔質体１は、実施形態２の複合多孔質体の製造方法の工程Ａ１～工程Ｄ１を備える製造方法によって得られる。
【0109】
［実施形態５］
本開示の一実施形態（以下「実施形態５」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図６を用いて説明する。図６に示されるように、実施形態５に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態５において、被覆層１２は、第一面上に設けられた粒子層９と、粒子層９の基材に対向する面と反対側の第三面９Ａ上に設けられたナノファイバー層１１と、を備え、粒子層９は、複数の粒子４を含み、かつ、複数のナノファイバー６を含まず、ナノファイバー層１１は、複数のナノファイバー６を含み、かつ、複数の粒子４を含まない。
本開示の一実施形態（以下「実施形態５」とも記す。）に係る複合多孔質体について、図６を用いて説明する。図６に示されるように、実施形態５に係る複合多孔質体１は、第一面を有する基材と、第一面の少なくとも一部を覆う被覆層１２と、を備え、基材は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体であり、被覆層１２は、複数の粒子４と、複数のナノファイバー６とを含み、複数の粒子４のそれぞれは、ポリテトラフルオロエチレンからなり、粒子４の平均粒径が１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、複合多孔質体１である。実施形態５において、被覆層１２は、第一面上に設けられた粒子層９と、粒子層９の基材に対向する面と反対側の第三面９Ａ上に設けられたナノファイバー層１１と、を備え、粒子層９は、複数の粒子４を含み、かつ、複数のナノファイバー６を含まず、ナノファイバー層１１は、複数のナノファイバー６を含み、かつ、複数の粒子４を含まない。
【0110】
実施形態５の複合多孔質体１は、実施形態１の複合多孔質体１と、被覆層１２の構成以外は同一の構成とすることができる。以下では、実施形態１と異なる構成について説明する。
【0111】
図６に示されるように、被覆層１２は、基材の第一面の直上に設けられた粒子層９と、粒子層９の基材と反対側の第三面９Ａ上に設けられたナノファイバー層１１と、からなる。実施形態５の複合多孔質体１の被覆層１２では、粒子４間の隙間およびナノファイバー６間が、流体が通過する空孔となる。これらの隙間は非常に小さいため、被覆層１２によってナノオーダーの非常に小さい物質が流体から除去される。よって、実施形態５の複合多孔質体１は、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能である。
【0112】
［実施形態６］
実施形態６では、チューブ形状の複合多孔質体１を図９に基づいて説明する。この複合多孔質体１の基材２の形状はチューブである。チューブ形状の基材２の第一面２１は基材２の外周面を構成する。第一面２１上に形成される被覆層１２は、チューブ形状の複合多孔質体１の外周面を構成する。
実施形態６では、チューブ形状の複合多孔質体１を図９に基づいて説明する。この複合多孔質体１の基材２の形状はチューブである。チューブ形状の基材２の第一面２１は基材２の外周面を構成する。第一面２１上に形成される被覆層１２は、チューブ形状の複合多孔質体１の外周面を構成する。
【0113】
チューブ形状の複合多孔質体１は、例えば浄化装置のモジュールにおいて曲げられた状態で配置される場合がある。従って、チューブ形状の複合多孔質体１においても曲げに対する耐性が求められる場合がある。チューブ形状の複合多孔質体１の曲げ耐性は例えば、所定の半径を有する円柱の外周面に複合多孔質体１を巻き付けることによって評価できる。
【0114】
チューブ形状の基材２の平均厚さは、５０μｍ以上１０００μｍ以下であってもよい。チューブ状の基材２の平均厚さが５０μｍ以上であれば、基材２を含む複合多孔質体１の強度が確保される。基材２の平均厚さが１０００μｍ以下であれば、基材２を含む複合多孔質体１の可とう性が確保される共に、複合多孔質体１によるろ過時間が長くなり過ぎない。チューブ形状の基材２の平均厚さは、１００μｍ以上５００μｍ以下であってもよい。
