JP2024005801A - Sheet material provided with metal-organic structural body - Google Patents

Sheet material provided with metal-organic structural body Download PDF

Info

Publication number
JP2024005801A
JP2024005801A JP2022106179A JP2022106179A JP2024005801A JP 2024005801 A JP2024005801 A JP 2024005801A JP 2022106179 A JP2022106179 A JP 2022106179A JP 2022106179 A JP2022106179 A JP 2022106179A JP 2024005801 A JP2024005801 A JP 2024005801A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paper
metal
binder
organic
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022106179A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
航 道田
Wataru MICHIDA
将人 河原
Masato Kawahara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FCC Co Ltd
Original Assignee
FCC Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FCC Co Ltd filed Critical FCC Co Ltd
Priority to JP2022106179A priority Critical patent/JP2024005801A/en
Priority to PCT/JP2023/022153 priority patent/WO2024004660A1/en
Publication of JP2024005801A publication Critical patent/JP2024005801A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/02—Metal coatings
    • D21H19/06—Metal coatings applied as liquid or powder
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/20—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/20—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H19/22—Polyalkenes, e.g. polystyrene
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/10—Coatings without pigments
    • D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
    • D21H19/34—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising cellulose or derivatives thereof

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sheet material with a metal-organic structural body fixed to paper more securely.
SOLUTION: A sheet material 10 is provided with: paper 20 containing a fiber material 25; a binder 40 that is bound to a surface 20A of the paper 20; and a metal-organic structural body 50 formed of a metal and organic ligands. The metal-organic structural body 50 is fixed to the paper 20 with the binder 40.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属有機構造体を備えたシート材に関する。 The present invention relates to a sheet material provided with a metal-organic framework.

近年、ガスの貯蔵や分離、脱臭、空気や水の浄化等に用いられる材料として金属有機構造体（ＭＯＦ：Ｍｅｔａｌ ｏｆ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋｓ）の研究が活発に行われている。金属有機構造体は、金属および有機配位子から構成され、様々な構造を有している。また、金属有機構造体は、規則正しく配列された複数の微細な孔を有し、表面積が極めて大きい。このため、幅広い分野での利用が期待されている。例えば、特許文献１には、多孔性金属錯体を熱可塑性樹脂不織布に固定したシート材が開示されている。特許文献１では、多孔性金属錯体粒子を例えば、不織布に一体化する前の繊維の表面に接着したり、抄紙工程で固着剤と合わせて抄きこんだり、不織布シートに粒子を振りかけた後に熱を加えて固定したりしている。 In recent years, research has been actively conducted on metal-organic frameworks (MOFs) as materials used for gas storage and separation, deodorization, air and water purification, and the like. Metal-organic frameworks are composed of metals and organic ligands and have various structures. Further, the metal-organic structure has a plurality of regularly arranged fine pores and has an extremely large surface area. Therefore, it is expected to be used in a wide range of fields. For example, Patent Document 1 discloses a sheet material in which a porous metal complex is fixed to a thermoplastic resin nonwoven fabric. In Patent Document 1, for example, porous metal complex particles are adhered to the surface of fibers before being integrated into a nonwoven fabric, mixed with a fixing agent during the papermaking process, or heated after sprinkling the particles on a nonwoven fabric sheet. It is fixed by adding .

特開２０１９－１６２５７３号公報JP 2019-162573 Publication

ところで、金属有機構造体は粒子が非常に小さいためその取扱いが難しいという問題がある。また、金属有機構造体を紙や不織布等の他の部材に固定したときに、他の部材に対する金属有機構造体の固定が不十分である結果、金属有機構造体が脱落してしまうという問題が生じ得る。 By the way, metal-organic structures have a problem in that they are difficult to handle because their particles are very small. In addition, when a metal-organic structure is fixed to other members such as paper or nonwoven fabric, there is a problem that the metal-organic structure falls off as a result of insufficient fixation of the metal-organic structure to the other member. can occur.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属有機構造体が紙に対してより確実に固定されたシート材を提供することである。 The present invention has been made in view of this point, and its purpose is to provide a sheet material in which a metal-organic structure is more reliably fixed to paper.

本発明に係るシート材は、繊維材料を含む紙と、前記紙の表面に結合されたバインダーと、金属および有機配位子から構成された金属有機構造体と、を備え、前記金属有機構造体は、前記バインダーによって前記紙に固定されている。 A sheet material according to the present invention includes a paper containing a fiber material, a binder bonded to the surface of the paper, and a metal-organic structure composed of a metal and an organic ligand, and the metal-organic structure is fixed to the paper by the binder.

