JP2003205568A - Nanoparticle layer laminate - Google Patents

Nanoparticle layer laminate

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JP2003205568A
JP2003205568A JP2002004496A JP2002004496A JP2003205568A JP 2003205568 A JP2003205568 A JP 2003205568A JP 2002004496 A JP2002004496 A JP 2002004496A JP 2002004496 A JP2002004496 A JP 2002004496A JP 2003205568 A JP2003205568 A JP 2003205568A
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JP
Japan
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functional
nanoparticle layer
nanoparticle
nanoparticles
polymer
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Application number
JP2002004496A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Higuchi
洋一 日口
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nanoparticle layer laminate which can be applied to a variety of functional elements by packing a nanoparticle with a functional polymer having a variety of functions formed on the surface to the high density without flocculating the nanoparticle. <P>SOLUTION: This nanoparticle layer laminate comprises an inorganic nanoparticle which has adsorptive groups on the surface and also an electric charge of such a level that the attraction can occur due to an electrostatic interaction and a functional polymer which contains an anchor part with a plurality of adsorptive groups which cause an adsorption action between these groups and those existing on the surface of the described inorganic nanoparticle and also a functional part with a functional group. In addition, a plurality of the nanoparticle layers containing the functional nanoparticle comprising the anchor part of the functional polymer sticking to the adsorptive group on the surface of the inorganic nanoparticle, are laminated. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ナノ
粒子等の無機ナノ粒子とその表面に付着した機能性高分
子とからなる機能性ナノ粒子を含むナノ粒子層を積層し
てなるナノ粒子層積層体であって、光学機器や光通信機
器等の種々の用途に用いることができるナノ粒子層積層
体に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nanoparticle layer formed by laminating nanoparticle layers containing functional nanoparticles composed of inorganic nanoparticles such as semiconductor nanoparticles and functional polymers attached to the surface thereof. The present invention relates to a laminate, which relates to a nanoparticle layer laminate that can be used in various applications such as optical devices and optical communication devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】粒子径が10nm以下の半導体ナノ粒子
は、バルク半導体結晶と分子との遷移領域に位置するこ
とから、特異な光物理化学特性を発現する。このような
領域では、量子サイズ効果の発現によりバルク半導体で
見られたようなエネルギーバンド構造に変化をみせ、エ
ネルギーギャップが増大する。このような特性を膜のよ
うな1次元あるいは2次元配列を精密に制御することで
有効に引き出せれば、半導体ナノ粒子アレイとして新規
な光学素子を作り出すことも可能となる。
2. Description of the Related Art Semiconductor nanoparticles having a particle diameter of 10 nm or less are located in a transition region between a bulk semiconductor crystal and a molecule, and therefore exhibit unique photophysicochemical properties. In such a region, the energy band structure as seen in the bulk semiconductor changes due to the expression of the quantum size effect, and the energy gap increases. If such characteristics can be effectively brought out by precisely controlling a one-dimensional or two-dimensional array such as a film, it is possible to create a novel optical element as a semiconductor nanoparticle array.

【0003】また、このような半導体ナノ粒子あるいは
その他の無機ナノ粒子は、平均粒子径が十分に小さいた
め、粒子による光の散乱がほとんど無い。そのため、透
明性を損なうこと無く屈折率制御を行うことができる等
の利点を有する。
Further, since such semiconductor nanoparticles or other inorganic nanoparticles have a sufficiently small average particle diameter, there is almost no scattering of light by the particles. Therefore, there is an advantage that the refractive index can be controlled without impairing the transparency.

【0004】そして、このような半導体ナノ粒子あるい
はその他の無機ナノ粒子の表面に機能性高分子を配する
ことにより、さらに種々の利用価値の高い用途に用いる
ことが可能である。
By disposing a functional polymer on the surface of such semiconductor nanoparticles or other inorganic nanoparticles, it can be used for various further highly useful applications.

【0005】しかしながら、このような半導体ナノ粒子
は、それがもつ体積に対して表面積の割合が極めて大き
いため、非常に凝集しやすいことから成膜特性に問題が
あり、上記半導体ナノ粒子を安定に存在させるために
は、粒子同士の衝突・融合を防ぐための施策が必要であ
った。
However, since such a semiconductor nanoparticle has a very large surface area to volume ratio, it is very likely to aggregate, which causes a problem in film forming characteristics and stabilizes the semiconductor nanoparticle. In order to make them exist, it was necessary to take measures to prevent collision and fusion of particles.

【0006】このような施策としては、以下のような方
法が用いられている。 1)固体マトリックスおよび高分子マトリックス中への
取り込みによる半導体ナノ粒子同士の物理的隔離。 2)粒子表面の金属イオンサイトを、これと高い錯体形
成能を有する低分子有機化合物で化学修飾することによ
る粒子表面の不活性化。
As such a measure, the following method is used. 1) Physical isolation of semiconductor nanoparticles from each other by incorporation into a solid matrix and a polymer matrix. 2) Deactivation of the particle surface by chemically modifying the metal ion site on the particle surface with a low molecular weight organic compound having a high complex forming ability.

【0007】さらに、半導体ナノ粒子をアレイ化するに
は、主に溶媒蒸発によるナノ粒子の自己組織化、lan
gmuir−Blodgett法、ナノ粒子間の化学的
結合などが用いられている。
Furthermore, in order to form an array of semiconductor nanoparticles, the self-assembly of the nanoparticles is mainly performed by solvent evaporation, lan.
The gmuir-Blodgett method, chemical bonding between nanoparticles, and the like are used.

【0008】しかしながら、このような方法では、粒子
径の小さいナノ粒子を薄膜の中に高密度充填で固定する
ことは困難であり、その結果、上述したようなナノ粒子
を効果的に用いた機能性素子の開発が困難であるといっ
た問題があった。
However, with such a method, it is difficult to immobilize nanoparticles having a small particle size in a thin film by high density packing, and as a result, the function of effectively using the nanoparticles as described above is obtained. There is a problem that it is difficult to develop a sex element.

【0009】一方、近年、有機高分子を用いた交互吸着
法や金属アルコキシドを用いた表面ゾルゲル法を応用し
た光学機能材の作製方法が提案されている。(白鳥、応
用物理、第69巻、ページ553〜557、2000
年)。この手法は、従来の手法とは異なり、ウエットプ
ロセスで光学機能材を作製するものであり液層における
吸着や表面反応を利用しているので、常温・常圧のプロ
セスであることから真空装置が不要であり、また大面積
化が容易であるといった従来の課題を解決するものであ
った。また、この手法によれば、局面や凹凸面などにも
均一に成膜できる利点がある。
On the other hand, in recent years, a method for producing an optical functional material has been proposed which applies the alternate adsorption method using an organic polymer or the surface sol-gel method using a metal alkoxide. (Swan, Applied Physics, Volume 69, pages 553-557, 2000
Year). This method is different from the conventional method in that the optical functional material is produced by a wet process, and it uses adsorption and surface reaction in the liquid layer. It is a solution to the conventional problems that it is unnecessary and that it is easy to increase the area. Further, according to this method, there is an advantage that a film can be evenly formed on a curved surface or an uneven surface.

【0010】しかしながら、このような方法の欠点とし
て、分子オーダでの積層を繰り返すため、成膜に時間を
要することや、基板への固定あるいは膜の強度が不足し
ている点が挙げられる。
However, the disadvantages of such a method are that it takes time to form a film because of repeated stacking in the molecular order, and that the film is fixed to the substrate or the strength of the film is insufficient.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、種々の機能を有する機能
性高分子を表面に有する機能性ナノ粒子を、凝集させる
ことなく高密度で充填せることにより、種々の機能性素
子に適用することができるナノ粒子層積層体を提供する
ことを主目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to achieve high density of functional nanoparticles having functional polymers having various functions on the surface without agglomeration. The main purpose of the present invention is to provide a nanoparticle layer laminate that can be applied to various functional devices by filling with.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、請求項1に記載するように、表面に吸着
基を有し、かつ静電的相互作用により吸着が可能な程度
の電荷を有することができる無機ナノ粒子と、上記無機
ナノ粒子表面に存在する吸着基と吸着する複数の吸着基
を有するアンカー部、および機能性官能基を有する機能
性部を含有する機能性高分子とを有し、上記機能性高分
子のアンカー部が上記無機ナノ粒子表面の吸着基に付着
してなる機能性ナノ粒子を含むナノ粒子層が、複数層積
層されてなることを特徴とするナノ粒子層積層体を提供
する。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention, as described in claim 1, has an adsorption group on the surface and is capable of adsorption by electrostatic interaction. Inorganic nanoparticles capable of having a charge of, an anchor part having a plurality of adsorbing groups that adsorb with an adsorbing group present on the surface of the inorganic nanoparticle, and a functional high-functional group having a functional functional group A nanoparticle layer comprising a functional nanoparticle having a molecule and an anchor portion of the functional polymer attached to an adsorption group on the surface of the inorganic nanoparticle, and comprising a plurality of laminated layers. A nanoparticle layer stack is provided.

【0013】本発明によれば、機能性ナノ粒子が静電的
相互作用により吸着が可能な程度の電荷を有するもので
あるので、静電的交互作用を用いた交互吸着法を用いる
ことにより、上記機能性ナノ粒子を高密度で充填したナ
ノ粒子層積層体を形成することが可能である。したがっ
て、本発明のナノ粒子層積層体は、無機ナノ粒子の周囲
に吸着した機能性高分子の機能性部の機能を最大限に活
かした機能性素子として有効に用いることができ、種々
の用途展開を図ることができる。
According to the present invention, since the functional nanoparticles have an electric charge such that they can be adsorbed by electrostatic interaction, by using the alternate adsorption method using electrostatic interaction, It is possible to form a nanoparticle layer laminate in which the functional nanoparticles are packed at a high density. Therefore, the nanoparticle layer laminate of the present invention can be effectively used as a functional element that makes the best use of the function of the functional part of the functional polymer adsorbed around the inorganic nanoparticles, and can be used in various applications. Can be developed.

【0014】上記請求項1に記載された発明において
は、請求項2に記載するように、上記無機ナノ粒子が、
金属酸化物もしくは金属硫化物からなる無機ナノ粒子で
あることが好ましい。金属酸化物もしくは金属硫化物か
らなる無機ナノ粒子であれば、その表面に吸着基を有す
るものであることから、前処理等を施すことなく表面へ
の機能性高分子の付着を行なうことができるからであ
る。
In the invention described in claim 1, as described in claim 2, the inorganic nanoparticles are
Inorganic nanoparticles composed of a metal oxide or a metal sulfide are preferable. Inorganic nanoparticles composed of metal oxides or metal sulfides have an adsorbing group on the surface thereof, so that the functional polymer can be attached to the surface without pretreatment or the like. Because.

【0015】上記請求項2に記載された発明において
は、請求項3に記載するように、上記無機ナノ粒子が、
機能性半導体であることがさらに好ましい。このように
無機ナノ粒子自体が、機能を有するものであれば、外周
部に付着する機能性高分子の機能と連携させることによ
り、さらに種々の機能性素子としての用途展開を図るこ
とができるからである。
In the invention described in claim 2, as described in claim 3, the inorganic nanoparticles are
More preferably, it is a functional semiconductor. As described above, if the inorganic nanoparticles themselves have a function, it is possible to further develop applications as various functional elements by cooperating with the function of the functional polymer attached to the outer peripheral portion. Is.

【0016】上記請求項1から請求項3までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項4に記載
するように、上記無機ナノ粒子の平均粒径が1nm〜1
50nmの範囲内であることが好ましい。上記範囲より
無機ナノ粒子の径が小さい場合は、ナノ粒子層積層体と
して十分な膜厚を得るために、多数の層を形成する必要
が生じることから好ましくなく、上記範囲より粒径が大
きい場合は、ナノ粒子層積層体中における無機ナノ粒子
の容積率が大きくなりすぎるため、機能性高分子の機能
性部の機能を十分に発揮することができない場合がある
からである。
In the invention described in any one of claims 1 to 3, the average particle diameter of the inorganic nanoparticles is 1 nm to 1 as described in claim 4.
It is preferably within the range of 50 nm. When the diameter of the inorganic nanoparticles is smaller than the above range, it is not preferable because it is necessary to form a large number of layers in order to obtain a sufficient film thickness as the nanoparticle layer laminate, and when the particle size is larger than the above range. The reason is that the volume ratio of the inorganic nanoparticles in the nanoparticle layer laminated body becomes too large, so that the function of the functional part of the functional polymer may not be sufficiently exhibited.

【0017】上記請求項1から請求項4までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項5に記載
するように、上記機能性高分子が、分散剤としての機能
を有することが好ましい。このように、機能性高分子が
分散剤としての機能を有することにより、無機ナノ粒子
表面に機能性高分子を付着させて機能性ナノ粒子とする
際に、この機能性高分子を分散剤として用いることが可
能であり、また交互吸着法により機能性ナノ粒子が充填
されたナノ粒子層を積層させる場合にも、無機ナノ粒子
表面の機能性高分子が分散剤としての機能を発揮するこ
とから、他の分散剤等を用いること無く製造することが
できる場合があるからである。
In the invention described in any one of claims 1 to 4, the functional polymer has a function as a dispersant, as described in claim 5. Is preferred. As described above, since the functional polymer has a function as a dispersant, when the functional polymer is attached to the surface of the inorganic nanoparticles to form the functional nanoparticles, the functional polymer serves as a dispersant. It is possible to use, and also when laminating a nanoparticle layer filled with functional nanoparticles by the alternating adsorption method, the functional polymer on the surface of the inorganic nanoparticles exhibits the function as a dispersant. In some cases, it can be produced without using another dispersant or the like.

【0018】上記請求項1から請求項5までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項6に記載
するように、上記機能性高分子のアンカー部が、1〜1
0個の吸着基を有するくし型構造を有するものであるこ
とが好ましい。このようにアンカー部がくし型構造を有
し、かつ上述した範囲内の吸着基を有するものであれ
ば、機能性高分子の無機ナノ粒子への付着が容易であ
り、かつ強固なものとすることができるからである。
In the invention described in any one of claims 1 to 5, as described in claim 6, the anchor portion of the functional polymer is 1 to 1
It is preferable to have a comb structure having 0 adsorbing group. As long as the anchor portion has a comb structure and has an adsorbing group within the above range, the functional polymer should be easily attached to the inorganic nanoparticles and should be strong. Because you can

【0019】上記請求項1から請求項6までのいずれか
の請求項に記載の発明においては、請求項7に記載する
ように、上記機能性高分子の平均重合数分子量が、10
0〜30000の範囲内であることが好ましい。機能性
高分子がアンカー部と機能性部とを必要とする点、およ
び機能性高分子が付着する無機ナノ粒子の粒径を考慮し
た場合、上述した範囲内とすることが好ましいと考えら
れるからである。
In the invention according to any one of claims 1 to 6, as described in claim 7, the functional polymer has an average polymerization number molecular weight of 10
It is preferably in the range of 0 to 30,000. Considering that the functional polymer requires an anchor part and a functional part, and considering the particle size of the inorganic nanoparticles to which the functional polymer is attached, it is considered to be preferably within the above range. Is.

【0020】上記請求項1から請求項7までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項8に記載
するように、複数種類の上記機能性ナノ粒子が用いられ
ていても、また請求項9に記載するように、単一種類の
上記機能性ナノ粒子が用いられていてもよい。用いる機
能性素子によっては、必要とする機能を発揮するために
は単一もしくは複数種類の機能性官能基を必要とする場
合があるからである。
In the invention described in any one of claims 1 to 7, as described in claim 8, even if plural kinds of the functional nanoparticles are used, Further, as described in claim 9, a single type of the functional nanoparticles may be used. This is because, depending on the functional element used, a single functional functional group or a plurality of functional functional groups may be required in order to exhibit the required function.

【0021】上記請求項1から請求項9までのいずれか
の請求項に記載された発明においては、請求項10に記
載するように、上記ナノ粒子層が、支持材上に積層され
ていることが好ましい。本発明のナノ粒子層積層体は自
己支持性を有する場合もあるが、薄膜であることから強
度面で支持材上に形成されていることが好ましい場合も
あるからである。また、支持材上に形成されることによ
り機能を発揮する場合もあるからである。
In the invention described in any one of claims 1 to 9, the nanoparticle layer is laminated on a support material as described in claim 10. Is preferred. This is because the nanoparticle layer laminate of the present invention may have a self-supporting property, but since it is a thin film, it may be preferable that it is formed on a supporting material in terms of strength. Further, it is because the function may be exhibited by being formed on the support material.

【0022】上記請求項10に記載された発明において
は、請求項11に記載するように、上記支持材上に高分
子電解質膜が形成されており、この高分子電解質膜上に
上記ナノ粒子層が積層されていることが好ましい。静電
的相互作用を用いた交互吸着法により機能性ナノ粒子を
積層するに際しては、支持材上に機能性ナノ粒子が有す
る極性と異なる極性の電荷を付与する必要がある。この
際、高分子電解質膜により電荷を付与することにより、
高い電荷密度で支持体表面に電荷を付与することがで
き、支持体上に均一に機能性ナノ粒子を付着させること
ができるからである。
In the invention described in claim 10, as described in claim 11, a polymer electrolyte membrane is formed on the support material, and the nanoparticle layer is formed on the polymer electrolyte membrane. Are preferably laminated. When laminating the functional nanoparticles by the alternate adsorption method using electrostatic interaction, it is necessary to apply a charge having a polarity different from that of the functional nanoparticles on the support material. At this time, by applying an electric charge by the polymer electrolyte membrane,
This is because charges can be imparted to the surface of the support with a high charge density, and the functional nanoparticles can be uniformly attached to the support.