【0115】
実施形態６の複合多孔質体１は、基本的には、実施形態１の複合多孔質体１の製造方法と同様の方法で作製することができる。実施形態２では、複数の粒子４の粒径、および、複数のナノファイバー６の大きさを適宜調整することにより、粒子層９の直上にナノファイバー６層を形成することができる。
【0116】
［付記１］
本開示の一実施形態の複合多孔質体において、
被覆層は、複数の粒子の少なくとも一部からなる第１粒子群と、複数のナノファイバーの少なくとも一部からなる第１ナノファイバー群とが混合された混合層を含んでもよい。
本開示の一実施形態の複合多孔質体において、
被覆層は、複数の粒子の少なくとも一部からなる第１粒子群と、複数のナノファイバーの少なくとも一部からなる第１ナノファイバー群とが混合された混合層を含んでもよい。
【0117】
［付記２］
上記付記１において、
混合層は、前記基材と対向する面と反対側の第三面を有し、
前記複数のナノファイバーは、前記第１ナノファイバー群とは異なる複数のナノファイバーからなる第２ナノファイバー群を含み、
前記被覆層は、前記第三面の少なくとも一部を覆うナノファイバー層を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まなくてもよい。
上記付記１において、
混合層は、前記基材と対向する面と反対側の第三面を有し、
前記複数のナノファイバーは、前記第１ナノファイバー群とは異なる複数のナノファイバーからなる第２ナノファイバー群を含み、
前記被覆層は、前記第三面の少なくとも一部を覆うナノファイバー層を含み、
前記ナノファイバー層は、前記第２ナノファイバー群を含み、かつ、前記複数の粒子を含まなくてもよい。
【0118】
［付記３］
上記付記１において、前記複数のナノファイバーは、前記第１ナノファイバー群からなってもよい。
上記付記１において、前記複数のナノファイバーは、前記第１ナノファイバー群からなってもよい。
【0119】
［付記４］
本開示の一実施形態の複合多孔質体において、
被覆層は、第一面に接して設けられる粒子層と、粒子層の第一面と接する面と反対側の第四面の少なくとも一部を覆うナノファイバー層と、を含み、
粒子層は、ナノファイバーを含まず、
ナノファイバー層は、粒子を含まなくてもよい。
本開示の一実施形態の複合多孔質体において、
被覆層は、第一面に接して設けられる粒子層と、粒子層の第一面と接する面と反対側の第四面の少なくとも一部を覆うナノファイバー層と、を含み、
粒子層は、ナノファイバーを含まず、
ナノファイバー層は、粒子を含まなくてもよい。
【実施例0120】
本実施の形態を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本実施の形態が限定されるものではない。
【0121】
［複合多孔質体の作製］
＜試料１～試料９＞
以下の工程Ａ～工程Ｈの手順で、試料１～試料９の複合多孔質体を作製した。
＜試料１～試料９＞
以下の工程Ａ～工程Ｈの手順で、試料１～試料９の複合多孔質体を作製した。
【0122】
〔工程Ａ〕
工程Ａでは、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材を用意した。基材２の平均厚さは３０μｍであった。各試料の基材の平均孔径および形状は、表３に記載の通りである。
工程Ａでは、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材を用意した。基材２の平均厚さは３０μｍであった。各試料の基材の平均孔径および形状は、表３に記載の通りである。
【0123】
〔工程Ｂ〕
工程Ｂでは、ポリテトラフルオロエチレン粒子を含む第一液を用意した。第一液の分散媒は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）であった。試料２の第一液のポリテトラフルオロエチレン粒子の質量基準の濃度Ｘ１に対する、各試料の第一液のポリテトラフルオロエチレン粒子の質量基準の濃度Ｘ２の比Ｘ２／Ｘ１を表１の「第一液の相対濃度（Ｘ２／Ｘ１）」欄に示す。
