JPH08245278A - セラミックス多孔質薄膜及びその製造方法 - Google Patents
セラミックス多孔質薄膜及びその製造方法Info
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- JPH08245278A JPH08245278A JP34156293A JP34156293A JPH08245278A JP H08245278 A JPH08245278 A JP H08245278A JP 34156293 A JP34156293 A JP 34156293A JP 34156293 A JP34156293 A JP 34156293A JP H08245278 A JPH08245278 A JP H08245278A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 表面に孔径の揃った細孔を有し、触媒や触媒
担体、あるいは特定の分子を処理できる吸着材料、脱臭
・消臭材料、徐放性材料などに好適なセラミックス多孔
質薄膜及びその簡便で経済的な製造方法を提供する。 【構成】 本発明のセラミックス多孔質薄膜は、金属の
アルコキシドとアルコールアミン類などから調製された
セラミックスのゾル液にポリエチレングリコールまたは
ポリエチレンオキサイドを添加し、基板にコーティング
した後、加熱焼成するという簡便な方法によって製造さ
れ、しかも添加するポリエチレングリコールまたはポリ
エチレンオキサイドの分子量や添加量を変化させること
によって細孔の大きさや分布密度が容易に制御される。
担体、あるいは特定の分子を処理できる吸着材料、脱臭
・消臭材料、徐放性材料などに好適なセラミックス多孔
質薄膜及びその簡便で経済的な製造方法を提供する。 【構成】 本発明のセラミックス多孔質薄膜は、金属の
アルコキシドとアルコールアミン類などから調製された
セラミックスのゾル液にポリエチレングリコールまたは
ポリエチレンオキサイドを添加し、基板にコーティング
した後、加熱焼成するという簡便な方法によって製造さ
れ、しかも添加するポリエチレングリコールまたはポリ
エチレンオキサイドの分子量や添加量を変化させること
によって細孔の大きさや分布密度が容易に制御される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表面に孔径の揃った細
孔を有するセラミックス多孔質薄膜及びその製造方法に
関するものである。
孔を有するセラミックス多孔質薄膜及びその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】これまで、空隙や細孔を持つセラミック
ス材料、すなわち、セラミックス多孔体材料として、
１）ゼオライトやシリカゲルのような内部細孔含有粉
末、２）細孔を持つ粉体を焼結して製造するアルミナ磁
器やガラスフィルターなどの焼結体、３）ガラスを化学
処理あるいは穿孔により製造する多孔質ガラス、４）ガ
ラス繊維やチタン酸カリウム繊維などの繊維凝集体、
５）泡ガラスや気泡コンクリートなどの発泡体が知られ
ている（柳田博明、「セラミックスの科学」、技報堂出
版、p109 (1981)）。しかし、これらは全てバルクであ
り、セラミックスの多孔質膜、特に多孔質薄膜の製造は
従来、非常に難しく、孔径の揃った細孔を有する多孔質
薄膜の製造となると、ほとんど不可能であった。また、
ＰＶＤやＣＶＤ、スパッタリングなどの方法や、金属を
陽極酸化する方法もあるが、これらの方法はコストがか
かったり、大きな面積のものを作るのが難しかったり、
細孔の制御が困難だったり、使用できる金属が限られて
いて製造できるセラミックスが限られるなどの問題があ
った。
ス材料、すなわち、セラミックス多孔体材料として、
１）ゼオライトやシリカゲルのような内部細孔含有粉
末、２）細孔を持つ粉体を焼結して製造するアルミナ磁
器やガラスフィルターなどの焼結体、３）ガラスを化学
処理あるいは穿孔により製造する多孔質ガラス、４）ガ
ラス繊維やチタン酸カリウム繊維などの繊維凝集体、
５）泡ガラスや気泡コンクリートなどの発泡体が知られ
ている（柳田博明、「セラミックスの科学」、技報堂出
版、p109 (1981)）。しかし、これらは全てバルクであ
り、セラミックスの多孔質膜、特に多孔質薄膜の製造は
従来、非常に難しく、孔径の揃った細孔を有する多孔質
薄膜の製造となると、ほとんど不可能であった。また、
ＰＶＤやＣＶＤ、スパッタリングなどの方法や、金属を
陽極酸化する方法もあるが、これらの方法はコストがか
かったり、大きな面積のものを作るのが難しかったり、
細孔の制御が困難だったり、使用できる金属が限られて
いて製造できるセラミックスが限られるなどの問題があ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の点に鑑
み、表面に孔径の揃った細孔を有し、触媒や触媒担体、
吸着材料、脱臭・消臭材料、徐放性材料などとして優れ
た特性を有するセラミックス多孔質薄膜及びその簡便で
経済的な製造方法の提供を目的とするものである。
み、表面に孔径の揃った細孔を有し、触媒や触媒担体、
吸着材料、脱臭・消臭材料、徐放性材料などとして優れ
た特性を有するセラミックス多孔質薄膜及びその簡便で
経済的な製造方法の提供を目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の目的を
達成するため、鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレング
リコールまたはポリエチレンオキサイドを添加したセラ
ミックスのゾル溶液を基板にコーティングした後、加熱
焼成することによって、表面に孔径の揃った細孔を有す
るセラミックス多孔質薄膜が製造でき、しかも添加する
ポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサイド
の分子量や添加量を変化させることによって細孔の大き
さや分布密度を制御できることを見い出し、本発明をな
すに至った。
達成するため、鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレング
リコールまたはポリエチレンオキサイドを添加したセラ
ミックスのゾル溶液を基板にコーティングした後、加熱
焼成することによって、表面に孔径の揃った細孔を有す
るセラミックス多孔質薄膜が製造でき、しかも添加する
ポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサイド
の分子量や添加量を変化させることによって細孔の大き
さや分布密度を制御できることを見い出し、本発明をな
すに至った。
【０００５】本発明に用いられるセラミックスのゾル溶
液は、超微粒子のセラミックスを水に懸濁させたり、ア
ルコールと金属塩や金属との反応などによって得られる
金属のアルコキシドを加水分解したり、金属のアルコキ
シドに溶解した金属塩を加水分解したりすることによっ
て調製される。その際、モノエタノールアミンやジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエ
タノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルジアミノエタノール、ジイソプロパノール
アミンなどのアルコールアミン類やジエチレングリコー
ルなどのグリコール類を添加すると均一で透明なチタニ
アゾルが得られ、それを用いることによって耐久性に優
れたセラミックス多孔質薄膜を製造することができる。
液は、超微粒子のセラミックスを水に懸濁させたり、ア
ルコールと金属塩や金属との反応などによって得られる
金属のアルコキシドを加水分解したり、金属のアルコキ
シドに溶解した金属塩を加水分解したりすることによっ
て調製される。その際、モノエタノールアミンやジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエ
タノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルジアミノエタノール、ジイソプロパノール
アミンなどのアルコールアミン類やジエチレングリコー
ルなどのグリコール類を添加すると均一で透明なチタニ
アゾルが得られ、それを用いることによって耐久性に優
れたセラミックス多孔質薄膜を製造することができる。
【０００６】本発明に用いられるセラミックスのゾル溶
液を調製するための金属のアルコキシドとしては、全て
の金属のアルコキシドが用いられるが、特に、Ａｌ、
Ｂ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、
Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｒのアルコキシド及びそれらの混
合物のアルコキシドが挙げられる。また、金属塩として
は、それらの金属の酢酸塩、蓚酸塩、２−エチルヘキサ
ン酸塩、ステアリン酸塩、乳酸塩、アセチル酢酸塩など
の有機酸塩が挙げられる。
液を調製するための金属のアルコキシドとしては、全て
の金属のアルコキシドが用いられるが、特に、Ａｌ、
Ｂ、Ｂａ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｆ
ｅ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｍｏ、Ｎ
ｂ、Ｎｉ、Ｐ、Ｐｂ、Ｒｕ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔａ、
Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｒのアルコキシド及びそれらの混
合物のアルコキシドが挙げられる。また、金属塩として
は、それらの金属の酢酸塩、蓚酸塩、２−エチルヘキサ
ン酸塩、ステアリン酸塩、乳酸塩、アセチル酢酸塩など
の有機酸塩が挙げられる。
【０００７】本発明のセラミックス多孔質薄膜は、こう
して得られたセラミックスのゾル溶液にポリエチレング
リコールまたはポリエチレンオキサイドを添加し、ディ
ップコーティング法やスピンコーティング法、塗布法、
スプレー法などによって基板にコーティングした後、加
熱焼成することによって得られる。この際、室温から徐
々に加熱昇温して焼成することが望ましい。また、丈夫
で耐久性に優れたセラミックス多孔質薄膜を得るために
は、ポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサ
イドを添加したセラミックスのゾル溶液を薄く均一に塗
布あるいはスプレーあるいはスピンコートしたり、ディ
ップコーティングで引き上げ速度を遅くして引き上げた
りすることによって、セラミックス膜の薄膜を作り、そ
れを加熱焼成し、この作業を繰り返すことによって多層
膜を作製することが望ましい。それにより、厚くて丈夫
で耐久性に優れたセラミックス多孔質薄膜を得ることが
できる。この際、二種類以上の金属のアルコキシドを混
合して加水分解したり、金属のアルコキシドに他の金属
の塩を溶解して加水分解したりして用いることにより、
複合酸化物の多孔質薄膜を製造することができる。ま
た、二種類以上のゾル溶液を用い、それを交互あるいは
順番にコーティングすることにより、異種セラミックス
の多層膜を簡単に製造することができる。
して得られたセラミックスのゾル溶液にポリエチレング
リコールまたはポリエチレンオキサイドを添加し、ディ
ップコーティング法やスピンコーティング法、塗布法、
スプレー法などによって基板にコーティングした後、加
熱焼成することによって得られる。この際、室温から徐
