JP2001079382A - 金属コロイドの製造方法およびその方法によって製造された金属コロイド - Google Patents
金属コロイドの製造方法およびその方法によって製造された金属コロイドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液体分散媒中で金属イオン溶液を還元し、高
濃度金属コロイドを得る。 【解決手段】 水に界面活性剤を添加した処理液に金属
イオン溶液とｐＨ補償剤を添加し、還元性雰囲気のもと
で処理液の温度を制御しつつ攪拌し、金属イオンを還元
して金属コロイドを生成させる。金属イオン溶液１に対
し、容積比で４００〜５００倍の水を用いる場合におい
て、界面活性剤は、非イオン系界面活性剤であり、非イ
オン系界面活性剤の添加量は、金属イオン溶液の０．２
〜２倍、還元剤の添加量は、金属イオン溶液の４０〜６
０倍、ｐＨ補償剤は、処理液のｐＨを中性又は弱アルカ
リ性に調整するものであり、その添加量は、５％濃度の
もので、金属イオン溶液の１０〜３０倍の範囲内に設定
して高濃度、高活性の金属コロイドを得る。
濃度金属コロイドを得る。 【解決手段】 水に界面活性剤を添加した処理液に金属
イオン溶液とｐＨ補償剤を添加し、還元性雰囲気のもと
で処理液の温度を制御しつつ攪拌し、金属イオンを還元
して金属コロイドを生成させる。金属イオン溶液１に対
し、容積比で４００〜５００倍の水を用いる場合におい
て、界面活性剤は、非イオン系界面活性剤であり、非イ
オン系界面活性剤の添加量は、金属イオン溶液の０．２
〜２倍、還元剤の添加量は、金属イオン溶液の４０〜６
０倍、ｐＨ補償剤は、処理液のｐＨを中性又は弱アルカ
リ性に調整するものであり、その添加量は、５％濃度の
もので、金属イオン溶液の１０〜３０倍の範囲内に設定
して高濃度、高活性の金属コロイドを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、安定した高活性の
金属コロイドの製造法方法と、この方法によって製造さ
れた高活性の金属コロイドに関する。
金属コロイドの製造法方法と、この方法によって製造さ
れた高活性の金属コロイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】金属コロイドの製造方法は、これを大別
して物理的方法と、化学的方法とに分類することができ
る。物理的方法は、燃焼法と言われる方法であり、燃焼
法は、金属イオン溶液を水素ガス中またはリンなどへ投
じて還元反応を生じさせ、その後、燃焼により加熱して
反応を促進させ、生成した金属微粒子を液体分散媒中に
受入れ、還元終了後、界面活性剤を用いて金属コロイド
を安定化させる処理を行なうという方法である。
して物理的方法と、化学的方法とに分類することができ
る。物理的方法は、燃焼法と言われる方法であり、燃焼
法は、金属イオン溶液を水素ガス中またはリンなどへ投
じて還元反応を生じさせ、その後、燃焼により加熱して
反応を促進させ、生成した金属微粒子を液体分散媒中に
受入れ、還元終了後、界面活性剤を用いて金属コロイド
を安定化させる処理を行なうという方法である。
【０００３】これに対し、化学的方法は、沈殿法（金属
塩還元反応法）ともよばれ、化学反応を利用し、金属イ
オン溶液から金属酸化物や金属の沈殿を生成させた後、
界面活性剤を添加して金属コロイドを得るという方法で
ある。
塩還元反応法）ともよばれ、化学反応を利用し、金属イ
オン溶液から金属酸化物や金属の沈殿を生成させた後、
界面活性剤を添加して金属コロイドを得るという方法で
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼法
によるときには、バーナ内に金属微粒子が析出し、析出
した金属粒子によってバーナの噴出口が塞がれて長時間
バーナを使用できないという欠点がある。
によるときには、バーナ内に金属微粒子が析出し、析出
した金属粒子によってバーナの噴出口が塞がれて長時間
バーナを使用できないという欠点がある。
【０００５】これに対して、沈殿法は、貴金属の塩を水
溶液中で界面活性剤の存在のもとで還元処理することに
よって、金属コロイドである貴金属ヒドロゾルあるいは
貴金属ゾルを生成させる方法であり（特開昭５９−１２
０２４号参照（先行例１））、燃焼法に比してはるかに
合理的な方法であるといえる。
溶液中で界面活性剤の存在のもとで還元処理することに
よって、金属コロイドである貴金属ヒドロゾルあるいは
貴金属ゾルを生成させる方法であり（特開昭５９−１２
０２４号参照（先行例１））、燃焼法に比してはるかに
合理的な方法であるといえる。
【０００６】ところが、従来の沈殿法においては、水溶
液中に高濃度の金属ヒドロゾルが得られていない。その
理由は、必ずしも明らかではないが、おそらくは処理方
法に問題があるのではないかと思われる。
液中に高濃度の金属ヒドロゾルが得られていない。その
理由は、必ずしも明らかではないが、おそらくは処理方
法に問題があるのではないかと思われる。
【０００７】このような問題を解決するため、特開平１
０−６８００８号（高活性金属微粒子の製造方法）（先
行例２）においては、必ずしも界面活性剤に依存するこ
となく、金属イオンを還元処理して金属コロイドのコロ
イド状態を安定させる方法が提案された。
０−６８００８号（高活性金属微粒子の製造方法）（先
行例２）においては、必ずしも界面活性剤に依存するこ
となく、金属イオンを還元処理して金属コロイドのコロ
イド状態を安定させる方法が提案された。
【０００８】すなわち、先行例２の方法は、金属イオン
溶液に還元剤を添加し、温度並びにｐＨを制御しつつ還
元処理して液中に金属微粒子を析出させる高活性金属微
粒子の製造方法であって、液の温度は、反応期間中２０
〜８０℃の範囲で低温より高温に制御し、ｐＨを４〜１
１の範囲に保ち、還元処理は、界面活性剤（保護コロイ
ド）に依存することなく、金属イオンを還元してコロイ
