JPS63149383A - 超微粒金属で被覆した材料の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁特性に優れた超微粒金属で被覆した高分
子材料の製造法に関する。

〔従来の技術〕

鉄、コバルト、ニッケル等遷移金属の微粒子は、特異な
電磁特性を有するため電子部品材料等へ応用されている
。

この微粒子を高分子材料の表面に分散付着させて実用材
料とする方法としては、例えば、金属微粒子を塗料に混
ぜて高分子材料表面に塗布したり、無電解メッキによる
金属微粒子の製造時に高分子を存在させてその表面に微
粒子を付着させる方法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来方法では金属微粒子が材料表面で凝
望して塊状に付着し、微粒子の特性が生かされなくなっ
たり、実用上十分な強度で付着保持されなかったり、ま
た、複雑な形状の高分子材料には適用が困難だったり、
あるいは、還元剤等の不純物が混入する等の問題や、求
める程の細かな金属微粒子とならないなどの欠点があっ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる問題点の解消を目的にして、高分子材
料表面で遷移金属カルボニル化合物を低温で反応させる
ことにより、この目的を達成し、かつ従来にな（超微粒
の金属粒子を材料表面に分散付着させることが出来、こ
れによって優れた電磁特性が得られることを見い出して
為されたものである。

すなわち、本発明は、「高分子材料の表面において、遷
移金属塩とアルコール類および遷移金属カルボニル化合
物を接触し、反応させて１次粒子径０．１ミクロン（μ
）以下の金属粒子を咳高分子材料の表面に分散付着させ
ることを特徴とする超微粒金属で被覆した材料の製造法
」である。

〔発明の効果〕

本発明方法によって、超微粒金属が良く分散し、かつ実
用十分な強度で付着保持された高分子材料が低温での反
応で簡便に得られる。

かかる方法は、粒状、繊維状、板状のほか、複雑な形状
の高分子材料にも適用することができる。

得られた被覆材料は、金属粒子が超微粒子で均一に分散
されているため優れた電磁特性を有し、導電材料、磁性
材料、光学材料等への応用に有用である。

〔作　用〕 本発明で使用される高分子材料は、有機系および無機系
高分子材料であり、粉末状、繊維状、板状等のいかなる
形状の高分子材料にも適用できる。

具体的には、バルブ、綿などの天然高分子；ポリオレフ
ィン、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂；エポキシ樹脂、
不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂；グラファイト、
炭素繊維等の炭素材料などがある。

また、本発明で用いる遷移金属塩は、例えばＣｕ、Ｎ１
％　Ｃｏ５Ｐｄ５　Ｆｅ等の金属の塩であり、中でもＮ
　ｔ　ｓＰｄの塩が好ましい。

本発明で用いるアルコール類は、脂肪族飽和アルコール
、脂環式アルコール、芳香族アルコールのいずれも使用
可能である。具体的には、メチルアルコール、エチルア
ルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、オ
クチルアルコール、ノリルアルコール、トリメチルシラ
ノール、エチレングリコール等がある。

これらのアルコール類の添加量は、遷移金属カルボニル
化合物に対してモル比で０．１〜０．０００１、好まし
くは０．０５〜０．００１の割合で添加することが望ま
しい。このモル比が０．１超過では反応物が凝集しやす
くなる傾向があり、また、０．０００１未満では反応物
の一次粒子径が大きくなる傾向にある。

さらに、本発明で用いる遷移金属カルボニル化合物は、
Ｆｅ５Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｗ、、　ＭＯ％　Ｃｒ等の金属
カルボニル化合物である。これらは併用しても差し支え
ない。

次に、上記の遷移金属塩とアルコール類および遷移金属
カルボニル化合物を高分子材料の表面で接触、反応させ
るには、一般には次の方法が好適である。

先ず、高分子材料の表面に遷移金属を付着せしめるが、
付着に先立ち、必要に応じて高分子材料表面に酸化処理
を行なうことができる。この酸化処理は、たとえば硫酸
酸性の重クロム酸カリ溶液などで処理することにより行
なわれる。

この高分子材料を、塩化第１錫の塩酸酸性水溶液に浸漬
したのち、遷移金属塩の塩酸酸性水溶液に浸漬する方法
等によって表面に遷移金属を付着せしめることができる
。

次いで、遷移金属塩の付着された高分子材料とアルコー
ル類および金属カルボニル化合物を接触させて金属カル
ボニル化合物を熱分解する。この熱分解時の温度は、２
００℃以下、好ましくは１５０℃以下、特に好ましくは
１２０℃以下、にすることが好ましい。温度が２００℃
超過では高分子材料表面以外の反応器壁などにも分解金
属が析出したり、副反応による炭素が不純物として生成
したり、また、生成金属の１次粒子径が０．１μより大
となってしまう傾向にある。

