(57)【要約】【課題】溶媒に溶解するか否かに拘らず、有機金属化合物を効率よく利用する。【解決手段】材料の製造方法は、基材に、有機金属化合物を含むスラリーを付着させる工程（付着工程Ｓ１２０）と、スラリーが付着した基材を加熱して、有機金属化合物中の有機物を揮発させるとともに、有機金属化合物中の金属を焼結させる工程（熱処理工程Ｓ１４０）とを含む。材料の製造方法は、有機金属化合物のスラリーを基材に付着させるため、有機金属化合物が溶媒に溶解するか否かに拘わらず、有機金属化合物を基材に付着させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に、有機金属化合物を含むスラリーを付着させる工程と、
前記スラリーが付着した基材を加熱して、前記有機金属化合物中の有機物を揮発させるとともに、該有機金属化合物中の金属を焼結させる工程と、
を含むことを特徴とする材料の製造方法。
【請求項２】
前記有機金属化合物は、酸素原子を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の材料の製造方法。
【請求項３】
前記基材は、酸化被膜を形成しない物質で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の材料の製造方法。
【請求項４】
有機金属化合物を加熱して、該有機金属化合物中の有機物を揮発させ、金属を生成する工程と、
前記金属のスラリーを生成する工程と、
基材に前記スラリーを付着させる工程と、
前記スラリーが付着した基材を加熱して、該スラリー中の金属を焼結させる工程と、
を含むことを特徴とする材料の製造方法。
【請求項５】
有機金属化合物を含むスラリーが付着した基材を加熱して、該有機金属化合物中の有機物を揮発させるとともに、該有機金属化合物中の金属を焼結させることで形成されることを特徴とする被膜。
【請求項６】
有機金属化合物を加熱して該有機金属化合物中の有機物を揮発させることで生成された金属のスラリーが付着した基材を加熱して、該スラリー中の金属を焼結させることで形成されることを特徴とする被膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機金属化合物を利用して材料を製造する材料の製造方法、および、これを用いることで製造される被膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機金属化合物は、ガスの吸着材や触媒として用いられている。また、有機金属化合物が溶解した有機金属溶液に、基材を浸漬した後、熱処理を施すことで、基材の表面に金属拡散層を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３９０２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスの吸着材や触媒として用いられた使用済みの有機金属化合物のうち、溶媒に溶解する化合物は、特許文献１の技術を用いて再利用することができる。しかし、特許文献１の技術を利用したとしても、溶液中の有機金属化合物の濃度の調整幅が限られているため、基材の表面に形成される層の厚みが限定されてしまう。
【０００５】
また、溶媒に難溶な有機金属化合物は、そもそも、特許文献１の技術を用いることができないため、再利用できず、燃料として用いられていた。
【０００６】
そこで本発明は、このような課題に鑑み、溶媒に溶解するか否かに拘らず、有機金属化合物を効率よく利用することが可能な材料の製造方法、および、被膜を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の材料の製造方法は、基材に、有機金属化合物を含むスラリーを付着させる工程と、スラリーが付着した基材を加熱して、有機金属化合物中の有機物を揮発させるとともに、有機金属化合物中の金属を焼結させる工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、有機金属化合物は、酸素原子を含んで構成されるとしてもよい。
【０００９】
また、基材は、酸化被膜を形成しない物質で構成されているとしてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の他の材料の製造方法は、有機金属化合物を加熱して、有機金属化合物中の有機物を揮発させ、金属を生成する工程と、金属のスラリーを生成する工程と、基材にスラリーを付着させる工程と、スラリーが付着した基材を加熱して、スラリー中の金属を焼結させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の被膜は、有機金属化合物を含むスラリーが付着した基材を加熱して、有機金属化合物中の有機物を揮発させるとともに、有機金属化合物中の金属を焼結させることで形成されることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