JP6698241B2 - Method for producing coating material that exerts catalytic action, and method for forming laminated body in which a group of fine particles exerting catalytic action are stacked on a substrate or component - Google Patents
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Description
本発明は、触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物からなる第一の微粒子と、強磁性の金属からなる第二の微粒子とが、互いに磁気吸着した２種類の微粒子の集まりからなる厚みが５００ｎｍ未満の積層体を、基材ないしは部品に形成する。この積層体の表面は、同程度の大きさからなる粒状の微粒子が磁気吸引力で接合したため、２種類の微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒さらし、基材ないしは部品は、２種類の微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を効率よく発揮する。 According to the present invention, the first fine particles made of a metal or metal oxide having a catalytic action and the second fine particles made of a ferromagnetic metal are magnetically adsorbed to each other. The laminated body of is formed on a base material or a component. On the surface of this laminated body, since the fine particles of the same size are bonded by the magnetic attraction force, the surfaces of the two kinds of fine particles directly expose the surface wider than 50% to the external environment, and the base material or parts are Efficiently exhibit a unique catalytic action based on the materials that make up the two types of fine particles.
従来の触媒作用をもたらす塗料の一つとして、光触媒の作用をもたらす微粒子を分散させた塗料がある。例えば、特許文献１に、熱可塑性樹脂のバルーンの表面に光触媒作用を持つ微粒子を熱溶着させた第一の層と、コロイダルシリカからなる第二の層と、熱可塑性樹脂のバルーンの表面に金属粒子を熱溶着させた第三の層とからなる積層体を、壁や屋根に形成する塗料の製造方法が記載されている。つまり、第一の層は汚れ防止の層で、第二の層は断熱層で、第三の層は帯電防止の層である。
しかしながら、熱可塑性樹脂からなるバルーンは、光触媒作用を持つ微粒子と接触しているため、微粒子の光触媒作用によって熱可塑性樹脂の分解が進行し、触媒作用を持つ微粒子がバルーンの表面から脱落し、塗膜の光触媒機能が徐々に失われる。
また、特許文献２に、白色顔料の粒子の表面に、酸化タングステンの微粒子を付着させた光触媒粒子を、無機バインダーに分散させた塗料が記載されている。つまり、酸化タングステンは、４５０ｎｍの励起波長を吸収した際に黄色に着色する性質を持つため、酸化タングステン微粒子を塗料の成分として用いると、塗膜が黄色に変色する問題点を持つ。このため、特許文献２では、白色顔料の粒子に酸化タングステンの微粒子を付着させることで、酸化タングステン微粒子における黄色を白色の顔料で緩和させることとした。なお、有機バインダーを用いると、酸化タングステンの光触媒作用で有機化合物が分解されるため、無機のバインダーを用いている。
しかしながら、白色顔料を無機バインダー中に分散するため、酸化タングステンの微粒子の表面は無機バインダーで覆われ、無機バインダーが紫外線を透過しないため、酸化タングステンの光触媒機能が発揮されない。
以上に説明したように、光触媒作用をもたらす微粒子が分散された塗料を用いた積層体では、触媒作用を持つ微粒子が有機物質に接する状態で積層体を形成することはできない。また、光触媒作用をもたらす微粒子が積層体の表面に現れることが必須になる。これらの要件はよく知られたことであるが、上記の特許文献はこれらの要件を満たしていない。
As one of the conventional paints that exert a catalytic action, there is a paint in which fine particles that act as a photocatalyst are dispersed. For example, in Patent Document 1, a first layer in which fine particles having a photocatalytic action are heat-welded to the surface of a thermoplastic resin balloon, a second layer made of colloidal silica, and a metal on the surface of the thermoplastic resin balloon are disclosed. A method for producing a paint is described in which a laminated body including a third layer in which particles are heat-welded is formed on a wall or a roof. That is, the first layer is an antifouling layer, the second layer is a heat insulating layer, and the third layer is an antistatic layer.
However, since the balloon made of a thermoplastic resin is in contact with the fine particles having a photocatalytic action, the photocatalytic action of the fine particles progresses the decomposition of the thermoplastic resin, and the fine particles having a catalytic action fall off from the surface of the balloon and are coated. The photocatalytic function of the membrane is gradually lost.
However, since the white pigment is dispersed in the inorganic binder, the surface of the fine particles of tungsten oxide is covered with the inorganic binder, and the inorganic binder does not transmit ultraviolet rays, so that the photocatalytic function of tungsten oxide cannot be exhibited.
As described above, in a laminated body using a coating material in which fine particles having a photocatalytic action are dispersed, a laminated body cannot be formed in a state where the fine particles having a catalytic action are in contact with an organic substance. In addition, it is essential that fine particles that exert a photocatalytic action appear on the surface of the laminate. Although these requirements are well known, the above patent documents do not meet these requirements.
従来の触媒作用をもたらす他の塗料として、自動車から排出される有害な排気ガスや排気ガスに含まれる微粒子の燃焼を促進させる触媒作用を有する微粒子を、分散させた塗料がある。例えば、特許文献３に、自動車のディーゼルエンジンから排出される微粒子と有害ガスとを燃焼させる排気浄化触媒が含まれる塗料を、多孔質フィルターに塗布することが記載されている。すなわち、微粒子を燃焼させる触媒として、ＬａｘＢａ１−ｘＦｅＯ３の組成からなるペロブスカイト構造の複合酸化物を用い、有害なガス成分を燃焼させる触媒として、白金が担持されたアルミナ粉を用い、これらをセラミック粉体と溶剤と共に物理的に混合して塗料を作成し、多孔質フィルターに塗布することが記載されている。
しかしながら、塗料を多孔質フィルターに塗布しただけでは、触媒作用をもたらす複合酸化物と白金とが塗膜の表面に現れず、触媒作用が発揮されない。このように、燃焼を促進させる触媒についても、触媒作用をもたらす物質が積層体の表面に現れることが必須であることはよく知られた要件であるが、特許文献３はこの要件を満たしていない。
As another conventional coating material which provides a catalytic action, there is a coating material in which fine particles having a catalytic action for promoting combustion of harmful exhaust gas emitted from an automobile or fine particles contained in the exhaust gas are dispersed. For example, Patent Document 3 describes that a porous filter is coated with a coating material containing an exhaust gas purification catalyst that burns particulates emitted from an automobile diesel engine and harmful gas. That is, a complex oxide having a perovskite structure composed of La x Ba 1 -x FeO 3 is used as a catalyst for burning fine particles, and platinum-supported alumina powder is used as a catalyst for burning harmful gas components. It is described that these are physically mixed with a ceramic powder and a solvent to prepare a paint, and the paint is applied to a porous filter.
However, if the coating material is simply applied to the porous filter, the complex oxide and platinum that exert a catalytic action do not appear on the surface of the coating film, and the catalytic action cannot be exhibited. As described above, it is a well-known requirement for a catalyst that promotes combustion that a substance that exerts a catalytic action should appear on the surface of the laminate, but Patent Document 3 does not satisfy this requirement. .
触媒作用をもたらす物質の表面が、外界に直接晒されることで触媒作用が発揮できる。また、微粒子は単位質量に換算した表面積が大きく、微粒子の表面が直接外界に晒されれば、微粒子の集まりは、効率よく触媒作用を発揮する。しかし、触媒作用を有する微粒子を外界に直接晒すことは、前記した特許文献にみられるように容易ではない。つまり、触媒作用を有する微粒子をバインダーに分散すると、微粒子がバインダーで覆われ、直接外界に晒されない。また、特許文献１に記載された熱可塑性樹脂の熱融着で、触媒作用を有する微粒子をバルーンの表面に結合させても、微粒子が熱融解した樹脂に埋もれることで、微粒子が樹脂に結合されるため、微粒子の触媒作用が発揮できない。
ここで、本発明が解決しようとする課題を説明する。第一の課題は、安価な材料を原料として用い、極めて簡単な処理で塗料が製造できる。第二の課題は、基材ないしは部品の大きさや形状の制約を受けずに、全ての基材ないしは部品に、塗料が塗布ないしは印刷できる。第三の課題は、この基材ないしは部品に極めて簡単な処理を加えるだけで、触媒作用を発揮する微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒さらし、こうした微粒子を含む微粒子の集まりが積み重なった積層体が、基材ないしは部品に形成できる。第四の課題は、積層体は、自動車の排気浄化触媒装置に用いることができる耐熱性を持ち、あるいは、野外の壁や屋根の汚れ防止に用いることができる耐食性を持つ。本発明が解決しようとする課題は、これら４つの課題である。
When the surface of the substance that causes the catalytic action is directly exposed to the external environment, the catalytic action can be exhibited. Further, the fine particles have a large surface area in terms of unit mass, and if the surface of the fine particles is directly exposed to the external environment, the collection of the fine particles efficiently exhibits a catalytic action. However, it is not easy to directly expose the fine particles having the catalytic action to the external environment as seen in the above-mentioned patent documents. That is, when the fine particles having the catalytic action are dispersed in the binder, the fine particles are covered with the binder and are not directly exposed to the external environment. Further, even if the fine particles having a catalytic action are bonded to the surface of the balloon by heat fusion of the thermoplastic resin described in Patent Document 1, the fine particles are embedded in the hot melted resin, so that the fine particles are bonded to the resin. Therefore, the catalytic action of the fine particles cannot be exhibited.
Here, the problems to be solved by the present invention will be described. The first problem is that an inexpensive material can be used as a raw material and a paint can be manufactured by an extremely simple process. The second problem is that the coating material can be applied or printed on all the base materials or parts without being restricted by the size or shape of the base material or parts. The third problem is that the surface of the fine particles that exerts a catalytic action is exposed to the external environment directly by 50% or more by simply applying an extremely simple treatment to the base material or the component, and a collection of fine particles containing such fine particles. A laminated body in which the layers are stacked can be formed into a base material or a component. A fourth problem is that the laminate has heat resistance that can be used in an exhaust gas purification catalyst device for automobiles, or corrosion resistance that can be used to prevent dirt on outdoor walls and roofs. The problems to be solved by the present invention are these four problems.
本発明に係わる基材ないしは部品に塗料を塗布ないしは印刷すると、該基材ないしは該部品に、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が形成される塗膜ないしは印刷膜となる第一の塗料を製造する製造方法は、
触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物を熱分解で析出する第一の金属化合物と、強磁性の金属を熱分解で析出する第一の性質と、前記第一の金属化合物の熱分解温度より高い温度で熱分解する第二の性質を兼備する第二の金属化合物とを、アルコールに分散し、該２種類の金属化合物の各々がアルコールに分子状態で分散されたアルコール分散液を作成し、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、沸点が前記第一の金属化合物の熱分解温度より低い第二の性質と、前記アルコールの粘度の５倍以上の粘度を持つ第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に２５重量％以下の割合で混合し、該有機化合物が前記アルコールに溶解ないしは混和し、該有機化合物が前記アルコール分散液と均一に混ざり合った混合液を作成する、これによって、該混合液を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成される塗膜ないしは印刷膜になる前記混合液からなる第一の塗料が製造される、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成される塗膜ないしは印刷膜になる第一の塗料を製造する製造方法。
When applied or printed paint to a substrate or component according to the present invention, to the substrate or the component, a collection of fine particles gathering the ferromagnetic metal fine particles comprising a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic effect stacked The production method for producing the first coating material which is a coating film or a printed film on which a laminate of two kinds of fine particles is formed,
A first metal compound which deposits a catalytic metal or metal oxide by thermal decomposition, a first property which deposits a ferromagnetic metal by thermal decomposition, and a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the first metal compound A second metal compound having a second property of being thermally decomposed at a temperature is dispersed in alcohol to prepare an alcohol dispersion liquid in which each of the two kinds of metal compounds is dispersed in alcohol in a molecular state, It has the first property of being dissolved or miscible in alcohol, the second property of having a boiling point lower than the thermal decomposition temperature of the first metal compound, and the third property of having a viscosity of 5 times or more the viscosity of the alcohol. An organic compound to be mixed with the alcohol dispersion at a ratio of 25% by weight or less, and the organic compound is dissolved or mixed in the alcohol to prepare a mixed solution in which the organic compound is uniformly mixed with the alcohol dispersion. Thus, when the mixed liquid is applied or printed on a substrate or a component, two kinds of fine particles, which are a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal, are stacked. A laminate is produced, in which a first coating material comprising the above-mentioned mixed liquid which becomes a coating film or a printed film formed on the base material or the component is produced. When applied or printed on the base material or the component, a catalytic action is exerted. A laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of a metal or a metal oxide and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are piled up becomes a coating film or a printing film formed on the base material or the component. A manufacturing method for manufacturing a paint.
つまり、２種類の金属化合物をアルコールに分散すると、２種類の金属化合物の各々が１０重量％程度の割合でアルコールに分子状態で分散される。これによって、金属ないしは金属酸化物の原料が液相化される。次に、有機化合物をアルコール分散液に２５重量％以下の割合で混合すると、有機化合物がアルコールに溶解ないしは混和するため、有機化合物はアルコール分散液と均一に混ざり合う。この混合液は、アルコールの高い混合割合によって、粘度の低い塗料となり、この塗料を塗布ないしは印刷すると、数ミクロン程度の膜厚からなる塗膜ないしは印刷膜が形成される。
いっぽう、第一の塗料がアルコールに近い粘度である場合は、第一の塗料を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷しても、塗膜ないしは印刷膜は崩れてしまう。このため、第一の塗料が一定の粘度を持つことで、塗膜ないしは印刷膜が形成できる。また、有機化合物の粘度は、一般に有機化合物の沸点が低くなるほど低い。これは、分子量が小さい有機化合物ほど沸点は低く粘度も低いことに依る。ところで、有機化合物の沸点は、第一の金属化合物の熱分解温度より低いため、第一の金属化合物の熱分解温度が低ければ粘度も低い。このため、有機化合物を金属化合物のアルコール分散液に混合する混合割合を、２５重量％以下であるが２５重量％に近づけることで、第一の塗料は一定の粘度を持つ。これに対し、第一の金属化合物の熱分解温度がより高ければ、より粘度が高い有機化合物を用いることになり、有機化合物の混合割合を下げることで、前記した粘度に近づく。このように、第一の金属化合物の熱分解温度に応じて、有機化合物の粘度が変わるため、２種類の金属化合物のアルコール分散液に有機化合物を混合する混合割合を変えることで、第一の塗料に低い粘度を持たせることができ、数ミクロンの膜厚の塗膜ないしは印刷膜が形成される。
このような方法で製造した第一の塗料を、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷する際に、基材ないしは部品の形状や大きさに応じて、刷毛塗り、ローラー塗り、吹き付け塗装、浸漬塗装、ロールコーターなどからなる塗布方法を、ないしは、バーコート、リバースコート、グラビア印刷、スクリーン印刷などからなる印刷方法を選択すれば、全ての基材ないしは部品に、第一の塗料からなる塗膜ないしは印刷膜が形成される。いっぽう、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷した第一の塗料は粘度が低いため、基材ないしは部品の表面の凹凸に入り込み、基材ないしは部品に塗膜ないしは印刷膜を形成する。
なお、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材で構成される場合は、前記した様々な塗布方法や様々な印刷方法を用いて、第一の塗料を塗布ないしは印刷すれば、基材の外部の表面に塗膜ないしは印刷膜が形成される。これに対し、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な構造物の部品で構成される場合は、浸漬塗装の方法を用いて、第一の塗料を塗布すれば、部品の外部の表面のみならず、内部の空洞の表面にも塗膜が形成される。
以上に説明した第一の塗料は、２種類の金属化合物とアルコールと有機化合物とからなる汎用的な工業用薬品を原料として用いる。また、２種類の金属化合物をアルコールに分散し、このアルコール分散液に有機化合物を混合するだけの極めて簡単な処理で、第一の塗料が製造される。従って、安価な原料を用いて、安価な費用で大量の第一の塗料が製造される。また、基材ないしは部品の形状や大きさに拘わらず、全ての基材ないしは部品に、低粘度からなる第一の塗料を、塗布ないしは印刷することができる。この結果、第一の塗料は、５段落で説明した第一の課題と第二の課題とを同時に解決する。
That is, when two kinds of metal compounds are dispersed in alcohol, each of the two kinds of metal compounds is dispersed in alcohol in a molecular state at a ratio of about 10% by weight. As a result, the metal or metal oxide raw material is liquefied. Next, when the organic compound is mixed with the alcohol dispersion at a ratio of 25% by weight or less, the organic compound is dissolved or miscible in the alcohol, so that the organic compound is uniformly mixed with the alcohol dispersion. This mixed liquid becomes a paint having a low viscosity due to a high mixing ratio of alcohol, and when this paint is applied or printed, a coating film or a printed film having a film thickness of about several microns is formed.
On the other hand, when the first paint has a viscosity close to that of alcohol, even if the first paint is applied to or printed on a substrate or a component, the coating film or the printed film is destroyed. Therefore, a coating film or a printing film can be formed because the first paint has a constant viscosity. In addition, the viscosity of the organic compound is generally lower as the boiling point of the organic compound is lower. This is because an organic compound having a smaller molecular weight has a lower boiling point and a lower viscosity. By the way, since the boiling point of the organic compound is lower than the thermal decomposition temperature of the first metal compound, the viscosity is low if the thermal decomposition temperature of the first metal compound is low. Therefore, the mixing ratio of the organic compound mixed with the alcohol dispersion of the metal compound is 25% by weight or less, but is brought close to 25% by weight, so that the first paint has a constant viscosity. On the other hand, if the thermal decomposition temperature of the first metal compound is higher, an organic compound having a higher viscosity will be used, and by lowering the mixing ratio of the organic compound, the above-mentioned viscosity will be approximated. In this way, since the viscosity of the organic compound changes depending on the thermal decomposition temperature of the first metal compound, by changing the mixing ratio of mixing the organic compound with the alcohol dispersion liquid of two kinds of metal compounds, The paint can have a low viscosity, and a coating film or a printing film having a film thickness of several microns is formed.
The first coating material produced by such a method, when applied to or printed on a substrate or parts, depending on the shape and size of the substrate or parts, brush coating, roller coating, spray coating, dip coating, If a coating method consisting of a roll coater or a printing method consisting of bar coating, reverse coating, gravure printing, screen printing, etc. is selected, a coating film or printing consisting of the first paint is applied to all substrates or parts. A film is formed. On the other hand, since the first coating material applied or printed on the substrate or the component has a low viscosity, it enters the irregularities on the surface of the substrate or the component and forms a coating film or a printed film on the substrate or the component.
When the base material or component is composed of a two-dimensional base material having a two-dimensional planar shape, such as a plate or sheet, a planar filter, or a wire-knitted mesh or sheet, the various coating methods described above. By applying or printing the first coating material using various printing methods, a coating film or a printing film is formed on the outer surface of the base material. On the other hand, when the base material or component is composed of a component of a three-dimensional structure having a cavity inside, such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, the dip coating method is used. When the first coating material is applied by using it, a coating film is formed not only on the outer surface of the component but also on the inner cavity surface.
The first coating material described above uses as a raw material a general-purpose industrial chemical composed of two kinds of metal compounds, alcohol, and organic compound. Further, the first coating material is manufactured by an extremely simple process of dispersing two kinds of metal compounds in alcohol and mixing the alcohol dispersion with an organic compound. Therefore, a large amount of the first coating material can be manufactured at a low cost by using a cheap raw material. Further, regardless of the shape or size of the base material or the component, the first coating material having a low viscosity can be applied or printed on all the base material or the component. As a result, the first coating material simultaneously solves the first problem and the second problem described in paragraph 5.
前記した第一の塗料を用いて、基材ないしは部品に、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法は、
前記した第一の塗料を、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷し、該基材ないしは該部品を、前記第一の塗料を構成する第二の金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記第一の塗料を構成する２種類の金属化合物の微細結晶の集まりが、前記第一の塗料を構成する有機化合物中に均一に析出する、次に前記有機化合物が気化し、前記第一の塗料の塗膜ないしは印刷膜は、２種類の金属化合物の微細結晶が均一に分散された混合物になる、さらに、前記第一の塗料を構成する第一の金属化合物が熱分解し、第二の金属化合物の微細結晶の集まりに、触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物からなる第一の微粒子の集まりが析出する、この後、前記第一の塗料を構成する第二の金属化合物が熱分解し、前記第一の微粒子の集まりに、強磁性の金属からなる第二の微粒子の集まりが均一に析出し、該第二の微粒子同士に作用する磁気吸引力で、前記第一の微粒子が前記第二の金属微粒子に接合し、該磁気吸引力で接合した前記２種類の微粒子の集まりからなる２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成され、該２種類の微粒子の積層体の表面を形成する前記２種類の微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該２種類の微粒子の積層体の表面は前記第一の微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品に、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が形成される、前記した第一の塗料を用いて、基材ないしは部品に触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法である。
Using the first coating material described above, the substrate or component, a laminate of two kinds of microparticles collection of particulate collection and the ferromagnetic metal fine particles comprising a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic effect stacked The method of forming is
The above-mentioned first coating material is applied or printed on a base material or a component, and the base material or the component is heated to a temperature at which the second metal compound constituting the first coating material is thermally decomposed. First, the alcohol is vaporized, and a group of fine crystals of the two kinds of metal compounds forming the first paint is uniformly deposited in the organic compound forming the first paint. The compound vaporizes, and the coating film or printed film of the first paint becomes a mixture in which fine crystals of two kinds of metal compounds are uniformly dispersed. Furthermore, the first metal constituting the first paint. The compound is thermally decomposed, and the first fine particle group consisting of the metal or the metal oxide having a catalytic action is deposited in the fine crystal group of the second metal compound, and then the first coating composition is constituted. The second metal compound is thermally decomposed, and the first fine particle group is uniformly precipitated with the second fine particle group made of a ferromagnetic metal, and the magnetic attraction force acts on the second fine particle particles. A layered body of two kinds of fine particles, which is composed of a collection of the two kinds of fine particles, in which the first fine particles are bonded to the second metal fine particles and bonded by the magnetic attraction force, is formed on the base material or the component. The surface of the two kinds of fine particles forming the surface of the laminate of the two kinds of fine particles directly exposes a surface wider than 50% to the external environment, and the surface of the laminate of the two kinds of fine particles is It exerts a unique catalytic action based on the material forming the fine particles, whereby the base material or the component has a collection of fine particles of a metal or a metal oxide that exhibits a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal. An aggregate of fine particles of a metal or a metal oxide that exerts a catalytic action on a base material or a component and a fine particle of a ferromagnetic metal by using the above-mentioned first coating material, in which a stacked body of two kinds of fine particles stacked is formed. Is a method of forming a laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of the above is stacked.
つまり、第一の塗料を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、塗料が低い粘度の液体であるため、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材である場合は、基材の表面の凹凸に入り込んで、数ミクロンの膜厚の塗膜ないしは印刷膜が基材の表面に形成される。これに対し、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つような３次元的な構造物の部品である場合は、部品の表面の凹凸のみならず、内部の空洞の表面の凹凸に塗料が入り込んで、数ミクロンの膜厚の塗膜ないしは印刷膜が形成される。この後、基材ないしは部品が、アルコールの沸点に達すると、塗膜ないしは印刷膜の大部分を占めるアルコールが気化し、厚みが１μｍ程度の膜厚の塗膜ないしは印刷膜になる。この際、２種類の金属化合物が、アルコールに分散するが有機化合物に分散しないため、２種類の金属化合物の微細結晶の集まりが、有機化合物中に均一に析出する。さらに、基材ないしは部品が有機化合物の気化点に達すると有機化合物が気化し、塗膜ないしは印刷膜は、２種類の金属化合物の微細結晶が均一に分散された混合物になる。いっぽう、金属化合物の微細結晶の大きさが、基材ないしは部品の外部の表面と内部の表面との凹凸に比べ１桁以上小さいため、凹凸に入り込んで基材ないしは部品を覆う。なお、金属化合物の微細結晶は、熱分解で析出する金属ないしは金属酸化物の微粒子の大きさに相当する。さらに、基材ないしは部品が、第一の金属化合物が熱分解する温度に達すると、第二の金属化合物の微細結晶の集まりに、触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物からなる第一の微粒子の集まりが均一に析出し、塗膜ないしは印刷膜は、第二の金属化合物の微細結晶の集まりと、第一の微粒子の集まりとからなる混合物になる。さらに、基材ないしは部品が、第二の金属化合物が熱分解する温度に達すると、第一の微粒子の集まりに、強磁性の金属からなる第二の微粒子の集まりが均一に析出し、第二の微粒子同士に作用する磁気吸引力で、第一の微粒子が第二の微粒子に接合し、磁気吸引力で接合した２種類の微粒子が５層前後の厚みで積み重なった積層体として、基材ないしは部品に形成される。いっぽう、第一の微粒子と第二の微粒子とは、いずれも４０−６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子であり、積層体は５００ｎｍ未満の膜厚で形成される。この積層体の表面は、同程度の大きさからなる粒状の微粒子が磁気吸引力で接合したため、微粒子の表面が５０％より広い表面を直接外界に晒さらし、微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を効率よく発揮する。また、磁気吸着した微粒子は、基材ないしは部品の外部の表面と内部の表面との凹凸に入り込んで積層体を形成するため、膜厚が５００ｎｍ未満の積層体は、アンカー効果で基材ないしは部品から剥がれない。また、積層体には常時、第二の微粒子の磁気吸引力が作用し、基材ないしは部品に積層体が形成され続ける。
なお、第一の金属化合物として、熱分解で白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムなどの白金族の金属、銅、銀などの銅属の金属、熱分解で酸化チタン、酸化バナジウムなどの金属酸化物を析出する金属化合物を用いると、第一の微粒子が触媒作用を発揮する。
また、触媒作用と強磁性の性質とを兼備する金属として、コバルトとニッケルが存在する。従って、第二の金属化合物として、熱分解でコバルトを析出するコバルト化合物を用いると、コバルトの磁気キュリー点が１１１５℃と高く、コバルト微粒子同士の磁気吸引力で磁気吸着した積層体は、自動車の排気浄化触媒装置のような高温に晒される触媒として用いることができる。この際、コバルト微粒子は触媒作用を発揮する。第二の金属化合物として、熱分解でニッケルを析出するニッケル化合物を用いると、ニッケルの磁気キュリー点は３５４℃とコバルトに比べれば低いが耐食性に優れるため、ニッケル微粒子同士の磁気吸引力で磁気吸着した積層体は、屋外の壁や屋根の汚れ防止に用いる光触媒のような野外に長期間使用される触媒として用いることができる。この際、ニッケル微粒子は触媒作用を発揮する。なお、鉄に依る新たな触媒作用が見いだされれば、第二の金属化合物として熱分解で鉄を析出する鉄化合物を用いることができる。この際、鉄は磁気キュリー点が７７０℃と高い強磁性材料であるため、高温でも鉄に依る触媒作用が発揮される。
この結果、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材である場合は、基材の表面の凹凸に入り込んで触媒作用を発揮する積層体が形成される。これに対し、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な構造物の部品である場合は、触媒作用を発揮する積層体は、部品の表面のみならず、内部の空洞の表面にも形成される。
以上に説明したように、基材ないは部品に形成された積層体の表面は、２種類の微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を効率よく発揮する。また、積層体は１１５０℃に近い耐熱性を持つことができ、また、野外に長期に晒しても経時変化しない耐久性を持つこともできる。さらに、第一の塗料に依る塗膜ないしは印刷膜の膜厚は数ミクロンであり、大型の基材ないしは部品であっても、第一の塗料の塗布量ないしは印刷量が極わずかである。また、積層体の形成は、第一の塗料の塗布ないしは印刷と、熱処理だけの処理である。この結果、５段落で説明した第三と第四との課題とが同時に解決できた。
In other words, when the first coating material is applied or printed on a substrate or a component, the coating material is a low-viscosity liquid, so that the substrate or component is a plate or sheet, a planar filter, or a mesh or sheet formed by knitting wires. As described above, in the case of a two-dimensional base material, a coating film or a printing film having a film thickness of several microns is formed on the surface of the base material by getting into the unevenness of the surface of the base material. On the other hand, when the base material or the component is a component of a three-dimensional structure having a cavity inside, such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, unevenness of the surface of the component Not only that, the coating material penetrates into the irregularities on the surface of the inner cavity to form a coating film or a printing film having a film thickness of several microns. After that, when the base material or the component reaches the boiling point of alcohol, the alcohol occupying most of the coating film or the printing film is vaporized to form the coating film or the printing film having a thickness of about 1 μm. At this time, since the two kinds of metal compounds are dispersed in the alcohol but not in the organic compound, a collection of fine crystals of the two kinds of metal compounds is uniformly deposited in the organic compound. Furthermore, when the substrate or component reaches the vaporization point of the organic compound, the organic compound vaporizes, and the coating film or printed film becomes a mixture in which fine crystals of two kinds of metal compounds are uniformly dispersed. On the other hand, since the size of the fine crystals of the metal compound is smaller than the unevenness between the outer surface and the inner surface of the base material or the component by one digit or more, it enters the unevenness and covers the base material or the component. The fine crystals of the metal compound correspond to the size of fine particles of metal or metal oxide that are deposited by thermal decomposition. Furthermore, when the base material or component reaches a temperature at which the first metal compound thermally decomposes, the first fine particles composed of a metal or a metal oxide having a catalytic action are formed in a collection of fine crystals of the second metal compound. The aggregates are uniformly deposited, and the coating film or the printed film is a mixture of the aggregates of the fine crystals of the second metal compound and the aggregates of the first fine particles. Further, when the base material or the component reaches a temperature at which the second metal compound is thermally decomposed, the second metal particles, which are made of a ferromagnetic metal, are uniformly deposited on the first metal particles. The first fine particles are bonded to the second fine particles by the magnetic attractive force acting on the fine particles of the above, and two kinds of fine particles joined by the magnetic attractive force are stacked as a laminated body having a thickness of about 5 layers to form a base material or Formed into parts. On the other hand, both the first fine particles and the second fine particles are granular fine particles having a size of 40-60 nm, and the laminated body is formed with a film thickness of less than 500 nm. On the surface of this laminated body, since the fine particles of the same size are bonded by the magnetic attraction force, the surface of the fine particles is exposed by 50% or more directly to the external environment, which is unique to the material constituting the fine particles. Efficiently exert the catalytic action. Further, since the magnetically adsorbed fine particles enter the unevenness of the outer surface and the inner surface of the base material or the component to form a laminated body, the laminated body having a film thickness of less than 500 nm has an anchor effect due to the anchor effect. It does not come off. Further, the magnetic attraction force of the second fine particles always acts on the laminated body, and the laminated body is continuously formed on the base material or the component.
