特許ウォッチ

公開番号2025149344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049928
出願日2024-03-26
発明の名称金属有機構造体を備えたシート材およびその製造方法
出願人株式会社エフ・シー・シー,国立大学法人京都大学
代理人個人,個人
主分類B01J 20/22 20060101AFI20251001BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】金属有機構造体が脱落しにくいシート材を提供すること。
【解決手段】ここに開示されるシート材は、金属イオンと有機配位子とを含む金属有機構造体と、繊維材料を含むペーパ基材と、を備える。上記繊維材料は、上記金属イオンとキレート結合可能なキレート官能基を有するキレート繊維を含む。
【選択図】図5B
特許請求の範囲【請求項１】
金属イオンと有機配位子とを含む金属有機構造体と、
繊維材料を含むペーパ基材と、を備え、
前記繊維材料は、前記金属イオンとキレート結合可能なキレート官能基を有するキレート繊維を含む、シート材。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記キレート官能基の少なくとも一部が、前記金属イオンとキレート結合している、
請求項１に記載のシート材。
【請求項３】
直接空気回収(ＤＡＣ：Direct Air Capture)に用いられる、
請求項１または２に記載のシート材。
【請求項４】
前記金属イオンが、マグネシウム、クロム、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛のうちの少なくとも１つである、
請求項３に記載のシート材。
【請求項５】
前記金属有機構造体が、前記金属イオンとしてのニッケルイオンと、前記有機配位子としてのピラジンと、さらに［ＮｂＯＦ
５
］
２－
と、を含み、次の式：ＮｉＮｂＯＦ
５
（ピラジン）
２
；で表される、ＮｂＯＦＦＩＶＥ－１－Ｎｉである、
請求項１または２に記載のシート材。
【請求項６】
前記ペーパ基材が、前記キレート官能基を有する第１繊維材料と、前記キレート官能基を有しない第２繊維材料と、を含む、
請求項１または２に記載のシート材。
【請求項７】
前記第１繊維材料が、セルロース繊維を含む、
請求項６に記載のシート材。
【請求項８】
前記第２繊維材料が、セルロース繊維、アラミド繊維、パルプ繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維のうちの少なくとも１つを含む、
請求項７に記載のシート材。
【請求項９】
前記第１繊維材料と前記第２繊維材料との合計を１００質量％としたときに、前記第１繊維材料の割合が、３０質量％以上７０質量％以下である、
請求項６に記載のシート材。
【請求項１０】
有機バインダを含まない、
請求項１または２に記載のシート材。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属有機構造体を備えたシート材およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
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 Organic Frameworks）の研究が活発に行われている。金属有機構造体は、金属イオンおよび有機配位子からなる格子構造を有し、比表面積と細孔容積が極めて大きい。また、金属有機構造体は、金属イオンや有機配位子の種類、およびその合成条件等を変化させることにより、多様な構造設計が可能である。このため、幅広い分野での利用が期待されている（特許文献１，２参照）。
【０００３】
例えば特許文献１には、金属有機構造体（多孔性金属錯体）と有機繊維とを含む吸着シート材が開示されている。特許文献１には、次の工程：金属有機構造体と有機繊維と有機バインダとを溶媒中に分散させて、分散スラリーを調製する工程；分散スラリーを抄紙機で抄紙し、シート状物を成形する工程；シート状物を脱水、乾燥する工程；を含む湿式抄紙法によって、吸着シート材を製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１５４３０２号公報
特開２０１６－０５２６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金属有機構造体は通常、サイズが非常に小さいため、取扱いが難しい。また、金属有機構造体が繊維材料を含んだ基材（ペーパ基材）にしっかり固定されていないと、金属有機構造体が脱落しやすくなる課題がある。例えばペーパ基材のところどころで金属有機構造体が剥がれ落ちると、金属有機構造体の担持ムラが大きくなることがありうる。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、金属有機構造体がペーパ基材から脱落しにくいシート材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明者らは、繊維材料と金属有機構造体との相互作用を高め、金属有機構造体を繊維材料に対してより強固に固定することを考えた。そして、鋭意検討の結果、本発明を創出した。本発明に係るシート材は、金属イオンと有機配位子とを含む金属有機構造体と、繊維材料を含むペーパ基材と、を備え、上記繊維材料は、上記金属イオンとキレート結合可能なキレート官能基を有するキレート繊維を含む。
【０００８】
本発明に係るシート材では、ペーパ基材を構成する繊維材料に、キレート官能基を有するキレート繊維が含まれている。これにより、金属有機構造体の金属イオンがキレート官能基を介して繊維材料に強固に固定されやすくなる。したがって、ペーパ基材がキレート繊維を有していない場合と比べて、金属有機構造体を繊維材料に対して相対的に強固に固定することができる。その結果、繊維材料と金属有機構造体との一体性が高められ、金属有機構造体がペーパ基材から脱落することを抑制できる。ひいては金属有機構造体をペーパ基材に対して均質に配置することも可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属有機構造体がペーパ基材に強固に固定され、ペーパ基材から脱落しにくいシート材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、一実施形態に係るシート材の製造方法を示すフローチャートである。
図２は、変形例に係るシート材の製造方法を示すフローチャートである。
図３Ａは、一実施形態に係る吸着フィルタの斜視図である。
図３Ｂは、一実施形態に係る吸着フィルタの正面図である。
図４は、ペーパ基材とシート材の写真である。
図５Ａは、比較例に係るシート材の一部を拡大した光学顕微鏡画像である。
図５Ｂは、実施例に係るシート材の一部を拡大した光学顕微鏡画像である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許