JP6653429B2 - 疎水化処理方法とそれを用いたシート状部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、疎水化処理方法とそれを用いたシート状部材の製造方法に関する。特に、電子機器や精密機器などの筐体内で使用されるシート状部材の疎水化処理方法とそれを用いたシート状部材の製造方法に関する。

多孔質物質、例えば、シリカエアロゲルは、二酸化珪素の骨格と９０％以上の空気で構成される。シリカエアロゲルは、密度が１０〜１５０ｍｇ／ｃｍ^３と極めて低い性質をもつことから、吸音材等への用途展開が期待される。

このシリカエアロゲルは表面のヒドロキシル基をもつことから、親水性が高く、水分を吸着する。このことにより、収縮など構造が変化し、変色等の劣化を起こす。しかし、シリカエアロゲルを疎水性にすることによって、この劣化を防ぐことができる。

一方、シリカエアロゲルは非常にもろい性質を示す為、例えば特許文献１では、シリカエアロゲルを１枚の繊維シートに埋め込む。このことで、繊維強化型の０．５〜５ｍｍ厚のエアロゲルシートを作製している。つまり、シリカエアロゲルがゲル状態の時に、１枚の繊維シートにそのゲルを埋め込む。その後、そのゲルをシリル化剤と反応させ、シリル化、つまり疎水化している。

特許第３８９７１２５号公報

しかし、特許文献１の製造方法では、繊維シートの場所により、シリル化の度合いがばらつく。これは、シリル化剤の繊維シートへの入り込みなどが異なるためである。

よって、本願課題は、均質に疎水化する疎水化処理方法とそれを用いたシート状部材の製造方法を提供することである。

上記目的を達成するために、ゲル化した珪酸が充填されたシートを、疎水化溶液中で水平方向に対して２度以上傾斜させて、上記ゲル化した珪酸を疎水化する疎水化処理方法を用いる。

また、水ガラス水溶液のｐＨを調整して珪酸のゾル溶液を得るゾル作製工程と、繊維に上記ゾル溶液を添入する添入工程と、上記ゾル溶液を重合化させてゲル化させるゲル工程と、上記ゲルを上記疎水化処理方法で疎水化する疎水化処理工程と、上記疎水化されたゲルを乾燥させる乾燥工程と、を含むシート状部材の製造方法を用いる。

本発明の疎水化処理方法によれば、シート状の対象物を均質に疎水化できる。また、シート状部材の製造方法を提供することができる。さらに、複数枚のシートを一括で処理することが可能になる。また、処理槽を各種の処理液毎にわける事により、疎水化液の状態管理が容易になる。結果、長期間、同じ状態で処理が可能なことから、製品歩留まりを向上させ、より高度な量産化を実現することが可能となる。

図１は、実施形態におけて作製されるシートの側面図である。 図２Ａは、実施の形態のゲル化した珪酸が充填されたシートの断面図である。 図２Ｂは、図２Ａのシートを積層したものを、塩酸水を入れた処理槽の中に、浸漬した状態を示す断面図である。 図２Ｃは、図２Ｂのシートを積層したものを、シリル化剤を入れた処理槽の中に、浸漬した状態を示す断面図である。 図３Ａは、実施形態のシートの１例の側面図である。 図３Ｂは、実施形態のシートの別例の側面図である。 図３Ｃは、実施形態のシートの別例の平面図である。 図３Ｄは、実施形態のシートの別例の平面図である。 図３Ｅは、実施形態のシートの別例の平面図である。 図３Ｆは、実施形態のシートの別例の平面図である。 図３Ｇは、実施形態のシートの別例の側面図である。 図３Ｈは、実施形態のシートの別例の平面図である。 図４Ａは、疎水化処理時の実施の形態のシートの傾斜を示す断面図である。 図４Ｂは、疎水化処理時の実施の形態のシートの傾斜を示す別例の断面図である。 図５Ａは、疎水化処理時の実施の形態のシートの傾斜方法を示す断面図である。 図５Ｂは、疎水化処理時の実施の形態のシートの傾斜方法を示す別例の断面図である。 図５Ｃは、疎水化処理時の実施の形態のシートの傾斜方法を示す別例の断面図である。 図５Ｄは、疎水化処理時の実施の形態のシートの傾斜方法を示す別例の断面図である。 図６Ａは、疎水化処理時の実施の形態のシート間に隙間を保持する方法を示す断面図である。 図６Ｂは、疎水化処理時の実施の形態のシート間に隙間を保持する方法を示す断面図である。 図６Ｃは、疎水化処理時の実施の形態のシート間に隙間を保持する方法を示す斜視図である。 図６Ｄは、疎水化処理時の実施の形態のシート間に隙間を保持する方法を示す側面図である。 図７は、実施の形態における疎水化の判定基準を示す側面写真を示す図である。 図８は、実施の形態において、傾斜角度と水滴の移動距離との関係を示すグラフである。 図９は、実施の形態における疎水化の別装置を示す断面図である。

