JP2006328578A - Fibrous metal compound and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、繊維状金属化合物及び該繊維状金属化合物の製造方法に関し、特にエレクトロスピニング法を利用した繊維状金属化合物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a fibrous metal compound and a method for producing the fibrous metal compound, and more particularly to a method for producing a fibrous metal compound using an electrospinning method.
一般に、金属は、延性・展性に富み、金属製の箔やワイヤーが広く利用されている。これに対し、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、金属炭化物、金属フッ化物及び金属ホウ化物等の金属化合物は、硬く且つ脆い特性を有しており、繊維状に成形しようとしても、上記金属に用いられるような方法でワイヤー化することができない。 In general, metals are rich in ductility and malleability, and metal foils and wires are widely used. In contrast, metal compounds such as metal oxides, metal nitrides, metal sulfides, metal carbides, metal fluorides and metal borides have hard and brittle characteristics, It cannot be made into a wire by the method used for the metal.
一方、有機化合物、特に有機高分子化合物は、一般に紡糸工程を経て繊維化され、各種の用途に使用されているが、有機化合物に用いられるような紡糸工程を上述した金属化合物に適用することは難しい。従って、これまで、金属酸化物や金属窒化物等の金属化合物を繊維状に成形することは不可能であった。 On the other hand, organic compounds, in particular organic polymer compounds, are generally made into fibers through a spinning process and used for various applications. However, the spinning process used for organic compounds can be applied to the above-described metal compounds. difficult. Therefore, until now, it has been impossible to form metal compounds such as metal oxides and metal nitrides into a fibrous form.
ところで、上述した金属化合物は、種々の優れた特性を有しており、様々な応用分野で利用されているが、上述のように、繊維状に成形することができないため、形状の自由度が低いという問題があった。そのため、現在、繊維状の金属化合物の製造方法の開発が求められている。 By the way, the metal compound described above has various excellent characteristics and is used in various application fields. However, as described above, since it cannot be formed into a fibrous shape, the degree of freedom in shape is low. There was a problem of being low. Therefore, development of the manufacturing method of a fibrous metal compound is calculated | required now.
このような状況下、本発明の目的は、繊維状金属化合物の新規製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる方法で製造された繊維状金属化合物を提供することにある。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a novel method for producing a fibrous metal compound. Another object of the present invention is to provide a fibrous metal compound produced by such a method.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、エレクトロスピニング法により、金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液から金属化合物前駆体の繊維状物を形成し、該繊維状物にエネルギーを加えることで、金属化合物前駆体の繊維状物が分解等して、繊維状の金属化合物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor formed a metal compound precursor fibrous material from a metal compound precursor-containing solution or dispersion by an electrospinning method. It has been found that by adding energy, the fibrous material of the metal compound precursor is decomposed to obtain a fibrous metal compound, and the present invention has been completed.
即ち、本発明の繊維状金属化合物の製造方法は、
(i)エレクトロスピニング法により金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液を噴射して、該金属化合物の前駆体からなる繊維状物を形成する工程と、
(ii)前記金属化合物の前駆体からなる繊維状物にエネルギーを加えて、繊維状の金属化合物を生成させる工程と
を含むことを特徴とする。
That is, the method for producing the fibrous metal compound of the present invention comprises:
(i) a step of injecting a metal compound precursor-containing solution or dispersion by an electrospinning method to form a fibrous material composed of the metal compound precursor;
(ii) adding energy to a fibrous material made of the precursor of the metal compound to produce a fibrous metal compound.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法の好適例においては、前記金属化合物の前駆体からなる繊維状物に加えるエネルギーが熱又は光である。 In a preferred embodiment of the method for producing a fibrous metal compound of the present invention, the energy applied to the fibrous material comprising the precursor of the metal compound is heat or light.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法の他の好適例においては、前記金属化合物が、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、金属炭化物、金属フッ化物及び金属ホウ化物からなる群から選択される少なくとも一種である。ここで、前記金属化合物の前駆体として金属アルコキシドを用いることで、前記金属化合物として金属酸化物を製造することができる。また、前記金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム及び酸化銅、並びにこれら金属酸化物に他の金属酸化物を複合化した複合金属酸化物等の導電性酸化物が好ましい。 