工程Ｂでは、ポリテトラフルオロエチレン粒子を含む第一液を用意した。第一液の分散媒は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）であった。試料２の第一液のポリテトラフルオロエチレン粒子の質量基準の濃度Ｘ１に対する、各試料の第一液のポリテトラフルオロエチレン粒子の質量基準の濃度Ｘ２の比Ｘ２／Ｘ１を表１の「第一液の相対濃度（Ｘ２／Ｘ１）」欄に示す。
【0124】
〔工程Ｃ〕
工程Ｃでは、工程Ａで用意した基材の一方の主面に、工程Ｂで用意した第一液を塗布した。塗布する方法は、スピンコートとした。スピンコートの周速は、１００００ｍｍ／分とした。
工程Ｃでは、工程Ａで用意した基材の一方の主面に、工程Ｂで用意した第一液を塗布した。塗布する方法は、スピンコートとした。スピンコートの周速は、１００００ｍｍ／分とした。
【0125】
〔工程Ｄ〕
工程Ｄでは第一液が塗布された基材を、１００℃の熱雰囲気下で熱処理して基材上に粒子層を形成した。工程Ｃと工程Ｄとからなる成膜サイクルを１回行った。
工程Ｄでは第一液が塗布された基材を、１００℃の熱雰囲気下で熱処理して基材上に粒子層を形成した。工程Ｃと工程Ｄとからなる成膜サイクルを１回行った。
【0126】
〔工程Ｅ〕
工程Ｅでは、工程Ｄで得られた基材と粒子層とからなる複合体をＩＰＡに浸漬した後、適切な濃度に調整されたＰＶＡ水溶液に浸漬した。次いで、電子線架橋によってＰＶＡをゲル化させた。ＰＶＡの架橋後、複合体を純水で洗浄し、乾燥させた。ＰＶＡ水溶液におけるＰＶＡ濃度は０．８質量％とした。ＰＶＡ水溶液への多孔質体の浸漬時間は１時間とした。電子線の線量は例えば、６メガｒａｄ程度とした。
工程Ｅでは、工程Ｄで得られた基材と粒子層とからなる複合体をＩＰＡに浸漬した後、適切な濃度に調整されたＰＶＡ水溶液に浸漬した。次いで、電子線架橋によってＰＶＡをゲル化させた。ＰＶＡの架橋後、複合体を純水で洗浄し、乾燥させた。ＰＶＡ水溶液におけるＰＶＡ濃度は０．８質量％とした。ＰＶＡ水溶液への多孔質体の浸漬時間は１時間とした。電子線の線量は例えば、６メガｒａｄ程度とした。
【0127】
〔工程Ｆ〕
工程Ｆでは、複数のナノファイバーを含む第二液を用意した。複数のナノファイバーを含む第二液の調整には、川研ファインケミカル製のアルミゾルＦ－１０００またはアルミゾルＦ－３０００を用いた。ナノファイバーの組成は、Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏであった。分散媒は水であった。試料２の第二液のナノファイバーの質量基準の濃度Ｙ１に対する、各試料の第二液のナノファイバーの質量基準の濃度Ｙ２の比Ｙ２／Ｙ１を表１の「第二液の相対濃度（Ｙ２／Ｙ１）」欄に示す。分散媒に分散させるナノファイバーの平均長さは、表１の「工程Ｆ」の「ナノファイバー平均長さ」欄に記載の通りである。
工程Ｆでは、複数のナノファイバーを含む第二液を用意した。複数のナノファイバーを含む第二液の調整には、川研ファインケミカル製のアルミゾルＦ－１０００またはアルミゾルＦ－３０００を用いた。ナノファイバーの組成は、Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏであった。分散媒は水であった。試料２の第二液のナノファイバーの質量基準の濃度Ｙ１に対する、各試料の第二液のナノファイバーの質量基準の濃度Ｙ２の比Ｙ２／Ｙ１を表１の「第二液の相対濃度（Ｙ２／Ｙ１）」欄に示す。分散媒に分散させるナノファイバーの平均長さは、表１の「工程Ｆ」の「ナノファイバー平均長さ」欄に記載の通りである。
【0128】
〔工程Ｇ〕
工程Ｇでは、粒子層の表面に第二液を塗布した。塗布方法は、スピンコートとした。スピンコートの周速は、１００００ｍｍ／分とした。
工程Ｇでは、粒子層の表面に第二液を塗布した。塗布方法は、スピンコートとした。スピンコートの周速は、１００００ｍｍ／分とした。
【0129】
〔工程Ｈ〕