（実施の形態１）
本願は、以下のシート１０１を製造する方法である。

＜シート１０１＞
まず、シート１０１について説明する。図１はシート１０１の拡大側面図を示す。シート１０１は、繊維２０１と多孔質成分２０２とを複合化した形態である。実施の形態におけるシート１０１に占める多孔質成分２０２の割合は３０重量％〜８０重量％である。

これは、３０重量％未満であれば目的とする機能、例えば、シート１００の吸音性が十分でなく、８０重量％以上であればシート１０１から多孔質成分２０２が脱離する可能性が出てくる為である。なお、このシート１０１は断熱材としても使用できる。

＜繊維２０１＞
次に、繊維２０１について説明する。実施の形態では、繊維２０１としてポリエチレンからなる不織布を用いた。繊維は、不織布に限らず、規則的に樹脂を編んだものでもよく、各種の織り方の繊維シートでもよい。

ただし、不織布の方が、各種の織り方の繊維シートより、後述する多孔質成分を入れ込みやすく、好ましい。材質もポリエチレンに限らず、ポリプロピレン、ポリエステル、アラミドなどの樹脂繊維でもよい。

＜多孔質成分２０２＞
次に、多孔質成分２０２について説明する。実施の形態で、多孔質成分２０２は、末端基にシラノール基を親水基として有するゲル化した珪酸を、疎水化処理によって末端基をトリメチルシリル基に置換し、珪酸骨格が多孔質状になっているものを示す。この例の多孔質成分２０２は、シリカエアロゲルである。

ここで、疎水化処理する前の親水基は、シラノール基に限らず、末端にヒドロキシル基を有する官能基であればよい。

＜シート１０１の製造方法＞
次に、シート１０１の製造方法の一例を示す。

工程１は、水ガラス水溶液のｐＨを調整して珪酸のゾル溶液を得るゾル化工程である。

工程２は、フィルム上に載置した繊維に上記ゾル溶液を添入する添入工程である。

工程３は、ゾル溶液の珪酸を重合化させてゲル化を完成させるゲル化工程である。

工程４は、ゲルを疎水化する疎水化工程である。

工程５は、疎水化で使用した有機溶媒をゲルから揮発させる乾燥工程である。

＜工程１の詳細＞
珪酸水溶液に触媒として塩酸水を添加、攪拌し、ゾル溶液を得る。ここで、珪酸水溶液のシリカ濃度に関しては最終製品に求められる特性によって異なる。この実施の形態では、シリカ濃度を１４％とした。また、塩酸水の塩酸濃度は、この実施の形態では１２規定を用いた。

＜工程２の詳細＞
フィルム上に繊維を載置し、ゾル溶液を繊維上に滴下する。その後に、繊維の上にフィルムを挟み込む。そのフィルムで挟まれた繊維を、ロール間に通す。このことで、ゾル溶液を繊維に押し込んで繊維全体にゾル溶液が行き渡るようにする。それ同時に、繊維から余剰分のゾル溶液を排除する。実施の形態ではフィルムはＰＥＴを用いた。しかし、珪酸と密着が良すぎない材質であればＰＥＴ以外でもよい。