本発明に係るシート材によると、金属有機構造体は紙の表面に結合されたバインダーによって紙に固定されているため、金属有機構造体がそのまま紙に固定されている場合と比較してより強固に紙に固定されている。これにより、金属有機構造体がシート材から脱落することがより抑制される。 According to the sheet material according to the present invention, since the metal-organic structure is fixed to the paper by the binder bonded to the surface of the paper, it is stronger than when the metal-organic structure is fixed to the paper as it is. is fixed to the paper. This further suppresses the metal-organic structure from falling off from the sheet material.

本発明によれば、金属有機構造体が紙に対してより確実に固定されたシート材を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a sheet material in which a metal-organic structure is more reliably fixed to paper.

図１は、シート材の一部を拡大した断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a part of the sheet material. 図２は、シート材の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing a sheet material. 図３Ａは、成形体の斜視図である。FIG. 3A is a perspective view of the molded body. 図３Ｂは、成形体の正面図である。FIG. 3B is a front view of the molded body. 図４は、成形体の第１の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the first method for manufacturing a molded body. 図５は、成形体の第２の製造方法を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a second method for manufacturing a molded body.

以下、図面を参照しながら、本発明に係るシート材の実施形態について説明する。シート材は、例えば、特定のガスを吸着するために用いられる部材である。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。 Hereinafter, embodiments of the sheet material according to the present invention will be described with reference to the drawings. The sheet material is, for example, a member used to adsorb a specific gas. Note that the embodiments described here are, of course, not intended to particularly limit the present invention. In addition, the same reference numerals are given to members and parts that have the same function, and redundant explanations are omitted or simplified as appropriate.

図１に示すように、シート材１０は、紙２０と、紙２０の表面２０Ａに結合されたバインダー４０と、バインダー４０によって紙２０に固定された金属有機構造体５０と、を備えている。 As shown in FIG. 1, the sheet material 10 includes a paper 20, a binder 40 bonded to the surface 20A of the paper 20, and a metal-organic structure 50 fixed to the paper 20 by the binder 40.

図２に示すように、本実施形態のシート材１０を製造する方法は、紙２０を準備する準備工程Ｓ１０と、金属有機構造体５０およびバインダー４０を含む溶液を紙２０の表面２０Ａに塗布する塗布工程Ｓ２０と、を包含する。準備工程Ｓ１０では、予め製造された紙２０を用意してもよいし、例えば湿式抄紙法によって自ら紙２０を製造して紙２０を用意してもよい。塗布工程Ｓ２０については後述する。 As shown in FIG. 2, the method for manufacturing the sheet material 10 of this embodiment includes a preparation step S10 of preparing the paper 20, and applying a solution containing the metal-organic structure 50 and the binder 40 to the surface 20A of the paper 20. A coating step S20 is included. In the preparation step S10, the paper 20 manufactured in advance may be prepared, or the paper 20 may be prepared by manufacturing the paper 20 by oneself, for example, by a wet paper making method. The coating step S20 will be described later.

紙２０は、繊維材料２５（図２参照）を含む。繊維材料２５としては、例えば、植物性天然繊維、動物性天然繊維、化学繊維（人造繊維）、無機繊維（例えばガラス繊維や炭素繊維）等が挙げられる。紙２０は、１つの繊維材料２５から成形されていてもよいし、２つ以上の繊維材料２５から成形されていてもよい。繊維材料２５の平均長さは、凡そ０．０１μｍ～３０ｍｍμｍである。繊維材料２５の平均直径は、凡そ１ｎｍ～０．１ｍｍである。平均長さおよび平均直径は、典型的には電子顕微鏡観察に基づく測定で得られた値を採用することができる。紙２０は、好ましくは、バインダーを含む。バインダーとしては、例えば、ポリアクリル酸エステル樹脂、ポリメタクリル酸エステル樹脂等のアクリル系バインダー、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリビニルアルコール等が挙げられる。紙２０は、金属酸化物を含んでいてもよい。金属酸化物としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、酸化スズ（ＳｎＯ、ＳｎＯ２）等が挙げられる。 Paper 20 includes a fibrous material 25 (see Figure 2). Examples of the fiber material 25 include vegetable natural fibers, animal natural fibers, chemical fibers (artificial fibers), and inorganic fibers (eg, glass fibers and carbon fibers). Paper 20 may be formed from one fibrous material 25 or from two or more fibrous materials 25. The average length of the fiber material 25 is approximately 0.01 μm to 30 mm μm. The average diameter of the fiber material 25 is approximately 1 nm to 0.1 mm. For the average length and average diameter, values typically obtained through measurements based on electron microscopic observation can be employed. Paper 20 preferably includes a binder. Examples of the binder include acrylic binders such as polyacrylic ester resin and polymethacrylic ester resin, polystyrene resin, polyvinyl acetate resin, polyurethane resin, and polyvinyl alcohol. Paper 20 may contain metal oxides. Examples of metal oxides include alumina ( Al2O3 ), magnesia (MgO), silica ( SiO2 ), titania (TiO), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), and tin oxide ( SnO, SnO2 ) . ) etc.