【0023】上記請求項11に記載された発明において
は、請求項12に記載するように、上記高分子電解質膜
が、互いに極性の異なる2種以上の高分子電解質膜が積
層されて形成された多層膜であることが好ましい。均一
で電荷密度の高い高分子電解質膜とすることができるた
め、ナノ粒子層内の機能性ナノ粒子の不必要な多層化を
防止することができるからである。
In the invention described in claim 11, as described in claim 12, the polymer electrolyte membrane is formed by laminating two or more kinds of polymer electrolyte membranes having polarities different from each other. It is preferably a multilayer film. This is because a polymer electrolyte membrane having a uniform and high charge density can be obtained, and thus unnecessary multilayering of the functional nanoparticles in the nanoparticle layer can be prevented.

【0024】上記請求項11または請求項12に記載さ
れた発明においては、請求項13に記載するように、上
記高分子電解質膜が、架橋された高分子電解質膜である
ことが好ましい。同様に均一で電荷密度の高い高分子電
解質膜とすることができるからである。
In the invention described in claim 11 or 12, the polymer electrolyte membrane is preferably a crosslinked polymer electrolyte membrane as described in claim 13. This is because a polymer electrolyte membrane that is also uniform and has a high charge density can be obtained.

【0025】上記請求項1から請求項13までのいずれ
かの請求項に記載された発明においては、請求項14に
記載するように、上記ナノ粒子層間の付着が、上記静電
的相互作用による付着に加えて、さらに補強的付着手段
により付着されていることが好ましい。静電的相互作用
のみでは、支持体表面に対する機能性ナノ粒子の付着力
や、複数層積層するナノ粒子層相互の付着力が不足する
場合があり、例えば強度不足等の問題が生じる可能性が
ある。したがって、静電的相互作用に加えてさらに補助
的付着手段を用いることにより、付着力を向上させるこ
とが好ましいのである。
In the invention described in any one of claims 1 to 13, as described in claim 14, the adhesion between the nanoparticle layers is caused by the electrostatic interaction. In addition to the attachment, it is preferable that they are attached by a reinforcing attachment means. The electrostatic interaction alone may cause insufficient adhesion of the functional nanoparticles to the surface of the support or mutual adhesion of the multiple nanoparticle layers, which may cause problems such as insufficient strength. is there. Therefore, it is preferable to improve the adhesive force by using an auxiliary adhesion means in addition to the electrostatic interaction.

【0026】上記請求項14に記載された発明において
は、請求項15に記載するように、上記補強的付着手段
が、上記高分子層積層体中に活性照射線反応性モノマー
および重合開始剤を含有させ、これらを活性照射線の照
射により硬化させるものであることが好ましい。このよ
うにして付着させることにより強度等が向上すると共
に、ナノ粒子層内で機能性ナノ粒子が固定されることか
ら、例えばBragg反射により特定の波長の光を回折
する等の種々の機能を有する可能性があるからである。
In the invention described in claim 14, as described in claim 15, the reinforcing attachment means comprises an actinic radiation-reactive monomer and a polymerization initiator in the polymer layer laminate. It is preferable that it is contained and cured by irradiation with actinic radiation. By attaching in this way, the strength and the like are improved, and since the functional nanoparticles are fixed in the nanoparticle layer, it has various functions such as diffracting light of a specific wavelength by Bragg reflection. Because there is a possibility.

【0027】上記請求項14に記載された発明において
は、請求項16に記載するように、上記補強的付着手段
が、上記ナノ粒子層積層体の一方の表面を残して上記積
層体を埋設する封止材によるものであってもよい。例え
ば、ナノ粒子層積層体自体の強度が極めて弱い場合や、
ナノ粒子層積層体が水分等により変形することが不都合
な場合等においては、このように支持体側の面を除いて
ナノ粒子層積層体を埋設させて封止することにより、強
度を確保したり変形を防いだりすることができるからで
ある。
In the invention described in claim 14, as described in claim 16, the reinforcing attachment means embeds the nanoparticle layer laminated body leaving one surface thereof. It may be based on a sealing material. For example, when the strength of the nanoparticle layer laminate itself is extremely weak,
In the case where it is inconvenient for the nanoparticle layer laminated body to be deformed due to moisture, etc., the strength can be secured by embedding and sealing the nanoparticle layer laminated body except for the surface on the support side in this way. This is because deformation can be prevented.

【0028】上記請求項1から請求項16までのいずれ
かの請求項に記載された発明においては請求項17に記
載するように、上記ナノ粒子層積層体が、パターン状に
形成されているものであってもよい。このようにナノ粒
子層積層体をパターン状に形成することにより、カラー
フィルタやレンズアレイ、さらには光導波路回路等の種
々の用途に用いることができる可能性があるからであ
る。
In the invention described in any one of claims 1 to 16, the nanoparticle layer laminate is formed in a pattern as described in claim 17. May be By forming the nanoparticle layer laminate in a pattern in this manner, it may be used for various applications such as color filters, lens arrays, and optical waveguide circuits.

【0029】本発明においては、また、請求項18に記
載するように、基材表面に電荷を付与する電荷付与工程
と、この基材表面に付与された電荷と逆符号の電荷を有
する機能性ナノ粒子を含有する機能性ナノ粒子分散液を
上記基材上に塗布し、ナノ粒子層を形成するナノ粒子層
形成工程とを有し、上記機能性ナノ粒子が、表面に吸着
基を有し、かつ静電的相互作用により吸着が可能な程度
の電荷を有することができる無機ナノ粒子と、上記無機
ナノ粒子表面に存在する吸着基と吸着する複数の吸着基
を有するアンカー部、および機能性官能基を有する機能
性部を含有する機能性高分子とからなり、上記機能性高
分子のアンカー部が上記無機ナノ粒子表面の吸着基に付
着してなる機能性ナノ粒子であることを特徴とするナノ
粒子層積層体の製造方法を提供する。
In the present invention, as described in claim 18, a charge applying step of applying an electric charge to the surface of the base material, and a functionality having a charge having a sign opposite to that of the electric charge applied to the surface of the base material. And a nanoparticle layer forming step of forming a nanoparticle layer by coating a functional nanoparticle dispersion liquid containing nanoparticles on the base material, and the functional nanoparticle has an adsorption group on the surface. And an inorganic nanoparticle capable of having an electric charge capable of being adsorbed by electrostatic interaction, an anchor part having a plurality of adsorbing groups that adsorb with an adsorbing group present on the surface of the inorganic nanoparticle, and functionality A functional nanoparticle comprising a functional polymer having a functional group having a functional group, wherein the anchor portion of the functional polymer is a functional nanoparticle adhered to an adsorption group on the surface of the inorganic nanoparticle, Of nanoparticle layer stack To provide a method.

【0030】このように、支持体上へのナノ粒子層積層
体の形成が、電荷を有する支持体の表面に、機能性ナノ
粒子分散液を塗布することにより行うことができること
から、製造工程が簡略であり、かつ効率的である。した
がって、コスト的に有利なナノ粒子層積層体を製造する
ことができる。また、静電的相互作用による交互作用を
用いるものであるので、機能性ナノ粒子を高密度で充填
することが可能であるので、品質の良好な機能性素子を
製造することが可能となる。
As described above, the formation of the nanoparticle layer laminated body on the support can be performed by applying the functional nanoparticle dispersion liquid on the surface of the support having an electric charge, so that the manufacturing process is It is simple and efficient. Therefore, it is possible to manufacture a nanoparticle layer laminated body which is advantageous in terms of cost. Further, since the interaction due to the electrostatic interaction is used, it is possible to pack the functional nanoparticles at a high density, so that it is possible to manufacture a functional element having good quality.

【0031】上記請求項18に記載された発明において
は、請求項19に記載するように、上記無機ナノ粒子
が、金属酸化物もしくは金属硫化物であることが好まし
い。上述したように、金属酸化物もしくは金属硫化物か
らなる無機ナノ粒子であれば、その表面に吸着基を有す
るものであることから、前処理等を施すことなく表面へ
の機能性高分子の付着を行なうことができるからであ
る。
In the invention described in claim 18, as described in claim 19, it is preferable that the inorganic nanoparticles are metal oxides or metal sulfides. As described above, inorganic nanoparticles composed of metal oxides or metal sulfides have adsorbing groups on the surface thereof, and therefore the adhesion of the functional polymer to the surface without pretreatment or the like. Because it can do.

【0032】上記請求項18または請求項19に記載さ
れた発明においては、請求項20に記載するように、上
記電荷付与工程が、基材上に高分子電解質膜を形成する
工程であることが好ましい。上述したように、高分子電
解質膜により電荷を付与することにより、電荷付与工程
において高い電荷密度で支持体表面に電荷を付与するこ
とができる。したがって、その後のナノ粒子層形成工程
において、支持体上に均一に機能性ナノ粒子を付着させ
ることができるからである。
In the invention described in claim 18 or claim 19, as described in claim 20, the charge application step is a step of forming a polymer electrolyte membrane on a substrate. preferable. As described above, by imparting charges by the polymer electrolyte membrane, it is possible to impart charges to the surface of the support at a high charge density in the charge imparting step. Therefore, in the subsequent nanoparticle layer forming step, the functional nanoparticles can be uniformly attached to the support.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】本発明者は、無機ナノ粒子の表面
に機能性官能基を有する機能性高分子を吸着させること
により機能性ナノ粒子とし、これを高密度で充填したナ
ノ粒子層を積層することにより、種々の機能を有する機
能性素子への応用が可能である点に着目し、静電的相互
作用を用いた交互吸着法によりこのようなナノ粒子層積
層体を得ることができる点を見出し、本発明を完成させ
るに至ったものである。以下、本発明のナノ粒子層積層
体について説明し、次いでナノ粒子層積層体の製造方法
について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present inventor has made a functional nanoparticle by adsorbing a functional polymer having a functional functional group on the surface of an inorganic nanoparticle, and forming a nanoparticle layer in which the functional nanoparticle is densely packed. It is possible to obtain such a nanoparticle layer laminated body by the alternate adsorption method using electrostatic interaction, paying attention to the fact that it can be applied to functional elements having various functions by stacking. The inventors discovered the points and completed the present invention. Hereinafter, the nanoparticle layer laminate of the present invention will be described, and then the method for producing the nanoparticle layer laminate will be described.

【0034】A.ナノ粒子層積層体 本発明のナノ粒子層積層体は、表面に吸着基を有し、か
つ静電的相互作用により吸着が可能な程度の電荷を有す
ることができる無機ナノ粒子と、上記無機ナノ粒子表面
に存在する吸着基と吸着する複数の吸着基を有するアン
カー部、および機能性官能基を有する機能性部を含有す
る機能性高分子とからなり、上記機能性高分子のアンカ
ー部が上記無機ナノ粒子表面の吸着基に付着してなる機
能性ナノ粒子を含むナノ粒子層が、複数層積層されてな
ることを特徴とするものである。
A. Nanoparticle Layer Laminated Body The nanoparticle layer laminated body of the present invention comprises an inorganic nanoparticle that has an adsorption group on the surface and can have an electric charge capable of being adsorbed by electrostatic interaction, and the above-mentioned inorganic nanoparticle. An anchor part having a plurality of adsorptive groups that are adsorbed on the particle surface and an adsorbing group that adsorbs, and a functional polymer containing a functional part having a functional functional group, wherein the anchor part of the functional polymer is It is characterized in that a plurality of nanoparticle layers containing functional nanoparticles attached to the adsorption groups on the surface of the inorganic nanoparticles are laminated.

【0035】このような本発明のナノ粒子層積層体を、
各要素に分けて説明する。
The nanoparticle layer laminate of the present invention as described above is
Each element will be described separately.

【0036】(無機ナノ粒子)本発明に用いられる無機
ナノ粒子は、上述したように表面に機能性高分子のアン
カー部を付着することができるような吸着基を有し、か
つ無機ナノ粒子自体が静電的相互作用により吸着が可能
な程度の電荷を有するものであれば、特に限定されるも
のではない。
(Inorganic Nanoparticles) The inorganic nanoparticles used in the present invention have an adsorbing group capable of attaching an anchor portion of a functional polymer on the surface as described above, and the inorganic nanoparticles themselves. Is not particularly limited as long as it has an electric charge such that it can be adsorbed by electrostatic interaction.

【0037】ここでいう吸着基とは、後述する機能性高
分子のアンカー部が有する吸着基と吸着可能な基であれ
ばいかなる官能基であってもよいが、具体的には、水素
結合を介して機能性高分子のアンカー部が有する吸着基
と吸着可能な官能基であることが好ましい。
The adsorptive group referred to here may be any functional group as long as it is a group capable of adsorbing to the adsorptive group of the anchor portion of the functional polymer described later, but specifically, a hydrogen bond is present. It is preferable that the functional group is a functional group capable of being adsorbed to the adsorptive group that the anchor portion of the functional polymer has.

【0038】このような吸着基としては、−OH、エポ
キシ基、アルデヒド基、活性エステル基、あるいは、ア
ミノ基と反応可能な置換基、−SH等を挙げることがで
きる。
Examples of such an adsorptive group include --OH, epoxy group, aldehyde group, active ester group, or substituent capable of reacting with amino group, --SH and the like.

【0039】本発明の無機ナノ粒子は、無機ナノ粒子自
体が上記官能基を有するものであってもよいし、無機ナ
ノ粒子の表面を処理することにより、表面に上述したよ
うな官能基を形成したものであってもよい。さらには、
無機ナノ粒子の表面に上述したような官能基を有する無
機もしくは有機材料を被覆することにより上述したよう
な官能基が表面に存在するようにしたものであってもよ
い。
The inorganic nanoparticles of the present invention may have the above-mentioned functional groups themselves, or the surface of the inorganic nanoparticles may be treated to form the above-mentioned functional groups on the surface. It may be one. Moreover,
The functional group as described above may be present on the surface by coating the surface of the inorganic nanoparticle with an inorganic or organic material having the functional group as described above.

【0040】しかしながら、無機ナノ粒子自体の大きさ
等を勘案すると、無機ナノ粒子自体が上述したような官
能基を有するものであることが好ましく、具体的には、
金属酸化物、および金属硫化物を挙げることができる。
However, in consideration of the size of the inorganic nanoparticles themselves, it is preferable that the inorganic nanoparticles themselves have the above-mentioned functional group, and specifically,
Mention may be made of metal oxides and metal sulfides.

【0041】本発明においては、さらに、これらの金属
酸化物および金属硫化物の中でも、ナノ粒子層積層体と
した際に、周囲の機能性高分子が有する機能と連携して
機能を発揮することができる機能性の半導体材料により
形成された無機ナノ粒子であることが好ましい。このよ
うに無機ナノ粒子自体が機能を有することにより、上述
したように機能性高分子の有する機能と共に用いること
により、さらに種々の用途展開が図れるからである。
In the present invention, further, among these metal oxides and metal sulfides, when they are formed into a nanoparticle layer laminate, they exhibit a function in cooperation with the function of the surrounding functional polymer. Inorganic nanoparticles formed of a functional semiconductor material capable of producing This is because the inorganic nanoparticles themselves have a function as described above, and by using them together with the function of the functional polymer as described above, it is possible to further develop various applications.

【0042】このような機能性半導体材料としては、Z
nS,CdS,ZnO、WO、TiOなどを挙げ
ることができる。この中でも、ナノサイズにおいても透
明性を示す機能性半導体材料が、光機能材として用いる
場合には特異な光物性を発現するので好ましい。
As such a functional semiconductor material, Z
nS, CdS, ZnO 2, WO 3, etc. TiO 2 and the like. Among them, a functional semiconductor material exhibiting transparency even in a nano size is preferable because it exhibits unique optical properties when used as an optical functional material.

【0043】上述したような機能性半導体からなる無機
ナノ粒子の調整は、鳥本らのサイズ選択光エッチング法
(T.Torimotoら、J.Electroche
m.Soc.,145,(1998)1964.)等に
より形成することが可能である。すなわち、半導体ナノ
粒子(機能性半導体材料で形成された無機ナノ粒子)が
量子サイズ効果により粒子径減少にともなってエネルギ
ーギャップが増大すること、および金属カルコゲナイド
半導体が溶存酸素下で光照射により酸化溶解することを
利用して、広い粒子径分布を有する半導体粒子に、その
吸収端の波長よりも短い波長の単色光を照射すること
で、粒子径の大きな半導体ナノ粒子のみを選択的に光励
起し溶解させて、より小さな半導体へと粒子径をそろえ
る方法である。この方法を用いてCdS,ZnSの単分
散粒子化にて機能性半導体からなる無機ナノ粒子を調整
することができる。
The inorganic nanoparticles composed of the functional semiconductor as described above are prepared by the size selective photoetching method of Torimoto et al. (T. Torimoto et al., J. Electroche).
m. Soc. , 145, (1998) 1964. ) And the like. That is, the energy gap of semiconductor nanoparticles (inorganic nanoparticles formed of a functional semiconductor material) increases as the particle size decreases due to the quantum size effect, and the metal chalcogenide semiconductor is oxidized and dissolved by light irradiation under dissolved oxygen. By irradiating semiconductor particles having a wide particle size distribution with monochromatic light having a wavelength shorter than the absorption edge wavelength, only semiconductor nanoparticles having a large particle size are selectively photoexcited and dissolved. This is a method of adjusting the particle size to smaller semiconductors. By using this method, inorganic nanoparticles composed of a functional semiconductor can be prepared by converting CdS and ZnS into monodisperse particles.

【0044】本発明においては、上述した無機ナノ粒子
の平均粒径は、1nm〜150nmの範囲内、特に3n
m〜30nmの範囲内であることが好ましい。上記範囲
より平均粒径の小さい無機ナノ粒子を得ることがは現時
点では困難であるからであり、また、上記範囲より平均
粒径が大きい無機ナノ粒子は、ナノ粒子層内に高密度で
充填させた場合でも、効果的に機能を発揮することがで
きないからである。
In the present invention, the average particle size of the above-mentioned inorganic nanoparticles is in the range of 1 nm to 150 nm, and particularly 3 n.
It is preferably in the range of m to 30 nm. This is because it is difficult at present to obtain inorganic nanoparticles having an average particle size smaller than the above range, and the inorganic nanoparticles having an average particle size larger than the above range are densely packed in the nanoparticle layer. This is because even if it does, the function cannot be exerted effectively.