工程Ｈでは、第二液が塗布された複合体を１００℃の雰囲気下で熱処理した。工程Ｇと工程Ｈとからなる成膜サイクルを、表１の「工程Ｇ、Ｈ」の「サイクル数」に記載の回数繰り返した。以上の工程により、各試料の複合多孔質体を得た。
工程Ｈでは、第二液が塗布された複合体を１００℃の雰囲気下で熱処理した。工程Ｇと工程Ｈとからなる成膜サイクルを、表１の「工程Ｇ、Ｈ」の「サイクル数」に記載の回数繰り返した。以上の工程により、各試料の複合多孔質体を得た。
【0130】
＜試料１０～試料１３＞
以下の工程Ａ１～工程Ｆ１の手順で、試料１０～試料１３の複合多孔質体を作製した。
以下の工程Ａ１～工程Ｆ１の手順で、試料１０～試料１３の複合多孔質体を作製した。
【0131】
〔工程Ａ１〕
工程Ａ１は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材を用意した。基材２の平均厚さは３０μｍであった。各試料の基材の平均孔径および形状は、表３に記載の通りである。
工程Ａ１は、ポリテトラフルオロエチレンによって構成された多孔質体からなる基材を用意した。基材２の平均厚さは３０μｍであった。各試料の基材の平均孔径および形状は、表３に記載の通りである。
【0132】
〔工程Ｂ１〕
工程Ｂ１では、基材をＩＰＡに浸漬した後、適切な濃度に調整されたＰＶＡ水溶液に浸漬した。次いで、電子線架橋によってＰＶＡをゲル化させた。ＰＶＡの架橋後、基材を純水で洗浄し、乾燥させた。ＰＶＡ水溶液におけるＰＶＡ濃度は０．８質量％とした。ＰＶＡ水溶液への多孔質体の浸漬時間は１時間とした。電子線の線量は例えば、６メガｒａｄ程度とした。
工程Ｂ１では、基材をＩＰＡに浸漬した後、適切な濃度に調整されたＰＶＡ水溶液に浸漬した。次いで、電子線架橋によってＰＶＡをゲル化させた。ＰＶＡの架橋後、基材を純水で洗浄し、乾燥させた。ＰＶＡ水溶液におけるＰＶＡ濃度は０．８質量％とした。ＰＶＡ水溶液への多孔質体の浸漬時間は１時間とした。電子線の線量は例えば、６メガｒａｄ程度とした。
【0133】
〔工程Ｃ１〕
工程Ｃ１では、ポリテトラフルオロエチレン粒子および複数のナノファイバーを含む第三液を用意した。ナノファイバーの原料としては、川研ファインケミカル製のアルミゾルＦ－１０００またはアルミゾルＦ－３０００を用いた。ナノファイバーの組成は、Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏであった。第三液の分散媒は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）であった。試料１１の第三液のポリテトラフルオロエチレン粒子およびナノファイバーの質量基準の合計濃度Ｚ１に対する、各試料の第三液のポリテトラフルオロエチレン粒子およびナノファイバーの質量基準の合計濃度Ｚ２の比Ｚ２／Ｚ１を表２の「第三液の相対濃度（Ｚ２／Ｚ１）」欄に示す。第三液のおけるポリテトラフルオロエチレン粒子の平均粒径は、表２の「工程Ｃ１」の「粒子の平均粒径」欄に記載の通りである。分散媒に分散させるナノファイバーの平均長さは、表２の「工程Ｃ１」の「ナノファイバー平均長さ」欄に記載の通りである。
工程Ｃ１では、ポリテトラフルオロエチレン粒子および複数のナノファイバーを含む第三液を用意した。ナノファイバーの原料としては、川研ファインケミカル製のアルミゾルＦ－１０００またはアルミゾルＦ－３０００を用いた。ナノファイバーの組成は、Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏであった。第三液の分散媒は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）であった。試料１１の第三液のポリテトラフルオロエチレン粒子およびナノファイバーの質量基準の合計濃度Ｚ１に対する、各試料の第三液のポリテトラフルオロエチレン粒子およびナノファイバーの質量基準の合計濃度Ｚ２の比Ｚ２／Ｚ１を表２の「第三液の相対濃度（Ｚ２／Ｚ１）」欄に示す。第三液のおけるポリテトラフルオロエチレン粒子の平均粒径は、表２の「工程Ｃ１」の「粒子の平均粒径」欄に記載の通りである。分散媒に分散させるナノファイバーの平均長さは、表２の「工程Ｃ１」の「ナノファイバー平均長さ」欄に記載の通りである。