＜工程３の詳細＞
ゾル溶液を添入した繊維を高温多湿環境にさらし、ゲル化を完了させる。ゲル化すると、ゲルは流動性が少なく、ゲルを傾斜させてもゲルは移動しない。

＜工程４の詳細＞
ゲルを疎水化する。疎水化処理方法の詳細を、図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。

図２Ａは、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００を準備する準備工程を示す。具体的には、工程３後のシート１００を平置状態で複数枚積層させる。なお、シート１００を積層することは必須ではない。シート１００を１枚づつ処理してもよい。

図２Ｂは、図２Ａで準備したシート１００を積層したものを、塩酸水１０２を入れた処理槽１０３ａ（水溶性槽）の中に、浸漬する第１浸漬工程を示す。

図２Ｃは、図２Ｂのシート１００を積層したものを、シリル化剤１０４を入れた処理槽１０３ｂ（非水溶性槽）の中に、浸漬する第２浸漬工程である。

＜工程５の詳細＞
疎水化完了後に、シート１００に付着した余剰の有機溶媒を揮発させる工程である。

＜工程４の疎水化処理の反応過程＞
実施の形態では、水ガラス水溶液をゲル化した珪酸の末端基に親水基として存在するシラノール基の疎水化処理を行う。このために、図２Ｂ、図２Ｃのように二段階の第１浸漬工程と第２浸漬工程とを実施する。

＜第１浸漬工程＞
まず、図２Ｂの第１浸漬工程について詳細に説明する。

図２Ｂの第１浸漬工程では、ゲル化した珪酸の末端基であるシラノール基の近傍に塩酸成分が存在するようにする。このため、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００の全体を、塩酸水１０２に浸漬させる。

塩酸水１０２については、塩酸濃度が４規定〜１２規定を用いるのが望ましい。４規定未満の場合は後述する疎水基との置換反応が不十分となり、１２規定以上は水に対して塩酸が溶解しきれない為である。

＜第２浸漬工程＞
次に、図２Ｃの第２浸漬工程について、詳細に説明する。

第１浸漬工程での塩酸を、シート１００が含んだ状態で第２浸漬工程へ進む。

図２Ｃの第２浸漬工程では、シリル化剤１０４が塩酸水１０２の塩酸と反応し、シラノール基を疎水基に置換する。

なお、第２浸漬工程では、攪拌をしないのが好ましい。溶液を攪拌させると、水圧によりゲルがシート１００の繊維から脱離する可能性がある。処理槽１０３ｂでは、副生成物の水が、また反応場に供給されると反応の妨げになってしまうことの２点が攪拌しないことが好ましい。

なお、第１浸漬工程では、塩酸の交換のため、少し攪拌するのが好ましい。

実施の形態では、シリル化剤１０４としてトリメチルシリル基を有する有機溶媒を用いた。この有機溶媒が塩酸水１０２との反応で分解され、多孔質成分の末端基であるシラノール基がトリメチルシリル基に置換することで、親水性から疎水性に変えることが可能になる。

ここで、トリメチルシリル基を有する有機溶媒は疎水性を示す為、疎水化処理時に多孔質成分の親水基との親和性を高める目的で、両親媒性の有機溶媒として例えばイソプロピルアルコールを供してもよい。

ただし、多孔質成分のシラノール基とトリメチルシリル基の反応機会を妨げるほど添加すると、疎水化処理時間をかえって長く要してしまうので、両親媒性の有機溶媒は４５重量％未満程度の低下に留めておく方がよい。

また、シラノール基とトリメチルシリル基の置換反応を促進する為に、シリル化剤１０４を加温しても良いが、シリル化剤１０４や必要に応じて添加する両親媒性の有機溶媒の沸点未満でとどめておく方がよい。沸点以上に上げるとシリル化剤１０４や両親媒性の有機溶媒が揮発することで液量や濃度管理が困難になる為である。