As the first metal compound, platinum, palladium, rhodium, ruthenium and other platinum group metals by thermal decomposition, copper, metals of the copper group such as silver, titanium oxide by thermal decomposition, metal oxides such as vanadium oxide. When the metal compound that precipitates is used, the first fine particles exert a catalytic action.
In addition, cobalt and nickel exist as metals having both catalytic action and ferromagnetic properties. Therefore, when a cobalt compound that deposits cobalt by thermal decomposition is used as the second metal compound, the magnetic Curie point of cobalt is as high as 1115° C., and the laminated body magnetically adsorbed by the magnetic attraction between the cobalt fine particles is It can be used as a catalyst exposed to high temperatures such as an exhaust purification catalyst device. At this time, the cobalt fine particles exert a catalytic action. When a nickel compound that deposits nickel by thermal decomposition is used as the second metal compound, the magnetic Curie point of nickel is 354° C., which is lower than that of cobalt, but it has excellent corrosion resistance. The laminated body can be used as a catalyst that is used for a long time in the field such as a photocatalyst used for preventing stains on outdoor walls and roofs. At this time, the nickel fine particles exert a catalytic action. Note that if a new catalytic action due to iron is found, an iron compound that deposits iron by thermal decomposition can be used as the second metal compound. At this time, since iron is a ferromagnetic material having a high magnetic Curie point of 770° C., the catalytic action of iron is exhibited even at high temperatures.
As a result, when the base material or component is a two-dimensional flat base material such as a plate or sheet, a flat filter, or a mesh or sheet in which wires are woven, unevenness on the surface of the base material may occur. A laminate is formed that enters and exerts a catalytic action. On the other hand, when the base material or component is a component of a three-dimensional structure having a cavity inside such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, a laminated body exhibiting a catalytic action Are formed not only on the surface of the component, but also on the surface of the internal cavity.
As described above, the surface of the laminated body formed on the base material or the component efficiently exhibits a unique catalytic action based on the materials forming the two kinds of fine particles. Further, the laminate can have heat resistance close to 1150° C., and can also have durability that does not change with time even when exposed to the outdoors for a long time. Further, the film thickness of the coating film or the printing film depending on the first coating material is several microns, and the coating amount or the printing amount of the first coating material is very small even in a large-sized substrate or component. Further, the formation of the laminated body is a process of only applying or printing the first paint and heat treatment. As a result, the third and fourth problems described in paragraph 5 could be solved at the same time.
前記した第一の塗料を用いて、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法は、
前記した第一の塗料は、前記第一の金属化合物を、触媒作用を有し、かつ、互いに異なる材質からなる金属ないしは金属酸化物を同じ熱分解温度で析出する複数種類の金属化合物で構成し、前記第二の金属化合物を、請求項１に記載した第二の金属化合物で構成し、前記複数種類の金属化合物の１種類ずつを、請求項１に記載した第一の金属化合物として用い、請求項１に記載した第一の塗料の製造方法に従って、互いに異なる種類の前記第一の金属化合物と前記第二の金属化合物とからなる複数種類の塗料を作成する、この後、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記複数種類の塗料の１種類ずつの塗料を塗布ないしは印刷する、さらに、該基材ないしは該部品を、前記第二の金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物の材質が互いに異なる１種類ずつの第一の微粒子の集まりと、強磁性の金属の第二の微粒子の集まりとが、積み重なった２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記第一の微粒子の材質が互い異なる該第一の微粒子の集まりと前記第二の微粒子の集まりからなる２種類の微粒子が析出し、前記第二の微粒子同士に作用する磁気吸引力で、前記第一の微粒子が前記第二の金属微粒子に接合し、該磁気吸引力で接合した２種類の微粒子の集まりからなる積層体が、材質が互いに異なる前記第一の微粒子で構成された１種類ずつの該第一の微粒子の集まりと前記第二の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体として、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に形成され、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に形成され、該２種類の微粒子の積層体の表面を形成する前記２種類の微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該２種類の微粒子の積層体の表面は前記第一の微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が形成される、前記した第一の塗料を用いて、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法である。
By using the above-mentioned first coating material, different catalytic action is exerted on each of a plurality of different portions of a base material or a component, or on each of a plurality of different portions of a base material or a component. The method of forming a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles made of a metal or a metal oxide and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are stacked
The above-mentioned first coating material, the first metal compound is composed of a plurality of kinds of metal compounds having a catalytic action and depositing metals or metal oxides made of different materials at the same thermal decomposition temperature. The second metal compound is composed of the second metal compound described in claim 1, and each of the plurality of kinds of metal compounds is used as the first metal compound described in claim 1, According to the method for producing a first coating material according to claim 1, a plurality of types of coating material composed of different types of the first metal compound and the second metal compound are prepared, and then a substrate or a component. Of each of the plurality of different portions, or each of the plurality of different areas of the base material or component is coated with or printed with one kind of the plurality of kinds of coating material. The temperature of the base material or the component is raised to a temperature at which the second metal compound is thermally decomposed, and as a result, a group of first fine particles each having a different catalytic metal or metal oxide material And a collection of the second particles of the ferromagnetic metal, and a stacked body of two kinds of particles stacked on each other in each of the plurality of different parts of the base material or the component, or the base material or In each of a plurality of mutually different regions of the component, two kinds of fine particles composed of a collection of the first fine particles and a collection of the second fine particles having different materials of the first fine particles are deposited, The first fine particles are bonded to the second metal fine particles by the magnetic attraction force acting on the two fine particles, and the laminated body composed of a collection of two kinds of fine particles joined by the magnetic attraction force is made of materials having mutual properties. The base material or the component is different from each other as a laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of the first fine particles and a collection of the second fine particles, each of which is composed of different first fine particles, are stacked. It is formed in each of a plurality of regions, or is formed in each of a plurality of different regions of the base material or the component, and forms the surface of the laminate of the two types of fine particles. The surface of the fine particles exposes a surface wider than 50% directly to the external environment, and the surface of the laminate of the two kinds of fine particles exhibits a unique catalytic action based on the material forming the first fine particles, whereby the above Different catalytic action on each of a plurality of different portions of the substrate or the component, or on each of a plurality of different regions of the substrate or the component Using the above-mentioned first coating material, a base material or a component is formed, in which a stack of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting the above and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are stacked. In each of a plurality of mutually different regions of the substrate, or in each of a plurality of different regions of the base material or component, a collection of fine particles composed of a metal or a metal oxide exhibiting different catalytic action and a ferromagnetism. This is a method of forming a laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of metal fine particles is stacked.
つまり、基材ないしは部品の互に異なる複数の部位における各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域における各々の領域に、前記した第一の塗料において、互いに異なる第一の金属化合物からなる複数種類の塗料の1種類ずつの塗料を、塗布ないしは印刷することは容易である。例えば、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材である場合は、複数種類の塗料の1種類ずつの塗料を、基材の互いに異なる部位の各々の部位に塗布ないしは印刷する度に、基材の表面を部分的にマスキングする領域をその都度変えれば、基材の異なる部位の各々の部位に、複数種類の塗料の1種類ずつの塗料が塗布ないしは印刷できる。また、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な構造物の部品である場合は、２種類の塗料を部品に浸漬する際に、部品の上下の方向を変え、また、塗料に浸漬する深さを変えると、部品の内部の空洞の異なる領域の各々の表面に、２種類の塗料の1種類ずつの塗料が塗布できる。さらに、３種類以上の塗料を塗布する場合は、３種類以上の塗料からなる1種類ずつの塗料に、部品を浸漬する度に、浸漬する深さをその都度浅くすれば、部品の内部空洞の互いに異なる複数の領域の表面は、互いに異なる第一の金属化合物からなる塗料が塗布される。
また、第一の金属化合物の材質が異なる複数種類の塗料は、触媒作用を有する異なる材質の金属ないしは金属酸化物を、同じ熱分解温度で析出する複数種類の第一の金属化合物について、１種類ずつの第一金属化合物と第二の金属化合物とを原料に用いて、６段落に記載した第一の塗料の製造方法に従って塗料を製造すれば、第一の金属化合物の材質が互いに異なる複数種類の塗料を容易に製造することができる。
こうした複数種類の塗料の1種類ずつを、基材ないしは部品の互に異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、塗布ないしは印刷し、この後、第二金属化合物が熱分解する温度まで昇温すると、基材ないしは部品の互い異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する微粒子の集まりからなる積層体が形成される。これによって、一つの基材ないしは部品は、複数種類の触媒作用を発揮する。この結果、複数種類の触媒作用を複数の基材ないしは部品で発揮させるより、安価な費用で基材ないしは部品が製造できる。なお、第一の塗料が塗布ないしは印刷された基材ないしは部品を、第二の金属化合物が熱分解する温度まで昇温し、触媒作用を発揮する積層体が形成される過程は、９段落で説明した触媒作用を発揮する積層体を形成する過程と同様であるため、説明を省略した。
このような複数種類の触媒作用を発揮する一例を示すと、内部に多数の細長い空洞を有するハニカムセラミックを部品として用い、ハニカムセラミックの互いに異なる複数の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する積層体を形成する事例がある。すなわち、白金ないしはパラジウムが熱分解で析出する第一の金属化合物と、コバルトを熱分解で析出する第二の金属化合物とで、第一の塗料を製造する。また、ルテニウムが熱分解で析出する第一の金属化合物と、コバルトを熱分解で析出する第二の金属化合物とで、第二の塗料を製造する。次に、ハニカムセラミックの一方の端部から第一の塗料を含浸し、この後、もう一方の端部から第一の塗料に依る塗膜と重ならない領域に第二の塗料を含浸させ、この後、コバルト金属化合物が熱分解する温度まで昇温する。これによって、コバルト微粒子の磁気吸引力で接合した２種類の微粒子の集まりからなる積層体が、２種類の積層体としてハニカムセラミックの内部空洞の異なる領域に形成される。このハニカムセラミックを、例えば、自動車の排気浄化装置に用いると、ルテニウム微粒子とコバルト微粒子とからなる積層体が、排気浄化装置の上流側になり、白金ないしはパラジウムの微粒子とコバルト微粒子とからなる積層体が、排気浄化装置の下流側になるように配置すると、ルテニウム微粒子が一酸化炭素を二酸化炭素に酸化する触媒作用を持つため、白金ないしはパラジウムの微粒子は一酸化炭素ガスの接触によって被毒されない効果がもたらされる。
さらに、前記したハニカムセラミックからなる内部の空洞の互いに異なる３つの領域に、互いに異なる３種類の触媒作用を発揮する積層体を形成することも可能である。すなわち、ルテニウムが熱分解で析出する第一の金属化合物と、コバルトが熱分解で析出する第二の金属化合物とで、第一の塗料を製造する。また、パラジウムが熱分解で析出する第一の金属化合物と、コバルトが熱分解で析出する第二の金属化合物とで、第二の塗料を製造する。さらに、ロジウムが熱分解で析出する第一の金属化合物と、コバルトが熱分解で析出する第二の金属化合物とで、第三の塗料を製造する。次に、ハニカムセラミックを第一の塗料に浸漬する。さらに、ハニカムセラミックを第一の塗料に浸漬した際の深さより浅い深さで、ハニカムセラミックを第二の塗料を浸漬する。さらにまた、ハニカムセラミックを第二の塗料に浸漬した際の深さよりさらに浅い深さで、ハニカムセラミックを第三の塗料を浸漬する。これによって、ハニカムセラミックの内部空洞は、互いに異なる３つの領域の表面に、第一から第三の塗料の各々が塗布される。この後、コバルト金属化合物が熱分解する温度まで昇温する。これによって、ハニカムセラミックの内部空洞は、互いに異なる３つの領域の各々の表面に、互いに異なる性質を持つ積層体が形成される。つまり、ルテニウム微粒子とコバルト微粒子とからなる第一の積層体と、パラジウム微粒子とコバルト微粒子とからなる第二の積層体と、ロジウム微粒子とコバルト微粒子とからなる第三の積層体とが、互いに異なる３つの領域の表面に形成され、一つのハニカムセラミックは互いに異なる３種類の触媒作用を発揮する。なお、第二の塗料の内側には、第一の塗料が塗布されたため、第二の積層体の内側に第一の積層体が形成されるが、第二の積層体は第二の塗料に依る触媒作用を発揮する。また、第三の塗料の内側には、第一と第二の塗料が塗布されたため、第三の積層体の内側に、第一と第二との積層体が形成されるが、第三の積層体は第三の塗料に依る触媒作用を発揮する。同様に、一つのハニカムセラミックによって、４種類以上の触媒作用を発揮する積層体の形成も可能である。
以上に説明した一つのハニカムセラミックに、複数種類の触媒作用を発揮する積層体を形成する事例は、３次元的な構造を持つハニカムセラミックに限定されない。前記したように、基材ないしは部品の互に異なる複数の部位における各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域における各々の領域に、互いに異なる第一の金属化合物からなる複数種類の塗料の1種類ずつの塗料を、塗布ないしは印刷することが容易にできる。この基材ないしは部品を、第二の金属化合物が熱分解する温度に昇温すれば、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する微粒子の集まりからなる積層体が形成できる。この結果、一つの基材ないしは一つの部品は、複数種類の触媒作用を発揮する。
That is, in each of a plurality of mutually different regions of the base material or component, or in each of a plurality of mutually different regions of the base material or component, in the above-mentioned first paint, different first It is easy to apply or print each one of a plurality of kinds of paints made of a metal compound. For example, when the base material or component is a two-dimensional flat base material such as a plate or sheet, a flat filter, or a mesh or sheet in which wires are knitted, each of a plurality of types of paints Each time the coating material is applied or printed to each of different parts of the base material, the area for partially masking the surface of the base material is changed each time. It is possible to apply or print one paint each of several kinds of paint. Further, when the base material or part is a part of a three-dimensional structure having a cavity inside such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, two kinds of paints are dipped in the part. At this time, by changing the vertical direction of the part and changing the depth of immersion in the paint, it is possible to apply one of two kinds of paint to each surface of the different areas of the cavity inside the part. . Furthermore, when applying three or more types of paint, each time the part is dipped in one type of paint consisting of three or more types of paint, the depth of dipping can be made shallower each time to create the internal cavity of the part. Paints made of different first metal compounds are applied to the surfaces of the different areas.
In addition, a plurality of types of coating materials having different materials for the first metal compound may be used as one type for a plurality of types of first metal compounds that deposit metals or metal oxides having different catalytic properties at the same thermal decomposition temperature. If the paint is manufactured according to the method for manufacturing the first paint described in the sixth paragraph by using the first metal compound and the second metal compound as raw materials, respectively, a plurality of types of materials of the first metal compound different from each other can be obtained. Can be easily manufactured.
One kind of each of these plural kinds of paint is applied or printed on each part of a plurality of different parts of a base material or a part, or each area of a plurality of different parts of a base material or a part. After that, when the temperature is raised to a temperature at which the second metal compound is pyrolyzed, each of a plurality of different portions of the base material or component, or each of a plurality of different regions of the base material or component. Then, a laminated body is formed which is composed of a collection of fine particles that exert different catalytic actions. As a result, one base material or component exhibits a plurality of types of catalytic action. As a result, the base material or component can be manufactured at a lower cost than when a plurality of types of catalytic action are exerted on the plurality of base materials or components. The process of raising the temperature of the base material or component coated or printed with the first coating material to the temperature at which the second metal compound is thermally decomposed to form a laminate exhibiting a catalytic action is described in paragraph 9. The description is omitted because it is the same as the process of forming the laminated body exhibiting the catalytic action described above.
As an example showing such a plurality of types of catalytic action, a laminated body which uses a honeycomb ceramic having a large number of elongated cavities inside as a component and exhibits different catalytic actions in a plurality of different regions of the honeycomb ceramic. There are cases of forming. That is, the first coating material is manufactured from the first metal compound in which platinum or palladium is deposited by thermal decomposition and the second metal compound in which cobalt is deposited by thermal decomposition. Further, a second coating material is produced from a first metal compound in which ruthenium is deposited by thermal decomposition and a second metal compound in which cobalt is deposited by thermal decomposition. Next, the first coating material is impregnated from one end of the honeycomb ceramic, and then the second coating material is impregnated from the other end into a region that does not overlap with the coating film of the first coating material. After that, the temperature is raised to a temperature at which the cobalt metal compound is thermally decomposed. As a result, a laminated body composed of a collection of two kinds of fine particles joined by the magnetic attraction of the cobalt fine particles is formed as two kinds of laminated bodies in different regions of the inner cavity of the honeycomb ceramic. When this honeycomb ceramic is used, for example, in an exhaust emission control device for an automobile, a laminated body composed of ruthenium fine particles and cobalt fine particles is on the upstream side of the exhaust purification device, and a laminated body formed of platinum or palladium fine particles and cobalt fine particles. However, when it is arranged on the downstream side of the exhaust emission control device, the ruthenium fine particles have a catalytic action of oxidizing carbon monoxide into carbon dioxide, so that the platinum or palladium fine particles are not poisoned by the contact with carbon monoxide gas. Is brought about.
Furthermore, it is also possible to form a laminated body that exhibits three different types of catalytic action in three different areas of the internal cavity made of the honeycomb ceramic described above. That is, the first coating material is produced from the first metal compound in which ruthenium is deposited by thermal decomposition and the second metal compound in which cobalt is deposited by thermal decomposition. Further, a second coating material is produced from a first metal compound in which palladium is deposited by thermal decomposition and a second metal compound in which cobalt is deposited by thermal decomposition. Further, a third coating material is produced from a first metal compound in which rhodium is deposited by thermal decomposition and a second metal compound in which cobalt is deposited by thermal decomposition. Next, the honeycomb ceramic is dipped in the first paint. Further, the honeycomb ceramic is dipped in the second coating material at a depth shallower than the depth when the honeycomb ceramic is dipped in the first coating material. Furthermore, the honeycomb ceramic is dipped in the third coating material at a depth shallower than the depth when the honeycomb ceramic is dipped in the second coating material. As a result, in the inner cavity of the honeycomb ceramic, each of the first to third coating materials is applied to the surfaces of the three different regions. Then, the temperature is raised to a temperature at which the cobalt metal compound is thermally decomposed. As a result, in the internal cavity of the honeycomb ceramic, a laminate having different properties is formed on the surfaces of the three different regions. That is, the first laminated body made of ruthenium fine particles and cobalt fine particles, the second laminated body made of palladium fine particles and cobalt fine particles, and the third laminated body made of rhodium fine particles and cobalt fine particles are different from each other. Formed on the surfaces of the three regions, one honeycomb ceramic exhibits three different catalytic actions. Since the first paint was applied to the inside of the second paint, the first laminate is formed inside the second laminate, but the second laminate is the second paint. It exerts a catalytic action. Further, since the first and second paints are applied to the inside of the third paint, the first and second laminates are formed inside the third laminate, but the third paint The laminate exerts a catalytic action due to the third paint. Similarly, a single honeycomb ceramic can form a laminate that exhibits four or more types of catalytic action.
The case of forming a laminated body exhibiting a plurality of types of catalytic actions on one honeycomb ceramic described above is not limited to the honeycomb ceramic having a three-dimensional structure. As described above, a plurality of different first metal compounds are provided in each of a plurality of different portions of the base material or component, or in each of a plurality of different regions of the base material or component. It is possible to easily apply or print each kind of paint. By raising the temperature of the base material or component to a temperature at which the second metal compound is thermally decomposed, the base material or component is provided at each of a plurality of different portions of the base material or the component, or at a plurality of different portions of the base material or component. In each of the regions, a laminated body composed of a collection of fine particles exhibiting different catalytic actions can be formed. As a result, one base material or one component exhibits a plurality of types of catalytic action.
８段落ないしは１０段落に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体と、前記基材ないしは前記部品との接合力を増大させる方法は、
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、８段落に記載した基材ないしは部品に２種類の微粒子の積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品に、前記２種類の微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
ないしは、
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、１０段落に記載した基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
これによって、
前記２種類の微粒子の積層体を構成する前記強磁性の金属微粒子の集まりが発する磁力で、該積層体が強磁性の材質からなる前記基材ないしは前記部品に磁気吸着するとともに、前記強磁性の金属微粒子の磁化方向が前記磁場の印加方向に揃うことで、該強磁性の金属微粒子の磁力が増大され、前記積層体と前記基材ないしは前記部品との磁気吸着力が増大し、８段落ないしは１０段落に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力が増大される、８段落ないしは１０段落に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力を増大させる方法である。
A laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal, which are formed on the base material or component described in paragraph 8 or paragraph 10, are stacked; A method for increasing the bonding force with the base material or the component is
According to the method for forming a laminate of two kinds of fine particles on a base material or a component described in the paragraph 8 by using a base material or a component made of a ferromagnetic material, the base material or the component is provided with the above two kinds of fine particles. Magnetically adsorbing the laminate, then applying a magnetic field to the substrate or the component,
Or
Using a base material or a part made of a ferromagnetic material, each of the plurality of different parts of the base material or the part described in paragraph 10 or each of the plurality of different areas of the base material or the part In accordance with a method for forming a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of metal or metal oxide exhibiting different catalytic action and a collection of fine particles of ferromagnetic metal are stacked, In each of a plurality of mutually different regions, or in each of a plurality of mutually different regions of the base material or the component, a group of metal or metal oxide particles that exert different catalytic action and a strong group of fine particles. Magnetically adsorbing a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of magnetic metal are stacked, and then applying a magnetic field to the base material or the component.
by this,
The magnetic force generated by the collection of the ferromagnetic metal fine particles forming the laminated body of the two kinds of fine particles causes the laminated body to be magnetically attracted to the base material or the component made of a ferromagnetic material, and By aligning the magnetization direction of the metal fine particles with the application direction of the magnetic field, the magnetic force of the ferromagnetic metal fine particles is increased, and the magnetic attraction force between the laminated body and the base material or the component is increased. A laminate of two kinds of fine particles, in which a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal, which are formed on a base material or a component described in paragraph 10, are stacked, and the base material. Or a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action formed on the base material or the component described in paragraph 8 or 10 and a collection of ferromagnetic metal fine particles, in which the bonding force with the component is increased. Is a method of increasing the bonding force between a laminated body of two types of fine particles stacked with each other and the base material or the component.
つまり、強磁性の金属ないしは合金からなる基材ないしは部品を用い、８段落と１０段落との各々の段落に記載した触媒作用を発揮する微粒子の積層体を基材ないしは部品に形成する方法に従って、強磁性の金属ないしは合金からなる基材ないしは部品に積層体を形成すると、積層体を構成する強磁性の金属微粒子の集まりが発する磁力で、積層体が基材ないしは部品に磁気吸着する。この後、基材ないしは部品に磁場を加える。これによって、強磁性の金属微粒子の磁化が磁場方向に揃えられて磁力が著しく増大するとともに、基材ないしは部品の磁化の方向も磁場方向に揃えられ、膜厚が僅かに５００ｎｍ未満の触媒作用を発揮する微粒子の積層体と、基材ないしは部品との磁気吸着力が著しく増大し、積層体に物理的な応力が加えられても、積層体は基材ないしは部品の表面から剥がれない。
なお、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材で構成される場合は、積層体が基材の表面に平面形状として形成されるため、積層体の厚み方向に磁場を加える。これに対し、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な部品である場合は、内部の空洞を形成する壁の表面に積層体が形成されるため、積層体の長さ方向、つまり、部品の長さ方向に磁場を加える。
すなわち、基材ないしは部品を、鉄やニッケルからなる金属、あるいは、鉄に少量のケイ素を加えた各種ケイ素鋼、鉄と様々な金属ととからなる各種鉄合金、鉄とニッケルとの各種ニッケル合金、マルテンサイト系、フェライト系、ないしはオーステナイト・フェライト系からなるステンレス鋼、あるいは、セラミック材料である各種の強磁性フェライトなど、様々な強磁性材料によって基材ないしは部品を構成することができる。
また、基材ないしは部品は、板やシートといった単純な形状のみならず、強磁性ワイヤを繊維状に編んだメッシュやシートからなる基材や、強磁性の金属箔ないしは合金泊を加工したハニカム、あるいは、強磁性のフェライトセラミックの粉体を面状フィルター、多孔質フィルター、ハニカムフィルターに押出成形した成形品など様々な形状や構造に加工した基材ないしは部品を用いることができる。
さらに、前記したように第一の塗料が低い粘度であるため、刷毛塗り、ローラー塗り、吹き付け塗装、浸漬塗装、ロールコーターなどからなる塗布方法を、ないしは、バーコート、リバースコート、グラビア印刷、スクリーン印刷などからなる印刷方法を選択すれば、全ての基材ないしは部品に、数ミクロンの膜厚の塗膜ないしは印刷膜が形成される。この後、熱分解で強磁性の金属を析出する金属化合物が熱分解する温度に昇温し、基材ないしは部品に積層体を磁気吸着させ、さらに、基材ないしは部品に磁場を加えれば、様々な大きさや形状からなり、かつ、強磁性の材質からなる基材ないしは部品と、膜厚が５００ｎｍ未満の触媒作用を発揮する微粒子の積層体との磁気吸着力が著しく増大し、積層体に物理的な応力を加えられても、膜厚が極薄い積層体は磁気吸着力によって基材ないしは部品から剥がれない。
That is, according to the method for forming a layered body of fine particles exhibiting a catalytic action on the base material or the component described in each of paragraphs 8 and 10 by using the base material or component made of a ferromagnetic metal or alloy, When a laminated body is formed on a base material or component made of a ferromagnetic metal or alloy, the laminated body is magnetically attracted to the base material or component by the magnetic force generated by a collection of ferromagnetic metal fine particles forming the laminated body. After this, a magnetic field is applied to the substrate or the parts. As a result, the magnetization of the ferromagnetic metal fine particles is aligned in the magnetic field direction to significantly increase the magnetic force, and the magnetization direction of the base material or parts is also aligned in the magnetic field direction, so that the catalytic action of a film thickness of only less than 500 nm is achieved. The magnetic attraction between the laminated body of fine particles and the base material or component is significantly increased, and even if physical stress is applied to the laminated body, the laminated body is not peeled off from the surface of the base material or component.
In addition, when the base material or component is composed of a base material having a two-dimensional planar shape such as a plate or sheet, a flat filter, or a mesh or sheet formed by knitting wires, the laminated body is a base material. Since it is formed as a planar shape on the surface, a magnetic field is applied in the thickness direction of the laminate. On the other hand, when the base material or component is a three-dimensional component having a cavity inside, such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, the surface of the wall forming the interior cavity is Since the laminated body is formed, a magnetic field is applied in the longitudinal direction of the laminated body, that is, in the longitudinal direction of the component.
That is, the base material or component is made of a metal composed of iron or nickel, various silicon steels obtained by adding a small amount of silicon to iron, various iron alloys composed of iron and various metals, various nickel alloys of iron and nickel. The base material or component can be made of various ferromagnetic materials such as stainless steel made of martensite-based material, ferrite-based material, or austenite-ferrite-based material, or various ferromagnetic ferrites that are ceramic materials.
Further, the base material or component is not only a simple shape such as a plate or sheet, but also a base material made of a mesh or sheet in which a ferromagnetic wire is woven into a fiber shape, a honeycomb formed by processing a ferromagnetic metal foil or an alloy foil, Alternatively, it is possible to use a base material or a component processed into various shapes and structures, such as a molded product obtained by extrusion-molding a ferromagnetic ferrite ceramic powder into a planar filter, a porous filter, or a honeycomb filter.
Further, as described above, since the first paint has a low viscosity, a coating method comprising brush coating, roller coating, spray coating, dip coating, roll coater, or the like, or bar coating, reverse coating, gravure printing, screen If a printing method such as printing is selected, a coating film or a printing film having a film thickness of several microns is formed on all the substrates or parts. After that, the temperature is raised to a temperature at which the metal compound that precipitates a ferromagnetic metal by thermal decomposition is thermally decomposed, the laminated body is magnetically adsorbed to the base material or component, and further, a magnetic field is applied to the base material or component to change various values. The magnetic adsorption force between the base material or component having a large size and shape and made of a ferromagnetic material and the laminated body of the fine particles having a film thickness of less than 500 nm and exerting a catalytic action is remarkably increased, and the physical strength of the laminated body is increased. Even if a specific stress is applied, the laminated body having an extremely thin film thickness cannot be peeled off from the base material or the component due to the magnetic attraction force.
前記した第一の塗料を製造する第一の製造方法は、前記した第一の金属化合物として、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物を用い、前記した第二の金属化合物として、オクチル酸金属化合物を用い、前記したアルコールとして、メタノールを用い、前記した有機化合物として、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか１種類の有機化合物を用い、前記した第一の塗料を製造する製造方法に従って第一の塗料を製造する第一の製造方法である。 The first production method for producing the above-mentioned first coating material is, as the above-mentioned first metal compound, a ligand comprising a molecule or an ion of an inorganic substance, an inorganic compound having a metal complex ion coordinate-bonded to a metal ion. A metal compound is used, a metal octylate compound is used as the second metal compound, methanol is used as the alcohol, and any one of organic compounds belonging to glycols or glycol ethers is used as the organic compound. It is a first production method of producing a first paint according to the above-mentioned production method of producing a first paint using a compound.