々に加熱昇温して焼成することが望ましい。また、丈夫
で耐久性に優れたセラミックス多孔質薄膜を得るために
は、ポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサ
イドを添加したセラミックスのゾル溶液を薄く均一に塗
布あるいはスプレーあるいはスピンコートしたり、ディ
ップコーティングで引き上げ速度を遅くして引き上げた
りすることによって、セラミックス膜の薄膜を作り、そ
れを加熱焼成し、この作業を繰り返すことによって多層
膜を作製することが望ましい。それにより、厚くて丈夫
で耐久性に優れたセラミックス多孔質薄膜を得ることが
できる。この際、二種類以上の金属のアルコキシドを混
合して加水分解したり、金属のアルコキシドに他の金属
の塩を溶解して加水分解したりして用いることにより、
複合酸化物の多孔質薄膜を製造することができる。ま
た、二種類以上のゾル溶液を用い、それを交互あるいは
順番にコーティングすることにより、異種セラミックス
の多層膜を簡単に製造することができる。
【０００８】本発明に用いられるセラミックスのゾル溶
液に添加するポリエチレングリコールまたはポリエチレ
ンオキサイドは、分子量が１０００以上のものが好まし
く、その中でも特に、分子量が１０００、１５００、２
０００、３０００、６０００、８０００、１１０００、
１３０００、２万、１０万、３０万、２００万、２５０
万のもの等が好ましい。分子量が１０００未満のものを
用いた場合には、出来上がったセラミックス多孔質薄膜
が基板から剥離しやすくなり、きれいで丈夫な膜ができ
ない。
液に添加するポリエチレングリコールまたはポリエチレ
ンオキサイドは、分子量が１０００以上のものが好まし
く、その中でも特に、分子量が１０００、１５００、２
０００、３０００、６０００、８０００、１１０００、
１３０００、２万、１０万、３０万、２００万、２５０
万のもの等が好ましい。分子量が１０００未満のものを
用いた場合には、出来上がったセラミックス多孔質薄膜
が基板から剥離しやすくなり、きれいで丈夫な膜ができ
ない。
【０００９】本発明に用いられるセラミックスのゾル溶
液に添加するポリエチレングリコールまたはポリエチレ
ンオキサイドの量は、その溶解度以下であることが好ま
しい。溶解度以上に添加した場合には、孔径の揃った細
孔にならず、また、きれいな膜ができない。
液に添加するポリエチレングリコールまたはポリエチレ
ンオキサイドの量は、その溶解度以下であることが好ま
しい。溶解度以上に添加した場合には、孔径の揃った細
孔にならず、また、きれいな膜ができない。
【００１０】本発明のセラミックス多孔質薄膜の表面の
細孔径の大きさや細孔分布の密度は、ポリエチレングリ
コールまたはポリエチレンオキサイドの添加量や分子量
を変えることによって制御することができる。添加量を
少なくしたり、分子量の小さいものを使用した場合には
小さな細孔が揃ったセラミックス多孔質薄膜が、添加量
を多くしたり、分子量の大きなものを使用した場合には
大きな細孔が揃ったセラミックス多孔質薄膜が得られ
る。そして、添加量が少ない場合には細孔の分布の密度
のまばらなセラミックス多孔質薄膜が、添加量が多い場
合には細孔の分布が密なセラミックス多孔質薄膜が得ら
れる。また、分子量分布の広いポリエチレングリコール
またはポリエチレンオキサイドを添加した場合には、色
々な孔径の細孔が混ざったセラミックス多孔質薄膜が得
られる。
細孔径の大きさや細孔分布の密度は、ポリエチレングリ
コールまたはポリエチレンオキサイドの添加量や分子量
を変えることによって制御することができる。添加量を
少なくしたり、分子量の小さいものを使用した場合には
小さな細孔が揃ったセラミックス多孔質薄膜が、添加量
を多くしたり、分子量の大きなものを使用した場合には
大きな細孔が揃ったセラミックス多孔質薄膜が得られ
る。そして、添加量が少ない場合には細孔の分布の密度
のまばらなセラミックス多孔質薄膜が、添加量が多い場
合には細孔の分布が密なセラミックス多孔質薄膜が得ら
れる。また、分子量分布の広いポリエチレングリコール
またはポリエチレンオキサイドを添加した場合には、色
々な孔径の細孔が混ざったセラミックス多孔質薄膜が得
られる。
【００１１】本発明のセラミックス多孔質薄膜を製造す
る際に使用される基板はガラスやセラミックス、コンク
リート、金属など、焼成温度に耐えられるものであれ
ば、どの様な材質であっても良い。また、その形状も板
状、円筒状、角柱状、円錐状、球状、瓢箪型、ラグビー
ボール型など、どのような形であっても良い。また。基
板が閉じた形であっても、蓋があってもなくてもよく、
円管状や角管状、ファイバー状、さらにはマイクロバル
ーンのような中空の球状であっても良い。
る際に使用される基板はガラスやセラミックス、コンク
リート、金属など、焼成温度に耐えられるものであれ
ば、どの様な材質であっても良い。また、その形状も板
状、円筒状、角柱状、円錐状、球状、瓢箪型、ラグビー
ボール型など、どのような形であっても良い。また。基
板が閉じた形であっても、蓋があってもなくてもよく、
円管状や角管状、ファイバー状、さらにはマイクロバル
ーンのような中空の球状であっても良い。
【００１２】こうして得られた本発明によるセラミック
ス多孔質薄膜は耐久性に優れ、多孔質であるため、触媒
や触媒担体、あるいは特定の分子を処理できる吸着材
料、脱臭・消臭材料、徐放性材料などとして好適であ
る。
ス多孔質薄膜は耐久性に優れ、多孔質であるため、触媒
や触媒担体、あるいは特定の分子を処理できる吸着材
料、脱臭・消臭材料、徐放性材料などとして好適であ
る。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例の内で特に代表的なものを以
下に示す。
下に示す。
【００１４】実施例１ チタンテトライソプロポキシド０．１ｍｏｌを２００ｍ
ｌの無水エタノールで希釈し、攪拌しながら、ジエタノ