＜第１浸漬工程と第２浸漬工程とに分離している理由＞
次に、図２Ｂの第１浸漬工程と図２Ｃの第２浸漬工程の２つを分けた理由を説明する。

第１浸漬工程と第２浸漬工程を１つの工程とすると、比重の関係から処理槽内は塩酸水１０２の上にシリル化剤１０４が配置されることになる。

塩酸水１０２が存在する部分にゲル化した珪酸が充填されたシート１００を浸漬した後に、シリル化剤１０４が存在する部分にゲル化した珪酸が充填されたシート１００を引き上げると、余剰分の塩酸水もシリル化剤１０４に取り込まれてしまい、副生成物の水が反応場に多く供給されてしまうことになる。

＜シート１００の形状＞
次に本発明の実施の形態におけるゲル化した珪酸が充填されたシート１００の形状の例を説明する。

まず、図２Ａの準備工程にて、シート１００の形状は、図３Ａ〜図３Ｈで示す形状とすることができる。

図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｇは、側面図である。図３Ｃ〜図３Ｆ、図３Ｈは平面図である。

シート１００の形状の詳細を説明する。

側面から見たゲル化した珪酸が充填されたシート１００は、図３Ａの平坦なシート１００が望ましいが、図３Ｂのように曲面を有したシート１００でもよい。

シート１００の形状の平面の種類には、図３Ｃ〜図３Ｅで示すように、四角形、長方形以外の平面形状がよい。

正方形、長方形への加工では、シート１００を積層した時に、シート同士が密着しやすく、溶液による処理がしにくい。

図３Ｃで示すシート１００は、平行四辺形の形状にしたシートである。

図３Ｄのシート１００は、１コーナをカットしている。シートの方向性やロットの仕分けの為の目印としてコーナをカットしたものである。コーナのカットは直線でなくともよい。

図３Ｅで示すシートは、コーナがＲ形状を有したシートである。シート１００の方向性やロットの仕分けの為の目印にできる。

図３Ｆで示すシート１００は、刻印２０４のあるシートである。シート１００の方向性およびトレーサビリティ等のシート単位での管理を目的としたロット番号を有したシートである。刻印２０４としては、シート１００の表面に英数文字の凹部を設けることができる。刻印２０４がないと、溶液処理するとシート１００が区別できなくなる。

＜シート１００の吊るし方＞
図２Ｂ、図２Ｃで、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００を吊るして浸漬処理する場合、以下の方法がある。

図３Ｇは、折曲がっているシート１００、図３Ｈは、シートが打ち抜かれているシート１００の２種類の方法の選択が可能である。

図３Ｇのように折れ曲がっているシート１００は、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００を、折り曲げ２０１部分でぶら下げ、シート１００を折り曲げた状態で浸漬処理を行う。

図３Ｈのシート内が抜かれているシート１００は、開口部２０３がある。この開口部２０３を利用して吊り下げ、浸漬処理を行う。開口部２０３があると開口部２０３からも溶液がシート１００に入り込み処理が進みやすい。

＜シート１００の姿勢＞
次に、実施の形態における第１浸漬工程、第２浸漬工程でのゲル化した珪酸が充填されたシート１００の姿勢について以下詳細を説明する。

図２Ａで準備した複数のシート１００を、第１浸漬工程の図２Ｂと第２浸漬工程の図２Ｃの工程では水平に対して傾斜させる姿勢とした。

まず、図２Ｂでは、繊維２０１に充填されたゲル化した珪酸の末端基に存在するトリメチルシラノール基の近傍に塩酸成分を存在させるようにする。ここで、図２Ａで準備したシート１００を重ね平置き状態で塩酸水１０２に浸漬させると、自重によりシート１００の間に間隙が生じず、シート１００の中層部にまで塩酸水１０２が浸漬しなくなる。