【0045】(機能性高分子)本発明に用いられる機能
性高分子は、上述した無機ナノ粒子表面に存在する吸着
基と吸着する複数の吸着基を有するアンカー部と、機能
性官能基を有する機能性部とを含有する点に特徴を有す
るものである。
(Functional Polymer) The functional polymer used in the present invention has an anchor portion having a plurality of adsorbing groups that adsorb the adsorbing groups present on the surface of the above-mentioned inorganic nanoparticles, and a functional functional group. It is characterized by containing a functional part.

【0046】本発明においては、このような機能性高分
子が分散剤としての機能をも有するものであることが好
ましい。これは、後述するように、無機ナノ粒子上にこ
の機能性高分子を付着させて機能性ナノ粒子を製造する
工程において、無機ナノ粒子の凝集を防ぎ、無機ナノ粒
子表面に均一に機能性高分子を吸着させるために、分散
剤を無機ナノ粒子の分散液中に添加する必要がある。こ
の際、上記機能性高分子が分散能を有するものであれ
ば、他の分散剤を用いる必要が無いからである。
In the present invention, it is preferable that such a functional polymer also has a function as a dispersant. This is because, as will be described later, in the process of manufacturing the functional nanoparticle by adhering this functional polymer onto the inorganic nanoparticle, the inorganic nanoparticle is prevented from agglomerating and the surface of the inorganic nanoparticle is uniformly highly functionalized. In order to adsorb molecules, it is necessary to add a dispersant to the dispersion liquid of inorganic nanoparticles. At this time, it is not necessary to use another dispersant as long as the functional polymer has a dispersibility.

【0047】また、得られた機能性ナノ粒子を、静電的
相互作用を用いた交互吸着法によりナノ粒子層を形成
し、これを積層させるためには、機能性ナノ粒子が、凝
集等せずに分散した分散液(展開液)を調製する必要が
あるが、この際にも機能性高分子が分散剤としての機能
を有することが好ましいからである。
Further, the obtained functional nanoparticles are formed into a nanoparticle layer by an alternate adsorption method using electrostatic interaction, and in order to stack the layers, the functional nanoparticles are aggregated or the like. This is because it is necessary to prepare a dispersed liquid (developing liquid) without dispersion, and it is preferable that the functional polymer also has a function as a dispersant at this time.

【0048】一般に、無機粒子や顔料を塗料化させる場
合に、分散剤が用いられ、それら表面改質によって分散
安定化させる。これら一般の分散剤は、その多くが界面
活性剤であり、粒子表面に吸着するアンカー部と界面活
性部である分散成分をもつ。本発明でいう分散剤として
の機能を有する機能性高分子とは、これら一般的な界面
活性的な分散剤を示すものではなく、静電吸着能ならび
に表面吸着能にすぐれ、かつ機能性官能基からなる機能
性部を有することを特徴とする。
Generally, a dispersant is used when the inorganic particles or pigments are made into a coating material, and their surface modification improves the dispersion. Most of these general dispersants are surfactants and have a dispersion component that is an anchor part adsorbed on the particle surface and a surfactant part. The functional polymer having a function as a dispersant in the present invention does not indicate these general surface active dispersants, and has excellent electrostatic adsorption ability and surface adsorption ability, and a functional functional group. It is characterized by having a functional part consisting of.

【0049】本発明に用いられる機能性高分子は、無機
ナノ粒子表面に存在する弱い極性部分に対して、多点吸
着能をもつ「くし型」ポリマーのアンカー構造を形成する
多種極性基含有高分子と分散成分を示す架橋鎖あるいは
樹脂間の相互作用に対して相互作用を持たせ、凝集力の
もととなるVan der Waals力に対して立体障
害効果の役割を示すように、分子設計された高分子であ
ることが好ましい。
The functional polymer used in the present invention has a multi-polar group-containing high amount which forms an anchor structure of a "comb-shaped" polymer having multi-point adsorption ability with respect to a weak polar portion existing on the surface of the inorganic nanoparticles. The molecule is designed so that it interacts with the interaction between the cross-linked chain that shows the molecule and the dispersion component or the resin, and shows the role of the steric hindrance effect on the Van der Waals force that is the basis of the cohesive force. It is preferably a polymer.

【0050】このように、本発明に用いられる機能性高
分子は、分散剤としての機能を有することが好ましいの
であるが、その分散剤としての機能としては、以下の程
度であることが好ましい。すなわち、分散粒子100重
量部に対して分散剤30重量部を溶媒中に分散(攪拌、
混合)させる。分散後、室温にて静置して完全に色分れ
し(分散粒子が溶媒中で分離)、沈降するまでの時間
(沈降速度)として、3時間〜3ヶ月、好適には半日〜
1ヶ月間保持できるものを使用することが好ましい。
As described above, the functional polymer used in the present invention preferably has a function as a dispersant, and the function as the dispersant is preferably as follows. That is, 30 parts by weight of a dispersant is dispersed in a solvent (stirring, with respect to 100 parts by weight of dispersed particles).
Mix). After the dispersion, the mixture is allowed to stand at room temperature for complete color separation (dispersed particles are separated in a solvent), and the time (settling speed) until sedimentation is 3 hours to 3 months, preferably half a day to
It is preferable to use one that can be held for one month.

【0051】また、上記機能性高分子の分子量は、平均
重合数分子量で、100〜30000の範囲内、特に1
50〜900の範囲内であることが好ましい。上記範囲
より分子量が小さい機能性高分子とすることは、構造上
困難であるからであり、上記範囲より分子量が大きい場
合は、無機ナノ粒子の大きさとの関係で、その表面への
多数の機能性高分子の吸着が困難となる可能性があるか
らである。
The molecular weight of the above-mentioned functional polymer is an average polymerization number molecular weight in the range of 100 to 30,000, and particularly 1
It is preferably in the range of 50 to 900. The functional polymer having a molecular weight smaller than the above range is structurally difficult, and when the molecular weight is larger than the above range, in relation to the size of the inorganic nanoparticles, it has a large number of functions on its surface. This is because it may be difficult to adsorb the functional polymer.

【0052】このような機能性高分子の構造としては、
特に限定されるものではないが、通常、主鎖とこれに連
結するアンカー部および機能性部とから構成されるもの
である。以下、本発明に用いられる機能性高分子につい
て、アンカー部、機能性部、および主鎖部に分けて説明
する。
As the structure of such a functional polymer,
Although not particularly limited, it is usually composed of a main chain and an anchor part and a functional part connected to the main chain. Hereinafter, the functional polymer used in the present invention will be described separately for the anchor portion, the functional portion, and the main chain portion.

【0053】1.アンカー部 本発明における機能性高分子は、上述したいように無機
ナノ粒子表面に吸着するための吸着基を複数有するアン
カー部を有するものである。
1. Anchor Part The functional polymer in the present invention has an anchor part having a plurality of adsorbing groups for adsorbing on the surface of the inorganic nanoparticles, as described above.

【0054】このアンカー部が有する吸着基は、上記無
機ナノ粒子表面に存在する吸着基と吸着することができ
るものであれば特に限定されるものではないが、中でも
水素結合により上記無機ナノ粒子表面に存在する吸着基
と吸着する吸着基であることが好ましい。
The adsorptive group possessed by this anchor part is not particularly limited as long as it can adsorb with the adsorptive group present on the surface of the above-mentioned inorganic nanoparticles, but above all, the surface of the above-mentioned inorganic nanoparticles due to hydrogen bonding It is preferable that it is an adsorption group that adsorbs with the adsorption group present in.

【0055】このような吸着基としては、−OH、−N
、−SH、アルデヒド基、カチオン性のアンモニム
基、活性エステル基等を挙げることができる。このよう
な吸着基を有する重合性モノマーとしては、例えば、表
1にまとめたものを挙げることができ、これらを重合さ
せることにより、アンカー部を形成することができる。
Examples of such adsorbing groups include --OH and --N.
H 2, can be mentioned -SH, aldehyde group, cationic ammonium group, an active ester group. Examples of the polymerizable monomer having such an adsorptive group include those listed in Table 1, and the anchor portion can be formed by polymerizing these.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】なお、表中の破線で囲われた部分が吸着部
分を示すものであり、表に示された例ではビニル基を重
合させることにより、複数の吸着基を有するアンカー部
が構成される。
The portion surrounded by the broken line in the table shows the adsorbed portion. In the example shown in the table, the vinyl group is polymerized to form an anchor portion having a plurality of adsorbed groups. .

【0058】本発明においては、上記吸着基を一つの機
能性高分子のアンカー部に、1〜100個、好ましくは
1〜10個有することが好ましい。上記範囲より吸着基
が少ない場合は、吸着能が低く、機能性高分子を無機ナ
ノ粒子上に効果的に吸着することができないからであ
る。また、上記範囲より吸着基が多い場合は、アンカー
部内で吸着基同士が影響し合い、結果的に無機ナノ粒子
との吸着能が低下してしまう可能性があり、また機能性
高分子自体の分子量が大きくなりすぎることから、無機
ナノ粒子に付着する機能性高分子の数が限定されてしま
うからである。
In the present invention, it is preferable that one functional polymer anchor portion has 1 to 100, preferably 1 to 10 adsorption groups. This is because when the number of adsorbing groups is less than the above range, the adsorbing ability is low and the functional polymer cannot be effectively adsorbed on the inorganic nanoparticles. Further, when the number of adsorbing groups is more than the above range, the adsorbing groups may influence each other in the anchor portion, and as a result, the adsorbing ability with the inorganic nanoparticles may decrease, and the functional polymer itself This is because the molecular weight becomes too large and the number of functional polymers attached to the inorganic nanoparticles is limited.

【0059】上記アンカー部は、特に限定されるもので
はないが、「くし型構造」を有するものであることが好
ましい。一般に、このくし型部分は、マクロモノマーを
用いて分散共重合を行い合成する。マクロモノマーは安
定剤(分散剤とも表現)としてだけでなく、コモノマー
としての役割も果たす。本発明では、例えばアニオンリ
ビング重合により、末端にビニルベンジル基を有するt
−ブチルメタクリレートマクロモノマーを使用すること
ができる。合成したマクロモノマーをメタクリレート
中、AIBN(アゾイソビスブチロニトリル)を開始剤
としてジビニルベンゼンと共重合させるとミクロスフェ
アが生成する。さらに、ミクロスフェアのシェル鎖を利
用する場合、例えばポリスチレン鎖をクロロメチル化し
た後にリビングラジカル重合開始剤と共に重合し、ジエ
チルジチオカルバメート基を導入、上述同様にモノマー
中にミクロスフェア表面からモノマーをグラフト化させ
れば、固定基点となる反応性の官能基、例えばPMMA
の2重結合などを導入できる。さらには多重分岐ポリマ
ーも使用できるが、これはラジカル重合によっても合成
されている(高分子、11、Vol.47(199
8).B,Yamada,Polym.,39,371
(1998).)。
The anchor portion is not particularly limited, but preferably has a "comb structure". Generally, this comb-shaped portion is synthesized by dispersion copolymerization using a macromonomer. The macromonomer serves not only as a stabilizer (also referred to as a dispersant) but also as a comonomer. In the present invention, t having a vinylbenzyl group at a terminal is obtained by, for example, anionic living polymerization.
-Butyl methacrylate macromonomer can be used. When the synthesized macromonomer is copolymerized with divinylbenzene in methacrylate using AIBN (azoisobisbutyronitrile) as an initiator, microspheres are formed. Furthermore, when using the shell chain of microspheres, for example, polystyrene chains are chloromethylated and then polymerized with a living radical polymerization initiator to introduce a diethyldithiocarbamate group, and a monomer is grafted from the surface of the microspheres into the monomer as described above. Reactive functional group, such as PMMA
Can be introduced. Further, a multi-branched polymer can be used, but it is also synthesized by radical polymerization (polymer, 11, Vol. 47 (199).
8). B, Yamada, Polym. , 39,371
(1998). ).

【0060】このような「くし型」構造において、主鎖
から末端の吸着基までの距離は、吸着層の厚みと関係し
ており、ナノ粒子分散においては、5nm〜300Åの
範囲内であることが好ましい。主鎖からの距離が短すぎ
ると、吸着基が有効に無機ナノ粒子と吸着することがで
きないことから好ましくなく、長すぎると多数ある吸着
基が絡み合う等の問題が生じる可能性があるからであ
る。
In such a "comb-type" structure, the distance from the main chain to the end adsorption group is related to the thickness of the adsorption layer, and in the dispersion of nanoparticles, it should be in the range of 5 nm to 300 Å. Is preferred. If the distance from the main chain is too short, it is not preferable because the adsorbing group cannot effectively adsorb to the inorganic nanoparticles, and if it is too long, there is a possibility that a large number of adsorbing groups are entangled with each other. .

【0061】2.機能性部 本発明に用いられる機能性高分子の機能性部とは、本発
明のナノ粒子層積層体が機能性素子として用いられた場
合の機能を発揮する部分であり、機能性官能基からなる
部位である。この機能性部は、本発明のナノ粒子層積層
体の性質を決定する部位であり、この機能性部の性質に
より本発明のナノ粒子層積層体の機能および用途が決定
される。
2. Functional part The functional part of the functional polymer used in the present invention is a part that exerts a function when the nanoparticle layer laminate of the present invention is used as a functional element, and from the functional functional group It is a part that becomes. This functional part is a part which determines the property of the nanoparticle layer laminated body of this invention, and the function and use of the nanoparticle layer laminated product of this invention are determined by the property of this functional part.

【0062】したがって、このような機能性部を構成す
る機能性官能基の種類は、本発明のナノ粒子層積層体の
用途(機能)により種々のものを挙げることができる。
Therefore, various kinds of functional functional groups constituting such a functional part can be mentioned depending on the use (function) of the nanoparticle layer laminate of the present invention.

【0063】具体的には、ガラス基板および空気の屈折
率よりはるかに大きい屈折率を有するナノ粒子層積層体
をガラス基板上に形成し、このナノ粒子層積層体に入射
した光は、ナノ粒子層積層体の両面で全反射および屈折
により、外光に抜け出たものだけが干渉性(着色)を示
すという干渉膜に本発明のナノ粒子層積層体を用いる場
合は、例えば、下記の化学式に示す芳香族発色団を機能
性官能基として用いることができる
Specifically, a nanoparticle layer laminated body having a refractive index much higher than that of a glass substrate and air is formed on a glass substrate, and the light incident on the nanoparticle layer laminated body is made up of nanoparticles. When the nanoparticle layer laminate of the present invention is used for an interference film in which only the light that escapes to the outside light exhibits coherence (coloring) by total reflection and refraction on both sides of the layer laminate, for example, the following chemical formula The aromatic chromophores shown can be used as functional functional groups

【0064】[0064]

【化1】 [Chemical 1]

【0065】また、発色団に応じた光のエネルギーを吸
収し、励起することにより、Ip(イオン化ポテンシャ
ル)分の電子がたたき出され、これが光電子のもととな
り、電子移動の結果、光電流として観測される、光電変
換膜に本発明のナノ粒子層積層体を応用する場合は、機
能性官能基として、上記芳香族発色団の他、ルテニウム
ビピリジン、ユウロピウム錯体、ビオロゲン類(レドッ
クス基、下記の化学式に示す。)等を用いることができ
る。
Also, by absorbing and exciting light energy corresponding to the chromophore, an electron of Ip (ionization potential) is knocked out, which becomes a source of photoelectrons, resulting in photocurrent as a result of electron transfer. Observed, when applying the nanoparticle layer laminate of the present invention to the photoelectric conversion film, as the functional functional group, in addition to the aromatic chromophore, ruthenium bipyridine, europium complex, viologens (redox group, the following Chemical formula) and the like can be used.

【0066】[0066]

【化2】 [Chemical 2]

【0067】なお、本発明の機能性高分子は、単に分散
剤としての機能を有するものであってもよい。この場合
の機能性部は、上記アンカー部と共に分散剤としての機
能を発揮する部位となる。この場合の機能性ナノ粒子層
積層体の主たる機能は上記無機ナノ粒子によるものとな
る。
The functional polymer of the present invention may simply function as a dispersant. In this case, the functional part serves as a part that functions as a dispersant together with the anchor part. The main function of the functional nanoparticle layer laminate in this case is due to the above-mentioned inorganic nanoparticles.

【0068】3.主鎖 本発明に用いられる機能性高分子は、上記アンカー部お
よび機能性部が主鎖にペンダント状に付加された構造の
ものが好ましい。さらには、界面活性能を持ち得るよう
な構造を有するものであってもよく、このような例とし
て、鎖状アルキル体を挙げることができる。
3. Main chain The functional polymer used in the present invention preferably has a structure in which the anchor portion and the functional portion are pendantly added to the main chain. Further, it may have a structure capable of having surface activity, and as such an example, a chain alkyl compound can be mentioned.

【0069】このような主鎖に用いられる化合物として
は、ポリアルキル基、ポリアミド基、ウレタン結合基、
活性エステル基、および
The compounds used for such a main chain include polyalkyl groups, polyamide groups, urethane bonding groups,
An active ester group, and

【0070】[0070]

【化3】 [Chemical 3]

【0071】等を挙げることができる。And the like.

【0072】(機能性ナノ粒子)本発明においては、上
記無機ナノ粒子表面に機能性高分子を吸着させることに
より、機能性ナノ粒子とすることができる。
(Functional Nanoparticles) In the present invention, functional nanoparticles can be formed by adsorbing a functional polymer on the surface of the inorganic nanoparticles.

【0073】このような機能性ナノ粒子は、静電的相互
作用を用いた交互吸着法により吸着されてナノ粒子層と
され、これを積層することにより本発明のナノ粒子層積
層体とするものであるが、このナノ粒子層積層体の性質
および用途は、基本的には上記無機ナノ粒子表面に付着
した機能性高分子の機能性部の機能によるものである。
したがって、この機能性高分子は、上記無機ナノ粒子表
面に密に付着されていることが好ましい。
Such functional nanoparticles are adsorbed by an alternate adsorption method using electrostatic interaction to form a nanoparticle layer, and by stacking these layers, the nanoparticle layer laminate of the present invention is obtained. However, the properties and uses of this nanoparticle layer laminate are basically due to the function of the functional part of the functional polymer attached to the surface of the inorganic nanoparticles.
Therefore, it is preferable that the functional polymer is densely attached to the surface of the inorganic nanoparticles.