In another preferred embodiment of the method for producing a fibrous metal compound of the present invention, the metal compound is selected from the group consisting of metal oxides, metal nitrides, metal sulfides, metal carbides, metal fluorides and metal borides. Is at least one kind. Here, a metal oxide can be produced as the metal compound by using a metal alkoxide as the precursor of the metal compound. Examples of the metal oxide include zinc oxide, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide and copper oxide, and conductive oxides such as composite metal oxides obtained by combining these metal oxides with other metal oxides. preferable.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法の他の好適例においては、前記金属化合物の前駆体が１種又は２種以上の金属を含み、前記金属化合物が複合化合物である。 In another preferred embodiment of the method for producing a fibrous metal compound of the present invention, the precursor of the metal compound contains one or more metals, and the metal compound is a composite compound.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法の他の好適例においては、前記金属化合物がエレクトロクロミック特性を有する。ここで、該エレクトロクロミック特性を有する金属化合物としては、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化チタン及び酸化バナジウムが挙げられる。 In another preferred embodiment of the method for producing a fibrous metal compound of the present invention, the metal compound has electrochromic properties. Here, examples of the metal compound having electrochromic characteristics include tungsten oxide, molybdenum oxide, titanium oxide, and vanadium oxide.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法の他の好適例においては、前記金属化合物が半導体特性を有する。ここで、該半導体特性を有する金属化合物（即ち、半導体）としては、Ｃｕ(ＩｎＧａ)Ｓ2、ＣｕＡｌＯ2及び酸化亜鉛が挙げられる。 In another preferred embodiment of the method for producing a fibrous metal compound of the present invention, the metal compound has semiconductor characteristics. Here, examples of the metal compound having the semiconductor characteristics (that is, a semiconductor) include Cu (InGa) S 2 , CuAlO 2, and zinc oxide.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法は、
金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液に金属化合物の粒子を混合する工程と、
前記金属化合物の前駆体及び前記金属化合物の粒子を含有する溶液又は分散液をエレクトロスピニング法により噴射して、該金属化合物の前駆体及び金属化合物の粒子からなる繊維状物を形成する工程と、
前記金属化合物の前駆体及び前記金属化合物の粒子からなる繊維状物にエネルギーを加えて、繊維状の金属化合物を生成させる工程と
を含んでもよい。この場合も、最終的に繊維状の金属化合物を得ることができる。
The method for producing the fibrous metal compound of the present invention comprises:
Mixing the metal compound particles into the precursor-containing solution or dispersion of the metal compound;
A step of injecting a solution or dispersion containing the metal compound precursor and the metal compound particles by an electrospinning method to form a fibrous material composed of the metal compound precursor and the metal compound particles;
A step of applying energy to a fibrous material composed of a precursor of the metal compound and particles of the metal compound to generate a fibrous metal compound. Also in this case, a fibrous metal compound can be finally obtained.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法の他の好適例においては、前記金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液を、基板、ドラム又はドラム上に配設された基板に向けて噴射して、該基板、ドラム又はドラム上に配設された基板上に前記金属化合物の前駆体からなる繊維状物を形成する。ここで、前記金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液を、基板又はドラム上に配設された基板に向けて噴射して、前記繊維状の金属化合物を基板上に形成することで、最終的に繊維状金属化合物と基板との複合体を製造することもできる。 In another preferred embodiment of the method for producing a fibrous metal compound of the present invention, the precursor-containing solution or dispersion of the metal compound is sprayed toward a substrate, a drum or a substrate disposed on the drum, A fibrous material made of the precursor of the metal compound is formed on the substrate, the drum or the substrate disposed on the drum. Here, the metal compound precursor-containing solution or dispersion is sprayed toward the substrate or the substrate disposed on the drum, so that the fibrous metal compound is formed on the substrate. In addition, a composite of a fibrous metal compound and a substrate can be produced.
また、本発明の繊維状金属化合物は、上記の方法で製造されたことを特徴とする。 The fibrous metal compound of the present invention is characterized by being produced by the above method.
