(57)【要約】      （修正有）【課題】特殊な薬品を用いた特殊な処理を伴わず、不純物を含まない微粒子が製造でき、特殊な装置による特殊な条件下での物質の処理が不要であり、微粒子の製造の量の制約がなく、更に、微粒子が単独で製造されず、他の物質中に分散された状態で製造できるナノレベルの大きさからなる微粒子の製造方法の提供。【解決手段】熱分解で金属又は金属酸化物を析出する金属化合物をアルコールに分散し、アルコールに溶解又は混和する性質と、融点がアルコールより低い性質と、沸点が金属化合物の熱分解温度より高い性質とを兼備する有機化合物を、前記アルコール分散液に混合し、混合液を熱処理して金属化合物を熱分解し、有機化合物１中に金属又は金属酸化物の微粒子２が析出する。微粒子が必要になった際に、有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属又は金属酸化物の微粒子の集まりが取り出せるナノ微粒子の製造方法。【選択図】図１
2016160531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物に分散された微粒子の集まりの第一の製造は、
熱分解で金属ないしは金属酸化物を析出する金属化合物をアルコールに分散して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、前記アルコールの沸点より融点が低い第二の性質と、前記金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い第三の性質とからなる、これら３つ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混合して混合液を作成し、該混合液を熱処理して前記金属化合物を熱分解する、これによって、前記有機化合物に金属ないしは金属酸化物からなる微粒子が析出し、該有機化合物に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが製造されることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりの第一の製造。
【請求項２】
有機化合物に分散された微粒子の集まりの第二の製造は、
請求項１における金属化合物として、熱分解で複数の金属を同時に析出する複数種類の金属化合物を用い、請求項１に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりが製造されることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりの第二の製造。
【請求項３】
有機化合物に分散された微粒子の集まりの第三の製造は、
請求項１におけ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からなる錯体を用い、請求項１における有機化合物として、前記錯体が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つ有機化合物を用い、請求項１に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりが製造されることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりの第三の製造。
【請求項４】
有機化合物に分散された微粒子の集まりの第四の製造は、
請求項３における無機金属化合物からなる錯体として、無機物の分子ないしはイオンからなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した異なる金属錯イオンからなる複数種類の無機金属化合物からなる錯体を用い、請求項３に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりが製造されることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりの第四の製造。
【請求項５】
請求項３における有機化合物が、カルボン酸エステル類ないしはグリコール類ないしはグリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物であることを特徴とする、請求項３に記載した有機化合物。
【請求項６】
有機化合物に分散された微粒子の集まりの第五の製造は、
請求項１における金属化合物として、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共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とからなる、これら２つの特徴を兼備するカルボン酸金属化合物を用い、請求項１における有機化合物として、前記カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つ有機化合物を用い、請求項１に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりが製造されることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりの第五の製造。
【請求項７】
有機化合物に分散された微粒子の集まりの第六の製造は、
請求項６におけるカルボン酸金属化合物として、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合した複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、請求項６に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりが製造されることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりの第六の製造。
【請求項８】
請求項６における有機化合物が、カルボン酸エステル類からなる有機化合物であることを特徴とする、請求項６に記載した有機化合物。
【請求項９】
有機化合物に分散された微粒子の集まりの第七の製造は、
請求項１における金属化合物として、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からなる錯体を用い、請求項１における有機化合物として、前記錯体が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つ有機化合物を用い、請求項１に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりが製造されることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりの第七の製造。
【請求項１０】
請求項９における有機化合物が、カルボン酸エステル類ないしはグリコール類ないしはグリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物であることを特徴とする、請求項９に記載した有機化合物。
【請求項１１】
有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第一の製造方法は、
熱分解で金属ないしは金属酸化物を析出する金属化合物をアルコールに分散してアルコール分散液を作成する第一の工程と、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、前記アルコールの沸点より融点が低い第二の性質と、前記金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い第三の性質とからなる、これら３つの性質を兼備する有機化合物を、前記第一の工程で作成したアルコール分散液に混合して混合液を作成する第二の工程と、該混合液を熱処理して前記金属化合物を熱分解する第三の工程とからなり、これら３つの工程を連続して実施する製造方法が、有機化合物に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりを製造する製造方法であることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第一の製造方法。
【請求項１２】
有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第二の製造方法は、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する製造方法であって、該製造方法は、
請求項１１における金属化合物として、熱分解で複数の金属を同時に析出する複数種類の金属化合物を用い、請求項１１の製造方法に準じて、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する製造方法であることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第二の製造方法。
【請求項１３】
有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第三の製造方法は、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する第二の製造方法であって、該製造方法は、
請求項１１におけ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からなる錯体を用い、請求項１１の製造方法に準じて、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する第二の製造方法であることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第三の製造方法。
【請求項１４】
有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第四の製造方法は、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する第二の製造方法であって、該製造方法は、
請求項１３における無機金属化合物からなる錯体として、無機物の分子ないしはイオンからなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した異なる金属錯イオンからなる複数種類の無機金属化合物からなる錯体を用い、請求項１３の製造方法に準じて、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する第二の製造方法であることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第四の製造方法。
【請求項１５】
有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第五の製造方法は、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する第三の製造方法であって、該製造方法は、
請求項１１における金属化合物として、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共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とからなる、これら２つの特徴を兼備するカルボン酸金属化合物を用い、請求項１１の製造方法に準じて、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する第三の製造方法であることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第五の製造方法。
【請求項１６】
有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第六の製造方法は、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する第三の製造方法であって、該製造方法は、
請求項１５におけるカルボン酸金属化合物として、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合した複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、請求項１５の製造方法に準じて、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する第三の製造方法であることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第六の製造方法。
【請求項１７】
有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第七の製造方法は、有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりを製造する製造方法であって、該製造方法は、
請求項１１における金属化合物として、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からなる錯体を用い、請求項１１の製造方法に準じて、有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりを製造する製造方法であることを特徴とする、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第七の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、有機化合物に分散された微粒子の集まりの製造に係わる。すなわち、熱分解で金属ないしは金属酸化物を析出する金属化合物をアルコールに分散し、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、融点が前記アルコールより低い第二の性質と、沸点が前記金属化合物の熱分解温度より高い第三の性質とを兼備する有機化合物を、アルコール分散液に混合する。この混合液を熱処理して前記金属化合物を熱分解すると、有機化合物に金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが析出する。また、同時に熱分解する複数種類の金属化合物を用いると、金属化合物のモル数の比率からなる合金微粒子が有機化合物に析出する。さらに、微粒子が必要になった際に、有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属ないしは金属酸化物ないしは合金からなる微粒子の集まりが取り出せる。
【背景技術】
【０００２】  最近、１ミクロンより小さいナノレベルの大きさからなる金属微粒子の性質が、バルクからなる金属とは異なる性質を持つため、様々な製法によって様々な金属微粒子が製造されている。
例えば、特許文献１には、銅イオン、及び炭素原子数４〜１２のラクタム系化合物が溶解している還元反応水溶液において、銅イオンの電解還元反応により、ラクタム系有機化合物で被覆された銅微粒子を析出させる技術が開示されている。これによって、析出する銅微粒子がデンドライト状に凝集するのが抑制されるとの記載がある。しかし、還元反応水溶液における全ての異物を排除することは困難であるため、本技術によって析出する銅微粒子の純度は低い。さらに、製造できる金属微粒子が銅に限定される。【０００３】  また、特許文献２には、銅化合物が溶解あるいは分散している液中で、化学的に修飾したゼラチンの存在下で、銅イオンを還元することにより、銅微粒子を得る技術が開示されている。しかしながら、前記した特許文献１と同様に、加水分解されたゼラチンにおいて、全ての異物を排除することは困難であるため、本技術によって得られる銅微粒子の純度は低い。また、特許文献１と同様に、製造できる金属微粒子が銅に限定される。【０００４】  さらに、特許文献３には、金属酸化物または金属水酸化物と、酸性物質または塩基性物質と、有機修飾剤を含有する有機溶媒からなる反応媒体をマイクロ波で加熱することにより金属微粒子を製造する技術が開示されている。しかしながら、反応媒質に均一にマイクロ波を照射して、同一の温度に加熱するには、反応媒体の量に制限があり、金属微粒子の量産性に劣る。また、マイクロ波を照射した試料を濾過、精製した後に８００℃という高温で熱処理することが必要になり、大気雰囲気での処理では微粒子が酸化される。また、酸化されない雰囲気での熱処理の場合は、金属微粒子の製造費用が高価になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１５６６２７号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２９６０９号公報
【特許文献３】特開２０１３−２３６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  ナノレベルの大きさからなる微粒子の製造に係わる課題は次の５点に集約される。第一に、特許文献１及び２に記載されるような、特殊な薬品を用いて特殊な処理を行なわない。つまり、安価な原料を用いて、簡単な処理で微粒子が製造できる。第二に、不純物を含まない微粒子が製造できる。第三に、特許文献３に記載されている、マイクロ波の照射のような特殊な処理を行なわない。つまり、特殊な装置による特殊な条件下での化学物質の処理や、特殊な環境下での化学物質の反応が一切不要である。第四に、微粒子の製造に係わる量の制約がない。第五に、微粒子が単独で製造されず、他の物質中に分散された状態で製造できる。例えば、微粒子が分散された物質を気化すれば、必要な時に必要な量の微粒子の集まりが簡単に取り出せる。すなわち、前記した第一から第四の条件を満たして、不純物を含まない大量の微粒子が安価に製造できたとしても、ごく微細でごく軽量で比表面積が大きい微粒子の取り扱いは難しい。また、金属ないしは合金の微粒子は凝集し易く、一度凝集した微粒子の解除は困難である。従って、安定した状態で微粒子の集まりが、他の物質中に析出すれば、この物質を気化すれば、必要な時に必要な量の微粒子が簡単に取り出せ、不純物を含まない微粒子が経時変化せず、また、凝集せずに容易に取り出せる。