つまり、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物は、１８０−２２０℃の還元雰囲気で熱分解して金属を析出する。また、メタノールに１０重量％近くまで分散する。従って、このような無機金属化合物の中で、触媒作用を有する白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムなどの白金族の金属を熱分解で析出する無機金属化合物と、触媒作用を有する銀、銅などの銅族の金属を熱分解で析出する無機金属化合物は第一の塗料の原料になる。
いっぽう、オクチル酸金属化合物は、無機金属化合物の熱分解温度より高い２９０℃で熱分解して金属を析出する。また、メタノールに１０重量％程度まで分散する。こうしたオクチル酸金属化合物の中で、強磁性の鉄とニッケルとコバルトとの各々を熱分解で析出するオクチル酸鉄（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）３Ｆｅと、オクチル酸ニッケル（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）２Ｎｉと、オクチル酸コバルト（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）２Ｃｏとは第一の塗料の原料になる。
さらに、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属する有機化合物の中に、沸点が１８０℃より低く、メタノールの粘度の５倍以上の粘度を持ち、メタノールに溶解ないしは混和する性質を持つ有機化合物が存在する。このような有機化合物は、第一の塗料の原料になる。
つまり、前記した金属錯イオンを有する無機金属化合物は、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子と、金属錯イオンと結合する無機物とが低分子量の物質である。このため、還元雰囲気で熱処理すると、最初に、配位子と金属イオンとの配位結合部が比較的低い温度で分断され、無機物と金属とに分解される。さらに昇温すると、低分子量の無機物が容易に気化し、無機物が１８０−２２０℃の温度で気化を完了し、金属が析出する。つまり、無機金属化合物を構成するイオンの中で、分子の中央に位置する金属イオンが最も大きい。このため、金属イオンと配位子との距離が最も長くなる。従って、このような無機金属化合物を還元雰囲気で熱処理すると、配位結合部が最初に分断される。こうした無機金属化合物の中に、熱分解でパラジウムを析出するパラジウム錯イオンを有する無機パラジウム化合物、熱分解で白金を析出する白金錯イオンを有する無機白金化合物、熱分解でロジウムを析出するロジウム錯イオンを有する無機ロジウム化合物、熱分解でルテニウムを析出するルテニウム錯イオンを有する無機ルテニウム化合物、熱分解で銀を析出する銀錯イオンを有する無機銀化合物、熱分解で銅を析出する銅錯イオンを有する無機銅化合物が存在する。こうした金属錯イオンと無機物とが結合した無機金属化合物は、金属錯イオンを有する金属錯塩の中で、配位子と金属錯イオンと結合する無機物との双方の分子量が小さいため、合成が容易であり、最も安価な金属錯塩である。
また、オクチル酸金属化合物を構成するイオンの中で、金属イオンが最も大きい。従って、オクチル酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに共有結合するオクチル酸金属化合物は、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの距離が、他のイオン同士の距離より長い。こうした分子構造を持つオクチル酸金属化合物を熱処理すると、オクチル酸の沸点を超える温度で、カルボキシル基を構成する酸素イオンと金属イオンとの結合部が最初に分断され、オクチル酸と金属とに分離する。さらに昇温すると、オクチル酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了する２９０℃で金属が析出する。こうした熱分解で金属を析出するカルボン酸金属化合物として、オクチル酸金属化合物の他に、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物などが存在する。なお、このようなカルボン酸金属化合物は、窒素雰囲気での熱分解反応は、大気雰囲気での熱分解反応と同様に進む。いっぽう、大気圧でのオクチル酸の沸点は２２８℃で、ラウリン酸の沸点は２９６℃で、ステアリン酸の沸点は３６１℃であり、オクチル酸金属化合物の熱分解温度が最も低い。
さらに、オクチル酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、汎用的な有機酸であるオクチル酸を強アルカリと反応させると、オクチル酸アルカリ金属化合物が生成される。この後、オクチル酸アルカリ金属化合物を無機金属化合物と反応させると、様々な金属からなるオクチル酸金属化合物が合成される。従って、有機金属化合物の中で最も安価な有機金属化合物である。
さらに、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属する有機化合物の中に、アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、沸点が１８０℃より低い第二の性質と、粘度がメタノールの５倍以上の粘度を持つ第三の性質とからなる３つの性質を兼備する有機化合物が存在する。このような有機化合物はいずれも汎用的な工業用薬品である。従って、このような有機化合物を、２種類の金属化合物のメタノール分散液に混合すると、有機化合物がメタノールに溶解ないしは混和するため、有機化合物は２種類の金属化合物のメタノール分散液と均一に混ざり合って、第一の塗料が製造される。
以上に説明したように、２種類の金属化合物とメタノールと有機化合物とからなる汎用的な工業用薬品を原料として用い、第一の塗料が安価な費用で製造される。この結果、５段落で説明した第一の課題と第二の課題とを同時に解決する第一の塗料が製造できる。
That is, an inorganic metal compound having a metal complex ion in which a ligand composed of a molecule or ion of an inorganic substance is coordinate-bonded to a metal ion thermally decomposes in a reducing atmosphere at 180 to 220°C to deposit a metal. Also, it is dispersed in methanol up to about 10% by weight. Therefore, among such inorganic metal compounds, an inorganic metal compound that deposits a platinum group metal such as platinum, palladium, rhodium, and ruthenium, which has a catalytic action by thermal decomposition, and a copper that has a catalytic action, such as silver and copper, An inorganic metal compound that deposits a group III metal by thermal decomposition is a raw material for the first coating material.
On the other hand, the metal octylate compound is thermally decomposed at 290° C., which is higher than the thermal decomposition temperature of the inorganic metal compound, to deposit a metal. Further, it is dispersed in methanol up to about 10% by weight. Among such metal octylates, iron octylate (C 7 H 15 COO) 3 Fe, which deposits ferromagnetic iron, nickel and cobalt by thermal decomposition, and nickel octylate (C 7 H 15 COO) 2 Ni and cobalt octylate (C 7 H 15 COO) 2 Co are raw materials for the first coating material.
Furthermore, among organic compounds belonging to glycols or glycol ethers, there are organic compounds having a boiling point lower than 180° C., a viscosity five times or more that of methanol, and a property of being dissolved or miscible in methanol. Such an organic compound is a raw material of the first paint.
That is, the above-mentioned inorganic metal compound having a metal complex ion is a substance having a low molecular weight in which a ligand composed of a molecule or ion of an inorganic substance and an inorganic substance which binds to the metal complex ion. Therefore, when heat treatment is performed in a reducing atmosphere, first, the coordination bond between the ligand and the metal ion is split at a relatively low temperature, and decomposed into an inorganic substance and a metal. When the temperature is further raised, the low molecular weight inorganic substance is easily vaporized, the inorganic substance is completely vaporized at a temperature of 180 to 220° C., and the metal is deposited. That is, of the ions forming the inorganic metal compound, the metal ion located in the center of the molecule is the largest. Therefore, the distance between the metal ion and the ligand becomes the longest. Therefore, when such an inorganic metal compound is heat-treated in a reducing atmosphere, the coordination bond part is first split. Among these inorganic metal compounds, an inorganic palladium compound having a palladium complex ion which deposits palladium by thermal decomposition, an inorganic platinum compound having a platinum complex ion which deposits platinum by thermal decomposition, and a rhodium complex ion which deposits rhodium by thermal decomposition Inorganic rhodium compound having, Ruthenium complex ion which deposits ruthenium by thermal decomposition, Inorganic ruthenium compound having silver complex ion which deposits silver by thermal decomposition, Copper complex ion which deposits copper by thermal decomposition Inorganic copper compounds are present. Such an inorganic metal compound in which a metal complex ion and an inorganic substance are bound is easy to synthesize because the molecular weight of both the ligand and the inorganic substance bound to the metal complex ion is small in the metal complex salt having the metal complex ion. It is the cheapest metal complex salt.
Further, of the ions constituting the metal octylate compound, the metal ion is the largest. Therefore, in the metal octylate compound in which the oxygen ion forming the carboxyl group of octyl acid is covalently bonded to the metal ion, the distance between the oxygen ion forming the carboxyl group and the metal ion is longer than the distance between other ions. When a metal octylic acid compound having such a molecular structure is heat-treated, at a temperature higher than the boiling point of octylic acid, the bond between the oxygen ion and the metal ion forming the carboxyl group is first split, and the octylic acid and the metal are separated. . When the temperature is further raised, octylic acid takes away the heat of vaporization and is vaporized, and metal is deposited at 290° C. at which vaporization is completed. As a carboxylic acid metal compound that deposits a metal by such thermal decomposition, there are a lauric acid metal compound, a stearic acid metal compound, and the like in addition to the octylic acid metal compound. The thermal decomposition reaction of such a metal carboxylate compound in a nitrogen atmosphere proceeds similarly to the thermal decomposition reaction in an air atmosphere. On the other hand, the boiling point of octyl acid at atmospheric pressure is 228° C., the boiling point of lauric acid is 296° C., the boiling point of stearic acid is 361° C., and the thermal decomposition temperature of the metal octylic acid compound is the lowest.
Further, the metal octylate compound is an inexpensive industrial chemical that can be easily synthesized. That is, when octylic acid, which is a general-purpose organic acid, is reacted with a strong alkali, an alkali metal octylate compound is produced. After that, when the alkali metal octylate compound is reacted with the inorganic metal compound, metal octylate compounds composed of various metals are synthesized. Therefore, it is the cheapest organometallic compound among the organometallic compounds.
Furthermore, in organic compounds belonging to glycols or glycol ethers, the first property of being dissolved or miscible in alcohol, the second property of having a boiling point lower than 180° C., and the viscosity of 5 times or more that of methanol There are organic compounds that combine the three properties of the third property. All such organic compounds are general-purpose industrial chemicals. Therefore, when such an organic compound is mixed with a methanol dispersion liquid of two kinds of metal compounds, the organic compound is dissolved or miscible in methanol, so that the organic compound is uniformly mixed with the methanol dispersion liquid of two kinds of metal compound. The first paint is manufactured.
As described above, the first coating material is produced at a low cost by using as a raw material a general-purpose industrial chemical consisting of two kinds of metal compounds, methanol and an organic compound. As a result, it is possible to manufacture the first coating material that simultaneously solves the first problem and the second problem described in the fifth paragraph.
前記した第一の塗料を製造する第二の製造方法は、前記した第一の金属化合物として、安息香酸金属化合物ないしはナフテン酸金属化合物を用い、前記した第二の金属化合物として、ラウリン酸金属化合物を用い、前記したアルコールとして、メタノールを用い、前記した有機化合物として、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか１種類の有機化合物を用い、前記した第一の塗料を製造する製造方法に従って第一の塗料を製造する第二の製造方法である。 The second production method for producing the above-mentioned first coating material is, as the above-mentioned first metal compound, using a benzoic acid metal compound or a naphthenic acid metal compound, and as the above-mentioned second metal compound, a laurate metal compound. By using methanol as the alcohol and by using any one of organic compounds belonging to carboxylic acid esters, glycols or glycol ethers as the organic compound, the first coating material is produced. It is the 2nd manufacturing method which manufactures the 1st paint according to a manufacturing method.
つまり、安息香酸金属化合物は、大気雰囲気の３１０℃で熱分解して金属酸化物を析出し、メタノールに１０重量％近くまで分散する。従って、安息香酸チタン（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯ）４Ｔｉは、触媒作用を有する酸化チタンＴｉＯ２の原料になる。また、ナフテン酸金属化合物は、大気雰囲気の３３０℃で熱分解して金属酸化物を析出し、メタノールに１０重量％近くまで分散する。従って、ナフテン酸バナジウム（Ｃ９Ｈ１７ＣＯＯ）４Ｖは、触媒作用を有する酸化バナジウムＶ２Ｏ５の原料になる。
いっぽう、ラウリン酸金属化合物は、安息香酸金属化合物とナフテン酸金属化合物との熱分解温度より高い３６０℃で熱分解して金属を析出し、メタノールに１０重量％近くまで分散する。従って、ラウリン酸鉄（Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯ）３Ｆｅと、ラウリン酸ニッケル（Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯ）２Ｎｉと、ラウリン酸コバルト（Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯ）２Ｃｏとは、強磁性の鉄、ニッケル、コバルトの各々を熱分解で析出する原料になる。
さらに、カルボン酸エステル類、グリコール類、グリコールエーテル類に属する有機化合物の中に、沸点が３１０℃より低く、メタノールの粘度の５倍以上の粘度を持ち、メタノールに溶解ないしは混和する有機化合物が存在する。このような有機化合物は、第一の塗料の原料になる。
つまり、安息香酸金属化合物とナフテン酸金属化合物はカルボン酸金属化合物であるが、オクチル酸金属化合物とラウリン酸金属化合物とからなるカルボン酸金属化合物とは異なり、安息香酸ないしはナフテン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子になり、金属イオンに近づいて配位結合する有機金属化合物からなる錯体である。この錯体は、最も大きいイオンである金属イオンに酸素イオンが近づいて配位結合するため、両者の距離は短くなる。これによって、金属イオンに配位結合する酸素イオンが、金属イオンの反対側で共有結合するイオンとの距離が最も長くなる。こうした分子構造上の特徴を持つ安息香酸金属化合物ないしはナフテン酸金属化合物は、安息香酸ないしはナフテン酸の沸点を超えると、安息香酸ないしはナフテン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンの反対側で共有結合するイオンとの結合部が最初に分断され、金属イオンと酸素イオンとの化合物である金属酸化物と安息香酸ないしはナフテン酸とに分解する。さらに昇温すると、安息香酸ないしはナフテン酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了すると、金属酸化物が析出して熱分解を終える。こうした熱分解で金属酸化物を析出するカルボン酸金属化合物として、酢酸金属化合物、カプリル酸金属化合物、安息香酸金属化合物、ナフテン酸金属化合物などがある。いっぽう、大気圧での酢酸の沸点は１１８℃で、カプリル酸の沸点は２３７℃で、安息香酸の沸点は２４９℃である。また、ナフテン酸は５員環をもつ飽和脂肪酸の混合物で、一般式がＣｎＨ２ｎ−１ＣＯＯＨで示され、主成分の沸点が２６８℃で、分子量が１７０のＣ９Ｈ１７ＣＯＯＨからなる。従って、これらのカルボン酸金属化合物は、配位結合するカルボン酸の分子量と、配位結合するカルボン酸の数とに応じて、１８０−３３０℃の温度で熱分解が完了する。このようなカルボン酸金属化合物の中で、安息香酸チタンは合成が容易で、配位結合が安定な物質で、熱分解で酸化チタンを析出する。また、カルボン酸金属化合物の中で、ナフテン酸バナジウムは合成が容易で、配位結合が安定な物質で、熱分解で酸化バナジウムを析出する。なお、カルボン酸金属化合物からなる錯体に、配位結合が不安定な錯体が存在し、このような錯体は、熱分解で金属酸化物を析出しない。
また、ラウリン酸金属化合物は、前記したオクチル酸金属化合物と同様に、熱分解で金属を析出するカルボン酸金属化合物である。いっぽう、ラウリン酸金属化合物が熱分解する温度は、オクチル酸金属化合物が熱分解する温度より７０℃ほど高く、また、安息香酸金属化合物の熱分解温度より５０℃ほど高く、ナフテン酸金属化合物の熱分解温度より３０℃ほど高い。従って、熱分解で鉄を析出するラウリン酸鉄、熱分解でニッケルを析出するラウリン酸ニッケル、熱分解でコバルトを析出するラウリン酸コバルトは、第一塗料の原料になる。
さらに、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属する有機化合物の中に、メタノールに溶解ないしは混和する第一の性質と、沸点が３１０℃より低い第二の性質と、粘度がメタノールの５倍以上の粘度を持つ第三の性質とからなる３つの性質を兼備する有機化合物が存在する。このような有機化合物はいずれも汎用的な工業用薬品である。従って、このような有機化合物を、２種類の金属化合物のメタノール分散液に混合すると、有機化合物は２種類の金属化合物のメタノール分散液と均一に混ざり合って、第一の塗料が製造される。
以上に説明したように、安息香酸金属化合物ないしはナフテン酸金属化合物とラウリン酸金属化合物とメタノールと有機化合物とからなる汎用的な工業用薬品を原料として用いることで、第二の塗料が安価な費用で製造される。この結果、５段落で説明した第一の課題と第二の課題とを同時に解決する第一の塗料が製造できる。
That is, the metal benzoate compound is thermally decomposed at 310° C. in the air atmosphere to precipitate a metal oxide, which is dispersed in methanol up to about 10 wt %. Therefore, titanium benzoate (C 6 H 5 COO) 4 Ti is a raw material of titanium oxide TiO 2 having a catalytic action. Further, the metal naphthenate compound is thermally decomposed at 330° C. in an air atmosphere to precipitate a metal oxide, which is dispersed in methanol up to about 10 wt %. Therefore, vanadium naphthenate (C 9 H 17 COO) 4 V serves as a raw material for vanadium oxide V 2 O 5 having a catalytic action.
On the other hand, the metal laurate compound is thermally decomposed at 360° C., which is higher than the thermal decomposition temperatures of the metal benzoate compound and the metal naphthenate compound, to precipitate a metal and disperse in methanol up to about 10 wt %. Therefore, iron laurate (C 11 H 23 COO) 3 Fe, nickel laurate (C 11 H 23 COO) 2 Ni, and cobalt laurate (C 11 H 23 COO) 2 Co are ferromagnetic iron, It becomes a raw material that deposits nickel and cobalt by thermal decomposition.
Furthermore, among organic compounds belonging to carboxylic acid esters, glycols, and glycol ethers, there exists an organic compound having a boiling point lower than 310° C., a viscosity five times or more that of methanol, and being soluble or miscible in methanol. To do. Such an organic compound is a raw material of the first paint.
That is, the metal benzoate compound and the metal naphthenate compound are carboxylic acid metal compounds, but unlike the carboxylic acid metal compound composed of the metal octylate compound and the metal laurate compound, the carboxyl group of benzoic acid or naphthenic acid is formed. The complex is composed of an organometallic compound in which the oxygen ion to act as a ligand approaches the metal ion to form a coordinate bond. In this complex, the oxygen ion approaches the metal ion, which is the largest ion, and forms a coordinate bond, so that the distance between the two becomes short. This maximizes the distance between the oxygen ion coordinate-bonded to the metal ion and the ion covalently bonded on the opposite side of the metal ion. A metal benzoate compound or a metal naphthenate compound having such a molecular structure characteristic is that when the boiling point of benzoic acid or naphthenic acid is exceeded, the oxygen ion constituting the carboxyl group of benzoic acid or naphthenic acid is on the opposite side of the metal ion. The bond with the covalently bound ion is first split and decomposes into a metal oxide, which is a compound of a metal ion and an oxygen ion, and benzoic acid or naphthenic acid. When the temperature is further increased, benzoic acid or naphthenic acid takes heat of vaporization to be vaporized, and when vaporization is completed, metal oxide is deposited and thermal decomposition is completed. Examples of carboxylic acid metal compounds that deposit metal oxides by such thermal decomposition include metal acetate compounds, caprylic acid metal compounds, benzoic acid metal compounds, and naphthenic acid metal compounds. On the other hand, the boiling point of acetic acid at atmospheric pressure is 118°C, the boiling point of caprylic acid is 237°C, and the boiling point of benzoic acid is 249°C. Furthermore, naphthenic acid being a mixture of saturated fatty acids having 5-membered ring, the general formula is represented by C n H 2n-1 COOH, at the boiling point of the main component is 268 ° C., the molecular weight is from C 9 H 17 COOH in 170 .. Therefore, the thermal decomposition of these carboxylic acid metal compounds is completed at a temperature of 180 to 330° C. depending on the molecular weight of the carboxylic acid to be coordinate-bonded and the number of the carboxylic acid to be coordinate-bonded. Among such carboxylic acid metal compounds, titanium benzoate is a substance that is easy to synthesize and has a stable coordinate bond, and titanium oxide is deposited by thermal decomposition. Also, among metal carboxylate compounds, vanadium naphthenate is a substance that is easy to synthesize and has a stable coordinate bond, and deposits vanadium oxide by thermal decomposition. Note that there is a complex in which a coordination bond is unstable in a complex composed of a carboxylic acid metal compound, and such a complex does not deposit a metal oxide by thermal decomposition.
The metal laurate compound is a carboxylic acid metal compound that deposits a metal by thermal decomposition, like the metal octylate compound described above. On the other hand, the temperature at which the metal laurate compound thermally decomposes is about 70° C. higher than the temperature at which the metal octylate compound thermally decomposes, and about 50° C. higher than the thermal decomposition temperature of the metal benzoate compound. About 30°C higher than the decomposition temperature. Therefore, iron laurate that deposits iron by thermal decomposition, nickel laurate that deposits nickel by thermal decomposition, and cobalt laurate that deposits cobalt by thermal decomposition are raw materials for the first paint.
Further, among organic compounds belonging to carboxylic acid esters, glycols or glycol ethers, the first property of being dissolved or miscible in methanol, the second property of having a boiling point lower than 310° C., and the viscosity of methanol of 5 There are organic compounds that combine the three properties of the third property with a viscosity of more than double. All such organic compounds are general-purpose industrial chemicals. Therefore, when such an organic compound is mixed with a methanol dispersion liquid of two kinds of metal compounds, the organic compound is uniformly mixed with the methanol dispersion liquid of two kinds of metal compounds to produce the first coating material.
As described above, by using a general-purpose industrial chemical consisting of a metal benzoate compound or a metal naphthenate compound, a metal laurate compound, methanol and an organic compound as a raw material, the second coating is inexpensive. Manufactured in. As a result, it is possible to manufacture the first coating material that simultaneously solves the first problem and the second problem described in the fifth paragraph.
本発明における基材ないしは部品に塗料を塗布ないしは印刷すると、該基材ないしは該部品に、触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる金属微粒子の積層体が形成される塗膜ないしは印刷膜となる第二の塗料を製造する製造方法は、
熱分解で触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属を析出する金属化合物を、アルコールに分散し、該金属化合物がアルコールに分子状態で分散されたアルコール分散液を作成し、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、沸点が前記金属化合物の熱分解温度より低い第二の性質と、前記アルコールの粘度の５倍以上の粘度を持つ第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に２５重量％以下の割合で混合し、該有機化合物が前記アルコールに溶解ないしは混和し、該有機化合物が前記アルコール分散液と均一に混ざり合った混合液を作成する、これによって、該混合液を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる金属微粒子の積層体が形成される塗膜ないしは印刷膜となる前記混合液からなる第二の塗料が製造される、基材ないしは部品に塗料を塗布ないしは印刷すると、該基材ないしは該部品に、触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる金属微粒子の積層体が形成される塗膜ないしは印刷膜となる第二の塗料を製造する製造方法である。
When a coating material is applied to or printed on the base material or the component in the present invention, the base material or the component is metal-bonded with metal fine particles made of a metal having both a catalytic property and a ferromagnetic property. A manufacturing method for manufacturing a second coating material which is a coating film or a printed film on which a laminated body of metal fine particles composed of a collection of fine particles is formed,
A metal compound that deposits a metal having both a property of exerting a catalytic action by thermal decomposition and a property of ferromagnetism is dispersed in alcohol to prepare an alcohol dispersion liquid in which the metal compound is molecularly dispersed in alcohol, An organic compound having the first property of being dissolved or miscible in the alcohol, the second property of which boiling point is lower than the thermal decomposition temperature of the metal compound, and the third property of having a viscosity of 5 times or more the viscosity of the alcohol. A compound is mixed with the alcohol dispersion at a ratio of 25% by weight or less, the organic compound is dissolved or mixed in the alcohol, and a mixed solution in which the organic compound is uniformly mixed with the alcohol dispersion is prepared. As a result, when the mixed liquid is applied or printed on a substrate or a component, a metal composed of a collection of the metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both a catalytic property and a ferromagnetic property are metal-bonded to each other. A second coating material comprising the above-mentioned mixed liquid, which is a coating film or a printing film on which a fine particle laminate is formed, is produced. When a coating material is applied to or printed on a base material or a component, a catalyst is applied to the base material or the component. A second coating film or a printed film on which a laminated body of metal fine particles, which is a collection of metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both an action-providing property and a ferromagnetic property, are metal-bonded is formed. It is a manufacturing method for manufacturing a paint.
つまり、熱分解で触媒作用と強磁性の性質とを兼備する金属を析出する金属化合物をアルコールに分散すると、金属化合物が分子状態となって１０重量％近い割合でアルコールに分散される。これによって、触媒作用と強磁性の性質とを兼備する金属の原料が液相化される。次に、有機化合物をアルコール分散液に２５重量％以下の割合で混合すると、有機化合物がアルコールに溶解ないしは混和するため、有機化合物はアルコール分散液と均一に混ざり合い、アルコールの高い混合割合によって、粘度の低い塗料となり、この塗料を塗布ないしは印刷すると、数ミクロンの膜厚からなる塗膜ないしは印刷膜が形成される。また、触媒作用と強磁性の性質とを兼備する金属として、コバルトとニッケルが存在し、金属化合物は熱分解によってコバルトないしはニッケルを析出する。
なお、７段落で説明したように、有機化合物の粘度は有機化合物の沸点に応じて変わる。従って、７段落で記載した第一の塗料を製造する際と同様に、熱分解で触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質を兼備する金属を析出する金属化合物の熱分解温度に応じて、金属化合物のアルコール分散液に有機化合物を混合する割合を変えれば、第二の塗料の粘度は第一の塗料の粘度に近づき、基材ないしは部品の大きさや形状に拘わらず、第二の塗料からなる塗膜ないしは印刷膜が数ミクロンの膜厚で形成される。
このような方法で製造した第二の塗料を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷する際に、基材ないしは部品の形状や大きさに応じて、刷毛塗り、ローラー塗り、吹き付け塗装、浸漬塗装、ロールコーターなどからなる塗布方法を、ないしは、バーコート、リバースコート、グラビア印刷、スクリーン印刷などからなる印刷方法を選択すれば、全ての基材ないしは部品に、塗膜ないしは印刷膜が形成される。いっぽう、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷した低粘度の塗料は、基材ないしは部品の表面の凹凸に入り込み、基材ないしは部品に塗膜ないしは印刷膜を形成する。
なお、７段落で説明したように、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材で構成される場合は、前記した様々な塗布方法や印刷方法を用いて、基材に第二の塗料を塗布ないしは印刷すれば、基材の表面に塗膜ないしは印刷膜が形成される。これに対し、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な構造物の部品で構成される場合は、前記した浸漬塗装の方法を用い、部品の表面のみならず、内部の空洞の表面にも塗膜が形成される。
以上に説明した第二の塗料は、熱分解で触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質を兼備する金属を析出する金属化合物とアルコールと有機化合物とからなる汎用的な工業用薬品を原料として用いる。また、第二の塗料の製造方法は、金属化合物をアルコールに分散し、このアルコール分散液に有機化合物を混合するだけの極めて簡単な処理である。従って、安価な原料を用いて、安価な費用で大量の第二の塗料が製造される。また、基材ないしは部品の形状や大きさに拘わらず、全ての基材ないしは部品に、低い粘度からなる第二の塗料を、塗布ないしは印刷することができる。この結果、第二の塗料は、５段落で説明した第一の課題と第二の課題とを同時に解決する。
That is, when a metal compound that deposits a metal having both a catalytic action and a ferromagnetic property by thermal decomposition is dispersed in alcohol, the metal compound becomes a molecular state and is dispersed in alcohol at a ratio of about 10% by weight. As a result, the metal raw material having both the catalytic action and the ferromagnetic property is liquefied. Next, when the organic compound is mixed with the alcohol dispersion in a proportion of 25% by weight or less, the organic compound is dissolved or miscible in the alcohol, so that the organic compound is uniformly mixed with the alcohol dispersion, and due to the high mixing ratio of the alcohol, When the coating material has a low viscosity and is applied or printed, a coating film or a printed film having a film thickness of several microns is formed. Further, cobalt and nickel exist as metals having both catalytic action and ferromagnetic properties, and the metal compound deposits cobalt or nickel by thermal decomposition.
As described in the seventh paragraph, the viscosity of the organic compound changes depending on the boiling point of the organic compound. Therefore, as in the case of producing the first coating material described in
When applying or printing the second coating material produced by such a method on a substrate or a component, depending on the shape and size of the substrate or the component, brush coating, roller coating, spray coating, dip coating, roll When a coating method including a coater or a printing method including bar coating, reverse coating, gravure printing, screen printing, etc. is selected, a coating film or a printing film is formed on all substrates or parts. On the other hand, the low-viscosity coating material applied or printed on the base material or the component penetrates into irregularities on the surface of the base material or the component, and forms a coating film or a printed film on the base material or the component.
As described in
The second coating material described above uses as a raw material a general-purpose industrial chemical consisting of a metal compound, an alcohol, and an organic compound that deposits a metal that has both the property of exerting a catalytic action in pyrolysis and the property of ferromagnetism. To use. The second method for producing a coating material is a very simple treatment in which a metal compound is dispersed in alcohol and an organic compound is mixed with the alcohol dispersion. Therefore, a large amount of the second coating material can be produced at a low cost by using a cheap raw material. Further, regardless of the shape or size of the base material or the component, the second coating material having a low viscosity can be applied or printed on all the base material or the component. As a result, the second coating material simultaneously solves the first problem and the second problem described in paragraph 5.
前記した第二の塗料を用いて、基材ないしは部品に触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した金属微粒子の積層体を形成する方法は、
前記した第二の塗料を、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷し、該基材ないしは該部品を、前記第二の塗料を構成する金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記第二の塗料を構成する金属化合物の微細結晶の集まりが、前記第二の塗料を構成する有機化合物中に均一に析出する、次に前記有機化合物が気化し、前記第二の塗料の塗膜ないしは印刷膜は、前記微細結晶が均一に分散された該微細結晶の集まりになる、さらに、前記金属化合物が熱分解し、触媒作用を有し、かつ、強磁性の性質を有する金属からなる金属微粒子の集まりが積み重なって前記基材ないしは前記部品に析出し、隣接する前記金属微粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりからなる積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成され、該積層体の表面を形成する前記金属微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該積層体の表面は前記金属微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品に、前記触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した金属微粒子の積層体が形成される、前記した第二の塗料を用いて、基材ないしは部品に触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した金属微粒子の積層体を形成する方法。
A method for forming a laminated body of metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both a property of exerting a catalytic action on a substrate or a component and a property of ferromagnetism are metal-bonded to each other using the above-mentioned second paint is ,
The above-mentioned second paint is applied or printed on a base material or a component, and the base material or the component is heated to a temperature at which the metal compound constituting the second paint is thermally decomposed. Alcohol is vaporized in, a collection of fine crystals of the metal compound constituting the second coating is uniformly precipitated in the organic compound constituting the second coating, then the organic compound is vaporized, The coating film or the printed film of the second paint is a collection of the fine crystals in which the fine crystals are uniformly dispersed. Further, the metal compound is thermally decomposed, has a catalytic action, and has a ferromagnetic property. A group consisting of a group of metal fine particles composed of a metal having a property is stacked and deposited on the base material or the component, the adjacent metal fine particles are metal-bonded to each other, and a laminate comprising a group of the metal-bonded metal fine particles is the base. The surface of the metal fine particles formed on the material or the component and forming the surface of the laminated body directly exposes the surface wider than 50% to the external environment, and the surface of the laminated body is unique based on the material constituting the metal fine particles. The above-mentioned base material or the above-mentioned component exhibits a catalytic action of, thereby providing a laminate of metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both the property of exhibiting the catalytic action and the property of ferromagnetism are metal-bonded to each other. A laminate of metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both a property of exerting a catalytic action on a base material or a component and a property of ferromagnetism are metal-bonded to each other by using the above-mentioned second coating material is formed. How to form.