本発明の製造方法によれば、エレクトロスピニング法により、金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液から金属化合物前駆体の繊維状物を形成し、該繊維状物にエネルギーを加えることで、繊維状の金属化合物を製造することができる。また、かかる方法を用いて製造された繊維状の金属化合物を提供することができる。 According to the production method of the present invention, a fibrous material of a metal compound precursor is formed from a metal compound precursor-containing solution or dispersion by electrospinning, and energy is applied to the fibrous material to form a fibrous material. The metal compound can be produced. Moreover, the fibrous metal compound manufactured using this method can be provided.
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の繊維状金属化合物の製造方法は、エレクトロスピニング法により金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液を噴射して、該金属化合物の前駆体からなる繊維状物を形成する工程と、前記金属化合物の前駆体からなる繊維状物にエネルギーを加えて、繊維状の金属化合物を生成させる工程とを含むことを特徴とする。 The present invention is described in detail below. The method for producing a fibrous metal compound of the present invention includes a step of injecting a precursor-containing solution or dispersion of a metal compound by an electrospinning method to form a fibrous material composed of the precursor of the metal compound, and the metal And a step of applying energy to a fibrous material composed of a precursor of the compound to form a fibrous metal compound.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法で利用するエレクトロスピニング法（エレクトロスプレー法）は、電気の力を使用した繊維化方法として知られている。図１に、本発明で利用するエレクトロスピニング装置の一例の概略図を示す。図１において、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液を供給するノズル１とドラム２との間に電源３により直流の高電圧を印加すると、ドラム２に向けて金属化合物前駆体含有溶液又は分散液が噴射され、更に高電圧によって発生した電場によってドラム２上に金属化合物前駆体が付着する。この際、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液は、その表面張力によりノズル１から微小な液滴として噴射されるが、該液滴の表面に電荷が集まり、液適同士が互いに反発する。この電荷の反発力が表面張力を超えると、液滴は分裂し、ジェット４となる。この際、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液中の溶媒が揮発し、電荷の反発力が更に増し、ジェット４は、更に分裂して細かいジェット４となる。このジェット４中で金属化合物前駆体含有溶液又は分散液中の金属化合物前駆体が配向し、金属化合物前駆体が細長い繊維状となって、ドラム２に到達及び凝集して、ドラム２上に金属化合物前駆体の繊維状物からなる堆積層が形成される。なお、ドラム２に代えて、基板を用いたり、ドラム２上に基板を配設することで、基板又はドラム上に配設された基板上に金属化合物前駆体の繊維状物からなる堆積層を形成することができる。
The electrospinning method (electrospray method) used in the method for producing a fibrous metal compound of the present invention is known as a fiberizing method using electric force. FIG. 1 shows a schematic diagram of an example of an electrospinning apparatus used in the present invention. In FIG. 1, when a high DC voltage is applied by a
上記エレクトロスピニング法において、印加電圧、ノズル１とドラム２等との距離、ノズル１の吐出口径、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液の組成等を適宜選択することで、所望の平均直径及び平均長さの金属化合物前駆体の繊維状物が得られる。 In the electrospinning method, a desired average diameter and average can be selected by appropriately selecting the applied voltage, the distance between the nozzle 1 and the drum 2, the discharge port diameter of the nozzle 1, the composition of the metal compound precursor-containing solution or dispersion, and the like. A fibrous material of a metal compound precursor having a length is obtained.
上記エレクトロスピニング法における印加電圧は、特に限定されるものではないが、20〜30kＶの範囲が好ましい。印加電圧が20kＶ未満では、金属化合物前駆体を十分に繊維化できないことがあり、30kＶを超えると、装置や人体に対して危険である。 Although the applied voltage in the said electrospinning method is not specifically limited, The range of 20-30 kV is preferable. If the applied voltage is less than 20 kV, the metal compound precursor may not be sufficiently fiberized, and if it exceeds 30 kV, it is dangerous for the apparatus and the human body.