金属有機構造体５０は、金属（金属イオン）と、有機配位子とから構成されている。より詳細には、金属有機構造体５０は、遷移金属とそれを連結する有機配位子とによって構成された多孔性の三次元構造（即ち多孔質構造）を有する金属錯体である。本実施形態の金属有機構造体５０は、バインダー４０によって紙２０の表面２０Ａに固定されている。なお、金属有機構造体は、多孔性配位高分子（ＰＣＰ：Ｐｏｒｏｕｓ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ）と同義である。 The metal-organic structure 50 is composed of a metal (metal ion) and an organic ligand. More specifically, the metal-organic framework 50 is a metal complex having a porous three-dimensional structure (ie, a porous structure) composed of a transition metal and an organic ligand connecting the transition metal. The metal-organic structure 50 of this embodiment is fixed to the surface 20A of the paper 20 by the binder 40. Note that the metal-organic framework has the same meaning as porous coordination polymer (PCP).

金属有機構造体５０を構成する金属は、有機配位子との結合により特定の分子を収容可能な複数の細孔を形成できるものであれば特に限定されない。金属としては、例えば、周期表の１族～１２族に属する金属、金、白金、銀、銅、ルテニウム、スズ、パラジウム、ロジウム、イリジウム、オスミウム、ニッケル、コバルト、亜鉛、鉄、イットリウム、マグネシウム、マンガン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、カルシウム、カドミウム、バナジウム、クロム、モリブデン、スカンジウム等が挙げられる。 The metal constituting the metal-organic structure 50 is not particularly limited as long as it can form a plurality of pores capable of accommodating specific molecules by bonding with an organic ligand. Examples of metals include metals belonging to Groups 1 to 12 of the periodic table, gold, platinum, silver, copper, ruthenium, tin, palladium, rhodium, iridium, osmium, nickel, cobalt, zinc, iron, yttrium, magnesium, Examples include manganese, titanium, zirconium, hafnium, calcium, cadmium, vanadium, chromium, molybdenum, and scandium.

金属有機構造体５０を構成する有機配位子は、金属（金属イオン）と配位結合可能な部位を分子内に２つ以上有し、かつ、金属（金属イオン）との結合によって特定の分子を収容可能な複数の細孔を形成できる有機化合物であれば特に限定されない。有機配位子としては、例えば、ジカルボン酸及びその誘導体、トリカルボン酸及びその誘導体、テトラカルボン酸及びその誘導体、イミダゾール類及びその誘導体、ピラゾール類及びその誘導体、トリアゾール類及びその誘導体、テトラゾール類及びその誘導体、ピリジン類及びその誘導体、ピリミジン類及びその誘導体、トリアジン類及びその誘導体等が挙げられる。ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、２－アミノテレフタル酸、１，４－ナフタレンジカルボン酸、フマル酸、マロン酸、アジピン酸等が挙げられる。 The organic ligand constituting the metal-organic structure 50 has two or more sites capable of coordinating with a metal (metal ion) in its molecule, and can form a specific molecule by bonding with the metal (metal ion). It is not particularly limited as long as it is an organic compound that can form a plurality of pores capable of accommodating. Examples of organic ligands include dicarboxylic acids and their derivatives, tricarboxylic acids and their derivatives, tetracarboxylic acids and their derivatives, imidazoles and their derivatives, pyrazoles and their derivatives, triazoles and their derivatives, tetrazoles and their derivatives. Examples include derivatives, pyridines and their derivatives, pyrimidines and their derivatives, triazines and their derivatives, and the like. Examples of dicarboxylic acids include terephthalic acid, isophthalic acid, 2-aminoterephthalic acid, 1,4-naphthalene dicarboxylic acid, fumaric acid, malonic acid, adipic acid, and the like.