の他の被膜は、有機金属化合物を加熱して有機金属化合物中の有機物を揮発させることで生成された金属のスラリーが付着した基材を加熱して、スラリー中の金属を焼結させることで形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溶媒に溶解するか否かに拘らず、有機金属化合物を効率よく利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態にかかる材料の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】第２の実施形態にかかる材料の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかる材料の製造方法を示すフローチャートである。図１に示すように、第１の実施形態にかかる材料の製造方法は、スラリー生成工程（Ｓ１１０）、付着工程（Ｓ１２０）、乾燥工程（Ｓ１３０）、熱処理工程（Ｓ１４０）を含む。以下、スラリー生成工程Ｓ１１０、付着工程Ｓ１２０、乾燥工程Ｓ１３０、熱処理工程Ｓ１４０の各工程について詳述する。
【００１７】
（スラリー生成工程Ｓ１１０）
スラリー生成工程Ｓ１１０は、有機金属化合物（固体の粒子）を溶媒（例えば、水）で懸濁して、有機金属化合物の粒子が分散されたスラリーを生成する工程である。ここで、有機金属化合物は、酸素原子を含んで構成される。また、有機金属化合物は、例えば、多孔性配位高分子（ＰＣＰ）や、金属有機構造体（ＭＯＦ）等であり、例えば、Ｆｅ２（ｄｏｂｄｃ）やＣｒＢＴＴ等である。
【００１８】
（付着工程Ｓ１２０）
付着工程Ｓ１２０は、スラリー生成工程Ｓ１１０で生成されたスラリーを基材に付着させる工程である。例えば、付着工程Ｓ１２０では、基材にスラリーを塗布する。
【００１９】
（乾燥工程Ｓ１３０）
乾燥工程Ｓ１３０は、付着工程Ｓ１２０を遂行することによってスラリーが付着した基材を乾燥させる工程である。乾燥工程Ｓ１３０を遂行することにより、スラリー中の液体（溶媒）を蒸発させることができ、有機金属化合物の粒子を基材の表面に配することが可能となる。
【００２０】
（熱処理工程Ｓ１４０）
熱処理工程Ｓ１４０は、乾燥工程Ｓ１３０で生成された、表面に有機金属化合物の粒子が配された基材を加熱する工程である。熱処理工程Ｓ１４０では、例えば、６００℃〜８００℃程度で基材を加熱する。熱処理工程Ｓ１４０を遂行することにより、有機金属化合物中の有機物を揮発させることができるとともに、有機金属化合物中の金属を焼結させて、基材の表面に固定することが可能となる。
【００２１】
上記スラリー生成工程Ｓ１１０、付着工程Ｓ１２０、乾燥工程Ｓ１３０、熱処理工程Ｓ１４０を遂行することにより、基材の表面に金属層（被膜）が固定された材料を生成することができる。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態にかかる材料の製造方法によれば、有機金属化合物のスラリーを基材に付着させるため、有機金属化合物が溶媒に溶解するか否かに拘わらず、有機金属化合物を基材に付着させることができる。そして、スラリーを付着させた後、乾燥させて、加熱するだけといった簡易な作業で有機金属化合物中の金属を基材の表面に固定すること（基材の表面に金属層（被膜）を形成すること）が可能となる。
【００２３】
また、スラリーを生成する場合、溶液を生成する場合と比較して、有機金属化合物の濃度幅（含有率の幅）を広くすることができる。このため、有機金属化合物をスラリーにして基材に付着させることにより、基材に形成される金属層の厚みを自在にすることが可能となる。例えば、スラリー中の有機金属化合物の濃度を低くすれば、基材の表面に金属粒子を点在させることができるため、基材の表面に、多孔質の金属層を形成することが可能となる。このように製造された材料は、触媒等に利用できる。また、例えば、スラリー中の有機金属化合物の濃度を高くすれば、基材の表面に、厚い金属層を形成することができる。
【００２４】
さらに、スラリーは、溶液と比較して粘度調整が容易であるため、基材に付着させるために適した粘度に調整することが可能となる。
【００２５】
また、酸化皮膜を形成しない物質で構成された基材は、耐熱性が低いが、この基材に対して付着工程Ｓ１２０、乾燥工程Ｓ１３０、熱処理工程Ｓ１４０を遂行することにより、基材の表面に皮膜（金属層）を形成することができ、耐熱性を向上させることが可能となる。なお、酸化皮膜を形成しない物質は、例えば、ＳＳ（Steel Strength）鋼、炭素鋼等である。
【００２６】
さらに、本実施形態の有機金属化合物は、酸素原子を含んで構成されるので、酸素原子を含まない有機金属化合物と比較して、熱処理工程Ｓ１４０における加熱時間を短縮することができる。これにより、加熱による基材の劣化を抑制することが可能となる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態にかかる材料の製造方法を示すフローチャートである。図２に示すように、第２の実施形態にかかる材料の製造方法は、金属生成工程（Ｓ２１０）、スラリー生成工程（Ｓ２２０）、付着工程（Ｓ２３０）、乾燥工程（Ｓ２４０）、熱処理工程（Ｓ２５０）を含む。以下、金属生成工程Ｓ２１０、スラリー生成工程Ｓ２２０、付着工程Ｓ２３０、乾燥工程Ｓ２４０、熱処理工程Ｓ２５０の各工程について詳述する。