上記エレクトロスピニング法におけるノズル１とドラム２等との距離は、上記印加電圧や金属化合物前駆体含有溶液又は分散液の粘度及び導電率等によっても異なるが、5〜15cmの範囲が好ましい。ノズル１とドラム２等との距離が5cm未満でも、15cmを超えても、良好な金属化合物前駆体の繊維状物が得られないことがある。 The distance between the nozzle 1 and the drum 2 or the like in the electrospinning method is preferably in the range of 5 to 15 cm, although it varies depending on the applied voltage and the viscosity and conductivity of the metal compound precursor-containing solution or dispersion. Even if the distance between the nozzle 1 and the drum 2 or the like is less than 5 cm or more than 15 cm, a good fibrous material of the metal compound precursor may not be obtained.
上記エレクトロスピニング法におけるノズル１の吐出口径は、特に限定されるものではないが、300〜500μmの範囲が好ましい。ノズル１の吐出口径が300μm未満でも、500μmを超えても、良好な金属化合物前駆体の繊維状物が得られないことがある。 The discharge port diameter of the nozzle 1 in the electrospinning method is not particularly limited, but is preferably in the range of 300 to 500 μm. Even if the discharge port diameter of the nozzle 1 is less than 300 μm or more than 500 μm, a good fibrous material of the metal compound precursor may not be obtained.
上記金属化合物前駆体を含有する原料液は、金属化合物前駆体と溶媒とを含み、溶液であっても、分散液であってもよい。ここで、使用する金属化合物前駆体としては、特に限定されるものではなく、例えば、従来スプレー熱分解法で金属化合物の前駆体として用いられているものは、本発明の製造方法でも前駆体として使用することができる。例えば、金属酸化物の前駆体としては、チタンテトライソプロポキシド等の金属アルコキシドの他、ジブチルスズジアセテート[(Ｃ4Ｈ9)2Ｓｎ(ＯＣＯＣＨ3)2]等が挙げられる。 The raw material liquid containing the metal compound precursor includes a metal compound precursor and a solvent, and may be a solution or a dispersion. Here, the metal compound precursor to be used is not particularly limited. For example, a metal compound precursor that has been used as a precursor of a metal compound in the conventional spray pyrolysis method is also used as a precursor in the production method of the present invention. Can be used. For example, examples of the metal oxide precursor include dibutyltin diacetate [(C 4 H 9 ) 2 Sn (OCOCH 3 ) 2 ] in addition to metal alkoxides such as titanium tetraisopropoxide.
また、上記溶媒は、上記金属化合物前駆体の種類に応じて適宜選択され、有機溶媒であっても、水系溶媒であってもよい。例えば、有機溶媒としては、Ｎ,Ｎ-ジメチルホルムアミド、ホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、メタノール及びエタノール等のアルコール類、アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン類、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。 Moreover, the said solvent is suitably selected according to the kind of said metal compound precursor, and may be an organic solvent or an aqueous solvent. Examples of the organic solvent include N, N-dimethylformamide, formamide, dimethyl sulfoxide, dioxane, alcohols such as methanol and ethanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, benzene, toluene, xylene and tetrahydrofuran.
上記金属化合物前駆体含有溶液又は分散液中の金属化合物前駆体の濃度は、特に限定されるものではないが、20〜30質量％の範囲が好ましい。溶液又は分散液中の金属化合物前駆体の濃度が5質量％未満では、原料液の粘度が低すぎて、良好な金属化合物前駆体の繊維状物の形成が困難であり、50質量％を超えると、逆に原料液の粘度が高すぎて作業性が悪く、また、良好な金属化合物前駆体の繊維状物の形成が難しい。 Although the density | concentration of the metal compound precursor in the said metal compound precursor containing solution or dispersion liquid is not specifically limited, The range of 20-30 mass% is preferable. When the concentration of the metal compound precursor in the solution or dispersion is less than 5% by mass, the viscosity of the raw material liquid is too low to form a good metal compound precursor fibrous material, and exceeds 50% by mass. On the contrary, the viscosity of the raw material liquid is too high, the workability is poor, and it is difficult to form a good fibrous material of the metal compound precursor.