金属有機構造体５０は、例えば、上記金属を含む金属塩と上述の有機配位子とを、水または有機溶媒に溶解させて反応させることにより、溶媒からの析出物として合成される。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、塩化メチレン、クロロホルム、アセトン、酢酸エチル、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。上記有機溶媒を２種以上混合させた混合溶媒を用いてもよい。 The metal-organic structure 50 is synthesized as a precipitate from a solvent, for example, by dissolving a metal salt containing the above-mentioned metal and the above-mentioned organic ligand in water or an organic solvent and reacting them. Examples of the organic solvent include methanol, ethanol, propanol, diethyl ether, tetrahydrofuran, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, methylene chloride, chloroform, acetone, ethyl acetate, acetonitrile, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, and the like. A mixed solvent obtained by mixing two or more of the above organic solvents may also be used.

塗布工程Ｓ２０で用いる溶液は、金属有機構造体５０と、バインダー４０と、溶媒とを含む。溶液は、所定の粘性（例えば２０℃において５ｍＰａ・ｓ～１０００００ｍＰａ・ｓ）を有する。バインダー４０は、金属有機構造体５０を紙２０の表面２０Ａに固定する機能を有する物質である。バインダー４０としては、例えばポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）等の高分子化合物や、セルロースナノファイバー（ＣＮＦ）等のナノサイズの繊維状物質等が挙げられる。溶媒としては、水または有機溶媒が挙げられる。有機溶媒は、金属有機構造体５０を合成する際に用いられるものと同様のものが用いられる。溶液は、界面活性剤や分散剤をさらに含んでいてもよい。塗布工程Ｓ２０では、例えば、上述の溶液を紙２０の表面２０Ａに塗布した後に、紙２０を乾燥させて溶媒を揮発（蒸発）させる。 The solution used in the coating step S20 includes the metal organic structure 50, the binder 40, and a solvent. The solution has a predetermined viscosity (for example, 5 mPa·s to 100,000 mPa·s at 20° C.). The binder 40 is a substance that has the function of fixing the metal-organic structure 50 to the surface 20A of the paper 20. Examples of the binder 40 include polymer compounds such as polyvinylpyrrolidone (PVP), nano-sized fibrous substances such as cellulose nanofibers (CNF), and the like. Solvents include water or organic solvents. The organic solvent used is the same as that used when synthesizing the metal-organic structure 50. The solution may further contain a surfactant or a dispersant. In the coating step S20, for example, after coating the above-mentioned solution on the surface 20A of the paper 20, the paper 20 is dried to volatilize (evaporate) the solvent.

以上のように、本実施形態のシート材１０によると、金属有機構造体５０は紙２０の表面２０Ａに結合されたバインダー４０によって紙２０に固定されているため、金属有機構造体５０がそのまま紙２０に固定されている場合と比較してより強固に紙２０に固定されている。これにより、金属有機構造体５０がシート材１０から脱落することがより抑制される。 As described above, according to the sheet material 10 of this embodiment, the metal-organic structure 50 is fixed to the paper 20 by the binder 40 bonded to the surface 20A of the paper 20, so the metal-organic structure 50 is directly attached to the paper. It is more firmly fixed to the paper 20 than when it is fixed to the paper 20. Thereby, falling off of the metal organic structure 50 from the sheet material 10 is further suppressed.

本実施形態のシート材１０では、バインダー４０は、ポリビニルピロリドンであってもよい。ポリビニルピロリドンは、紙２０の繊維材料２５との親和性が比較的高いため、バインダー４０と紙２０とがより強固に結合している。 In the sheet material 10 of this embodiment, the binder 40 may be polyvinylpyrrolidone. Since polyvinylpyrrolidone has a relatively high affinity with the fiber material 25 of the paper 20, the binder 40 and the paper 20 are bonded more firmly.

本実施形態のシート材１０では、バインダー４０は、セルロースナノファイバーであってもよい。セルロースナノファイバーは、紙２０の繊維材料２５との親和性が比較的高いため、バインダー４０と紙２０とがより強固に結合している。 In the sheet material 10 of this embodiment, the binder 40 may be cellulose nanofibers. Since cellulose nanofibers have a relatively high affinity with the fiber material 25 of the paper 20, the binder 40 and the paper 20 are bonded more firmly.