【0074】この際の機能性高分子の無機ナノ粒子上へ
の付着の個数や、密度等は、用いる機能性高分子の分子
量や無機ナノ粒子の粒径等によって大きく異なるもので
はあるが、一般に、一つの無機ナノ粒子上に1〜50個
の機能性高分子が付着していることが好ましい。
In this case, the number and density of the functional polymer deposited on the inorganic nanoparticles vary greatly depending on the molecular weight of the functional polymer used and the particle size of the inorganic nanoparticles. It is preferable that 1 to 50 functional polymers are attached to one inorganic nanoparticle.

【0075】また、上記無機ナノ粒子上に付着する機能
性高分子は、1種類であるとは限らず、複数種類が付着
したものであってもよい。この場合、1種類が単に分散
機能のみを有するものであり、他のものが特定の機能性
官能基を有するものであってもよい。
Further, the functional polymer attached to the above-mentioned inorganic nanoparticles is not limited to one type, and a plurality of types may be attached. In this case, one kind may have only a dispersing function, and the other kind may have a specific functional group.

【0076】本発明のナノ粒子層積層体においては、こ
のような機能性ナノ粒子を1種類のみ用いて形成したも
のであってもよく、また必要であれば複数種類の機能性
ナノ粒子を用いて形成したものであってもよい。
The nanoparticle layer laminate of the present invention may be formed by using only one kind of such functional nanoparticles, and if necessary, plural kinds of functional nanoparticles may be used. It may be formed by

【0077】この際、各ナノ粒子層内に複数種類の機能
性ナノ粒子を充填してナノ粒子層を形成し、これを積層
したナノ粒子層積層体であってもよく、また一つのナノ
粒子層内には単一種類の機能性ナノ粒子が充填されてい
るが、各層間において機能性ナノ粒子の種類が異なるも
のであってもよい。
In this case, each nanoparticle layer may be filled with a plurality of types of functional nanoparticles to form a nanoparticle layer, and the nanoparticle layer may be a laminated body of nanoparticle layers. Although a single type of functional nanoparticles is filled in each layer, the type of functional nanoparticles may be different between layers.

【0078】(ナノ粒子層)本発明のナノ粒子層積層体
は、上述した機能性ナノ粒子を高密度で充填したナノ粒
子層を積層してなるものである。
(Nanoparticle Layer) The nanoparticle layer laminate of the present invention is formed by laminating the nanoparticle layers in which the above-mentioned functional nanoparticles are packed at a high density.

【0079】本発明においては、用いる用途により異な
るものではあるが、上記ナノ粒子層内の機能性ナノ粒子
の密度が、体積百分率にして40〜80%の範囲内、特
に、45〜80%の範囲内であることが好ましい。本発
明は上述したように、機能性ナノ粒子の外周に存在する
機能性高分子の機能性部により機能を発揮するものであ
ることから、充填密度が上記範囲より小さい場合は、必
要とされる機能を発揮することができない可能性がある
ことから好ましくなく、また充填密度を上記範囲より大
きくすることは現時点では現実的ではないからである。
In the present invention, the density of the functional nanoparticles in the nanoparticle layer is within the range of 40 to 80% by volume, particularly 45 to 80%, although it depends on the use. It is preferably within the range. As described above, since the present invention exerts its function by the functional part of the functional polymer existing on the outer periphery of the functional nanoparticle, when the packing density is smaller than the above range, it is required. It is not preferable because the function may not be exerted, and it is not realistic to make the packing density larger than the above range at this time.

【0080】本発明におけるナノ粒子層は、上記密度で
充填された機能性ナノ粒子とその間に存在する気体(通
常は空気)とを有するものである。しかしながら、例え
ば後述するナノ粒子層積層体の製造方法の欄で説明する
ように、積層に際して高分子電解質膜を用いる場合は、
この高分子電解質が層内に含まれる場合もある。また、
後述するように、補強的付着手段を用いる場合等におい
ては、機能性ナノ粒子間に、所定の樹脂等が挿入されて
いる場合もある。
The nanoparticle layer in the present invention has the functional nanoparticles filled with the above density and the gas (usually air) existing between them. However, as will be described later in the section of the method for producing a nanoparticle layer laminate, for example, when a polymer electrolyte membrane is used for lamination,
This polyelectrolyte may be included in the layer. Also,
As will be described later, when a reinforcing attachment means is used, a predetermined resin or the like may be inserted between the functional nanoparticles.

【0081】本発明においては、このようなナノ粒子層
が積層されてナノ粒子層積層体となるのであるが、その
積層数は必要とされる機能・用途に応じて適宜選択する
ことができるものであり、要求される膜厚や機能などに
より大きく異なるものではある。一般的には、2層から
200層の範囲内であり、好ましくは3層から100層
の範囲内であるとすることができる。
In the present invention, such nanoparticle layers are laminated to form a nanoparticle layer laminate, and the number of layers can be appropriately selected according to the required function and application. Therefore, it depends on the required film thickness and function. Generally, it can be in the range of 2 to 200 layers, preferably in the range of 3 to 100 layers.

【0082】このナノ粒子層内の機能性ナノ粒子は、上
述したように単一種類であっても複数の機能性ナノ粒子
が混合されたものであってもよい。また異なる種類の機
能性ナノ粒子を含むナノ粒子層が積層されたものであっ
てもよいことは、上述した通りである。
The functional nanoparticles in the nanoparticle layer may be of a single type or a mixture of a plurality of functional nanoparticles as described above. As described above, the nanoparticle layers containing different types of functional nanoparticles may be laminated.

【0083】(支持材)本発明は、上述したような機能
性ナノ粒子が充填されたナノ粒子層が積層されてなるナ
ノ粒子層積層体であるが、このような積層体は自己支持
性の有無、用途等によって支持材を有する場合がある。
(Supporting Material) The present invention is a nanoparticle layer laminated body obtained by laminating nanoparticle layers filled with functional nanoparticles as described above. Such a laminated body has a self-supporting property. There may be a supporting material depending on the presence or absence, the application, etc.

【0084】また、このようなナノ粒子層積層体は、後
述するその製造方法の項で説明するが、基材上に積層さ
れて形成されるものであり、この基材を支持材として用
いるようにしてもよい。
Further, such a nanoparticle layer laminated body is formed by laminating it on a base material, which will be described later in the section of its manufacturing method, and this base material is used as a support material. You may

【0085】このような支持材としては、その材料およ
び形状は用途によって大きく異なるものであり、材料と
しては光学的用途に用いる場合は透明性が要求される
が、用途によっては透明でない支持材が好適に用いられ
る場合もある。また、形状としえは、フィルム状、シー
ト状、板状等の他、曲面を有する形状、筒状構造物、複
雑な形状等のいかなる形状であってもよい。
The material and shape of such a support material are largely different depending on the application. As a material, transparency is required when used for optical applications, but a support material that is not transparent is used depending on the application. It may be preferably used. Further, the shape may be any shape such as a film shape, a sheet shape, a plate shape, a shape having a curved surface, a tubular structure, or a complicated shape.

【0086】本発明のナノ粒子層積層体の用途が、例え
ば光学的な機能を活かす用途である場合は、支持材は透
明なものが要求される。このような透明な支持材として
は、通常板状のガラスやフィルム状のプラスチックなど
が用いられ、ディスプレイ用ガラスは、その表面平滑
性、透明性の点で優れているといえる。また、その厚さ
は、0.4mm〜10mm程度のものが価格も考慮して
一般的である。この場合、支持材は、通常は単層とする
が、複層であっても差し支えない。またフィルム状支持
材の厚みには特に制限はないが、通常は10〜300μ
m 程度のものを用いることが多い。
When the use of the nanoparticle layer laminate of the present invention is, for example, to make use of its optical function, a transparent support material is required. As such a transparent support material, plate-like glass or film-like plastic is usually used, and it can be said that the display glass is excellent in surface smoothness and transparency. Further, the thickness thereof is generally 0.4 mm to 10 mm in consideration of price. In this case, the support material is usually a single layer, but it may be a multi-layer. The thickness of the film-shaped support material is not particularly limited, but is usually 10 to 300 μm.
Often, the size of m is used.

【0087】(静電的相互作用)本発明においては、上
述したように機能性ナノ粒子が静電的相互作用により吸
着が可能な程度の電荷を有することが可能な無機ナノ粒
子を有するものであり、この無機ナノ粒子の機能によ
り、機能性ナノ粒子が基材上に静電的相互作用により積
層され、ナノ粒子層積層体とされている。なお、本発明
のナノ粒子層積層体は、この基材を支持材として用いて
もよいし、自己支持性を有する場合は、この基材から剥
離して用いてもよい。さらに、必要に応じて他の支持体
に転写されて用いられる場合もある。
(Electrostatic Interaction) In the present invention, as described above, the functional nanoparticles have inorganic nanoparticles capable of having an electric charge such that they can be adsorbed by electrostatic interaction. By the function of the inorganic nanoparticles, functional nanoparticles are laminated on a base material by electrostatic interaction to form a nanoparticle layer laminate. In addition, in the nanoparticle layer laminate of the present invention, this base material may be used as a support material, or when it has self-supporting property, it may be peeled off from this base material and used. Further, it may be used by being transferred to another support, if necessary.

【0088】このように、基材上への機能性ナノ粒子の
付着、言い換えると基材上でのナノ粒子層の形成が静電
的相互作用により行われているので、本発明においては
機能性ナノ粒子が均一に基材上に配置され、種々の機能
を発揮することができるナノ粒子層積層体を基材上に形
成することができるのである。
As described above, since the adhesion of the functional nanoparticles on the base material, in other words, the formation of the nanoparticle layer on the base material, is performed by electrostatic interaction, the functionality of the present invention is improved. It is possible to form a nanoparticle layer laminated body in which nanoparticles are uniformly arranged on the base material and which can exhibit various functions, on the base material.

【0089】このような静電的相互作用により基材上に
機能性ナノ粒子を付着させる場合は、通常基材上に正負
いずれかの電荷を付与し、この電荷と反対の極性を有す
る吸着層が形成された機能性ナノ粒子を用いることによ
り、機能性ナノ粒子を静電的相互作用により基材上に付
着させる方法が採られる。
When the functional nanoparticles are attached to the base material by such electrostatic interaction, generally, an electric charge of positive or negative is applied to the base material, and the adsorption layer having a polarity opposite to this charge. By using the functional nanoparticles in which the functional nanoparticles are formed, a method is adopted in which the functional nanoparticles are attached to the substrate by electrostatic interaction.

【0090】基材表面に電荷を付与する方法としては、
単に物理的に基材表面を帯電させる場合と、物理的ある
いは化学的に基材表面にイオン性官能基を付与する場合
がある。本発明においては、前者は電荷の安定性に乏し
いことから、後者の基材表面にイオン性官能基を付与す
る方法によることが好ましい。
As a method for applying an electric charge to the surface of the substrate,
In some cases, the surface of the substrate is simply charged physically, and in some cases, the surface of the substrate is physically or chemically imparted with an ionic functional group. In the present invention, the former is poor in charge stability, and therefore the latter method of imparting an ionic functional group to the surface of the substrate is preferable.

【0091】この基材表面にイオン性官能基を導入する
手法としては、コロナ放電処理、グロー放電処理、プラ
ズマ処理、加水分解処理、シランカップリング処理、高
分子電解質の塗布、高分子電解質多層膜の形成などが挙
げられるが、本発明においては、高分子電解質を塗布等
することにより得られる高分子電解質膜を形成すること
が好ましい。これは、以下の理由による。
As a method for introducing an ionic functional group on the surface of the base material, corona discharge treatment, glow discharge treatment, plasma treatment, hydrolysis treatment, silane coupling treatment, coating of polymer electrolyte, polymer electrolyte multilayer film In the present invention, it is preferable to form a polymer electrolyte membrane obtained by applying a polymer electrolyte or the like. This is for the following reason.

【0092】まず、一般に基材表面の電荷密度が高い方
が基材上に均一に機能性ナノ粒子が付着した機能性の高
いナノ粒子層を形成できる。一方、基材上に高分子電解
質膜を形成することにより、他の方法と比較して電荷密
度を高くすることができる。したがって、高分子電解質
膜を基材上に形成し、この高分子電解質膜と機能性ナノ
粒子との静電的相互作用により機能性ナノ粒子を基材
上、すなわち高分子電解質上に付着させることにより、
機能性ナノ粒子が均一に付着したナノ粒子層とすること
ができ、機能性の高いナノ粒子層積層体とすることがで
きる。
First, when the charge density on the surface of the base material is higher, a highly functional nanoparticle layer in which the functional nanoparticles are uniformly attached can be formed on the base material. On the other hand, by forming the polymer electrolyte membrane on the base material, the charge density can be increased as compared with other methods. Therefore, it is necessary to form a polymer electrolyte membrane on a substrate and to attach the functional nanoparticles on the substrate, that is, on the polymer electrolyte by electrostatic interaction between the polymer electrolyte membrane and the functional nanoparticles. Due to
It is possible to obtain a nanoparticle layer in which functional nanoparticles are evenly attached, and it is possible to obtain a highly functional nanoparticle layer laminate.

【0093】また、コロナ放電処理、グロー放電処理、
プラズマ処理、及び加水分解処理では、一般的に導入さ
れるイオン性官能基はアニオン性基であることが多い。
したがって、機能性ナノ粒子の無機ナノ粒子の電荷はカ
チオンに限定されることになる。一方、高分子電解質は
アニオン性、カチオン性、それらの密度やバランスを任
意に選択できるので、機能性ナノ粒子中の無機ナノ粒子
の電荷が、アニオン、カチオンのいずれか一方に限定さ
れることがない。この点からも基材表面に電荷を付与す
る方法としては、高分子電解質からなる高分子電解質膜
を形成することが好ましい。
Corona discharge treatment, glow discharge treatment,
In the plasma treatment and the hydrolysis treatment, the ionic functional group generally introduced is often an anionic group.
Therefore, the charge of the inorganic nanoparticles of the functional nanoparticles is limited to cations. On the other hand, the polyelectrolyte can be arbitrarily selected from anionic, cationic, and their density and balance, so that the charge of the inorganic nanoparticles in the functional nanoparticles is limited to either anion or cation. Absent. From this point as well, as a method for imparting an electric charge to the surface of the base material, it is preferable to form a polymer electrolyte membrane made of a polymer electrolyte.

【0094】高分子電解質膜を形成して基材表面に電荷
を付与する場合、高分子電解質膜の膜厚は機能性ナノ粒
子の平均粒径より薄いことが好ましく、さらに高分子電
解質の膜厚を機能性ナノ粒子の平均粒径の50%未満と
することが好ましい。高分子電解質膜の膜厚が機能性ナ
ノ粒子の平均粒径以上であると、機能性ナノ粒子が部分
的に二層以上積層される等、ナノ粒子層内に均一に機能
性ナノ粒子を充填できることができず、結果的に高品質
な機能を発揮するナノ粒子層積層体とすることができな
い可能性があるからである。
When a polymer electrolyte membrane is formed to give an electric charge to the surface of the substrate, the thickness of the polymer electrolyte membrane is preferably smaller than the average particle size of the functional nanoparticles, and the thickness of the polymer electrolyte is further reduced. Is preferably less than 50% of the average particle size of the functional nanoparticles. When the thickness of the polymer electrolyte membrane is equal to or larger than the average particle size of the functional nanoparticles, the functional nanoparticles are partially stacked in two or more layers, and the functional nanoparticles are uniformly filled in the nanoparticle layer. This is because it may not be possible, and as a result, it may not be possible to obtain a nanoparticle layer laminate that exhibits high-quality functions.

【0095】本発明において、このような高分子電解質
膜としては、互いに極性の異なる2種以上の高分子電解
質が積層されて形成された多層膜であることが好まし
い。このような高分子電解質多層膜の形成方法として
は、公知のいわゆる交互吸着膜作製法(Layer-by-Layer
Assembly法)を好適に用いることができる。この方法
は、基材をカチオン性高分子電解質水溶液とアニオン性
高分子電解質水溶液とに交互に浸漬することによって、
ナノオーダーの膜厚制御で基材上に高分子電解質多層膜
を形成する手法である(例えばGero Decherら、Scienc
e、277巻、1232ページ、1997年;白鳥世明ら、信学技
報、OME98-106、1998年;Joseph B. Schlenoffら、Macr
omolecules、32巻、8153ページ、1999年)。この方法に
よると、高分子電解質多層膜が機能性ナノ粒子の粒径以
上の厚膜であっても、ナノ粒子層は、単粒子膜で形成さ
れる。なぜなら、高分子電解質多層膜は、媒体(主に
水)不溶の高分子錯体になっており、ほとんど媒体に拡
散せず、機能性ナノ粒子は高分子電解質多層膜の、ほと
んど表面とのみ相互作用するからである。
In the present invention, such a polymer electrolyte membrane is preferably a multilayer film formed by laminating two or more kinds of polymer electrolytes having different polarities. As a method for forming such a polyelectrolyte multilayer film, there is known a so-called alternate adsorption film manufacturing method (Layer-by-Layer).
Assembly method) can be preferably used. This method, by alternately immersing the substrate in a cationic polyelectrolyte aqueous solution and an anionic polyelectrolyte aqueous solution,
This is a method of forming a polyelectrolyte multilayer film on a substrate by controlling the film thickness on the order of nanometers (for example, Gero Decher et al., Scienc
e, Vol. 277, p. 1232, 1997; Y. Shiratori et al., IEICE Tech., OME98-106, 1998; Joseph B. Schlenoff et al., Macr.
omolecules, 32, 8153, 1999). According to this method, even if the polymer electrolyte multilayer film is a thick film having a particle size equal to or larger than the particle size of the functional nanoparticles, the nanoparticle layer is formed of a single particle film. Because the polyelectrolyte multilayer is a polymer complex that is insoluble in the medium (mainly water), it hardly diffuses into the medium, and the functional nanoparticles interact only with almost the surface of the polyelectrolyte multilayer. Because it does.

【0096】高分子電解質と微粒子を用いて交互多層膜
を作製した例、あるいは単粒子膜を作製した例は、既に
多く報告されている(例えば、交互多層膜:Kunitake
ら、Chemistry Letters、125ページ、1997年;単粒子
膜:Akashiら、Langmuir、14巻、4088ページ、1998
年)。しかし、これらを含む先行技術において、無機ナ
ノ粒子上に機能性高分子が付着した機能性ナノ粒子から
なる単粒子膜に着目した報告・記述は皆無である。
Many examples of producing an alternating multilayer film using a polymer electrolyte and fine particles or an example of producing a single particle film have already been reported (for example, alternating multilayer film: Kunitake
Chemistry Letters, 125 pages, 1997; Single particle film: Akashi et al., Langmuir, 14, 4088 pages, 1998.
Year). However, in the prior art including these, there is no report or description focusing on a single particle film composed of functional nanoparticles in which a functional polymer is attached to inorganic nanoparticles.

【0097】また本発明においては、上記高分子電解質
膜を形成する高分子電解質が架橋された高分子電解質で
あることが好ましい。架橋された高分子電解質を用いる
ことにより、ナノ粒子層において不必要で不都合な機能
性ナノ粒子の多層化を防止することができるからであ
る。この架橋された高分子電解質は、高分子電解質を単
層で形成する場合も、上記高分子電解質多層膜とした場
合も好適に用いられ、高分子電解質多層膜とした場合
は、その最上層のみ架橋された高分子電解質を用いても
よいし、全ての層を架橋された高分子電解質で形成して
もよい。
Further, in the present invention, the polymer electrolyte forming the polymer electrolyte membrane is preferably a crosslinked polymer electrolyte. This is because the use of a crosslinked polyelectrolyte can prevent unnecessary and inconvenient multilayering of functional nanoparticles in the nanoparticle layer. This crosslinked polyelectrolyte is preferably used both when the polyelectrolyte is formed as a single layer and when the polyelectrolyte multilayer film is formed. When the polyelectrolyte multilayer film is formed, only the uppermost layer thereof is used. A crosslinked polyelectrolyte may be used, or all layers may be formed of a crosslinked polyelectrolyte.

【0098】本発明において、このように高分子電解質
膜を形成してこれに機能性ナノ粒子を付着させてナノ粒
子層を形成した後、さらにその上に高分子電解質膜を形
成し再度機能性ナノ粒子を付着させる工程を繰り返す方
法によりナノ粒子層積層体を形成する場合は、その後に
高分子電解質を除去しない限り、各ナノ粒子層内には高
分子電解質が存在することになる。また、この他、基材
上に高分子電解質膜を形成して最初のナノ粒子層を付着
させた後は、機能性ナノ粒子中の無機ナノ粒子の電荷を
変化させることにより、高分子電解質膜を介さずにナノ
粒子層を積層することも可能である。この場合は、2層
目以上のナノ粒子層内に高分子電解質は存在しないもの
となる。
In the present invention, the polymer electrolyte membrane is formed in this manner, and the functional nanoparticles are attached to the polymer electrolyte membrane to form a nanoparticle layer. Then, the polymer electrolyte membrane is further formed on the polymer electrolyte membrane to form the functional layer again. When the nanoparticle layer laminate is formed by the method of repeating the step of attaching nanoparticles, the polyelectrolyte is present in each nanoparticle layer unless the polyelectrolyte is subsequently removed. In addition, after forming the polymer electrolyte membrane on the substrate and attaching the first nanoparticle layer, by changing the charge of the inorganic nanoparticles in the functional nanoparticles, the polymer electrolyte membrane is changed. It is also possible to stack a nanoparticle layer without interposing. In this case, the polymer electrolyte does not exist in the second or higher layer of nanoparticles.

【0099】本発明に用いられる高分子電解質として
は、ポリエチレンイミンおよびその4級化物、ポリジア
リルジメチルアンモニウムクロライド、ポリ(N,N’
−ジメチル−3,5−ジメチレン−ピペリジニウムクロ
ライド)、ポリアリルアミンおよびその4級化物、ポリ
ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートおよびその
4級化物、ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アクリ
ルアミドおよびその4級化物、ポリジメチル(メタ)ア
クリルアミドおよびその4級化物、ポリ(メタ)アクリ
ル酸およびそのイオン化物、ポリスチレンスルホン酸ナ
トリウム、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチル−1
−プロパンスルホン酸)、ポリアミック酸、ポリビニル
スルホン酸カリウム、さらには上記ポリマーを構成する
モノマーと(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロキシエ
チル(メタ)アクリレート、N−イソプロピル(メタ)
アクリルアミドなどのノニオン性水溶液モノマーとの共
重合体などを上げることができる。
As the polymer electrolyte used in the present invention, polyethyleneimine and its quaternary compound, polydiallyldimethylammonium chloride, poly (N, N ') are used.
-Dimethyl-3,5-dimethylene-piperidinium chloride), polyallylamine and quaternary compounds thereof, polydimethylaminoethyl (meth) acrylate and quaternary compounds thereof, polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide and quaternary compounds thereof , Polydimethyl (meth) acrylamide and its quaternized products, poly (meth) acrylic acid and its ionized products, sodium polystyrene sulfonate, poly (2-acrylamido-2-methyl-1)
-Propane sulfonic acid), polyamic acid, potassium polyvinyl sulfonate, and further monomers (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, N-isopropyl (meth) constituting the above-mentioned polymer.
For example, a copolymer with a nonionic aqueous solution monomer such as acrylamide can be used.

【0100】本発明においては、中でもポリエチレンイ
ミン4級化物、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロ
ライド、ポリ(N,N’−ジメチル−3,5−ジメチレ
ン−ピペリジニウムクロライド)、ポリアリルアミン4
級化物、ポリジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト4級化物、ポリジメチルアミノプロピル(メタ)アク
リルアミド4級化物、ポリジメチル(メタ)アクリルア
ミド4級化物、ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム、ポ
リスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリ(2−アクリル
アミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸)、ポリ
ビニルスルホン酸カリウム、さらには上記ポリマーを構
成するモノマーと(メタ)アクリルアミド、2−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリレート、N−イソプロピル
(メタ)アクリルアミドなどのノニオン性水溶液モノマ
ーとの共重合体を用いることが好ましい。
In the present invention, among them, polyethyleneimine quaternized product, polydiallyldimethylammonium chloride, poly (N, N′-dimethyl-3,5-dimethylene-piperidinium chloride), polyallylamine 4
Quaternized product, polydimethylaminoethyl (meth) acrylate quaternized product, polydimethylaminopropyl (meth) acrylamide quaternized product, polydimethyl (meth) acrylamide quaternized product, sodium poly (meth) acrylate, sodium polystyrene sulfonate, Poly (2-acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonic acid), potassium polyvinyl sulfonate, and further monomers constituting the polymer and (meth) acrylamide, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, N-isopropyl (meth) ) It is preferable to use a copolymer with a nonionic aqueous solution monomer such as acrylamide.

【0101】また、架橋された高分子電解質としては、
上記高分子電解質を構成するモノマーとメチレンビスア
クリルアミドなどの多官能モノマーとの架橋体や上記高
分子電解質とアルデヒド類との反応による架橋体、上記
高分子電解質への電子線、ガンマ線照射による架橋体な
どを挙げることができる。
Further, as the crosslinked polymer electrolyte,
Cross-linked product of a monomer constituting the above-mentioned polymer electrolyte and a polyfunctional monomer such as methylenebisacrylamide, a cross-linked product by the reaction between the above-mentioned polymer electrolyte and aldehydes, an electron beam to the above-mentioned polymer electrolyte, and a cross-linked product by gamma ray irradiation. And so on.

【0102】(補強的付着手段)本発明のナノ粒子層積
層体は、基材上に静電的相互作用により機能性ナノ粒子
が付着してナノ粒子層を形成し、これを積層してなるも
のである。この際、この機能性ナノ粒子が静電的相互作
用によってのみ各ナノ粒子層間、および基材を支持材と
して用いた場合の支持材とナノ粒子層とが付着している
場合は、実際の使用に際して耐擦傷性等に問題が生じる
場合がある。このような場合は、ナノ粒子層積層体の付
着力を向上させる補強的付着手段を用いてもよい。
(Reinforcing Adhesion Means) The nanoparticle layer laminate of the present invention is formed by laminating functional nanoparticles on a base material by electrostatic interaction to form a nanoparticle layer. It is a thing. At this time, when the functional nanoparticles are adhered to each other only by electrostatic interaction between the respective nanoparticle layers, and when the support material and the nanoparticle layer when the base material is used as the support material are attached, At that time, problems such as scratch resistance may occur. In such a case, a reinforcing adhesion means for improving the adhesion of the nanoparticle layer laminate may be used.

【0103】このような補強的付着手段としては、これ
に限定されるものではないが、例えば、このようなナノ
粒子層内に活性照射線反応性モノマーおよび重合開始剤
を充填させ、これらを硬化させる方法や、上記ナノ粒子
層積層体をその一方の表面を残して封止材に埋設する方
法等を挙げることができる。
Such a reinforcing attachment means is not limited to this, but for example, such a nanoparticle layer is filled with an actinic radiation-reactive monomer and a polymerization initiator and cured. And a method of embedding the above-mentioned nanoparticle layer laminated body in the encapsulating material while leaving one surface thereof.

【0104】その他、補強的付着手段としては、ナノ粒
子層積層体が形成された支持体上をドライラミネートす
る方法、ナノ粒子層積層体に対してエクストルージョン
コーティングする方法、フィルム状接着剤を介在させる
法、粘着剤を塗布する方法などを採用して支持材とナノ
粒子層積層体とを接着させる方法、また点接着や線接着
する方法などもあげられる。
In addition, as a reinforcing attachment means, a method of dry-laminating the support on which the nanoparticle layer laminate is formed, a method of extrusion coating the nanoparticle layer laminate, or a film adhesive is used. And a method of applying a pressure-sensitive adhesive or the like to bond the support material to the nanoparticle layer laminate, or a method of spot bonding or line bonding.

【0105】上記ナノ粒子層内に活性照射線反応性モノ
マーおよび重合開始材を充填させ、硬化させる方法にお
いては、単に補強的な作用の他、機能性ナノ粒子をナノ
粒子層内に固定化することにより、膜内固定された機能
をもつ超格子構造がBragg反射により特定の波長の
光を回折する効果を利用した、従来に無い光学的機能、
例えば波長半値が狭い干渉膜を得ることが可能となる。
また活性照射線による硬化、架橋反応を利用したパター
ニングが可能となることから、光導波路が容易に形成で
きることや屈折率変化を利用してのホログラムや選択反
射膜に利用できるといった可能性がある。
In the method of filling the above-mentioned nanoparticle layer with the actinic radiation-reactive monomer and the polymerization initiator and curing the same, the functional nanoparticles are fixed in the nanoparticle layer in addition to the reinforcing action. As a result, a superlattice structure having a fixed function in the film utilizes an effect of diffracting light of a specific wavelength by Bragg reflection, which is an unprecedented optical function.
For example, it is possible to obtain an interference film having a narrow half wavelength.
Further, it becomes possible to form an optical waveguide easily because it can be cured by actinic radiation and can be patterned using a crosslinking reaction, and it can be used as a hologram or a selective reflection film utilizing a change in refractive index.

【0106】ここで用いられる反応性モノマーとは、後
述する重合開始剤が活性照射線を吸収することにより発
生するラジカルによって重合が誘発されるモノマーのこ
とをいい、本発明においては、この性質を有するモノマ
ーであればいかなるモノマーも使用可能であり、少なく
とも1つの重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化
合物を用いることができる。
The reactive monomer used herein refers to a monomer whose polymerization is induced by radicals generated by absorption of actinic radiation by a polymerization initiator described later. In the present invention, this property is Any monomer can be used as long as it has a monomer, and a compound having at least one polymerizable carbon-carbon unsaturated bond can be used.

【0107】このような反応性モノマーとして、具体的
には、アリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ブ
トキシエチルアクリレート、ブトキシエチレングリコー
ルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ジシク
ロペンタニルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリ
レート、グリセロールアクリレート、グリシジルアクリ
レート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒド
ロキシプロピルアクリレート、イソボニルアクリレー
ト、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレ
ート、ラウリルアクリレート、2−メトキシエチルアク
リレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、
フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレー
ト、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレング
リコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジア
クリレート、1,5−ペンタンジオールアクリレート、
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,3−プ
ロパンジオールアクリレート、1,4−シクロヘキサン
ジオールジアクリレート、2,2−ジメチロールプロパ
ンアクリレート、グリセロールジアクリレート、トリプ
ロプレングリコールジアクリレート、グリセロールトリ
アクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレー
ト、ポリオキシエチル化トリメチロールプロパントリア
クリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、
ペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリエチレ
ングリコールジアクリレート、ポリオキシプロピルトリ
メチロールプロパントリアクリレート、ブチレングリコ
ールジアクリレート、1,2,4−ブタントリオールト
リアクリレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペ
ンタンジオールジアクリレート、ジアリルフマレート、
1,10−デカンジオールジメチルアクリレート、ジペ
ンタエリスリトールヘキサアクリレート、および、上記
のアクリレート基をメタアクリレート基に置換したも
の、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
1−ビニル−2−ピロリドン、2−ヒドロキシエチルア
クリロイルホスフェート、テトラヒドロフルフリルアク
リレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルオキシアクリレート、3−ブタンジオールア
クリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、
ポリエチレングリコールジアクリレート、ヒドロキシピ
バリン酸エステルネオペンチルグリコールジアクリレー
ト、フェノール−エチレンオキサイド変性アクリレー
ト、フェノール−プロピレンオキサイド変性アクリレー
ト、N−ビニル−2−ピロリドン、ビスフェノールA−
エチレンオキサイド変性ジアクリレート、などの、アク
リレートモノマー、および、これらのアクリレート基を
メタアクリレート基に置換したもの、ポリウレタン構造
を有するオリゴマーにアクリレート基を結合したポリウ
レタンアクリレートオリゴマー、ポリエステル構造を有
するオリゴマーにアクリレート基を結合したポリエステ
ルアクリレートオリゴマー、エポキシ基を有するオリゴ
マーにアクリレート基を結合したエポキシアクリレート
オリゴマー、あるいは、メタクリレート基を有するエポ
キシメタクリレート樹脂等を用いることができる。
Specific examples of the reactive monomer include allyl acrylate, benzyl acrylate, butoxyethyl acrylate, butoxyethylene glycol acrylate, cyclohexyl acrylate, dicyclopentanyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, glycerol acrylate, glycidyl acrylate. , 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, isobonyl acrylate, isodexyl acrylate, isooctyl acrylate, lauryl acrylate, 2-methoxyethyl acrylate, methoxyethylene glycol acrylate,
Phenoxyethyl acrylate, stearyl acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,5-pentanediol acrylate,
1,6-hexanediol diacrylate, 1,3-propanediol acrylate, 1,4-cyclohexanediol diacrylate, 2,2-dimethylolpropane acrylate, glycerol diacrylate, triprylene glycol diacrylate, glycerol triacrylate, tri Methylol propane triacrylate, polyoxyethylated trimethylol propane triacrylate, pentaerythritol triacrylate,
Pentaerythritol tetraacrylate, triethylene glycol diacrylate, polyoxypropyl trimethylolpropane triacrylate, butylene glycol diacrylate, 1,2,4-butanetriol triacrylate, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol Diacrylate, diallyl fumarate,
1,10-decanediol dimethyl acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and those obtained by substituting the above acrylate group with a methacrylate group, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane,
1-vinyl-2-pyrrolidone, 2-hydroxyethylacryloyl phosphate, tetrahydrofurfuryl acrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxy acrylate, 3-butanediol acrylate, neopentyl glycol diacrylate,
Polyethylene glycol diacrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol diacrylate, phenol-ethylene oxide modified acrylate, phenol-propylene oxide modified acrylate, N-vinyl-2-pyrrolidone, bisphenol A-
Acrylate monomers such as ethylene oxide-modified diacrylate, and those in which these acrylate groups are substituted with methacrylate groups, polyurethane acrylate oligomers in which an acrylate group is bonded to an oligomer having a polyurethane structure, and acrylate groups in an oligomer having a polyester structure It is possible to use a polyester acrylate oligomer in which is bonded, an epoxy acrylate oligomer in which an acrylate group is bonded to an oligomer having an epoxy group, or an epoxy methacrylate resin having a methacrylate group.

【0108】なお、これらは使用できる反応性モノマー
の一例であり、これらに限定されるものではない。ま
た、このような反応性モノマーの含有量は、樹脂組成物
の不揮発成分の10〜90重量%、好ましくは20〜8
0重量%の範囲が望ましい。
These are examples of reactive monomers that can be used, and the present invention is not limited to these. The content of such a reactive monomer is 10 to 90% by weight, preferably 20 to 8% by weight of the non-volatile components of the resin composition.
A range of 0% by weight is desirable.

【0109】上記、反応性モノマーは単独で用いてもよ
いし、2種以上を混合してもよい。中でも、3官能以上
の多官能アクリレートモノマーは、特に好適に用いるこ
とが可能である。
The above reactive monomers may be used alone or in combination of two or more. Among them, a trifunctional or higher polyfunctional acrylate monomer can be used particularly preferably.

【0110】本発明に用いられる重合開始剤とは、活性
照射線を吸収することによりラジカルを発生し、上記の
反応性モノマーの重合を開始させるためのものである。
The polymerization initiator used in the present invention is one for generating radicals by absorbing actinic radiation to initiate the polymerization of the above reactive monomer.

【0111】例えば、芳香族ケトン類、ベンゾインエー
テル類、ベンゾイン類、イミダゾール2量体類、ハロメ
チルチアゾール化合物、ハロメチル−S−トリアジン系
化合物、ベンゾフェノン、[4−(メチルフェニルチ
オ)フェニル]フェニルメタノン、エチルアントラキノ
ン、p−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、
p−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、2,2−
ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1
−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2
−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−
1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル
−ケトン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フ
ェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン
−1−オン、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェ
ニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、メチル
ベンゾインホルメート、ベンゾインイソブチルエーテ
ル、ベンジルジメチルケタール、2,4,6−トリメチ
ルベンゾフェノン、4−メチルベンゾフェノン、(2−
ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−(1−メチルビニ
ル)フェニル))プロパノン、2−[(2−ジメチルア
ミノエチル)アミノ]−4,6−ビス(トリクロロメチ
ル)−S−トリアジン−ジメチル硫酸塩、2−(4−メ
トキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)
−S−トリアジン、2−メチル−4,6−ビス(トリク
ロロメチル)−S−トリアジン、2,4,6−トリス
(トリクロロメチル)−S−トリアジン、Octel
Chemicals製QUANTACURE ITX,
ABQ,CPTX,BMS,EPD,DMB,MCA,
EHA、みどり化学製TAZ−100,101,10
2,104,106,107,108、などを用いるこ
とが可能である。
For example, aromatic ketones, benzoin ethers, benzoins, imidazole dimers, halomethylthiazole compounds, halomethyl-S-triazine compounds, benzophenone, [4- (methylphenylthio) phenyl] phenylmeta Non-, ethylanthraquinone, p-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester,
p-Dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, 2,2-
Dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 1
-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2
-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-
1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-methyl-1 [4- (Methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, methylbenzoinformate, benzoinisobutylether, benzyldimethylketal, 2,4,6-trimethylbenzophenone, 4-methylbenzophenone, (2-
Hydroxy-2-methyl-1- (4- (1-methylvinyl) phenyl)) propanone, 2-[(2-dimethylaminoethyl) amino] -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine-dimethyl Sulfate, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl)
-S-triazine, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -S-triazine, Octel
Chemicals made QUANTACURE ITX,
ABQ, CPTX, BMS, EPD, DMB, MCA,
EHA, TAZ-100, 101, 10 manufactured by Midori Kagaku
2, 104, 106, 107, 108, etc. can be used.

【0112】また、2,4−ジエチルチオキサントン、
2−クロロチオキサントン、2−ベンジル−2−ジメチ
ルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノ
ン−1、2−[2−(フラン−2−イル)エテニル]−
4,6−ビス(トリクロロメチル)−S−トリアジン、
2−[2−(5−メチルフラン−2−イル)エテニル]
−4,6−ビス(トリクロロメチル)−S−トリアジ
ン、2−[2−(3,4−ジメトキシフェニル)エテニ
ル]−4,6−ビス(トリクロロメチル)−S−トリア
ジン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,
4,4−トリメチル−ペンチルフォスフィンオキサイド
やビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニ
ルフォスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキ
サイド、Octel Chemicals製QUANT
ACURE QTX、みどり化学製TAZ−110,1
13,118,120,121,122,123、La
mberti製ESACURE KTO46などを用い
ることが可能である。
Further, 2,4-diethylthioxanthone,
2-chlorothioxanthone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1,2- [2- (furan-2-yl) ethenyl]-
4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine,
2- [2- (5-methylfuran-2-yl) ethenyl]
-4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, 2- [2- (3,4-dimethoxyphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, bis (2,6) -Dimethoxybenzoyl) -2,
Acylphosphine oxides such as 4,4-trimethyl-pentylphosphine oxide and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide, QUANT manufactured by Octel Chemicals
ACURE QTX, Midori Kagaku TAZ-110, 1
13, 118, 120, 121, 122, 123, La
It is possible to use ESACURE KTO46 etc. made from Mberti.

【0113】さらには、ビス(η−2,4−シクロペ
ンタジエン−1−イル)−ビス(2,6−ジフルオロ−
3−(1H−ピロール−1−イル)−フェニル)チタニ
ウムやη−シクロペンタジエニル−η−クメニル−
アイアン(1+)−ヘキサフルオロフォスフェイト(1
−)等のメタロセン、2−[2−(4−ジエチルアミノ
−2−メチルフェニル)エテニル]−4,6−ビス(ト
リクロロメチル)−S−トリアジン、みどり化学製TA
Z−114などを用いることが可能である。
Furthermore, bis (η 5 -2,4-cyclopentadien-1-yl) -bis (2,6-difluoro-)
3- (1H-pyrrol-1-yl) -phenyl) titanium or η 5 -cyclopentadienyl-η 6 -cumenyl-
Iron (1 +)-Hexafluorophosphate (1
-) And the like metallocene, 2- [2- (4-diethylamino-2-methylphenyl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -S-triazine, TA manufactured by Midori Kagaku
Z-114 or the like can be used.

【0114】本発明において用いることができる重合開
始剤については、以下に述べる光吸収領域を有し、上記
の反応性モノマーが重合できるために必要なラジカルを
発生するものであれば特に限定する物ではない。また、
本発明では、これらの重合開始剤を単独で、または、2
種以上を混合して使用できる。
The polymerization initiator that can be used in the present invention is particularly limited as long as it has a light absorption region described below and generates a radical necessary for the above reactive monomer to be polymerized. is not. Also,
In the present invention, these polymerization initiators may be used alone or in combination of 2
A mixture of two or more species can be used.

【0115】このような重合開始剤の添加量は、組成物
の不揮発成分100重量部に対して0.1〜40重量
部、好ましくは1〜20重量部の範囲で設定することが
できる。
The addition amount of such a polymerization initiator can be set in the range of 0.1 to 40 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the nonvolatile components of the composition.

【0116】さらには、上記本発明のナノ粒子層積層体
に活性照射線を照射する際に、使用するランプについて
も、各含有される重合開始剤が最も吸収する活性照射線
を発するものが用いられる。具体的には、UV照射光源
(UVランプ)を使用することが可能である。この場
合、各ナノ粒子層を積層し、反応性モノマーおよび重合
開始剤をナノ粒子層内に充填した後、UV光を露光し硬
化させることで皮膜を得る。UV露光は、アライナー、
ステッパー、プロキシ等の装置によって行う。さらに、
露光線源は、メタルハライド、ショートアークXe等、
照射波長が230nm〜480nm,最適には320n
m〜420nmを使用することが好ましい。
Furthermore, when the nanoparticle layer laminate of the present invention is irradiated with an actinic radiation, the lamp used should be one that emits the actinic radiation most absorbed by each of the contained polymerization initiators. To be Specifically, it is possible to use a UV irradiation light source (UV lamp). In this case, each nanoparticle layer is laminated, the reactive monomer and the polymerization initiator are filled in the nanoparticle layer, and then the film is obtained by exposing to UV light and curing. UV exposure is an aligner,
It is performed by a device such as a stepper or a proxy. further,
The exposure radiation source is metal halide, short arc Xe, etc.
Irradiation wavelength is 230nm-480nm, optimally 320n
It is preferable to use m to 420 nm.

【0117】また、酸素遮断条件下でUV露光、硬化を
行うと、発生するラジカル失活が抑制され、かつ硬化感
度は高まり、深部にまで均一に硬化可能である。さらに
は、例えば上述の光重合開始剤の1つであるイルガキュ
アー369(チバスペシャリティーケミカルズ製)は、
約290nm〜365nmの波長の光を最も吸収するた
め、当該範囲の光を発光するランプ(例えば水銀ラン
プ)を用いることが好ましく、また、光重合開始剤の1
つであるイルガキュアー907(チバスペシャリティー
ケミカルズ製)は、約260nm〜330nmの波長の
光を最も吸収するため、光学系も石英レンズを使用した
当該範囲の光を発光するランプを用いることが好まし
い。
Further, when UV exposure and curing are carried out under oxygen-shielding conditions, the generated radical deactivation is suppressed, the curing sensitivity is enhanced, and even deep curing is possible. Furthermore, for example, Irgacure 369 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), which is one of the above-mentioned photopolymerization initiators,
Since a light having a wavelength of about 290 nm to 365 nm is most absorbed, it is preferable to use a lamp (for example, a mercury lamp) that emits light in the range, and one of the photopolymerization initiators is used.
Since IRGACURE 907 (manufactured by Ciba Specialty Chemicals), which is one of the two, most absorbs light having a wavelength of about 260 nm to 330 nm, it is preferable to use a lamp that emits light in the range using a quartz lens as the optical system. .

【0118】次に、補助的付着手段の他の例として、封
止材により、上記ナノ粒子層積層体をその一方の表面を
残して埋設する場合について説明する。このように封止
材を補助的付着手段として用いれば、単に付着力を補強
するのみならず、機能性ナノ粒子の種類によっては水分
や酸素が浸入することを遮断する必要がある場合や、水
分などにより変形することが不都合な場合等に好適とな
る。
Next, as another example of the auxiliary attaching means, a case where the nanoparticle layer laminated body is embedded with a sealing material leaving one surface thereof will be described. When the sealant is used as an auxiliary attachment means in this way, it is necessary not only to reinforce the adhesive force but also to prevent the ingress of water or oxygen depending on the type of the functional nanoparticles, or This is suitable when it is inconvenient to be deformed due to such reasons.

【0119】なお、本発明においては、ナノ粒子層積層
体の一方の表面を残して封止材に埋設するようにした
が、これはこの一方の表面に支持体が存在することを前
提にしたものである。したがって、ナノ粒子層積層体が
支持体上に形成されていない場合は、必要に応じて封止
材が全面に形成されて封止されたものであってもよい。
In the present invention, one surface of the nanoparticle layer laminated body is left to be embedded in the encapsulating material, but it is premised that the support is present on this one surface. It is a thing. Therefore, when the nanoparticle layer laminated body is not formed on the support, the encapsulating material may be formed on the entire surface and sealed if necessary.

【0120】本発明においては、このような封止材とし
ては特に限定されるものではないが、ナノ粒子層積層体
の光学的機能を活用する場合等においては、透明な封止
材を用いることが好ましい。
In the present invention, such a sealing material is not particularly limited, but a transparent sealing material is used when the optical function of the nanoparticle layer laminate is utilized. Is preferred.

【0121】このような透明封止材とするための樹脂成
分としては、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアニリン
樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどの導電性樹脂、特にポ
リアニリン樹脂、ポリフェニルエーテル樹脂、ポリフェ
ニレンビニレン樹脂などが好適である。また、アルキッ
ド樹脂、弗素系樹脂とアクリル系樹脂との混合樹脂、エ
ポキシ変性ウレタンゴム等の各種ゴム類、シリコーンな
どの各種の合成樹脂を用いることができる。さらに、例
えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリメチ
ルペンテン樹脂、ポリブテン樹脂、エチレン−プロピレ
ン共重合樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー等の
オレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニ
リデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、塩化ビニル−
酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹
脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂等のビニル
系樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレ
ンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート、エ
チレン−テレフタレート−イソフタレート共重合樹脂、
ポリエステル系熱可塑性エラストマー等のポリエステル
系樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸メチル樹脂、ポリ(メ
タ)アクリル酸エチル樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸ブ
チル樹脂、(メタ)アクリル酸メチル−(メタ)アクリ
ル酸ブチル共重合樹脂等のアクリル樹脂、ナイロン6又
はナイロン66等で代表されるポリアミド樹脂、三酢酸
セルロース樹脂、セロファン、ポリスチレン樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリイミド樹
脂、エポキシフェノール樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ
ウレタン変性樹脂、又はフェノール樹脂あるいはこれら
の共重合体や混合物等も用いることができる。なお、こ
れらは誘電率も考慮して選択することが望ましい。
As the resin component for forming such a transparent encapsulant, a conductive resin such as polyvinyl butyral resin, polyaniline resin, polyvinylidene fluoride, etc., particularly polyaniline resin, polyphenyl ether resin, polyphenylene vinylene resin, etc. are preferable. Is. Further, alkyd resin, mixed resin of fluorine resin and acrylic resin, various rubbers such as epoxy-modified urethane rubber, and various synthetic resins such as silicone can be used. Furthermore, for example, polyethylene resin, polypropylene resin, polymethylpentene resin, polybutene resin, ethylene-propylene copolymer resin, olefin resin such as olefin thermoplastic elastomer, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl alcohol resin, chloride Vinyl
Vinyl acetate copolymer resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, vinyl resin such as ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyethylene naphthalate, ethylene-terephthalate-isophthalate copolymer resin,
Polyester resin such as polyester thermoplastic elastomer, poly (meth) acrylic acid methyl resin, poly (meth) acrylic acid ethyl resin, poly (meth) acrylic acid butyl resin, (meth) acrylic acid methyl- (meth) acrylic acid Acrylic resin such as butyl copolymer resin, polyamide resin represented by nylon 6 or nylon 66, cellulose triacetate resin, cellophane, polystyrene resin, polycarbonate resin, polyarylate resin, polyimide resin, epoxy phenol resin, epoxy resin, epoxy Urethane-modified resin, phenolic resin, copolymers or mixtures thereof, and the like can also be used. It is desirable that these are selected in consideration of the dielectric constant.

【0122】上記の内、セルロース系、ポリエーテルス
ルフォン系、ポリアクリル系、ポリウレタン系、ポリエ
ステル系、ポリカーボネート系、ポリスルホン系、ポリ
エーテルケトン系、(メタ)アクリロニトリル系の樹
脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアニリン樹脂、ア
ルキッド樹脂、弗素系樹脂とアクリル系樹脂との混合樹
脂、エポキシ変性ウレタンゴム、シリコーン、エポキシ
フェノール樹脂、エポキシウレタン変性樹脂、フェノー
ル樹脂、アクリル樹脂、あるいはこれらの共重合体や混
合物などを用いることが特に好ましい。
Among the above, cellulose type, polyether sulfone type, polyacrylic type, polyurethane type, polyester type, polycarbonate type, polysulfone type, polyether ketone type, (meth) acrylonitrile type resin, polyvinyl butyral resin, polyaniline resin , Alkyd resin, mixed resin of fluorine resin and acrylic resin, epoxy modified urethane rubber, silicone, epoxy phenol resin, epoxy urethane modified resin, phenol resin, acrylic resin, or copolymers or mixtures of these. Is particularly preferable.

【0123】なお、特殊な場合として熱可塑性エラスト
マー、二軸延伸ポリエステルフィルム(PET)、二軸
延伸ナイロンフィルム(ONY)、二軸延伸ポリプロピ
レンフィルム(OPP)、無延伸ポリプロピレンフィル
ム(CPP)、無延伸ナイロンフィルム(CNY)など
が好適に用いられる。その他、ポリカーボネートフィル
ム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィ
ルム、ポリエチレンフィルム、エチレン共重合体フィル
ム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム、ポ
リスルホンフィルム、セルロース系フィルムをはじめと
する種々の透明なフィルムをも用いることができる。
As a special case, thermoplastic elastomer, biaxially oriented polyester film (PET), biaxially oriented nylon film (ONY), biaxially oriented polypropylene film (OPP), non-oriented polypropylene film (CPP), non-oriented Nylon film (CNY) is preferably used. In addition, various transparent films such as polycarbonate film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film, polyethylene film, ethylene copolymer film, ethylene-vinyl alcohol copolymer film, polysulfone film, and cellulose-based film are also available. Can be used.

【0124】また、上記透明封止材の樹脂のなかで、封
止されるナノ粒子層積層体との密着性や接着性などの観
点からは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂が良く、さらに
好ましいエポキシ樹脂としては、三菱油化シェル(株)
製エピコートシリーズ、ダイセル(株)製セロキサイド
シリーズ、エポリードシリーズ、ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノー
ル−S型エポキシ樹脂、ビスフェノール−F型エポキシ
樹脂、ポリカルボン酸グリシジルエステル、ポリオール
グリシジルエステル、脂肪酸または脂環式エポキシ樹
脂、アミノエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポ
キシ樹脂、ジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂、グリ
シジル(メタ)アクリレートとラジカル重合可能なモノ
マーとの共重合エポキシ化合物を挙げることができる。
Among the resins of the above-mentioned transparent encapsulant, acrylic resin and epoxy resin are preferable and more preferable epoxy resin from the viewpoint of adhesion and adhesiveness with the nanoparticle layer laminate to be encapsulated. As Mitsubishi Yuka Shell Co., Ltd.
Epicoat series manufactured by Daicel Corporation, Celoxide series manufactured by Daicel Co., Ltd., Epolide series, bisphenol A type epoxy resin, novolac type epoxy resin, bisphenol-S type epoxy resin, bisphenol-F type epoxy resin, polycarboxylic acid glycidyl ester, polyol Examples thereof include glycidyl ester, fatty acid or alicyclic epoxy resin, aminoepoxy resin, triphenolmethane type epoxy resin, dihydroxybenzene type epoxy resin, and copolymerized epoxy compound of glycidyl (meth) acrylate and radically polymerizable monomer. .

【0125】(ナノ粒子層積層体のパターン化)本発明
のナノ粒子層積層体は、支持体上にパターン状に形成す
るようにしてもよい。パターン状に形成することによ
り、例えば光学フィルター等に用いることが可能となる
等、さらに種々の用途に用いることが可能となるからで
ある。
(Patterning of Nanoparticle Layer Laminate) The nanoparticle layer laminate of the present invention may be formed in a pattern on a support. This is because by forming it in a pattern, it can be used for various purposes such as being used as an optical filter or the like.

【0126】このようにナノ粒子層積層体をパターン状
に形成する方法としては、基材上に親水/疎水パターン
もしくは酸/塩基パターンを形成し、この上にナノ粒子
層積層体を形成し、必要であれば上記封止材で封止する
方法等により形成することができる。
As a method for forming the nanoparticle layer laminated body in a pattern like this, a hydrophilic / hydrophobic pattern or an acid / base pattern is formed on a substrate, and the nanoparticle layer laminated body is formed on this. If necessary, it can be formed by a method of sealing with the above sealing material.

【0127】B.ナノ粒子層積層体の製造方法 本発明のナノ粒子層積層体の製造方法は、基材表面に電
荷を付与する電荷付与工程と、この基材表面に付与され
た電荷と逆符号の電荷を有する機能性ナノ粒子を含有す
る機能性ナノ粒子分散液を上記基材上に塗布し、ナノ粒
子層を形成するナノ粒子層形成工程とを有し、上記機能
性ナノ粒子が、表面に吸着基を有し、かつ静電的相互作
用により吸着が可能な程度の電荷を有することができる
無機ナノ粒子と、上記無機ナノ粒子表面に存在する吸着
基と吸着する複数の吸着基を有するアンカー部、および
機能性官能基を有する機能性部を含有する機能性高分子
とからなり、上記機能性高分子のアンカー部が上記無機
ナノ粒子表面の吸着基に付着してなる機能性ナノ粒子で
あることを特徴とするものである。
B. Method for producing nanoparticle layer laminate The method for producing a nanoparticle layer laminate of the present invention has a charge applying step of applying an electric charge to the surface of a base material, and a charge having a sign opposite to the electric charge applied to the surface of the base material. A functional nanoparticle dispersion containing functional nanoparticles is applied onto the base material, and a nanoparticle layer forming step of forming a nanoparticle layer is included, and the functional nanoparticle has an adsorption group on the surface. And an inorganic nanoparticle capable of having an electric charge capable of being adsorbed by electrostatic interaction, an anchor portion having a plurality of adsorption groups that adsorb with an adsorption group present on the surface of the inorganic nanoparticle, and It is composed of a functional polymer containing a functional part having a functional functional group, and the anchor part of the functional polymer is a functional nanoparticle formed by adhering to an adsorption group on the surface of the inorganic nanoparticle. It is a feature.

【0128】(機能性ナノ粒子の製造方法)本発明のナ
ノ粒子層積層体の製造方法を説明する前に、本発明に用
いられる機能性ナノ粒子の製造方法について説明する。
本発明においては、上述した無機ナノ粒子と上述した機
能性高分子とが分散した分散液を調製する。この際、機
能性高分子が分散剤としての機能を有するものである場
合は、他に分散剤は不要であるが、分散能が不足する場
合や無い場合は、後述するような分散剤を加えることに
より上記分散液を調製する。
(Method for Producing Functional Nanoparticles) Before explaining the method for producing the nanoparticle layer laminate of the present invention, the method for producing the functional nanoparticles used in the present invention will be described.
In the present invention, a dispersion liquid in which the above-mentioned inorganic nanoparticles and the above-mentioned functional polymer are dispersed is prepared. At this time, when the functional polymer has a function as a dispersant, no other dispersant is necessary, but if the dispersibility is insufficient or not, a dispersant as described below is added. Thus, the above dispersion is prepared.

【0129】そして、この分散液を所定時間、攪拌する
ことにより分散液中の無機ナノ粒子表面に機能性高分子
のアンカー部を付着させ、機能性ナノ粒子とするもので
ある。
Then, by stirring this dispersion for a predetermined time, the anchor portion of the functional polymer is attached to the surface of the inorganic nanoparticles in the dispersion to form the functional nanoparticles.

【0130】(電荷付与工程)本発明においては、まず
基材表面に電荷を付与する電荷付与工程が行なわれる。
ここで、この基材は、上述したようにそのまま支持材と
して用いられるものであってもよく、また、ナノ粒子層
積層体が自己支持性を有するものの場合は、ナノ粒子層
積層体を形成後剥離してもよく、さらには、基材上にナ
ノ粒子層積層体を形成後、別に容易された支持材上に転
写するようにしてもよい。
(Charge Applying Step) In the present invention, a charge applying step of applying an electric charge to the surface of the substrate is first carried out.
Here, this base material may be used as it is as a support material as described above, and when the nanoparticle layer laminate has self-supporting property, after forming the nanoparticle layer laminate. It may be peeled off, and further, after the nanoparticle layer laminated body is formed on the base material, it may be transferred onto a separately-supported support material.

【0131】基材上に電荷を付与する方法に関しては、
上述したものと同様であるので、ここでの説明は省略す
る。このように交互吸着法においては、静電的相互作用
により基材上に上述した機能性ナノ粒子を付着させるこ
とから、基板上に正負いずれかの電荷を付与することに
より、この後に行なう工程において、この電荷と反対の
極性を有する無機ナノ粒子を含む機能性ナノ粒子を用い
る事により、機能性ナノ粒子を基材上に付着させること
ができるのである。
Regarding the method for imparting an electric charge onto the substrate,
The description is omitted here because it is the same as the above. As described above, in the alternate adsorption method, the above-mentioned functional nanoparticles are attached to the substrate by electrostatic interaction, and therefore, by applying either positive or negative charge to the substrate, the subsequent steps are performed. By using a functional nanoparticle containing an inorganic nanoparticle having a polarity opposite to this charge, the functional nanoparticle can be attached to the substrate.

【0132】(ナノ粒子層形成工程)次いで、この基材
表面に付与された電荷と逆符号の電荷を有する機能性ナ
ノ粒子分散液を上記基材上に塗布し、ナノ粒子層を形成
するナノ粒子層形成工程が行われる。なお、この機能性
ナノ粒子分散液は、上記機能性ナノ粒子を製造する際に
調整した分散液をそのまま使用してもよい。
(Nanoparticle Layer Forming Step) Then, a functional nanoparticle dispersion liquid having a charge having a sign opposite to that of the charge applied to the surface of the base material is applied onto the base material to form a nanoparticle layer. A particle layer forming step is performed. As the functional nanoparticle dispersion liquid, the dispersion liquid prepared at the time of producing the functional nanoparticles may be used as it is.

【0133】ここで、用いられる機能性ナノ粒子につい
ては、上述したものと同様であるので、ここでの説明は
省略するが、この際用いられる機能性ナノ粒子は、その
無機ナノ粒子が有する電荷が、基材等の塗布面に付与さ
れた電荷と異なるものが用いられる。
Since the functional nanoparticles used here are the same as those described above, the description thereof is omitted here. However, the functional nanoparticles used in this case are the same as the charges of the inorganic nanoparticles. However, an electric charge different from the electric charge applied to the coated surface of the substrate or the like is used.

【0134】本発明においては、上述したように、ナノ
粒子層を積層するに際して、上述した高分子電解質膜を
介さないで、積層させる機能性ナノ粒子の電荷を正負と
変化させることによりナノ粒子層を積層するようにして
もよい。この場合には、一般的な交互吸着法においては
含まれてしまう高分子電解質膜を含まないナノ粒子層で
ナノ粒子層積層体を得ることができるため、このナノ粒
子層積層体が有する各種機能の能力が高分子電解質で阻
害されるといった不都合を防止することができ、十分な
効果を発揮することが可能となる。さらに、この場合、
基材上に高分子電解質膜によらずに電荷を付与すれば、
全く高分子電解質を含まないナノ粒子層積層体とするこ
とが可能となる。
In the present invention, as described above, when laminating the nanoparticle layer, the electric charge of the functional nanoparticles to be laminated is changed between positive and negative without interposing the above-mentioned polymer electrolyte membrane. May be laminated. In this case, the nanoparticle layer laminated body can be obtained with the nanoparticle layer that does not include the polymer electrolyte membrane that is included in the general alternate adsorption method. It is possible to prevent the inconvenience that the above-mentioned ability is hindered by the polymer electrolyte, and it is possible to exert a sufficient effect. Furthermore, in this case,
If an electric charge is applied to the base material without depending on the polymer electrolyte membrane,
It becomes possible to obtain a nanoparticle layer laminated body containing no polymer electrolyte at all.

【0135】本発明において、上記機能性ナノ粒子分散
液中の機能性ナノ粒子の濃度は、機能性ナノ粒子分散液
に対して1容量%から70容量%であり、好ましくは1
容量から55容量%、特に好ましくは3容量%から50
容量%の範囲内である。
In the present invention, the concentration of the functional nanoparticles in the functional nanoparticle dispersion liquid is 1% by volume to 70% by volume, preferably 1% by volume with respect to the functional nanoparticle dispersion liquid.
Volume to 55 volume%, particularly preferably 3 volume% to 50 volume
It is within the range of% by volume.

【0136】この工程で用いられる機能性ナノ粒子分散
液は、含有する無機ナノ粒子の粒径と、周囲に付着した
機能性高分子の分子量と調整分散粘度の関係を調べる
と、慣性半径が小さいことから、粘度は小さくなる可能
性が高い。そのため、交互吸着法によるナノ粒子層の積
層が困難な場合には、シリカや包接体などの増粘剤や分
散剤、安定剤などの添加剤を少量添加して、改質するよ
うにしてもよい。
The functional nanoparticle dispersion liquid used in this step has a small radius of gyration when the relationship between the particle size of the inorganic nanoparticles contained therein and the molecular weight of the functional polymer attached to the surroundings and the adjusted dispersion viscosity is examined. Therefore, the viscosity is likely to be small. Therefore, if it is difficult to stack the nanoparticle layers by the alternate adsorption method, a small amount of additives such as thickeners and dispersants such as silica and clathrates, and stabilizers should be added for modification. Good.

【0137】さらに、粘度改質剤、流動性改質剤、レオ
ロジーコントロール剤などを添加してナノ粒子層の積層
状態や膜適性を向上させてもよい。具体的な例として、
タルク、酸化チタンなどの金属酸化物微粒子、シリカ、
シリカゾル(あるいはゲル)、多糖類例えば信越化学社
製セルロースシリーズ(MC系、アルカリ可溶性セルロ
ース)、シリコーンオイルなどを挙げることができ、こ
れらを数%程度以下添加してもよい。
Further, a viscosity modifier, a fluidity modifier, a rheology control agent and the like may be added to improve the layered state of the nanoparticle layer and the film suitability. As a concrete example,
Talc, metal oxide fine particles such as titanium oxide, silica,
Silica sol (or gel), polysaccharides such as cellulose series (MC type, alkali-soluble cellulose) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., silicone oil and the like can be mentioned, and these may be added by several% or less.

【0138】本発明においては、特に包接体が好まし
く、このような包接体としてカリックスアレーン、ゼオ
ライト、モンモリロナイト、スメクタイト、クラウンエ
ーテル、その他籠状化合物を用いることができる。包接
体自身は各種置換基で修飾されたものを使用しても良
い。ここでは特に透明性の高いモンモリロナイト、スメ
クタイトが分散性および包接安定作用の点で好ましい。
In the present invention, the clathrate is particularly preferable, and as such clathrate, calixarene, zeolite, montmorillonite, smectite, crown ether and other cage compounds can be used. The clathrate itself may be modified with various substituents. Here, montmorillonite and smectite having particularly high transparency are preferable in terms of dispersibility and inclusion-stabilizing action.

【0139】また分散剤としては、高分子型湿潤・分散
剤を用いることができる。分散剤は無機ナノ粒子表面に
機能性高分子が吸着した機能性ナノ粒子が、機能性ナノ
粒子分散液を用いて積層した場合に均一に積層するた
め、あるいは、機能性ナノ粒子分散液の均質性の保持や
改善、さらには形成されるナノ粒子層積層体の膜質を良
好とするために用いられる。なお、このような分散剤
は、基板密着性を阻害しないようなものを注意して厳選
しなければならない。
As the dispersant, a polymeric wetting / dispersing agent can be used. The dispersant is used because the functional nanoparticles having the functional polymer adsorbed on the surface of the inorganic nanoparticles are uniformly laminated when the functional nanoparticle dispersion is used for the lamination, or the functional nanoparticle dispersion is homogeneous. It is used for maintaining and improving the property, and further for improving the film quality of the formed nanoparticle layer laminate. It should be noted that such a dispersant must be carefully selected so as not to impair the adhesion of the substrate.

【0140】この分散剤の材料として例えば、楠本化成
(株)製ディスパロンシリーズ、アビシア(株)製ソル
スパースシリーズなどを挙げることができる。この中
で、酸価が8〜20であり、アミン価が20〜32であ
る高分子型湿潤・分散剤を用いることが好ましい。具体
的には、ディスパロンの商品番号DA−703−50,
DA−705,DA−725,DA−234,DA−3
25,DA−375、ソルスパース24000、120
00、5000などを挙げることができる。
Examples of the material of this dispersant include Disparon series manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd. and Solspers series manufactured by Avicia Co., Ltd. Among these, it is preferable to use a polymeric wetting / dispersing agent having an acid value of 8 to 20 and an amine value of 20 to 32. Specifically, Disparlon product number DA-703-50,
DA-705, DA-725, DA-234, DA-3
25, DA-375, Sols Perth 24000, 120
00, 5000, etc. can be mentioned.

【0141】さらに、これと組み合わせて使用可能な分
散剤として、例えばポリオキシエチレンアルキルフェニ
ルエーテル系、ポリエチレングリコールジエステル系、
ソルビタン脂肪酸エステル系、脂肪酸変性ポリエステル
系、3級アミン変性ポリウレタン系などが挙げられえ
る。また、従来公知の分散剤を用いることもできる。
Further, as a dispersant which can be used in combination therewith, for example, polyoxyethylene alkylphenyl ether type, polyethylene glycol diester type,
Examples thereof include sorbitan fatty acid ester type, fatty acid modified polyester type, and tertiary amine modified polyurethane type. Further, a conventionally known dispersant can also be used.

【0142】このような分散剤は、0.01wt%〜3
0wt%の範囲で、好ましくは0.1wt%〜10wt
%の範囲で用いられる。
Such a dispersant is contained in an amount of 0.01 wt% to 3%.
In the range of 0 wt%, preferably 0.1 wt% to 10 wt
Used in the range of%.

【0143】さらには、ナノ粒子層積層体が、色素吸収
膜や着色機能膜特性を重視する場合には、上記機能性ナ
ノ粒子分散液に着色剤あるいは色剤を添加することによ
り、ナノ粒子層形成時に、これら着色剤あるいは色剤を
同時に取り込ませてもよい。
Further, in the case where the nanoparticle layer laminated body places importance on the characteristics of the dye absorbing film and the colored functional film, the colorant or the coloring agent is added to the above-mentioned functional nanoparticle dispersion liquid to form the nanoparticle layer. At the time of formation, these coloring agents or coloring agents may be incorporated at the same time.

【0144】着色剤としては、染料や顔料を組み合わせ
たり、有機色素誘導体等を使用したりすることができ
る。このような有機色素誘導体としては、ホトクロミッ
ク色素を挙げることができ、顔料としては、フタロシア
ニン系、アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系等
の有機色素(顔料、染料など)の骨格にカルボキシル
基、スルホン酸基、アミノ基、カルボニル基、スルホニ
ル基等を付加したもの、および、その塩等を挙げること
ができる。
As the colorant, a dye or a pigment may be combined, or an organic dye derivative or the like may be used. Examples of such organic dye derivatives include photochromic dyes, and pigments include phthalocyanine-based, azo-based, anthraquinone-based, and quinacridone-based organic dyes (pigments, dyes, etc.) having a skeleton of a carboxyl group and a sulfone group. Examples thereof include those to which an acid group, amino group, carbonyl group, sulfonyl group and the like have been added, and salts thereof.

【0145】さらには、公知の染料および/または顔料
を用いることも可能である。すなわち、化学構造として
はアントラキノン系、イソインドリン系、イソインドリ
ノン系、アゾ系、ピロロピロール系、キノフタロン系、
フタロシアニン系、スレン系、トリフェニルメタン系、
トリアリルメタン系、キナクリドン系、ジオキサジン
系、ペリレン系、ペリノン系およびこれらの金属錯体な
どである。これら、有機色素の場合は耐熱性、耐光性の
観点から顔料形態のものの方が好ましい。
Further, known dyes and / or pigments can be used. That is, as the chemical structure, anthraquinone series, isoindoline series, isoindolinone series, azo series, pyrrolopyrrole series, quinophthalone series,
Phthalocyanine type, slene type, triphenylmethane type,
Examples thereof include triallylmethane-based, quinacridone-based, dioxazine-based, perylene-based, perinone-based and metal complexes thereof. In the case of these organic dyes, the pigment form is preferable from the viewpoint of heat resistance and light resistance.

【0146】上記機能性ナノ粒子分散液には、0.5〜
10重量%程度の紫外線吸収剤や、同じく0.5〜10
重量%程度の光安定剤を添加することも可能である。こ
れにより、得られるナノ粒子層積層体の耐候性を、さら
に高めることができるからである。
The functional nanoparticle dispersion liquid contains 0.5 to
About 10% by weight of UV absorber and 0.5-10%
It is also possible to add a light stabilizer in an amount of about% by weight. This is because the weather resistance of the obtained nanoparticle layer laminate can be further enhanced.

【0147】このような紫外線吸収剤としては、例えば
ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノン、サリチル酸エス
テル等の有機系化合物や、粒径0.2μm以下の微粒子
状の酸化亜鉛、酸化セリウム等の無機質系化合物を用い
ることができる。また、光安定剤としては、例えばビス
−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニ
ル)セバケート等のヒンダードアミン系ラジカル捕捉
剤、ピペリジン系ラジカル捕捉剤等のラジカル捕捉剤を
使用することができる。
As such an ultraviolet absorber, for example, an organic compound such as benzotriazole, benzophenone or salicylate, or an inorganic compound such as fine particle zinc oxide or cerium oxide having a particle size of 0.2 μm or less is used. You can As the light stabilizer, for example, a hindered amine-based radical scavenger such as bis- (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) sebacate, or a radical scavenger such as piperidine-based radical scavenger should be used. You can

【0148】なお、基材上にナノ粒子層積層体を設ける
にあたっては、基材の表面にコロナ放電処理などの活性
化ないし粗面化処理を施しておいたり、基材フィルム上
にアンカーコーティング層を設けるといった、基材との
密着性向上手段を講じた後、ナノ粒子層積層体を形成す
るというようにしてもよい。
When the nanoparticle layer laminate is provided on the substrate, the surface of the substrate is subjected to activation or roughening treatment such as corona discharge treatment, or the anchor coating layer is provided on the substrate film. The nanoparticle layer laminated body may be formed after taking measures to improve the adhesiveness with the base material, such as providing.

【0149】(用途)本発明のナノ粒子層積層体の用途
および機能としては、例えば光透過制御、光屈折、光導
電体、皮膜抵抗体、コンデンサー等を挙げることがで
き、その他、金電極の表面修飾パターニングによる電気
配線、特にナノワイヤーとしての用途や、さらにナノテ
クノロジーを使用したナノデバイス用基板や素子といっ
た用途にも展開することが可能である。
(Use) The use and function of the nanoparticle layer laminate of the present invention include, for example, light transmission control, photorefraction, photoconductor, film resistor, condenser, etc. It can be applied to electrical wiring by surface modification patterning, especially as a nanowire, and also as a substrate or element for nanodevices using nanotechnology.

【0150】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiments are merely examples, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the scope of claims of the present invention, and has any similar effects to the present invention. It is included in the technical scope of.

【0151】[0151]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be further described with reference to the following examples.

【0152】(機能性ナノ粒子の調整)各合成に使用し
た試薬や溶媒は、市販品を蒸留あるいは再結晶により精
製したものを使用した。各試薬は、和光純薬工業(株)
のものを使用した。
(Preparation of Functional Nanoparticles) As reagents and solvents used in each synthesis, commercially available products purified by distillation or recrystallization were used. Each reagent is Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
I used the one.

【0153】無機ナノ粒子の調製は、鳥本らのサイズ選
択光エッチング法(T.Torimotoら、J.El
ectrochem.Soc.,145,(1998)
1964.)により行なった。
The inorganic nanoparticles are prepared by the size-selective photo-etching method of Torimoto et al. (T. Torimoto et al., J. El.
microchem. Soc. , 145, (1998)
1964. ).

【0154】すなわち、広い粒子径分布を有する無機ナ
ノ粒子に、その吸収端の波長よりも短い波長の単色光を
照射することで、粒子径の大きな無機ナノ粒子のみを選
択的に光励起し溶解させて、より小さな無機ナノ粒子へ
と粒子径を、CdSの単分散粒子化にて無機ナノ粒子を
調整した。
That is, by irradiating inorganic nanoparticles having a wide particle size distribution with monochromatic light having a wavelength shorter than the wavelength at the absorption edge, only the inorganic nanoparticles having a large particle size are selectively photoexcited and dissolved. Then, the particle diameter was adjusted to smaller inorganic nanoparticles, and the inorganic nanoparticles were adjusted by monodisperse particles of CdS.

【0155】安定剤として、ヘキサメタリン酸を用い、
水溶液中でCdSの粒子(平均粒子径8nm)にアルゴ
ンレーザ光478nmを照射した。得られたCdSの粒
子は平均粒子径3.5nmで分布幅の狭い(平均粒子径
の約7%)ものが調整できた。
Hexametaphosphoric acid is used as a stabilizer,
CdS particles (average particle diameter 8 nm) were irradiated with an argon laser beam of 478 nm in an aqueous solution. The obtained CdS particles could be adjusted to have an average particle diameter of 3.5 nm and a narrow distribution width (about 7% of the average particle diameter).

【0156】これに、櫛形ポリマーであるポリオキシエ
チレンイミン鎖をもつ機能性高分子としてソルスパース
24000、3.2gで表面に吸着させ、CdSナノ粒
子を無機ナノ粒子とする機能性ナノ粒子を得た。 (電荷付与工程)機能性ナノ粒子を光−電気エネルギー
変換素子への固体デバイスとするには、基板上への固定
化が不可欠である。
Then, functional polymer having a polyoxyethyleneimine chain, which is a comb-shaped polymer, was adsorbed on the surface with 3.2 g of Solsperse 24000 to obtain functional nanoparticles having CdS nanoparticles as inorganic nanoparticles. . (Charge application step) In order to make the functional nanoparticles into a solid-state device for a light-to-electric energy conversion element, immobilization on a substrate is essential.

【0157】交互吸着は、吸着質量を制御して次のよう
に行った。機能性ナノ粒子分散液は以下のようにして調
製した。すなわち、カチオン性電荷付与には、カチオン
ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(以下P
DDAと略す。平均分子量15万、アルドリッチ社製)
を用いた。アニオン性電荷付与には、ポリスチレンスル
ホン酸ナトリウム(以下PSSと略す。平均分子量7
万、アルドリッチ社製)を用いた。
The alternate adsorption was carried out as follows by controlling the adsorption mass. The functional nanoparticle dispersion liquid was prepared as follows. That is, cationic polydiallyldimethylammonium chloride (hereinafter P
Abbreviated as DDA. (Average molecular weight 150,000, manufactured by Aldrich)
Was used. For imparting an anionic charge, sodium polystyrene sulfonate (hereinafter abbreviated as PSS. Average molecular weight 7
Manufactured by Aldrich) was used.

【0158】4重量%PDDA水溶液および0.4重量
%PSS水溶液を用い、洗浄済みガラス基板(1.1m
m、NA−45、NHテクノグラス社製)の両面にPD
DAとPSSとを繰り返して8回吸着させ、最後にPS
Sを吸着させることにより交互吸着膜を作製し、基材表
面に対して正電荷を付与した。吸着条件は、各電荷付与
展開液に2分、吸着の合間の洗浄は各1.5分とした。
Using a 4 wt% PDDA aqueous solution and a 0.4 wt% PSS aqueous solution, a cleaned glass substrate (1.1 m
m, NA-45, manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.)
DA and PSS are repeatedly adsorbed eight times, and finally PS
An alternate adsorption film was produced by adsorbing S, and a positive charge was applied to the surface of the base material. The adsorption conditions were 2 minutes for each charge-providing developing solution and 1.5 minutes for each cleaning between adsorption.

【0159】(ナノ粒子層形成工程)上記機能性ナノ粒
子分散液に、さらに多官能アルキルシランカップリング
剤として、N,N´−ジビニル−γ−グリシジルプロピ
ルメトキシシラン(東芝シリコーン(株)製)0.1%
水溶液を用いて、上述成膜条件にて交互吸着させた。交
互吸着法によりナノ粒子層積層体が得られたことを確認
した。 (評価)光照射光源としてXeショートアーク500W
を用いた。熱線カットには溶液フィルターとして硫酸銅
溶液を使用した。さらに波長選択を行うためにシャープ
カットフィルター(HOYA製)を適時用いた。
(Nanoparticle Layer Forming Step) N, N′-divinyl-γ-glycidylpropylmethoxysilane (manufactured by Toshiba Silicone Co., Ltd.) was added to the functional nanoparticle dispersion liquid as a polyfunctional alkylsilane coupling agent. 0.1%
Alternating adsorption was performed using the aqueous solution under the above-mentioned film forming conditions. It was confirmed that the nanoparticle layer laminate was obtained by the alternate adsorption method. (Evaluation) Xe short arc 500W as light source
Was used. A copper sulfate solution was used as a solution filter for heat ray cutting. Further, a sharp cut filter (manufactured by HOYA) was used in order to select the wavelength.

【0160】ガラス基板に交互吸着法にて固定したCd
Sナノ粒子を無機ナノ粒子とするナノ粒子層積層体と、
正孔補足剤としてトリエタノールアミン0.02mol
/lを含む0.1mol/lKCl水溶液とを石英窓を
もつ電気化学測定セル中に浸積し、光照射を行った。こ
れによりn型半導体電極類似の光応答性としての光電流
を確認した。
Cd fixed on a glass substrate by the alternate adsorption method
A nanoparticle layer stack comprising S nanoparticles as inorganic nanoparticles;
Triethanolamine 0.02mol as a hole trap
0.1 mol / l KCl aqueous solution containing 1 / l was immersed in an electrochemical measurement cell having a quartz window, and light irradiation was performed. As a result, a photocurrent having photoresponsiveness similar to that of the n-type semiconductor electrode was confirmed.

【0161】[0161]

【発明の効果】本発明によれば、機能性ナノ粒子が静電
的相互作用により吸着が可能な程度の電荷を有するもの
であるので、静電的交互作用を用いた交互吸着法を用い
ることにより、上記機能性ナノ粒子を高密度で充填した
ナノ粒子層積層体を形成することが可能である。したが
って、本発明のナノ粒子層積層体は、無機ナノ粒子の周
囲に吸着した機能性高分子の機能性部の機能を最大限に
活かした機能性素子として有効に用いることができ、種
々の用途展開を図ることができるという効果を奏する。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, since the functional nanoparticles have a charge to the extent that they can be adsorbed by electrostatic interaction, the alternate adsorption method using electrostatic interaction is used. Thereby, it is possible to form a nanoparticle layer laminated body in which the functional nanoparticles are densely packed. Therefore, the nanoparticle layer laminate of the present invention can be effectively used as a functional element that makes the best use of the function of the functional part of the functional polymer adsorbed around the inorganic nanoparticles, and can be used in various applications. The effect that it can be deployed is achieved.

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Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面に吸着基を有し、かつ静電的相互作
用により吸着が可能な程度の電荷を有することができる
無機ナノ粒子と、 前記無機ナノ粒子表面に存在する吸着基と吸着する複数
の吸着基を有するアンカー部、および機能性官能基を有
する機能性部とを含有する機能性高分子とを有し、 前記機能性高分子のアンカー部が前記無機ナノ粒子表面
の吸着基に付着してなる機能性ナノ粒子を含むナノ粒子
層が、複数層積層されてなることを特徴とするナノ粒子
層積層体。
1. Inorganic nanoparticles having an adsorbing group on the surface and having a charge capable of being adsorbed by electrostatic interaction; and adsorbing with an adsorbing group present on the surface of the inorganic nanoparticles. An anchor part having a plurality of adsorption groups, and a functional polymer containing a functional part having a functional functional group, the anchor part of the functional polymer to the adsorption group of the inorganic nanoparticle surface A nanoparticle layer laminated body comprising a plurality of nanoparticle layers including functional nanoparticles attached to each other.
【請求項2】 前記無機ナノ粒子が、金属酸化物もしく
は金属硫化物からなる無機ナノ粒子であることを特徴と
する請求項1記載のナノ粒子層積層体。
2. The nanoparticle layer laminate according to claim 1, wherein the inorganic nanoparticles are inorganic nanoparticles made of a metal oxide or a metal sulfide.
【請求項3】 前記無機ナノ粒子が、機能性半導体であ
ることを特徴とする請求項2に記載のナノ粒子層積層
体。
3. The nanoparticle layer laminated body according to claim 2, wherein the inorganic nanoparticles are a functional semiconductor.
【請求項4】 前記無機ナノ粒子の平均粒径が1nm〜
150nmの範囲内であることを特徴とする請求項1か
ら請求項3までのいずれかの請求項に記載のナノ粒子層
積層体。
4. The average particle size of the inorganic nanoparticles is from 1 nm to
It is in the range of 150 nm, The nanoparticle layer laminated body in any one of Claim 1 to Claim 3 characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 前記機能性高分子が、分散剤としての機
能を有することを特徴とする請求項1から請求項4まで
のいずれかの請求項に記載のナノ粒子層積層体。
5. The nanoparticle layer laminate according to any one of claims 1 to 4, wherein the functional polymer has a function as a dispersant.
【請求項6】 前記機能性高分子のアンカー部が、1〜
10個の吸着基を有するくし型構造を有するものである
ことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか
の請求項に記載のナノ粒子層積層体。
6. The anchor portion of the functional polymer is 1 to
The nanoparticle layer laminate according to any one of claims 1 to 5, which has a comb structure having 10 adsorbing groups.
【請求項7】 前記機能性高分子の平均重合数分子量
が、100〜30000であることを特徴とする請求項
1から請求項6までのいずれかの請求項に記載のナノ粒
子層積層体。
7. The nanoparticle layer laminate according to any one of claims 1 to 6, wherein the functional polymer has an average polymerization number molecular weight of 100 to 30,000.
【請求項8】 複数種類の前記機能性ナノ粒子が用いら
れていることを特徴とする請求項1から請求項7までの
いずれかの請求項に記載のナノ粒子層積層体。
8. The nanoparticle layer laminate according to claim 1, wherein a plurality of types of the functional nanoparticles are used.
【請求項9】 単一種類の前記機能性ナノ粒子が用いら
れていることを特徴とする請求項1から請求項7までの
いずれかの請求項に記載のナノ粒子層積層体。
9. The nanoparticle layer laminate according to claim 1, wherein a single type of the functional nanoparticles is used.
【請求項10】 前記ナノ粒子層が、支持材上に積層さ
れていることを特徴とする請求項1から請求項9までの
いずれかの請求項に記載のナノ粒子層積層体。
10. The nanoparticle layer laminate according to any one of claims 1 to 9, wherein the nanoparticle layer is laminated on a support material.
【請求項11】 前記支持材上に高分子電解質膜が形成
されており、この高分子電解質膜上に前記ナノ粒子層が
積層されていることを特徴とする請求項10に記載のナ
ノ粒子層積層体。
11. The nanoparticle layer according to claim 10, wherein a polymer electrolyte membrane is formed on the support material, and the nanoparticle layer is laminated on the polymer electrolyte membrane. Laminate.
【請求項12】 前記高分子電解質膜が、互いに極性の
異なる2種以上の高分子電解質膜が積層されて形成され
た多層膜であることを特徴とする請求項11に記載のナ
ノ粒子層積層体。
12. The nanoparticle layer stack according to claim 11, wherein the polymer electrolyte membrane is a multilayer film formed by stacking two or more kinds of polymer electrolyte membranes having different polarities. body.
【請求項13】 前記高分子電解質膜が、架橋された高
分子電解質膜であることを特徴とする請求項11または
請求項12に記載のナノ粒子層積層体。
13. The nanoparticle layer laminate according to claim 11 or 12, wherein the polymer electrolyte membrane is a crosslinked polymer electrolyte membrane.
【請求項14】 前記ナノ粒子層間の付着が、前記静電
的相互作用による付着に加えて、さらに補強的付着手段
により付着されていることを特徴とする請求項1から請
求項13までのいずれかの請求項に記載のナノ粒子層積
層体。
14. The adhesion between the nano-particle layers is, in addition to the adhesion due to the electrostatic interaction, further adhered by a reinforcing adhesion means, according to any one of claims 1 to 13. Nanoparticle layer laminate according to any one of the claims.
【請求項15】 前記補強的付着手段が、前記ナノ粒子
層積層体中に活性照射線反応性モノマーおよび重合開始
剤を含有させ、これらを活性照射線の照射により硬化さ
せるものであることを特徴とする請求項14に記載のナ
ノ粒子層積層体。
15. The reinforcing adhesion means comprises means for containing an actinic radiation-reactive monomer and a polymerization initiator in the nanoparticle layer laminate, and curing these by irradiation with actinic radiation. The nanoparticle layer laminate according to claim 14.
【請求項16】 前記補強的付着手段が、前記ナノ粒子
層積層体の一方の表面を残して前記積層体を埋設する封
止材によるものであることを特徴とする請求項14に記
載のナノ粒子層積層体。
16. The nano according to claim 14, wherein the reinforcing attachment means is a sealing material that embeds the nanoparticle layer laminated body leaving one surface thereof buried. Particle layer stack.
【請求項17】 前記ナノ粒子層が、パターン状に形成
されていることを特徴とする請求項1から請求項16ま
でのいずれかの請求項に記載のナノ粒子層積層体。
17. The nanoparticle layer laminate according to any one of claims 1 to 16, wherein the nanoparticle layer is formed in a pattern.
【請求項18】 基材表面に電荷を付与する電荷付与工
程と、この基材表面に付与された電荷と逆符号の電荷を
有する機能性ナノ粒子を含有する機能性ナノ粒子分散液
を前記基材上に塗布し、ナノ粒子層を形成するナノ粒子
層形成工程とを有し、 前記機能性ナノ粒子が、表面に吸着基を有し、かつ静電
的相互作用により吸着が可能な程度の電荷を有すること
ができる無機ナノ粒子と、前記無機ナノ粒子表面に存在
する吸着基と吸着する複数の吸着基を有するアンカー
部、および機能性官能基を有する機能性部を含有する機
能性高分子とを有し、前記機能性高分子のアンカー部が
前記無機ナノ粒子表面の吸着基に付着してなる機能性ナ
ノ粒子であることを特徴とするナノ粒子層積層体の製造
方法。
18. A functional nanoparticle dispersion liquid containing a functional nanoparticle dispersion having a charge imparting step of imparting an electric charge to the surface of a base material, and functional nanoparticles having a charge having a sign opposite to that of the electric charge applied to the surface of the base material. And a nanoparticle layer forming step of forming a nanoparticle layer on the material, wherein the functional nanoparticle has an adsorption group on the surface and is capable of being adsorbed by electrostatic interaction. Inorganic nanoparticles capable of having an electric charge, an anchor portion having a plurality of adsorption groups that adsorb with an adsorption group existing on the surface of the inorganic nanoparticles, and a functional polymer having a functional portion having a functional functional group A method for producing a nanoparticle layer laminate, comprising: a functional nanoparticle having an anchor part of the functional polymer attached to an adsorption group on the surface of the inorganic nanoparticle.
【請求項19】 前記無機ナノ粒子が、金属酸化物もし
くは金属硫化物であることを特徴とする請求項18に記
載のナノ粒子層積層体の製造方法。
19. The method for producing a nanoparticle layer laminate according to claim 18, wherein the inorganic nanoparticles are metal oxides or metal sulfides.
【請求項20】 前記電荷付与工程が、基材上に高分子
電解質膜を形成する工程であることを特徴とする請求項
18または請求項19に記載のナノ粒子層の製造方法。
20. The method for producing a nanoparticle layer according to claim 18, wherein the charge applying step is a step of forming a polymer electrolyte membrane on a base material.
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