ド状態を保たせる、という方法である。
溶液に還元剤を添加し、温度並びにｐＨを制御しつつ還
元処理して液中に金属微粒子を析出させる高活性金属微
粒子の製造方法であって、液の温度は、反応期間中２０
〜８０℃の範囲で低温より高温に制御し、ｐＨを４〜１
１の範囲に保ち、還元処理は、界面活性剤（保護コロイ
ド）に依存することなく、金属イオンを還元してコロイ
ド状態を保たせる、という方法である。
【０００９】また、界面活性剤を用いるときには、これ
を析出した金属微粒子の過剰な成長をおさえる目的で添
加する、というものであった。
を析出した金属微粒子の過剰な成長をおさえる目的で添
加する、というものであった。
【００１０】しかしながら、先行例２の製造方法による
ときにも、生成できる金属コロイドの量には定量性がな
く、製造ロスが多いという欠点があり、また、得られた
金属コロイド自体に安定性がなく、凝集しやすく、この
ため、高濃度の金属コロイドを安定的に生産することが
困難であった。
ときにも、生成できる金属コロイドの量には定量性がな
く、製造ロスが多いという欠点があり、また、得られた
金属コロイド自体に安定性がなく、凝集しやすく、この
ため、高濃度の金属コロイドを安定的に生産することが
困難であった。
【００１１】その原因は、沈殿法による従来の製造方法
において、界面活性剤が使用されるものの、従来法で
は、界面活性剤（保護コロイド）を、生成した金属の凝
集防止や解膠作用として捉えていた点に大きな誤解があ
ったのではないかと考えられる。
において、界面活性剤が使用されるものの、従来法で
は、界面活性剤（保護コロイド）を、生成した金属の凝
集防止や解膠作用として捉えていた点に大きな誤解があ
ったのではないかと考えられる。
【００１２】本発明の目的は、液体分散媒中で金属イオ
ン溶液を還元処理するという従来の沈殿法の手法を用い
ながら、高濃度金属コロイドを得ることが可能な金属コ
ロイドの製造方法を提供することにある。
ン溶液を還元処理するという従来の沈殿法の手法を用い
ながら、高濃度金属コロイドを得ることが可能な金属コ
ロイドの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による金属コロイドの製造方法においては、
水に界面活性剤を添加した処理液に金属イオン溶液とｐ
Ｈ補償剤を添加し、還元性雰囲気のもとで処理液の温度
を制御しつつ攪拌し、金属イオンを還元して金属コロイ
ドを生成させる金属コロイドの製造方法であって、容積
比で、金属イオン溶液１に対し、４００〜５００倍の水
を用いる場合において、界面活性剤は、非イオン系界面
活性剤であり、非イオン系界面活性剤の添加量は、金属
イオン溶液の０．２〜２倍、還元剤の添加量は、金属イ
オン溶液の４０〜６０倍、ｐＨ補償剤は、処理液のｐＨ
を中性又は弱アルカリ性に調整するものであり、その添
加量は、５％濃度のもので、金属イオン溶液の１０〜３
０倍の範囲内に設定されるものである。
め、本発明による金属コロイドの製造方法においては、
水に界面活性剤を添加した処理液に金属イオン溶液とｐ
Ｈ補償剤を添加し、還元性雰囲気のもとで処理液の温度
を制御しつつ攪拌し、金属イオンを還元して金属コロイ
ドを生成させる金属コロイドの製造方法であって、容積
比で、金属イオン溶液１に対し、４００〜５００倍の水
を用いる場合において、界面活性剤は、非イオン系界面
活性剤であり、非イオン系界面活性剤の添加量は、金属
イオン溶液の０．２〜２倍、還元剤の添加量は、金属イ
オン溶液の４０〜６０倍、ｐＨ補償剤は、処理液のｐＨ
を中性又は弱アルカリ性に調整するものであり、その添
加量は、５％濃度のもので、金属イオン溶液の１０〜３
０倍の範囲内に設定されるものである。
【００１４】また、ｐＨ補償剤と金属イオン溶液とは、
同時に処理液中に添加されるものである。
同時に処理液中に添加されるものである。
【００１５】また、還元剤は、金属イオン溶液の還元反
応を進行させるものであり、処理液に還元剤を添加して
還元性雰囲気を処理液中に形成した後、処理液の温度を
さらに上げ、一定の温度に達した後に金属イオン溶液と
ｐＨ補償剤を添加するものである。
応を進行させるものであり、処理液に還元剤を添加して
還元性雰囲気を処理液中に形成した後、処理液の温度を
さらに上げ、一定の温度に達した後に金属イオン溶液と
ｐＨ補償剤を添加するものである。
【００１６】また、還元剤は、金属イオン溶液の還元反
応を進行させるものであり、処理液の温度を上げ、一定
の温度に達した後に金属イオン溶液とｐＨ補償剤とを添
加し、その後、還元剤を添加して還元性雰囲気を処理液
中に形成するものである。
応を進行させるものであり、処理液の温度を上げ、一定
の温度に達した後に金属イオン溶液とｐＨ補償剤とを添
加し、その後、還元剤を添加して還元性雰囲気を処理液
中に形成するものである。
【００１７】また、本発明による金属コロイドにおいて
は、上記金属コロイドの製造方法によって製造された金
属コロイドであって、金属コロイドは、白金コロイドで
あり、還元剤にエタノール、界面活性剤にポリソルベー
ト８０、金属イオン溶液に塩化白金酸溶液、ｐＨ補償剤
に炭酸水素ナトリウムを用い、還元反応完了後の酸化還
元電位は、マイナスの値で４００ｍＶ以上を示すもので
ある。
は、上記金属コロイドの製造方法によって製造された金
属コロイドであって、金属コロイドは、白金コロイドで
あり、還元剤にエタノール、界面活性剤にポリソルベー
ト８０、金属イオン溶液に塩化白金酸溶液、ｐＨ補償剤
に炭酸水素ナトリウムを用い、還元反応完了後の酸化還
元電位は、マイナスの値で４００ｍＶ以上を示すもので
ある。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。本発明は、還元処理と、ろ過処理とを順に行なう
ものである。発明者らの実験によれば、高濃度の金属コ
ロイドを安定的に生産するには、界面活性剤（保護コロ
イド）を含めて水に対し、還元剤、ｐＨ補償剤をバラン