そこで、水平に対して複数のゲル化した珪酸が充填されたシート１００の面を傾斜させる姿勢とすることで、シート１００の自重の影響を緩和させ、シート１００全体に塩酸水１０２が浸漬するようにした。

次に、図２Ｃでは有機溶媒を塩酸水１０２との反応で分解し、繊維２０１に充填されたゲル化した珪酸の末端基に存在するトリメチルシラノール基に置き換えるようにする。

先ほどの説明と同様に、シート１００を重ねた平置状態でシリル化剤１０４に浸漬させると、自重によりシート１００間に間隙が生じず、中層部のシート１００内にまでシリル化剤１０４が浸漬しなくなる。

よって、シート１００を傾斜させる姿勢とすることで自重の影響を緩和させ、シート１００全体にシリル化剤１０４が浸漬するようにした。

実施の形態のシート１００の姿勢は、図２Ｂ、図２Ｃのシート１００の疎水化処理時に疎水化処理の反応で生成し、反応を疎外する要因となる水成分が重力方向に速やかに排出しやすい姿勢を保つ必要がある。

図４Ａと図４Ｂの断面図で傾斜角度について説明する。シート１００の面が水平方向に対してなす角度θは、１０度（図４Ａ）〜９０度（図４Ｂ）がよい。重力の影響を抑えるために必要である。

＜シート１００の傾斜方法＞
次に、図２Ｂの処理槽１０３ａ、図２Ｃの処理槽１０３ｂの浸漬工程でシート１００の傾斜の方法を、図５Ａ〜図５Ｄの断面図で、４種類の傾斜方法を説明する。

図５Ａでは、シート１００自身が自立するものである。シート１００のシート厚みを厚くする。厚みが１ｍｍ以上なら、自立できる。処理槽１０３ａ、処理槽１０３ｂの壁などにたてかけることができる。

図５Ｂでは、土台２０５の傾斜面にシート１００を配置する。

図５Ｃでは、ノズル２０６からの液流による浮力を利用して、シート１００を浮かす。ノズル２０６でなくとも液流を生じさせるものならよい。

図５Ｄでは、ピン２０７にシート１００を吊すものである。図３Ｈのシート１００の開口部２０３にピン２０７を通して実現する。また、図３Ｇのシート１００の折り曲げ部２０８を用いて、ピン２０７に吊り下げてもよい。

本実施形態の傾斜方法では、図２Ｂの処理槽１０３ａと、図２Ｃの処理槽１０３ｂの浸漬処理時に、図２Ｂ、図２Ｃに示すように水成分１０５が排出しやすいように、図５Ｄの吊るした状態の傾斜方法を用いるが好ましい。

＜シート１００間の隙間＞
シート１００間に、隙間を設ける方法として、図６Ａ〜図６Ｂの断面図で示すように、２種類の隙間を設ける方法があり以下詳細を説明する。

図６Ａでは、撥水作用により間隔を保つ方法である。シート１００が、図２Ｃの疎水化の処理槽１０３ｂでの処理中に、シート１００のシラノール基がトリメチルシリル基に疎水化される。その結果、シート１００同士が、撥水作用２１５により密着せず、反発しあう。このことでシート１００間に間隔ができる。シート１００を水平に重ねると、その重力で隙間ができにくいが、シート１００を傾斜させているので、重力の影響が少なく、隙間が開きやすい。さらに、シート１００を斜めにしているので、溶液も一方向へ流れる。このため、シート間に隙間ができやすい。

図６Ｂでは、スペーサー２１６により強制的に任意の隙間を設ける方法である。複数のシート１００を、図２Ｂ、図２Ｃの工程で、多数枚一括処理を行う際、より処理にかかる反応時間を短縮する為に、シート１００間に、図６Ｂで示すスペーサー２１６により強制的に間隔をもうけることができる。