本発明における解決すべき課題は、微粒子の集まりの製造において、前記した５つの条件を満たして微粒子の集まりを製造する全く新たな製造方法を見出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第一特徴手段は、熱分解で金属ないしは金属酸化物を析出する金属化合物をアルコールに分散して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、前記アルコールの沸点より融点が低い第二の性質と、前記金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い第三の性質とからなる、これら３つ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混合して混合液を作成し、該混合液を熱処理して前記金属化合物を熱分解する、これによって、前記有機化合物に金属ないしは金属酸化物の微粒子が析出し、有機化合物に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが製造される点にある。
【発明の効果】
【０００８】  つまり、本特徴手段に依れば、金属化合物と有機化合物とが、混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を熱処理する。アルコールを気化した後に、金属化合物が熱分解される温度に放置する。これによって、融解した有機化合物中で金属化合物が熱分解し、金属ないしは金属酸化物からなる大きさが４０ｎｍ〜６０ｎｍの粒状微粒子の集まりが有機化合物中に均一に析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物中に均一に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが製造される。このため、金属ないしは金属酸化物の微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、金属化合物の熱分解反応は、最初に金属化合物が、金属ないしは金属酸化物と無機物ないしは有機物とに分解する。次に、無機物ないしは有機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属ないしは金属酸化物が、微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、微粒子は安定した状態にあり、微粒子同士は凝集しない。さらに、無機物ないしは有機物の気化が完了した後に、微粒子が形成されるため、微粒子は不純物を含まない。このような有機物中に分散された微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、保管が可能になる。従って、金属ないしは金属酸化物の微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが、凝集することなく、必要な量として得られる。なお、ナノサイズの大きさからなる微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、微粒子単独での取り扱いが困難である。さらに、微粒子が凝集し易く、一度凝集した微粒子の解除は困難である。これに対し、微粒子の集まりが分散された有機化合物は、取扱いと保管が可能になる。
いっぽう、本特徴手段における原料は、熱分解で金属ないしは金属酸化物を析出する金属化合物と、アルコールと高沸点の有機化合物とからなり、いずれも汎用的な工業薬品である。また、本特徴手段における処理は、金属化合物をアルコールに分散する処理と、アルコール分散液に有機化合物を混合する処理と、最高でも４３０℃程度の温度で金属化合物を熱分解するだけの極めて簡単な処理であり、特殊な装置による特殊な条件下での化学物質の処理や、特殊な環境下での化学物質の反応が一切ない。さらに、熱処理する混合液における金属化合物の量に応じて、莫大な量の微粒子が有機化合物に分散して析出する。
例えば、有機化合物に直径５０ｎｍの球状の銅微粒子が析出したとする。この銅微粒子１個の重さは５．８５×１０−１６ｇである。いっぽう、銅の原子量は６３．５５ｇ／ｍｏｌであるから、１モルの銅は１．１×１０１７個の銅微粒子に相当する。従って、わずか１モルの銅化合物を原料として用いると、１．１×１０１７個からなる銅微粒子の集まりが有機化合物に析出する。この有機化合物を気化させると、１．１×１０１７個の不純物を含まない銅微粒子の集まりが得られる。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、６段落で説明した５つの課題を根本的に解決して、有機化合物に分散した金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが製造できる。
本特徴手段において、使用する金属化合物の量と有機化合物の量との比率に応じて、有機化合物に析出する微粒子の量は異なる。つまり、使用する金属化合物の量を減らし、使用する有機化合物の量を増やせば、有機化合物に析出する微粒子の量は微量であり、反対に、使用する金属化合物の量を増やし、使用する有機化合物の量を減らせば、有機化合物に析出する微粒子の量は増大する。また、金属化合物が熱分解して金属を析出する際は、金属は不純物のない活性状態にあり、隣接する金属微粒子は接触部で互いに金属結合し、金属結合した金属微粒子となって熱分解反応が完了するため、金属結合した金属微粒子は、安定した状態にあり凝集しない。従って、使用する金属化合物の量と有機化合物の量との比率が小さければ、有機化合物に分散された金属化合物のモル濃度が低いため、金属結合したごくわずかな金属微粒子が、有機化合物に分散して析出する。比率が大きくなると、有機化合物に分散された金属化合物のモル濃度が高くなるため、金属結合する金属微粒子の数が増える。さらに比率が大きくなると、金属結合した金属微粒子が、有機化合物の全体にわたって析出する。従って、使用する金属微粒子の用途に応じて、使用する原料の比率を変えればよい。いっぽう、析出した金属酸化物微粒子は、金属酸化物同士が金属結合や共有結合によって結合しないため、有機化合物を気化させて金属酸化物微粒子を取り出すと、一個一個の微粒子に分かれて析出する。
なお、アルコールの沸点と、金属化合物が熱分解する際に気化する無機物ないしは有機物の沸点と、有機化合物の沸点とは、各々に温度差があり、気化したアルコールと、気化した無機物ないしは有機物と、気化した有機化合物とは個別に回収する。
ここで、本特徴手段における作用効果を詳しく説明する。熱分解で金属ないしは金属酸化物を析出する金属化合物をアルコールに分散すると、金属化合物はアルコール中に分子状態で均一に分散する。なお、金属化合物を分散させる溶媒は、最も汎用的な有機溶剤であるアルコールが望ましい。また、アルコール分散液を昇温し、アルコールを気化させると、金属化合物の結晶が微細な粉体として析出する。この現象は、砂糖水の水を気化させると、砂糖の微細粉が析出する現象に類似している。従って、アルコール分散液に有機化合物を混合すると、有機化合物がアルコールに溶解ないしは混和する性質を持つため、混合液中に金属化合物と有機化合物とが分子状態で均一に分散される。
この混合液を容器に充填して容器を昇温する。最初にアルコールが気化する。これによって、混合液は、融解した有機化合物に、金属化合物の微細結晶が均一に分散された状態になる。つまり、融解した有機化合物に金属化合物の微細結晶を均一に分散させるため、金属化合物をアルコール中に分子状態で均一に分散させ、さらに、この分散液に有機化合物を分子状態で均一に分散させた。さらに昇温すると、金属化合物の熱分解が融解した有機化合物中で起こり、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の金属ないしは金属酸化物からなる微粒子が、融解した有機化合物中に均一に分散して析出し、金属化合物は熱分解反応を終える。この後、冷却させると、固化ないしは融解した有機化合物中に、安定した金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが均一に分散された有機化合物が製造される。【０００９】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第二特徴手段は、第一特徴手段における金属化合物として、熱分解で複数の金属を同時に析出する複数種類の金属化合物を用い、第一特徴手段に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する点にある。
【発明の効果】
【００１０】  つまり、本特徴手段に依れば、熱分解で複数の金属を同時に析出する複数種類の金属化合物と有機化合物とが、混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を熱処理する。アルコールを気化した後に、複数種類の金属化合物が同時に熱分解する温度に放置すると、融解した有機化合物中で複数種類の金属化合物が同時に熱分解し、金属化合物のモル数の比率に応じて複数の金属が同時に析出する。複数の金属は活性状態にあるため、金属化合物のモル数の比率に応じた組成からなる合金が、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状微粒子として融解した有機化合物中に均一に析出し、熱分解反応を終える。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された合金微粒子の集まりが製造される。合金微粒子は、有機化合物によって外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、複数種類の金属化合物の熱分解は、最初に、複数種類の金属と無機物ないしは有機物とに分解する。次に、無機物ないしは有機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、複数の金属が合金微粒子を形成して、熱分解反応が完了する。このため、合金微粒子は安定した状態にあり、合金微粒子は凝集しない。また、無機物ないしは有機物の気化が完了した後に、合金微粒子が形成されるため、合金微粒子は不純物を含まない。このような有機物中に分散された合金微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、保管が可能になる。従って、合金微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない合金微粒子の集まりが、凝集することなく、必要な量として得られる。なお、ナノサイズの大きさからなる合金微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、微粒子単独での取り扱いが困難である。さらに、合金微粒子が凝集し易く、一度凝集した合金微粒子の解除は困難である。これに対し、合金微粒子の集まりが分散された有機化合物は、取扱いと保管が可能になる。さらに、混合液における複数種類の金属化合物のモル数に応じて、莫大な量の合金微粒子が有機化合物に分散して析出する。
例えば、前記した第一特徴手段と同様に、有機化合物に直径５０ｎｍの球状の合金微粒子が析出したとする。僅か１モルを構成する複数種類の金属化合物を原料として用いると、１．１×１０１７個の合金微粒子の集まりが有機化合物に析出する。この有機化合物を気化させると、１．１×１０１７個の不純物を含まない合金微粒子の集まりが得られる。
以上に説明したように、第一特徴手段における金属化合物として熱分解で複数の金属を同時に析出する複数種類の金属化合物を用いることで、６段落で説明した５つの課題を根本的に解決して、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりが製造できる。
なお、本特徴手段において、複数種類の金属化合物における金属の組み合わせを変える、また、複数種類の金属化合物のモル数の比率を変えると、様々な組成からなる合金微粒子の集まりが得られる。このように、本特徴手段に依れば、有機化合物に分散された微粒子の材質が、様々な組成からなる合金に拡大される。
また、第一特徴手段の金属微粒子と同様に、合金は不純物のない活性状態にあるため、隣接する合金微粒子は接触部で互いに金属結合し、金属結合した合金微粒子となって熱分解反応が完了するため、金属結合した合金微粒子は、安定した状態にあり凝集しない。従って、第一特徴手段の金属微粒子と同様に、使用する複数種類の金属化合物の量と有機化合物の量との比率が小さければ、ごくわずかな合金微粒子が金属結合し、この金属結合した合金微粒子が有機化合物中に均一に析出する。比率が大きくなると、金属結合した合金微粒子の数が増え、この金属結合した合金微粒子が有機化合物中に均一に析出する。さらに比率が大きくなると、金属結合した合金微粒子が、有機化合物の全体にわたって析出する。従って、使用する合金微粒子の用途に応じて、使用する原料の比率を変えればよい。【００１１】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第三特徴手段は、第一特徴手段におけ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からなる錯体を用い、第一特徴手段における有機化合物として、前記錯体が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つ有機化合物を用い、第一特徴手段に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する点にある。
【発明の効果】
【００１２】  つまり、本特徴手段に依れば、錯体と有機化合物とが、混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を熱処理する。アルコールを気化した後に、１８０℃〜２２０℃の温度の還元雰囲気で熱処理すると、有機化合物中で錯体が熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の金属微粒子が融解した有機化合物中に均一に分散して析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された金属微粒子の集まりが製造される。これによって、金属微粒子は有機化合物によって外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、錯体の熱分解反応は、最初に、錯体が金属と無機物とに分解する。次に、無機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属が金属微粒子を形成して、熱分解反応が完了する。このため、金属微粒子は安定した状態にあり、金属微粒子は凝集しない。また、無機物の気化が完了した後に、金属微粒子が形成されるため、金属微粒子は不純物を含まない。このような有機物中に分散された金属微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、保管が可能になる。従って、金属微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属微粒子の集まりが、凝集することなく、必要な量として得られる。
すなわち、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からなる錯体を、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、無機物と金属とに分解される。さらに昇温すると、無機物が気化熱を奪って気化し、すべての無機物の気化が完了した後に金属が析出する。つまり、錯体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い。従って、錯体を還元雰囲気で熱処理すると、金属イオンが配位子と結合する配位結合部が最初に分断され、金属と無機物とに分解する。さらに温度が上がると、無機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属が析出する。この際、配位子が低分子量の無機物であるため、配位子の分子量に応じて、１８０℃〜２２０℃の低い温度で無機物の気化が完了する。このような錯体として、アンモニアＮＨ３が配位子となって金属イオンに配位結合するアンミン金属錯イオンを有する錯体、塩素イオンＣｌ−が、ないしは塩素イオンＣｌ−とアンモニアＮＨ３とが配位子となって金属イオンに配位結合するクロロ金属錯イオンを有する錯体、シアノ基ＣＮ−が配位子イオンとなって金属イオンに配位結合するシアノ金属錯イオンを有する錯体、臭素イオンＢｒ−が配位子イオンとなって金属イオンに配位結合するブロモ金属錯イオンを有する錯体、沃素イオンＩ−が配位子イオンとなって金属イオンに配位結合するヨード金属錯イオンを有する錯体などが挙げられる。また、このような無機化合物からなる錯体は、配位子の分子量が小さいため、合成が容易で最も安価な金属錯イオンを有する錯体である。
なお、錯体の熱分解で析出した金属は、不純物のない活性状態にあるため、隣接する金属微粒子は接触部で互いに金属結合し、金属結合した金属微粒子となって熱分解反応が完了するため、金属結合した金属微粒子は、安定した状態にあり凝集しない。このため、第一特徴手段の金属微粒子と同様に、使用する金属化合物の量と有機化合物の量との比率が小さければ、ごくわずかな金属微粒子が金属結合して析出する。比率が大きくなると、金属微粒子の金属結合が増大する。さらに比率が大きくなると、金属結合した金属微粒子が、有機化合物の全体にわたって析出する。従って、使用する金属微粒子の用途に応じて、使用する錯体の量と有機化合物の量との比率を変えればよい。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、金属化合物として、安価な工業用薬品である無機金属化合物からなる錯体を用い、１８０℃〜２２０℃の低い熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された金属微粒子の集まりが製造できる。【００１３】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第四特徴手段は、第三特徴手段における無機金属化合物からなる錯体として、無機物の分子ないしはイオンからなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した異なる金属錯イオンからなる複数種類の無機金属化合物からなる錯体を用い、第三特徴手段に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する点にある。
【発明の効果】