つまり、第二の塗料を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、塗料が低い粘度の液体であるため、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材である場合は、基材の表面の凹凸に入り込んで、厚みが薄い塗膜ないしは印刷膜が、基材の表面に形成される。これに対し、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つような３次元的な構造物の部品である場合は、部品の表面の凹凸のみならず内部空洞の表面の凹凸にも塗料が入り込み、厚みが薄い塗膜が外部の表面と内部の表面とに形成される。この後、基材ないしは部品が、アルコールの気化点に達すると、塗膜ないしは印刷膜の大部分を占めるアルコールが気化し、厚みが１μｍ程度の膜厚からなる塗膜ないしは印刷膜になる。この際、金属化合物がアルコールに分散するが有機化合物に分散しないため、金属化合物の微細結晶の集まりが有機化合物中に析出する。さらに、基材ないしは部品が、有機化合物の沸点に達すると、有機化合物が気化し、塗膜ないしは印刷膜は金属化合物の微細結晶の集まりになる。いっぽう、金属化合物の微細結晶の大きさが、基材ないしは部品の表面ないしは内部の表面の凹凸に比べ1桁以上小さいため、微細結晶は凹凸に入り込んで基材ないしは部品を覆う。なお、金属化合物の微細結晶は、熱分解で析出する金属微粒子の大きさに相当する。さらに、基材ないしは部品が、金属化合物が熱分解する温度に達すると、基材ないしは部品に、触媒作用と強磁性の性質とを兼備し、大きさが４０−６０ｎｍの粒状の微粒子の集まりが５層前後積み重なって析出する。この際、析出する金属微粒子が不純物を持たない活性状態で析出するため、隣接する金属微粒子同士が接触部位で金属結合し、金属結合した金属微粒子の集まりからなる５００ｎｍ未満の膜厚からなる積層体が形成される。この積層体の表面は、大きさが４０−６０ｎｍの粒状の微粒子同士が互いの接触部位で金属結合するため、５０％より広い微粒子の表面が外界に直接晒され、微粒子は効率よく触媒作用を発揮する。こうした金属結合した金属微粒子は、基材ないしは部品の表面の凹凸に入り込むとともに、基材ないしは部品の表面を覆うため、アンカー効果で積層体は基材ないしは部品から剥がれない。
なお、触媒作用と強磁性の性質とを兼備する金属として、ニッケルとコバルトが存在する。このため、金属化合物として、熱分解でコバルトを析出するコバルト化合物を用いれば、コバルトの磁気キュリー点が１１１５℃と高く、コバルト微粒子の集まりからなる積層体は、高温に晒される触媒装置に用いることができる。あるいは、金属化合物として、熱分解でニッケルを析出するニッケル化合物を用いれば、ニッケルの磁気キュリー点は３５４℃とコバルトに比べれば低いが耐食性に優れるため、ニッケル微粒子の集まりからなる積層体は、野外に長期間晒される触媒として用いることができる。なお、鉄に依る新たな触媒作用が見いだされれば、金属化合物として熱分解で鉄を析出する鉄化合物を用いることができる。この際、鉄は磁気キュリー点が７７０℃と高い強磁性材料であるため、高温でも鉄に依る触媒作用が発揮される。
この結果、９段落で説明した第一の塗料を用いて、基材ないしは部品に触媒作用を発揮する微粒子の積層体を形成した場合と同様に、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材で構成される場合は、触媒作用を発揮する微粒子の積層体は、基材の表面に形成される。これに対し、基材や部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な構造物の部品で構成される場合は、部品の表面のみならず、内部の空洞の表面にも、触媒作用を発揮する微粒子の積層体が形成される。
以上に説明したように、基材ないは部品に形成した積層体の表面は、金属微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を効率よく発揮する。また、積層体は１１５０℃に近い耐熱性を持つことができ、また、野外に長期に晒しても経時変化しない耐久性を持つこともできる。さらに、大型の基材ないしは部品であっても、第二の塗料に依る塗膜ないしは印刷膜は数ミクロンであり、塗料の使用量が極わずかである。さらに、積層体の形成は熱処理だけである。この結果、５段落で説明した第三の課題と第四の課題とが同時に解決できた。
In other words, when the second coating material is applied or printed on a substrate or a component, the coating material is a liquid with a low viscosity, so that the substrate or the component may be a plate or sheet, a flat filter, a mesh or sheet formed by knitting wires. As described above, in the case of a two-dimensional substrate having a two-dimensional shape, a coating film or a printing film having a small thickness is formed on the surface of the substrate by entering the unevenness of the surface of the substrate. On the other hand, when the base material or part is a part of a three-dimensional structure having a cavity inside, such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, the surface irregularities of the part Not only that, the coating material also enters the irregularities on the surface of the inner cavity, and a thin coating film is formed on the outer surface and the inner surface. After that, when the base material or component reaches the vaporization point of alcohol, the alcohol occupying most of the coating film or the printing film is vaporized to form a coating film or a printing film having a thickness of about 1 μm. At this time, since the metal compound is dispersed in the alcohol but not in the organic compound, a collection of fine crystals of the metal compound is precipitated in the organic compound. Further, when the base material or the component reaches the boiling point of the organic compound, the organic compound is vaporized and the coating film or the printed film becomes an aggregate of fine crystals of the metal compound. On the other hand, since the size of the fine crystals of the metal compound is smaller than the irregularities on the surface or the inner surface of the substrate or the component by one digit or more, the fine crystals enter the irregularities and cover the substrate or the component. The fine crystals of the metal compound correspond to the size of the fine metal particles that are deposited by thermal decomposition. Further, when the base material or the component reaches a temperature at which the metal compound is thermally decomposed, the base material or the component has both catalytic action and ferromagnetic property, and a collection of particulate fine particles having a size of 40 to 60 nm. 5 layers are piled up and down to deposit. At this time, since the deposited metal fine particles are deposited in an active state having no impurities, adjacent metal fine particles are metal-bonded to each other at a contact site, and a laminate having a film thickness of less than 500 nm composed of a collection of metal-bonded metal fine particles. Is formed. On the surface of this laminated body, since particulate fine particles having a size of 40-60 nm are metal-bonded to each other at their contact sites, the surface of the fine particles wider than 50% is directly exposed to the outside world, and the fine particles efficiently perform the catalytic action. Demonstrate. Such metal-bonded metal fine particles enter the irregularities on the surface of the base material or the component and cover the surface of the base material or the component, so that the laminated body is not peeled from the base material or the component due to the anchor effect.
Note that nickel and cobalt exist as metals having both catalytic action and ferromagnetic properties. For this reason, if a cobalt compound that deposits cobalt by thermal decomposition is used as the metal compound, the magnetic Curie point of cobalt is as high as 1115° C., and a laminate composed of a collection of cobalt fine particles should be used in a catalyst device exposed to high temperatures. You can Alternatively, if a nickel compound that deposits nickel by thermal decomposition is used as the metal compound, the magnetic Curie point of nickel is 354° C., which is lower than that of cobalt, but it has excellent corrosion resistance. It can be used as a catalyst that is exposed to water for a long time. If a new catalytic action due to iron is found, an iron compound that deposits iron by thermal decomposition can be used as the metal compound. At this time, since iron is a ferromagnetic material having a high magnetic Curie point of 770° C., the catalytic action of iron is exhibited even at high temperatures.
As a result, as in the case where the first coating material described in paragraph 9 is used to form a laminated body of fine particles that exert a catalytic action on a base material or component, the base material or component has a plate, sheet, or planar shape. When it is composed of a base material having a two-dimensional planar shape, such as a filter or a mesh or sheet formed by knitting wires, a layered body of fine particles exhibiting a catalytic action is formed on the surface of the base material. On the other hand, when the base material or component is composed of a component of a three-dimensional structure having a cavity inside, such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, only the surface of the component Instead, a laminated body of fine particles that exerts a catalytic action is also formed on the surface of the internal cavity.
As described above, the surface of the laminated body formed on the base material or the component efficiently exhibits a unique catalytic action based on the material forming the metal fine particles. Further, the laminate can have heat resistance close to 1150° C., and can also have durability that does not change with time even when exposed to the outdoors for a long time. Further, even with a large-sized base material or component, the coating film or printed film formed by the second paint is several microns, and the amount of the paint used is extremely small. Further, the formation of the laminated body is only a heat treatment. As a result, the third problem and the fourth problem described in paragraph 5 could be solved at the same time.
前記した第二の塗料を用いて、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、触媒作用を有する２種類の強磁性金属からなる1種類ずつの金属に依って、金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる金属微粒子の積層体を形成する方法は、
前記した第二の塗料は、前記金属化合物を、触媒作用を有する異なる材質からなる２種類の強磁性金属が同じ熱分解温度で析出する２種類の金属化合物で構成し、該２種類の金属化合物の１種類ずつの金属化合物を用い、前記した第二の塗料の製造方法に従って２種類の塗料を作成する、この後、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記２種類の塗料のうちの１種類ずつの塗料を塗布ないしは印刷する、さらに、該基材ないしは該部品を、前記金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、触媒作用を有する強磁性金属からなる２種類の金属のうちの１種類ずつの金属からなる微粒子の集まりが、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に積み重なって析出し、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に積み重なって析出し、隣接する前記金属微粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりからなる微粒子の積層体が、前記２種類の金属のうちの１種類ずつの金属が金属結合した金属微粒子の集まりからなる金属微粒子の積層体として、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に形成され、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に形成され、該積層体の表面を形成する前記金属微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該積層体の表面は前記金属微粒子を構成する金属の材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記２種類の金属からなる1種類ずつの金属に依る触媒作用を発揮する金属微粒子の積層体が形成される、前記した第二の塗料を用いて、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、触媒作用を有する２種類の強磁性金属からなる1種類ずつの金属に依って、金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる金属微粒子の積層体を形成する方法である。
Using the above-mentioned second paint, two kinds having a catalytic action in each of a plurality of different portions of a base material or a component, or in each of a plurality of different regions of a base material or a component The method for forming a laminated body of metal fine particles composed of a collection of the metal fine particles in which the metal fine particles are metal-bonded to each other, depending on each kind of the ferromagnetic metal
The above-mentioned second coating material comprises the above-mentioned metal compound with two kinds of metal compounds in which two kinds of ferromagnetic metals made of different materials having a catalytic action are deposited at the same thermal decomposition temperature. 2 kinds of paints are prepared according to the above-mentioned second method for producing a paint by using one kind of each metal compound, and thereafter, at each of a plurality of different parts of the base material or parts, or at the base. Each of a plurality of different areas of a material or a part is coated or printed with one of the two kinds of paints, and the base or the part is thermally decomposed by the metal compound. The temperature of the base material or the parts is different from each other in a plurality of different parts of the base material or the component where a collection of fine particles made of one kind of two kinds of metals made of ferromagnetic metal having a catalytic action. Of the base material or the component is stacked and deposited in each of a plurality of different regions of the base material or the component, and the adjacent metal fine particles are metal-bonded to each other, and the metal-bonded metal is deposited. A layered body of fine particles composed of a group of fine particles is a layered body of metal fine particles composed of a group of metal fine particles in which one of the two kinds of metals is metal-bonded, and the base material or the component is different from each other. 50% of the surface of the metal fine particles is formed in each of the plurality of parts, or is formed in each of a plurality of different regions of the base material or the component, and forms the surface of the laminate. The wider surface is exposed directly to the external environment, and the surface of the laminated body exerts an inherent catalytic action based on the material of the metal that constitutes the metal fine particles, whereby the base material or the plurality of parts of the parts different from each other are formed. A laminated body of metal fine particles that exerts a catalytic action by one kind of metal composed of the two kinds of metals is provided in each part or in each of a plurality of different areas of the base material or the part. By using the above-mentioned second coating material to be formed, a catalytic action is applied to each of a plurality of different portions of a substrate or a component, or to each of a plurality of different regions of a substrate or a component. It is a method of forming a layered body of metal fine particles composed of a collection of metal fine particles in which metal fine particles are metal-bonded to each other, each of which is composed of two kinds of ferromagnetic metals each having a metal.
つまり、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位における各々の部位に、ないしは、互いに異なる複数の領域における各々の領域に、前記した第二の塗料を構成する金属化合物が異なる２種類の塗料の1種類ずつの塗料を、塗布ないしは印刷することは容易である。例えば、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材である場合は、基材の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、２種類の塗料の1種類ずつの塗料を塗布ないしは印刷する度に、基材の表面を部分的にマスキングする領域をその都度変えれば、基材の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、２種類の塗料の1種類ずつの塗料が塗布ないしは印刷できる。また、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な構造物の部品である場合は、２種類の塗料の1種類ずつの塗料に部品を浸漬する度に、塗料に浸漬する深さをその都度浅くすれば、部品の内部空洞の互いに異なる複数の領域の各々の領域の表面に、２種類の塗料の1種類ずつの塗料が塗布できる。
また、２種類の塗料は、触媒作用と強磁性の性質を兼備するニッケルとコバルトを、同じ熱分解温度で析出する２種類の金属化合物を、１種類ずつの金属化合物として用い、１６段落に記載した第二の塗料を製造する方法に従って２種類の塗料が製造される。
こうした２種類の塗料の１種類ずつを、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々に、ないしは、互いに異なる複数の領域の各々の領域に、塗布ないしは印刷し、金属化合物が熱分解する温度まで昇温すると、１１段落で説明した第一の塗料を用いた場合と同様に、基材ないしは部品の互い異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、互いに異なる複数の領域の各々の領域に、ニッケルないしはコバルトからなる１種類ずつの触媒作用を発揮する金属結合した金属微粒子の集まりからなる微粒子の積層体が形成される。これによって、一つの基材ないしは部品が発揮する触媒作用が２種類に増大する。この結果、２つの基材ないしは部品によって、２種類の触媒作用の各々を発揮させるより、安価な費用で２種類の触媒作用を発揮する一つの基材ないしは部品が製造できる。
That is, one of two kinds of paints having different metal compounds forming the above-mentioned second paint is provided in each of a plurality of different areas of the base material or component or in each of a plurality of areas different from each other. It is easy to apply or print each kind of paint. For example, when the base material or component is a two-dimensional flat base material such as a plate or sheet, a flat filter, or a mesh or sheet formed by knitting wires, a plurality of different parts of the base material Whenever the area where the surface of the base material is partially masked is changed each time each of the two types of paint is applied or printed to each of the areas, Each part can be coated or printed with one of two types of paint. In addition, when the base material or component is a component of a three-dimensional structure having a cavity inside, such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, each of two types of paint is used. Each time the part is dipped in the paint, the depth of dipping in the paint is made shallower each time, so that each of the two types of paint can be applied to the surface of each of the different areas of the internal cavity of the part. Can be applied.
In addition, the two types of paints use two types of metal compounds, nickel and cobalt, which have both catalytic action and ferromagnetic properties at the same thermal decomposition temperature, as one type of metal compound, and are described in paragraph 16. Two types of paint are manufactured according to the method for manufacturing the second paint.
A temperature at which a metal compound is thermally decomposed by applying or printing one of these two types of paint to each of a plurality of different portions of a base material or a component or to each of a plurality of different regions. When the temperature is raised to, the same as in the case of using the first coating material described in the eleventh paragraph, it is applied to each of a plurality of different parts of the base material or the part, or to each of a plurality of different areas. A layered body of fine particles composed of a collection of metal-bonded metal fine particles each of which is made of nickel or cobalt and exhibits a catalytic action is formed. As a result, the catalytic action exerted by one substrate or component is increased to two types. As a result, it is possible to manufacture one base material or component that exhibits two types of catalytic action at a lower cost, than when each of two types of catalytic action is exerted by the two base substances or components.
２０段落ないしは２２段落に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力を増大させる方法は、
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、２０段落に記載した基材ないしは部品に触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属結合した金属微粒子の集まりからなる積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品に、触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
ないしは、
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、２２段落に記載した基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、触媒作用を有する２種類の強磁性金属からなる1種類ずつの金属に依る触媒作用を発揮する金属微粒子の積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、触媒作用を有する２種類の強磁性金属からなる1種類ずつの金属に依る触媒作用を発揮する金属微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
これによって、
前記積層体を構成する触媒作用を有する強磁性の金属微粒子の集まりが発する磁力で、該積層体が強磁性の材質からなる前記基材ないしは前記部品に磁気吸着するとともに、該積層体を構成する前記触媒作用を有する強磁性の金属微粒子の磁化方向が前記磁場の印加方向に揃い、該触媒作用を有する強磁性の金属微粒子の磁力が増大し、前記積層体と強磁性の材質からなる前記基材ないしは前記部品との磁気吸着力が増大され、２０段落ないしは２２段落に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する強磁性金属からなる金属微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力を増大させる方法である。
Bonding force between the substrate or the component described in paragraph 20 or 22 and a laminate of fine metal particles made of a metal having both a catalytic property and a ferromagnetic property. The way to increase
A base material or component made of a ferromagnetic material is used, and the base material or component described in paragraph 20 is composed of a collection of metal-bonded metal fine particles made of a metal having both a property of exerting a catalytic action and a ferromagnetic property. According to the method for forming a laminate, the substrate or the component is magnetically adsorbed with a laminate of metal fine particles made of a metal having both a catalytic property and a ferromagnetic property, and then the substrate. Or applying a magnetic field to the parts,
Or
Using a base material or a component made of a ferromagnetic material, each of the plurality of different portions of the base material or the component described in paragraph 22 or each of the plurality of different regions of the base material or the component In accordance with the method for forming a layered body of metal fine particles that exerts a catalytic action by using one type of metal composed of two types of ferromagnetic metals that have a catalytic action , A metal that exerts a catalytic action on each part or on each of a plurality of different regions of the base material or the component by one type of metal consisting of two types of ferromagnetic metals having a catalytic action. Magnetically adsorbing the layered body of fine particles, and then applying a magnetic field to the substrate or the component,
by this,
By the magnetic force generated by the collection of the ferromagnetic metal fine particles having a catalytic action constituting the laminated body, the laminated body is magnetically attracted to the base material or the component made of a ferromagnetic material and forms the laminated body. aligned in the application direction of the magnetization direction the magnetic field of the ferromagnetic metal particles having a catalytic action, the group of magnetic force is increased in the ferromagnetic metal particles, consisting of a material of the laminate and a ferromagnetic having the catalytic A magnetic material or a magnetic attraction force with the component is increased, and a laminate of metal fine particles made of a ferromagnetic metal which exhibits a catalytic action formed on the substrate or the component described in paragraph 20 or paragraph 22, and the substrate or the component. This is a method of increasing the joining force with parts.
つまり、強磁性の金属ないしは合金からなる基材ないしは部品を用い、２０段落と２２段落との各々の段落に記載した触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子の積層体を基材ないしは部品に形成する方法に従って、強磁性の金属ないしは合金からなる基材ないしは部品に積層体を形成すると、積層体を構成する強磁性の金属微粒子の集まりが発する磁力で、積層体が基材ないしは部品に磁気吸着する。この後、基材ないしは部品に磁場を加える。これによって、強磁性の金属微粒子の磁化が磁場方向に揃えられて磁力が著しく増大するとともに、基材ないしは部品の磁化の方向も磁場方向に揃えられ、膜厚が僅かに５００ｎｍ未満の触媒作用を発揮する強磁性の金属の微粒子の積層体と、基材ないしは部品との磁気吸着力が著しく増大し、積層体に物理的な応力が加えられても、積層体は基材ないしは部品の表面から剥がれない。
なお、基材ないしは部品が、板やシート、平面状のフィルター、ワイヤを編んだメッシュやシートのように、２次元的な平面形状の基材で構成される場合は、積層体が基材の表面に平面形状として形成されるため、積層体の厚み方向に磁場を加える。これに対し、基材ないしは部品が、ハニカム構造、多孔質フィルター構造、ハニカムフィルター構造のように、内部に空洞を持つ３次元的な部品である場合は、内部の空洞を形成する壁の表面に積層体が形成されるため、積層体の長さ方向、つまり、部品の長さ方向に磁場を加える。
すなわち、強磁性の材質からなる基材ないしは部品を、鉄やニッケルからなる金属、あるいは、鉄に少量のケイ素を加えた各種ケイ素鋼、鉄と様々な金属ととからなる各種鉄合金、鉄とニッケルとの各種ニッケル合金、マルテンサイト系、フェライト系、ないしはオーステナイト・フェライト系からなるステンレス鋼、あるいは、セラミック材料である各種の強磁性フェライトなど、様々な強磁性材料によって強磁性の材質からなる基材ないしは部品を構成することができる。
また、強磁性の材質からなる基材ないしは部品は、板やシートといった単純な形状のみならず、強磁性ワイヤを繊維状に編んだメッシュやシートからなる基材や、強磁性の金属箔ないしは合金泊を加工したハニカム、あるいは、強磁性のフェライトセラミックの粉体を面状フィルター、多孔質フィルター、ハニカムフィルターに押出成形した成形品など様々な形状や構造に加工した強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用いることができる。
さらに、前記したように第一の塗料と第二の塗料とが低い粘度であるため、刷毛塗り、ローラー塗り、吹き付け塗装、浸漬塗装、ロールコーターなどからなる塗布方法を、ないしは、バーコート、リバースコート、グラビア印刷、スクリーン印刷などからなる印刷方法を選択すれば、全ての強磁性の材質からなる基材ないしは部品に、数ミクロンの膜厚の塗膜ないしは印刷膜が形成される。この後、熱分解で強磁性の金属を析出する金属化合物が熱分解する温度に昇温し、強磁性の材質からなる基材ないしは部品に積層体を磁気吸着させ、さらに、強磁性の材質からなる基材ないしは部品に磁場を加えれば、様々な大きさや形状からなり、かつ、強磁性の材質からなる基材ないしは部品と、膜厚が５００ｎｍ未満の触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子の積層体との磁気吸着力が著しく増大し、積層体に物理的な応力を加えられても、膜厚が極薄い積層体は磁気吸着力によって強磁性の材質からなる基材ないしは部品から剥がれない。
That is, using a base material or a part made of a ferromagnetic metal or alloy, fine metal particles made of a metal having both the catalytic property and the ferromagnetic property described in the respective paragraphs 20 and 22. According to the method for forming a laminated body of a base material or a component, a laminated body is formed on a base material or a component made of a ferromagnetic metal or alloy, and a magnetic force generated by a collection of ferromagnetic metal fine particles constituting the laminated body, The laminated body is magnetically attracted to the base material or the component. After this, a magnetic field is applied to the substrate or the parts. As a result, the magnetization of the ferromagnetic metal fine particles is aligned in the magnetic field direction to significantly increase the magnetic force, and the magnetization direction of the base material or parts is also aligned in the magnetic field direction, so that the catalytic action of a film thickness of only less than 500 nm is achieved. Even if the magnetic attraction between the laminated body of ferromagnetic metal particles and the base material or component is significantly increased, and the physical stress is applied to the laminated body, the laminated body can be removed from the surface of the base material or component. It does not come off.
In addition, when the base material or component is composed of a base material having a two-dimensional planar shape such as a plate or sheet, a flat filter, or a mesh or sheet formed by knitting wires, the laminated body is a base material. Since it is formed as a planar shape on the surface, a magnetic field is applied in the thickness direction of the laminate. On the other hand, when the base material or component is a three-dimensional component having a cavity inside, such as a honeycomb structure, a porous filter structure, or a honeycomb filter structure, the surface of the wall forming the interior cavity is Since the laminated body is formed, a magnetic field is applied in the longitudinal direction of the laminated body, that is, in the longitudinal direction of the component.
That is, a base material or a part made of a ferromagnetic material, a metal made of iron or nickel, or various silicon steels obtained by adding a small amount of silicon to iron, various iron alloys made of iron and various metals, and iron. various nickel alloy of nickel, martensitic, ferritic, or stainless steel consisting of austenitic ferritic, or various kinds of ferromagnetic ferrite is a ceramic material, made of a material of the ferromagnetic by various ferromagnetic material groups Materials or parts can be constructed.
Further, the base material or component made of a ferromagnetic material is not limited to a simple shape such as a plate or a sheet, but is also a base material made of a mesh or sheet in which a ferromagnetic wire is woven into a fiber shape, or a ferromagnetic metal foil or alloy. Base material made of ferromagnetic material processed into various shapes and structures such as honeycomb processed nights or extruded ferromagnetic ferrite ceramic powder into planar filters, porous filters and honeycomb filters. Or a component can be used.
Furthermore, since the first paint and the second paint have low viscosities as described above, a coating method comprising brush coating, roller coating, spray coating, dip coating, roll coater, or the like, or bar coating, reverse coating. By selecting a printing method such as coating, gravure printing, screen printing, etc., a coating film or a printing film having a thickness of several microns is formed on the substrate or component made of all ferromagnetic materials . Thereafter, a metal compound to deposit metal ferromagnetic pyrolysis is heated to pyrolysis temperature, it is magnetically attracted to the laminate to a substrate or component made of a material of ferromagnetic, further from the material of the ferromagnetic When a magnetic field is applied to a base material or component made of, a base material or component having various sizes and shapes and made of a ferromagnetic material, and a property of exhibiting a catalytic action with a film thickness of less than 500 nm and a property of ferromagnetic property. DOO significantly increased magnetic attraction force of the stack of metal fine particles comprising a metal having both a, be added a physical stress to the laminate, the film thickness is extremely thin laminate of ferromagnetic by a magnetic attraction force Does not come off from the base material or parts made of material.
前記した第二の塗料を製造する製造方法は、前記した金属化合物として、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸コバルトを用い、前記したアルコールとして、メタノールを用い、前記した有機化合物として、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか１種類の有機化合物を用い、前記した第二の塗料を製造する製造方法に従って第二の塗料を製造する製造方法である。 The manufacturing method for manufacturing the above-mentioned second coating material, as the metal compound, nickel octylate or cobalt octylate is used, as the alcohol, methanol is used, and as the organic compound, carboxylic acid esters, glycol. A method for producing a second coating material by using any one kind of organic compound belonging to the class or glycol ether according to the above-mentioned production method for producing the second coating material.
つまり、オクチル酸金属化合物は２９０℃で熱分解して金属を析出し、また、メタノールに１０重量％程度分散する。このような、オクチル酸金属化合物に、触媒作用と強磁性の性質を兼備するニッケルとコバルトとをそれぞれ析出する、オクチル酸ニッケルとオクチル酸コバルトとが存在する。従って、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸コバルトは、第二の塗料の原料になる。
さらに、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属する有機化合物の中に、沸点が２９０℃より低く、メタノールの粘度の５倍以上の粘度を持ち、メタノールに溶解ないしは混和する有機化合物が存在する。従って、このような有機化合物を、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸コバルトのメタノール分散液に混合すると、有機化合物がメタノールに溶解ないしは混和するため、有機化合物は金属化合物のメタノール分散液と均一に混ざり合って、第二の塗料が製造される。
以上に説明したように、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸コバルトとメタノールと有機化合物とからなる汎用的な工業用薬品を原料として用い、第二の塗料が安価な費用で製造される。このため、５段落で説明した第一と第二との課題とを同時に解決する第二の塗料が製造できる。
That is, the metal octylate compound is thermally decomposed at 290° C. to precipitate the metal, and is dispersed in methanol at about 10 wt %. Such metal octylate includes nickel octylate and cobalt octylate, which deposit nickel and cobalt having both catalytic action and ferromagnetic properties, respectively. Therefore, nickel octylate or cobalt octylate is the raw material for the second paint.
Furthermore, among organic compounds belonging to carboxylic acid esters, glycols or glycol ethers, there exists an organic compound having a boiling point of lower than 290° C., a viscosity of 5 times or more that of methanol, and soluble or miscible in methanol. To do. Therefore, when such an organic compound is mixed with a methanol dispersion of nickel octylate or cobalt octylate, the organic compound is dissolved or miscible in methanol, so that the organic compound is uniformly mixed with the methanol dispersion of the metal compound. , A second paint is produced.
As described above, the second coating material can be produced at a low cost by using a general-purpose industrial chemical consisting of nickel octylate or cobalt octylate, methanol and an organic compound as a raw material. Therefore, it is possible to manufacture the second coating material that simultaneously solves the first and second problems described in the fifth paragraph.