【0134】
〔工程Ｄ１〕
工程Ｄ１では、第三液が塗布された複合体を１００℃以下の雰囲気下で熱処理して、基材上に混合層を形成した。これにより、試料１２および試料１３の複合多孔質体を得た。試料１０および試料１１では、更に以下の工程Ｅ１および工程Ｆ１を行った。
工程Ｄ１では、第三液が塗布された複合体を１００℃以下の雰囲気下で熱処理して、基材上に混合層を形成した。これにより、試料１２および試料１３の複合多孔質体を得た。試料１０および試料１１では、更に以下の工程Ｅ１および工程Ｆ１を行った。
【0135】
〔工程Ｅ１〕
工程Ｅ１では、混合層の表面に、試料１～試料９の製造方法の工程Ｆ１に記載された第二液と同様の構成の第二液を塗布した。塗布方法は、スピンコートとした。スピンコートの周速は、１００００ｍｍ／分とした。
工程Ｅ１では、混合層の表面に、試料１～試料９の製造方法の工程Ｆ１に記載された第二液と同様の構成の第二液を塗布した。塗布方法は、スピンコートとした。スピンコートの周速は、１００００ｍｍ／分とした。
【0136】
〔工程Ｆ１〕
工程Ｆ１では、第二液が塗布された複合体を１００℃の雰囲気下で熱処理した。工程Ｅ１と工程Ｆ１とからなる成膜サイクルを１回行った。以上の工程により、試料１０および試料１１の複合多孔質体を得た。
工程Ｆ１では、第二液が塗布された複合体を１００℃の雰囲気下で熱処理した。工程Ｅ１と工程Ｆ１とからなる成膜サイクルを１回行った。以上の工程により、試料１０および試料１１の複合多孔質体を得た。
【0137】
＜試料１－１～試料１－２＞
試料１－１～試料１－２では、試料１～試料９の製造方法に記載の工程Ａ～工程Ｄを行い、複合多孔質体を得た。
試料１－１～試料１－２では、試料１～試料９の製造方法に記載の工程Ａ～工程Ｄを行い、複合多孔質体を得た。
【0138】
【表1】
【0139】
【表2】
【0140】
【0141】
各試料の複合多孔質体の被覆層において、粒子の組成は、ポリテトラフルオロエチレンであり、ナノファイバーの組成は、Ａｌ２Ｏ３・ｎＨ２Ｏであることが確認された。
【0142】
各試料の複合多孔質体の被覆層において、粒子の平均粒径、被覆層の平均孔径、および、被覆層の厚さを測定した。具体的な測定方法は、実施形態１に記載の通りである。結果を表３の「被覆層」の「粒子の平均粒径」、「平均孔径」、「平均厚さ」欄に示す。
【0143】
【表3】
【0144】
試料１～試料１３の複合多孔質体は実施例に該当する。これらの試料の複合多孔質体は、被覆層の平均孔径が５０ｎｍ以下であり、ろ過対象の流体から除去できる物質の大きさをさらに小さくすることが可能であることが確認された。
【0145】
試料１－１および試料１－２の複合多孔質体は比較例に該当し、多孔質基材と粒子層とを備える従来例に該当する。これらの複合多孔質体は、被覆層の平均孔径が１００ｎｍであった。
【0146】
以上のように本開示の実施の形態および実施例について説明を行なったが、上述の各実施の形態および実施例の構成を適宜組み合わせたり、様々に変形することも当初から予定している。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0147】
１ 複合多孔質体
２ 基材
２ｈ 空孔
２Ａ 第一層
２Ｂ 第二層
４ 粒子
６ ナノファイバー
７ 試験装置
９ 粒子層
９Ａ 第三面
１０ 混合層
１０Ａ 第四面
１１ ナノファイバー層
１２ 被覆層
２１ 第一面
２２ 第二面
３ｈ 開口孔
３０ 表面
７０ フラスコ
７０Ｕ 上端開口部
７１ チャンバー
７１Ｄ 下端開口部
２ 基材
２ｈ 空孔
２Ａ 第一層
２Ｂ 第二層
４ 粒子
６ ナノファイバー
７ 試験装置
９ 粒子層
９Ａ 第三面
１０ 混合層
１０Ａ 第四面
１１ ナノファイバー層
１２ 被覆層
２１ 第一面
２２ 第二面
３ｈ 開口孔
３０ 表面
７０ フラスコ
７０Ｕ 上端開口部
７１ チャンバー
７１Ｄ 下端開口部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】