上記の反応は、気相および液相でも行なうことができる
。液相で行なう場合は、トルエン、デカンなどの不活性
溶媒中にアルコール類および金属カルボニル化合物を溶
解し、この溶液に高分子材料を浸漬して分解反応を行な
わせることができる。

この分解反応を磁場中で行なうと、後の実施例に示すよ
うに高性能の磁気特性を持つ直鎖連結した超微粒子が得
られて好ましい。

生成した超微粒子金属の酸化を防ぐために必要に応じて
酸化防止処理を行なうことができる。これに有効な酸化
防止剤はシランカップリング剤である。シランカップリ
ング剤の具体例としてはビニルトリエトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどのビ
ニル系シラン化合物；γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン、Ｎ−フェニル−Ｔ−アミノプロピルトリメトキ
シシランなどのアミノ系シラン化合物；γ−グリシドキ
シプロピルメチルジェトキシシランなどのエポキシ系シ
ラン化合物がある。これらのなかではアミノ系シランカ
ップリング剤が特に有効である。

酸化防止処理方法は、シランカップリング剤を気相また
は液相で前記の超微粒子金属被覆材料に５０〜１５０℃
にて接触させることで行なうことができる。

〔実施例〕

実施例１ 厚さ１００μのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
フィルムの表面を予め重クロム酸溶液（ＫｚＣｒ２０ｔ
　５０　ｇ　％濃硫酸４００＋ａｌｔ、水６００１１１
）で室温下に酸化処理し、次いで塩化第一錫溶液Ｃ３ｎ
Ｃ１ｚ　１００　ｇＳＨＣｊ２５０ｍ１１水ｉｆ）、塩
化パラジウム溶液（ＰｄＣｊ！　ｔ　Ｏ，５ｇ　、濃塩
酸１０−！、水４１）に順次浸漬し、最後に５０℃で３
時間乾燥して遷移金属処理を行なった。

次に、Ｆｅ　（Ｇｏ）　ｓのトルエン５重量％溶液にエ
チルアルコールをＦｅ　（ＣＯ）　ｓに対して０．２モ
ル％入れ、次いでこれに上記処理したＰＥＴフィルムを
浸漬し、６０℃で３０分間加熱した。この結果、該フィ
ルムに分解した鉄の超微粒子が担持された。次いで、こ
のフィルムをγ−アミノプロピルトリエトキシシランの
トルエン１重景％溶液に浸漬し、８０℃で１時間加熱し
て担持鉄の酸化防止処理を行なった。

電子顕微鏡による表面の形態観察により、ＰＥＴフィル
ム表面に１次粒子径０．０２μ程度の鉄超微粒子が網目
状に連結して担持されていたのが判明した。

得られた担持ＰＥＴフィルムについて、振動試料型磁力
計により磁気特性を測定した。その結果は第１表の通り
。

実施例２ 実施例１におけるＦｅ　（Ｃｏ）　ｓの分解反応におい
て、ＰＥＴフィルムに対して水平方向に１　、００００
　ｅの磁界をかけた状態でＦｅ（Ｃｏ）ｓの分解を行な
い、鉄超微粒子の担持を行なった。

次いで、このフィルムをγ−アミノプロピルトリエトキ
シシランのトルエン１重量％溶液に浸漬し、８０℃で１
時間加熱して担持鉄の酸化防止処理を行なった。

電子顕微鏡による表面の形態観察により、ＰＥＴフィル
ム表面に１次粒子径０．０２μ程度の鉄超微粒子が直鎖
状に連結して担持されていたのが判明した。このものの
磁気特性は第１表の通りであった。

実施例３ 実施例１゛において、ＰＥＴフィルムの代わりに炭素繊
維を用いた以外は実施例１と同様にして酸化防止処理ま
で済ませた鉄超微粒子担持炭素繊維を得た。

このものの電子顕微鏡観察により、炭素繊維表面に１次
粒子径０．０３μ程度の鉄超微粒子が綱目状に連結して
担持されているのが判明した。このものの磁気特性は第
１表の通りであった。

比較例１ 実施例１において、遷移金属塩処理を行なっていないＰ
ＥＴフィルムを用いた以外は実施例１と同様にしてＦｅ
　（Ｃｏ）　ｓ接触反応を行なった。結果は、該フィル
ム表面に鉄分解物は認められなかった。

比較例２ 実施例１において、エチルアルコールを添加しないでＰ
ｅ　（ＣＯ）　ｓとＰＥＴフィルムとの反応を行なった
以外は実施例１と同様にして酸化防止処理まで済ませた
。

このものの電子顕微鏡観察により、１次粒子径０．１５
μの鉄超微粒子が担持されているのが判明した。また、
このものの磁気特性は第１表の通りであった。

第　　１　　表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高分子材料の表面において、遷移金属塩とアルコール類
   および遷移金属カルボニル化合物を接触し、反応させて
   １次粒子径０．１μ以下の金属粒子を該高分子材料の表
   面に分散付着させることを特徴とする超微粒金属で被覆
   した材料の製造法。