【００１４】  つまり、本特徴手段に依れば、複数種類の錯体と有機化合物とが、混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を熱処理する。アルコールを気化した後に、１８０℃〜２２０℃の温度からなる還元雰囲気で熱処理すると、有機化合物中で複数種類の錯体が同時に熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の合金微粒子が融解した有機化合物中に均一に分散して析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された合金微粒子の集まりが製造される。これによって、合金微粒子は有機化合物によって外界から遮断され、経時変化を起こさない。
複数種類の無機金属化合物からなる錯体の熱分解反応は、最初に、複数の金属と無機物とに分解する。次に、無機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、複数の金属が合金微粒子を形成し、熱分解反応を完了する。このため、合金微粒子は安定した状態にあり、合金微粒子は凝集しない。また、無機物が気化した後に合金微粒子が形成されため、合金微粒子は不純物を含まない。このような有機物中に分散された微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、保管が可能になる。従って、合金微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない合金微粒子の集まりが、凝集することなく、必要な量として得られる。
すなわち、複数種類の錯体は、無機物の分子ないしはイオンからなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合する異なる金属錯イオンからなる無機金属化合物の錯体であるため、還元雰囲気で熱処理すると、複数種類の錯体の配位結合部が同時に分断され、無機物と複数の金属とに分解され、無機物の配位子の分子量に応じて、無機物の気化が１８０℃〜２２０℃の温度で完了し、錯体のモル濃度に応じて複数種類の金属が同時に析出し、これら金属は不純物を持たない活性状態にあるため、錯体のモル濃度比率に応じた組成割合からなる合金が生成される。
なお、析出した合金は不純物のない活性状態にあるため、隣接する合金微粒子は接触部で金属結合し、金属結合した合金微粒子となって熱分解反応が完了するため、金属結合した合金微粒子は、安定した状態にあり凝集しない。従って、第一特徴手段の金属微粒子と同様に、使用する複数種類の錯体の量と有機化合物の量との比率が小さければ、ごくわずかな合金微粒子が金属結合する。比率が大きくなると、合金微粒子の金属結合が増える。さらに比率が大きくなると、金属結合した合金微粒子が、有機化合物の全体にわたって析出する。従って、使用する合金微粒子の用途に応じて、使用する複数種類の錯体の量と有機化合物の量との比率を変えればよい。
本特徴手段において、複数種類の錯体における金属の組み合わせを変える、あるいは、複数種類の錯体のモル数の比率を変えると、様々な組成からなる合金微粒子の集まりが得られる。このように、本特徴手段に依れば、金属化合物として、安価な工業用薬品である複数種類の無機金属化合物からなる錯体を用いることで、１８０℃〜２２０℃の低い熱処理温度で、有機化合物に分散された様々な組成からなる合金微粒子の集まりが製造される。【００１５】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第五特徴手段は、第三特徴手段における有機化合物が、カルボン酸エステル類ないしはグリコール類ないしはグリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物である点にある。
【発明の効果】
【００１６】  つまり、本特徴手段に依れば、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の中に、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二に前記アルコールより融点が低く、第三に無機金属化合物からなる錯体が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物がある。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、無機金属化合物からなる錯体、ないしは、複数種類の無機金属化合物からなる錯体のアルコール分散液に、本特徴手段におけるいずれかの有機化合物を混合すると、錯体と有機化合物とが混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を１８０℃〜２２０℃の還元雰囲気で熱処理すると、有機化合物中で錯体が熱分解し、ないしは、複数種類の錯体が同時に熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の金属ないしは合金の微粒子が融解した有機化合物中に均一に分散して析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された金属ないしは合金の微粒子の集まりが製造される。
従って、本特徴手段における有機化合物は、金属微粒子ないしは合金微粒子の集まりが均一に分散された有機化合物を構成する。【００１７】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第六特徴手段は、第一特徴手段における金属化合物として、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共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とからなる、これら２つの特徴を兼備するカルボン酸金属化合物を用い、第一特徴手段における有機化合物として、前記カルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つ有機化合物を用い、第一特徴手段に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する点にある。
【発明の効果】
【００１８】  つまり、本特徴手段に依れば、カルボン酸金属化合物と有機化合物とが、混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を熱処理する。アルコールを気化した後に、２９０℃〜４３０℃の温度からなる大気雰囲気で熱処理すると、有機化合物中でカルボン酸金属化合物が熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の金属微粒子が融解した有機化合物中に均一に析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された金属微粒子の集まりが製造される。これによって、金属微粒子は有機化合物によって外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、カルボン酸金属化合物の熱分解反応は、カルボン酸の沸点を超えると、カルボン酸と金属とに分解する。次に、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属が金属微粒子を形成して、熱分解反応を完了する。このため、金属微粒子は安定した状態にあり、金属微粒子は凝集しない。また、カルボン酸が気化した後に、金属微粒子が形成されるため、金属微粒子は不純物を含まない。このような有機物中に分散された微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、保管が可能になる。従って、金属微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、微粒子が凝集することなく、不純物を含まない金属微粒子の集まりが、必要な量として得られる。
すなわち、カルボン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、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共有結合するカルボン酸金属化合物においては、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。こうした分子構造の特徴を持つカルボン酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると、カルボン酸の沸点を超えると、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、カルボン酸と金属とに分離する。さらに、カルボン酸が飽和脂肪酸から構成される場合は、炭素原子が水素原子に対して過剰となる不飽和構造を持たないため、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、カルボン酸の分子量と数とに応じて、カルボン酸の気化が進み、気化が完了すると金属が析出する。こうしたカルボン酸金属化合物として、オクチル酸金属化合物、ラウリン酸金属化合物、ステアリン酸金属化合物などが挙げられる。なお、オクチル酸の沸点は２２８℃であり、ラウリン酸の沸点は２９６℃であり、ステアリン酸の沸点は３６１℃である。従って、これらのカルボン酸金属化合物は、金属イオンと結合するカルボン酸の分子量とカルボン酸の数とに応じて気化熱を奪うため、２９０℃〜４３０℃の大気雰囲気で熱分解が完了する。
なお、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物は、飽和脂肪酸からなるカルボン酸金属化合物に比べて、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、熱分解によって金属酸化物、例えば、オレイン酸銅の場合は、酸化銅（Ｉ）Ｃｕ２Ｏと酸化銅（ＩＩ）ＣｕＯとが同時に析出し、酸化銅（Ｉ）Ｃｕ２Ｏと酸化銅（ＩＩ）ＣｕＯとを銅に還元する処理費用を要する。特に、酸化銅（Ｉ）Ｃｕ２Ｏは、大気雰囲気より酸素がリッチな雰囲気で一度酸化銅（ＩＩ）ＣｕＯに酸化させ、さらに、還元雰囲気で銅に還元させる必要があるため、処理費用がかさむ。
さらに、前記したカルボン酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、カルボン酸を強アルカリと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。この後、カルボン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カルボン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。このため、１２段落で説明した無機金属化合物からなる錯体より熱処理温度が高くはなるが、錯体より安価な金属化合物である。
なお、カルボン酸金属化合物の熱分解で析出した金属は、不純物のない活性状態にあるため、隣接する金属微粒子は接触部で互いに金属結合し、金属結合した金属微粒子となって熱分解反応が完了する。このため、金属結合した金属微粒子は、安定した状態にあり凝集しない。従って、第一特徴手段の金属微粒子と同様に、使用するカルボン酸金属化合物の量と有機化合物の量との比率が小さければ、ごくわずかな金属微粒子が互いに金属結合する。比率が大きくなると、金属微粒子の金属結合が増える。さらに比率が大きくなると、金属結合した金属微粒子が、有機化合物の全体にわたって析出する。従って、使用する金属微粒子の用途に応じて、使用するカルボン酸金属化合物の量と有機化合物の量との比率を変えればよい。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、金属化合物として、無機金属化合物からなる錯体より安価な工業用薬品であるカルボン酸金属化合物を用い、２９０℃〜４３０℃の熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された金属微粒子の集まりが安価に製造できる。【００１９】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第七特徴手段は、第六特徴手段におけるカルボン酸金属化合物として、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合した複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、第六特徴手段に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する点にある。
【発明の効果】
【００２０】  つまり、本特徴手段に依れば、複数種類のカルボン酸金属化合物と有機化合物とが、混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を熱処理する。アルコールを気化した後に、２９０℃〜４３０℃の温度からなる大気雰囲気で熱処理すると、有機化合物中で複数種類のカルボン酸金属化合物が同時に熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の合金微粒子が融解した有機化合物中に均一に析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された合金微粒子の集まりが製造される。これによって、合金微粒子は有機化合物によって外界から遮断され、経時変化を起こさない。
複数種類のカルボン酸金属化合物の熱分解反応は、複数種類のカルボン酸金属化合物がカルボン酸の沸点を超えると、複数の金属とカルボン酸とに分解する。さらに、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、金属イオンに結合するカルボン酸の分子量とカルボン酸の数とに応じて気化が完了し、複数の金属が合金微粒子を形成して、熱分解反応を完了する。このため、合金微粒子は安定した状態にあり凝集しない。また、カルボン酸の気化が完了した後に、合金微粒子が形成されるため、合金微粒子は不純物を含まない。従って、合金微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない合金微粒子の集まりが、凝集することなく、必要な量が得られる。
すなわち、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合する複数種類のカルボン酸金属化合物を大気雰囲気で熱処理すると飽和脂肪酸の沸点を超えると、複数種類のカルボン酸金属化合物が同時に飽和脂肪酸と金属とに分解され、さらに、飽和脂肪酸の分子量と数とに応じて飽和脂肪酸の気化が進み、気化が完了した後に、複数種類の金属が同時に析出し、これらの金属はいずれも不純物を持たない活性状態にあるため、合金が生成される。このため１４段落で説明した複数種類の無機金属化合物からなる錯体より熱処理温度が高いが、錯体より安価なカルボン酸金属化合物を用いて様々な合金が生成される。
なお、析出した合金は不純物のない活性状態にあるため、隣接する合金微粒子は接触部で互いに金属結合し、金属結合した合金微粒子となって熱分解反応が完了する。このため、金属結合した合金微粒子は、安定した状態にあり凝集しない。従って、第一特徴手段の金属微粒子と同様に、使用する複数種類のカルボン酸金属化合物の量と有機化合物の量との比率が小さければ、ごくわずかな合金微粒子が互いに金属結合する。比率が大きくなると、合金微粒子の金属結合が増える。さらに比率が大きくなると、金属結合した合金微粒子が、有機化合物の全体にわたって析出する。従って、使用する合金微粒子の用途に応じて、使用する複数種類のカルボン酸金属化合物の量と有機化合物の量との比率を変えればよい。
本特徴手段において、複数種類のカルボン酸金属化合物における金属の組み合わせを変える、あるいは、複数種類のカルボン酸金属化合物のモル数の比率を変えると、様々な組成からなる合金微粒子の集まりが得られる。このように、本特徴手段に依れば、無機金属化合物からなる錯体より安価な工業用薬品であるカルボン酸金属化合物を用い、２９０℃〜４３０℃の熱処理温度で、有機化合物に分散された様々な組成からなる合金微粒子の集まりが製造される。【００２１】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第八特徴手段は、第六特徴手段における有機化合物が、カルボン酸エステル類からなる有機化合物である点にある。
【発明の効果】
【００２２】  つまり、本特徴手段に依れば、カルボン酸エステル類の中に、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二に前記アルコールより融点が低く、第三にカルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物がある。カルボン酸エステル類は、汎用的な工業用薬品である。
従って、カルボン酸金属化合物ないしは複数種類のカルボン酸金属化合物のアルコール分散液に、本特徴手段における有機化合物を混合すると、カルボン酸金属化合物ないしは複数種類のカルボン酸金属化合物と有機化合物とが混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を２９０℃〜４３０℃の大気雰囲気で熱処理すると、有機化合物中でカルボン酸金属化合物が熱分解し、ないしは、複数種類のカルボン酸金属化合物が同時に熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の金属微粒子がないしは合金微粒子が、融解した有機化合物中に均一に分散して析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された金属微粒子ないしは合金微粒子の集まりが製造される。
従って、本特徴手段における有機化合物は、金属微粒子ないしは合金微粒子が均一に分散された有機化合物を構成する。【００２３】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第九特徴手段は、第一特徴手段における金属化合物として、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からなる錯体を用い、第一特徴手段における有機化合物として、前記錯体が熱分解する温度より沸点が高い性質を持つ有機化合物を用い、第一特徴手段に準じて、有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する、これによって有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりを製造する点にある。