本発明の繊維状金属化合物の製造方法においては、前記金属化合物の前駆体含有溶液又は分散液に更に該金属化合物の粒子を混合してもよい。この場合、溶液又は分散液をエレクトロスピニング法により噴射させて、金属化合物の前駆体及び金属化合物の粒子からなる繊維状物を形成することができ、該繊維状物に熱や光等のエネルギーを加えることで、繊維状の金属化合物を生成させることができる。ここで、使用する金属化合物の粒子は、特に限定されるものではなく、種々の金属化合物からなる粒子を用いることができる。なお、使用する金属化合物粒子は、前駆体から得られる金属化合物と同じ金属化合物からなることが好ましいが、前駆体から得られる金属化合物と異種の金属化合物からなるものであってもよい。また、金属化合物粒子の粒子径は、繊維状金属化合物の繊維径に応じて適宜選択される。 In the method for producing a fibrous metal compound of the present invention, particles of the metal compound may be further mixed into the precursor-containing solution or dispersion of the metal compound. In this case, the solution or dispersion can be sprayed by an electrospinning method to form a fibrous material composed of a metal compound precursor and metal compound particles, and energy such as heat and light can be applied to the fibrous material. By adding, a fibrous metal compound can be produced. Here, the particle | grains of the metal compound to be used are not specifically limited, The particle | grains which consist of various metal compounds can be used. The metal compound particles to be used are preferably composed of the same metal compound as the metal compound obtained from the precursor, but may be composed of a metal compound different from the metal compound obtained from the precursor. The particle diameter of the metal compound particles is appropriately selected according to the fiber diameter of the fibrous metal compound.
次に、本発明の製造方法では、上記のようにして形成された金属化合物前駆体の繊維状物にエネルギーを加え、金属化合物前駆体を分解等させて、繊維状の金属化合物を得る。ここで、金属化合物前駆体の繊維状物に加えるエネルギーとしては、特に制限されず、熱、紫外線等の光、電子ビーム、マイクロ波等が挙げられる。これらのエネルギーの付加量は、金属化合物前駆体の繊維状物を繊維状の金属化合物に変換できる限り特に限定されず、原料として使用する金属化合物前駆体と目的とする繊維状金属化合物の種類に応じて適宜調整することができる。また、金属化合物前駆体から金属化合物への変換反応は、上記した分解反応以外の反応であってもよい。 Next, in the production method of the present invention, a fibrous metal compound is obtained by applying energy to the fibrous material of the metal compound precursor formed as described above to decompose the metal compound precursor. Here, the energy applied to the fibrous material of the metal compound precursor is not particularly limited, and examples thereof include heat, light such as ultraviolet rays, an electron beam, and microwaves. The amount of addition of these energy is not particularly limited as long as the fibrous material of the metal compound precursor can be converted into a fibrous metal compound, and the amount of energy added depends on the type of the metal compound precursor used as a raw material and the target fibrous metal compound. It can be adjusted accordingly. The conversion reaction from the metal compound precursor to the metal compound may be a reaction other than the above decomposition reaction.
上記のようにして得られる繊維状金属化合物は、好ましくは、直径が0.05〜5μmであり、長さに関しては十分に長いものを作ることができる。最終的に得られる繊維状金属化合物の直径及び長さは、金属化合物前駆体の繊維状物の直径及び長さと関係があるため、上記エレクトロスピニング法における印加電圧、ノズル１とドラム２等との距離、ノズル１の吐出口径、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液の組成等を適宜選択することで、コントロールすることができる。 The fibrous metal compound obtained as described above preferably has a diameter of 0.05 to 5 μm and can be made sufficiently long with respect to the length. Since the diameter and length of the fibrous metal compound finally obtained are related to the diameter and length of the fibrous material of the metal compound precursor, the applied voltage in the electrospinning method, the nozzle 1 and the drum 2 and the like It can be controlled by appropriately selecting the distance, the discharge port diameter of the nozzle 1, the composition of the metal compound precursor-containing solution or dispersion, and the like.
上記繊維状金属化合物の材質としては、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物、金属炭化物、金属フッ化物及び金属ホウ化物等が挙げられる。これらの材質からなる繊維状金属化合物は、適切な前駆体を選択することで製造することができる。例えば、繊維状の酸化スズを製造する場合は、前駆体としてジブチルスズジアセテート等を使用することができ、繊維状の酸化チタンを製造する場合は、前駆体としてチタンテトライソプロポキシド等を使用することができる。 Examples of the material of the fibrous metal compound include metal oxides, metal nitrides, metal sulfides, metal carbides, metal fluorides, and metal borides. The fibrous metal compound made of these materials can be produced by selecting an appropriate precursor. For example, when producing fibrous tin oxide, dibutyltin diacetate or the like can be used as a precursor. When producing fibrous titanium oxide, titanium tetraisopropoxide or the like is used as a precursor. be able to.