一例として、図６Ｂのスペーサー２１６の幅は、シート１００とほぼ同寸で、スペーサー２１６の厚みは３ｍｍ以上の物を選定した。スペーサーの幅、厚みに特に制限はない。

図６Ｃは、スペーサー２１６を用いた例の斜視図である。図６Ｄはスペーサー２１６を用いた例の側面図である。シート１００を心棒２２０に吊るして処理することを説明している。

図６Ｃ、図６Ｄのように、シート１００を心棒２２０に吊るして処理することができる。

＜効果＞
この方法により、複数のゲル化した珪酸が充填されたシート１００は、図２Ｃの疎水化の処理槽１０３ｂでの処理中に、シラノール基がトリメチルシリル基に置き換わり、均一に疎水化される。且つ、図６Ｂのスペーサー２１６により強制的にシート１００間隙間を設けることで、処理にかかる反応時間を短縮することが可能となった。

これにより疎水化処理する過程において生成する図２Ｃで示すように、水成分１０５を重力方向に排出しやすくする効果があり、安定した疎水化が可能となる。また、液の供給排出性が容易に出来る事から、多数枚一括処理が可能となる。

＜実施例、比較例＞
以下に、実施例、比較例を示す。条件と結果を表１に示す。

実施例、比較例は、Ａ４サイズで厚み１ｍｍのゲル化した珪酸が充填されたシート１００を用いた。表１で示す条件で図２Ｂの処理槽１０３ａ、図２Ｃの処理槽１０３ｂに浸漬し、複数のゲル化した珪酸が充填されたシート１００を疎水化した。図５Ｂで角度θを変化させた。

＜評価方法＞
疎水化の良否判定について図７を用いて説明する。図２Ｃの工程後にゲル化した珪酸が充填されたシート１００に付着した余分なシリル化剤１０４を乾燥により揮発させた。その後に、完成シート１０１に１ｃｃの水滴を滴下し、接触角を測定した。図７の右写真のように接触角が９０度以上であれば撥水、つまり疎水化が完了しているとみなす。図７の左写真のように接触角が９０度未満であれば親水、つまり疎水化が完了せず、不十分であるとみなした。実験結果について、表１を用いて説明する。

＜条件＞
比較例１〜３では、シート１００は、水平状態で処理した。

比較例４、５、実施例１では、角度θが１０度で処理した。

比較例０６、実施例２，３では、角度θが４５度で処理した。

実施例４〜６では、角度θが９０度で処理した。

疎水化浸漬時間はそれぞれ表１の条件とした。角度θ、浸漬時間を満遍なく変化させた。

比較例１では、１ｍｍ厚のゲル化した珪酸が充填されたシート１００、１枚に対する疎水化完了時間を見極めた。単枚では、疎水化の処理槽１０３ｂにおいてシリル化剤１０４に浸漬を行った際、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００の表裏両面からシリル化剤１０４が浸透し、浸漬時間３０分で疎水化が完了した。１枚では、実施（実用）上、時間がかかりすぎ、量産できない。

次に比較例２及び比較例３は、重ね枚数を１０枚に増やし、多数枚一括処理した場合の検証を行った。

結果、複数のゲル化した珪酸が充填されたシート１００を重ねて平置状態でシリル化剤１０４に浸漬させると、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００の自重により複数のゲル化した珪酸が充填されたシート１００間に間隙が生じにくくなり、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００の中層部に疎水化の反応に必要なシリル化剤１０４が浸漬しなくなり、浸漬時間４５分、９０分と浸漬時間を長くしても疎水化が完了しなかった。

これは、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００の中層部では疎水化の反応時に副生成物として生成する水成分がゲル化した珪酸が充填されたシート１００間に残ることで、疎水化の反応に必要な量のシリル化剤１０４の浸漬が阻害されることにより、疎水化の反応を妨げる要因になると推定される。比較例４〜６では、角度θを設定したが、同様に疎水化できなかった。