【発明の効果】
【００２４】  つまり、本特徴手段に依れば、錯体と有機化合物とが、混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を熱処理する。アルコールを気化した後に、１８０℃〜３４０℃の温度からなる大気雰囲気で熱処理すると、有機化合物中で錯体が熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の金属酸化物微粒子が融解した有機化合物中に均一に析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりが製造される。これによって、金属酸化物微粒子は有機化合物によって外界から遮断され、経時変化を起こさない。
カルボン酸金属化合物からなる錯体の熱分解反応は、カルボン酸の沸点を超えると、カルボン酸と金属酸化物とに分解する。次に、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、金属イオンに配位結合するカルボン酸の分子量とカルボン酸の数とに応じて気化が進み、気化が完了した後に、金属酸化物が微粒子を形成して、熱分解反応を完了する。このため、金属酸化物微粒子は安定した状態にある。また、カルボン酸の気化が完了した後に、金属酸化物微粒子が形成されるため、金属酸化物微粒子は不純物を含まない。このような有機物中に分散された微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、保管が可能になる。従って、金属酸化物微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属酸化物微粒子の集まりが、必要な量として得られる。
すなわち、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、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カルボン酸金属化合物は、カルボン酸の沸点を超えると、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カルボン酸とに分解する。さらに昇温すると、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、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、カルボン酸の気化が進み、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。なお、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、一般式ではＣｎＨ２ｎ−１ＣＯＯＨで示され、主成分は沸点が２６８℃で、分子量が１７０のＣ９Ｈ１７ＣＯＯＨからなる。従って、これらカルボン酸金属化合物からなる錯体は、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℃〜３４０℃の大気雰囲気で熱分解が完了する。
さらに、前記したカルボン酸金属化合物は、容易に合成できる安価な工業用薬品である。すなわち、カルボン酸を強アルカリと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。この後、カルボン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カルボン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。また、原料となるカルボン酸は、有機酸の沸点の中で相対的に低い沸点を有し、分子量が小さい有機酸であるため、大気雰囲気においては１８０℃〜３４０℃程度の熱処理で金属酸化物が析出する。
なお、使用するカルボン酸金属化合物の量と有機化合物の量との比率に応じて、有機化合物に析出する微粒子の量は異なる。つまり、使用するカルボン酸金属化合物の量を減らし、使用する有機化合物の量を増やせば、有機化合物に析出する金属酸化物微粒子の量は微量であり、反対に、使用するカルボン酸金属化合物の量を増やし、使用する有機化合物の量を減らせば、有機化合物に析出する金属酸化物微粒子の量は増大する。また、析出した金属酸化物微粒子は、金属酸化物同士が金属結合や共有結合によって結合せず、有機化合物を気化させて金属酸化物微粒子を取り出すと、個々の微粒子に分かれる。
以上に説明したように、本特徴手段に依れば、金属化合物として、安価な工業用薬品であるカルボン酸金属化合物からなる錯体を用い、１８０℃〜３４０℃の低い熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された金属酸化物微粒子の集まりが製造できる。これによって、有機化合物に分散された微粒子の材質が、様々な材質からなる金属酸化物に拡大される。【００２５】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第十特徴手段は、第九特徴手段における有機化合物が、カルボン酸エステル類ないしはグリコール類ないしはグリコールエーテル類からなるいずれかの有機化合物である点にある。
【発明の効果】
【００２６】  つまり、本特徴手段に依れば、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からなるいずれかの有機化合物の中に、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二に前記アルコールより融点が低く、第三にカルボン酸金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物がある。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、カルボン酸金属化合物のアルコール分散液に、本特徴手段におけるいずれかの有機化合物を混合すると、カルボン酸金属化合物と有機化合物とが混合液中に分子状態で均一に分散される。この混合液を１８０℃〜３４０℃の大気雰囲気で熱処理すると、有機化合物中でカルボン酸金属化合物が熱分解し、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさの粒状の金属酸化物微粒子が、融解した有機化合物中に均一に分散して析出する。この後、冷却すると、固化ないしは融解した有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりが製造される。
従って、本特徴手段における有機化合物は、金属酸化物微粒子が均一に分散された有機化合物を構成する。【００２７】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第一の製造方法は、熱分解で金属ないしは金属酸化物を析出する金属化合物をアルコールに分散してアルコール分散液を作成する第一の工程と、前記アルコールに溶解ないしは混和する第一の性質と、前記アルコールの沸点より融点が低い第二の性質と、前記金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い第三の性質とからなる、これら３つの性質を兼備する有機化合物を、前記第一の工程で作成したアルコール分散液に混合して混合液を作成する第二の工程と、該混合液を熱処理して前記金属化合物を熱分解する第三の工程とからなり、これら３つの工程を連続して実施する製造方法が、有機化合物に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりを製造する製造方法である点にある。
【発明の効果】
【００２８】  つまり、本製造方法によれば、次の３つの簡単な工程を連続して実施することで、有機化合物に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりを製造できる。
第一の工程は、金属化合物をアルコールに分散するだけの処理である。第二の工程は、アルコール分散液に有機化合物を混合して撹拌するだけの処理である。第三の工程は、混合液を熱処理するだけの処理である。いずれも極めて簡単な処理であるため、有機化合物に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりは安価な製造費用で製造できる。
これによって、金属ないしは金属酸化物の微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、金属化合物の熱分解反応は、最初に、金属化合物が、金属ないしは金属酸化物と無機物ないしは有機物とに分解する。次に、無機物ないしは有機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属ないしは金属酸化物が、微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、微粒子は不純物を含まない。
なお、ナノサイズの大きさの微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、取り扱いが困難である。これに対し、本製造方法で製造した有機物中に分散された金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、また、保管が可能になる。従って、金属ないしは金属酸化物の微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属ないしは金属酸化物の微粒子の集まりが、必要な量として得られる。【００２９】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第二の製造方法は、前記した第一の製造方法における金属化合物として、熱分解で複数の金属を同時に析出する複数種類の金属化合物を用い、前記した第一の製造方法に準じて、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する製造方法である点にある。
【発明の効果】
【００３０】  つまり、本製造方法によれば、前記した第一製造方法と同様に、次の３つの簡単な工程を連続して実施することで、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造できる。
第一の工程は、複数種類の金属化合物をアルコールに分散するだけの処理である。第二の工程は、アルコール分散液に有機化合物を混合して撹拌するだけの処理である。第三の工程は、混合液を熱処理するだけの処理である。いずれも極めて簡単な処理であるため、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりは安価な製造費用で製造できる。
これによって、合金微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、複数種類の金属化合物の熱分解反応は、最初に、複数種類の金属化合物が同時に熱分解し、複数の金属と無機物ないしは有機物とに分解する。次に、無機物ないしは有機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、複数の金属が、合金微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、合金微粒子は不純物を含まない。
なお、ナノサイズの大きさの微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、取り扱いが困難である。これに対し、本製造方法で製造した有機物中に分散された合金微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、また、保管が可能になる。従って、合金微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない合金微粒子の集まりが、必要な量として得られる。【００３１】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第三の製造方法は、前記した第一の製造方法におけ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からなる錯体を用い、前記した第一の製造方法に準じて、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する製造方法である点にある。
【発明の効果】
【００３２】  つまり、本製造方法によれば、第一の製造方法と同様に、次の３つの簡単な工程を連続して実施することで、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造できる。
第一の工程は、錯体をアルコールに分散するだけの処理である。第二の工程は、アルコール分散液に有機化合物を混合して撹拌するだけの処理である。第三の工程は、混合液を熱処理するだけの処理である。いずれも極めて簡単な処理であるため、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりは安価な製造費用で製造できる。
これによって、安価な工業用薬品である錯体を用い、１８０℃〜２２０℃の低い熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された金属微粒子の集まりが製造できる。この結果、金属微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、錯体の熱分解反応は、最初に、錯体が、金属と無機物とに分解する。次に、無機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属が微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、金属微粒子は不純物を含まない。
なお、ナノサイズの大きさの微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、取り扱いが困難である。これに対し、本製造方法で製造した有機物中に分散された金属微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、また、保管が可能になる。従って、金属微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属微粒子の集まりが、必要な量として得られる。【００３３】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第四の製造方法は、前記した第三の製造方法における無機金属化合物からなる錯体として、無機物の分子ないしはイオンからなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合した異なる金属錯イオンからなる複数種類の無機金属化合物からなる錯体を用い、前記した第三の製造方法に準じて、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する製造方法である点にある。
【発明の効果】
【００３４】  つまり、本製造方法によれば、前記した第三製造方法と同様に、次の３つの簡単な工程を連続して実施することで、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造できる。
第一の工程は、複数種類の錯体をアルコールに分散するだけの処理である。第二の工程は、アルコール分散液に有機化合物を混合して撹拌するだけの処理である。第三の工程は、混合液を熱処理するだけの処理である。いずれも極めて簡単な処理であるため、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりは安価な製造費用で製造できる。
これによって、安価な工業用薬品である錯体を用い、１８０℃〜２２０℃の低い熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された合金微粒子の集まりが製造できる。この結果、合金微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、複数種類の錯体の熱分解反応は、最初に、複数種類の錯体が、複数の金属と無機物とに分解する。次に、無機物が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、複数の金属が合金微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、合金微粒子は不純物を含まない。
なお、ナノサイズの大きさの微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、取り扱いが困難である。これに対し、本製造方法で製造した有機物中に分散された合金微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、また、保管が可能になる。従って、合金微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない合金微粒子の集まりが、必要な量として得られる。【００３５】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第五の製造方法は、前記した第一の製造方法における金属化合物として、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共有結合する第一の特徴と、前記カルボン酸が飽和脂肪酸からなる第二の特徴とからなる、これら２つの特徴を兼備するカルボン酸金属化合物を用い、前記した第一の製造方法に準じて、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造する製造方法である点にある。
【発明の効果】
【００３６】  つまり、本製造方法によれば、第一の製造方法と同様に、次の３つの簡単な工程を連続して実施することで、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりを製造できる。
第一の工程は、カルボン酸金属化合物をアルコールに分散するだけの処理である。第二の工程は、アルコール分散液に有機化合物を混合して撹拌するだけの処理である。第三の工程は、混合液を熱処理するだけの処理である。いずれも極めて簡単な処理であるため、有機化合物に分散された金属微粒子の集まりは安価な製造費用で製造できる。