スよく調整して金属イオンの還元処理を行なうことが重
要であり、還元剤であるエタノールや炭酸水素ナトリウ
ムの添加量を調節することも、コロイドの安定性を維持
するには不可欠であることがわかった。
する。本発明は、還元処理と、ろ過処理とを順に行なう
ものである。発明者らの実験によれば、高濃度の金属コ
ロイドを安定的に生産するには、界面活性剤（保護コロ
イド）を含めて水に対し、還元剤、ｐＨ補償剤をバラン
スよく調整して金属イオンの還元処理を行なうことが重
要であり、還元剤であるエタノールや炭酸水素ナトリウ
ムの添加量を調節することも、コロイドの安定性を維持
するには不可欠であることがわかった。
【００１９】還元処理に先立って、処理液を調整する。
金属イオン溶液（白金の場合は塩化白金酸溶液）に混合
する処理液としての水（精製水からろ過により不純物を
取り除いたもの）と、水に添加する界面活性剤（非イオ
ン系界面活性剤）と、還元剤（アルコール類）と、ｐＨ
補償剤（アルカリ金属類）とを準備する。金属イオン溶
液に混合する処理液の各成分の量の調整は重要である。
金属イオン溶液（白金の場合は塩化白金酸溶液）に混合
する処理液としての水（精製水からろ過により不純物を
取り除いたもの）と、水に添加する界面活性剤（非イオ
ン系界面活性剤）と、還元剤（アルコール類）と、ｐＨ
補償剤（アルカリ金属類）とを準備する。金属イオン溶
液に混合する処理液の各成分の量の調整は重要である。
【００２０】なお、金属イオン溶液には、容積比で１／
５の量の金属イオンが含まれていることを想定してい
る。容積比で、金属イオン溶液１に対し、処理液のベー
スに４００〜５００倍の水を用いる場合において、界面
活性剤（非イオン系界面活性剤）の添加量は、金属イオ
ン溶液の０．２〜２倍、還元剤の添加量は、金属イオン
溶液４０〜６０倍、ｐＨ補償剤の添加量は、５％濃度の
もので、金属イオン溶液の１０〜３０倍の範囲内に設定
すべきである。
５の量の金属イオンが含まれていることを想定してい
る。容積比で、金属イオン溶液１に対し、処理液のベー
スに４００〜５００倍の水を用いる場合において、界面
活性剤（非イオン系界面活性剤）の添加量は、金属イオ
ン溶液の０．２〜２倍、還元剤の添加量は、金属イオン
溶液４０〜６０倍、ｐＨ補償剤の添加量は、５％濃度の
もので、金属イオン溶液の１０〜３０倍の範囲内に設定
すべきである。
【００２１】処理液中の界面活性剤の添加量が多くなれ
ばなるほど界面活性剤が凝集するようになり、逆に界面
活性剤の添加量が少ないと、処理液中に生成した金属コ
ロイドが液中に沈殿するようになる。
ばなるほど界面活性剤が凝集するようになり、逆に界面
活性剤の添加量が少ないと、処理液中に生成した金属コ
ロイドが液中に沈殿するようになる。
【００２２】界面活性剤の添加量を金属イオン溶液の量
の０．２〜２倍に設定するのは、他の添加物、すなわ
ち、還元剤、ｐＨ補償剤の添加量との関わりで決定され
るべきものである。これは、還元剤、ｐＨ補償剤につい
ても同じである。
の０．２〜２倍に設定するのは、他の添加物、すなわ
ち、還元剤、ｐＨ補償剤の添加量との関わりで決定され
るべきものである。これは、還元剤、ｐＨ補償剤につい
ても同じである。
【００２３】還元剤は、言うまでもなく、金属イオン溶
液の還元反応を進行させるものであり、その添加量は、
金属イオン溶液の４０〜６０倍の範囲より多くても少な
くても生成した金属コロイドが沈殿するようようにな
る。
液の還元反応を進行させるものであり、その添加量は、
金属イオン溶液の４０〜６０倍の範囲より多くても少な
くても生成した金属コロイドが沈殿するようようにな
る。
【００２４】ｐＨ補償剤は、金属イオン溶液を添加する
ことにより、酸性となる処理液のｐＨを、中性又は弱ア
ルカリ性に調整するものである。したがって、ｐＨ補償
剤は、金属イオン溶液と同時に処理液中に添加される。
ｐＨ補償剤の添加量が金属イオン溶液の１０〜３０倍の
範囲より多くても少なくても生成した金属コロイドが沈
殿するようようになる。
ことにより、酸性となる処理液のｐＨを、中性又は弱ア
ルカリ性に調整するものである。したがって、ｐＨ補償
剤は、金属イオン溶液と同時に処理液中に添加される。
ｐＨ補償剤の添加量が金属イオン溶液の１０〜３０倍の
範囲より多くても少なくても生成した金属コロイドが沈
殿するようようになる。
【００２５】ちなみに、金属イオン溶液の量に比べて水
の量が多いと、それだけ、水中での金属イオン溶液、還
元剤、ｐＨ補償剤の濃度が相対的に低下し、処理液中に
生成される金属コロイドのコロイド状態の安定性に問題
がおきる。（還元処理温度６０〜８０℃の範囲であり、
７０℃付近が望ましい）
の量が多いと、それだけ、水中での金属イオン溶液、還
元剤、ｐＨ補償剤の濃度が相対的に低下し、処理液中に
生成される金属コロイドのコロイド状態の安定性に問題
がおきる。（還元処理温度６０〜８０℃の範囲であり、
７０℃付近が望ましい）
【００２６】（Ａ）還元処理 還元処理は、水（ろ過した精製水）中で、金属イオンを
還元する処理であるが、この処理を行なうに際しては、
まず、水を攪拌しつつ温度を上げ、一定の温度に達した
のち、水に界面活性剤と還元剤とを添加し、次いでこの
処理液中に、金属イオン溶液とｐＨ補償剤とを添加し、
還元剤を作用させて金属イオン溶液中に含まれていた金
属イオンを水中で還元させ、金属コロイドを処理液中に
生成させる。
還元する処理であるが、この処理を行なうに際しては、
まず、水を攪拌しつつ温度を上げ、一定の温度に達した
のち、水に界面活性剤と還元剤とを添加し、次いでこの
処理液中に、金属イオン溶液とｐＨ補償剤とを添加し、
還元剤を作用させて金属イオン溶液中に含まれていた金
属イオンを水中で還元させ、金属コロイドを処理液中に
生成させる。
【００２７】処理液中に界面活性剤と還元剤とを添加す
るときの精製水に対する界面活性剤の添加量を金属イオ
ン溶液の量の０．２〜２倍にコントロールすることによ