＜実施例＞
一方、実施例１〜６では、角度θを設定することで疎水化できた。

実施例１〜３では、比較例４〜６と比較して、疎水化時間を長くして疎水化できた。

実施例４〜６では、角度θを大きくしたので、疎水化時間に関係なく疎水化できた。

これは、水平に対して複数の重ねたゲル化した珪酸が充填されたシート１００を傾斜（角度θ設定）させる姿勢とすることで、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００の自重の影響が緩和され、疎水化の反応時に副生成物として生成する水成分が自発的に排出されやすくなったことにより、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００の中層部に対してもシリル化剤１０４が浸漬し、比較例よりも良化したと考えられる。

角度θは少なくとも１０度以上必要である。角度θが９０度前後なら、疎水化時間に関係なく疎水化できるので好ましい。４５度より大きく９０度以下がよい。さらに、６０度以上９０度以下がよい。

別の実施例として、すべての比較例で、図６Ｂのようにスペーサー２１６を挟み、強制的にゲル化した珪酸が充填されたシート１００間隙間を設けて、疎水化した。すると、すべての比較例でも疎水化できた。

実施の形態では上述したように、ゲル化した珪酸が充填されたシート１００として厚み１ｍｍを用いたが、この限りではない。具体的には、疎水化反応は厚み方向に対する拡散律速であると考えられる為、厚みが変わった場合に適宜疎水化時間の調整が必要になるが、本発明の効果の一般性は失われない。

なお、第１の浸漬工程では、シートに塩酸が入り込みやすい。このため、第２の浸漬工程より、傾斜する角度を小さくできる。

本実施の形態のシート状の疎水化処理方法を用いれば、疎水化処理時のシートの姿勢を、シートの面方向が、水平方向に対し１０〜９０度の角度にする事により、複数枚一括処理できる事から、安定で均質な疎水化が可能となりシート製造の量産化が可能である。

（実施の形態２）
実施の形態１では、主に、シート１００を積層状態で処理した。実施の形態２では、１枚のシート１００を処理することを検討する。１枚のシート１００を図２Ｃの処理槽１０３ｂに浸漬し、表２の角度に傾斜させ処理した。処理されたシート１００に対して、シート１００の表面で水滴が重量により動く距離を測定する評価をした。詳細は以下で説明する。水滴が表面を移動するとは、表面が疎水化され、水滴をはじいていると評価できる。

なお、記載しない事項は、上記の実施の形態１と同様である。

実施例、比較例は、Ａ４サイズで厚み１ｍｍのゲル化した珪酸が充填されたシート１００を用いた。表２で示す条件で図２Ｂの処理槽１０３ａ、図２Ｃの処理槽１０３ｂに浸漬し、複数のゲル化した珪酸が充填されたシート１００を疎水化した。図５Ｂで示した構成を利用し、角度θを変化させた。

＜評価方法＞
疎水化の良否判定は、処理槽１０３ｂ中で、シート１００上に、着色した水滴を滴下、滴下１０秒後の水滴の移動距離を測定して評価した。水滴の移動距離により、水滴の除去可能可否を評価した。距離が大きいと、より均質に疎水化できている。

なお、着色した水滴は、測定が容易になるように、水滴に色素材を混入された水滴である。実施の形態１の評価方法では乾燥後の評価であった。この評価方法は、処理槽１０３ｂ中で行うのでより、正確に、評価できる。

上記実施の形態１の図７の接触角判定基準で合格したシート１００の場合を基準にした。つまり、合格したシート１００上を水滴が転がり移動する距離から基準５ｍｍ以上とした。

疎水化浸漬時間はそれぞれ表２の条件とした。角度θを変化させた。実施例７の角度２度から急激に廃酸移動距離が増加し、傾斜の効果ができている。図８に傾斜角度と水滴の移動距離との関係を示す。