ールアミン０．１ｍｏｌと水０．１ｍｏｌを添加し、さ
らに分子量２０００のポリエチレングリコール２ｇを添
加して透明なゾル液を調製し、ディップコーティング法
により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面に酸
化チタン膜をコーティングした。すなわち、このゾル液
に石英ガラス板を浸漬して引き上げ、乾燥した後、焼成
した。これを１０回繰り返して石英ガラス板の表面に４
００ｎｍのチタニアの膜を作った。得られたチタニアの
膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、約２０ｎｍの
大きさの細孔で覆われていた。
ｌの無水エタノールで希釈し、攪拌しながら、ジエタノ
ールアミン０．１ｍｏｌと水０．１ｍｏｌを添加し、さ
らに分子量２０００のポリエチレングリコール２ｇを添
加して透明なゾル液を調製し、ディップコーティング法
により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面に酸
化チタン膜をコーティングした。すなわち、このゾル液
に石英ガラス板を浸漬して引き上げ、乾燥した後、焼成
した。これを１０回繰り返して石英ガラス板の表面に４
００ｎｍのチタニアの膜を作った。得られたチタニアの
膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、約２０ｎｍの
大きさの細孔で覆われていた。
【００１５】実施例２ アルミニウムトリイソプロポキシド０．１２ｍｏｌを２
００ｍｌのイソプロパノールで希釈し、攪拌しながら、
トリエタノールアミン０．１２ｍｏｌと水１ｍｏｌを添
加し、さらに分子量１０００のポリエチレングリコール
２．５ｇを添加して透明なゾル液を調製した。そして、
実施例１と同様にしてディップコーティング法により２
ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティン
グし、それを１２回繰り返して厚さ５００ｎｍのアルミ
ナの多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子顕微
鏡で観察したところ、約１０ｎｍの大きさの細孔で覆わ
れていた。
００ｍｌのイソプロパノールで希釈し、攪拌しながら、
トリエタノールアミン０．１２ｍｏｌと水１ｍｏｌを添
加し、さらに分子量１０００のポリエチレングリコール
２．５ｇを添加して透明なゾル液を調製した。そして、
実施例１と同様にしてディップコーティング法により２
ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティン
グし、それを１２回繰り返して厚さ５００ｎｍのアルミ
ナの多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子顕微
鏡で観察したところ、約１０ｎｍの大きさの細孔で覆わ
れていた。
【００１６】実施例３ ジルコニウムテトラｎ−ブトキシド０．２ｍｏｌを５０
０ｍｌの無水エタノールで希釈し、攪拌しながら、ジエ
チレングリコール０．４ｍｏｌと水０．４ｍｏｌを添加
し、さらに分子量２万のポリエチレングリコール０．４
ｇを添加して透明なゾル液を調製した。そして、実施例
１と同様にして、ディップコーティング法により２ｃｍ
角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティング
し、それを７回繰り返して厚さ３００ｎｍのジルコニア
の多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子顕微鏡
で観察したところ、約３５０ｎｍの大きさの細孔で覆わ
れていた。
０ｍｌの無水エタノールで希釈し、攪拌しながら、ジエ
チレングリコール０．４ｍｏｌと水０．４ｍｏｌを添加
し、さらに分子量２万のポリエチレングリコール０．４
ｇを添加して透明なゾル液を調製した。そして、実施例
１と同様にして、ディップコーティング法により２ｃｍ
角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティング
し、それを７回繰り返して厚さ３００ｎｍのジルコニア
の多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子顕微鏡
で観察したところ、約３５０ｎｍの大きさの細孔で覆わ
れていた。
【００１７】実施例４ チタンテトライソプロポキシド０．１ｍｏｌとジルコニ
ウムテトラｎ−ブトキシド０．１ｍｏｌを５００ｍｌの
イソプロパノールに加え、攪拌しながら、ジイソプロパ
ノールアミン０．４ｍｏｌと水０．４ｍｏｌを添加し、
さらに分子量３０００のポリエチレングリコール４ｇを
添加して透明なゾル液を調製した。そして、実施例１と
同様にして、ディップコーティング法により２ｃｍ角で
厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティングし、そ
れを１０回繰り返して厚さ４００ｎｍのチタン酸ジルコ
ニウムの多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子
顕微鏡で観察したところ、約３０ｎｍの大きさの細孔で
覆われていた。
ウムテトラｎ−ブトキシド０．１ｍｏｌを５００ｍｌの
イソプロパノールに加え、攪拌しながら、ジイソプロパ
ノールアミン０．４ｍｏｌと水０．４ｍｏｌを添加し、
さらに分子量３０００のポリエチレングリコール４ｇを
添加して透明なゾル液を調製した。そして、実施例１と
同様にして、ディップコーティング法により２ｃｍ角で
厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティングし、そ
れを１０回繰り返して厚さ４００ｎｍのチタン酸ジルコ