本実施形態のシート材１０の製造方法は、紙２０を準備する準備工程Ｓ１０と、金属有機構造体５０およびバインダー４０を含む溶液を紙２０の表面２０Ａに塗布する塗布工程Ｓ２０と、を包含する。上記態様によれば、金属有機構造体５０をバインダー４０によって紙２０に容易に固定することができる。 The method for manufacturing the sheet material 10 of this embodiment includes a preparation step S10 of preparing the paper 20, and a coating step S20 of applying a solution containing the metal organic structure 50 and the binder 40 to the surface 20A of the paper 20. . According to the above aspect, the metal-organic structure 50 can be easily fixed to the paper 20 with the binder 40.

本実施形態のシート材１０の製造方法では、バインダー４０は、ポリビニルピロリドンであってもよい。ポリビニルピロリドンは溶液における分散性が比較的高いため、紙２０の表面２０Ａの全体に亘ってより均一に金属有機構造体５０を固定することができる。 In the method for manufacturing the sheet material 10 of this embodiment, the binder 40 may be polyvinylpyrrolidone. Since polyvinylpyrrolidone has relatively high dispersibility in a solution, it is possible to more uniformly fix the metal-organic structure 50 over the entire surface 20A of the paper 20.

本実施形態のシート材の製造方法では、バインダー４０は、セルロースナノファイバーであってもよい。セルロースナノファイバーは溶液における分散性が比較的高いため、紙２０の表面２０Ａの全体に亘ってより均一に金属有機構造体５０を固定することができる。 In the sheet material manufacturing method of this embodiment, the binder 40 may be cellulose nanofibers. Since cellulose nanofibers have relatively high dispersibility in a solution, the metal-organic structure 50 can be fixed more uniformly over the entire surface 20A of the paper 20.

本実施形態のシート材１０の製造方法では、溶液は、界面活性剤および分散剤を含んでいてもよい。上記態様によれば、溶液においてバインダー４０および金属有機構造体５０がより均一に分散するため、紙２０の表面２０Ａの全体に亘ってより均一に金属有機構造体５０を固定することができる。 In the method for manufacturing the sheet material 10 of this embodiment, the solution may contain a surfactant and a dispersant. According to the above aspect, since the binder 40 and the metal organic structure 50 are more uniformly dispersed in the solution, the metal organic structure 50 can be fixed more uniformly over the entire surface 20A of the paper 20.

図３Ａおよび図３Ｂは、ハニカム構造を有する成形体１００の一例を示す図である。成形体１００は、上述したシート材１０から形成されている。成形体１００は、例えば、繊維材料２５を含む紙２０と、紙２０の表面２０Ａに結合されたバインダー４０と、金属および有機配位子から構成され、かつ、バインダー４０によって紙２０に固定された金属有機構造体５０と、を備えている。成形体１００は、ハニカム構造を有する。成形体１００は、例えば、内部にハニカム構造を有する円柱状に形成される。なお、成形体１００の形状は円柱状に限定されない。成形体１００は、例えば、自動二輪車や発電機等の汎用エンジンから排出される排気ガスを浄化するために用いられる。 3A and 3B are diagrams showing an example of a molded body 100 having a honeycomb structure. The molded body 100 is formed from the sheet material 10 described above. The molded body 100 is composed of, for example, a paper 20 containing a fiber material 25, a binder 40 bonded to the surface 20A of the paper 20, and metal and organic ligands, and is fixed to the paper 20 by the binder 40. A metal organic structure 50 is provided. The molded body 100 has a honeycomb structure. The molded body 100 is formed, for example, into a cylindrical shape having a honeycomb structure inside. Note that the shape of the molded body 100 is not limited to a cylindrical shape. The molded body 100 is used, for example, to purify exhaust gas emitted from general-purpose engines such as motorcycles and generators.