結果、傾斜角度は、２度以上で効果がえられた。上記結果と合わせて、２度〜９０度で効果がえられる。なお、図８から、２度と５度は、臨界的な角度である。

＜装置＞
特に、傾斜角度２度以上で効果が得られることで、大掛かりな装置を使用しなくとも、生産できる。特に、シート１００を連続的に送くることが容易にできる。つまり、シート１００の面方向が、シート１００の水平方向に対して２度〜９０度の角度に、シート１００を疎水化溶液中で傾斜させて、疎水化処理する方法が取れる。すなわち、連続してシート１００を送り、疎水化処理できる。全体の製造工程でも連続生産ができる。

図９に、図５Ｂの変形例の疎水化処理の装置の断面図を示す。シート１００の面方向の水平方向に対する角度を２度以上にして、シート１００を、ロール２００ａから供給しロール２００ｂで回収する。このことでシート１００を連続的に疎水化できる。

ここでは、ロール上流側からロール下流側に向けてシート１００が上方向に走行する場合を記載したが、上流側と下流側の位置関係が上下逆関係になっても本実施の形態の効果は失われない。

具体的には、ロール上流側からロール下流側に向けてシート１００が下方向に走行する場合においても、水滴に加わる重力は変わらず同様の排出態様を示すことから、本実施の形態の効果についても同等と言える。

本願発明の疎水化処理方法とそれを用いたシート状部材の製造方法は、繊維状のシートに多孔質体を固定した種々のシートを作製する場合に、応用できる。

１００ シート
１０１ 完成シート
１０２ 塩酸水
１０３ａ 処理槽
１０３ｂ 処理槽
１０４ シリル化剤
１０５ 水成分
２０１ 繊維
２０２ 多孔質成分
２０３ 開口部
２０４ 刻印
２０５ 土台
２０６ ノズル
２０７ ピン
２０８ 折り曲げ部
２１５ 撥水作用
２１６ スペーサー
２２０ 心棒

Claims (11)

1. ゲル化した珪酸が充填された複数の繊維のシートを積層し、疎水化溶液中で水平方向に対して傾斜させて、前記ゲル化した珪酸を疎水化する疎水化処理方法であり、
   前記傾斜する角度は、水平方向に対して１０度以上９０度以下である疎水化処理方法。
2. ゲル化した珪酸が充填された１枚の繊維のシートを、積層せずに、疎水化溶液中で水平方向に対して傾斜させて、前記ゲル化した珪酸を疎水化する疎水化処理方法であり、
   前記傾斜する角度は、水平方向に対して２度以上５度以下である疎水化処理方法。
3. 前記疎水化溶液はトリメチルシリル基を有する有機溶媒である請求項１又は２に記載の疎水化処理方法。
4. 前記複数のシートを前記疎水化溶液中で吊るして処理する請求項１記載の疎水化処理方法。
5. 前記疎水化処理方法は、水溶性溶媒での処理工程と、その後、非水溶性溶媒での処理工程とを含む請求項１又は２に記載の疎水化処理方法。
6. 前記水溶性溶媒での処理工程では、塩酸水を用いる請求項５に記載の疎水化処理方法。
7. 前記水溶性溶媒での処理工程は、前記水溶性溶媒を攪拌する請求項５に記載の疎水化処理方法。
8. 前記非水溶性溶媒での処理工程では、前記非水溶性溶媒を攪拌しない請求項５に記載の疎水化処理方法。
9. 前記複数のシート間に、一定の間隙を設け、前記疎水化溶液で疎水化処理することで、生成される水成分を水平方向へ排出する請求項１記載の疎水化処理方法。
10. 前記複数のシート間にスペーサーを配置して前記疎水化溶液中で処理する請求項９に記載の疎水化処理方法。
11. 水ガラス水溶液のｐＨを調整して珪酸のゾル溶液を得るゾル作製工程と、
    繊維に前記ゾル溶液を添入する添入工程と、
    前記ゾル溶液を重合化させてゲル化させるゲル工程と、
    前記ゲルを請求項１または２に記載の疎水化処理方法で疎水化する疎水化処理工程と、
    前記疎水化されたゲルを乾燥させる乾燥工程と、を含むシート状部材の製造方法。