って、生成した金属コロイドの安定性が確保される。
るときの精製水に対する界面活性剤の添加量を金属イオ
ン溶液の量の０．２〜２倍にコントロールすることによ
って、生成した金属コロイドの安定性が確保される。
【００２８】また、還元剤の添加によって、金属イオン
溶液の還元反応が進行する。金属イオン溶液の添加のタ
イミングは重要である。処理液の温度をさらに上げ、一
定の温度に達した後に金属イオン溶液を添加する。
溶液の還元反応が進行する。金属イオン溶液の添加のタ
イミングは重要である。処理液の温度をさらに上げ、一
定の温度に達した後に金属イオン溶液を添加する。
【００２９】ｐＨ補償剤は、処理液のｐＨを調整するた
め、金属イオン溶液の添加と同時に添加される。金属イ
オン溶液を添加した処理液の温度を一定に保持したまま
攪拌を続け、金属イオンが還元した時点（白金の場合は
液中色が黒色に変色した時点）で処理液の加温・攪拌を
終了することによって、処理液中に金属コロイドが得ら
れる。
め、金属イオン溶液の添加と同時に添加される。金属イ
オン溶液を添加した処理液の温度を一定に保持したまま
攪拌を続け、金属イオンが還元した時点（白金の場合は
液中色が黒色に変色した時点）で処理液の加温・攪拌を
終了することによって、処理液中に金属コロイドが得ら
れる。
【００３０】以上、実施形態においては、処理液中に、
還元剤と界面活性剤とをいれて還元性雰囲気を処理液中
に形成したのち、金属イオン溶液を添加したが、或い
は、逆に処理液の温度を上げて界面活性剤を入れ、一定
温度に達した後に、処理液中に金属イオン溶液とｐＨ補
償剤とを添加し、その後、還元剤を添加して処理液中に
還元性雰囲気を形成してもよい。この場合には、処理液
が還元性雰囲気で待機状態となり、金属イオン溶液を添
加するとただちに、還元反応が開始し、進行する。
還元剤と界面活性剤とをいれて還元性雰囲気を処理液中
に形成したのち、金属イオン溶液を添加したが、或い
は、逆に処理液の温度を上げて界面活性剤を入れ、一定
温度に達した後に、処理液中に金属イオン溶液とｐＨ補
償剤とを添加し、その後、還元剤を添加して処理液中に
還元性雰囲気を形成してもよい。この場合には、処理液
が還元性雰囲気で待機状態となり、金属イオン溶液を添
加するとただちに、還元反応が開始し、進行する。
【００３１】（Ｂ）ろ過処理 ろ過処理は、金属コロイドに埃などの混入を防ぐための
処理である。ろ過処理として、金属コロイドを含む処理
液をろ過し、還元反応の終了を確認するため、しばらく
静置し、液中色（白金の場合には黒色）を確認する。つ
づいて、金属コロイド以外の低分子イオンの除去や脱塩
などをするために、処理液中に精製水を添加しながら限
外ろ過を行う。その後、再度ろ過を行った後、処理液を
容器に充填する。
処理である。ろ過処理として、金属コロイドを含む処理
液をろ過し、還元反応の終了を確認するため、しばらく
静置し、液中色（白金の場合には黒色）を確認する。つ
づいて、金属コロイド以外の低分子イオンの除去や脱塩
などをするために、処理液中に精製水を添加しながら限
外ろ過を行う。その後、再度ろ過を行った後、処理液を
容器に充填する。
【００３２】最終処理として滅菌処理を行った上で、検
査を行い、製品とする。本発明においては、界面活性剤
（非イオン界面活性剤）を金属イオン溶液に作用させな
がら金属イオンを還元することによって、液中に生成す
る金属コロイドのコロイド状態を安定に保たせるもので
ある。図１に上記一連の処理のフローをブロック図にて
示す。
査を行い、製品とする。本発明においては、界面活性剤
（非イオン界面活性剤）を金属イオン溶液に作用させな
がら金属イオンを還元することによって、液中に生成す
る金属コロイドのコロイド状態を安定に保たせるもので
ある。図１に上記一連の処理のフローをブロック図にて
示す。
【００３３】（実施例）以下に本発明の実施例を説明す
る。 （１）処理水の調製 ＜水Ａ＞精製水を１μｍの濾紙でろ過し、４，３００ｍ
ｌを準備した。 ＜還元剤Ｂ＞エタノール（ＣＨ3ＣＨ2ＯＨ）を用い、こ
れを５００ｍｌ計量した。 ＜界面活性剤Ｃ＞ポリソルベート８０（Ｔｗｅｅｎ８
０）を選定してこれを５ｍｌ計量した。 ＜金属イオン溶液Ｄ＞塩化白金酸溶液（Ｈ2ＰｔＣ１6）
を準備し、この塩化白金酸溶液の１０ｍｌ（Ｐｔ２ｇ含
有）を計量した。 ＜ｐＨ補償剤Ｅ＞炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）
１０ｇを準備し、ろ過した２００ｍｌの精製水にこの炭
酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）１０ｇを溶解させ
た。
る。 （１）処理水の調製 ＜水Ａ＞精製水を１μｍの濾紙でろ過し、４，３００ｍ
ｌを準備した。 ＜還元剤Ｂ＞エタノール（ＣＨ3ＣＨ2ＯＨ）を用い、こ
れを５００ｍｌ計量した。 ＜界面活性剤Ｃ＞ポリソルベート８０（Ｔｗｅｅｎ８
０）を選定してこれを５ｍｌ計量した。 ＜金属イオン溶液Ｄ＞塩化白金酸溶液（Ｈ2ＰｔＣ１6）
を準備し、この塩化白金酸溶液の１０ｍｌ（Ｐｔ２ｇ含
有）を計量した。 ＜ｐＨ補償剤Ｅ＞炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）
１０ｇを準備し、ろ過した２００ｍｌの精製水にこの炭
酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ3）１０ｇを溶解させ
た。
【００３４】（Ａ）還元処理 上記水Ａを処理液として容器にいれ、これを攪拌しなが
ら温度を上げた。水の温度が６０℃になった時点で水Ａ
に上記還元剤Ｂと、界面活性剤Ｃとを添加した。還元剤
Ｂと、界面活性剤Ｃとの添加後さらに、水Ａを攪拌しな
がら温度を上げ、処理液の温度が７０℃になった時点で
金属イオン溶液ＤとｐＨ補償剤Ｅとを同時に添加した。
ら温度を上げた。水の温度が６０℃になった時点で水Ａ