これによって、無機金属化合物からなる錯体より安価な工業用薬品であるカルボン酸金属化合物を用い、２９０℃〜４３０℃の熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された金属微粒子の集まりが製造できる。この結果、金属微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、カルボン酸金属化合物の熱分解反応は、最初に、カルボン酸金属化合物が、金属とカルボン酸とに分解する。次に、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属が微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、金属微粒子は不純物を含まない。
なお、ナノサイズの大きさの微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、取り扱いが困難である。これに対し、本製造方法で製造した有機物中に分散された金属微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、また、保管が可能になる。従って、金属微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属微粒子の集まりが、必要な量として得られる。【００３７】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第六の製造方法は、前記した第五の製造方法におけるカルボン酸金属化合物として、同一の飽和脂肪酸におけるカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属イオンに共有結合した複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、前記した第五の製造方法に準じて、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する製造方法である点にある。
【発明の効果】
【００３８】  つまり、本製造方法によれば、第五の製造方法と同様に、次の３つの簡単な工程を連続して実施することで、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造できる。
第一の工程は、複数種類のカルボン酸金属化合物をアルコールに分散するだけの処理である。第二の工程は、アルコール分散液に有機化合物を混合して撹拌するだけの処理である。第三の工程は、混合液を熱処理するだけの処理である。いずれも極めて簡単な処理であるため、有機化合物に分散された合金微粒子の集まりは安価な製造費用で製造できる。
これによって、無機金属化合物からなる錯体より安価な工業用薬品である複数種類のカルボン酸金属化合物を用い、２９０℃〜４３０℃の熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された合金微粒子の集まりが製造できる。この結果、合金微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、複数種類のカルボン酸金属化合物の熱分解反応は、最初に、複数種類のカルボン酸金属化合物が、複数の金属とカルボン酸とに分解する。次に、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、複数の金属が微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、合金微粒子は不純物を含まない。
なお、ナノサイズの大きさの微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、取り扱いが困難である。これに対し、本製造方法で製造した有機物中に分散された合金微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、また、保管が可能になる。従って、合金微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない合金微粒子の集まりが、必要な量として得られる。【００３９】  本発明に係わる有機化合物に分散された微粒子の集まりを製造する第七の製造方法は、前記した第一の製造方法における金属化合物として、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からなる錯体を用い、前記した第一の製造方法に準じて、有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりを製造する製造方法である点にある。
【発明の効果】
【００４０】  つまり、本製造方法によれば、第一の製造方法と同様に、次の３つの簡単な工程を連続して実施することで、有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりを製造できる。
第一の工程は、錯体をアルコールに分散するだけの処理である。第二の工程は、アルコール分散液に有機化合物を混合して撹拌するだけの処理である。第三の工程は、混合液を熱処理するだけの処理である。いずれも極めて簡単な処理であるため、有機化合物に分散された金属酸化物微粒子の集まりは安価な製造費用で製造できる。
これによって、安価な工業用薬品であるカルボン酸金属化合物を用い、１８０℃〜３４０℃の熱処理温度で、有機化合物中に均一に分散された金属酸化物微粒子の集まりが製造できる。この結果、金属酸化物微粒子は外界から遮断され、経時変化を起こさない。また、カルボン酸金属化合物の熱分解反応は、最初に、金属酸化物とカルボン酸とに分解する。次に、カルボン酸が気化熱を奪って気化し、気化が完了した後に、金属酸化物が微粒子を形成して熱分解反応が完了する。このため、金属酸化物微粒子は不純物を含まない。
なお、ナノサイズの大きさの微粒子は、重量が極微小で比表面積が大きいため、取り扱いが困難である。これに対し、本製造方法で製造した有機物中に分散された金属酸化物微粒子の集まりは、取り扱いが容易であり、また、保管が可能になる。従って、金属酸化物微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない金属酸化物微粒子の集まりが、必要な量として得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】フタル酸ジブチルに、数個程度金属結合した鉄微粒子が、分散して析出した状態を、拡大して模式的に図示した図である。
【図２】フタル酸ジブチルに、十数個程度金属結合した鉄微粒子が、分散して析出した状態を、拡大して模式的に図示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施形態１】
【００４２】  本実施形態は、無機金属化合物からなる錯体に関わる実施形態である。本発明における金属化合物は、第一にアルコールに分散し、第二に熱分解で金属を析出する２つの性質を兼備する。ここでは金属を金とし、金化合物を例にして説明する。
最初に、アルコールに分散する金化合物を説明する。塩化金はアルコールに溶解し、金イオンが溶出し、多くの金イオンが金微粒子の析出に参加できない。従って、金化合物は溶剤に溶解せず、溶剤に分散する性質を持つことが必要になる。また、酸化金、水酸化金などの無機金化合物はアルコール類に分散しない。このため、前記した無機金化合物は、金化合物として適切でない。
いっぽう、金化合物は金を析出する性質を持つ。金化合物から金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。さらに、金化合物の熱分解温度が低ければ、熱処理温度が低くなり、有機化合物に分散された金微粒子の集まりが安価に製造できる。いっぽう、無機物からなる分子ないしはイオンが配位子となって、金イオンに配位結合する金錯イオンを有する無機金化合物からなる金錯体は、無機物の分子量が小さければ、還元雰囲気での熱分解温度は低い。また、他の金錯イオンを有する錯体より合成が容易で安価な工業用薬品である。
すなわち、金錯体を構成する分子の中で、金イオンが最も大きい。ちなみに、金原子の３重結合の共有結合半径は１２３ｐｍであり、窒素原子の単結合の共有結合半径の７１ｐｍであり、酸素原子の単結合の共有結合半径は６３ｐｍである。このため、配位子が金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は、最初に配位結合部が分断され、金と無機物とに分解し、無機物の気化が完了した後に金が析出する。
このような無機金化合物からなる金錯体として、塩素イオンＣｌ−が配位子となって金イオンに配位結合するテトラクロロ金イオン［ＡｕＣｌ４］−を有する金錯体と、シアン化物イオンＣＮ−が配位子となって金イオンに配位結合するジシアノ金イオン［Ａｕ（ＣＮ）２］−を有する金錯体は、配位子が最も低分子量で、配位子の数が少ないため、他の金錯イオンを有する金錯体に比べて合成が容易であり、最も安価に製造できる。こうした金錯体は、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、配位結合部位が最初に分断され、２００℃程度の低い温度で無機物の気化が完了して金が析出する。また、メタノールやｎ−ブタノールなどのアルコールに１０重量％近くの分散濃度まで分散する。このような金錯体として、例えば、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素（四水和物）Ｈ［ＡｕＣｌ４］・４Ｈ２Ｏがある。
また、熱分解で銅を析出する無機銅化合物からなる銅錯体として、アンモニアＮＨ３が配位子となって銅イオンに配位結合するテトラアンミン銅イオン［Ｃｕ（ＮＨ３）４］２＋やヘキサアンミン銅イオン［Ｃｕ（ＮＨ３）６］２＋を有する銅錯体や、塩素イオンＣｌ−が配位子になって銅イオンに配位結合するテトラクロロ銅イオン［ＣｕＣｌ４］２−を有する銅錯体は、配位子が最も低分子量で、配位子の数が少ないため、他の銅錯イオンを有する錯体に比べて合成が容易であり、安価な製造費用で製造できる。また、こうした銅錯体は、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、配位結合部位が最初に分断され、２００℃程度の比較的低い温度で熱分解が完了する。さらに、メタノールやｎ−ブタノールなどのアルコールに１０重量％近くの分散濃度まで分散する。このような銅錯体として、例えば、テトラアンミン銅（ＩＩ）硝酸塩［Ｃｕ（ＮＨ３）４］（ＮＯ３）２やヘキサアンミン銅（ＩＩ）硫酸塩［Ｃｕ（ＮＨ３）６］ＳＯ４がある。
さらに、熱分解でニッケルを析出する無機ニッケル化合物からなるニッケル錯体として、アンモニアＮＨ３が配位子となってニッケルイオンに配位結合するヘキサアンミンニッケルイオン［Ｎｉ（ＮＨ３）６］２＋からなるニッケル錯体は、配位子が低分子量で、配位子の数が少ないため、他のニッケル錯イオンを有する錯体に比べて合成が容易であり、最も安価に製造できる。こうした分子量が小さい配位子からなるニッケル錯体は、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、配位結合部位が最初に分断され、２００℃程度の低い温度で熱分解が完了する。また、メタノールやｎ−ブタノールなどのアルコールに１０重量％近くの分散濃度まで分散する。このようなニッケル錯錯体として、例えば、ヘキサアンミンニッケル（ＩＩ）塩化物［Ｎｉ（ＮＨ３）６］Ｃｌ２がある。
以上に説明したように、無機物のイオンないしは分子が配位子になって、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は、無機物が低分子量で、配位子の数が少ないため、熱分解温度が最も低く、合成が容易で最も安価な金属錯イオンを有する錯体である。また有機化合物に分散された合金微粒子の集まりを製造する場合は、同一の配位子が異なる金属イオンに配位結合する異なる金属錯イオンを有する複数種類の錯体を用いる。つまり、複数種類の錯体が同一の配位子から構成されるため、複数種類の錯体が同時に無機物と複数種類の金属とに熱分解し、無機物が気化した後に、錯体のモル濃度に応じて複数種類の金属が析出する。複数種類の金属は不純物を持たない活性状態にあるため、複数種類の金属からなる合金が生成される。
【実施形態２】
【００４３】  本実施形態は、大気雰囲気での熱処理で金属を析出するカルボン酸金属化合物に関わる実施形態である。４２段落で説明したように、金属化合物は、第一にアルコールに分散し、第二に熱分解で金属を析出する２つの性質を兼備する。ここでは、金属をアルミニウムとし、アルミニウム化合物について説明する。
最初に、アルコールに分散するアルミニウム化合物を説明する。塩化アルミニウムは水に溶け、水酸化アルミニウムと塩酸に加水分解する。また、水酸化アルミニウムはアルコールに分散しない。さらに、硫酸アルミニウムはアルコールに溶解し、アルミニウムイオンが溶出し、多くのアルミニウムイオンがアルミニウムの析出に参加できない。また、酸化アルミニウムはアルコールに分散しない。このため、このような無機アルミニウム化合物は、アルコールに分散する性質を持たない。
いっぽう、４２段落で説明した分子量が小さい無機物の分子ないしはイオンが、アルミニウムイオンに配位結合するアルミニウム錯イオンを有する錯体として、水Ｈ２Ｏが配位子となってアルミニウムイオンに配位結合するアクアアルミニウム錯イオンからなる錯体があるが、熱分解で酸化アルミニウムを析出するため、有機アルミニウム化合物が望ましい。
有機アルミニウム化合物は、アルミニウムを析出する。有機アルミニウム化合物からアルミニウム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。さらに、合成が容易でれば、有機アルミニウム化合物が安価に製造できる。こうした性質を兼備する有機アルミニウム化合物に、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンがアルミニウムイオンに共有結合するカルボン酸アルミニウム化合物がある。
つまり、カルボン酸アルミニウム化合物を構成するイオンの中で、最も大きいイオンはアルミニウムイオンである。従って、カルボン酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、アルミニウムイオンに共有結合すれば、アルミニウムイオンとカルボキシル基を構成する酸素イオンとの距離が、イオン同士の距離の中で最も長い。こうしたカルボン酸アルミニウム化合物を大気雰囲気で昇温させると、カルボン酸アルミニウム化合物を構成するカルボン酸の沸点を超えると、カルボン酸とアルミニウムとに分解する。さらに昇温すると、カルボン酸が飽和脂肪酸で構成されれば、カルボン酸が気化熱を伴って気化し、カルボン酸の気化した後にアルミニウムが析出する。なお、還元雰囲気でのカルボン酸アルミニウム化合物の熱分解は、大気雰囲気での熱分解より高温側で進むため、大気雰囲気での熱分解のほうが熱処理費用は安価で済む。また、カルボン酸が不飽和脂肪酸であれば、炭素原子が水素原子に対して過剰になるため、不飽和脂肪酸からなるカルボン酸アルミニウム化合物が熱分解すると、酸化アルミニウムが析出する。
いっぽう、カルボン酸アルミニウム化合物の中で、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となってアルミニウムイオンに近づいて配位結合するカルボン酸アルミニウムは、アルミニウムイオンと酸素イオンとの距離が短くなり、反対に、酸素イオンがアルミニウムイオンと反対側で結合するイオンとの距離が最も長くなる。このような分子構造の特徴を持つカルボン酸アルミニウム化合物の熱分解反応は、酸素イオンがアルミニウムイオンと反対側で結合するイオンとの結合部が最初に分断され、この結果、酸化アルミニウムが析出する。
さらに、カルボン酸アルミニウム化合物は合成が容易で、最も安価な有機アルミニウム化合物である。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、硫酸アルミニウムなどの無機アルミニウム化合物と反応させると、カルボン酸アルミニウム化合物が生成される。このため、有機アルミニウム化合物の中で最も安価である。
カルボン酸アルミニウム化合物の組成式はＡｌ（ＣＯＯＲ）３で表わせられる。Ｒは炭化水素で、この組成式はＣｍＨｎである（ここでｍとｎとは整数）。カルボン酸アルミニウム化合物を構成する物質の中で、組成式の中央に位置するアルミニウムイオンＡｌ３＋が最も大きい。従って、アルミニウムイオンＡｌ３＋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、アルミニウムイオンＡｌ３＋と酸素イオンＯ−との距離が最大になる。この理由は、アルミニウム原子の３重結合における共有結合半径は１１１ｐｍであり、酸素原子の２重結合における共有結合半径は５７ｐｍであり、炭素原子の２重結合における共有結合半径は６７ｐｍであることによる。このため、このような分子構造の特徴を持つカルボン酸アルミニウム化合物は、カルボン酸の沸点を超えると、結合距離が最も長いアルミニウム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、アルミニウム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伴って気化し、カルボン酸の気化が完了した後にアルミニウムが析出する。こうしたカルボン酸アルミニウム化合物として、オクチル酸アルミニウム、ラウリン酸アルミニウム、ステアリン酸アルミニウムなどがある。このようなカルボン酸アルミニウム化合物の多くは、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。
さらに、飽和脂肪酸で構成されるカルボン酸アルミニウム化合物について、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、アルミニウムを析出させる熱処理費用が安価で済む。飽和脂肪酸を構成する炭化水素が長鎖構造である場合は、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り、飽和脂肪酸の気化熱が大きいため、熱分解温度が高くなる。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。