上記金属酸化物としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化銅、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化バナジウム及びこれら金属酸化物に他の金属酸化物を複合化した複合金属酸化物等が挙げられ、該複合金属酸化物としては、ＩＴＯ、ＡＴＯ、ＡＺＯ等が挙げられる。また、上記金属窒化物としては、ＴｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4等が挙げられ、上記金属硫化物としては、Ｃｕ(ＩｎＧａ)Ｓ2、ＣｄＳ、ＺｎＳ等が挙げられ、上記金属炭化物としては、ＴｉＣ、ＷＣ等が挙げられ、上記金属フッ化物としては、ＣａＦ2、ＦＴＯ等が挙げられる。 Examples of the metal oxide include titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium oxide, cadmium oxide, copper oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, vanadium oxide, and composite metals obtained by combining these metal oxides with other metal oxides. Examples of the composite metal oxide include ITO, ATO, and AZO. Examples of the metal nitride include TiN and Si 3 N 4 , examples of the metal sulfide include Cu (InGa) S 2 , CdS, and ZnS, and examples of the metal carbide include TiC, WC and the like. Examples of the metal fluoride, CaF 2, FTO and the like.
また、本発明の製造方法においては、前記金属化合物の前駆体が１種又は２種以上の金属を含み、前記金属化合物が複合化合物であることも好ましい。なお、該複合化合物は、１種の金属を含むものであっても、２種以上の金属の含むものであってもよい。 Moreover, in the manufacturing method of this invention, it is also preferable that the precursor of the said metal compound contains 1 type, or 2 or more types of metal, and the said metal compound is a composite compound. The composite compound may contain one kind of metal or may contain two or more kinds of metals.
本発明の製造方法においては、原料として用いる金属化合物の前駆体が上述した金属アルコキシドである場合、該金属アルコキシドの繊維状物に適当なエネルギーを加えることで、繊維状の金属酸化物を生成させることができる。 In the production method of the present invention, when the precursor of the metal compound used as a raw material is the metal alkoxide described above, a fibrous metal oxide is generated by applying appropriate energy to the metal alkoxide fibrous material. be able to.
本発明の製造方法において、製造する金属化合物としては、エレクトロクロミック特性を有するものが好ましい。ここで、エレクトロクロミック特性を有する金属化合物としては、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化チタン及び酸化バナジウム等が挙げられる。これらエレクトロクロミック特性を有する金属化合物は、電圧の印加によって色が変化し、種々の用途に利用することができる。 In the production method of the present invention, the metal compound to be produced is preferably one having electrochromic properties. Here, examples of the metal compound having electrochromic characteristics include tungsten oxide, molybdenum oxide, titanium oxide, and vanadium oxide. These metal compounds having electrochromic properties change color when voltage is applied, and can be used for various applications.
本発明の製造方法において、製造する金属化合物としては、半導体特性を有するものも好ましい。ここで、半導体特性を有する金属化合物としては、Ｃｕ(ＩｎＧａ)Ｓ2、ＣｕＡｌＯ2及び酸化亜鉛等が挙げられる。 In the production method of the present invention, the metal compound to be produced preferably has semiconductor characteristics. Here, examples of the metal compound having semiconductor characteristics include Cu (InGa) S 2 , CuAlO 2, and zinc oxide.
上述した繊維状金属酸化物の製造方法においては、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液をエレクトロスピニング法により、基板、ドラム又はドラム上に配設された基板等に向けて噴射する。ここで、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液をドラム上に噴射することで、ドラム上に金属化合物前駆体の繊維状物からなるフィルムを形成することができ、更に適当なエネルギーを加えることで、繊維上金属化合物からなるフィルムを製造することができる。一方、金属化合物前駆体含有溶液又は分散液を基板上に噴射することで、基板上に金属化合物前駆体の繊維状物からなるフィルムを形成することができ、更に適当なエネルギーを加えることで、繊維状金属化合物−基板複合体を製造することができる。なお、上記エレクトロスピニング法における諸条件を適宜調製することで、繊維状金属化合物−基板複合体の繊維状金属化合物部分の構造を調整することができる。 In the above-described method for producing a fibrous metal oxide, the metal compound precursor-containing solution or dispersion is sprayed toward the substrate, the drum, the substrate disposed on the drum, or the like by electrospinning. Here, by injecting the metal compound precursor-containing solution or dispersion liquid onto the drum, a film composed of a fibrous material of the metal compound precursor can be formed on the drum, and further by applying appropriate energy. A film made of a metal compound on fiber can be produced. On the other hand, by spraying the metal compound precursor-containing solution or dispersion onto the substrate, a film made of a fibrous material of the metal compound precursor can be formed on the substrate, and further, by applying appropriate energy, A fibrous metal compound-substrate composite can be produced. In addition, the structure of the fibrous metal compound part of the fibrous metal compound-substrate composite can be adjusted by appropriately adjusting various conditions in the electrospinning method.
上記基板及びドラムは、良導電性であることを要し、ドラムの材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属等が挙げられ、基板の材質としては、金属、グラファイト、透明導電膜の付いたガラス基板やフィルム等が挙げられる。 The substrate and the drum are required to be highly conductive. Examples of the material of the drum include metals such as iron, stainless steel, and aluminum. Examples of the material of the substrate include metal, graphite, and a transparent conductive film. Examples thereof include glass substrates and films.
上述した本発明の方法によれば、原料の前駆体を選択することで、種々の繊維状金属化合物を製造することができる。また、得られた繊維状金属化合物は、それぞれに固有の性質を有し、種々の用途に利用することができる。 According to the method of the present invention described above, various fibrous metal compounds can be produced by selecting a precursor of a raw material. Moreover, the obtained fibrous metal compound has a property peculiar to each, and can be utilized for various uses.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
図１に示す装置を用い、ポリビニルアセテート：10wt％と、チタンテトライソプロポキシド：25wt％と、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）：65wt％との混合液を、15kＶの電圧でエレクトロスピニングしたところ、φが約100nmのファイバーが不織布状に形成された。これを、450℃で60min空気中で焼成したところ、ＴｉＯ2ファイバーを作製することができた。 1 was electrospun with a voltage of 15 kV when a mixture of polyvinyl acetate: 10 wt%, titanium tetraisopropoxide: 25 wt%, and dimethylformamide (DMF): 65 wt% was used. A fiber of about 100 nm was formed into a nonwoven fabric. When this was baked in air at 450 ° C. for 60 minutes, a TiO 2 fiber could be produced.
１ ノズル
２ ドラム
３ 電源
４ ジェット
1 nozzle 2
Claims (14)
前記金属化合物の前駆体からなる繊維状物にエネルギーを加えて、繊維状の金属化合物を生成させる工程と
を含むことを特徴とする繊維状金属化合物の製造方法。 A step of spraying a metal compound precursor-containing solution or dispersion by an electrospinning method to form a fibrous material composed of the metal compound precursor;
A method of producing a fibrous metal compound by applying energy to a fibrous material comprising a precursor of the metal compound to produce a fibrous metal compound.
前記金属化合物の前駆体及び前記金属化合物の粒子を含有する溶液又は分散液をエレクトロスピニング法により噴射して、該金属化合物の前駆体及び金属化合物の粒子からなる繊維状物を形成する工程と、
前記金属化合物の前駆体及び前記金属化合物の粒子からなる繊維状物にエネルギーを加えて、繊維状の金属化合物を生成させる工程と
を含むことを特徴とする請求項１に記載の繊維状金属化合物の製造方法。 Mixing the metal compound particles into the precursor-containing solution or dispersion of the metal compound;
A step of injecting a solution or dispersion containing the metal compound precursor and the metal compound particles by an electrospinning method to form a fibrous material composed of the metal compound precursor and the metal compound particles;
The method further comprises: applying energy to a fibrous material composed of the precursor of the metal compound and particles of the metal compound to form a fibrous metal compound. Manufacturing method.
A fibrous metal compound produced by the method according to claim 1.
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