に上記還元剤Ｂと、界面活性剤Ｃとを添加した。還元剤
Ｂと、界面活性剤Ｃとの添加後さらに、水Ａを攪拌しな
がら温度を上げ、処理液の温度が７０℃になった時点で
金属イオン溶液ＤとｐＨ補償剤Ｅとを同時に添加した。
【００３５】温度を７０℃に保持したまま、処理液の攪
拌をつづけ、金属イオンが還元した時点で攪拌および、
加温を停止し、金属コロイドを得た。
拌をつづけ、金属イオンが還元した時点で攪拌および、
加温を停止し、金属コロイドを得た。
【００３６】（Ｂ）ろ過処理 攪拌終了後の金属コロイドＦを１μｍの濾紙でろ過し、
１２時間静置した。静置後、分画分子量１０，０００の
限外ろ過膜で、精製水８，０００ｍｌを加えながらろ過
を行い、金属コロイドを得た。さらに１μｍの濾紙で再
度ろ過し、製品容器に分注充填した。最後に、製品化処
理として製品容器内の温度を８５℃まで上げ、１０分間
滅菌をした後、製品検査を行った。
１２時間静置した。静置後、分画分子量１０，０００の
限外ろ過膜で、精製水８，０００ｍｌを加えながらろ過
を行い、金属コロイドを得た。さらに１μｍの濾紙で再
度ろ過し、製品容器に分注充填した。最後に、製品化処
理として製品容器内の温度を８５℃まで上げ、１０分間
滅菌をした後、製品検査を行った。
【００３７】本発明によれば、界面活性剤を含め、還元
剤、ｐＨ補償剤をバランスよく水内に添加することによ
り、処理液中に生成した金属コロイドは高活性を有し、
しかも安定していることがわかった。
剤、ｐＨ補償剤をバランスよく水内に添加することによ
り、処理液中に生成した金属コロイドは高活性を有し、
しかも安定していることがわかった。
【００３８】本発明方法によって得られた金属コロイド
が高活性を有し、安定性に優れているのは、以下の理由
によるものと考えられる。すなわち、金属コロイドは、
その生成による界面積の増大に伴い、粒子と水との界面
エネルギーの増加分を外部から補充しなければならな
い。このとき、界面活性剤が存在すると、それが界面に
吸着して界面工ネルギーが低下するので、分散系の生成
はそれだけ容易になる。
が高活性を有し、安定性に優れているのは、以下の理由
によるものと考えられる。すなわち、金属コロイドは、
その生成による界面積の増大に伴い、粒子と水との界面
エネルギーの増加分を外部から補充しなければならな
い。このとき、界面活性剤が存在すると、それが界面に
吸着して界面工ネルギーが低下するので、分散系の生成
はそれだけ容易になる。
【００３９】また、界面活性剤の吸着層は、親水基を水
の方にむけて微粒子を取り囲むから粒子間の電荷の反発
力と、水和層とによって粒子の緩衝を防ぐことができ
る。
の方にむけて微粒子を取り囲むから粒子間の電荷の反発
力と、水和層とによって粒子の緩衝を防ぐことができ
る。
【００４０】非イオン界面活性剤は、電荷を持たなのい
で、生成した金属コロイドの電荷に影響を与えることは
なく、金属コロイドの持つ電荷を生かすことができる。
もっとも、界面活性剤は、それ自体が疎水性の基と親水
性の基からできており、非イオン界面活性剤は、水に溶
けたときに電離しない物質で、水酸基やエーテル基は親
水性が弱いので親水性を高めるため、非常に高分子に設
計されている。
で、生成した金属コロイドの電荷に影響を与えることは
なく、金属コロイドの持つ電荷を生かすことができる。
もっとも、界面活性剤は、それ自体が疎水性の基と親水
性の基からできており、非イオン界面活性剤は、水に溶
けたときに電離しない物質で、水酸基やエーテル基は親
水性が弱いので親水性を高めるため、非常に高分子に設
計されている。
【００４１】このことは、金属コロイド中の非イオン界
面活性剤の濃度がある一定の範囲を越えると、これら高
分子がかえってコロイド粒子の界面エネルギーを上げ、
安定性を妨げることにつながる。
面活性剤の濃度がある一定の範囲を越えると、これら高
分子がかえってコロイド粒子の界面エネルギーを上げ、
安定性を妨げることにつながる。
【００４２】本発明においては、このような界面活性剤
の働きと金属コロイドの物性をうまく利用し、金属コロ
イドが生成すると同時に生成されたコロイドを取り囲む
ことによって、より安定した金属コロイドの製造が可能
となったものと考えられる。
の働きと金属コロイドの物性をうまく利用し、金属コロ
イドが生成すると同時に生成されたコロイドを取り囲む
ことによって、より安定した金属コロイドの製造が可能
となったものと考えられる。
【００４３】コロイド粒子は、ブラウン運動などのため
にたえず衝突しているが、安定したコロイド溶液では、
粒子が互いに衝突した場合に粒子間の結合を妨げるよう
な原因が存在する。
にたえず衝突しているが、安定したコロイド溶液では、
粒子が互いに衝突した場合に粒子間の結合を妨げるよう
な原因が存在する。
【００４４】それは、コロイド粒子が帯電していること
やコロイド粒子が分散媒と結合して水和しているからで
ある。金属コロイドが界面活性剤に囲まれて水和してい
ることは、前記のとおりであるが、コロイド粒子が帯電
していることは以下の事実からも理解できる。
やコロイド粒子が分散媒と結合して水和しているからで
ある。金属コロイドが界面活性剤に囲まれて水和してい
ることは、前記のとおりであるが、コロイド粒子が帯電
していることは以下の事実からも理解できる。
【００４５】物質が原子／分子数で数個ないし数百個の
凝縮体からなる超微細粒子（ナノメーター＝１０Å）に
なると、非常に大きな表面エネルギーを持つため、その
ものの物理化学的性質に著しい変化が現われることが知
られているが、これら微粒子は、金属コロイドの裏面極
性基やイオンの吸着によって、電気的に負（−）または
正（＋）に帯電している。
凝縮体からなる超微細粒子（ナノメーター＝１０Å）に
なると、非常に大きな表面エネルギーを持つため、その
ものの物理化学的性質に著しい変化が現われることが知
られているが、これら微粒子は、金属コロイドの裏面極
性基やイオンの吸着によって、電気的に負（−）または