実施形態１
金属ないしは金属酸化物が発揮する触媒作用と、これを用いた触媒装置に係わる実施形態を説明する。なお、１種類の金属ないしは金属酸化物が発揮する触媒作用と、これを用いた触媒装置は多岐にわたるため、ここでは代表的な触媒装置に留めた。いっぽう、鉄が有効な触媒作用を持つことが明らかになれば、コバルトとニッケルとともに、前記した触媒作用を発揮する第二の微粒子として鉄微粒子を用いることができる。
最初に、白金族の金属に依る触媒作用を説明する。最もよく知られた白金族の金属の触媒として、自動車の排気ガスに含まれる炭化水素ＨＣを水と二酸化炭素ＣＯ２に酸化し、一酸化炭素ＣＯを二酸化炭素に酸化し、窒素酸化物ＮＯｘを窒素に還元する三元触媒装置がある。本発明に係わる実施形態は、パラジウム、白金ないしはロジウムを熱分解で析出する金属錯体からなる無機金属化合物を第一の金属化合物として用い、オクチル酸コバルトを第二の金属化合物として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて３種類の塗料を製造する。また、内部に多数の細長い貫通孔が形成され、材質が強磁性のフェライト材料で構成されたハニカムセラミックを用意する。このハニカムセラミックを１種類ずつの塗料に浸漬する度に浸漬する深さを浅くし、ハニカムセラミックを引き上げ、この後、オクチル酸コバルトが熱分解する温度に昇温する。さらに、ハニカムセラミックの長さ方向に磁場を加える。これによって、このハニカムセラミックの内部の貫通孔の互いに異なる３つの部位は、互いに異なる白金族の３種類の金属とコバルトとに依る触媒作用を発揮する。
いっぽう、ルテニウムを熱分解で析出するルテニウム錯体からなる無機金属化合物を第一の金属化合物として用い、オクチル酸コバルトを第二の金属化合物として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて第一の塗料を製造する。また、パラジウムないしは白金を熱分解で析出する金属錯体からなる無機金属化合物を第一の金属化合物として用い、オクチル酸コバルトを第二の金属化合物として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて第二の塗料を製造する。この後、前記したハニカムセラミックの片方の端部を、第一の塗料中にハニカムセラミックの１／３の長さまで浸漬し、さらに、ハニカムセラミックのもう片方の端部を、第二の塗料中にハニカムセラミックの２／３の長さまで浸漬する。この後、オクチル酸コバルトが熱分解する温度に昇温する。さらに、ハニカムセラミックの長さ方向に磁場を加える。このハニカムセラミックを、ルテニウム微粒子とコバルト微粒子とからなる積層体が形成された部位を、三元触媒装置の上流側に配置すると、排気ガスに含まれる一酸化炭素をルテニウム微粒子が二酸化炭素に酸化する。このため、下流側に配置された積層体を構成するパラジウム微粒子ないしは白金微粒子は、一酸化炭素ガスを吸着することに依って触媒活性がなくなる被毒現象が起こらず、積層体はパラジウム微粒子ないしは白金微粒子に依る触媒機能を効率よく発揮することができる。
また、白金族のルテニウムは、Ｃ＝Ｃ２重結合やＣとＣの３重結合をＣ―Ｃ一重結合に水素化する際や、芳香族環の炭化水素を水素化して飽和環の炭化水素に還元する際に、触媒作用を発揮する。本発明に係わる実施形態は、ルテニウムを熱分解で析出するルテニウム錯体からなる無機金属化合物を第一の金属化合物として用い、オクチル酸鉄を第二の金属化合物として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて塗料を製造する。この塗料に、前記したハニカムセラミックを浸漬し、ハニカムセラミックを引き上げ、この後、オクチル酸鉄が熱分解する温度に昇温する。さらに、ハニカムの長さ方向に磁場を加える。このハニカムセラミックを昇温させ、様々な炭化水素からなる液体を微粒子化してハニカムセラミックス内の細長い貫通孔を通過させると、炭化水素が低分子量の炭化水素に水素化するマイクロリアクター装置としてハニカムセラミックが作用する。
第二に、銀に依る触媒作用を説明する。銀の触媒作用として、例えば、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化する触媒作用がある。本発明に係わる実施形態は、銀を熱分解で析出する銀錯体からなる無機金属化合物を第一の金属化合物として用い、オクチル酸鉄を第二の金属化合物として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて塗料を製造する。タバコの葉の集まりを、非磁性のワイヤからなるメッシュの容器に収納し、容器を塗料に浸漬し、容器を揺動させて塗料中でタバコの葉を揺動させ、容器を引き上げ、この後、オクチル酸鉄が熱分解する温度に昇温し、タバコの葉の表面に、銀と鉄とからなる２種類の微粒子の集まりが極薄い積層体となって磁気吸着する。この後、タバコの葉をタバコとして加工する。このタバコを吸う喫煙者は、タバコの燃焼に伴って発生する一酸化炭素ガスが、銀の触媒作用で二酸化炭素に酸化され、有毒な一酸化炭素を吸引することがない。なお、鉄の磁気キュリー点が７７０℃と高いため、タバコの喫煙時に、鉄微粒子に依る積層体に作用する磁気吸引力はなくならない。
また、銀を熱分解で析出する銀錯体からなる無機金属化合物を第一の金属化合物として用い、オクチル酸鉄を第二の金属化合物として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて塗料を製造し、この塗料に布（生地）を浸漬し、布（生地）を引き上げて、オクチル酸鉄の熱分解温度に昇温すると、布（生地）の表面に銀と鉄とからなる２種類の微粒子の集まりが極薄い積層体となって磁気吸着する。この布（生地）は銀微粒子に依る抗菌作用を持つため、抗菌作用を持つ様々な衣服やガーゼ、マスクなどに用いることができる。なお、布（生地）はオクチル酸鉄が熱分解する２９０℃に昇温されるが、布（生地）の表面は、２種類の金属化合物の集まりが吸着した状態で２９０℃まで昇温されるため、布（生地）は大気が遮断され、密閉された領域で２９０℃に昇温されるため、布（生地）を構成する合成樹脂は熱分解されず、また、布（生地）を構成する天然繊維は自己発火しない。
第三に、銅に依る触媒作用を説明する。銅の触媒作用として、例えば、今後燃料としての需要が高まるメタノールの合成がある。本発明に係わる実施形態は、銅を熱分解で析出する銅錯体からなる無機金属化合物を第一の金属化合物として用い、オクチル酸鉄を第二の金属化合物として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて塗料を製造する。この塗料に、前記したハニカムセラミックを浸漬し、ハニカムセラミックを引き上げ、この後、オクチル酸鉄が熱分解する温度に昇温する。さらに、ハニカムセラミックの長さ方向に磁場を加える。このハニカムセラミック内の細長い貫通孔に、５−１０ＭＰａの圧力に昇圧し、３００℃前後に昇温した一酸化炭素と水素とからなる混合ガスを通過させると、メタノールが合成されるマイクロリアクター装置として作用する。
第四に、酸化チタンＴｉＯ２に依る触媒作用を説明する。酸化チタンは光触媒を発揮する。本発明に係わる実施形態は、酸化チタンを熱分解で析出する安息香酸チタンを第一の金属化合物として用い、ラウリン酸ニッケルを第二の金属化合部として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて塗料を製造する。この塗料に、室内で用いるカーテン生地を浸漬し、カーテンを引き上げたのちに、ラウリン酸ニッケルが熱分解する３６０℃に昇温する。これによって、カーテン生地の表面に、酸化チタン微粒子とニッケル微粒子とからなる５００ｎｍ未満の極薄い厚みの積層体が吸着する。これによって、酸化チタン微粒子が担持されたカーテン生地は、室内の臭いの元になる高分子ガスやＶＯＣガスなどを分解する。なお、カーテン生地は３６０℃に昇温されるが、カーテン生地の表面は、２種類の金属化合物の集まりが吸着した状態で３６０℃まで昇温されるため、カーテン生地は大気が遮断され、密閉された領域で３６０℃に昇温されるため、カーテン生地を構成する合成樹脂は熱分解されない。あるいは、前記した塗料を板材に塗布した後、ラウリン酸ニッケルの熱分解温度に昇温すると、板材の表面に酸化チタン微粒子とニッケル微粒子とからなる５００ｎｍ未満の極薄い積層体が吸着する。この板材を室内の内装材として用いると、酸化チタン微粒子は室内の臭いの元になる高分子ガスやＶＯＣガスなどを分解する。
第五に、酸化バナジウムＶ２Ｏ５に依る触媒作用を説明する。酸化バナジウムは、例えば、接触法で硫酸を製造する際に、二硫化硫黄ＳｉＯ２を酸化する際の触媒として用いられている。本発明に係わる実施形態は、ナフテン酸バナジウムを第一の金属化合物として用い、ラウリン酸コバルトを第二の金属化合部として用い、前記した第一の塗料の製造方法に準じて塗料を製造する。この塗料に、前記したハニカムセラミックを浸漬し、ハニカムセラミックを引き上げ、この後、ラウリン酸コバルトが熱分解する温度に昇温する。さらに、ハニカムセラミックの長さ方向に磁場を加える。このハニカムセラミックを脱硫塔内に設置し、排気ガスをハニカムセラミック内の細長い貫通孔を通過させると、排ガス中に含まれる二硫化硫黄を酸化バナジウムが吸着し、さらに、排ガス中の酸素と水で酸化させ、希硫酸となって二酸化硫黄を除去回収するマイクロリアクター装置として作用する。
第六に、ニッケルに依る触媒作用を説明する。ニッケルは、例えば、アルケン、ニトリル、重質油、油脂などを、ニッケルの触媒の元で３００℃程度の水蒸気と反応させると、一酸化炭素ガスと水素ガスとの合成ガス、あるいは、二酸化炭素ガスと水素ガスとの合成ガスが生成され、こうした水蒸気改質反応における触媒として用いられている。本発明に係わる実施形態は、オクチル酸ニッケルを用い、前記した第二の塗料の製造方法に準じて塗料を製造する。この塗料に、前記したハニカムセラミックを浸漬し、ハニカムセラミックを引き上げ、この後、オクチル酸ニッケルが熱分解する温度に昇温する。さらに、ハニカムセラミックの長さ方向に磁場を加える。このハニカムセラミックを昇温し、微粒子化したアルケン、ニトリル、重質油ないしは油脂を、高温の水蒸気と共に、ハニカムセラミックの細長い貫通孔を通過させると、前記した合成ガスが生成されるマイクロリアクター装置として作用する。
第七に、コバルトに依る触媒作用を説明する。コバルトは、例えば、フィッシャー・トロプッシュ合成によって、一酸化炭素と水素とからなる合成ガスをコバルトの触媒の元で反応させると、直鎖炭化水素からなる液体燃料が合成される。本発明に係わる実施形態は、オクチル酸コバルトを用い、前記した第二の塗料の製造方法に準じて塗料を製造する。この塗料に、前記したハニカムセラミックを浸漬し、ハニカムセラミックを引き上げ、この後、オクチル酸コバルトが熱分解する温度に昇温する。さらに、ハニカムセラミックの長さ方向に磁場を加える。このハニカムセラミックの細長い貫通孔に、２５０℃で１０気圧に昇圧した一酸化炭素と水素とからなる合成ガスを通過させると、液体燃料が合成されるマイクロリアクター装置として作用する。
Embodiment 1
An embodiment relating to a catalytic action exerted by a metal or a metal oxide and a catalytic device using the catalytic action will be described. In addition, since the catalytic action exhibited by one kind of metal or metal oxide and the catalytic device using this are various, only a typical catalytic device is used here. On the other hand, if it becomes clear that iron has an effective catalytic action, iron fine particles can be used as the second fine particles exhibiting the above-mentioned catalytic action together with cobalt and nickel.
First, the catalytic action of platinum group metals will be described. As the most well-known platinum group metal catalyst, hydrocarbon HC contained in automobile exhaust gas is oxidized into water and carbon dioxide CO 2 , carbon monoxide CO is oxidized into carbon dioxide, and nitrogen oxide NO x. There is a three-way catalyst device that reduces nitrogen to nitrogen. In the embodiment according to the present invention, an inorganic metal compound consisting of a metal complex that deposits palladium, platinum or rhodium by thermal decomposition is used as the first metal compound, and cobalt octylate is used as the second metal compound. Three kinds of paints are manufactured according to the manufacturing method of one paint. In addition, a honeycomb ceramic having a large number of elongated through holes formed therein and made of a ferromagnetic ferrite material is prepared. Each time this honeycomb ceramic is dipped into each kind of coating material, the depth of dipping is made shallow, the honeycomb ceramic is pulled up, and thereafter, the temperature is raised to a temperature at which cobalt octylate is thermally decomposed. Further, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb ceramic. As a result, the three different portions of the through-hole inside the honeycomb ceramic exhibit a catalytic action due to the three different metals of the platinum group and cobalt.
On the other hand, an inorganic metal compound consisting of a ruthenium complex which deposits ruthenium by thermal decomposition is used as the first metal compound, and cobalt octylate is used as the second metal compound. Produce a paint. Further, an inorganic metal compound consisting of a metal complex that deposits palladium or platinum by thermal decomposition is used as the first metal compound, and cobalt octylate is used as the second metal compound, according to the above-mentioned first method for producing a coating material. To produce a second paint. Then, one end of the above-mentioned honeycomb ceramic is dipped in the first coating material to a length of 1/3 of the honeycomb ceramic, and the other end of the honeycomb ceramic is immersed in the second coating material. Dip to 2/3 length of honeycomb ceramic. Then, the temperature is raised to a temperature at which cobalt octylate is thermally decomposed. Further, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb ceramic. When this honeycomb ceramic is arranged at a site where a laminated body composed of ruthenium fine particles and cobalt fine particles is formed, on the upstream side of the three-way catalyst device, the carbon monoxide contained in the exhaust gas is oxidized by the ruthenium fine particles to carbon dioxide. .. Therefore, the palladium fine particles or the platinum fine particles constituting the laminated body arranged on the downstream side do not cause the poisoning phenomenon that the catalytic activity is lost due to the adsorption of carbon monoxide gas, and the laminated body has the palladium fine particles or the platinum fine particles. The catalyst function due to the fine particles can be efficiently exhibited.
In addition, platinum group ruthenium is used to hydrogenate a C=C double bond or a C-C triple bond to a C-C single bond, or to hydrogenate an aromatic ring hydrocarbon into a saturated ring hydrocarbon. It exerts a catalytic action when it is reduced. The embodiment according to the present invention uses an inorganic metal compound consisting of a ruthenium complex that deposits ruthenium by thermal decomposition as a first metal compound, and iron octylate as a second metal compound, The paint is manufactured according to the manufacturing method. The above-mentioned honeycomb ceramic is immersed in this coating material, the honeycomb ceramic is pulled up, and thereafter, the temperature is raised to a temperature at which iron octylate is thermally decomposed. Further, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb. When the temperature of this honeycomb ceramic is raised and liquids of various hydrocarbons are made into fine particles and passed through elongated through-holes in the honeycomb ceramic, the honeycomb ceramic is used as a microreactor device for hydrogenating hydrocarbons into low molecular weight hydrocarbons. To work.
Second, the catalytic action of silver will be explained. As the catalytic action of silver, for example, there is a catalytic action of oxidizing carbon monoxide into carbon dioxide. In the embodiment according to the present invention, an inorganic metal compound consisting of a silver complex that deposits silver by thermal decomposition is used as the first metal compound, and iron octylate is used as the second metal compound. The paint is manufactured according to the manufacturing method. A collection of tobacco leaves is stored in a mesh container made of non-magnetic wire, the container is immersed in paint, the container is rocked to rock the tobacco leaves in the paint, and the container is pulled up. Then, the temperature is raised to a temperature at which iron octylate is thermally decomposed, and a collection of two types of fine particles composed of silver and iron is magnetically adsorbed on the surface of the tobacco leaf to form a very thin laminate. After this, the tobacco leaves are processed into tobacco. A smoker who smokes this cigarette does not inhale toxic carbon monoxide because the carbon monoxide gas generated by the combustion of the cigarette is oxidized into carbon dioxide by the catalytic action of silver. In addition, since the magnetic Curie point of iron is as high as 770° C., the magnetic attraction force acting on the laminated body due to the iron fine particles is not lost when smoking the cigarette.
In addition, an inorganic metal compound composed of a silver complex that deposits silver by thermal decomposition is used as the first metal compound, and iron octylate is used as the second metal compound, and the coating material is prepared according to the above-mentioned first coating material manufacturing method. Is produced, and a cloth (fabric) is dipped in this paint, the cloth (fabric) is pulled up, and the temperature is raised to the pyrolysis temperature of iron octylate. Two kinds of silver and iron are formed on the surface of the cloth (fabric). A collection of the fine particles of becomes a very thin laminated body and is magnetically attracted. Since this cloth (fabric) has an antibacterial effect due to silver particles, it can be used for various clothes, gauze, masks, etc. having an antibacterial effect. It should be noted that the cloth (dough) is heated to 290° C. at which iron octylate is thermally decomposed, but the surface of the cloth (dough) is heated to 290° C. in a state where a collection of two kinds of metal compounds is adsorbed. Therefore, the cloth (fabric) is shielded from the atmosphere and heated to 290° C. in the sealed area, so that the synthetic resin forming the cloth (fabric) is not thermally decomposed and also constitutes the cloth (fabric). Natural fibers do not self-ignite.
Third, the catalytic action of copper will be explained. The catalytic action of copper is, for example, the synthesis of methanol, which will be in high demand as a fuel in the future. The embodiment according to the present invention uses an inorganic metal compound composed of a copper complex that deposits copper by thermal decomposition as the first metal compound, and uses iron octylate as the second metal compound to prepare the above-mentioned first coating material. The paint is manufactured according to the manufacturing method. The above-mentioned honeycomb ceramic is immersed in this coating material, the honeycomb ceramic is pulled up, and thereafter, the temperature is raised to a temperature at which iron octylate is thermally decomposed. Further, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb ceramic. As a microreactor device in which methanol is synthesized by passing a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen, which has been raised to a pressure of 5-10 MPa and heated up to about 300° C., through a long and narrow through hole in the honeycomb ceramic. To work.
Fourth, the catalytic action of titanium oxide TiO 2 will be described. Titanium oxide acts as a photocatalyst. In the embodiment according to the present invention, titanium benzoate, which deposits titanium oxide by thermal decomposition, is used as the first metal compound, and nickel laurate is used as the second metal compound, and the above-mentioned first method for producing a coating material is used. The paint is manufactured according to The curtain material used indoors is dipped in this paint, and after raising the curtain, the temperature is raised to 360° C. at which nickel laurate is thermally decomposed. As a result, a laminate of titanium oxide fine particles and nickel fine particles having an extremely thin thickness of less than 500 nm is adsorbed on the surface of the curtain fabric. As a result, the curtain material on which the titanium oxide fine particles are carried decomposes the polymer gas, VOC gas, and the like, which cause odors in the room. The curtain material is heated to 360°C, but the surface of the curtain material is heated to 360°C with a collection of two kinds of metal compounds adsorbed, so the curtain material is sealed from the air and sealed. Since the temperature is raised to 360° C. in the controlled area, the synthetic resin forming the curtain material is not thermally decomposed. Alternatively, when the coating material is applied to the plate material and then heated to the thermal decomposition temperature of nickel laurate, an extremely thin laminate of titanium oxide fine particles and nickel fine particles having a thickness of less than 500 nm is adsorbed on the surface of the plate material. When this plate material is used as an interior material for a room, the titanium oxide fine particles decompose the polymer gas, VOC gas, etc. that cause the odor in the room.
Fifth, the catalytic action of vanadium oxide V 2 O 5 will be described. Vanadium oxide is used, for example, as a catalyst for oxidizing sulfur disulfide SiO 2 when producing sulfuric acid by a contact method. In the embodiment according to the present invention, vanadium naphthenate is used as the first metal compound, and cobalt laurate is used as the second metal compounding portion, and the coating material is manufactured according to the above-described first coating material manufacturing method. The above-mentioned honeycomb ceramic is immersed in this coating material, the honeycomb ceramic is pulled up, and then the temperature is raised to a temperature at which cobalt laurate is thermally decomposed. Further, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb ceramic. When this honeycomb ceramic is installed in a desulfurization tower and exhaust gas is passed through elongated through holes in the honeycomb ceramic, vanadium oxide adsorbs sulfur disulfide contained in the exhaust gas, and further, oxygen and water in the exhaust gas It functions as a microreactor device that is oxidized to form dilute sulfuric acid to remove and recover sulfur dioxide.
Sixth, the catalytic action of nickel will be explained. Nickel can be obtained by, for example, reacting an alkene, a nitrile, a heavy oil, a fat and oil with water vapor at a temperature of about 300° C. under a nickel catalyst to synthesize carbon monoxide gas and hydrogen gas or carbon dioxide gas. A synthetic gas of hydrogen gas and hydrogen gas is produced and used as a catalyst in such a steam reforming reaction. In the embodiment according to the present invention, nickel octylate is used to produce a coating material according to the above-mentioned second method for producing a coating material. The above-mentioned honeycomb ceramic is immersed in this coating material, the honeycomb ceramic is pulled up, and thereafter, the temperature is raised to a temperature at which nickel octylate is thermally decomposed. Further, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb ceramic. As a microreactor device, the temperature of this honeycomb ceramic is raised and finely divided alkene, nitrile, heavy oil or fat is passed through the elongated through-holes of the honeycomb ceramic together with high temperature steam, and the above-mentioned synthesis gas is generated. To work.
Seventh, the catalytic action of cobalt will be explained. For cobalt, for example, by Fischer-Tropsch synthesis, when a synthesis gas composed of carbon monoxide and hydrogen is reacted under the catalyst of cobalt, a liquid fuel composed of linear hydrocarbon is synthesized. The embodiment according to the present invention uses cobalt octylate to produce a coating material according to the above-mentioned second method for producing a coating material. The above-mentioned honeycomb ceramic is immersed in this coating material, the honeycomb ceramic is pulled up, and thereafter, the temperature is raised to a temperature at which cobalt octylate is thermally decomposed. Further, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb ceramic. When a synthetic gas composed of carbon monoxide and hydrogen, which has been pressurized to 250 at a pressure of 10 atm, is passed through the elongated through holes of the honeycomb ceramic, it functions as a microreactor device for synthesizing a liquid fuel.
実施形態２
本発明における第一の金属化合物の中で、相対的に低い温度で熱分解する金属化合物として、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物が適切である。ここでは、自動車の排気ガス浄化用触媒や、エチレンからアセトアルデヒドを合成する際に用いる触媒など、様々な分野の触媒に用いられているパラジウムを熱分解で析出するパラジウム化合物の実施形態から説明する。
パラジウム化合物が第一の塗料の原料になるには、アルコールに分散する性質と、熱分解でパラジウムを析出する性質とを兼備する必要がある。塩化パラジウム、硫酸パラジウム、硝酸パラジウムはメタノールに溶解し、酢酸パラジウムと臭化パラジウムとはメタノールに分散しない。これら低分子量の無機パラジウム化合物はメタノールに分散しない。
いっぽう、パラジウム化合物からパラジウムが生成される化学反応の中で、熱分解反応が最も簡単な化学反応である。つまり、パラジウム化合物を昇温するだけでパラジウムが析出する。さらに、パラジウム化合物の熱分解温度が低ければ、触媒作用を発揮する積層体を形成する処理温度が低く、安価な費用で積層体が形成できる。無機パラジウム化合物の中で、無機物からなる分子ないしはイオンが配位子となって、分子構造の中央に位置するパラジウムイオンに配位結合したパラジウム錯イオンを有する無機パラジウム化合物は、配位子とパラジウム錯イオンが結合する無機物との分子量が小さいため、還元雰囲気で熱分解する温度は、パラジウム錯イオンを有するパラジウム化合物の中で最も低い。また、このような無機パラジウム化合物は、有機酸とパラジウムとの化合物である有機パラジウム化合物より相対的に高価な物質であるが、合成が容易であるため、パラジウム錯塩の中では最も安価なパラジウム錯塩である。
すなわち、無機パラジウム化合物を構成する分子の中でパラジウムイオンが最も大きい。ちなみに、パラジウム原子の共有結合半径は１１７ｐｍであり、一方、窒素原子の共有結合半径の５４ｐｍであり、酸素原子の共有結合半径は６３ｐｍである。このため、無機パラジウム化合物の分子構造において、配位子がパラジウムイオンに配位結合する配位結合部の距離が最も長い。従って、還元雰囲気の熱処理で最初に配位結合部が分断され、パラジウムと無機物とに分解し、低分子量の無機物が容易に気化し、その直後にパラジウムが析出する。
このようなパラジウム錯イオンを有する錯体の中で、アンモニアＮＨ３が配位子となってパラジウムイオンに配位結合するアンミン錯体、塩素イオンＣｌ−が配位子となってパラジウムイオンに配位結合するクロロ錯体、臭素イオンＢｒ−が配位子となってパラジウムイオンに配位結合するブロモ錯体は、いずれの配位子も低分子量の物質であり、これらの錯体が低分子量の無機物と結合した無機化合物は、他のパラジウム錯塩に比べて合成が容易で、安価な製造費用で製造できる。また、こうしたパラジウム錯イオンが無機物と結合した無機パラジウム化合物は、アンモニアガスや水素ガスなどの還元性雰囲気で熱処理すると、配位結合部が最初に分断され、２００℃前後の比較的低い温度でパラジウムが析出する。さらに、メタノールに１０重量％近くの分散濃度まで分散する。このようなパラジウム錯塩として、アンミン錯体であるジクロロジアンミンパラジウム［Ｐｄ（ＮＨ３）２］Ｃｌ２、ジブロモジアンミンパラジウム［Ｐｄ（ＮＨ３）２］Ｂｒ２、テトラアンミンパラジウム塩化物［Ｐｄ（ＮＨ３）４］Ｃｌ２、テトラアンミンパラジウム臭化物［Ｐｄ（ＮＨ３）４］Ｂｒ２、テトラアンミンパラジウム硝酸塩［Ｐｄ（ＮＨ３）４］（ＮＯ３）２、テトラアンミンパラジウム硫酸塩［Ｐｄ（ＮＨ３）４］（ＳＯ４）２、テトラアンミンパラジウム酢酸塩［Ｐｄ（ＮＨ３）４］（ＣＨ３ＣＯＯ）２や、クロロ錯体であるテトラクロロパラジウム酸アンモニウム（ＮＨ４）２［ＰｄＣｌ４］、ヘキサクロロパラジウムアンモニウム（ＮＨ４）２［ＰｄＣｌ６］や、ブロム錯体であるテトラブロモパラジウム酸アンモニウム（ＮＨ４）２［ＰｄＢｒ４］などのパラジウム錯塩がある。
また、熱分解で白金を析出する白金錯イオンを有する無機白金化合物として、アンミン錯体であるジアンミン白金塩化物［Ｐｔ（ＮＨ３）２］Ｃｌ２、テトラアンミン白金塩化物［Ｐｔ（ＮＨ３）４］Ｃｌ２、テトラアンミン白金酢酸塩［Ｐｔ（ＮＨ３）４］（ＣＨ３ＣＯＯ）２、テトラアンミン白金硫酸塩［Ｐｔ（ＮＨ３）４］（ＳＯ４）２、ペンタアンミンクロロ白金塩化物［ＰｔＣｌ（ＮＨ３）５］Ｃｌ３や、クロロ錯体であるテトラクロロ白金酸アンモニウム（ＮＨ４）２［ＰｔＣｌ４］、ジクロロジアンミン白金［ＰｔＣｌ２（ＮＨ３）２］や、ブロモ錯体であるヘキサブロモ白金酸アンモニウム（ＮＨ４）２［ＰｄＢｒ６］などがある。これらの白金錯塩は、配位子と無機物が低分子量の物質であるため、還元雰囲気の２００℃前後の比較的低い温度で白金を析出する。
さらに、還元雰囲気の２００℃前後の比較的低い温度で、ロジウムを析出するロジウム錯イオンを有する無機ロジウム化合物として、アンミン錯体であるペンタアンミンクロロロジウム塩化物［ＲｈＣｌ（ＮＨ３）５］Ｃｌ２、ヘキサアンミンロジウム塩化物［Ｒｈ（ＮＨ３）６］Ｃｌ３、ヘキサアンミンロジウム硝酸塩［Ｒｈ（ＮＨ３）６］（ＮＯ３）３や、クロロ錯体であるヘキサクロロロジウム酸アンモニウム（ＮＨ４）３［ＲｈＣｌ６］などのロジウム錯塩がある。
さらに、還元雰囲気の２００℃前後の比較的低い温度で、ルテニウムを析出するルテニウム錯イオンを有する無機ルテニウム化合物として、アンミン錯体であるヘキサアンミンルテニウム塩化物［Ｒｕ（ＮＨ３）６］Ｃｌ３、ヘキサアンミンルテニウム硫酸塩［Ｒｕ（ＮＨ３）６］（ＳＯ４）３、ヘキサアンミンルテニウム硝酸塩［Ｒｕ（ＮＨ３）６］（ＮＯ３）３、クロロペンタアンミンルテニウム塩化物［Ｒｕ（ＮＨ３）５Ｃｌ］Ｃｌ２などのルテニウム塩がある。
また、還元雰囲気の２００℃前後の比較的低い温度で、銅族の金属である銀を析出する銀錯イオンを有する無機銀化合物として、アンミン錯体であるジアンミン銀塩化物［Ａｇ（ＮＨ３）２］Ｃｌがある。また、熱分解で銅を析出する銅錯イオンを有する無機銅化合物として、アンミン錯体であるテトラアンミン銅硫酸塩［Ｃｕ（ＮＨ３）４］ＳＯ４がある。
以上に説明したように、本発明における低い熱処理温度で金属を析出する第一の金属化合物として、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物が適切である。
In the first metal compound of the present invention, as the metal compound that thermally decomposes at a relatively low temperature, an inorganic metal having a metal complex ion in which a ligand composed of a molecule or ion of an inorganic substance is coordinate-bonded to the metal ion Compounds are suitable. Here, an explanation will be given from an embodiment of a palladium compound which is used for a catalyst in various fields such as a catalyst for purifying exhaust gas of automobiles and a catalyst used when synthesizing acetaldehyde from ethylene, and which deposits palladium by thermal decomposition.
In order for the palladium compound to be a raw material for the first coating material, it is necessary to have both the property of being dispersed in alcohol and the property of depositing palladium by thermal decomposition. Palladium chloride, palladium sulfate, and palladium nitrate are dissolved in methanol, and palladium acetate and palladium bromide are not dispersed in methanol. These low molecular weight inorganic palladium compounds are not dispersed in methanol.
On the other hand, the thermal decomposition reaction is the simplest chemical reaction in which palladium is produced from a palladium compound. That is, palladium is deposited only by raising the temperature of the palladium compound. Furthermore, if the thermal decomposition temperature of the palladium compound is low, the treatment temperature for forming the laminated body exhibiting the catalytic action is low, and the laminated body can be formed at low cost. Among inorganic palladium compounds, an inorganic palladium compound having a palladium complex ion coordinate-bonded to a palladium ion located at the center of the molecular structure by a molecule or ion composed of an inorganic substance serving as a ligand is a ligand and a palladium compound. Since the complex ion has a small molecular weight with the inorganic substance to be bonded, the temperature of thermal decomposition in the reducing atmosphere is the lowest among the palladium compounds having the palladium complex ion. Further, such an inorganic palladium compound is a relatively expensive substance as compared with an organic palladium compound which is a compound of an organic acid and palladium, but since it is easy to synthesize, it is the cheapest palladium complex salt among palladium complex salts. Is.
That is, the palladium ion is the largest among the molecules constituting the inorganic palladium compound. Incidentally, the covalent bond radius of the palladium atom is 117 pm, while the covalent bond radius of the nitrogen atom is 54 pm, and the covalent bond radius of the oxygen atom is 63 pm. For this reason, in the molecular structure of the inorganic palladium compound, the distance between the coordination bond portions where the ligand coordinates with the palladium ion is the longest. Therefore, in the heat treatment in a reducing atmosphere, the coordination bond part is first split, and decomposed into palladium and an inorganic substance, the low molecular weight inorganic substance is easily vaporized, and palladium is immediately deposited.