【００２８】
（金属生成工程Ｓ２１０）
金属生成工程Ｓ２１０は、有機金属化合物を加熱する工程である。金属生成工程Ｓ２１０では、例えば、３００℃〜４００℃程度で有機金属化合物を加熱する。金属生成工程Ｓ２１０を遂行することにより、有機金属化合物中の有機物を揮発させることができ、これにより、有機金属化合物中の金属を単体として得ることが可能となる。
【００２９】
（スラリー生成工程Ｓ２２０）
スラリー生成工程Ｓ２２０は、金属生成工程Ｓ２１０で生成された金属（固体の粒子）を溶媒（例えば、水）で懸濁して、金属の粒子が分散されたスラリーを生成する工程である。
【００３０】
（付着工程Ｓ２３０）
付着工程Ｓ２３０は、スラリー生成工程Ｓ２２０で生成されたスラリーを基材に付着させる工程である。例えば、付着工程Ｓ２３０では、基材にスラリーを塗布する。
【００３１】
（乾燥工程Ｓ２４０）
乾燥工程Ｓ２４０は、付着工程Ｓ２３０を遂行することによってスラリーが付着した基材を乾燥させる工程である。乾燥工程Ｓ２４０を遂行することにより、スラリー中の液体（溶媒）を蒸発させることができ、金属の粒子を基材の表面に配することが可能となる。
【００３２】
（熱処理工程Ｓ２５０）
熱処理工程Ｓ２５０は、乾燥工程Ｓ２４０で生成された、表面に金属の粒子が配された基材を加熱する工程である。熱処理工程Ｓ２５０では、例えば、６００℃〜８００℃程度で基材を加熱する。熱処理工程Ｓ２５０を遂行することにより、金属を焼結させて、基材の表面に固定することが可能となる。
【００３３】
上記金属生成工程Ｓ２１０、スラリー生成工程Ｓ２２０、付着工程Ｓ２３０、乾燥工程Ｓ２４０、熱処理工程Ｓ２５０を遂行することにより、基材の表面に金属層（被膜）が固定された材料を生成することができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態にかかる材料の製造方法によれば、有機金属化合物由来の金属粒子のスラリーを基材に付着させるため、有機金属化合物が溶媒に溶解するか否かに拘わらず、有機金属化合物由来の金属粒子を基材に付着させることができる。また、スラリーを生成する場合、溶液を生成する場合と比較して、有機金属化合物由来の金属粒子の濃度幅を広くすることができる。さらに、スラリーは、溶液と比較して粘度調整が容易であるため、基材に付着させるために適した粘度に調整することが可能となる。
【００３５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３６】
例えば、上記実施形態において、酸素原子を含んで構成される有機金属化合物を例に挙げて説明したが、有機金属化合物は、酸素原子を含んでいなくてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態において、基材が酸化皮膜を形成しない物質で構成される場合を例に挙げて説明した。しかし、基材は、酸化皮膜を生成する物質であってもよい。また、基材は、金属であってもよいし、セラミックであってもよい。いずれにせよ、基材は、熱処理工程Ｓ１４０、Ｓ２５０において変形しない材料であればよい。
【００３８】
また、上記第１の実施形態において、熱処理工程Ｓ１４０における加熱温度が６００℃〜８００℃である場合を例に挙げて説明した。しかし、熱処理工程Ｓ１４０において、有機金属化合物中の有機物を揮発させるとともに、金属を焼結可能な温度であれば、加熱温度に限定はない。
【００３９】
また、上記第２の実施形態において、熱処理工程Ｓ２５０における加熱温度が６００℃〜８００℃である場合を例に挙げて説明した。しかし、熱処理工程Ｓ２５０において、金属を焼結可能な温度であれば、加熱温度に限定はない。
【００４０】
また、上記第２の実施形態の金属生成工程Ｓ２１０において金属の単体を生成する構成を例に挙げて説明した。しかし、金属生成工程Ｓ２１０において、金属の酸化物、金属の炭化物、金属の窒化物を生成するとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、有機金属化合物を利用して材料を製造する材料の製造方法、および、これを用いることで製造される被膜に利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
Ｓ１２０  付着工程
Ｓ１４０  熱処理工程
Ｓ２１０  金属生成工程
Ｓ２３０  付着工程
Ｓ２５０  熱処理工程
【図１】
2016160445.tif 000003
【図２】
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