また、飽和脂肪酸が分岐鎖構造を有す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り、気化熱も小さい。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アルミニウム化合物は、さらに低い温度で熱分解温度する。また、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アルミニウム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。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、ラウリン酸より沸点が６８℃低い。このため、アルミニウムを析出する原料として、オクチル酸アルミニウムＡｌ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）３が望ましい。オクチル酸アルミニウムは、大気雰囲気において２９０℃で熱分解が完了してアルミニウムが析出し、メタノールやｎ−ブタノールなどに１０重量％近く分散する。
また、同様に、銅を析出する原料としてオクチル酸銅Ｃｕ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）２が、鉄を析出する原料としてオクチル酸鉄Ｆｅ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）３が、ニッケルを析出する原料としてオクチル酸ニッケルＮｉ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）２が、最も望ましい。
いっぽう、合金を生成する原料として、複数種類のオクチル酸金属化合物が望ましい。つまり、複数種類のオクチル酸金属化合物は、オクチル酸の沸点を超えると、複数種類のオクチル酸金属化合物が同時に熱分解し、オクチル酸の気化が完了した後に、オクチル酸金属化合物のモル濃度に応じて複数種類の金属が析出する。複数種類の金属は不純物を持たない活性状態にあるため、複数種類の金属からなる合金が生成される。
【実施形態３】
【００４４】  本実施形態は、大気雰囲気での熱処理で金属酸化物を析出するカルボン酸金属化合物に関わる実施形態である。４２段落で説明したように、金属化合物は、第一にアルコールに分散し、第二に熱分解で金を析出する２つの性質を兼備する。ここでは、鉄の酸化物を析出する鉄化合物について説明する。
最初に、アルコールに分散する鉄化合物を説明する。塩化鉄（ＩＩ）、酢酸鉄（ＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩ）および硫酸鉄（ＩＩ）はアルコールに溶け、鉄イオンが溶出し、多くの鉄イオンが鉄の析出に参加できない。水酸化鉄（ＩＩ）はアルコールに分散しない。このため、これら無機鉄化合物は、アルコールに分散する性質を持たない。
いっぽう、４２段落で説明した分子量が小さい無機物の分子ないしはイオンが、鉄イオンに配位結合する鉄錯イオンを有する錯体として、テトラクロリド鉄錯イオ音［ＦｅＣｌ４］−やヘキサシアニド鉄錯イオン［Ｆｅ（ＣＮ）６］４−、［Ｆｅ（ＣＮ）６］３−などがあるが、４２段落で説明した錯体と同様に、還元雰囲気で熱分解すると鉄が析出する。このため、有機鉄化合物が望ましい。
さらに、有機鉄化合物は、熱分解によって酸化鉄（ＩＩ）ＦｅＯを析出する性質を持つことが必要になる。つまり、酸化鉄（ＩＩ）ＦｅＯを大気中で昇温すると、酸化鉄（ＩＩ）ＦｅＯを構成する２価の鉄イオンＦｅ２＋の一部が酸化して三価の鉄イオンＦｅ３＋になり、ＦｅＯ・Ｆｅ２Ｏ３の組成式で表さられるマグネタイトＦｅ３Ｏ４になる。このマグネタイトＦｅ３Ｏ４は、強磁性で導電性の酸化物であり、フェライトの原料としてよく知られている。さらに大気中で昇温すると、２価の鉄イオンＦｅ２＋の全てが酸化されて三価の鉄イオンＦｅ３＋になり、酸化鉄（ＩＩＩ）Ｆｅ２Ｏ３のγ相であるマグヘマイトγ‐Ｆｅ２Ｏ３になる。このマグヘマイトγ‐Ｆｅ２Ｏ３は、強磁性で絶縁性の酸化物であり、磁気記録媒体の原料としてよく知られている。
有機鉄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鉄イオンＦｅ２＋である。いっぽう、鉄イオンＦｅ２＋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鉄化合物、例えば、オクチル酸鉄は、鉄イオンと酸素イオンとの距離が最大になるため、４３段落で説明したように熱分解によって鉄を析出する。従って、熱分解によって酸化鉄（ＩＩ）ＦｅＯを析出する有機鉄化合物は、鉄イオンＦｅ２＋と結合する酸素イオンＯ−との距離が短く、酸素イオンＯ−が鉄イオンＦｅ２＋の反対側で結合するイオンと結合する距離が長い分子構造上の特徴を持つ必要がある。つまり、有機鉄化合物の熱分解が始まると、酸素イオンＯ−が鉄イオンＦｅ２＋の反対側で結合するイオンと結合する部位が最初に切れ、鉄イオンＦｅ２＋と結合した酸素イオンＯ−、つまり、酸化鉄（ＩＩ）ＦｅＯと有機酸とに分解する。このような分子構造の特徴を持つ有機鉄化合物として、カルボキシル基を構成する酸素イオンＯ−が配位子になって鉄イオンＦｅ２＋に近づいて配位結合するカルボン酸鉄化合物からなる錯体がある。
また、有機金属化合物の中でカルボン酸金属化合物は、４３段落で説明したように合成が容易で、有機酸の沸点が低いため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。こうした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挙げられる。このようなカルボン酸金属化合物は、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熱分解反応が進む。なお、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，一般式ではＣｎＨ２ｎ−１ＣＯＯＨで示され、主成分は沸点が２６８℃で、分子量が１７０のＣ９Ｈ１７ＣＯＯＨからなる。いっぽう、カルボン酸鉄化合物においては、酢酸鉄とカプリル酸鉄と安息香酸鉄とは、酸素イオンが鉄イオンに近づいて配位結合して、複核錯塩を形成するが、熱分解の途上においては不安定な物質であるため取り扱いが難しい。従って、酸化鉄ＦｅＯを析出するカルボン酸鉄としては、ナフテン酸鉄が望ましい。さらに、ナフテン酸鉄はｎ‐ブタノールに対して１０重量％近くまで分散する。
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、４２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、無機物の分子ないしはイオンからなる配位子が、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。
【実施形態４】
【００４５】  本実施形態は、第一にアルコールに溶解ないしは混和し、第二に前記アルコールより融点が低く、第三に金属錯イオンを有する錯体とカルボン酸金属化合物との少なくともどちらか一方の金属化合物が熱分解する温度より沸点が高い、これら３つの性質を兼備する有機化合物に関する実施形態である。つまり、有機化合物がこれら３つの性質を兼備することで、金属錯イオンを有する錯体ないしはカルボン酸金属化合物が、金属ないしは金属酸化物ないしは合金からなる微粒子の原料となり、有機化合物に微粒子の集まりが分散される。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。ちなみに、金属錯イオンを有する錯体は１８０℃〜２２０℃で熱分解し、金属を析出するカルボン酸金属化合物は２９０℃〜４３０℃で熱分解し、金属酸化物を析出するカルボン酸金属化合物は１８０℃〜３４０℃で熱分解する。従って、沸点が２２０℃より高い有機化合物であれば、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となる。また、沸点が２９０℃より高い有機化合物であれば、金属ないしは金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物が、微粒子の原料として加わる。さらに、沸点が４３０℃より高い有機化合物であれば、全てのカルボン酸金属化合物が、微粒子の原料として加わる。
【００４６】  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からなる、３種類のエステル類に分けられる。
第一のエステル類である飽和カルボン酸からなるエステル類の中では、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２２０℃より高いカルボン酸エステルは、カプロン酸ブチルより分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、カプロン酸ブチルの沸点は２０７℃であり、カプロン酸プロピルの沸点は２５３℃である。従って、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となって、カプロン酸ブチルより分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
また、飽和カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２９０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルは、ミリスチン酸エチル以上の分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、ミリスチン酸エチルの沸点は２９５℃である。従って、金属ないしは金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物が、さらに微粒子の原料として加わり、ミリスチン酸エチル以上の分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
さらに、飽和カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解ないしは混和し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が４３０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルは、ステアリン酸オクチル以上の分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、ステアリン酸オクチルの沸点は４３２℃である。従って、全てのカルボン酸金属化合物が、さらに微粒子の原料として加わり、ステアリン酸オクチルより分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
第二のエステル類である不飽和カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２２０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルは、メタクリル酸プロピルより分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、メタクリル酸プロピルの沸点は１４１℃で、メタクリル酸オクチルの沸点は２３５℃である。従って、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となって、メタクリル酸プロピルより分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
また、不飽和カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２９０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルは、メタクリル酸フェニルより分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、メタクリル酸フェニルの沸点は２４９℃で、オレイン酸メチルの沸点は３５１℃である。従って、金属ないしは金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物が、さらに微粒子の原料として加わり、メタクリル酸フェニルより分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
さらに、不飽和カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解ないしは混和し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が４３０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルは、オレイン酸プロピルより分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、オレイン酸プロピルの沸点は４０１℃で、オレイン酸オクチルの沸点は４６９℃である。従って、全てのカルボン酸金属化合物が、さらに微粒子の原料として加わり、オレイン酸プロピルより分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
第三のエステル類である芳香族カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２２０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルは、安息香酸エチルより分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、安息香酸エチルの沸点は２１２℃で、安息香酸プロピルの沸点は２３０℃である。従って、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となって、安息香酸エチルより分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
また、芳香族カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解ないしは混和し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２９０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルは、フタル酸ジエチルより分子量が大きいカルボン酸エステルである。ちなみに、フタル酸ジエチルの沸点は２９５℃で、フタル酸ジブチルの沸点は３４０℃である。従って、金属ないしは金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物が、さらに微粒子の原料として加わり、フタル酸ジエチルより分子量が大きいカルボン酸エステルに、微粒子の集まりが分散できる。
さらに、芳香族カルボン酸からなるエステル類の中で、メタノールに溶解ないしは混和し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が４３０℃より高い性質を持つカルボン酸エステルはなく、フタル酸ジイソデシルの沸点が４２０℃で最も高い。
以上に説明したように、多くのカルボン酸エステル類が、４５段落で説明した３つの性質を兼備し、微粒子の集まりを分散することができる。
【００４７】  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からなる６種類のグリコールがある。
エチレングリコールは、メタノール溶解し、メタノールの沸点より融点が低く、沸点が１９７℃の液状モノマーである。さらに、ジエチレングリコールは、メタノールに溶解し、メタノールの沸点より融点が低く、沸点が２４４℃の液状モノマーである。さらに、プロピレングリコールは、メタノールと混和し、メタノールの沸点より融点が低く、沸点が１８８℃の液状モノマーである。さらに、ジプロピレングリコールは、メタノールと混和し、メタノールの沸点より融点が低く、沸点が２３２℃の液状モノマーである。また、トリプロピレングリコールは、メタノールと混和し、メタノールの沸点より融点が低く、沸点が２６５℃の液状モノマーである。従って、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となって、ジエチレングリコールとジフロピレングリコールとトリプロピレングリコールとに、微粒子の集まりが分散できる。
以上に説明したように、グリコール類の中に、４５段落で説明した３つの性質を兼備するグリコールがあり、これらグリコールに微粒子の集まりを分散することができる。
【００４８】  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と、プロピレングリコール系エーテルと、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。
最初に、エチレングリコール系エーテルの中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２２０℃より高い性質を持つものは、沸点が２２９℃の２エチルヘキシルグリコールと、沸点が２３１℃の部ジルジグリコールと、沸点が２４５℃のフェニルグリコールと、沸点が２４９℃のメチルトリグリコールと、沸点が２５６℃のベンジルグリコールと、沸点が２５９℃のヘキシルジグリコールと、沸点が２７１℃のブチルトリグリコールと、沸点が２７２℃の２エチルヘキシルグリコールと、沸点が２８３℃のフェニルジグリコールと、沸点が２９５℃のメチルポリグリコールとがある。従って、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となり、これらのエチレングリコール系エーテルに微粒子の集まりが分散できる。
また、エチレングリコール系エーテルの中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２９０℃より高い性質を持つものに、沸点が３０２℃のベンジルジグリコールがある。従って、金属ないしは金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物が、さらに微粒子の原料として加わり、ベンジルジグリコールに微粒子の集まりが分散できる。