ニウムの多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子
顕微鏡で観察したところ、約３０ｎｍの大きさの細孔で
覆われていた。
【００１８】実施例５ チタンテトライソプロポキシド０．１ｍｏｌと酢酸鉛・
３水塩０．１ｍｏｌを２５０ｍｌのイソプロパノールに
加え、攪拌しながら、ジエタノールアミン０．２ｍｏｌ
と水０．６ｍｏｌを添加し、さらに分子量２０００のポ
リエチレングリコール１．６ｇを添加して透明なゾル液
を調製した。そして、実施例１と同様にして、ディップ
コーティング法により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラ
ス板の表面にコーティングし、それを１０回繰り返して
厚さ６００ｎｍのチタン酸鉛の多孔質薄膜を作った。得
られた膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、約１０
ｎｍの大きさの細孔で覆われていた。
３水塩０．１ｍｏｌを２５０ｍｌのイソプロパノールに
加え、攪拌しながら、ジエタノールアミン０．２ｍｏｌ
と水０．６ｍｏｌを添加し、さらに分子量２０００のポ
リエチレングリコール１．６ｇを添加して透明なゾル液
を調製した。そして、実施例１と同様にして、ディップ
コーティング法により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラ
ス板の表面にコーティングし、それを１０回繰り返して
厚さ６００ｎｍのチタン酸鉛の多孔質薄膜を作った。得
られた膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、約１０
ｎｍの大きさの細孔で覆われていた。
【００１９】実施例６ ニオブペンタエトキシド０．２ｍｏｌを５００ｍｌの無
水エタノールで希釈し、攪拌しながら、Ｎ−エチルジエ
タノールアミン０．４ｍｏｌと水０．４ｍｏｌを添加
し、さらに分子量１０万のポリエチレンオキサイド０．
２ｇを添加して透明なゾル液を調製した。そして、実施
例１と同様にして、ディップコーティング法により２ｃ
ｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティング
し、それを９回繰り返して厚さ４００ｎｍの酸化ニオブ
の多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子顕微鏡
で観察したところ、約５００ｎｍの大きさの細孔で覆わ
れていた。
水エタノールで希釈し、攪拌しながら、Ｎ−エチルジエ
タノールアミン０．４ｍｏｌと水０．４ｍｏｌを添加
し、さらに分子量１０万のポリエチレンオキサイド０．
２ｇを添加して透明なゾル液を調製した。そして、実施
例１と同様にして、ディップコーティング法により２ｃ
ｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板の表面にコーティング
し、それを９回繰り返して厚さ４００ｎｍの酸化ニオブ
の多孔質薄膜を作った。得られた膜の表面を電子顕微鏡
で観察したところ、約５００ｎｍの大きさの細孔で覆わ
れていた。
【００２０】実施例７ ジルコニウムテトラｎ−ブトキシド０．１ｍｏｌと酢酸
鉛・３水塩０．１ｍｏｌを５００ｍｌのイソプロパノー
ルに加え、攪拌しながら、ジエタノールアミン０．２ｍ
ｏｌと水０．６ｍｏｌを添加し、さらに分子量２００万
のポリエチレンオキサイド０．１ｇを添加して透明なゾ
ル液を調製した。そして、実施例１と同様にして、ディ
ップコーティング法により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英
ガラス板の表面にコーティングし、それを２０回繰り返
して厚さ８００ｎｍのジルコン酸鉛の多孔質薄膜を作っ
た。得られた膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、
約１１００ｎｍの大きさの細孔で覆われていた。
鉛・３水塩０．１ｍｏｌを５００ｍｌのイソプロパノー
ルに加え、攪拌しながら、ジエタノールアミン０．２ｍ
ｏｌと水０．６ｍｏｌを添加し、さらに分子量２００万
のポリエチレンオキサイド０．１ｇを添加して透明なゾ
ル液を調製した。そして、実施例１と同様にして、ディ
ップコーティング法により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英
ガラス板の表面にコーティングし、それを２０回繰り返
して厚さ８００ｎｍのジルコン酸鉛の多孔質薄膜を作っ
た。得られた膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、
約１１００ｎｍの大きさの細孔で覆われていた。
【００２１】実施例８ チタンテトライソプロポキシド０．１ｍｏｌとジルコニ
ウムテトラｎ−ブトキシド０．１ｍｏｌと酢酸鉛・３水
塩０．２ｍｏｌを５００ｍｌのイソプロパノールに加
え、攪拌しながら、ジエタノールアミン０．４ｍｏｌと
水１．２ｍｏｌを添加し、さらに分子量２０万のポリエ
チレンオキサイド０．２ｇを添加して透明なゾル液を調
製した。そして、実施例１と同様にして、ディップコー
ティング法により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板
の表面にコーティングし、それを１５回繰り返して厚さ
６００ｎｍのチタン酸ジルコン酸鉛の多孔質薄膜を作っ
た。得られた膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、
約８００ｎｍの大きさの細孔で覆われていた。
ウムテトラｎ−ブトキシド０．１ｍｏｌと酢酸鉛・３水
塩０．２ｍｏｌを５００ｍｌのイソプロパノールに加
え、攪拌しながら、ジエタノールアミン０．４ｍｏｌと