図４に示すように、成形体１００を製造する方法（以下第１の成形体製造方法ともいう）は、繊維材料２５を含む紙２０を準備する準備工程Ｓ１１０と、紙２０を用いてハニカム構造を有する中間体を製造する製造工程Ｓ１２０と、金属有機構造体５０およびバインダー４０を含む溶液を製造された中間体に塗布する塗布工程Ｓ１３０と、を包含する。第１の成形体製造方法の準備工程Ｓ１１０では、予め製造された紙２０を用意してもよいし、例えば湿式抄紙法によって自ら紙２０を製造して紙２０を用意してもよい。第１の成形体製造方法の製造工程Ｓ１２０では、複数の紙２０を適宜折り曲げかつ接着剤等によって相互に接着させることで、ハニカム構造を有する中間体（図示せず）が製造される。第１の成形体製造方法の塗布工程Ｓ１３０では、例えば、ハニカム構造を有する中間体に上記の溶液を塗布することで、金属有機構造体５０をバインダー４０によって紙２０に固定させる。なお、塗布工程Ｓ１３０では、例えば、上述の溶液を紙２０の表面２０Ａに塗布した後に、紙２０を乾燥させて溶媒を揮発（蒸発）させる。 As shown in FIG. 4, the method for manufacturing the molded body 100 (hereinafter also referred to as the first molded body manufacturing method) includes a preparation step S110 of preparing paper 20 containing a fiber material 25, and a honeycomb structure using the paper 20. and a coating step S130 of applying a solution containing the metal-organic framework 50 and the binder 40 to the manufactured intermediate. In the preparation step S110 of the first molded body manufacturing method, the paper 20 manufactured in advance may be prepared, or the paper 20 may be prepared by manufacturing the paper 20 by oneself, for example, by a wet paper making method. In the manufacturing step S120 of the first molded body manufacturing method, an intermediate body (not shown) having a honeycomb structure is manufactured by appropriately bending a plurality of papers 20 and adhering them to each other with an adhesive or the like. In the coating step S130 of the first molded body manufacturing method, the metal-organic structure 50 is fixed to the paper 20 by the binder 40, for example, by applying the above solution to the intermediate body having a honeycomb structure. In addition, in the coating step S130, for example, after coating the above-mentioned solution on the surface 20A of the paper 20, the paper 20 is dried to volatilize (evaporate) the solvent.

第１の成形体製造方法によると、ハニカム構造を形成する際には紙を折り曲げたり接着したりするが、ハニカム構造を形成した後に金属有機構造体５０をバインダー４０によって紙２０に固定するため、ハニカム構造を形成する際に発生する応力が金属有機構造体５０に加わらず、金属有機構造体５０の状態を維持することができる。 According to the first molded body manufacturing method, paper is folded or bonded when forming a honeycomb structure, but after forming the honeycomb structure, the metal-organic structure 50 is fixed to the paper 20 with the binder 40. The stress generated when forming the honeycomb structure is not applied to the metal-organic structure 50, and the state of the metal-organic structure 50 can be maintained.

成形体１００を製造する方法は、上述の第１の成形体製造方法に限定されない。図５に示すように、成形体１００を製造する他の方法（以下第２の成形体製造方法ともいう）は、紙２０と、バインダー４０と、バインダー４０によって紙２０に固定された金属有機構造体５０とを含むシート材１０を準備する準備工程Ｓ２１０と、シート材１０を用いてハニカム構造を形成する形成工程Ｓ２２０と、を包含する。第２の成形体製造方法の準備工程Ｓ２１０は、例えば、上述したシート材１０の製造方法によって製造されたシート材１０を準備する。第２の成形体製造方法の形成工程Ｓ２２０では、複数のシート材１０を適宜折り曲げかつ接着剤等によって相互に接着させることで、ハニカム構造を有する成形体１００が製造される。 The method for manufacturing the molded body 100 is not limited to the above-described first molded body manufacturing method. As shown in FIG. 5, another method for manufacturing the molded body 100 (hereinafter also referred to as a second molded body manufacturing method) includes paper 20, a binder 40, and a metal-organic structure fixed to the paper 20 by the binder 40. The method includes a preparation step S210 of preparing the sheet material 10 including the body 50, and a forming step S220 of forming the honeycomb structure using the sheet material 10. In the preparation step S210 of the second molded body manufacturing method, for example, the sheet material 10 manufactured by the above-described method for manufacturing the sheet material 10 is prepared. In the forming step S220 of the second molded body manufacturing method, a molded body 100 having a honeycomb structure is manufactured by appropriately bending a plurality of sheet materials 10 and bonding them to each other with an adhesive or the like.