次に、プロピレングリコール系エーテルの中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２２０℃より高い性質を持つものは、沸点が２３１℃のブチルプロピレンジグリコールと、沸点が２４２℃のメチルプロピレンジグリコールと、沸点が２４３℃のフェニルプロピレングリコールと、沸点が最も高い２７４℃のブチルプロピレントリグリコールとがある。従って、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となり、これらのプロピレングリコール系エーテルに微粒子の集まりが分散できる。
さらに、ジアルキルグリコールエーテルの中で、メタノールに溶解し、融点がメタノールの沸点より低く、沸点が２２０℃より高い性質を持つものは、沸点が２５５℃のジブチルジグリコールのみがある。従って、金属錯イオンを有する錯体と金属酸化物を析出する一部のカルボン酸金属化合物とが微粒子の原料となって、ジブチルジグリコールに微粒子の集まりを分散する。
以上に説明したように、グリコールエーテル類の中に、４５段落で説明した３つの性質を兼備するグリコールエーテルがあり、これらグリコールエーテルに微粒子の集まりを分散することができる。
【００４９】  以上に説明したように、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の中には、４５段落で説明した３つの性質を兼備する多くの有機化合物が存在する。これらの有機化合物は、金属錯イオンを有する錯体ないしはカルボン酸金属化合物が、金属ないしは金属酸化物ないしは合金からなる微粒子の原料となり、有機化合物に微粒子の集まりが分散できる。なお、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はいずれも、汎用的な工業用薬品である。
【実施例１】
【００５０】  本実施例は、鉄微粒子の原料としてオクチル酸鉄Ｆｅ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）３（例えば、日本化学産業株式会社の製品）を用い、沸点が３３７℃のフタル酸ジブチルＣ６Ｈ４（Ｃ４Ｈ９ＣＯＯ）２（例えば、昭和化学株式会社の製品）に鉄微粒子の集まりを析出させ、さらに、窒素雰囲気でフタル酸ジブチルを気化させ、鉄微粒子の集まりを析出させる。なお、オクチル酸鉄は、金属石鹸として用いられる汎用的な工業用薬品である。またフタル酸ジブチルは、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、メタアクリル樹脂、セルロースアセテート、ポリスチレン、メタクリル樹脂などのプラスチック樹脂やポリマー中の可塑剤として用いられる汎用的な工業用薬品で、融点が−３５℃の液体で、メタノールに溶解する。なお、鉄微粒子は有害物質を分解して無害化する性質を持つため、汚染された水や土壌の浄化やダイオキシンの分解などに適応できる。また、発熱体や軟磁性微粒子や各種合金微粒子の原料として用いることができる。
最初に、オクチル酸鉄の４８．６ｇ（０．１モルに相当する）を０．５リットルのメタノールに分散する。この分散液に、フタル酸ジブチル８３．５ｇ（０．３モルに相当する）を投入して攪拌する。この混合液の一部を容器に充填し、容器を７５℃に昇温してメタノールを気化させた。さらに、容器を大気雰囲気の２９０℃に昇温された熱処理炉に１分間入れ、オクチル酸鉄を熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３５０℃の窒素雰囲気に５分間放置して、フタル酸ジブチルを気化させ、微粒子の集まりを析出させた。
次に、析出した微粒子の集まりについて、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。電子顕微鏡は、ＪＦＥテクノリサーチ株式会社の極低加速電圧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、試料に導電性の被膜を形成せずに直接試料の表面が観察できる特徴を持つ。電子顕微鏡による観察は次の３つの手法によった。
最初に、析出した微粒子の集まりについて、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行なった。粉体は、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が、数個程度結合し、この結合した微粒子の集まりで構成されていた。
次に、析出した微粒子の集まりについて、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶ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微粒子の材質を観察した。濃淡が認められないため、粒状微粒子の集まりは同一の元素から形成されていることが分かった。
さらに、析出した微粒子の集まりについて、特性Ｘ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を分析した。鉄原子のみが存在することが確認できた。
これらの結果から次のことが分かった。フタル酸ジブチルに、オクチル酸鉄の微細結晶を分散させて熱処理すると、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる鉄微粒子が析出し、鉄微粒子は不純物を含まないため、隣接する鉄微粒子が接触部で数個程度金属結合し、結合した鉄微粒子の集まりが、フタル酸ジブチルに分散して析出する。さらに、フタル酸ジブチルを気化させると、数個程度金属結合した鉄微粒子の集まりが析出する。図１に、この結果を模式的に図示する。図１は、フタル酸ジブチル１に、金属結合した鉄微粒子２が分散して析出した状態を拡大して図示した図である。
【実施例２】
【００５１】  本実施例は、実施例１におけるオクチル酸鉄とフタル酸ジブチルとの混合割合を変えた実施例である。実施例１では、両者のモル数の比率は３であったが、本実施例ではモル数の比率を１とした。
最初に、オクチル酸鉄の０．１モルを０．５リットルのメタノールに分散し、この分散液に０．１モルのフタル酸ジブチルを混合して撹拌した。この混合液の一部を容器に充填し、容器を７５℃に昇温してメタノールを気化させ、さらに、容器を大気雰囲気の２９０℃に昇温された熱処理炉に１分間入れ、オクチル酸鉄を熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３５０℃の窒素雰囲気に１分間放置し、フタル酸ジブチルを気化させ微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。析出した微粒子の集まりは、実施例１と同様に４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる鉄微粒子であり、鉄微粒子は十数個程度が結合し、この結合した微粒子の集まりで構成されていた。
実施例２は実施例１に比べると、フタル酸ジブチルのモル数に対してオクチル酸鉄のモル数を３倍とした。このため、混合液のメタノールを気化させると、フタル酸ジブチルに均一に分散したオクチル酸鉄の微細結晶の濃度は３倍増える。この後、オクチル酸鉄を熱分解すると、鉄微粒子の析出頻度が高まり、隣接する鉄微粒子が接触部で金属結合する鉄微粒子の数が増え、結果として、実施例１では、数個程度の鉄微粒子が結合したのに対し、実施例２では十数個の鉄微粒子が金属結合した。図２に、この結果を模式的に図示する。図２は、フタル酸ジブチル３に、十数個程度が金属結合した鉄微粒子４が分散して析出した状態を拡大して模式的に図示した図である。
さらに、実施例２より、フタル酸ジブチルのモル数に対するオクチル酸鉄のモル数を増やせば、結合する鉄微粒子の数が増える。反対に、実施例１より、オクチル酸鉄のモル数を減らせば、結合しない鉄微粒子の集まりを析出させることができる。つまり、金属微粒子の原料である金属化合物のモル数と有機化合物のモル数の比率を変えることで、析出する金属微粒子の形態が様々に変わる。従って、金属微粒子の用途に応じて、モル数の比率を変え、金属微粒子の集まりを析出させる。
以上に説明したように、実施例１と実施例２では、オクチル酸鉄を熱分解して鉄微粒子の集まりを製造した。製造できる金属微粒子は、鉄微粒子に限定されない。つまり、４３段落で説明したように、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共有結合するカルボン酸金属化合物は、金属微粒子の原料になり、様々な金属元素からなる金属微粒子の集まりが製造できる。
【実施例３】
【００５２】  本実施例は、金微粒子の原料としてテトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物Ｈ［ＡｕＣｌ４］・４Ｈ２Ｏ（例えば、昭和化学株式会社の製品）を用い、金微粒子の集まりを沸点が２９５℃のフタル酸ジエチルＣ６Ｈ４（Ｃ２Ｈ５ＣＯＯ）２（例えば、昭和化学株式会社の製品）に分散させ、さらに、窒素雰囲気でフタル酸ジエチルを気化させ、金微粒子の集まりを析出させる。なお、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素は、４２段落で説明したように、塩素イオンＣｌ−が配位子となって金イオンに配位結合するテトラクロロ金錯イオン［ＡｕＣｌ４］−を有する無機金化合物からなる錯体で、他の金属錯イオンを有する錯体に比べて合成が最も容易であり、最も安価に製造できる。また、フタル酸ジエチルは、酢酸セルロース、メタクリル酸樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレンに相溶性があるため、これらプラスチック樹脂の可塑剤として用いられる汎用的な工業用薬品である。なお、フタル酸ジエチルは、融点が−４０℃の液体で、メタノールやｎ−ブタノールに溶解する。また、金微粒子は、導電性ペースト材料や各種合金微粒子の原料として、また、表面プラズモン共鳴による赤色の発色剤として用いられる。
最初に、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物の４１．２ｇ（０．１モルに相当する）を０．５リットルのｎ−ブタノールに分散する。この分散液にフタル酸ジエチル６６．７ｇ（０．３モルに相当する）を投入して攪拌する。この混合液の一部を容器に充填し、容器を１２０℃に昇温してｎ−ブタノールを気化させた。さらに、容器をアンモニアガス雰囲気の２００℃に昇温された熱処理炉に５分間入れ、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物を熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３１０℃の窒素雰囲気に５分間放置して、フタル酸ジエチルを気化させ、微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。析出した微粒子の集まりは、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の金微粒子であり、金微粒子は数個程度が結合し、この結合した微粒子の集まりで構成されていた。
これらの結果から次のことが分かった。フタル酸ジエチルに、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物の微細結晶を分散させて熱処理すると、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる金微粒子が析出し、金微粒子は不純物を含まないため、隣接する金微粒子が接触部で金属結合し、数個程度結合した金微粒子の集まりが、フタル酸ジエチルに無数に分散されて析出する。さらに、フタル酸ジエチルを気化させると、結合した金微粒子の集まりが析出する。
【実施例４】
【００５３】  本実施例は、実施例３におけるテトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物とフタル酸ジエチルとの混合割合を変えた実施例である。実施例３では、両者のモル数の比率は３であったが、本実施例ではモル数の比率を１とした。
最初に、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物の０．１モルを０．５リットルのｎ−ブタノールに分散し、この分散液に０．１モルのフタル酸ジエチルを混合して撹拌した。この混合液の一部を容器に充填し、容器を１２０℃に昇温してｎ−ブタノールを気化させ、さらに、容器をアンモニア雰囲気の２００℃に昇温された熱処理炉に５分間入れ、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物を熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３１０℃の窒素雰囲気に１分間放置し、フタル酸ジエチルを気化させ微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。析出した微粒子の集まりは、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の金微粒子であり、金微粒子は十数個程度が結合し、この結合した微粒子の集まりで構成されていた。
実施例４は実施例３に比べると、フタル酸ジエチルのモル数に対してテトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物のモル数を３倍に増やした。このため、混合液のｎ−ブタノールを気化させると、フタル酸ジエチルに均一に分散したテトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物の微細結晶の濃度は３倍増える。この後、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物を熱分解すると、金微粒子の析出頻度が高まり、隣接する金微粒子が接触部で結合する金微粒子の数が増え、実施例３では、数個程度の金微粒子が結合したのに対し、実施例４では十数個の金微粒子が結合した。この結果は、実施例１および実施例２の結果と同様である。
以上に説明したように、実施例３と実施例４では、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸水素・水和物を熱分解して金微粒子の集まりを製造した。製造できる金属微粒子は、金微粒子に限定されない。つまり、４２段落で説明したように、無機物からなる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して金属錯イオンを有する無機金化合物からなる錯体は、金属微粒子の原料になり、様々な金属元素からなる金属微粒子が製造できる。
【実施例５】
【００５４】  本実施例は、酸化鉄（ＩＩ）ＦｅＯからなる微粒子の原料としてナフテン酸鉄（ＩＩ）（例えば、東栄化工株式会社の製品）を用い、沸点が４６６℃のオレイン酸オクチルＣ２６Ｈ５０Ｏ２（例えば、三光化学工業株式会社の製品）に酸化鉄微粒子の集まりを分散させ、さらに、昇温して酸化鉄（ＩＩ）を酸化鉄（ＩＩＩ）のマグヘマイトγ−Ｆｅ２Ｏ３に酸化させ、この後、オレイン酸オクチルを気化させてマグヘマイト微粒子の集まりを析出させる。なお、ナフテン酸鉄は金属石鹸の一種で汎用的な工業用薬品である。また、オレイン酸オクチルは、合成繊維油剤、金属油剤、合成潤滑剤、合成樹脂用、化粧品用、界面活性剤の原料として用いられる汎用的な工業用薬品で、融点が−１０℃以下の液体で、メタノールに溶解する。なお、マグヘマイトは鉄の酸化物（ＩＩＩ）Ｆｅ２Ｏ３のγ相であり、強磁性で電気絶縁性の性質を持ち、モース硬度が５．５の硬い物質である。このため、これらの特性を活かした各種被膜への適応や磁気記録材料として用いることができる。
最初に、ナフテン酸鉄の３９．８ｇ（０．１モルに相当する）を０．５リットルのメタノールに分散する。この分散液に、オレイン酸オクチル３９．５ｇ（０．１モルに相当する）を投入して攪拌する。この混合液の一部を容器に充填し、容器を７５℃に昇温してメタノールを気化させた。さらに、容器を大気雰囲気の３４０℃に昇温された熱処理炉に１分間入れ、ナフテン酸鉄を熱分解した。この後、熱処理炉の温度を３４０℃から１℃／ｍｉｎ．の昇温速度で３９０℃まで昇温し３９０℃に容器を３０分間放置する。この際、ナフテン酸鉄（ＩＩ）の熱分解で生成された酸化鉄（ＩＩ）ＦｅＯを構成する鉄イオンＦｅ２＋がＦｅ３＋に酸化され、マグヘマイトγ−Ｆｅ２Ｏ３が生成される。この後、作成した試料を取り出し、４７０℃の窒素雰囲気に５分間放置して、オレイン酸オクチルを気化させ、微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。最初に反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。粉体は、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子で構成されていた。次に、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶ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微粒子を構成する元素の違いを観察した。濃淡が認められたため、さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状の微粒子を構成する元素を分析した。鉄原子と酸素原子との双方が均一に存在し、偏在する箇所が見られなかったため、酸化鉄からなる粒状の微粒子であることが分かった。さらに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、粒状の微粒子がマグヘマイトγ−Ｆｅ２Ｏ３であることが確認できた。
【実施例６】
【００５５】  本実施例は、酸化チタンの微粒子の原料として、テトラ酢酸チタン（ＩＶ）（ＣＨ３ＣＯＯ）４Ｔｉ（例えば、中国Ｓｈａｎｇｈａｉ  Ｐｅｎｇｔｅｎｇ  Ｆｉｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ社の製品）を用い、酸化チタンＴｉＯ２の微粒子の集まりを、実施例３で用いたフタル酸ジエチルに分散させ、さらに、窒素雰囲気でフタル酸ジエチルを気化させ、酸化チタン微粒子の集まりを析出させる。テトラ酢酸チタン（ＩＶ）は、酢酸第二銅、酢酸ニッケル、酢酸コバルト、酢酸クロム、酢酸マンガン、酢酸亜鉛、酢酸リチウムなどからなる金属酢酸塩であり、酢酸を構成するカルボキシル基の４つの酸素イオンＯ−がチタンイオンＴｉ４＋に配位結合したカルボン酸金属化合物からなる錯体である。なお、酸化チタンの微粒子は、食品、衣料品、化粧品などの着色剤の材料として、また、光触媒やオフセット印刷の感光体の材料に適応できる。