正（＋）に帯電している。
【００４６】図２は、電気泳動光散乱法の原理を説明す
るための図である。図２において、白金コロイドを溶液
に分散させると、負（−）の荷電を持つ白金コロイド
は、粒子の周辺の溶液をイオン解離してＨ+基、ＯＨ
-基、ＣＯＯＨ-基など正（＋）および負（−）等価の電
気二重層を形成し、粒子の周りには、界面電荷を中和す
るため、過剰の正（＋）イオンと少量の負（−）イオン
が拡散的に分布して固定層を形成する。
るための図である。図２において、白金コロイドを溶液
に分散させると、負（−）の荷電を持つ白金コロイド
は、粒子の周辺の溶液をイオン解離してＨ+基、ＯＨ
-基、ＣＯＯＨ-基など正（＋）および負（−）等価の電
気二重層を形成し、粒子の周りには、界面電荷を中和す
るため、過剰の正（＋）イオンと少量の負（−）イオン
が拡散的に分布して固定層を形成する。
【００４７】電気二重層は、等価のイオンで形成されて
おり、拡散層の外周部では逆に過剰の負（−）イオンと
少量の正（＋）イオンが拡散的に分布するため、電気的
挙動は負（−）帯電である。本発明方法により製造した
白金コロイドにおける電気泳動光散乱法で測定した固定
層と拡散層との境界面に近いスベリ面に発生するゼータ
電位は、約−２０ｍＶオーダーである。
おり、拡散層の外周部では逆に過剰の負（−）イオンと
少量の正（＋）イオンが拡散的に分布するため、電気的
挙動は負（−）帯電である。本発明方法により製造した
白金コロイドにおける電気泳動光散乱法で測定した固定
層と拡散層との境界面に近いスベリ面に発生するゼータ
電位は、約−２０ｍＶオーダーである。
【００４８】すなわち、白金コロイド周辺の溶液は−２
０ｍＶオーダーの電圧を持つ負（−）電極であるとも考
えられる。これらの粒子が接近した場合は、各粒子を取
り巻く電気二重層が重なり始めると、静電気的な反発力
がはたらくために、粒子は結合することができない。
０ｍＶオーダーの電圧を持つ負（−）電極であるとも考
えられる。これらの粒子が接近した場合は、各粒子を取
り巻く電気二重層が重なり始めると、静電気的な反発力
がはたらくために、粒子は結合することができない。
【００４９】また、粒子が分散媒、たとえば水の分子と
結合して水和していれば、粒子どうしは水の分子の層に
よって隔てられ、直接に接触できず、したがって、二次
粒子をつくることはできない。以上２つの因子が金属コ
ロイドの安定化に繋がっているといえる。
結合して水和していれば、粒子どうしは水の分子の層に
よって隔てられ、直接に接触できず、したがって、二次
粒子をつくることはできない。以上２つの因子が金属コ
ロイドの安定化に繋がっているといえる。
【００５０】本発明方法によって製造された金属コロイ
ドが、従来法（従来例２）によって製造された金属コロ
イドよりもはるかに高活性で安定していることは、次の
試験でも証明される。
ドが、従来法（従来例２）によって製造された金属コロ
イドよりもはるかに高活性で安定していることは、次の
試験でも証明される。
【００５１】以上、実施例で得られた白金コロイドの活
性を確認するため、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）の反応分解
試験を行なった。その結果、本発明方法によって製造さ
れた白金コロイドは、従来例２によって製造された白金
コロイドの約４倍の速さで過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）を分
解することができた。さらに、本発明方法によって製造
された白金コロイドは、反応分解試験を連続５０回行っ
ても分解反応を示し、コロイドに沈殿はみられなかった
のに対し、従来例２によるものは同様の試験の結果、分
解反応はみられたもののコロイドの沈殿が確認された。
性を確認するため、過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）の反応分解
試験を行なった。その結果、本発明方法によって製造さ
れた白金コロイドは、従来例２によって製造された白金
コロイドの約４倍の速さで過酸化水素水（Ｈ2Ｏ2）を分
解することができた。さらに、本発明方法によって製造
された白金コロイドは、反応分解試験を連続５０回行っ
ても分解反応を示し、コロイドに沈殿はみられなかった
のに対し、従来例２によるものは同様の試験の結果、分
解反応はみられたもののコロイドの沈殿が確認された。
【００５２】実施例における還元反応が進行する処理液
中の酸化還元電位を測定した。測定結果を表１に示す。
中の酸化還元電位を測定した。測定結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】表１から、金属粒子に電気二重層が形成さ
れてこれがコロイドとなっていく様子、即ち金属粒子に
電気二重層が形成されて行く様子がわかる。最初、白金
イオン溶液と、ｐＨ補償剤添加後の処理液の電位は、＋
６４ｍＶであったものが、還元反応が進むにしたがっ
て、−電位に転じ、時間経過とともにその値が増大して
いる。粒子に電気二重層が形成されると、金属粒子の相
互間に、静電気的な反発力が働き、金属粒子は互いに結
合することができない。
れてこれがコロイドとなっていく様子、即ち金属粒子に
電気二重層が形成されて行く様子がわかる。最初、白金
イオン溶液と、ｐＨ補償剤添加後の処理液の電位は、＋
６４ｍＶであったものが、還元反応が進むにしたがっ
て、−電位に転じ、時間経過とともにその値が増大して
いる。粒子に電気二重層が形成されると、金属粒子の相
互間に、静電気的な反発力が働き、金属粒子は互いに結
合することができない。
【００５５】粒子の電荷が正（＋）であっても、負
（−）であっても電位が高いほど、安定した金属コロイ
ドとなるが、実施例によれば、酸化還元電位が、負電荷
で、実に−４０６ｍＶ以下、ろ過後で、−４１５ｍＶの
値が得られている。表１からも、本発明方法によって製