第２の成形体製造方法によると、金属有機構造体５０を含むシート材１０を用いてハニカム構造を形成するため、シート材１０のハニカム構造の全体に亘って金属有機構造体５０をより均一に配置することができる。 According to the second molded body manufacturing method, since the honeycomb structure is formed using the sheet material 10 containing the metal-organic structure 50, the metal-organic structure 50 is more uniformly distributed throughout the honeycomb structure of the sheet material 10. can be placed.

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the above-described embodiments are merely illustrative, and the present invention can be implemented in various other forms.

１０ シート材
２０ 紙
２０Ａ 表面
２５ 繊維材料
４０ バインダー
５０ 金属有機構造体
１００ 成形体 10 Sheet material 20 Paper 20A Surface 25 Fiber material 40 Binder 50 Metal-organic structure 100 Molded object

Claims (9)

繊維材料を含む紙と、
前記紙の表面に結合されたバインダーと、
金属および有機配位子から構成された金属有機構造体と、を備え、
前記金属有機構造体は、前記バインダーによって前記紙に固定されている、シート材。 paper containing fibrous materials;
a binder bonded to the surface of the paper;
A metal-organic structure composed of a metal and an organic ligand,
The metal-organic structure is fixed to the paper by the binder. 前記バインダーは、ポリビニルピロリドンである、請求項１に記載のシート材。 The sheet material according to claim 1, wherein the binder is polyvinylpyrrolidone. 前記バインダーは、セルロースナノファイバーである、請求項１に記載のシート材。 The sheet material according to claim 1, wherein the binder is cellulose nanofiber. 繊維材料を含む紙と、前記紙の表面に結合されたバインダーと、金属および有機配位子から構成され、かつ、前記バインダーによって前記紙に固定された金属有機構造体と、を備えた、シート材を製造する方法であって、
前記紙を準備する準備工程と、
前記金属有機構造体および前記バインダーを含む溶液を前記紙の表面に塗布する塗布工程と、を包含する、製造方法。 A sheet comprising a paper comprising a fibrous material, a binder bonded to the surface of the paper, and a metal-organic framework composed of metal and organic ligands and fixed to the paper by the binder. A method of manufacturing a material, the method comprising:
a preparation step of preparing the paper;
A manufacturing method comprising the step of applying a solution containing the metal-organic structure and the binder to the surface of the paper. 前記バインダーは、ポリビニルピロリドンである、請求項４に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 4, wherein the binder is polyvinylpyrrolidone. 前記バインダーは、セルロースナノファイバーである、請求項４に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 4, wherein the binder is cellulose nanofiber. 前記溶液は、界面活性剤および分散剤を含む、請求項４から６のいずれか一項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 4 to 6, wherein the solution contains a surfactant and a dispersant. 繊維材料を含む紙と、前記紙の表面に結合されたバインダーと、金属および有機配位子から構成され、かつ、前記バインダーによって前記紙に固定された金属有機構造体と、を備え、ハニカム構造を有する成形体を製造する方法であって、
前記紙を用いてハニカム構造を有する中間体を製造する製造工程と、
前記金属有機構造体および前記バインダーを含む溶液を製造された前記中間体に塗布する塗布工程と、を包含する製造方法。 A honeycomb structure comprising a paper containing a fiber material, a binder bonded to the surface of the paper, and a metal-organic structure composed of a metal and an organic ligand and fixed to the paper by the binder. A method for manufacturing a molded article having the following steps:
a manufacturing process of manufacturing an intermediate having a honeycomb structure using the paper;
A manufacturing method including a coating step of applying a solution containing the metal-organic structure and the binder to the manufactured intermediate. 繊維材料を含む紙と、前記紙の表面に結合されたバインダーと、金属および有機配位子から構成され、かつ、前記バインダーによって前記紙に固定された金属有機構造体と、を備え、ハニカム構造を有する成形体を製造する方法であって、
前記紙と、前記バインダーと、前記バインダーによって前記紙に固定された前記金属有機構造体とを含むシート材を準備する準備工程と、
前記シート材を用いてハニカム構造を形成する形成工程と、を包含する製造方法。 A honeycomb structure comprising a paper containing a fiber material, a binder bonded to the surface of the paper, and a metal-organic structure composed of a metal and an organic ligand and fixed to the paper by the binder. A method for manufacturing a molded article having the following steps:
preparing a sheet material including the paper, the binder, and the metal-organic structure fixed to the paper by the binder;
A manufacturing method including a forming step of forming a honeycomb structure using the sheet material.
JP2022106179A 2022-06-30 2022-06-30 Sheet material provided with metal-organic structural body Pending JP2024005801A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022106179A JP2024005801A (en) 2022-06-30 2022-06-30 Sheet material provided with metal-organic structural body
PCT/JP2023/022153 WO2024004660A1 (en) 2022-06-30 2023-06-14 Sheet material comprising metal organic structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022106179A JP2024005801A (en) 2022-06-30 2022-06-30 Sheet material provided with metal-organic structural body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024005801A true JP2024005801A (en) 2024-01-17