最初に、テトラ酢酸チタンの２８．４ｇ（０．１モルに相当する）を０．５リットルのメタノールに分散する。この分散液にフタル酸ジエチル２２．２ｇ（０．１モルに相当する）を投入して攪拌する。この混合液の一部を容器に充填し、容器を７５℃に昇温してメタノールを気化させた。さらに、容器を大気雰囲気の２４０℃に昇温された熱処理炉に１分間入れ、テトラ酢酸チタンを熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３１０℃の窒素雰囲気に５分間放置して、フタル酸ジエチルを気化させ、微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。最初に反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。粉体は、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子で構成されていた。次に、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶ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微粒子を構成する元素の違いを観察した。濃淡が認められたため、さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状の微粒子を構成する元素を分析した。チタン原子と酸素原子との双方が均一に存在し、偏在する箇所が見られなかったため、酸化チタンからなる粒状の微粒子であることが分かった。さらに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、粒状の微粒子が、正方晶のアナターゼ型の酸化チタン（ＩＶ）ＴｉＯ２であることが確認できた。
以上に説明したように、実施例５と実施例６では、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するカルボン酸金属化合物からなる錯体を、金属酸化物の原料として用い、酸化鉄（ＩＩ）と酸化チタン（ＩＶ）との微粒子の集まりを、有機化合物に析出させた。金属酸化物微粒子は、酸化鉄（ＩＩ）と酸化チタン（ＩＶ）との微粒子に限定されない。つまり、４４段落で説明したように、カルボン酸金属化合物からなる錯体は、金属酸化物微粒子の原料になり、様々な金属酸化物微粒子の集まりが製造できる。
【実施例７】
【００５６】  本実施例は、同一の飽和脂肪酸が異なる金属に共有結合する複数種類のカルボン酸金属化合物として、オクチル酸鉄とオクチル酸ニッケルとを用い、鉄−ニッケル合金からなる微粒子の集まりを、実施例１で用いたフタル酸ジブチルに分散させ、さらに、窒素雰囲気でフタル酸ジブチルを気化させ、鉄−ニッケル合金微粒子の集まりを析出させる。鉄の原料として、実施例１におけるオクチル酸鉄を用い、ニッケルの原料として、オクチル酸ニッケルＮｉ（Ｃ７Ｈ１５ＣＯＯ）２（例えば、日本化学産業株式会社の製品）を用いた。いずれも金属石鹸として市販されている汎用的な工業薬品である。
鉄−ニッケル合金は、合金の組成割合によって様々な性質を持つ。例えば、本実施例における鉄とニッケルが１対１の組成割合からなる合金は、パーマロイと呼ばれる極めて大きな透磁率を有する軟磁性材料である。また、ニッケルが４２％の組成割合からなる合金は４２アロイと呼ばれる低膨張率の合金で、ＩＣリードフレームなどに用いられている。さらに、ニッケルが３６％の組成割合からなる合金は、インバーと呼ばれる高強度の低膨張率の合金である。なお、２種類のオクチル酸金属化合物は同時に熱分解し、２種類の金属が析出し、２種類の金属からなる合金が生成される。このため、２種類のオクチル酸金属化合物の使用するモル数の比率に応じて、合金の組成割合が変わる。従って、必要となる鉄とニッケルとの組成割合に応じて、オクチル酸鉄とオクチル酸ニッケルとの使用するモル数を設定すれば、必要となる組成割合からなる鉄−ニッケル合金が製造できる。従って、本実施例に限らず、様々な組成割合からなる鉄−ニッケル合金の微粒子が製造できる。
最初に、オクチル酸鉄の４８．６ｇ（０．１モルに相当する）と、オクチル酸ニッケル３４．５ｇ（０．１モルに相当する）とを０．５リットルのメタノールに分散し、この分散液にフタル酸ジブチルを８３．５ｇ（０．３モルに相当する）を混合して撹拌した。この混合液の一部を容器に充填し、容器を７５℃に昇温してメタノールを気化させ、さらに、容器を大気雰囲気の２９０℃に昇温された熱処理炉に１分間入れ、オクチル酸鉄とオクチル酸ニッケルとを熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３５０℃の窒素雰囲気に１分間放置し、フタル酸ジブチルを気化させ微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。最初に反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。粉体は、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が数個程度結合していた。次に、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶ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微粒子を構成する元素の違いを観察した。濃淡が認められたため、さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状の微粒子を構成する元素を分析した。鉄原子とニッケル原子との双方が均一に存在し、偏在する箇所が見られなかったため、鉄−ニッケル合金からなる粒状の微粒子であることが分かった。
【実施例８】
【００５７】  本実施例は、同一の飽和脂肪酸が異なる金属に共有結合する複数種類のカルボン酸金属化合物として、ラウリン酸鉄Ｆｅ（Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯ）３とラウリン酸コバルトＣｏ（Ｃ１１Ｈ２３ＣＯＯ）２（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）とを用い、鉄−コバルト合金の微粒子の集まりを、沸点が４１１℃のオレイン酸イソブチルＣ２２Ｈ４２Ｏ２（例えば、花王株式会社の商品名がビニサイザー３０）に分散させ、この後、オレイン酸イソブチルを気化させて鉄−コバルト合金の集まり微粒子を析出させる。なお、オレイン酸イソブチルは、融点が１０℃以下の液体で、メタノールに混和する。また、本実施例では、鉄とコバルトが１対１の組成割合からなるパーメンジュールと呼ばれる合金の微粒子を製造する。パーメンジュールは、純鉄に比べ磁束密度が１．４倍、保持力が０．６８倍、最大透磁率が０．８３倍の優れた軟磁性材料で、モータの鉄心や電磁弁、電磁石などの一部に実用化されている。従来のパーメンジュールは溶製材であり、溶製材を８５０℃からの磁気焼鈍によって磁気特性を向上させるため、焼鈍時の冷却速度によって、合金の内部構造が規則格子化し著しく脆くなる。このため、溶製材からなるパーメンジュールは製造コストが高く、加工しにくい材料であり、実用化する領域を狭める要因になっている。なお、製造できる鉄−コバルト合金は、鉄とコバルトが１対１の組成割合に限定されない。原料として用いるラウリン酸鉄（ＩＩＩ）とラウリン酸コバルトとのモル数の比率に応じて、様々な組成割合からなる鉄−コバルト合金が製造できる。
最初に、ラウリン酸鉄の６５．７ｇ（０．１モルに相当する）と、ラウリン酸コバルト４６．０ｇ（０．１モルに相当する）とを０．５リットルのメタノールに分散し、この分散液にオレイン酸イソブチルを１０１．６ｇ（０．３モルに相当する）を混合して撹拌した。この混合液の一部を容器に充填し、容器を７５℃に昇温してメタノールを気化させ、さらに、容器を大気雰囲気の３６０℃に昇温された熱処理炉に１分間入れ、ラウリン酸鉄（ＩＩＩ）とラウリン酸コバルトとを熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、４２０℃の窒素雰囲気に１分間放置し、オレイン酸イソブチルを気化させ微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。最初に反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。粉体は、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が数個程度結合していた。次に、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶ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微粒子を構成する元素の違いを観察した。濃淡が認められたため、さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状の微粒子を構成する元素を分析した。鉄原子とコバルト原子との双方が均一に存在し、偏在する箇所が見られなかったため、鉄−コバルト合金からなる粒状の微粒子であることが分かった。
以上に説明したように、実施例７では、２種類のオクチル酸金属化合物を用い、鉄−ニッケル合金の微粒子の集まりを、実施例８では、２種類のラウリン酸金属化合物を用い、鉄−コバルト合金の微粒子の集まりを、有機化合物に析出させた。合金微粒子は、鉄−ニッケル合金と鉄−コバルト合金に限定されない。また、２成分からなる合金に限定されない。つまり、４３段落で説明したように、同一の飽和脂肪酸のカルボキシル基を構成する酸素イオンが、異なる金属に共有結合する複数種類のカルボン酸金属化合物は、同時に複数種類の金属を析出し合金を形成するため、複数種類のカルボン酸金属化合物を構成する金属と、カルボン酸金属化合物のモル数の比率に応じて、様々な組成と様々な組成割合からなる合金微粒子の集まりが製造できる。
【実施例９】
【００５８】  本実施例は、アンモニアが白金イオンとコバルトイオンに配位結合する２種類の錯体を用い、白金−コバルト合金微粒子の集まりを、実施例３で用いた沸点が２９５℃のフタル酸ジエチルに分散させ、さらに、窒素雰囲気でフタル酸ジエチルを気化させ、白金−コバルト合金の微粒子の集まりを析出させる。白金錯体は、４個のアンモニアが配位子となって白金イオンに配位結合する塩化物であるテトラアンミン白金（ＩＩ）塩化物［Ｐｔ（ＮＨ３）４］Ｃｌ２（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）を用いた。また、コバルト錯体は、６個のアンモニアが配位子となってコバルトイオンに配位結合する塩化物であるヘキサアンミンコバルト（ＩＩＩ）塩化物［Ｃｏ（ＮＨ３）６］Ｃｌ３（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）を用いた。
なお、本実施例では、白金とコバルトとが１対１の組成割合からなる白金−コバルト合金の微粒子を製造するため、白金錯体とコバルト錯体とを等しいモル数で用いたが、白金−コバルト合金の組成割合は、白金錯体とコバルト錯体とのモル数の比率で決まるため、様々な組成割合からなる白金−コバルト合金の微粒子が製造できる。なお、白金−コバルト合金の微粒子は、燃料電池用のカソード触媒や温度センサの感温素子の材料として用いられている。
最初に、テトラアンミン白金（ＩＩ）塩化物の３５．２ｇ（０．１モルに相当する）と、ヘキサアンミンコバルト（ＩＩＩ）塩化物の２６．７ｇ（０．１モルに相当する）とを、０．５リットルのｎ−ブタノールに分散する。この分散液にフタル酸ジエチル６６．７ｇ（０．３モルに相当する）を投入して攪拌する。この混合液の一部を容器に充填し、容器を１２０℃に昇温してｎ−ブタノールを気化させた。さらに、容器を水素ガス雰囲気の２１０℃に昇温された熱処理炉に５分間入れ、テトラアンミン白金（ＩＩ）塩化物とヘキサアンミンコバルト（ＩＩＩ）塩化物とを熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３１０℃の窒素雰囲気に５分間放置して、フタル酸ジエチルを気化させ、微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。最初に反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。粉体は、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が数個程度結合していた。次に、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶ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微粒子を構成する元素の違いを観察した。濃淡が認められたため、さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状の微粒子を構成する元素を分析した。白金原子とコバルト原子との双方が均一に存在し、偏在する箇所が見られなかったため、白金−コバルト合金からなる粒状の微粒子であることが分かった。
【実施例１０】
【００５９】  本実施例は、アンモニアが白金イオンとパラジウムイオンに配位結合する２種類の錯体を用い、白金−パラジウム合金微粒子の集まりを、実施例３で用いた沸点が２９５℃のフタル酸ジエチルに分散させ、さらに、窒素雰囲気でフタル酸ジエチルを気化させ、白金−パラジウム合金の微粒子の集まりを析出させる。白金錯体は、実施例９のテトラアンミン白金（ＩＩ）塩化物を用いた。また、パラジウム錯体は、４個のアンモニアが配位子となってパラジウムイオンに配位結合する塩化物であるテトラアンミンパラジウム（ＩＩ）塩化物［Ｐｄ（ＮＨ３）４］Ｃｌ２（例えば、三津和化学薬品株式会社の製品）を用いた。
なお、本実施例では、白金とパラジウムとが１対１の組成割合からなる白金−パラジウム合金の微粒子を製造するため、白金錯体とパラジウム錯体とを等しいモル数で用いたが、白金−パラジウム合金の組成割合は、白金錯体とパラジウム錯体とのモル数の比率で決まるため、様々な組成割合からなる白金−パラジウム合金の微粒子が製造できる。なお、白金−パラジウム合金の微粒子は、燃料電池用のカソード触媒や、導電性ペーストやで導電性インクの原料や、マイクロモータなどの摺動接点の原料として、また、超純水における過酸化水素を分解する触媒などの分野に用いられている。
最初に、テトラアンミン白金（ＩＩ）塩化物の３５．２ｇ（０．１モルに相当する）と、テトラアンミンパラジウム（ＩＩ）塩化物の２４．５ｇ（０．１モルに相当する）とを、０．５リットルのｎ−ブタノールに分散する。この分散液にフタル酸ジエチル６６．７ｇ（０．３モルに相当する）を投入して攪拌する。この混合液の一部を容器に充填し、容器を１２０℃に昇温してｎ−ブタノールを気化させた。さらに、容器をアンモニアガス雰囲気の２００℃に昇温された熱処理炉に５分間入れ、テトラアンミン白金（ＩＩ）塩化物とテトラアンミンパラジウム（ＩＩ）塩化物とを熱分解した。この後、作成した試料を取り出し、３１０℃の窒素雰囲気に５分間放置して、フタル酸ジエチルを気化させ、微粒子の集まりを析出させた。
実施例１と同様に、析出した微粒子の集まりを、電子顕微鏡で観察と分析とを行なった。最初に反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶの間にある２次電子線を取り出して画像処理を行った。粉体は、４０ｎｍ〜６０ｎｍの大きさからなる粒状の微粒子が数個程度結合していた。次に、反射電子線の９００Ｖ〜１ｋＶ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微粒子を構成する元素の違いを観察した。濃淡が認められたため、さらに、特性Ｘ線のエネルギーとその強度を画像処理し、粒状の微粒子を構成する元素を分析した。白金原子とパラジウム原子との双方が均一に存在し、偏在する箇所が見られなかったため、白金−パラジウム合金からなる粒状の微粒子であることが分かった。
以上に説明したように、実施例９と実施例１０では、アンモニアからなる配位子が異なる金属イオンに配位結合する２種類のアンミン金属錯体を用い、白金−コバルト合金を白金−パラジウム合金の微粒子の集まりを、有機化合物に析出させた。合金微粒子は、白金−コバルト合金と白金−パラジウム合金に限定されない。また、合金微粒子は、２成分からなる合金に限定されない。つまり、４２段落で説明したように、無機物の分子ないしはイオンからなる同一の配位子が、異なる金属イオンに配位結合する異なる金属錯イオンからなる複数種類の無機金属化合物からなる錯体は、同時に複数種類の金属を析出し合金を形成するため、複数種類の無機金属化合物からなる錯体を構成する金属と、錯体のモル数の比率に応じて、様々な組成と様々な組成割合からなる合金微粒子の集まりが製造できる。【００６０】  以上に説明した実施例は、熱分解で安定した不純物を含まない金属微粒子、合金微粒子ないしは金属酸化物微粒子を析出する一例に過ぎない。すなわち、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共有結合するカルボン酸金属化合物は、様々な金属微粒子の原料になり、複数種類のカルボン酸金属化合物は、様々な合金微粒子の原料になる。また、無機物からなる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して金属錯イオンを形成する無機金化合物からなる錯体は、様々な金属微粒子の原料になり、複数種類の錯体は、様々な合金微粒子の原料になる。さらに、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するカルボン酸金属化合物からなる錯体は、様々な金属酸化物微粒子の原料となる。さらに本発明は、このような金属微粒子、合金微粒子、ないしは金属酸化物微粒子が、有機物中に個々の微粒子が分散されて閉じこまれる。このため、微粒子が必要になった時に、必要な量の有機化合物を沸点以上に昇温すれば、経時変化せず、不純物を含まない様々な材質からなる微粒子の集まりが、必要な量として得られる、従来の技術では考えられない画期的な作用効果をもたらす。
【符号の説明】
【００６１】１および３  フタル酸ジブチル    ２および４  金属結合した鉄微粒子
【図１】
2016160531.tif 000003
【図２】
2016160531.tif 000004