造した白金コロイドは、酸化還元電位にマイナスの値で
４００ｍＶ以上の値が得られていることからして、本発
明による白金コロイドは、高活性を有している事がわか
る。
（−）であっても電位が高いほど、安定した金属コロイ
ドとなるが、実施例によれば、酸化還元電位が、負電荷
で、実に−４０６ｍＶ以下、ろ過後で、−４１５ｍＶの
値が得られている。表１からも、本発明方法によって製
造した白金コロイドは、酸化還元電位にマイナスの値で
４００ｍＶ以上の値が得られていることからして、本発
明による白金コロイドは、高活性を有している事がわか
る。
【００５６】また、本発明方法によって製造された金属
コロイドは、高活性で安定したものであるだけでなく、
製造工程において使用する原料に特殊な薬品を一切用い
ておらず、すべて日本薬局方で決められている服用でき
る原料だけで製造しているため、食品添加物として使用
でき、さらに食品・化粧品・医薬部外品をはじめ、医薬
品にも応用が可能である。
コロイドは、高活性で安定したものであるだけでなく、
製造工程において使用する原料に特殊な薬品を一切用い
ておらず、すべて日本薬局方で決められている服用でき
る原料だけで製造しているため、食品添加物として使用
でき、さらに食品・化粧品・医薬部外品をはじめ、医薬
品にも応用が可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上のように、本発明によるときには、
界面活性剤を含め、還元剤、ｐＨ補償剤をバランスよく
水内に添加し、界面活性剤（非イオン界面活性剤）を金
属イオン溶液に作用させながら金属イオンを還元するこ
とにより、また、処理液の温度と、金属イオン溶液に対
する界面活性剤、還元剤、ｐＨ補償剤の添加のタイミン
グを調整して高活性を有し、しかも安定した金属コロイ
ドを製造する事が出来る。
界面活性剤を含め、還元剤、ｐＨ補償剤をバランスよく
水内に添加し、界面活性剤（非イオン界面活性剤）を金
属イオン溶液に作用させながら金属イオンを還元するこ
とにより、また、処理液の温度と、金属イオン溶液に対
する界面活性剤、還元剤、ｐＨ補償剤の添加のタイミン
グを調整して高活性を有し、しかも安定した金属コロイ
ドを製造する事が出来る。
【図１】本発明による金属コロイドの製造工程のフロー
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】コロイド粒子が構成する電気二重層の模式図で
ある。
ある。
Claims (5)
- 【請求項１】 水に界面活性剤を添加した処理液に金属
イオン溶液とｐＨ補償剤を添加し、還元性雰囲気のもと
で処理液の温度を制御しつつ攪拌し、金属イオンを還元
して金属コロイドを生成させる金属コロイドの製造方法
であって、 容積比で、金属イオン溶液１に対し、４００〜５００倍
の水を用いる場合において、界面活性剤は、非イオン系
界面活性剤であり、非イオン系界面活性剤の添加量は、
金属イオン溶液の０．２〜２倍、還元剤の添加量は、金
属イオン溶液の４０〜６０倍、ｐＨ補償剤は、処理液の
ｐＨを中性又は弱アルカリ性に調整するものであり、そ
の添加量は、５％濃度のもので、金属イオン溶液の１０
〜３０倍の範囲内に設定されるものであることを特徴と
する金属コロイドの製造方法。 - 【請求項２】 ｐＨ補償剤と金属イオン溶液とは、同時
に処理液中に添加されるものであることを特徴とする請
求項１に記載の金属コロイドの製造方法。 - 【請求項３】 還元剤は、金属イオン溶液の還元反応を
進行させるものであり、処理液に還元剤を添加して還元
性雰囲気を処理液中に形成した後、処理液の温度をさら
に上げ、一定の温度に達した後に金属イオン溶液とｐＨ
補償剤を添加することを特徴とする請求項１又は２に記
載の金属コロイドの製造方法。 - 【請求項４】 還元剤は、金属イオン溶液の還元反応を
進行させるものであり、処理液の温度を上げ、一定の温
度に達した後に金属イオン溶液とｐＨ補償剤とを添加
し、その後、還元剤を添加して還元性雰囲気を処理液中
に形成することを特徴とする請求項１に記載の金属コロ
イドの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１，２，３または４に記載の金属
コロイドの製造方法によって製造された金属コロイドで
あって、 金属コロイドは、白金コロイドであり、還元剤にエタノ
ール、界面活性剤にポリソルベート８０、金属イオン溶
液に塩化白金酸溶液、ｐＨ補償剤に炭酸水素ナトリウム
を用い、還元反応完了後の酸化還元電位は、マイナスの
値で４００ｍＶ以上を示すものであることを特徴とする
金属コロイド。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25935699A JP4505084B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 金属コロイドの製造方法およびその方法によって製造された金属コロイド |
| US09/657,222 US6455594B1 (en) | 1999-09-13 | 2000-09-07 | Method for producing platinum colloid, and platinum colloid produced by the same |
| TW089118529A TW496801B (en) | 1999-09-13 | 2000-09-08 | Method for producing metallic colloid, and metallic colloid produced by the same method |
| EP00307882A EP1084746B1 (en) | 1999-09-13 | 2000-09-12 | Method for producing platinum colloid |