Family

ID=89382089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022106179A Pending JP2024005801A (en) 2022-06-30 2022-06-30 Sheet material provided with metal-organic structural body

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2024005801A (en)
WO (1) WO2024004660A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8697191B2 (en) * 2010-12-07 2014-04-15 Basf Se Process for coating a support surface with a porous metal-organic framework
JP6237059B2 (en) * 2013-09-30 2017-11-29 東洋紡株式会社 Molded body containing porous metal complex and filter using the same
JP6566463B2 (en) * 2014-09-03 2019-08-28 日本製紙株式会社 Composite of metal-organic structure and cellulose nanofiber
JP2019162573A (en) * 2018-03-19 2019-09-26 東洋紡株式会社 Flow channel material containing porous metal complex
CN108589399B (en) * 2018-05-11 2019-10-29 陕西科技大学 One kind being based on cellulose base/ZIF-8 composite material and preparation method
US20220134307A1 (en) * 2018-12-07 2022-05-05 Commenwealthe Scientific and Industrial Research Organisation Adsorption and desorption apparatus
CN110523380B (en) * 2019-07-16 2022-04-22 华南理工大学 Honeycomb ceramic-based aluminum-MOF (Metal organic framework) adsorbent and in-situ synthesis method thereof
CN111535033B (en) * 2020-04-30 2023-06-23 江阴苏达汇诚复合材料有限公司 Preparation method and application of iodine antimicrobial microporous fiber material

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024004660A1 (en) 2024-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Peterson et al. Fibre-based composites from the integration of metal–organic frameworks and polymers
Yan et al. Electrospinning nanofibers and nanomembranes for oil/water separation
Bedford et al. Photocatalytic self cleaning textile fibers by coaxial electrospinning
Lan et al. Fabrication of hydroxyapatite nanoparticles decorated cellulose triacetate nanofibers for protein adsorption by coaxial electrospinning
WO2014168629A1 (en) Membranes comprising graphene
US9844767B2 (en) Catalyst filter comprising nano metallic catalyst sprayed on the surface of support
EP1993717A2 (en) Tio2 nanostructures, membranes and films, and methods of making same
JP6078336B2 (en) Photocatalyst carrier and method for producing the same
JP6185391B2 (en) Porous sintered body and method for producing porous sintered body
Li et al. A comparative study of depositing Cu-BTC metal–organic framework onto cellulosic filter paper via different procedures
KR20130118533A (en) Nano porous films composed carbon nano structure-metal composite or carbon nano structure-metal oxide composite and a process for preparing the same
Esquivel-Peña et al. Metal nanoparticle–carbon nanotubes hybrid catalysts immobilized in a polymeric membrane for the reduction of 4-nitrophenol
Li et al. Synthesis and characterization of Cu-BTC metal–organic frameworks onto lignocellulosic fibers by layer-by-layer method in aqueous solution
WO2024004660A1 (en) Sheet material comprising metal organic structure
KR20180123160A (en) Fiber composite, porous structure and nonwoven fabric
JP5251342B2 (en) Carbon fiber web manufacturing method
Wu et al. Wet-strength agent improves recyclability of dip-catalyst fabricated from gold nanoparticle-embedded bacterial cellulose and plant fibers
WO2024004659A1 (en) Sheet material provided with metal-organic structural body
JP2018154921A (en) Composite planar body and method for producing the same, and member having the same formed thereon
JP2017226934A (en) Method for producing tungsten trioxide nanofiber
JP3820575B2 (en) Method for coating carbon nanotubes on natural fibers
JP2017008449A (en) Production method of composite nanofiber
WO2012121387A1 (en) Exhaust gas cleaning catalyst support
JP2010144280A (en) Multilayered fiber sheet and method for producing the same
JP2010222748A (en) Hot-melt coated inorganic paper used for heat-resistant corrugated tube for automobile