水１．２ｍｏｌを添加し、さらに分子量２０万のポリエ
チレンオキサイド０．２ｇを添加して透明なゾル液を調
製した。そして、実施例１と同様にして、ディップコー
ティング法により２ｃｍ角で厚さ１ｍｍの石英ガラス板
の表面にコーティングし、それを１５回繰り返して厚さ
６００ｎｍのチタン酸ジルコン酸鉛の多孔質薄膜を作っ
た。得られた膜の表面を電子顕微鏡で観察したところ、
約８００ｎｍの大きさの細孔で覆われていた。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、表面に孔
径の揃った細孔を有するセラミックス多孔質薄膜及びそ
の簡便で経済的な製造方法の提供を目的としたものであ
る。ポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサ
イドを添加したセラミックスのゾル溶液を基板にコーテ
ィングした後、加熱焼成するという簡便な方法によっ
て、表面に孔径の揃った細孔を有するセラミックス多孔
質薄膜が製造でき、しかも添加するポリエチレングリコ
ールまたはポリエチレンオキサイドの分子量や添加量を
変化させることによって細孔の大きさや分布密度を容易
に制御できる。この方法によれば、従来の方法では不可
能であったナノオーダーの極めて薄いセラミックス多孔
質膜の作製が可能であり、しかも望み通りの細孔の大き
さや分布密度を持ったセラミックス多孔質膜を作製でき
る。そして、それを重ねた三次元構造を持ったセラミッ
クス多孔質薄膜の作製も可能であり、二種類以上の金属
のアルコキシドを混合して加水分解したり、金属のアル
コキシドに他の金属の塩を溶解して加水分解したりして
用いたり、二種類以上のゾル溶液を用いたりすることに
よって、複合酸化物の多孔質薄膜や異種セラミックスの
多層膜を簡単に製造することができる。さらに、この方
法は従来の方法に比べ、焼結温度が低くて済むため、省
エネルギーで経済的である。得られたセラミックス多孔
質薄膜は耐熱性や耐久性に優れ、触媒や触媒担体、ある
いは特定の分子を処理できる吸着材料、脱臭・消臭材
料、徐放性材料などに好適で、幅広い分野に適用され得
るため、産業への波及効果が大きい。
径の揃った細孔を有するセラミックス多孔質薄膜及びそ
の簡便で経済的な製造方法の提供を目的としたものであ
る。ポリエチレングリコールまたはポリエチレンオキサ
イドを添加したセラミックスのゾル溶液を基板にコーテ
ィングした後、加熱焼成するという簡便な方法によっ
て、表面に孔径の揃った細孔を有するセラミックス多孔
質薄膜が製造でき、しかも添加するポリエチレングリコ
ールまたはポリエチレンオキサイドの分子量や添加量を
変化させることによって細孔の大きさや分布密度を容易
に制御できる。この方法によれば、従来の方法では不可
能であったナノオーダーの極めて薄いセラミックス多孔
質膜の作製が可能であり、しかも望み通りの細孔の大き
さや分布密度を持ったセラミックス多孔質膜を作製でき
る。そして、それを重ねた三次元構造を持ったセラミッ
クス多孔質薄膜の作製も可能であり、二種類以上の金属
のアルコキシドを混合して加水分解したり、金属のアル
コキシドに他の金属の塩を溶解して加水分解したりして
用いたり、二種類以上のゾル溶液を用いたりすることに
よって、複合酸化物の多孔質薄膜や異種セラミックスの
多層膜を簡単に製造することができる。さらに、この方
法は従来の方法に比べ、焼結温度が低くて済むため、省
エネルギーで経済的である。得られたセラミックス多孔
質薄膜は耐熱性や耐久性に優れ、触媒や触媒担体、ある
いは特定の分子を処理できる吸着材料、脱臭・消臭材
料、徐放性材料などに好適で、幅広い分野に適用され得
るため、産業への波及効果が大きい。
【手続補正書】
【提出日】平成６年１０月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【請求項６】 セラミックスのゾル溶液がセラミックス
のアルコキシドとアルコールアミン類またはグリコール
類から調整されたものであることを特徴とする請求項３
記載のセラミックス多孔質薄膜の製造方法。 ─────────────────────────────────────────────────────
のアルコキシドとアルコールアミン類またはグリコール
類から調整されたものであることを特徴とする請求項３
記載のセラミックス多孔質薄膜の製造方法。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１２月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】本発明に用いられるセラミックスのゾル溶
液は、超微粒子のセラミックスを水に懸濁させたり、ア
ルコールと金属塩や金属との反応などによって得られる
金属のアルコキシドを加水分解したり、金属のアルコキ
シドに溶解した金属塩を加水分解したりすることによっ
て調製される。その際、モノエタノールアミンやジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエ
タノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルジアミノエタノール、ジイソプロパノール
アミンなどのアルコールアミン類やジエチレングリコー
ルなどのグリコール類を添加すると均一で透明なセラミ
ックスのゾル溶液が得られ、それを用いることによって
耐久性に優れたセラミックス多孔質薄膜を製造すること
ができる。
液は、超微粒子のセラミックスを水に懸濁させたり、ア
ルコールと金属塩や金属との反応などによって得られる
金属のアルコキシドを加水分解したり、金属のアルコキ
シドに溶解した金属塩を加水分解したりすることによっ
て調製される。その際、モノエタノールアミンやジエタ
ノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエ
タノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、Ｎ，
Ｎ−ジメチルジアミノエタノール、ジイソプロパノール
アミンなどのアルコールアミン類やジエチレングリコー
ルなどのグリコール類を添加すると均一で透明なセラミ
ックスのゾル溶液が得られ、それを用いることによって
耐久性に優れたセラミックス多孔質薄膜を製造すること
ができる。
Claims (6)
- 【請求項１】 表面に孔径の揃った細孔を有することを
特徴とするセラミックス多孔質薄膜。 - 【請求項２】 細孔の孔径が１ｎｍ〜２μｍであること
を特徴とする請求項１記載のセラミックス多孔質薄膜。 - 【請求項３】 ポリエチレングリコールまたはポリエチ
レンオキサイドを添加したセラミックスのゾル溶液を基
板にコーティングした後、加熱焼成することを特徴とす
るセラミックス多孔質薄膜の製造方法。 - 【請求項４】 ポリエチレングリコールまたはポリエチ
レンオキサイドとして分子量が１０００以上のものを用
いることを特徴とする請求項３記載のセラミックス多孔
質薄膜の製造方法。 - 【請求項５】 セラミックスのゾル溶液に対するポリエ
チレングリコールまたはポリエチレンオキサイドの添加
量がその溶解度以下であることを特徴とする請求項３記
載のセラミックス多孔質薄膜の製造方法。 - 【請求項６】 セラミックスのゾル溶液がセラミックス
のアルコキシドとアルコールアミン類またはグリコール
類から調製されたものであることを特徴とする請求項３
記載の酸化チタン多孔質薄膜光触媒の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5341562A JP2799425B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | セラミックス多孔質膜の製造方法 |
| US08/351,697 US6284314B1 (en) | 1993-12-09 | 1994-12-08 | Porous ceramic thin film and method for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5341562A JP2799425B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | セラミックス多孔質膜の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10048692A Division JP3089404B2 (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | セラミックス多孔質薄膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08245278A true JPH08245278A (ja) | 1996-09-24 |
| JP2799425B2 JP2799425B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=18347033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5341562A Expired - Lifetime JP2799425B2 (ja) | 1993-12-09 | 1993-12-09 | セラミックス多孔質膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2799425B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999003926A1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-28 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Alkoxysilane/organic polymer composition for thin insulating film production and use thereof |
| JPH11335187A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-07 | Toshiba Corp | 光触媒モジュール及び光触媒装置 |
| WO2000045945A1 (fr) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Procede de fabrication d'un filtre comportant un film poreux ceramique comme film de separation |
| WO2000045944A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing filter having ceramic porous film as separating film |
| US6448331B1 (en) | 1997-07-15 | 2002-09-10 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Alkoxysilane/organic polymer composition for thin insulating film production and use thereof |
| US6479374B1 (en) | 1998-04-01 | 2002-11-12 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing interconnection structural body |