| AT00307882T ATE446804T1 (de) | 1999-09-13 | 2000-09-12 | Verfahren zur herstellung eines platin-kolloids |
| DE60043209T DE60043209D1 (de) | 1999-09-13 | 2000-09-12 | Verfahren zur Herstellung eines Platin-Kolloids |
| CNB001353292A CN1179784C (zh) | 1999-09-13 | 2000-09-13 | 金属胶体的制造方法及利用此法制造的金属胶体 |
| KR10-2000-0053942A KR100405993B1 (ko) | 1999-09-13 | 2000-09-14 | 금속콜로이드의 제조방법 및 그 방법에 의해서 제조된금속콜로이드 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25935699A JP4505084B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 金属コロイドの製造方法およびその方法によって製造された金属コロイド |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001079382A true JP2001079382A (ja) | 2001-03-27 |
| JP2001079382A5 JP2001079382A5 (ja) | 2008-07-03 |
| JP4505084B2 JP4505084B2 (ja) | 2010-07-14 |
Family
ID=17332986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25935699A Expired - Fee Related JP4505084B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 金属コロイドの製造方法およびその方法によって製造された金属コロイド |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6455594B1 (ja) |
| EP (1) | EP1084746B1 (ja) |
| JP (1) | JP4505084B2 (ja) |
| KR (1) | KR100405993B1 (ja) |
| CN (1) | CN1179784C (ja) |
| AT (1) | ATE446804T1 (ja) |
| DE (1) | DE60043209D1 (ja) |
| TW (1) | TW496801B (ja) |
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| JP2009533558A (ja) * | 2006-04-15 | 2009-09-17 | バイエル・テクノロジー・サービシーズ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 金属粒子の製造方法、該方法によって製造された金属粒子およびその使用 |
| US7838043B2 (en) | 2003-02-20 | 2010-11-23 | Apt Co., Ltd | Superoxide anion decomposing agent |
| JP2015045066A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-03-12 | 住友金属鉱山株式会社 | 銀粉の製造方法及び銀粉の製造装置 |
| WO2017111046A1 (ja) | 2015-12-25 | 2017-06-29 | アイノベックス株式会社 | 白金コロイドの製造方法およびその方法によって製造された白金コロイド |
| WO2021033590A1 (ja) | 2019-08-20 | 2021-02-25 | 有正 宮本 | 屁及び／又は大便の悪臭の低減剤 |
Families Citing this family (27)
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| US7892299B2 (en) * | 2005-09-15 | 2011-02-22 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Methods of manufacturing fuel cell electrodes incorporating highly dispersed nanoparticle catalysts |
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| US8097229B2 (en) | 2006-01-17 | 2012-01-17 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Methods for manufacturing functionalized inorganic oxides and polymers incorporating same |
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| US7514476B2 (en) * | 2006-03-17 | 2009-04-07 | Headwaters Technology Innovation, Llc | Stable concentrated metal colloids and methods of making same |
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