Among the complexes having such a palladium complex ion, ammonia NH 3 serves as a ligand to form an ammine complex that coordinates with the palladium ion, and chlorine ion Cl − serves as a ligand to form a coordinate bond with the palladium ion. The chloro complex and the bromo complex in which the bromine ion Br − serves as a ligand to coordinate with the palladium ion are all low molecular weight substances, and these complexes are bound to low molecular weight inorganic substances. Inorganic compounds are easier to synthesize than other palladium complex salts and can be manufactured at low manufacturing cost. When an inorganic palladium compound in which such a palladium complex ion is bound to an inorganic substance is subjected to heat treatment in a reducing atmosphere such as ammonia gas or hydrogen gas, the coordination bond part is first split, and the palladium compound is heated at a relatively low temperature of about 200°C. Is deposited. Further, it is dispersed in methanol to a dispersion concentration of about 10% by weight. Such palladium complex, dichloro-diammine palladium [Pd (NH 3) 2] is ammine complex Cl 2, dibromo diammine palladium [Pd (NH 3) 2] Br 2, tetraamminepalladium chloride [Pd (NH 3) 4 ] Cl 2, tetraamminepalladium bromide [Pd (NH 3) 4] Br 2, tetraamminepalladium nitrate [Pd (NH 3) 4] (NO 3) 2, tetraamminepalladium sulfate [Pd (NH 3) 4] (SO 4 ) 2 , tetraammine palladium acetate [Pd(NH 3 ) 4 ] (CH 3 COO) 2 , ammonium tetrachloropalladate (NH 4 ) 2 [PdCl 4 ] which is a chloro complex, and hexachloropalladium ammonium (NH 4 ) 2 There are palladium complex salts such as [PdCl 6 ] and ammonium tetrabromopalladate (NH 4 ) 2 [PdBr 4 ] which is a bromine complex.
Further, as an inorganic platinum compound having a platinum complex ion for depositing platinum by thermal decomposition, an ammine complex such as diammine platinum chloride [Pt(NH 3 ) 2 ]Cl 2 and tetraammine platinum chloride [Pt(NH 3 ) 4 ] Cl 2 , tetraammine platinum acetate [Pt(NH 3 ) 4 ](CH 3 COO) 2 , tetraammine platinum sulfate [Pt(NH 3 ) 4 ](SO 4 ) 2 , pentaammine chloroplatinum chloride [PtCl(NH 3 ) 5 ]Cl 3 , chlorocomplex ammonium tetrachloroplatinate (NH 4 ) 2 [PtCl 4 ], dichlorodiammineplatinum [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ], and bromocomplex ammonium hexabromoplatinate ( NH 4 ) 2 [PdBr 6 ] and the like. Since these ligands and inorganic substances are low molecular weight substances, these platinum complex salts deposit platinum at a relatively low temperature of about 200° C. in a reducing atmosphere.
Further, as an inorganic rhodium compound having a rhodium complex ion that precipitates rhodium at a relatively low temperature of about 200° C. in a reducing atmosphere, pentaammine chlororhodium chloride [RhCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 , which is an ammine complex, hexamine rhodium chloride [Rh (NH 3) 6] Cl 3, hexamine rhodium nitrate [Rh (NH 3) 6] (NO 3) 3 and, hexachlororhodate ammonium chloro complex (NH 4) 3 [RhCl 6 ] and other rhodium complex salts.
Further, as an inorganic ruthenium compound having a ruthenium complex ion for precipitating ruthenium at a relatively low temperature of about 200° C. in a reducing atmosphere, an ammine complex such as hexaammineruthenium chloride [Ru(NH 3 ) 6 ]Cl 3 and hexa Ammine ruthenium sulfate [Ru(NH 3 ) 6 ] (SO 4 ) 3 , hexaammine ruthenium nitrate [Ru(NH 3 ) 6 ](NO 3 ) 3 , chloropentaammine ruthenium chloride [Ru(NH 3 ) 5 Cl ] There are ruthenium salts such as Cl 2 .
Further, as an inorganic silver compound having a silver complex ion that precipitates silver, which is a metal of the copper group, at a relatively low temperature of about 200° C. in a reducing atmosphere, a diammine silver chloride [Ag(NH 3 ) 2 which is an ammine complex is used. ] There is Cl. In addition, as an inorganic copper compound having a copper complex ion that precipitates copper by thermal decomposition, there is an ammine complex, tetraammine copper sulfate [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 .
As described above, as the first metal compound that deposits a metal at a low heat treatment temperature in the present invention, an inorganic metal having a metal complex ion in which a ligand composed of a molecule or ion of an inorganic substance is coordinate-bonded to a metal ion Compounds are suitable.
実施形態３
本発明における第二の金属化合物として、前記した金属錯イオンを有する無機金属化合物より熱処理温度が高いが、合成が容易でより安価なオクチル酸金属化合物が適切である。ここでは、金属をコバルトとし、コバルト化合物の実施形態から説明する。なお、コバルトは磁気キュリー点が１１１５℃と高いため、コバルト微粒子によって触媒作用を発揮する積層体は、自動車の排気浄化触媒のような高温環境で用いることがでる。
コバルト化合物が第一の塗料および第二の塗料の原料になるには、アルコールに分散する性質と、熱分解でコバルトを析出する性質とを兼備する必要がある。塩化コバルトはメタノールに溶解し、硝酸コバルトは水に溶け、硫酸コバルトはメタノールに溶解し、酢酸コバルトは水に溶解する。このため、これらの低分子量の無機コバルト化合物は、アルコールに分散しない。
なお、３０段落で説明したコバルト錯イオンを有する無機コバルト化合物として、ヘキサアンミンコバルト塩化物［Ｃｏ（ＮＨ３）６］Ｃｌ３、ヘキサアンミンコバルト硝酸塩［Ｃｏ（ＮＨ３）６］（ＮＯ３）３、ペンタアンミンクロロコバルト塩化物［ＣｏＣｌ（ＮＨ３）５］Ｃｌ２などがある。これらの無機コバルト化合物は、還元雰囲気の２００℃前後でコバルトを析出する。
次に、有機コバルト化合物について説明する。有機コバルト化合物は、熱分解でコバルトを析出する。有機コバルト化合物からコバルトが生成される化学反応の中で、最も簡単な処理による化学反応に熱分解反応がある。つまり、有機コバルト化合物を昇温するだけでコバルトが析出する。さらに、有機コバルト化合物の合成が容易でれば、安価に製造できる。こうした性質を兼備する有機コバルト化合物にカルボン酸コバルト化合物がある。
つまり、カルボン酸コバルト化合物を構成するイオンの中で、分子の中央に位置するコバルトイオンＣｏ３＋が最も大きい。従って、コバルトイオンＣｏ３＋とカルボキシル基を構成する酸素イオンＯ−とが共有結合する場合は、コバルトイオンＣｏ３＋と酸素イオンＯ−との距離が最大になる。この理由は、コバルト原子の共有結合半径は１０３ｐｍであり、酸素原子の共有結合半径は５７ｐｍであり、炭素原子の共有結合半径は７５ｐｍであることによる。このため、コバルトイオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとが共有結合するカルボン酸コバルト化合物は、カルボン酸の沸点において、結合距離が最も長いコバルトイオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとの結合部が最初に分断され、コバルトとカルボン酸とに分離する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸であれば、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の気化が完了した後にコバルトが析出する。こうしたカルボン酸コバルト化合物として、オクチル酸コバルト、ラウリン酸コバルト、ステアリン酸コバルトなどがある。このようなカルボン酸コバルト化合物の多くは、金属石鹸として市販されている安価な工業用薬品である。
また、カルボン酸コバルト化合物は合成が容易である。つまり、カルボン酸を水酸化ナトリウムなどの強アルカリ溶液中で反応させると、カルボン酸アルカリ金属化合物が生成される。このカルボン酸アルカリ金属化合物を、塩化コバルトなどの無機コバルト化合物と反応させると、カルボン酸コバルト化合物が生成される。
さらに、飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸コバルト化合物は、飽和脂肪酸の沸点が低ければ、カルボン酸アルミニウム化合物は低い温度で熱分解し、コバルトを析出させる熱処理費用が安価で済む。飽和脂肪酸が長鎖構造からなる飽和脂肪酸である場合は、長鎖が長いほど、つまり、飽和脂肪酸の分子量が大きいほど、飽和脂肪酸の沸点が高くなる。ちなみに、分子量が２００．３であるラウリン酸の大気圧での沸点は２９６℃であり、分子量が２８４．５であるステアリン酸の大気圧での沸点は３６１℃である。
さらに、飽和脂肪酸が分岐鎖構造からなる飽和脂肪酸である場合は、直鎖構造の飽和脂肪酸より鎖の長さが短く、沸点がさらに低くなる。これによって、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるカルボン酸コバルト化合物は、低い温度で熱分解する。さらに、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸は極性を持つため、分岐鎖構造を有する飽和脂肪酸からなるカルボン酸コバルト化合物も極性を持ち、アルコールなどの極性を持つ有機溶剤に相対的に高い割合で分散する。このような分岐構造の飽和脂肪酸としてオクチル酸がある。すなわち、オクチル酸は構造式がＣＨ３（ＣＨ２）３ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）ＣＯＯＨで示され、ＣＨでＣＨ３（ＣＨ２）３とＣ２Ｈ５とのアルカンに分岐され、ＣＨにカルボキシル基ＣＯＯＨが結合する。オクチル酸の大気圧での沸点は２２８℃であり、前記したラウリン酸の沸点より６８℃低い。このため、コバルトを析出する原料として、熱分解温度が低いオクチル酸コバルトが望ましい。オクチル酸コバルトは、大気雰囲気において２９０℃で熱分解が完了してコバルトが析出し、メタノールに１０重量％まで分散する。
なお、触媒作用を有する酸化チタンや酸化バナジウムを第一の微粒子として用いる場合は、これら金属酸化物が析出する温度より高い温度で、第二の微粒子であるコバルトが析出する必要がある。このような場合は、安息香酸チタンとナフテン酸バナジウムより熱分解温度が高いラウリン酸コバルトを用いる。
Embodiment 3
As the second metal compound in the present invention, a metal octylate compound, which has a higher heat treatment temperature than the above-mentioned inorganic metal compound having a metal complex ion, but is easy to synthesize and cheaper, is suitable. Here, the metal will be cobalt, and the description will be made from the embodiment of the cobalt compound. In addition, since the magnetic Curie point of cobalt is as high as 1115° C., the laminated body that exhibits the catalytic action by the cobalt fine particles can be used in a high temperature environment such as an exhaust gas purification catalyst for automobiles.
In order for the cobalt compound to be a raw material for the first paint and the second paint, it is necessary to have both the property of being dispersed in alcohol and the property of precipitating cobalt by thermal decomposition. Cobalt chloride is soluble in methanol, cobalt nitrate is soluble in water, cobalt sulfate is soluble in methanol, and cobalt acetate is soluble in water. Therefore, these low molecular weight inorganic cobalt compounds do not disperse in alcohol.
As the inorganic cobalt compound having a cobalt complex ion as described in 30 paragraphs, hexaamminecobalt chloride [Co (NH 3) 6] Cl 3, hexamine cobalt nitrate [Co (NH 3) 6] (NO 3) 3 , Pentaammine chlorocobalt chloride [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 and the like. These inorganic cobalt compounds deposit cobalt around 200° C. in a reducing atmosphere.
Next, the organic cobalt compound will be described. The organic cobalt compound deposits cobalt by thermal decomposition. Among the chemical reactions in which cobalt is produced from the organic cobalt compound, the thermal decomposition reaction is the chemical reaction by the simplest treatment. That is, cobalt is deposited only by raising the temperature of the organic cobalt compound. Furthermore, if the organocobalt compound is easily synthesized, it can be manufactured at low cost. There is a cobalt carboxylate compound as an organic cobalt compound having such properties.
That is, of the ions forming the cobalt carboxylate compound, the cobalt ion Co 3+ located at the center of the molecule is the largest. Therefore, when the cobalt ion Co 3+ and the oxygen ion O − forming the carboxyl group are covalently bonded, the distance between the cobalt ion Co 3+ and the oxygen ion O − becomes maximum. This is because the cobalt atom has a covalent bond radius of 103 pm, the oxygen atom has a covalent bond radius of 57 pm, and the carbon atom has a covalent bond radius of 75 pm. For this reason, in the cobalt carboxylate compound in which the cobalt ion and the oxygen ion forming the carboxyl group are covalently bonded, at the boiling point of the carboxylic acid, the bond between the cobalt ion having the longest bonding distance and the oxygen ion forming the carboxyl group is It is first split and separates into cobalt and carboxylic acid. When the temperature is further raised, if the carboxylic acid is a saturated fatty acid, the carboxylic acid deprives the heat of vaporization and is vaporized, and cobalt is deposited after the vaporization of the carboxylic acid is completed. Such cobalt carboxylate compounds include cobalt octylate, cobalt laurate, cobalt stearate and the like. Most of such cobalt carboxylate compounds are inexpensive industrial chemicals marketed as metal soaps.
Further, the cobalt carboxylate compound is easy to synthesize. That is, when a carboxylic acid is reacted in a strong alkaline solution such as sodium hydroxide, an alkali metal carboxylic acid compound is produced. When this alkali metal carboxylate compound is reacted with an inorganic cobalt compound such as cobalt chloride, a cobalt carboxylate compound is produced.
Further, in the cobalt carboxylate compound composed of saturated fatty acid, if the boiling point of the saturated fatty acid is low, the aluminum carboxylate compound is thermally decomposed at a low temperature, and the heat treatment cost for depositing cobalt is low. When the saturated fatty acid is a saturated fatty acid having a long chain structure, the longer the long chain, that is, the larger the molecular weight of the saturated fatty acid, the higher the boiling point of the saturated fatty acid. By the way, the boiling point of lauric acid having a molecular weight of 200.3 at atmospheric pressure is 296° C., and the boiling point of stearic acid having a molecular weight of 284.5 at atmospheric pressure is 361° C.
Further, when the saturated fatty acid is a saturated fatty acid having a branched chain structure, the chain length is shorter and the boiling point is further lower than that of a saturated fatty acid having a straight chain structure. As a result, the cobalt carboxylate compound composed of a saturated fatty acid having a branched chain structure is thermally decomposed at a low temperature. Furthermore, since saturated fatty acids having a branched chain structure are polar, cobalt carboxylate compounds composed of saturated fatty acids having a branched chain structure are also polar and are dispersed in a relatively high proportion in polar organic solvents such as alcohols. . Octyl acid is a saturated fatty acid having such a branched structure. That is, octylic acid has a structural formula represented by CH 3 (CH 2 ) 3 CH(C 2 H 5 )COOH, is branched by CH into an alkane of CH 3 (CH 2 ) 3 and C 2 H 5, and is converted into CH. The carboxyl group COOH is bound. The boiling point of octylic acid at atmospheric pressure is 228°C, which is 68°C lower than the boiling point of lauric acid described above. Therefore, cobalt octylate having a low thermal decomposition temperature is desirable as a raw material for depositing cobalt. Cobalt octylate undergoes thermal decomposition at 290° C. in the air atmosphere to precipitate cobalt, which is dispersed in methanol up to 10% by weight.
When titanium oxide or vanadium oxide having a catalytic action is used as the first fine particles, it is necessary that the second fine particles, cobalt, be deposited at a temperature higher than the temperature at which these metal oxides are deposited. In such a case, cobalt laurate having a higher thermal decomposition temperature than titanium benzoate and vanadium naphthenate is used.
実施形態４
本発明における熱処理で金属酸化物を析出する第一の金属化合物として、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが金属イオンに配位結合したカルボン酸金属化合物が適切であることを説明する。ここでは、金属酸化物を酸化チタンＴｉＯ２とし、チタン化合物の実施形態から説明する。
チタン化合物が第一の塗料の原料になるには、アルコールに分散する性質と、熱分解で酸化チタンを析出する性質とを兼備する必要がある。塩化チタンはアルコールと反応する。酸化チタンはアルコールに分散しない。このため、これら低分子量の無機チタン化合物は、アルコールに分散する性質を持たない。
なお、３０段落で説明したチタン錯イオン［ＴｉＣｌ４Ｏ］２−を有する無機金属化合物があるが、配位結合が安定でないため、熱分解でチタンを析出しない。
次に、有機チタン化合物について説明する。有機チタン化合物は、熱分解によって二酸化チタンＴｉＯ２を析出する性質を持つことが必要になる。有機チタン化合物から酸化チタンが生成される化学反応の中で、最も簡単な化学反応に熱分解反応がある。つまり、有機チタン化合物を昇温するだけで、熱分解によって酸化チタンが析出する。さらに、有機チタン化合物の合成が容易でれば、有機チタン化合物が安価に製造できる。これらの性質を兼備する有機チタン化合物にカルボン酸チタン化合物がある。
つまり、３１段落で説明したように、カルボン酸チタン化合物を構成する物質の中で、最も大きい共有結合半径を持つ物質はチタンイオンＴｉ４＋である。いっぽう、チタンイオンＴｉ４＋とカルボキシル基を構成する酸素イオンＯ−とが共有結合するカルボン酸チタン化合物は、チタンイオンと酸素イオンとの距離が最大になるため、３１段落で説明したように熱分解でチタンを析出する。従って、熱分解で酸化チタンを析出するカルボン酸チタン化合物は、チタンイオンＴｉ４＋に酸素イオンＯ−が配位結合するため近づき、これによって、酸素イオンＯ−がチタンイオンＴｉ４＋の反対側で結合するイオンと結合する距離が最も長くなる必要がある。つまり、酸素イオンＯ−がチタンイオンＴｉ４＋の反対側で結合するイオンと結合する部位が最も長いため、最初にこの結合部が分断され、チタンイオンと結合した酸素イオン、つまり、酸化チタンＴｉＯ２とカルボン酸とに分解する。このような分子構造上の特徴を持つカルボン酸チタン化合物として、カルボキシル基を構成する酸素イオンＯ−が配位子になってチタンイオンＴｉ４＋に近づいて配位結合するカルボン酸チタン化合物がある。
また、有機チタン化合物の中でカルボン酸チタン化合物は、３１段落で説明したように合成が容易で、有機酸の沸点が低くければ熱分解温度が比較的低い。このため、カルボキシル基を構成する酸素イオンが、配位子となって金属イオンに近づいて配位結合するカルボン酸金属化合物からなる錯体は、安価な工業用薬品であり、熱処理費用も安価で済む。従って、カルボキシル基を構成する酸素イオンがチタンイオンに配位結合したカルボン酸チタン化合物は、熱分解で酸化チタンを析出する安価な工業用薬品である。
こうしたカルボン酸チタン化合物として、酢酸チタン、カプリル酸チタン、安息香酸チタン、ナフテン酸チタンなどが挙げられる。しかし、安息香酸チタンを除くカルボン酸チタン化合物は、配位結合が安定していないため、熱分解で酸化チタンを析出しない。安息香酸の沸点は２４９℃であるため、安息香酸チタンは大気雰囲気の３１０℃で熱分解して酸化チタンを析出する。また、カルボン酸バナジウム化合物の中で、ナフテン酸バナジウムを除くカルボン酸バナジウム化合物は、配位結合が安定していないため、熱分解で酸化バナジウムを析出しない。いっぽう、ナフテン酸は５員環をもつ飽和脂肪酸の混合物で、一般式がＣｎＨ２ｎ−１ＣＯＯＨで示され、主成分の沸点が２６８℃で、分子量が１７０のＣ９Ｈ１７ＣＯＯＨからなる。従って、ナフテン酸バナジウムは大気雰囲気の３３０℃で熱分解して、酸化バナジウムを析出する。
なお、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが配位子になって、金属イオンに配位結合するカルボン酸金属化合物は有機金属化合物からなる錯体である。一方、３０段落で説明した錯体は、無機物の分子ないしはイオンが配位子となって、金属イオンに配位結合する金属錯イオンを有する無機金属化合物からなる錯体である。また、配位子と金属錯イオンと結合する無機物とが、カルボン酸に比べて分子量が小さいため、無機金属化合物からなる錯体の熱分解温度は、カルボン酸金属化合物の熱分解温度より低い。
It will be described that a carboxylic acid metal compound in which oxygen ions constituting a carboxyl group of a carboxylic acid are coordinate-bonded to a metal ion is suitable as the first metal compound for precipitating a metal oxide by the heat treatment in the present invention. Here, the metal oxide will be titanium oxide TiO 2 and the titanium compound will be described from the embodiment.
In order for the titanium compound to be a raw material for the first coating material, it is necessary to have both the property of being dispersed in alcohol and the property of depositing titanium oxide by thermal decomposition. Titanium chloride reacts with alcohol. Titanium oxide does not disperse in alcohol. Therefore, these low molecular weight inorganic titanium compounds do not have the property of being dispersed in alcohol.
Note that there is an inorganic metal compound having the titanium complex ion [TiCl 4 O] 2− described in paragraph 30, but titanium does not precipitate by thermal decomposition because the coordination bond is not stable.
Next, the organic titanium compound will be described. The organic titanium compound needs to have a property of precipitating titanium dioxide TiO 2 by thermal decomposition. Among the chemical reactions in which titanium oxide is produced from an organic titanium compound, the simplest chemical reaction is a thermal decomposition reaction. That is, titanium oxide is deposited by thermal decomposition only by raising the temperature of the organic titanium compound. Furthermore, if the organotitanium compound can be easily synthesized, the organotitanium compound can be produced at low cost. Titanium carboxylate compounds are organic titanium compounds having these properties.
That is, as described in the 31st paragraph, the substance having the largest covalent bond radius among the substances constituting the titanium carboxylate compound is the titanium ion Ti 4+ . On the other hand, in the titanium carboxylate compound in which the titanium ion Ti 4+ and the oxygen ion O − forming the carboxyl group are covalently bonded, the distance between the titanium ion and the oxygen ion becomes maximum, so that the thermal decomposition as described in the paragraph 31. To deposit titanium. Therefore, the titanium carboxylate compound that deposits titanium oxide by thermal decomposition approaches the titanium ion Ti 4+ because the oxygen ion O − forms a coordinate bond, whereby the oxygen ion O − bonds on the opposite side of the titanium ion Ti 4+. It is necessary for the distance to bond with the ion to be the longest. That is, since the oxygen ion O − has the longest site for binding to the ion that binds on the opposite side of the titanium ion Ti 4+ , this binding part is first split, and the oxygen ion bound to the titanium ion, that is, titanium oxide TiO 2 And carboxylic acid. As a titanium carboxylate compound having such a characteristic in molecular structure, there is a titanium carboxylate compound in which an oxygen ion O − constituting a carboxyl group serves as a ligand and approaches a titanium ion Ti 4+ to form a coordinate bond.
Further, among the organic titanium compounds, the titanium carboxylate compound is easy to synthesize as described in the 31st paragraph, and the thermal decomposition temperature is relatively low if the boiling point of the organic acid is low. Therefore, a complex composed of a carboxylic acid metal compound in which an oxygen ion forming a carboxyl group functions as a ligand and approaches a metal ion to form a coordinate bond is an inexpensive industrial chemical, and the heat treatment cost is also low. .. Therefore, a titanium carboxylate compound in which oxygen ions constituting a carboxyl group are coordinately bonded to titanium ions is an inexpensive industrial chemical that deposits titanium oxide by thermal decomposition.
Examples of such titanium carboxylate compounds include titanium acetate, titanium caprylate, titanium benzoate, titanium naphthenate, and the like. However, titanium carboxylate compounds other than titanium benzoate do not deposit titanium oxide by thermal decomposition because the coordination bond is not stable. Since the boiling point of benzoic acid is 249° C., titanium benzoate is thermally decomposed at 310° C. in the air atmosphere to precipitate titanium oxide. Among vanadium carboxylate compounds, vanadium carboxylate compounds other than vanadium naphthenate do not have stable coordination bonds, and therefore do not deposit vanadium oxide by thermal decomposition. On the other hand, naphthenic acid is a mixture of saturated fatty acids having 5-membered ring, the general formula is represented by C n H 2n-1 COOH, at the boiling point of the main component is 268 ° C., the molecular weight is from C 9 H 17 COOH in 170 .. Therefore, vanadium naphthenate is thermally decomposed at 330° C. in the air atmosphere to precipitate vanadium oxide.
In addition, the carboxylic acid metal compound that forms a ligand by the oxygen ion forming the carboxyl group of the carboxylic acid and forms a coordinate bond with the metal ion is a complex composed of an organometallic compound. On the other hand, the complex described in the 30th paragraph is a complex composed of an inorganic metal compound having a metal complex ion which forms a ligand by a molecule or ion of an inorganic substance and coordinates with a metal ion. Further, since the ligand and the inorganic substance that binds to the metal complex ion have a smaller molecular weight than the carboxylic acid, the thermal decomposition temperature of the complex composed of the inorganic metal compound is lower than the thermal decomposition temperature of the carboxylic acid metal compound.
実施形態５
本発明における塗料の原料となる有機化合物の実施形態を説明する。有機化合物は、アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、粘度がメタノールの５倍以上の粘度を持つ第二の性質と、第一ないしは第二の金属化合物の熱分解温度より沸点が低い第三の性質を兼備する。また、第三の性質は、第一の金属化合物が金属錯イオンを有する無機金属化合物の場合は沸点が１８０℃より低い。第一の金属化合物が安息香酸金属化合物の場合は、沸点が３１０℃より低い。第一の金属化合物がナフテン酸金属化合物である場合は、沸点が３３０℃より低い。さらに、オクチル酸金属化合物が第二の塗料の原料である場合は、沸点が２９０℃より低い。これら３つの性質を兼備する有機化合物に、カルボン酸エステル類、グリコール類、ないしは、グリコールエーテル類に属する有機化合物がある。
なお、メタノールの粘度は２０℃で０．５９ｍＰａ秒であり、有機化合物は２０℃で３ｍＰａ秒以上の粘度が必要になる。いっぽう、有機化合物の粘度は、一般的に沸点が低くなるほど低い。これは、分子量が小さい有機化合物ほど沸点は低く、また、粘度も低いことに依る。前記のように、有機化合物に必要とされる沸点には１５０℃の温度差があるため、使用できる有機化合物の粘度は大きく変わる。従って、有機化合物の粘度に応じて、金属化合物のアルコール分散液に混合する有機化合物の混合割合を変えることで、一定の粘度幅の塗料が製造でき、これを用いて５００ｎｍより膜厚が薄い触媒作用を発揮する積層体が製造できる。
Embodiment 5
An embodiment of an organic compound which is a raw material of a coating material in the present invention will be described. The organic compound has the first property of being dissolved or miscible in alcohol, the second property of having a viscosity of 5 times or more that of methanol, and the first property of having a boiling point lower than the thermal decomposition temperature of the first or second metal compound. Combines the three properties. Further, the third property is that the boiling point is lower than 180° C. when the first metal compound is an inorganic metal compound having a metal complex ion. When the first metal compound is a benzoic acid metal compound, the boiling point is lower than 310°C. When the first metal compound is a metal naphthenate compound, the boiling point is lower than 330°C. Further, when the metal octylate compound is the raw material of the second coating material, the boiling point is lower than 290°C. Organic compounds belonging to these three properties include carboxylic acid esters, glycols, and glycol ethers.
The viscosity of methanol is 0.59 mPa sec at 20°C, and the organic compound needs to have a viscosity of 3 mPa sec or more at 20°C. On the other hand, the viscosity of the organic compound is generally lower as the boiling point is lower. This is because an organic compound having a smaller molecular weight has a lower boiling point and a lower viscosity. As described above, since the boiling point required for the organic compound has a temperature difference of 150° C., the viscosity of the organic compound that can be used varies greatly. Therefore, by changing the mixing ratio of the organic compound to be mixed with the alcohol compound dispersion liquid of the metal compound according to the viscosity of the organic compound, a paint having a constant viscosity range can be produced. It is possible to manufacture a laminate that exhibits the action.
最初に、カルボン酸エステル類について説明する。カルボン酸エステル類は、飽和カルボン酸からなる第一のエステル類と、不飽和カルボン酸からなる第二のエステル類と、芳香族カルボン酸からなる第三のエステル類とに分けられ、多くのカルボン酸エステルはメタノールに溶解ないしは混和する。
第一のエステル類の中で、沸点が１８０℃より低い飽和カルボン酸からなるエステルは、メタノールに溶解するが、粘度がメタノールの粘度の５倍より小さい。
また、第一のエステル類の中で、沸点が３３０℃より低い飽和カルボン酸からなるエステルは、粘度がメタノールの粘度の５倍より小さい。
さらに、第二のエステル類の中で、沸点が３３０℃より低い不飽和カルボン酸からなるエステルは、メタノールに溶解するが、粘度がメタノールの粘度の５倍より小さい。
いっぽう、第三のエステル類の中で、沸点が最も低いエステルに、沸点が２００℃の安息香酸メチルがあるが、粘度はメタノールの５倍未満である。さらに分子量が大きい安息香酸イソプロピルの沸点は２２２℃と高まるが、粘度はメタノールの５倍未満である。さらに分子量が大きい安息香酸ベンジルは、２０℃の粘度が９．７ｍＰａ秒とメタノールの５倍より大きくなるが、沸点が３２４℃である。従って、安息香酸ベンジルのみが、ナフテン酸金属化合物を用いた第一の塗料の第二の原料になる。
さらに、第三のエステル類に属し、ベンゼンジカルボン酸からなるエステル類の中でフタル酸エステルが最も分子量が小さく、メタノールに溶解ないしは混和する。さらに、フタル酸エステルの中で最も分子量が小さいフタル酸ジメチルは、沸点が２８３℃で、２５℃の粘度が１７．２ｍＰａ秒と大きい。また、フタル酸ジエチルは、沸点が２９４℃で、２０℃の粘度が１３ｍＰａ秒である。さらに分子量が大きいフタル酸ジアリルは、沸点が３２９℃と高い。このため、フタル酸ジメチルは、第一の塗料の第二の原料と、第二の塗料の原料になる。また、フタル酸ジエチルは、第一の塗料の第二の原料になる。
以上に説明したように、カルボン酸エステル類に属する有機化合物の中で、塗料の原料となる有機化合物は少ない。
First, the carboxylic acid esters will be described. Carboxylic acid esters are classified into a first ester composed of a saturated carboxylic acid, a second ester composed of an unsaturated carboxylic acid, and a third ester composed of an aromatic carboxylic acid. The acid ester is dissolved or mixed in methanol.
Among the first esters, the ester composed of a saturated carboxylic acid having a boiling point lower than 180° C. dissolves in methanol, but the viscosity is less than 5 times the viscosity of methanol.
Further, among the first esters, the ester composed of a saturated carboxylic acid having a boiling point lower than 330° C. has a viscosity smaller than 5 times that of methanol.
Further, among the second esters, the ester composed of an unsaturated carboxylic acid having a boiling point lower than 330° C. is soluble in methanol, but has a viscosity smaller than 5 times that of methanol.
On the other hand, among the third esters, the ester having the lowest boiling point is methyl benzoate having a boiling point of 200° C., but the viscosity is less than 5 times that of methanol. The boiling point of isopropyl benzoate having a higher molecular weight is as high as 222° C., but the viscosity is less than 5 times that of methanol. Benzyl benzoate having a higher molecular weight has a viscosity at 20° C. of 9.7 mPa sec, which is more than 5 times that of methanol, but has a boiling point of 324° C. Therefore, only benzyl benzoate is the second raw material of the first paint using the metal naphthenate compound.
Further, among the esters consisting of benzenedicarboxylic acid, which belongs to the third ester group, phthalic acid ester has the smallest molecular weight and is soluble or miscible in methanol. Furthermore, dimethyl phthalate, which has the smallest molecular weight among phthalates, has a boiling point of 283° C. and a viscosity at 25° C. of 17.2 mPa sec. Further, diethyl phthalate has a boiling point of 294° C. and a viscosity at 20° C. of 13 mPa sec. Further, diallyl phthalate having a large molecular weight has a high boiling point of 329° C. Therefore, dimethyl phthalate serves as the second raw material for the first coating material and the second raw material for the second coating material. In addition, diethyl phthalate is the second raw material for the first paint.
As described above, among the organic compounds belonging to the carboxylic acid esters, there are few organic compounds that are raw materials for the coating material.
次に、グリコール類について説明する。グリコール類には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコールの６種類のグリコールがある。これらのグリコール類は、いずれもメタノールに溶解ないしは混和する液状モノマーである。
エチレングリコールは、沸点が１９７℃で、２０℃の粘度が２３．５ｍＰａ秒である。ジエチレングリコールは、沸点が２４４℃で、２０℃の粘度が３６ｍＰａ秒である。また、プロピレングリコールは、沸点が１８８℃で、２５℃の粘度が４８．６ｍＰａ秒である。さらに、ジプロピレングリコールは、沸点が２３２℃で、２５℃の粘度が７５ｍＰａ秒である。また、トリプロピレングリコールは、沸点が２６５℃で、２５℃の粘度が５７．２ｍＰａ秒である。従って、グリコール類の多くは、第一の塗料の第二の原料と、第二の塗料の原料になる。また、プロピレングリコールは、一部の金属錯イオンを有する無機金属化合物を用いた第一の塗料の第一の原料になりうる。
以上に説明したように、グリコール類に属する有機化合物の中には、第一の塗料の第二の原料と、第二の塗料の原料になる有機化合物が存在する。
Next, glycols will be described. There are six types of glycols, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, and tripropylene glycol. All of these glycols are liquid monomers which are soluble or miscible in methanol.
Ethylene glycol has a boiling point of 197° C. and a viscosity at 20° C. of 23.5 mPa sec. Diethylene glycol has a boiling point of 244° C. and a viscosity at 20° C. of 36 mPa sec. Further, propylene glycol has a boiling point of 188° C. and a viscosity at 25° C. of 48.6 mPa sec. Furthermore, dipropylene glycol has a boiling point of 232° C. and a viscosity at 25° C. of 75 mPa sec. Tripropylene glycol has a boiling point of 265° C. and a viscosity at 25° C. of 57.2 mPa sec. Therefore, most of glycols are the second raw material of the first paint and the raw material of the second paint. Further, propylene glycol can be a first raw material of a first coating material using an inorganic metal compound having a part of metal complex ions.
As described above, among the organic compounds belonging to glycols, there are the second raw material of the first coating material and the organic compound serving as the raw material of the second coating material.
最後に、グリコールエーテルについて説明する。グリコールエーテル類は、エチレングリコール系エーテル（以下にＥ．Ｏ．系グリコールと記載する）と、プロピレングリコール系エーテル（以下にＰ．Ｏ．系グリコールと記載する）と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールの各々の末端の水素をアルキル基で置換したジアルキルグリコールエーテルとの３種類がある。これらのグリコールエーテルはメタノールに溶解する液体である。以下に記載する粘度は、２０℃における粘度である。
最初に塗料の原料となるＥ．Ｏ．系グリコールを説明する。沸点が１８０℃より低いＥ．Ｏ．系グリコールに、沸点が１７１℃で粘度が３．５ｍＰａ秒のブチルグリコールがある。従って、ブチルグリコールは、第一の塗料の第一の原料になる。
沸点が２９０℃より低いＥ．Ｏ．系グリコールに、沸点が１９４℃で粘度が３．９ｍＰａ秒のメチルジグリコールと、沸点が２０７℃で粘度が４．９ｍＰａ秒のイソプロピルジグリコールと、沸点が２０８℃で粘度が５．２ｍＰａ秒のヘキシルグリコールと、沸点が２２０℃で粘度が５．２ｍＰａ秒のイソブチルジグリコールと、沸点が２２９℃で粘度が７．６ｍＰａ秒の２エチルヘキシルグリコールと、沸点が２３１℃で粘度が６．５ｍＰａ秒のブジルジグリコールと、沸点が２４５℃で粘度が３０．５ｍＰａ秒のフェニルグリコールと、沸点が２４９℃で粘度が７．５ｍＰａ秒のメチルトリグリコールと、沸点が２５６℃で粘度が１２ｍＰａ秒のベンジルグリコールと、沸点が２５９℃で粘度が８．６ｍＰａ秒のヘキシルジグリコールと、沸点が２７１℃で粘度が８．１ｍＰａ秒のブチルトリグリコールと、沸点が２７２℃で粘度が１０．４ｍＰａ秒の２エチルヘキシルジグリコールとがある。従って、これらのグリコールエーテルは、第一の塗料の第二の原料と、第二の塗料の原料になる。
沸点が３３０℃より低いＥ．Ｏ．系グリコールに、沸点が３０２℃で粘度が１９．３ｍＰａ秒のベンジルジグリコールがある。ベンジルジグリコールは、第一の塗料の第二の原料になる。
次に、塗料の原料となるＰ．Ｏ．系グリコールを説明する。沸点が１９０℃より低いＰ．Ｏ．系グリコールに、沸点が１７０℃で粘度が３．４ｍＰａ秒のブチルプロピレングリコールと、沸点が１８７℃で粘度が４．１ｍＰａ秒のメチルプロピレンジグリコルがある。従って、これらのＰ．Ｏ．系グリコールは、第一の塗料の第一の原料になりえる。
沸点が２９０℃より低いＰ．Ｏ．系グリコールに、沸点が２１２℃で粘度が１０．８ｍＰａ秒のプロピルプロピレンジグリコールと、沸点が２３１℃で粘度が７．４ｍＰａ秒のブチルプロピレンジグリコールと、沸点が２４３℃で粘度が２３．２ｍＰａ秒のフェニルプロピレングリコールと、沸点が２７４℃で粘度が８．２ｍＰａ秒のブチルプロピレントリグリコールとがある。従って、これらのグリコールエーテルは、第一の塗料の第二の原料と、第二の塗料の原料になる。
最後に、ジアルキルグリコールエーテルの中で、沸点が２１６℃で粘度が３．８ｍＰａ秒のジメチルトリグリコールがあり、第一の塗料の第二の原料と、第二の塗料の原料になる。
以上に説明したように、グリコールエーテル類に属する有機化合物の中には、第一の塗料と第二の塗料との原料になる多くの有機化合物が存在する。
Finally, the glycol ether will be described. Glycol ethers include ethylene glycol ethers (hereinafter referred to as EO glycols), propylene glycol ethers (hereinafter referred to as PO glycols), ethylene glycol, diethylene glycol, and triethylene. There are three types of dialkyl glycol ether in which hydrogen at each terminal of glycol is substituted with an alkyl group. These glycol ethers are liquids that dissolve in methanol. The viscosity described below is the viscosity at 20°C.
First, the E. O. The system glycol will be described. E. B. having a boiling point lower than 180° C. O. The system glycol includes butyl glycol having a boiling point of 171° C. and a viscosity of 3.5 mPa sec. Therefore, butyl glycol is the first raw material of the first paint.
E. B. having a boiling point lower than 290°C. O. Methyldiglycol having a boiling point of 194° C. and a viscosity of 3.9 mPa sec, isopropyldiglycol having a boiling point of 207° C. and a viscosity of 4.9 mPa sec, and a boiling point of 208° C. and a viscosity of 5.2 mPa sec. Hexyl glycol, isobutyldiglycol having a boiling point of 220° C. and a viscosity of 5.2 mPa sec, 2 ethylhexyl glycol having a boiling point of 229° C. and a viscosity of 7.6 mPa sec, and boiling point of 231° C. and a viscosity of 6.5 mPa sec. Butyldiglycol, phenyl glycol with a boiling point of 245° C. and a viscosity of 30.5 mPa sec, methyltriglycol with a boiling point of 249° C. and a viscosity of 7.5 mPa sec, and benzyl glycol with a boiling point of 256° C. and a viscosity of 12 mPa sec. Hexyl diglycol having a boiling point of 259° C. and a viscosity of 8.6 mPa sec, butyl triglycol having a boiling point of 271° C. and a viscosity of 8.1 mPa sec, and 2 ethylhexyl having a boiling point of 272° C. and a viscosity of 10.4 mPa sec. There is diglycol. Therefore, these glycol ethers serve as the second raw material of the first paint and the raw material of the second paint.
E.P. having a boiling point lower than 330° C. O. The system glycol includes benzyldiglycol having a boiling point of 302° C. and a viscosity of 19.3 mPa sec. Benzyl diglycol is the second raw material for the first paint.
Next, P. O. The system glycol will be described. The boiling point is lower than 190°C. O. The system glycol includes butyl propylene glycol having a boiling point of 170° C. and a viscosity of 3.4 mPa second, and methyl propylene diglycol having a boiling point of 187° C. and a viscosity of 4.1 mPa second. Therefore, these P. O. The system glycol can be the first raw material of the first paint.
The boiling point is lower than 290°C. O. Propylene propylene diglycol having a boiling point of 212° C. and a viscosity of 10.8 mPa sec, butyl propylene diglycol having a boiling point of 231° C. and a viscosity of 7.4 mPa sec, and a boiling point of 243° C. and a viscosity of 23.2 mPas. Sec phenyl propylene glycol and butyl propylene triglycol having a boiling point of 274° C. and a viscosity of 8.2 mPa sec. Therefore, these glycol ethers are the second raw material of the first paint and the raw material of the second paint.
Finally, among the dialkyl glycol ethers, there is dimethyltriglycol having a boiling point of 216° C. and a viscosity of 3.8 mPa sec, which is the second raw material of the first paint and the raw material of the second paint.
As described above, among the organic compounds belonging to the glycol ethers, there are many organic compounds that are raw materials for the first paint and the second paint.
実施例１
本実施例は、３５ｇ（０．１７モルに相当する）のジクロロジアンミンパラジウム（株式会社徳力本店の製品）と、５９ｇ（０．１７モルに相当する）のオクチル酸コバルト（米山薬品工業株式会社の製品）とが、各々１０重量％を占めるようにメタノール（試薬一級品）に分散し、この分散液にブチルグリコール（日本乳化剤株式会社の製品）が２５重量％を占めるように混合し、第一の塗料を作成した。
Example 1
In this example, 35 g (corresponding to 0.17 mol) of dichlorodiamminepalladium (a product of Tokoriki Head Office Co., Ltd.) and 59 g (corresponding to 0.17 mol) of cobalt octylate (from Yoneyama Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) Product) and 10% by weight each of which are dispersed in methanol (first-grade reagent), and butyl glycol (a product of Nippon Emulsifier Co., Ltd.) is mixed in this dispersion to make up 25% by weight. Created the paint.
実施例２
本実施例は、５３ｇ（０．１７モルに相当する）のヘキサアンミンルテニウム塩化物（和光純薬工業株式会社の製品）と、５９ｇ（０．１７モルに相当する）のオクチル酸コバルトとが、各々１０重量％を占めるようにメタノールに分散し、この分散液にブチルグリコールが２５重量％を占めるように混合し、第二の塗料を作成した。
Example 2
In this example, 53 g (corresponding to 0.17 mol) of hexaammineruthenium chloride (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 59 g (corresponding to 0.17 mol) of cobalt octylate were prepared. Each was dispersed in methanol so as to occupy 10% by weight, and this dispersion was mixed so that butylglycol would occupy 25% by weight to prepare a second paint.
実施例３
本実施例では、５１ｇ（０．１７モルに相当）のジアンミン白金塩化物（三津和化学薬品株式会社の製品）と、８３ｇ（０．１７モルに相当する）オクチル酸鉄（和光純薬工業株式会社の製品）とが、各々１０重量％を占めるようにメタノールに分散し、この分散液にブチルグリコールが２５重量％を占めるように混合し、第三の塗料を作成した。
Example 3
In this example, 51 g (corresponding to 0.17 mol) of diammine platinum chloride (a product of Mitsuwa Chemical Co., Ltd.) and 83 g (corresponding to 0.17 mol) of iron octylate (Wako Pure Chemical Industries Ltd.) The product of the company) was dispersed in methanol so as to occupy 10% by weight, and the dispersion was mixed so that butylglycol occupies 25% by weight to prepare a third paint.
実施例４
本実施例は、５３ｇ（０．１７モルに相当）のヘキサアンミンロジウム塩化物（三津和化学薬品株式会社の製品）と、８３ｇ（０．１７モルに相当）のオクチル酸鉄とが、各々１０重量％になるようにメタノールに分散し、この分散液にブチルグリコールが２５重量％を占めるように混合し、第四の塗料を作成した。
Example 4
In this example, 53 g (corresponding to 0.17 mol) of hexaammine rhodium chloride (a product of Mitsuwa Chemical Co., Ltd.) and 83 g (corresponding to 0.17 mol) of iron octylate were each 10 Dispersion was carried out in methanol so that the amount of the composition became 4% by weight, and this dispersion was mixed so that butylglycol occupies 25% by weight to prepare a fourth paint.
実施例５
本実施例では、３０ｇ（０．１７モルに相当する）のジアンミン銀塩化物（田中貴金属工業株式会社の製品）と、８３ｇ（０．１７モルに相当する）のオクチル酸鉄とが、各々１０重量％になるようにメタノールに分散し、この分散液にブチルグリコールが２５重量％を占めるように混合し、第五の塗料を作成した。
Example 5
In this example, 30 g (corresponding to 0.17 mol) of diammine silver chloride (a product of Tanaka Kikinzoku Kogyo Co., Ltd.) and 83 g (corresponding to 0.17 mol) of iron octylate were each 10 Dispersion was carried out in methanol so that the amount of the composition was 5% by weight, and this dispersion was mixed so that butylglycol occupies 25% by weight to prepare a fifth paint.
実施例６
本実施例では、４３ｇ（０．１７モルに相当する）のテトラアンミン銅二硝酸塩（和光純薬工業株式会社の製品）と、８３ｇ（０．１７モルに相当する）のオクチル酸ニッケル（和光純薬工業株式会社の製品）とが、各々１０重量％になるようにメタノールに分散し、この分散液にブチルグリコールが２５重量％を占めるように混合し、第六の塗料を作成した。
Example 6
In this example, 43 g (corresponding to 0.17 mol) of tetraammine copper dinitrate (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 83 g (corresponding to 0.17 mol) of nickel octylate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) And a product of Kogyo Co., Ltd. were dispersed in methanol so that each of them would be 10% by weight, and this dispersion was mixed so that butylglycol occupies 25% by weight to prepare a sixth paint.
実施例７
本実施例では、９０ｇ（０．１７モルに相当する）のテトラ安息香酸チタン（三津和化学薬品株式会社の製品）と、７８ｇ（０．１７モルに相当する）のラウリン酸ニッケル（三津和化学薬品株式会社の製品）とが、各々１０重量％になるようにメタノールに分散し、この分散液にフタル酸ジメチル（和光純薬工業株式会社の製品）が５重量％を占めるように混合し、第七の塗料を作成した。
Example 7
In this example, 90 g (corresponding to 0.17 mol) of titanium tetrabenzoate (a product of Mitsuwa Chemicals Co., Ltd.) and 78 g (corresponding to 0.17 mol) of nickel laurate (Mitsuwa Chemical). The product of Yakuhin Co., Ltd.) is dispersed in methanol so as to each be 10% by weight, and dimethyl phthalate (a product of Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is mixed in this dispersion so as to occupy 5% by weight, Created the seventh paint.
実施例８
本実施例では、１２５ｇ（０．１７モルに相当する）のナフテン酸バナジウム（キシダ化学株式会社の製品）と、７８ｇ（０．１７モルに相当する）のラウリン酸ニッケルとが、各々１０重量％になるようにメタノールに分散し、この分散液にフタル酸ジメチルが５重量％を占めるように混合し、第八の塗料を作成した。
Example 8
In this example, 125 g (corresponding to 0.17 mol) of vanadium naphthenate (a product of Kishida Chemical Co., Ltd.) and 78 g (corresponding to 0.17 mol) of nickel laurate were each 10% by weight. The resulting dispersion was mixed with methanol so that dimethyl phthalate accounted for 5% by weight, and an eighth paint was prepared.
実施例９
本実施例は、最も一般的な強磁性材料からなる板材である一般構造用圧延鋼板（ＪＩＳ記号ＧＳ３１０１）からなる厚みが１．２ｍｍの板材を、１０ｍｍ×５０ｍｍで切り出し、この表面に実施例１−８の各々の塗料を塗布した。さらに、実施例１、３、５の塗料はアンモニア雰囲気の１８０℃まで昇温し、実施例２、４の塗料は水素雰囲気の２２０℃まで昇温し、実施例６の塗料はアンモニア雰囲気の２００℃まで昇温し、それぞれの温度に５分間放置させた後に、さらに３００℃まで昇温して１分間放置し、室温まで冷却した。実施例７の塗料は大気雰囲気の３１０℃まで昇温し、実施例８の塗料は大気雰囲気の３３０℃まで昇温し、それぞれの温度に１分間放置させた後に、３６０℃まで昇温し、１分間放置した後に、室温まで冷却した。こうして実施例１−８の塗料に該当する試料１−８を作成した。この後、試料１−８の各々に、試料の厚み方向に５ｋＯｅ（４００ｋＡ／ｍ）からなる磁場を加えた。
最初に、試料１−８について、試料表面に形成した膜と板材との結合力を、ＪＩＳ Ｚ０２３７に規定された粘着力の試験方法に基づいて測定した。試料１−６は８００ｇの荷重に耐え、試料７、８は６００ｇの荷重に耐えた。このため、板材に形成した膜は、触媒としての機能を発揮する際に加えられる様々な物理的応力でも剥がれず、長期にわたって板材に結合する。
次に、試料１−８の表面と、試料１−８の中央部分で切断した切断面とを、電子顕微鏡で観察した。電子顕微鏡は、ＪＦＥテクノリサーチ株式会社が所有する極低加速電圧ＳＥＭを用いた。この装置は１００Ｖからの極低加速電圧による表面観察が可能で、導電性の被膜を形成せずに直接表面が観察できる。
最初に、試料１−８の表面からの反射電子線について、９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。試料１−８の表面は、いずれも４０−６０ｎｍの大きさの粒状微粒子の集まりが析出し、いずれの微粒子の表面は、５０％の以上の表面が直接外界に晒され、粒状微粒子同士が接触部位で接合していた。
次に、試料１−８の表面からの反射電子線の９００−１０００Ｖの間にあるエネルギーを抽出して画像処理を行い、画像の濃淡によって材質の違いを観察した。いずれの試料も濃淡が認められたため、異なる原子から構成されていることが分かった。
さらに、試料１−８の表面からの特性エックス線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状微粒子を構成する元素の種類とその分布状態を分析した。試料１はパラジウム原子とコバルト原子との２種類の原子が、試料２はルテニウム原子とコバルト原子との２種類の原子が、試料３は白金原子と鉄原子との２種類の原子が、試料４はロジウム原子と鉄原子との２種類の原子が、試料５は銀原子と鉄原子との２種類の原子が、試料６は銅原子とニッケル原子との２種類の原子が均等に存在し、特段に偏在する箇所が見られなかった。試料７はチタン原子と酸素原子とが互いに近接し、この周囲にニッケル原子が存在し、３種類の原子は偏在しなかった。また、試料８はバナジウム原子と酸素原子とが互いに近接し、この周囲にニッケル原子が存在し、３種類の原子は偏在しなかった。従って、試料１−６は２種類の金属からなる大きさが４０−６０ｎｍの粒状の金属微粒子である。
次に、試料７と試料８については、極低加速電圧ＳＥＭの機能にＥＢＳＰ解析機能を付加し、結晶構造の解析を行なった。この結果、試料７には酸化チタンが、試料８には酸化バナジウムが形成されていた。従って、試料７は酸化チタンとニッケルとからなる大きさが４０−６０ｎｍの２種類の粒状の微粒子であり、試料８は酸化バナジウムとニッケルとからなる大きさが４０−６０ｎｍの２種類の粒状の微粒子である。
さらに、試料１−８の断面からの反射電子線について、９００−１０００Ｖの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。試料１−８の断面は、いずれも４０−６０ｎｍの大きさからなる粒状微粒子が、５層前後積み重なった膜厚が３００ｎｍ未満の積層体で構成されていた。この微粒子の集まりからなる積層体を、試料１におけるパラジウム微粒子とコバルト微粒子とからなる積層体で代表させ、図１に模式的に図示した。１は圧延鋼板で、２はパラジウム微粒子で、３はコバルト微粒子である。
以上の結果から、試料１の表面は、パラジウム微粒子とコバルト微粒子との触媒作用を発揮する。試料２の表面は、ルテニウム微粒子とコバルト微粒子との触媒作用を発揮する。試料３の表面は、白金微粒子の触媒作用を発揮する。試料４の表面は、ロジウム微粒子の触媒作用を発揮する。試料５の表面は、銀微粒子の触媒作用を発揮する。試料６の表面は、銅微粒子とニッケル微粒子との触媒作用を発揮する。試料７の表面は、酸化チタン微粒子とニッケル微粒子との触媒作用を発揮する。試料８の表面は、酸化バナジウム微粒子とニッケル微粒子との触媒作用を発揮する。
Example 9
In this example, a plate material having a thickness of 1.2 mm and made of a general structural rolled steel plate (JIS symbol GS3101), which is a plate material made of the most common ferromagnetic material, was cut into a size of 10 mm×50 mm, and the surface of this example 1 Each paint of No. 8 was applied. Furthermore, the paints of Examples 1, 3, and 5 are heated to 180° C. in an ammonia atmosphere, the paints of Examples 2 and 4 are heated to 220° C. in a hydrogen atmosphere, and the paint of Example 6 is 200° C. in an ammonia atmosphere. The temperature was raised to 0° C. and left at each temperature for 5 minutes, further raised to 300° C. and left for 1 minute, and cooled to room temperature. The coating material of Example 7 was heated to 310° C. in the air atmosphere, the coating material of Example 8 was heated to 330° C. in the air atmosphere, left at each temperature for 1 minute, and then heated to 360° C., After standing for 1 minute, it was cooled to room temperature. Thus, a sample 1-8 corresponding to the coating material of Example 1-8 was prepared. After that, a magnetic field of 5 kOe (400 kA/m) was applied to each of Samples 1-8 in the thickness direction of the sample.
First, with respect to Sample 1-8, the bonding force between the film formed on the sample surface and the plate material was measured based on the adhesive strength test method stipulated in JIS Z0237. Samples 1-6 withstood a load of 800 g, and
Next, the surface of Sample 1-8 and the cut surface cut at the central portion of Sample 1-8 were observed with an electron microscope. As the electron microscope, an extremely low accelerating voltage SEM owned by JFE Techno Research Co., Ltd. was used. This device is capable of observing the surface with an extremely low acceleration voltage from 100 V, and the surface can be directly observed without forming a conductive film.
First, with respect to the reflected electron beam from the surface of Sample 1-8, the secondary electron beam in the range of 900 to 1000 V was extracted and image processing was performed. On the surface of each of the samples 1-8, a collection of 40-60 nm-sized granular fine particles was deposited, and 50% or more of the surface of any of the fine particles was directly exposed to the external environment, and the fine particles contacted each other. It was joined at the site.
Next, the energy in the range of 900-1000 V of the reflected electron beam from the surface of Sample 1-8 was extracted and image processing was performed, and the difference in the material was observed depending on the density of the image. Since light and shade were observed in all samples, it was found that they were composed of different atoms.
Further, the energy of the characteristic X-ray from the surface of Sample 1-8 and its intensity were image-processed, and the kinds of elements constituting the particulate particles and the distribution state thereof were analyzed. Sample 1 has two types of atoms, a palladium atom and a cobalt atom,
Next, regarding
Further, with respect to the reflected electron beam from the cross section of Sample 1-8, the secondary electron beam in the range of 900 to 1000 V was extracted and image processing was performed. The cross section of Sample 1-8 was composed of a laminated body in which granular fine particles having a size of 40-60 nm were stacked in about 5 layers and the film thickness was less than 300 nm. The laminated body composed of the collection of the fine particles is represented by the laminated body composed of the palladium fine particles and the cobalt fine particles in Sample 1 and is schematically shown in FIG. Reference numeral 1 is a rolled steel plate, 2 is palladium fine particles, and 3 is cobalt fine particles.
From the above results, the surface of Sample 1 exhibits the catalytic action of palladium fine particles and cobalt fine particles. The surface of
実施例１０
本実施例は、ハニカムセラミックを用い、塗料２と塗料１と塗料３とに浸漬する際の深さを順に浅くし、それぞれの塗料を内部の貫通孔に真空含浸し、さらに、オクチル酸コバルトが熱分解する温度に昇温し、内部の貫通孔の互いに異なる３箇所の表面に、３種類の積層体の各々を形成した。なお、ハニカムセラミックは、自動車の３元触媒装置に用いられている触媒担体用セラミックス（日本ガイシ株式会社の製品であるハニセラム）を用いた。このハニセラムは、セルの壁の厚みが６ミル（１ミルは１／１０００インチ）で、セルの数は１平方インチ当たり４００個である。
予め貯液槽と含浸槽とが１組になった３組の真空含浸装置を用意し、各々の貯液槽に３種類の塗料の各々を充填する。最初に、塗料２が充填された真空含浸装置を用い、ハニカムセラミックの全体に塗料２を浸透させる。次に、塗料２に浸漬したハニカムセラミックを、塗料１が充填された真空含浸装置を用いて、ハニカムセラミックの２／３の高さまで、塗料１を浸透させる。最後に、塗料１に浸漬したハニカムセラミックを、塗料３が充填された真空含浸装置を用いて、ハニカムセラミックの１／３の高さまで塗料３を浸透させる。この後、ハニカムセラミックをアンモニア雰囲気の２００℃まで昇温し、５分間放置させた後に、３００℃まで昇温して１分間放置し、室温まで冷却して試料９を作成した。
次に、試料９の塗料２のみが塗布された部位と、塗料２の上に塗料１が塗布された部位と、塗料１の上に塗料３が塗布された部位とを垂直に輪切りし、各々の切断面におけるセルの内壁を、実施例９と同様にＳＥＭによって観察した。
塗料２のみが塗布されたセルの内壁は、４０−６０ｎｍの大きさからなるルテニウムの粒状微粒子とコバルトの粒状微粒子とが、５層前後積み重なった膜厚が３００ｎｍ未満の第一層の積層を形成した。また、塗料２の上に塗料１が塗布されたセルの内壁は、第一層の積層体の上に、４０−６０ｎｍの大きさからなるパラジウムの粒状微粒子とコバルトの粒状微粒子とが、５層前後積み重なった膜厚が３００ｎｍ未満の第二層の積層体を形成した。さらに、塗料１の上に塗料３が塗布されたセルの内壁は、第一層の積層体と第二層の積層体とからなる２層の積層体の上に、４０−６０ｎｍの大きさからなる白金の粒状微粒子とコバルトの粒状微粒子とが、５層前後積み重なった膜厚が３００ｎｍ未満の第三層の積層体が積み重なった３層の積層体を形成した。第三層の積層体の表面は、いずれの微粒子についても５０％の以上の表面が直接外界に晒され、粒状微粒子同士が接触部位で接合していた。図２に、３層の積層体が積み重なった積層体を模式的に図示した。４はセルの内壁で、５は第一層の積層体で、６は第二層の積層体で、７は第三層の積層体である。
以上の結果から、ハニカムセラミックの内部の貫通孔は、ルテニウムとコバルトとの触媒作用を発揮する部位と、パラジウムとコバルトとの触媒作用を発揮する部位と、白金とコバルトとの触媒作用を発揮する部位とからなり、互いに異なる３カ所に、互いに異なる触媒作用を発揮する積層体が形成された。
なお、前記したハニカムセラミックは非磁性体のＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系のセラミックスであるコージェライトから構成されているが、マンガン亜鉛フェライトやニッケル亜鉛フェライトなどの強磁性粉体を原料として用い、押出成形でハニカムセラミックを成形すれば、強磁性のハニカムセラミックが成形される。この強磁性のハニカムセラミックからなるセルの内壁の表面に、前記した互いに異なる３カ所に、互いに異なる触媒作用を発揮する積層体を形成すれば、積層体はハニカムセラミックに磁気吸着する。この後、ハニカムセラミックの長さ方向に磁場を加え、積層体を構成するコバルト微粒子の磁化方向を磁場方向に揃わせ、コバルト微粒子が発揮する磁化を増大させ、また、ハニカムセラミックの磁化方向も磁場方向に揃わせれば、積層体は内部の貫通孔の表面に強固に磁気吸着する。
Example 10
In this embodiment, honeycomb ceramics are used, and the depths when they are dipped in the
Three sets of vacuum impregnation devices, each having a liquid storage tank and an impregnation tank, are prepared in advance, and each of the liquid storage tanks is filled with each of the three kinds of paints. First, using a vacuum impregnating device filled with the
Next, a portion of the sample 9 where only the
The inner wall of the cell to which only the
From the above results, the through-holes inside the honeycomb ceramic exhibit the catalytic action of ruthenium and cobalt, the catalytic action of palladium and cobalt, and the catalytic action of platinum and cobalt. A laminate having different catalytic functions was formed at three different locations, each of which was composed of a portion.
Although the above-mentioned honeycomb ceramic is composed of cordierite which is a non-magnetic MgO/Al 2 O 3 /SiO 2 ceramics, a ferromagnetic powder such as manganese zinc ferrite or nickel zinc ferrite is used as a raw material. If the honeycomb ceramic is formed by extrusion molding, a ferromagnetic honeycomb ceramic is formed. By forming a laminated body exhibiting different catalytic actions at the above-mentioned three different places on the surface of the inner wall of the cell made of this ferromagnetic honeycomb ceramic, the laminated body is magnetically adsorbed to the honeycomb ceramic. After that, a magnetic field is applied in the length direction of the honeycomb ceramic to align the magnetization direction of the cobalt fine particles forming the laminated body with the magnetic field direction and increase the magnetization exhibited by the cobalt fine particles. If they are aligned in the direction, the laminated body will be strongly magnetically attracted to the surface of the internal through hole.
前記した実施例は、本発明の一部の事例に過ぎない。つまり、触媒作用を有する金属を熱分解で析出する、金属錯イオンを有する無機金属化合物は、実施例１−６の無機金属化合物は一例に過ぎない。また、オクチル酸金属化合物との組み合わせも、実施例１−６は一例に過ぎない。また、テトラ安息香酸チタンないしはナフテン酸バナジウムとラウリン酸金属化合物の組み合わせも、実施例７と実施例８は一例に過ぎない。
また、実施例では示さなかったが、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸コバルトを用いて、第二の塗料を作成することは容易であり、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸コバルトを熱分解すれば、ニッケル微粒子ないしはコバルト微粒子によって積層体を容易に形成できる。
さらに、塗料を塗布ないしは印刷する基材は、実施例で示した板材とハニカムセラミックとに限定されない。金属箔ないしは合金泊からなるハニカム、面状フィルター、多孔質フィルターなど様々な形状や構造に加工した基材ないしは部品に対しても、粘度が低い塗料を塗布ないしは印刷できる。この基材ないしは部品を第二の金属化合物が熱分解する温度に昇温すれば、触媒作用を発揮する積層体が基材ないしは部品に形成される。
従って、本発明に依れば、磁気吸引力で接合した２種類の微粒子の集りからなる積層体の表面は、ないしは、金属結合した金属微粒子の集りからなる積層体の表面は、４０−６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が接合ないしは結合したため、微粒子の表面が５０％より広い表面を直接外界に晒さらし、積層体は微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を効率よく発揮することができる。
The embodiments described above are only some examples of the present invention. That is, the inorganic metal compound having a metal complex ion, which deposits a metal having a catalytic action by thermal decomposition, is only one example of the inorganic metal compound of Example 1-6. Further, the combination with the metal octylate compound is only one example in Examples 1-6. Further, the combination of titanium tetrabenzoate or vanadium naphthenate and the metal laurate compound is only an example in Examples 7 and 8.
Although not shown in the examples, using nickel octylate or cobalt octylate, it is easy to create a second paint, and if nickel octylate or cobalt octylate is thermally decomposed, nickel fine particles or A laminated body can be easily formed by the cobalt fine particles.
Further, the base material to which the paint is applied or printed is not limited to the plate material and the honeycomb ceramic shown in the examples. A low-viscosity coating material can be applied or printed on a base material or component processed into various shapes and structures such as a honeycomb made of metal foil or alloy foil, a planar filter, and a porous filter. By raising the temperature of the base material or component to a temperature at which the second metal compound is thermally decomposed, a laminated body exhibiting a catalytic action is formed on the base material or component.
Therefore, according to the present invention, the surface of the layered body composed of a group of two kinds of fine particles joined by magnetic attraction force, or the surface of the layered body composed of a group of metal particles bonded to each other by metal is 40-60 nm. Since the particulate fine particles having a size are joined or bonded, the surface of the fine particles having a surface area larger than 50% is directly exposed to the external environment, and the laminated body can efficiently exhibit a unique catalytic action based on the material constituting the fine particles. it can.
１ 圧延鋼板 ２ パラジウム微粒子 ３ コバルト微粒子 ４ セルの内壁 ５ 第一の積層体 ６ 第二の積層体 ７ 第三の積層体
1 Rolled
Claims (11)
触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物を熱分解で析出する第一の金属化合物と、強磁性の金属を熱分解で析出する第一の性質と、前記第一の金属化合物の熱分解温度より高い温度で熱分解する第二の性質を兼備する第二の金属化合物とを、アルコールに分散し、該２種類の金属化合物の各々がアルコールに分子状態で分散されたアルコール分散液を作成し、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、沸点が前記第一の金属化合物の熱分解温度より低い第二の性質と、前記アルコールの粘度の５倍以上の粘度を持つ第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に２５重量％以下の割合で混合し、該有機化合物が前記アルコールに溶解ないしは混和し、該有機化合物が前記アルコール分散液と均一に混ざり合った混合液を作成する、これによって、該混合液を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成される塗膜ないしは印刷膜になる前記混合液からなる第一の塗料が製造される、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成される塗膜ないしは印刷膜になる第一の塗料を製造する製造方法。 When applied or printed paint to a substrate or component, two kinds of fine particles to the substrate or the component, a collection of fine particles gathering the ferromagnetic metal fine particles comprising a metal or metal oxide exhibits catalytic piled The manufacturing method for manufacturing the first coating material which becomes the coating film or the printed film on which the laminate of
A first metal compound which deposits a catalytic metal or metal oxide by thermal decomposition, a first property which deposits a ferromagnetic metal by thermal decomposition, and a temperature higher than the thermal decomposition temperature of the first metal compound A second metal compound having a second property of being thermally decomposed at a temperature is dispersed in alcohol to prepare an alcohol dispersion liquid in which each of the two kinds of metal compounds is dispersed in alcohol in a molecular state, It has the first property of being dissolved or miscible in alcohol, the second property of having a boiling point lower than the thermal decomposition temperature of the first metal compound, and the third property of having a viscosity of 5 times or more the viscosity of the alcohol. An organic compound to be mixed with the alcohol dispersion at a ratio of 25% by weight or less, and the organic compound is dissolved or mixed in the alcohol to prepare a mixed solution in which the organic compound is uniformly mixed with the alcohol dispersion. Thus, when the mixed liquid is applied or printed on a substrate or a component, two kinds of fine particles, which are a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal, are stacked. A laminate is produced, in which a first coating material comprising the above-mentioned mixed liquid which becomes a coating film or a printed film formed on the base material or the component is produced. When applied or printed on the base material or the component, a catalytic action is exerted. A laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of a metal or a metal oxide and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are piled up becomes a coating film or a printing film formed on the base material or the component. A manufacturing method for manufacturing a paint.
請求項１に記載した第一の塗料を、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷し、該基材ないしは該部品を、前記第一の塗料を構成する第二の金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記第一の塗料を構成する２種類の金属化合物の微細結晶の集まりが、前記第一の塗料を構成する有機化合物中に均一に析出する、次に前記有機化合物が気化し、前記第一の塗料の塗膜ないしは印刷膜は、２種類の金属化合物の微細結晶が均一に分散された混合物になる、さらに、前記第一の塗料を構成する第一の金属化合物が熱分解し、第二の金属化合物の微細結晶の集まりに、触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物からなる第一の微粒子の集まりが析出する、この後、前記第一の塗料を構成する第二の金属化合物が熱分解し、前記第一の微粒子の集まりに、強磁性の金属からなる第二の微粒子の集まりが均一に析出し、該第二の微粒子同士に作用する磁気吸引力で、前記第一の微粒子が前記第二の金属微粒子に接合し、該磁気吸引力で接合した前記２種類の微粒子の集まりからなる２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成され、該２種類の微粒子の積層体の表面を形成する前記２種類の微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該２種類の微粒子の積層体の表面は前記第一の微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品に、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が形成される、請求項１に記載した第一の塗料を用いて、基材ないしは部品に、触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法。 Using a first coating material according to claim 1, the substrate or component, two types gathered stacked particulate collection and the ferromagnetic metal fine particles comprising a metal or metal oxide exhibits catalytic action of fine particles The method of forming the laminated body of
The first coating material according to claim 1 is applied or printed on a substrate or a component, and the substrate or the component is heated to a temperature at which the second metal compound constituting the first coating material is thermally decomposed. Warming, whereby the alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the two kinds of metal compounds constituting the first coating material is uniformly deposited in the organic compound constituting the first coating material, Next, the organic compound is vaporized, and the coating film or printed film of the first paint becomes a mixture in which fine crystals of two kinds of metal compounds are uniformly dispersed, and further constitutes the first paint. The first metal compound is pyrolyzed, and a collection of fine crystals of the second metal compound precipitates a collection of first fine particles made of a metal or a metal oxide having a catalytic action. The second metal compound forming the coating material is thermally decomposed, and the second fine particles are uniformly deposited on the first fine particles, and the second fine particles made of a ferromagnetic metal act on the second fine particles. The first fine particles are bonded to the second metal fine particles by a magnetic attraction force, and a laminate of two kinds of fine particles composed of a collection of the two types of fine particles bonded by the magnetic attraction force is the base material or the base material. The surface of the two kinds of fine particles formed on the component and forming the surface of the laminate of the two kinds of fine particles directly exposes the surface wider than 50% to the external environment, and the surface of the laminate of the two kinds of fine particles is It exerts an inherent catalytic action based on the material forming the first fine particles, whereby the base material or the component is provided with a collection of fine particles made of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a ferromagnetic metal. laminate of two kinds of microparticles collection of particles stacked is formed, by using the first coating material according to claim 1, the substrate or component, made of metal or a metal oxide exhibiting a catalytic effect A method of forming a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are stacked.
請求項１に記載した第一の塗料は、前記第一の金属化合物を、触媒作用を有し、かつ、互いに異なる材質からなる金属ないしは金属酸化物を同じ熱分解温度で析出する複数種類の金属化合物で構成し、前記第二の金属化合物を、請求項１に記載した第二の金属化合物で構成し、前記複数種類の金属化合物の１種類ずつを、請求項１に記載した第一の金属化合物として用い、請求項１に記載した第一の塗料の製造方法に従って、互いに異なる種類の前記第一の金属化合物と前記第二の金属化合物とからなる複数種類の塗料を作成する、この後、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記複数種類の塗料の１種類ずつの塗料を塗布ないしは印刷する、さらに、該基材ないしは該部品を、前記第二の金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、触媒作用を有する金属ないしは金属酸化物の材質が互いに異なる１種類ずつの第一の微粒子の集まりと、強磁性の金属の第二の微粒子の集まりとが、積み重なった２種類の微粒子の積層体が、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記第一の微粒子の材質が互い異なる該第一の微粒子の集まりと前記第二の微粒子の集まりからなる２種類の微粒子が析出し、前記第二の微粒子同士に作用する磁気吸引力で、前記第一の微粒子が前記第二の金属微粒子に接合し、該磁気吸引力で接合した２種類の微粒子の集まりからなる積層体が、材質が互いに異なる前記第一の微粒子で構成された１種類ずつの該第一の微粒子の集まりと前記第二の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体として、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に形成され、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に形成され、該２種類の微粒子の積層体の表面を形成する前記２種類の微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該２種類の微粒子の積層体の表面は前記第一の微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体が形成される、請求項１に記載した第一の塗料を用いて、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法。 The first coating composition according to claim 1 is used for different portions of a plurality of different portions of a base material or component, or for different regions of a plurality of different portions of a base material or component. A method of forming a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles made of a metal or a metal oxide that exhibits a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are stacked is
The first coating composition according to claim 1, wherein the first metal compound has a plurality of kinds of metals that have a catalytic action and that deposit metals or metal oxides made of different materials at the same thermal decomposition temperature. A compound, the second metal compound is composed of the second metal compound described in claim 1, and each one of the plurality of kinds of metal compounds is composed of the first metal described in claim 1. A plurality of kinds of paints comprising different kinds of the first metal compound and the second metal compound, which are different from each other, are prepared according to the method for producing a first paint according to claim 1, which is used as a compound. Applying or printing each one of the plurality of types of coating material on each of a plurality of different portions of the base material or component, or to each of a plurality of different regions of the base material or component Further, the base material or the component is heated to a temperature at which the second metal compound is pyrolyzed, whereby the first metal and the second metal compound each having a catalytic action are different from each other. A stack of two kinds of fine particles, in which a collection of the fine particles of 2 and a collection of the second particles of the ferromagnetic metal are stacked, in each of a plurality of different portions of the base material or the component, or , Two kinds of fine particles composed of a collection of the first fine particles and a collection of the second fine particles having different materials of the first fine particles are deposited in each of a plurality of different regions of a base material or a component. Then, the first fine particles are bonded to the second metal fine particles by the magnetic attraction force acting on the second fine particles, and a laminated body composed of a collection of two kinds of fine particles joined by the magnetic attraction force is formed. The base material or the above-mentioned base material as a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of the first fine particles and a collection of the second fine particles, each of which is composed of the first fine particles of different materials, are stacked. It is formed on each of a plurality of different parts of the component, or is formed on each of a plurality of different regions of the base material or the part, and forms the surface of the laminate of the two kinds of fine particles. The surface of the two kinds of fine particles exposes a surface wider than 50% directly to the outside world, and the surface of the laminate of the two kinds of fine particles exhibits a unique catalytic action based on the material constituting the first fine particles, As a result, the base material or the component is different from each other in the plurality of different portions, or the base material or the component is different from each of the plurality of different areas. The first coating composition according to claim 1, wherein a stack of two kinds of fine particles is formed by stacking a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal. By using a metal or a metal oxide that exerts a different catalytic action to each of a plurality of different portions of a base material or a component, or to each of a plurality of different regions of a base material or a component. A method of forming a laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles and a collection of ferromagnetic metal particles are stacked.
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、請求項２に記載した基材ないしは部品に２種類の微粒子の積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品に、前記２種類の微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
ないしは、
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、請求項３に記載した基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、互いに異なる触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
これによって、
前記２種類の微粒子の積層体を構成する前記強磁性の金属微粒子の集まりが発する磁力で、該積層体が前記基材ないしは前記部品に磁気吸着するとともに、前記強磁性の金属微粒子の磁化方向が前記磁場の印加方向に揃うことで、該強磁性の金属微粒子の磁力が増大され、前記積層体と前記基材ないしは前記部品との磁気吸着力が増大し、請求項２ないしは請求項３に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力が増大される、請求項２ないしは請求項３に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する金属ないしは金属酸化物からなる微粒子の集まりと強磁性金属の微粒子の集まりが積み重なった２種類の微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力を増大させる方法。 A laminated body of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal formed on the substrate or component according to claim 2 or 3 are stacked. And a method of increasing the bonding force with the base material or the component,
A base material or a component made of a ferromagnetic material is used, and the base material or the component is provided with the two kinds of fine particles according to the method for forming a laminate of two kinds of fine particles on the base material or the component according to claim 2. Magnetically adsorbing the laminated body of, and thereafter applying a magnetic field to the base material or the component,
Or
A base material or a component made of a ferromagnetic material is used, and each of a plurality of different portions of the base material or the component described in claim 3 or each of a plurality of different regions of the base material or component is used. According to a method for forming a laminated body of two kinds of fine particles, in which a fine particle group made of a metal or a metal oxide exhibiting different catalytic action and a fine metal particle group having a ferromagnetic metal are stacked in a region, the substrate or the component is formed. In each of a plurality of different parts of each other, or in each of the plurality of different regions of the substrate or the component, a collection of fine particles composed of a metal or a metal oxide exhibiting different catalytic action, Magnetically adsorbing a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are stacked, and then applying a magnetic field to the base material or the component.
by this,
The magnetic force generated by the collection of the ferromagnetic metal fine particles forming the laminated body of the two kinds of fine particles causes the laminated body to be magnetically attracted to the base material or the component, and the magnetization direction of the ferromagnetic metal fine particles is changed. The magnetic force of the ferromagnetic metal fine particles is increased by aligning in the magnetic field application direction, and the magnetic attraction force between the laminated body and the base material or the component is increased. And a base material or a component, and a laminate of two kinds of fine particles in which a collection of fine particles of a metal or a metal oxide exhibiting a catalytic action and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal formed on the base material or the component are stacked. The bonding force is increased, and a collection of fine particles of a metal or metal oxide exhibiting a catalytic action formed on the base material or component according to claim 2 or 3 and a collection of fine particles of a ferromagnetic metal are stacked. And a method for increasing the bonding force between a laminate of two kinds of fine particles and the base material or the component.
請求項1に記載した第一の金属化合物として、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、金属イオンに配位結合した金属錯イオンを有する無機金属化合物を用い、請求項1に記載した第二の金属化合物として、オクチル酸金属化合物を用い、請求項1に記載したアルコールとして、メタノールを用い、請求項１に記載した有機化合物として、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか１種類の有機化合物を用い、請求項１に記載した第一の塗料を製造する製造方法に従って第一の塗料を製造する、請求項１に記載した第一の塗料を製造する第一の製造方法。 The manufacturing method for manufacturing the first coating material according to claim 1 is
As the first metal compound described in claim 1, a ligand comprising a molecule or an ion of an inorganic substance, an inorganic metal compound having a metal complex ion coordinate-bonded to a metal ion is used, and the first metal compound according to claim 1 An octylic acid metal compound is used as the second metal compound, methanol is used as the alcohol described in claim 1, and any one of organic compounds belonging to glycols or glycol ethers is used as the organic compound described in claim 1. A first production method for producing the first coating material according to claim 1, wherein the compound is used to produce the first coating material according to the production method for producing the first coating material according to claim 1.
請求項１に記載した第一の金属化合物として、安息香酸金属化合物ないしはナフテン酸金属化合物を用い、請求項1に記載した第二の金属化合物として、ラウリン酸金属化合物を用い、請求項1に記載したアルコールとして、メタノールを用い、請求項１に記載した有機化合物として、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか１種類の有機化合物を用い、請求項１に記載した第一の塗料を製造する製造方法に従って第一の塗料を製造する、請求項１に記載した第一の塗料を製造する製造方法。 The manufacturing method for manufacturing the first coating material according to claim 1 is
A metal benzoate compound or a metal naphthenate compound is used as the first metal compound described in claim 1, and a metal laurate compound is used as the second metal compound described in claim 1, Methanol is used as the alcohol, the organic compound described in claim 1 is any one of organic compounds belonging to carboxylic acid esters, glycols or glycol ethers, and the first compound described in claim 1 is used. The manufacturing method for manufacturing the first coating material according to claim 1, wherein the first coating material is manufactured according to the manufacturing method for manufacturing the coating material.
熱分解で触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属を析出する金属化合物を、アルコールに分散し、該金属化合物がアルコールに分子状態で分散されたアルコール分散液を作成し、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、沸点が前記金属化合物の熱分解温度より低い第二の性質と、前記アルコールの粘度の５倍以上の粘度を持つ第三の性質を兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に２５重量％以下の割合で混合し、該有機化合物が前記アルコールに溶解ないしは混和し、該有機化合物が前記アルコール分散液と均一に混ざり合った混合液を作成する、これによって、該混合液を基材ないしは部品に塗布ないしは印刷すると、触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる積層体が形成される塗膜ないしは印刷膜となる前記混合液からなる第二の塗料が製造される、基材ないしは部品に塗料を塗布ないしは印刷すると、該基材ないしは該部品に、触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる積層体が形成される塗膜ないしは印刷膜となる第二の塗料を製造する製造方法。 When a coating material is applied to or printed on a base material or a component, the base material or the component is a collection of the metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both a catalytic property and a ferromagnetic property are metal-bonded to each other. A manufacturing method for manufacturing a second coating material which is a coating film or a printed film on which a laminate composed of is formed,
A metal compound that deposits a metal having both a property of exerting a catalytic action by pyrolysis and a property of ferromagnetism is dispersed in alcohol to prepare an alcohol dispersion liquid in which the metal compound is molecularly dispersed in alcohol, An organic compound having the first property of being dissolved or miscible in the alcohol, the second property of having a boiling point lower than the thermal decomposition temperature of the metal compound, and the third property of having a viscosity of 5 times or more the viscosity of the alcohol. A compound is mixed with the alcohol dispersion at a ratio of 25% by weight or less, the organic compound is dissolved or mixed in the alcohol, and a mixed solution in which the organic compound is uniformly mixed with the alcohol dispersion is prepared. As a result, when the mixed liquid is applied or printed on a substrate or a component, a laminated layer composed of a collection of metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both a catalytic property and a ferromagnetic property are metal-bonded to each other. A second paint comprising the above-mentioned mixed liquid, which forms a coating film or a printed film on which a body is formed, is produced. When a paint is applied to or printed on a substrate or a component, the substrate or the component exerts a catalytic action. Manufacturing method for producing a second coating material which is a coating film or a printed film on which a laminated body composed of a collection of metal fine particles composed of metal fine particles made of a metal having both the properties of .
請求項７に記載した第二の塗料を、基材ないしは部品に塗布ないしは印刷し、該基材ないしは該部品を、前記第二の塗料を構成する金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、最初にアルコールが気化し、前記第二の塗料を構成する金属化合物の微細結晶の集まりが、前記第二の塗料を構成する有機化合物中に均一に析出する、次に前記有機化合物が気化し、前記第二の塗料の塗膜ないしは印刷膜は、前記微細結晶が均一に分散された該微細結晶の集まりになる、さらに、前記金属化合物が熱分解し、触媒作用を有し、かつ、強磁性の性質を有する金属からなる金属微粒子の集まりが積み重なって前記基材ないしは前記部品に析出し、隣接する前記金属微粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりからなる積層体が、前記基材ないしは前記部品に形成され、該積層体の表面を形成する前記金属微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該積層体の表面は前記金属微粒子を構成する材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品に、前記触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の積層体が形成される、請求項７に記載した第二の塗料を用いて、基材ないしは部品に触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の積層体を形成する方法。 Using the second coating composition according to claim 7, a laminated body of metal fine particles in which metal fine particles made of a metal having both a property of exerting a catalytic action on a base material or a component and a property of ferromagnetism are metal-bonded to each other. The method of forming
Applying or printing the second coating material according to claim 7 on a substrate or a component, and heating the substrate or the component to a temperature at which a metal compound constituting the second coating material is thermally decomposed; As a result, alcohol is first vaporized, and a collection of fine crystals of the metal compound that constitutes the second coating material is uniformly precipitated in the organic compound that constitutes the second coating material. Vaporization, the coating film or the printed film of the second paint becomes a collection of the fine crystals in which the fine crystals are uniformly dispersed, further, the metal compound is thermally decomposed, has a catalytic action, and A laminated body composed of a collection of metal fine particles made of a metal having a ferromagnetic property which are stacked and deposited on the base material or the component, the adjacent metal fine particles are metal-bonded to each other, and the metal-bonded metal fine particle collections However, the surface of the metal fine particles formed on the base material or the component and forming the surface of the laminate directly exposes the surface wider than 50% to the outside world, and the surface of the laminate constitutes the metal fine particles. The metal that exhibits a unique catalytic action based on the material, and thereby the base material or the component, in which metal fine particles made of a metal having both the catalytic action property and the ferromagnetic property, are metal-bonded to each other. By using the second coating composition according to claim 7, wherein a laminated body of fine particles is formed, metal fine particles made of a metal having both a property of exerting a catalytic action and a property of ferromagnetism on a base material or a part are formed. A method for forming a laminate of the metal fine particles bonded to each other by metal.
請求項７に記載した第二の塗料は、前記金属化合物を、触媒作用を有する異なる材質からなる２種類の強磁性金属が同じ熱分解温度で析出する２種類の金属化合物で構成し、該２種類の金属化合物の１種類ずつの金属化合物を用い、請求項７に記載した第二の塗料の製造方法に従って２種類の塗料を作成する、この後、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記２種類の塗料のうちの１種類ずつの塗料を塗布ないしは印刷する、さらに、該基材ないしは該部品を、前記金属化合物が熱分解する温度まで昇温する、これによって、触媒作用を有する強磁性金属からなる２種類の金属のうちの１種類ずつの金属からなる微粒子の集まりが、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に積み重なって析出し、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に積み重なって析出し、隣接する前記金属微粒子同士が金属結合し、該金属結合した金属微粒子の集まりからなる積層体が、前記２種類の金属のうちの１種類ずつの金属が金属結合した金属微粒子の集まりからなる積層体として、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に形成され、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に形成され、該積層体の表面を形成する前記金属微粒子の表面が、５０％より広い表面を直接外界に晒し、該積層体の表面は前記金属微粒子を構成する金属の材質に基づく固有の触媒作用を発揮する、これによって、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、前記２種類の金属からなる1種類ずつの金属に依る触媒作用を発揮する金属微粒子の積層体が形成される、請求項７に記載した第二の塗料を用いて、基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、触媒作用を有する２種類の強磁性金属からなる1種類ずつの金属に依って、金属微粒子同士が金属結合した該金属微粒子の集まりからなる積層体を形成する方法。 The second coating composition according to claim 7 is used to catalyze each of a plurality of different portions of a base material or component, or to each of a plurality of different regions of a base material or component. A method of forming a laminated body composed of a collection of metal fine particles in which metal fine particles are metal-bonded to each other by using one kind of metal composed of two kinds of ferromagnetic metals having
The second coating composition according to claim 7 is characterized in that the metal compound is composed of two kinds of metal compounds in which two kinds of ferromagnetic metals made of different materials having a catalytic action are deposited at the same thermal decomposition temperature. Two kinds of paints are prepared according to the second method for producing a paint according to claim 7, using one kind of metal compound of each kind, and thereafter, a plurality of different parts of the base material or parts are formed. Applying or printing each one of the two types of paint to each region or each of a plurality of different regions of the base material or component, and further, the base material or the component Is heated to a temperature at which the metal compound is thermally decomposed, whereby a collection of fine particles made of one kind of metal of two kinds of ferromagnetic metals having a catalytic action is formed on the base material or the base material. The parts are stacked and deposited on each of a plurality of different parts of the component, or are stacked and deposited on each of a plurality of different regions of the base material or the part, and the adjacent metal fine particles are metallic. The base material or the component is a laminated body composed of a group of metal fine particles bonded to each other and metal-bonded, as a laminated body composed of a group of metal fine particles each of which is metal-bonded. Is formed in each of a plurality of different portions of the, or, in each of a plurality of different regions of the substrate or the component, the surface of the metal fine particles forming the surface of the laminate is , A surface wider than 50% is directly exposed to the outside world, and the surface of the laminated body exhibits a unique catalytic action based on the material of the metal constituting the metal fine particles. Of each of the parts, or each of the plurality of different regions of the base material or the component, of the fine metal particles that exert a catalytic action by one kind of the metal of the two kinds of metal. A second coating composition according to claim 7, which forms a laminated body, is applied to each of a plurality of different portions of a base material or a component, or to a plurality of different regions of a base material or a component. A method of forming a laminated body composed of a collection of metal fine particles in which metal fine particles are metal-bonded to each other in each region by using one type of metal composed of two types of ferromagnetic metals having a catalytic action.
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、請求項８に記載した基材ないしは部品に触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属結合した金属微粒子の集まりからなる積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品に、触媒作用を発揮する性質と強磁性の性質とを兼備する金属からなる金属微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
ないしは、
強磁性の材質からなる基材ないしは部品を用い、請求項９に記載した基材ないしは部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、基材ないしは部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、触媒作用を有する２種類の強磁性金属からなる1種類ずつの金属に依る触媒作用を発揮する金属微粒子の積層体を形成する方法に従って、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の部位の各々の部位に、ないしは、前記基材ないしは前記部品の互いに異なる複数の領域の各々の領域に、触媒作用を有する２種類の強磁性金属からなる1種類ずつの金属に依る触媒作用を発揮する金属微粒子の積層体を磁気吸着させる、この後、前記基材ないしは前記部品に磁場を加える、
これによって、
前記積層体を構成する触媒作用を有する強磁性の金属微粒子の集まりが発する磁力で、該積層体が強磁性の材質からなる前記基材ないしは前記部品に磁気吸着するとともに、前記触媒作用を有する強磁性の金属微粒子の磁化方向が前記磁場の印加方向に揃うことで、該触媒作用を有する強磁性の金属微粒子の磁力が増大され、前記積層体と前記基材ないしは前記部品との磁気吸着力が増大し、請求項８ないしは請求項９に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する金属微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力が増大される、請求項８ないしは請求項９に記載した基材ないしは部品に形成した触媒作用を発揮する強磁性金属からなる金属微粒子の積層体と、該基材ないしは該部品との接合力を増大させる方法。 A laminated body of metal fine particles, which is formed on the base material or component according to claim 8 or 9 and has both a catalytic property and a ferromagnetic property, and the base material or the component. The method of increasing the bonding force is
A base material or a component made of a ferromagnetic material is used, and from a collection of metal-bonded metal fine particles made of a metal having both a property of exerting a catalytic action on the base material or the component of claim 8 and a ferromagnetic property. According to the method for forming a laminate, the substrate or the component is magnetically adsorbed with a laminate of metal fine particles made of a metal having both a catalytic property and a ferromagnetic property. Applying a magnetic field to the material or the parts,
Or
A base material or a component made of a ferromagnetic material is used, and the base material or the component according to claim 9 is provided in each of a plurality of different portions of the base material or the component or a plurality of different regions of the base material or the component. According to a method for forming a layered body of metal fine particles exhibiting a catalytic action by one type of two types of ferromagnetic metals having a catalytic action in a region, a plurality of different portions of the base material or the component are formed. Shows a catalytic action by one kind of metal composed of two kinds of ferromagnetic metals having a catalytic effect , in each part of the base material or in each of a plurality of different areas of the base material or the component. Magnetically adsorbing a laminated body of metal fine particles, and then applying a magnetic field to the base material or the component,
by this,
With the magnetic force generated by the collection of the ferromagnetic metal fine particles having a catalytic action constituting the laminated body, the laminated body is magnetically adsorbed to the base material or the component made of a ferromagnetic material and has a strong catalytic action. By aligning the magnetization direction of the magnetic metal fine particles with the magnetic field application direction, the magnetic force of the ferromagnetic metal fine particles having the catalytic action is increased, and the magnetic attraction force between the laminate and the base material or the component is increased. The bonding force between the base material or the component and the laminate of the metal fine particles exhibiting the catalytic action formed on the base material or the component according to claim 8 or 9 is increased. Or a method for increasing the bonding force between the base material or the component and the laminated body of the metal fine particles which are formed on the base material or the component according to claim 9 and made of a ferromagnetic metal exhibiting a catalytic action.
請求項７に記載した金属化合物として、オクチル酸ニッケルないしはオクチル酸コバルトを用い、請求項７に記載したアルコールとして、メタノールを用い、請求項７に記載した有機化合物として、カルボン酸エステル類、グリコール類ないしはグリコールエーテル類に属するいずれか１種類の有機化合物を用い、請求項７に記載した第二の塗料を製造する製造方法に従って第二の塗料を製造する、請求項７に記載した第二の塗料を製造する製造方法。
The manufacturing method for manufacturing the second paint according to claim 7,
Nickel octylate or cobalt octylate is used as the metal compound described in claim 7, methanol is used as the alcohol described in claim 7, and carboxylic acid esters and glycols are used as the organic compound described in claim 7. Or the second coating composition according to claim 7, wherein the second coating composition is produced according to the method for producing the second coating composition according to claim 7, using any one kind of organic compound belonging to glycol ethers. Manufacturing method for manufacturing.
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