| US6787191B2 (en) | 2000-04-04 | 2004-09-07 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Coating composition for the production of insulating thin films |
| JP2008074704A (ja) * | 1998-01-19 | 2008-04-03 | Ube Ind Ltd | ジルコニウム酸化物複合体 |
| JP2017111954A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | セイコーエプソン株式会社 | 金属酸化物成膜用組成物、正極複合体、正極複合体の製造方法、電池、および電池の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6372319A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-02 | Ebara Corp | 高温用フイルタ− |
-
1993
- 1993-12-09 JP JP5341562A patent/JP2799425B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6372319A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-02 | Ebara Corp | 高温用フイルタ− |
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| WO1999003926A1 (en) * | 1997-07-15 | 1999-01-28 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Alkoxysilane/organic polymer composition for thin insulating film production and use thereof |
| US6448331B1 (en) | 1997-07-15 | 2002-09-10 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Alkoxysilane/organic polymer composition for thin insulating film production and use thereof |
| JP2008074704A (ja) * | 1998-01-19 | 2008-04-03 | Ube Ind Ltd | ジルコニウム酸化物複合体 |
| US6479374B1 (en) | 1998-04-01 | 2002-11-12 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing interconnection structural body |
| JPH11335187A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-07 | Toshiba Corp | 光触媒モジュール及び光触媒装置 |
| WO2000045945A1 (fr) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Procede de fabrication d'un filtre comportant un film poreux ceramique comme film de separation |
| WO2000045944A1 (en) * | 1999-02-01 | 2000-08-10 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing filter having ceramic porous film as separating film |
| US6479099B1 (en) | 1999-02-01 | 2002-11-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing filter having ceramic porous film as separating film |
| US6509060B1 (en) | 1999-02-01 | 2003-01-21 | Ngk Insulators, Ltd. | Method for manufacturing filter having ceramic porous film as separating film |
| US6787191B2 (en) | 2000-04-04 | 2004-09-07 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Coating composition for the production of insulating thin films |
| JP2017111954A (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | セイコーエプソン株式会社 | 金属酸化物成膜用組成物、正極複合体、正極複合体の製造方法、電池、および電池の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2799425B2 (ja) | 1998-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |