JP2008280453A - Pigment functional material - Google Patents

Pigment functional material Download PDF

Info

Publication number
JP2008280453A
JP2008280453A JP2007126921A JP2007126921A JP2008280453A JP 2008280453 A JP2008280453 A JP 2008280453A JP 2007126921 A JP2007126921 A JP 2007126921A JP 2007126921 A JP2007126921 A JP 2007126921A JP 2008280453 A JP2008280453 A JP 2008280453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
dye
functional material
dna
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007126921A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5095262B2 (en
Inventor
Naoya Ogata
直哉 緒方
Kanji Yamaoka
寛司 山岡
Yoshiharu Kagami
好晴 鏡
Masako Saito
雅子 斎藤
Hiroyuki Tachikawa
裕之 立川
Yoshihiro Ishikawa
佳寛 石川
Kenji Hara
憲司 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adeka Corp
Original Assignee
Adeka Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Adeka Corp filed Critical Adeka Corp
Priority to JP2007126921A priority Critical patent/JP5095262B2/en
Publication of JP2008280453A publication Critical patent/JP2008280453A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5095262B2 publication Critical patent/JP5095262B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pigment functional material improved in an optical amplification function and excellent in stability and durability. <P>SOLUTION: This pigment functional material is obtained by intercalating the organic pigment with a deoxyribonucleic acid and/or deoxyribonucleic acid salt, and dispersing the intercalated pigment material in a polymer matrix. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、色素機能材料に関するものである。詳しくは、安定性、耐久性に優れた、光デバイス、光導波路および光増幅器等に有用な色素機能材料に関するものである。   The present invention relates to a dye functional material. More specifically, the present invention relates to a dye functional material that is excellent in stability and durability and is useful for optical devices, optical waveguides, optical amplifiers, and the like.

従来から、デオキシリボ核酸(以下DNAという)中に機能物質を導入した複合体が開発されている。例えば特許文献1には、紫外線吸収物質、蛍光又はリン光放射物質などをDNA、或いはDNAの塩(長鎖アルキル基を有する四級アンモニウム塩)に導入(インターカレート)して機能材料を得ている。
DNAに導入された機能物質は核酸塩基の間にインターカレートしているので、ブリードアウトが極めて少ない材料とすることができるものである。
しかしながら、これらの材料は、DNAをマトリクスとして用いているため耐水性に乏しく、安定性および耐久性に欠けていた。それゆえ、このような欠点のない材料が望まれていた。
一方、プラスチック光ファイバー中にローダミン系色素に代表される蛍光性の有機色素を含有させることにより信号光の増幅ができる光増幅器が知られている(非特許文献1参照)が、より増幅効果の高い光増幅器が望まれていた。
Conventionally, a complex in which a functional substance is introduced into deoxyribonucleic acid (hereinafter referred to as DNA) has been developed. For example, in Patent Document 1, a functional material is obtained by introducing (intercalating) an ultraviolet absorbing substance, a fluorescent or phosphorescent emitting substance into DNA or a salt of DNA (a quaternary ammonium salt having a long chain alkyl group). ing.
Since the functional substance introduced into DNA is intercalated between nucleobases, it can be made into a material with very little bleed out.
However, these materials have poor water resistance due to the use of DNA as a matrix and lack stability and durability. Therefore, a material that does not have such drawbacks has been desired.
On the other hand, an optical amplifier capable of amplifying signal light by including a fluorescent organic dye typified by a rhodamine dye in a plastic optical fiber (see Non-Patent Document 1) has a higher amplification effect. An optical amplifier was desired.

特開2001−294597号公報JP 2001-294597 A 多加谷明広、小池康博、佐々木敬介、「プラスチックファイバー光増幅器」、応用物理:社団法人応用物理学会発行、第64巻,第1号,pp.32〜35(1995)Akihiro Takatani, Yasuhiro Koike, Keisuke Sasaki, “Plastic Fiber Optical Amplifier”, Applied Physics: Japan Society of Applied Physics, Vol. 64, No. 1, pp. 32-35 (1995)

本発明者らは上記に鑑みて鋭意研究の結果、色素インターカレート材料をポリマーマトリクス中に分散させることによって上記欠点が解消されることを見出し、またこのような色素インターカレート材料は飛躍的に光増幅機能のあることを見出し本発明に到達した。
従って、本発明の目的は、安定性、耐久性に優れた色素機能材料を提供することにある。さらに本発明は、これを用いた、蛍光発光強度の強い、光増幅機能の優れた、光導波路、光増幅器などの光デバイスを得ることを目的とする。
As a result of intensive studies in view of the above, the present inventors have found that the above-mentioned drawbacks can be solved by dispersing the dye intercalating material in the polymer matrix, and such a dye intercalating material has been dramatically improved. The present invention has been found to have an optical amplification function.
Therefore, an object of the present invention is to provide a dye functional material having excellent stability and durability. A further object of the present invention is to obtain an optical device such as an optical waveguide or an optical amplifier using this, having a strong fluorescence emission intensity and an excellent optical amplification function.

本発明者らは上記に鑑み鋭意研究の結果本発明に到達した。
即ち本発明は、有機色素がデオキシリボ核酸及び/又はデオキシリボ核酸塩にインターカレートされている、色素インターカレート材料がポリマーマトリクス中に分散していることを特徴とする色素機能材料である。
The present inventors have reached the present invention as a result of intensive studies in view of the above.
That is, the present invention is a dye functional material in which an organic dye is intercalated with deoxyribonucleic acid and / or deoxyribonucleic acid salt, and a dye intercalating material is dispersed in a polymer matrix.

また本発明は、ポリマーマトリクスが、硬化性物質を硬化させたものである、上記色素機能材料である。   The present invention also provides the dye functional material, wherein the polymer matrix is obtained by curing a curable substance.

また本発明は、ポリマーマトリクスが、ケイ素原子を有する硬化性物質を硬化させたものである、上記色素機能材料である。   The present invention also provides the dye functional material, wherein the polymer matrix is obtained by curing a curable substance having a silicon atom.

また本発明は、ポリマーマトリクスが、ポリシロキサン構造を有する光硬化性樹脂及び/又はポリシロキサン構造を有する熱硬化性樹脂を硬化させたものである、上記色素機能材料である。   The present invention also provides the above-described dye functional material, wherein the polymer matrix is obtained by curing a photocurable resin having a polysiloxane structure and / or a thermosetting resin having a polysiloxane structure.

また本発明は、上記デオキシリボ核酸の塩が疎水性基を有する四級アンモニウムである、上記色素機能材料である。   The present invention also provides the dye functional material, wherein the salt of deoxyribonucleic acid is a quaternary ammonium having a hydrophobic group.

また本発明は、疎水性基が炭素原子数6以上のアルキル基である、上記色素機能材料である。   The present invention also provides the dye functional material, wherein the hydrophobic group is an alkyl group having 6 or more carbon atoms.

また本発明は、上記色素機能材料を用いたことを特徴とする光デバイスである。
また本発明は、上記色素機能材料を用いたことを特徴とする光導波路である。
また本発明は、上記色素機能材料を用いたことを特徴とする光増幅器である。
The present invention also provides an optical device using the dye functional material.
The present invention also provides an optical waveguide using the dye functional material.
The present invention also provides an optical amplifier using the dye functional material.

本発明の効果は、安定性、耐久性に優れた色素機能材料を提供したことにある。さらにこれを用いた、蛍光発光強度の強い、光増幅機能の優れた、光導波路、光増幅器などの光デバイスを提供したことにある。   The effect of the present invention resides in providing a dye functional material that is excellent in stability and durability. Furthermore, the present invention provides an optical device such as an optical waveguide and an optical amplifier that uses this and has a strong fluorescence emission intensity and an excellent optical amplification function.

本発明に使用されるDNAは特に限定されないが、例えばサケ、マス、ニシン、サバ、タラ等魚類の白子(精巣)、ホタテ貝のウロ、牛の乳腺等を原料として抽出し、所望によりさらに精製して、得られるDNA等を使用することができる。   Although the DNA used in the present invention is not particularly limited, for example, salmon, trout, herring, mackerel, cod and other fish white larvae (testis), scallop sea urchin, cow mammary gland, etc. are extracted as raw materials, and further purified as desired Thus, the obtained DNA or the like can be used.

精製方法としては、例えば溶媒抽出法、酵素法などを例示することができる。
溶媒抽出法は、例えば細胞をホモジナイズした後に得られたろ過液を、塩化ナトリウムとドデシル硫酸ナトリウム(SDS)からなるDNA抽出液に加えて、60〜100℃で加熱抽出して、遠心分離後の上澄液にエタノールを加えてDNAを沈殿させて得る方法である。
酵素法は、例えばDNAとタンパク質などを含むろ過液に、プロテアーゼなどのタンパク分解酵素を加えてタンパク質を分解した後に、エタノールを加えてDNAを沈殿させて得る方法である。
高純度DNAを得る方法としては、溶媒抽出法はコスト的には有利であるが大量に生産するには酵素法が適している。
Examples of the purification method include a solvent extraction method and an enzyme method.
In the solvent extraction method, for example, a filtrate obtained after homogenizing cells is added to a DNA extract composed of sodium chloride and sodium dodecyl sulfate (SDS), heated and extracted at 60 to 100 ° C., and centrifuged. In this method, ethanol is added to the supernatant to precipitate DNA.
The enzyme method is a method obtained by, for example, adding a proteolytic enzyme such as a protease to a filtrate containing DNA and protein to decompose the protein, and then adding ethanol to precipitate the DNA.
As a method for obtaining high purity DNA, the solvent extraction method is advantageous in terms of cost, but an enzyme method is suitable for mass production.

DNA自体は酸であり、また上記のように通常はNa塩として得ることができ、これらのDNA(塩)は親水性である。親水性の材料として用いようとする場合にはこのまま用いることもできる(この場合はポリマーマトリクスとして親水性のポリマーを選択する)。一方で、親水性の低いポリマーマトリクスを用いて親水性の低い材料として用いようとする場合や、疎水性のポリマーマトリクスを用いて疎水性の材料として用いようとする場合には、DNA−Na塩を疎水性基を有する四級アンモニウムと塩交換して、DNAを疎水性基を有する四級アンモニウムとの塩とすることにより、親水性の低いポリマーマトリクスや疎水性のポリマーマトリクスとの相溶性を向上させることができる。   The DNA itself is an acid and can usually be obtained as a Na salt as described above, and these DNAs (salts) are hydrophilic. When it is intended to be used as a hydrophilic material, it can be used as it is (in this case, a hydrophilic polymer is selected as the polymer matrix). On the other hand, when a low hydrophilic polymer matrix is used as a low hydrophilic material or a hydrophobic polymer matrix is used as a hydrophobic material, a DNA-Na salt is used. Is exchanged with a quaternary ammonium having a hydrophobic group to convert the DNA to a salt with a quaternary ammonium having a hydrophobic group, thereby improving compatibility with a polymer matrix having low hydrophilicity or a hydrophobic polymer matrix. Can be improved.

かかる四級アンモニウムとしては、少なくとも1つの疎水性基を有すればよく、特に限定されるものではないが、この少なくとも1つの疎水性基としては、炭素原子数6以上のアルキル基(好ましくは炭素原子数8〜20のアルキル基)、1つ以上の炭素原子数1〜20のアルキル基を置換基として有するベンジル基、などを挙げることができる。四級アンモニウムのその他基は炭素原子数1〜4のアルキル基であればよく、また3つの基が窒素原子とともにピリジニウム環を構成してもよい。
少なくとも1つの疎水性基は、好ましくは1つ若しくは2つであることが良い。
The quaternary ammonium is not particularly limited as long as it has at least one hydrophobic group. The at least one hydrophobic group includes an alkyl group having 6 or more carbon atoms (preferably carbon An alkyl group having 8 to 20 atoms) and a benzyl group having one or more alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms as a substituent. The other group of quaternary ammonium should just be a C1-C4 alkyl group, and three groups may comprise a pyridinium ring with a nitrogen atom.
At least one hydrophobic group is preferably one or two.

このような少なくとも1つの疎水性基の好適な具体例としては、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、パルミチル基(セチル基ともいう)、ステアリル基などを挙げることができる。
具体的な四級アンモニウムの例としては、例えば、セチルトリメチルアンモニウム、セチルジメチルエチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、セチルピリジニウムなどを挙げることができる。
このようなDNA(塩)の分子量は、インターカレートする有機色素の種類や本発明の色素機能材料が応用される製品により適宜選択され、特に限定されるものではい。
Preferable specific examples of such at least one hydrophobic group include octyl group, 2-ethylhexyl group, decyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, palmityl group (also referred to as cetyl group), stearyl group and the like. Can be mentioned.
Specific examples of the quaternary ammonium include cetyltrimethylammonium, cetyldimethylethylammonium, dodecyltrimethylammonium, cetylpyridinium, and the like.
The molecular weight of such a DNA (salt) is appropriately selected depending on the type of organic dye to be intercalated and the product to which the dye functional material of the present invention is applied, and is not particularly limited.

本発明に使用することのできる有機色素としては、DNAにインターカレートすることができる有機色素であれば全て使用することができ、目的によって選択すればよいので特に限定されるものではない。例えば光増幅のような用途に適した有機色素の一例としては、9−メチルアントラセン、BBO、BBQ、Bis−MSB、BMP、BPBD、COTシクロオクタテトラエン、DASBTI、DASPI、DBASMPI、DBO、DCI−2、DCM、DCMII、DDC−4、DDCI−4、DDI、DDTTC、DMETCI、DMQ、DMT、DNTPC、DNTTCI、DOCI、DODCI、DOTC、DPS、DQOCI、DQTCI、DTCI、DTDC、DTTC、HDITC、HIDC、HITC、IR125、IR132、IR140、IR144、IR25、IR26、IR5、LD390、LD423、LD425、LD466、LD473、LD688、LD690、LD700、LDS698、LDS722、LDS730、LDS750、LDS751、LDS765、LDS798、LDS821、LDS867、LDS925、NCI、PBBO、PBD、PC−プロピレンカーボネート、POPOP、PPF、PPO、PQP、p−ターフェニル、QUI、TBS、TMP、α−NPO、アモニックス、ウラニン、エキサライト376、エキサライト389、エキサライト398、オキサジン720、オキサジン725、オキサジン750、カルボスチリル3、カルボスチリル7、クイノロン390、クマリン102、クマリン120、クマリン2、クマリン4、クマリン440、クマリン445、クマリン450、クマリン460、クマリン478、クマリン480、クマリン481、クマリン485、クマリン490、クマリン500、クマリン503、クマリン504、クマリン510、クマリン515、クマリン519、クマリン521、クマリン522、クマリン523、クマリン535、クマリン540、クマリン540A、クマリン6、クマリン7、クレシルバイオレット、サルファローダミン640、シプトシアニン、スチリル15、スチリル9、スチルベン1、スチルベン420、ナイルブルー690、フェノキサゾン660、フラン1、ブリリアートサルファフラビン、フルオレセン548、フルオロール555、ヘキサシアニン3、ヘキサシアンン2、ポリフェニル1、ポリフェニル2、マラカイトグリーン、メチル−DOTC、ローダミンB、ローダミン110、ローダミン575、ローダミン610、ローダミン6G、ローダミン800などが例示できる。   The organic dye that can be used in the present invention is not particularly limited because any organic dye that can intercalate with DNA can be used and may be selected depending on the purpose. Examples of organic dyes suitable for applications such as light amplification include 9-methylanthracene, BBO, BBQ, Bis-MSB, BMP, BPBD, COT cyclooctatetraene, DASBI, DASPI, DBASMPI, DBO, DCI- 2, DCM, DCMII, DDC-4, DDCI-4, DDI, DDTTC, DMETCI, DMQ, DMT, DNTPC, DNTCI, DOCI, DODCI, DOTC, DPS, DQOCI, DQTCI, DTCI, DTDC, DTTC, HDTC, HIDC, HITC, IR125, IR132, IR140, IR144, IR25, IR26, IR5, LD390, LD423, LD425, LD466, LD473, LD688, LD690, LD700, LDS698, LDS722 LDS730, LDS750, LDS751, LDS765, LDS798, LDS821, LDS867, LDS925, NCI, PBBO, PBD, PC-propylene carbonate, POPOP, PPF, PPO, PQP, p-terphenyl, QUI, TBS, TMP, α-NPO, Amonix, Uranine, Exalite 376, Exalite 389, Exalite 398, Oxazine 720, Oxazine 725, Oxazine 750, Carbostyril 3, Carbostyril 7, Quinolone 390, Coumarin 102, Coumarin 120, Coumarin 2, Coumarin 4, Coumarin 440 , Coumarin 445, Coumarin 450, Coumarin 460, Coumarin 478, Coumarin 480, Coumarin 481, Coumarin 485, Coumarin 490, Coumarin 500, Marine 503, Coumarin 504, Coumarin 510, Coumarin 515, Coumarin 519, Coumarin 521, Coumarin 522, Coumarin 523, Coumarin 535, Coumarin 540, Coumarin 540A, Coumarin 6, Coumarin 7, Cresyl Violet, Sulfurorhodamine 640, Cyptocyanine, Styryl 15, styryl 9, stilbene 1, stilbene 420, nile blue 690, phenoxazone 660, furan 1, brilliate sulfaflavin, fluorescene 548, fluorol 555, hexacyanine 3, hexacyanine 2, polyphenyl 1, polyphenyl 2, malachite green, Examples include methyl-DOTC, rhodamine B, rhodamine 110, rhodamine 575, rhodamine 610, rhodamine 6G, and rhodamine 800. .

これらのなかでも、DBASMPI、キサンテン系のローダミンB、ローダミン6G、ローダミン110等の他、クマリン系のクマリン2、クマリン6、クマリン7、クマリン102等が好ましいものとして例示できる。さらに好ましいのはDBASMPIである。DBASMPIはtrans−4−[4−(dibutylamino)styryl]−1−methylpyridinium iodideとも称される。   Among these, preferable examples include DBASMPI, xanthene rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 110, and the like, as well as coumarin-based coumarin 2, coumarin 6, coumarin 7, coumarin 102, and the like. Further preferred is DBASMPI. DBASMPI is also referred to as trans-4- [4- (dibutylamino) style] -1-methylpyridinium iodide.

上記有機色素を上記DNA(塩)にインターカレートする方法は、両者が自由に挙動できる環境下で混合されれば容易にインターカレートするので特に限定されない。例えば、DNA又はDNA−Naの水溶液に、インターカレートを所望する有機色素を加え、乳鉢などで磨粉する方法(水溶液が当該色素色となり、当該色素のインターカレートしたDNA(塩)の水溶液となる。)、DNA又はDNA−Naの水溶液に、インターカレートを所望する有機色素の極性溶媒溶液(例えばメタノール溶液)を混合して、溶媒除去して得る方法、DNA−Naの水溶液に少なくとも1つの疎水基を有する四級アンモニウム塩(対アニオンは塩化物イオンが好ましい。)の水溶液を混合し、生成した沈殿物を得(所望なら非水系または疎水性有機溶媒に溶解しておくと次へ使用しやすい。)て、沈殿物を溶解する非極性溶媒に溶解し、溶媒に溶解した色素と混合して、インターカレートする方法等を挙げることができる。
また、後述の硬化性物質が溶媒として作用する場合は、溶媒として後述の硬化性物質を使用することもでき、効率的に混合分散することができる。
The method of intercalating the organic dye into the DNA (salt) is not particularly limited because it can be easily intercalated if mixed in an environment where both can behave freely. For example, a method of adding an organic dye desired to intercalate to an aqueous solution of DNA or DNA-Na and polishing with a mortar or the like (the aqueous solution becomes the dye color, and the aqueous solution of the intercalated DNA (salt) of the dye A method in which a polar solvent solution (for example, methanol solution) of an organic dye desired to intercalate is mixed with an aqueous solution of DNA or DNA-Na, and the solvent is removed; An aqueous solution of a quaternary ammonium salt having one hydrophobic group (the counter anion is preferably a chloride ion) is mixed, and the resulting precipitate is obtained (if desired, dissolved in a non-aqueous or hydrophobic organic solvent, And a method of intercalating by dissolving the precipitate in a non-polar solvent that dissolves the precipitate and mixing it with a dye dissolved in the solvent. That.
Further, when a curable substance described later acts as a solvent, the curable substance described later can be used as the solvent, and can be efficiently mixed and dispersed.

DNAと有機色素の使用割合は特に限定されないが、効率的な色素機能の発現(特に光増幅効果)のため、好ましくは用いるDNA(塩)の100質量部に対して0.1〜50質量部、より好ましくは1〜25質量部の有機色素を使用することができる。   The use ratio of DNA and organic dye is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of DNA (salt) to be used for efficient expression of dye function (particularly light amplification effect). More preferably, 1 to 25 parts by mass of an organic dye can be used.

上記のような有機色素が上記のようなDNA(塩)にインターカレートされている、色素インターカレート材料は、DNA自体が高分子量を維持したものであれば、DNA自体を膜材料などの構造材料としてフィルム化することもできるが、このような材料は極めて吸水性が高く、安定性、耐久性に劣るので、本発明においては、このような色素インターカレート材料をポリマーマトリクス中に分散させるものである。   The dye intercalating material in which the organic dye as described above is intercalated with the DNA (salt) as described above can be used as long as the DNA itself maintains a high molecular weight. Although it can be formed into a film as a structural material, such a material has extremely high water absorption and is inferior in stability and durability. Therefore, in the present invention, such a dye intercalating material is dispersed in a polymer matrix. It is something to be made.

このような本発明に使用するポリマーマトリクスとしては特に限定されるものではない。色素インターカレート材料がDNA又はDNA−Naに有機色素をインターカレートしたものである場合、即ち親水性の高い色素インターカレート材料であれば親水性の高いポリマーをマトリクスとして使用する。一方で、少なくとも1つの疎水性基を有する四級アンモニウム塩で塩交換した、親水性の低い、若しくは疎水性のDNA塩に有機色素をインターカレートした色素インターカレート材料には、疎水性のポリマーをマトリクスとして使用する。このように色素インターカレート材料の性質に応じて、色素インターカレート材料が良好に分散するような性質のポリマーを選択し、このポリマーと色素インターカレート材料を混合させればよい。(上述のように硬化性物質を溶媒として用いた場合は色素インターカレート材料の製造時にすでに硬化性物質中に分散している)   Such a polymer matrix used in the present invention is not particularly limited. When the dye intercalating material is a material obtained by intercalating DNA or DNA-Na with an organic dye, that is, a highly hydrophilic dye intercalating material, a highly hydrophilic polymer is used as a matrix. On the other hand, a dye intercalating material in which an organic dye is intercalated in a low-hydrophilic or hydrophobic DNA salt that has been salt-exchanged with a quaternary ammonium salt having at least one hydrophobic group has a hydrophobic property. A polymer is used as the matrix. In this way, a polymer having such a property that the dye intercalating material is well dispersed may be selected according to the property of the dye intercalating material, and the polymer and the dye intercalating material may be mixed. (When a curable substance is used as a solvent as described above, it is already dispersed in the curable substance at the time of production of the dye intercalating material)

混合させる方法としては、色素インターカレート材料とポリマーを共溶性の溶媒で溶解した後、必要ならモールド、キャストなどして、脱溶媒する方法を挙げることができる。
しかし、有機色素の機能をより効果的に発現するにはポリマーマトリクスは硬化性物質を硬化させたものであることが好ましい。例えば、色素インターカレート材料と、ポリマーに対応するモノマー若しくはマクロモノマーを共溶性の溶媒で溶解(モノマーあるいはマクロモノマー自体が液体で色素インターカレート材料を溶解できる場合は特に共溶性の溶媒を使用する必要はない)し、必要なら重合開始剤(あるいは硬化剤)をさらに混合し、これを硬化させてやればよい。硬化の際、所望によりモールド、キャストなどすることができる。
色素インターカレート材料と硬化性物質の使用割合は特に限定されないが、色素機能材料としての効率性などの点から、好ましくは硬化性物質100gに対し、有機色素として0.1mg〜1g、より好ましくは1mg〜500mgの割合とすることができる。
Examples of the mixing method include a method in which the dye intercalate material and the polymer are dissolved in a co-soluble solvent, and then, if necessary, removed by molding or casting.
However, in order to more effectively express the function of the organic dye, the polymer matrix is preferably a cured curable substance. For example, the dye intercalate material and the monomer or macromonomer corresponding to the polymer are dissolved in a co-soluble solvent (especially when the monomer or macromonomer itself is liquid and can dissolve the dye intercalate material, a co-soluble solvent is used. If necessary, a polymerization initiator (or curing agent) may be further mixed and cured. Upon curing, it can be molded or cast as desired.
The use ratio of the dye intercalating material and the curable substance is not particularly limited, but from the viewpoint of efficiency as a dye functional material, preferably 0.1 mg to 1 g as an organic dye, more preferably 100 g of the curable substance. Can be a ratio of 1 mg to 500 mg.

上記硬化性物質は、特に限定されるものではないが、例えば、ゾル−ゲル法により硬化する硬化性物質、ラジカル重合性物質、カチオン重合性物質などを例示することができる。これらの各硬化性物質はそれぞれケイ素原子を有するそれぞれの硬化性物質が好ましい。   Although the said curable substance is not specifically limited, For example, the curable substance hardened | cured by a sol-gel method, a radically polymerizable substance, a cationically polymerizable substance etc. can be illustrated. Each of these curable materials is preferably a curable material having a silicon atom.

上記ゾル−ゲル法とは液体である金属アルコキシド、たとえばテトラエトキシシラン、テトラエトキシチタンなどのいわゆるゾルを、水あるいは多価アルコールによって加水分解もしくはアルコキシ基交換反応によって金属間に酸素を介してネットワーク状の三次元架橋することで不溶化した、いわゆるゲルとしてガラス状固体化する方法である。たとえば混合法では不均一になる金属セラミックスで、しかも超伝導などの高性能セラミックスを作成する場合に利用されている技術である。即ち、ゾル−ゲル法により硬化する硬化性物質とはこのような金属アルコキシド(好ましくはテトラエトキシシラン)の水溶液に代表される硬化性物質である。
ゾル−ゲル法により硬化する硬化性物質は、色素インターカレート材料を液体である金属アルコキシドに溶解するか、あるいは色素インターカレート材料水溶液もしくは色素インターカレート材料の多価アルコール溶液中に液体である金属アルコキシドを加えることによって色素インターカレート材料を包含したガラス状固体、を得ることで硬化させることができる。
In the sol-gel method, a metal alkoxide that is a liquid, for example, a so-called sol such as tetraethoxysilane or tetraethoxytitanium is hydrolyzed with water or a polyhydric alcohol or an alkoxy group exchange reaction is performed between the metals via oxygen. This is a method of forming a glassy solid as a so-called gel insolubilized by three-dimensional crosslinking. For example, it is a technique that is used to make high-performance ceramics such as superconductors, which are metal ceramics that become non-uniform by the mixing method. That is, the curable substance cured by the sol-gel method is a curable substance typified by an aqueous solution of such a metal alkoxide (preferably tetraethoxysilane).
The curable substance to be cured by the sol-gel method is prepared by dissolving the dye intercalate material in a metal alkoxide that is a liquid, or by dissolving the dye intercalate material aqueous solution or the dye intercalate material polyhydric alcohol solution. It can be cured by adding a metal alkoxide to obtain a glassy solid that includes a dye intercalating material.

上記ラジカル重合性物質とは、ラジカル重合開始剤の存在下、高分子化または架橋反応する化合物で、好ましくは1分子中に少なくとも1個以上の不飽和二重結合を有する化合物が用いられ、例えばアクリレート化合物、メタクリレート化合物、アリルウレタン化合物、不飽和ポリエステル化合物、スチレン系化合物、ラジカル重合性基変性シリコーンオイル等が挙げられる。
ラジカル重合開始剤は、熱重合開始剤と光重合開始剤があり用途によって使用すればよいが好ましくは光重合開始剤がよく、例えば、アセトフェノン系化合物、ベンジル系化合物、チオキサントン系化合物などのケトン系化合物を好ましいものとして例示することができる。
The radical polymerizable substance is a compound that undergoes a polymerization or crosslinking reaction in the presence of a radical polymerization initiator, and preferably a compound having at least one unsaturated double bond in one molecule is used. Examples include acrylate compounds, methacrylate compounds, allyl urethane compounds, unsaturated polyester compounds, styrene compounds, radical polymerizable group-modified silicone oils, and the like.
The radical polymerization initiator has a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator and may be used depending on the application, but preferably a photopolymerization initiator, for example, a ketone system such as an acetophenone compound, a benzyl compound, or a thioxanthone compound A compound can be illustrated as a preferable thing.

上記カチオン重合性物質とは、カチオン重合開始剤により高分子化または、架橋反応を起こす化合物が用いられ、例えば、エポキシ化合物、オキセタン化合物、環状ラクトン化合物、環状アセタール化合物、環状チオエーテル化合物、スピロオルトエステル化合物、ビニル化合物などが挙げられる。中でもケイ素原子を有するエポキシ化合物が好ましい。   The cationically polymerizable substance is a compound that is polymerized by a cationic polymerization initiator or causes a crosslinking reaction. For example, an epoxy compound, an oxetane compound, a cyclic lactone compound, a cyclic acetal compound, a cyclic thioether compound, a spiro orthoester Examples thereof include a compound and a vinyl compound. Among these, an epoxy compound having a silicon atom is preferable.

上記ケイ素原子を有するエポキシ化合物の好ましいものとしては、例えば特開2004−10849号公報に記載に光学材料用硬化性組成物として記載されている。具体的には、エポキシ基を有し、少なくとも3つの結合元素が酸素原子であるケイ素原子を含み、Si−R基(Rは、アルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基若しくはフェニルアルキル基又はR中の水素原子の一部若しくは全部がハロゲン化若しくは重水素化された、アルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基若しくはフェニルアルキル基)を有し、Si−OH基を有さない、重量平均分子量500〜100万のケイ素含有重合体(即ちマクロモノマー)などを例示することができる。   As a preferable thing of the epoxy compound which has the said silicon atom, it describes as a curable composition for optical materials in Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-10849, for example. Specifically, it has an epoxy group, and at least three bonding elements include a silicon atom that is an oxygen atom, and a Si-R group (R is an alkyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group, a phenylalkyl group, or R A part or all of the hydrogen atoms in the above are halogenated or deuterated, having an alkyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group or a phenylalkyl group), and having no Si—OH group, a weight average molecular weight of 500 to 500 One million silicon-containing polymers (that is, macromonomers) can be exemplified.

以下このようなケイ素含有重合体について詳述する。
上記ケイ素含有重合体はその構造中に、エポキシ基を有し、少なくとも3つの酸素原子に結合しているケイ素原子を有している。
上記ケイ素含有重合体は、その構造中にSi−R基を有しており、Rは、アルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基若しくはフェニルアルキル基又はR中の水素原子の一部若しくは全部がハロゲン化若しくは重水素化されている、アルキル基、フェニル基、アルキルフェニル基若しくはフェニルアルキル基である。近赤外領域の透明性の点から、R中の水素原子の一部若しくは全部がハロゲン化若しくは重水素化されていることが好ましい。
ハロゲン化は、フッ素化が好ましく、具体的には、3,3,3−トリフルオロプロピル基、ペンタフルオロフェニル基等が好ましい。重水素化されている基としては、重水素化フェニル基が好ましい。
Hereinafter, such a silicon-containing polymer will be described in detail.
The silicon-containing polymer has an epoxy group in its structure and a silicon atom bonded to at least three oxygen atoms.
The silicon-containing polymer has a Si—R group in its structure, and R is an alkyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group, a phenylalkyl group, or a part or all of the hydrogen atoms in R are halogen. An alkyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group, or a phenylalkyl group, which is substituted or deuterated. From the viewpoint of transparency in the near-infrared region, part or all of the hydrogen atoms in R are preferably halogenated or deuterated.
The halogenation is preferably fluorination, and specifically, 3,3,3-trifluoropropyl group, pentafluorophenyl group and the like are preferable. As the deuterated group, a deuterated phenyl group is preferable.

また上記ケイ素含有重合体の好ましい重量平均分子量は、ポリスチレン換算で、500から100万であり、好ましくは1000から50万である。500より小さいと望ましい物性が得られず、100万より大きいと、DNA材料と混合する場合に粘度が高く、作業性が悪い。   The preferred weight average molecular weight of the silicon-containing polymer is 500 to 1,000,000, preferably 1,000 to 500,000 in terms of polystyrene. If it is less than 500, desirable physical properties cannot be obtained.

上記ケイ素含有重合体中、エポキシ基の数は、得られるケイ素含有重合体の分子量に依存し、特に限定されるものではないが、ケイ素含有重合体1分子当たり1個以上、最も多くてケイ素原子1個当たり1個である。
また、ケイ素含有重合体中のエポキシ基は、酸素原子を介さずにケイ素原子と結合していることが好ましい。
In the silicon-containing polymer, the number of epoxy groups depends on the molecular weight of the resulting silicon-containing polymer, and is not particularly limited. One piece per piece.
Moreover, it is preferable that the epoxy group in the silicon-containing polymer is bonded to a silicon atom without an oxygen atom.

また上記ケイ素含有重合体は、ケイ素以外の原子として、ホウ素、マグネシウム、アルミニウム、リン、チタン、鉄、ジルコニウム、ニオブ、スズ、テルル、タンタル、ゲルマニウムからなる群から選ばれる原子を1種又は2種以上含有してもよく、特にホウ素、アルミニウム、リン、チタン、ジルコニウム、スズ、ゲルマニウムが好ましい。これら原子の導入には、アルコキシシランまたはクロロシランと、他の原子のアルコラートを併用して加水分解・縮合反応を行うか、他の原子の錯体で処理すればよい。   In addition, the silicon-containing polymer has one or two atoms selected from the group consisting of boron, magnesium, aluminum, phosphorus, titanium, iron, zirconium, niobium, tin, tellurium, tantalum, and germanium as atoms other than silicon. It may be contained above, and boron, aluminum, phosphorus, titanium, zirconium, tin, and germanium are particularly preferable. For introduction of these atoms, hydrolysis / condensation reaction may be carried out using alkoxysilane or chlorosilane and an alcoholate of another atom in combination or treatment with a complex of another atom.

(ケイ素含有重合体へのエポキシ基の導入方法)
(加水分解・縮合反応)
エポキシ基を有する、アルコキシシラン及び/又はクロロシランの加水分解・縮合反応により、ケイ素含有重合体へエポキシ基を導入することができる。
(Method of introducing epoxy group into silicon-containing polymer)
(Hydrolysis / condensation reaction)
An epoxy group can be introduced into a silicon-containing polymer by hydrolysis / condensation reaction of alkoxysilane and / or chlorosilane having an epoxy group.

(ヒドロシリル化反応)
シラン基(Si−H)を有するアルコキシシラン及び/又はシラン基(Si−H)を有するクロロシラン、又はこれらの少なくとも一種の重合体と、ビニル基を有するエポキシ化合物(例えばビニルシクロヘキセンオキシド等)とのヒドロシリル化反応により、ケイ素含有重合体へエポキシ基を導入することができる。
或いは、ビニル基(−CH=CH)を有するアルコキシシラン及び/又はビニル基(−CH=CH)を有するクロロシラン、又はこれらの少なくとも一種の重合体と、シラン基(Si−H)を有するエポキシ化合物とのヒドロシリル化反応により、導入することもできる。
(Hydrosilylation reaction)
An alkoxysilane having a silane group (Si-H) and / or a chlorosilane having a silane group (Si-H), or at least one of these polymers, and an epoxy compound having a vinyl group (for example, vinylcyclohexene oxide) Epoxy groups can be introduced into the silicon-containing polymer by a hydrosilylation reaction.
Alternatively, it has an alkoxysilane having a vinyl group (—CH═CH 2 ) and / or a chlorosilane having a vinyl group (—CH═CH 2 ), or at least one polymer thereof, and a silane group (Si—H). It can also be introduced by a hydrosilylation reaction with an epoxy compound.

より具体的には、シラン基(Si−H)を有する、アルコキシシラン及び/又はクロロシランの加水分解・縮合反応により得られた重合体と、ビニル基を有するエポキシ化合物とをヒドロシリル化反応に供することが好ましい。
また、ビニル基(−CH=CH)を有する、アルコキシシラン及び/又はクロロシランの加水分解・縮合反応により得られた重合体と、シラン基を有するエポキシ化合物(例えばグリシドキシジメチルシラン)とを、ヒドロシリル化反応に供することにより導入することができる。
これらエポキシ基導入の方法はいずれを用いてもよく、併用してもよい。
More specifically, a polymer obtained by hydrolysis / condensation reaction of alkoxysilane and / or chlorosilane having a silane group (Si—H) and an epoxy compound having a vinyl group are subjected to a hydrosilylation reaction. Is preferred.
In addition, a polymer obtained by hydrolysis / condensation reaction of alkoxysilane and / or chlorosilane having a vinyl group (—CH═CH 2 ), and an epoxy compound having a silane group (for example, glycidoxydimethylsilane) It can be introduced by subjecting it to a hydrosilylation reaction.
Any of these epoxy group introduction methods may be used, or may be used in combination.

(ケイ素含有重合体の製造方法)
上述のように、上記ケイ素含有重合体は、アルコキシシラン及び/又はクロロシランの加水分解・縮合反応の際、エポキシ基を有する、アルコキシシラン及び/又はクロロシランを存在させることにより製造することができる。
この場合、エポキシ基を有する、アルコキシシラン及び/又はクロロシランだけで加水分解・縮合反応を行ってもよいが、物性の点から、他のアルコキシシランと混合し、加水分解・縮合反応を行うことが好ましい。
(Method for producing silicon-containing polymer)
As described above, the silicon-containing polymer can be produced by the presence of alkoxysilane and / or chlorosilane having an epoxy group in the hydrolysis / condensation reaction of alkoxysilane and / or chlorosilane.
In this case, the hydrolysis / condensation reaction may be carried out only with alkoxysilane and / or chlorosilane having an epoxy group, but from the viewpoint of physical properties, the hydrolysis / condensation reaction may be performed by mixing with other alkoxysilanes. preferable.

また、上記ケイ素含有重合体は、アルコキシシラン及び/又はクロロシランの加水分解・縮合反応の際、シラン基を有するアルコキシシラン及び/又はシラン基を有するクロロシランを存在させ、シラン基を有する重合体を形成する。その後、該重合体と、ビニル基を有するエポキシ化合物(例えばビニルシクロヘキセンオキシド等)とをヒドロシリル化反応に供し、製造することができる。
或いは、アルコキシシラン及び/又はクロロシランの加水分解・縮合反応の際、ビニル基を有するアルコキシシラン及び/又はビニル基を有するクロロシランを存在させ、ビニル基を有する重合体を形成し、その後、該重合体と、シラン基を有するエポキシ化合物とを、ヒドロシリル化反応に供し、製造することができる。
Further, the silicon-containing polymer forms a polymer having a silane group in the presence of alkoxysilane having a silane group and / or chlorosilane having a silane group in the hydrolysis / condensation reaction of alkoxysilane and / or chlorosilane. To do. Thereafter, the polymer and an epoxy compound having a vinyl group (for example, vinylcyclohexene oxide) can be produced by subjecting the polymer to a hydrosilylation reaction.
Alternatively, in the hydrolysis / condensation reaction of alkoxysilane and / or chlorosilane, an alkoxysilane having a vinyl group and / or a chlorosilane having a vinyl group is present to form a polymer having a vinyl group, and then the polymer And an epoxy compound having a silane group can be subjected to a hydrosilylation reaction for production.

またシラン基(Si−H)とビニル基(−CH=CH)のヒドロシリル化反応により、上記ケイ素含有重合体を得る場合、白金触媒等の従来公知の触媒を使用してヒドロシリル化反応を行なえばよい。 Also by a hydrosilylation reaction of silane groups (Si-H) and a vinyl group (-CH = CH 2), when obtaining the above silicon-containing polymer, performing a hydrosilylation reaction using a conventionally known catalyst such as a platinum catalyst That's fine.

ヒドロシリル化反応によって、ケイ素含有重合体へエポキシ基を導入するために用いるエポキシ化合物としては、エポキシ基とビニル基を有する化合物又はエポキシ基とシラン基を有する化合物であればよい。具体的には、ビニルシクロへキセンオキシド、グリシドキシジメチルシラン等が挙げられる。   The epoxy compound used for introducing the epoxy group into the silicon-containing polymer by hydrosilylation reaction may be a compound having an epoxy group and a vinyl group or a compound having an epoxy group and a silane group. Specific examples include vinylcyclohexene oxide and glycidoxydimethylsilane.

上記ケイ素含有重合体を得るための、アルコキシシランの加水分解・縮合反応は、いわゆるゾル・ゲル反応を行えばよく、そのようなゾル・ゲル反応として、無溶媒もしくは溶媒中で、酸又は塩基等の触媒で加水分解・縮合反応を行う方法が挙げられる。   The hydrolysis / condensation reaction of alkoxysilane to obtain the silicon-containing polymer may be performed by a so-called sol-gel reaction. As such a sol-gel reaction, acid or base, etc. without solvent or in a solvent. The method of performing a hydrolysis and a condensation reaction with the catalyst of this is mentioned.

ここで用いる溶媒は、特に限定されず、具体的には、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、トルエン等が挙げられ、これらの1種を用いることも、2種以上を混合して用いることもできる。   The solvent used here is not particularly limited. Specifically, water, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, acetone, methyl ethyl ketone, dioxane, tetrahydrofuran, toluene and the like can be used. 1 type of these can be used, and 2 or more types can also be mixed and used.

上記アルコキシシランの加水分解縮合反応は、アルコキシシランが、水による加水分解により、シラノール基(Si−OH)を生成し、この生成したシラノール基同士又はシラノール基とアルコキシ基が縮合することにより進む。
この反応を進ませるためには、適量の水を加えることが好ましく、水は溶媒中に加えてもよく、触媒を水に溶解して加えてもよい。また、空気中の水分あるいは、溶媒中に含まれる微量の水分によっても加水分解反応は進む。
The hydrolysis-condensation reaction of the alkoxysilane proceeds when the alkoxysilane is hydrolyzed with water to generate a silanol group (Si—OH) and the generated silanol groups or silanol groups and the alkoxy group are condensed.
In order to advance this reaction, it is preferable to add an appropriate amount of water. Water may be added to the solvent, or the catalyst may be added after dissolving in water. In addition, the hydrolysis reaction also proceeds due to moisture in the air or a small amount of moisture contained in the solvent.

上記加水分解・縮合反応で用いられる酸、塩基等の触媒は、加水分解・縮合反応を促進するものであれば、特に限定されず、具体的には、塩酸、リン酸、硫酸等の無機酸類;酢酸、p−トルエンスルホン酸、リン酸モノイソプロピル等の有機酸類;水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア等の無機塩基類;トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等のアミン化合物類;テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタンエステル類;ジブチル錫ラウレート、オクチル酸錫等の錫カルボン酸塩類;トリフルオロボロン等のホウ素化合物類;鉄、コバルト、マンガン、亜鉛等の金属の塩化物やナフテン酸塩あるいはオクチル酸塩等の金属カルボン酸塩類;アルミニウムトリスアセチルアセテート等のアルミニウム化合物等が挙げられ、これらの1種を用いることも、2種以上を併用することもできる。酸触媒を加えて、酸性下(pH7以下)で反応を進ませた後、塩基触媒を加えて塩基性下(pH7以上)で反応を行う方法が好ましい例として挙げられる。   The catalyst such as acid or base used in the hydrolysis / condensation reaction is not particularly limited as long as it promotes the hydrolysis / condensation reaction. Specifically, inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid and the like are used. Organic acids such as acetic acid, p-toluenesulfonic acid and monoisopropyl phosphate; inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide and ammonia; amine compounds such as trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine and diethanolamine Titanium esters such as tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate; Tin carboxylates such as dibutyltin laurate and tin octylate; Boron compounds such as trifluoroboron; Chlorination of metals such as iron, cobalt, manganese and zinc And metal carboxylates such as naphthenates or octylates; Mini um aluminum compound tris acetyl acetate, etc., and the like, also the use of these one may be used in combination of two or more. A preferred example is a method in which an acid catalyst is added and the reaction is allowed to proceed under acidic conditions (pH 7 or lower), and then a basic catalyst is added and the reaction is performed under basic conditions (pH 7 or higher).

上記加水分解・縮合反応を行うときには、攪拌することが好ましく、また加熱することで反応を促進することができる。加水分解・縮合反応の順序は特に限定されず、例えば、エポキシ基を導入するために、エポキシ基を有するアルコキシシランを使用する場合、エポキシ基を有するアルコキシシランと他のアルコキシシランを両者混合して、加水分解・縮合反応を行ってもよく、単独で、ある程度加水分解・縮合反応を行った後、他を加えてさらに加水分解・縮合反応を行ってもよい。
アルコキシシラン以外にクロロシランを使用する場合もアルコキシシランと同様に加水分解縮合反応を行なえばよい。
When the hydrolysis / condensation reaction is performed, stirring is preferable, and the reaction can be accelerated by heating. The order of the hydrolysis / condensation reaction is not particularly limited. For example, when an alkoxysilane having an epoxy group is used to introduce an epoxy group, both the alkoxysilane having an epoxy group and another alkoxysilane are mixed. Alternatively, the hydrolysis / condensation reaction may be carried out, or the hydrolysis / condensation reaction may be carried out to some extent, and then the others may be added to further carry out the hydrolysis / condensation reaction.
In the case of using chlorosilane in addition to alkoxysilane, the hydrolysis condensation reaction may be performed in the same manner as alkoxysilane.

加水分解縮合反応で生成したケイ素含有重合体を得るためには、反応溶媒、水、触媒を除去すればよく、例えば、ブタノール等の溶媒を加えて溶媒抽出後、抽出溶媒を窒素気流下で減圧留去すればよい。
また上記ケイ素含有重合体は、アルコキシシラン、クロロシラン以外に、ケイ酸ナトリウムからナトリウムをイオン交換等で除去後、二酸化ケイ素の縮合物を利用することもできる。
In order to obtain the silicon-containing polymer produced by the hydrolysis-condensation reaction, the reaction solvent, water, and catalyst may be removed. For example, after adding a solvent such as butanol to extract the solvent, the extraction solvent is reduced in a nitrogen stream. What is necessary is just to distill off.
In addition to the alkoxysilane and chlorosilane, the silicon-containing polymer may use a silicon dioxide condensate after removing sodium from sodium silicate by ion exchange or the like.

(アルコキシシラン、クロロシラン)
上記ケイ素含有重合体の製造に使用されるアルコキシシランまたはクロロシランは、分子中に加水分解・縮合反応をするアルコキシ基を有するか、Si−Cl基を有すればよく、具体的には、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメトキシメチルシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルエトキシシラン、ジメチルビニルメトキシシラン、ジメチルビニルエトキシシラン、メチルビニルジメトキシシラン、メチルビニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン及びこれらの各アルコキシ基の代わりにクロル化物、さらには、これらのアルコキシ基以外の基の水素原子の一部又は全部がハロゲン化(特にフッ素化)、又は重水素化されているものが挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
(Alkoxysilane, chlorosilane)
The alkoxysilane or chlorosilane used in the production of the silicon-containing polymer may have an alkoxy group that undergoes hydrolysis / condensation reaction in the molecule or may have a Si-Cl group. Specifically, trimethylmethoxy Silane, trimethylethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethoxymethylsilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, dimethylethoxysilane, Dimethylvinylmethoxysilane, dimethylvinylethoxysilane, methylvinyldimethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane , Phenyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-amino Instead of propyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane and their respective alkoxy groups, chlorinated products, and further groups other than these alkoxy groups Examples are those in which part or all of the hydrogen atoms are halogenated (particularly fluorinated) or deuterated, and one or more of these can be used.

特に近赤外領域の透明性の点から、一部または全部がハロゲン化(特にフッ素化)もしくは重水素化されているものを使用するのが好ましい。具体的には、重水素化フェニルトリメトキシシラン、ペンタフルオロフェニルトリエトキシシラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン等が好ましく用いられる。またエポキシ基の導入のために、シラン基(Si−H)、ビニル基(−CH=CH)、ビニルシラン基(Si−CH=CH)を有するものが好ましい。 In particular, from the viewpoint of transparency in the near-infrared region, it is preferable to use one that is partially or fully halogenated (particularly fluorinated) or deuterated. Specifically, deuterated phenyltrimethoxysilane, pentafluorophenyltriethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trimethoxysilane and the like are preferably used. Further, for introduction of an epoxy group, those having a silane group (Si—H), a vinyl group (—CH═CH 2 ), and a vinyl silane group (Si—CH═CH 2 ) are preferable.

(エポキシ基を有するアルコキシシラン)
上記ケイ素含有重合体でエポキシ基導入のために使用されるエポキシ基を有するアルコキシシランは、分子中にエポキシ基を持っていればよく、具体的にはγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。これらのエポキシ基は、途中に酸素原子を介さずにケイ素原子に結合していることが好ましい。
また、特に光硬化性の点から、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシランが好ましい。
(Alkoxysilane having an epoxy group)
The alkoxysilane having an epoxy group used for introducing an epoxy group in the silicon-containing polymer may have an epoxy group in the molecule, specifically, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ -Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, etc., and one or two of these More than seeds can be used. These epoxy groups are preferably bonded to silicon atoms without any oxygen atoms in the middle.
In particular, from the viewpoint of photocurability, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane are preferable.

(エポキシ基を有するクロロシラン)
本発明で用いられるケイ素含有重合体でエポキシ基導入のために使用されるエポキシ基を有するクロロシランは、分子中にエポキシ基を持っていればよい。
このようなエポキシ基を有するケイ素含有重合体は他のエポキシ化合物と混合して使用することもできる。
(Chlorosilane having an epoxy group)
The chlorosilane having an epoxy group used for introduction of an epoxy group in the silicon-containing polymer used in the present invention may have an epoxy group in the molecule.
Such a silicon-containing polymer having an epoxy group can also be used as a mixture with other epoxy compounds.

そのような併用するに好ましいエポキシ化合物の例としては、シクロヘキセンオキシド構造を有するエポキシ化合物を挙げることができ、例えば、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロへキシル)プロパン、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル−2,2−ビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロパンなどを挙げることができる。   Examples of such an epoxy compound preferable for use in combination include an epoxy compound having a cyclohexene oxide structure. For example, 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexyl) propane, 1,1, Examples thereof include 1,3,3,3-hexafluoropropyl-2,2-bis (3,4-epoxycyclohexyl) propane.

カチオン重合開始剤としては、エポキシ樹脂硬化剤としても知られているものを全て使用することができ、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジエチルアミノプロピルアミン、N−アミノエチルピペラジン、m−フェニレンジアミン、p,p'−ジアミノジフェニルメタン、p,p'−ジアミノジフェニルスルホン、p,p'−ジアミノジフェニルエーテル、アニリン・BF、p−トルイジン・BF、o−トルイジン・BF、ジメチルアニリン・BF、N−メチルアニリン・BF、N−エチルアニリン・BF、N,N'−ジメチルアニリン・BF、N,N'−ジエチルアニリン・BF、エチルアミン・BF、n−ブチルアミン・BF、ピペリジン・BF、ジフェニルアミン・BF、o−ジメチルアミノメチルフェノール、2,4,6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、トリエタノールアミン・ホウ酸塩などのアミン系硬化剤、ポリアミド樹脂、ジアセトンアクリルアミド錯体、ジシアンジアミドなどのアミド系硬化剤、無水フタル酸、トリメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、無水マレイン酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘチルナジック酸無水物、無水グルタル酸、ピロメリット酸無水物、フェニレンービス(3−ブタンー1,2−ジカルボン酸)無水物、テトラブロモフタル酸無水物などの酸無水物系硬化剤、フタルイミド、イミダゾール錯体などのその他の硬化剤などが挙げられる。 As the cationic polymerization initiator, any of those known as epoxy resin curing agents can be used. For example, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, diethylaminopropylamine, N-aminoethylpiperazine, m - phenylenediamine, p, p'-diaminodiphenylmethane, p, p'-diaminodiphenyl sulfone, p, p'-diaminodiphenyl ether, aniline · BF 3, p-toluidine · BF 3, o-toluidine · BF 3, dimethylaniline · BF 3, N-methylaniline · BF 3, · N- ethylaniline BF 3, N, N'- dimethyl-aniline · BF 3, N, N'- diethyl aniline · BF 3, ethylamine · BF 3, n-butylamine · BF 3, piperidine · BF 3, Phenylamine-BF 3, o-dimethylaminomethyl phenol, 2,4,6-tris (dimethylaminomethyl) phenol, an amine curing agent such as triethanolamine borate, polyamide resins, diacetone acrylamide complex, dicyandiamide Amide-based curing agents such as phthalic anhydride, trimellitic anhydride, benzophenone tetracarboxylic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, hexyl nadic anhydride, glutaric anhydride, pyromellitic anhydride, Examples thereof include acid anhydride-based curing agents such as phenylene-bis (3-butane-1,2-dicarboxylic acid) anhydride and tetrabromophthalic anhydride, and other curing agents such as phthalimide and imidazole complexes.

また光硬化をさせる場合の光硬化触媒としては、エネルギー線照射によりカチオン重合を開始させる物質を放出する物質であればよく、具体的にはアリールジアゾニウム塩、アリールヨードニウム塩、アリールスルホニウム塩、スルホニルアセトフェノン、アレン−イオン錯体等が挙げられる。これら硬化触媒は2種以上を併用することもできる。   The photocuring catalyst for photocuring may be any substance that releases a substance that initiates cationic polymerization upon irradiation with energy rays. Specifically, aryldiazonium salts, aryliodonium salts, arylsulfonium salts, sulfonylacetophenones And allene-ion complexes. Two or more of these curing catalysts can be used in combination.

本発明の光デバイスは、上記本発明の色素機能材料を用いたものである。本発明の上記色素機能材料は、樹脂材料中に有機色素が安定して分散しているので、光デバイスとして好適である。
光デバイスとしては、例えば光増幅器などの光導波路を好ましく例示することができる。
The optical device of the present invention uses the dye functional material of the present invention. The dye functional material of the present invention is suitable as an optical device because the organic dye is stably dispersed in the resin material.
For example, an optical waveguide such as an optical amplifier can be preferably exemplified as the optical device.

本発明の光導波路は、上記本発明の色素機能材料を用いたものである。このような光導波路は光増幅器として好適である。即ち、光導波路のコア材として上記本発明の色素機能材料を使用することにより光増幅器とすることができる。
本発明の光増幅器は、DNA(塩)に有機色素がインターカレートした色素インターカレート材料を含有しているので、極めて優れた光増幅効果を発揮する。その理由は定かではないが、通常の光増幅器においては有機色素分子に照射された励起光のエネルギーだけが、その有機色素分子に入射した信号光に対応した信号光を放出する際の光強度の増大化に使用されるだけであるのに対し、DNA(塩)に有機色素がインターカレートした色素インターカレート材料の場合は、有機色素に照射された励起光だけでなく、DNA(塩)分子全体が受ける励起光のエネルギーが有機色素に供給されるためであると考えられる。
The optical waveguide of the present invention uses the dye functional material of the present invention. Such an optical waveguide is suitable as an optical amplifier. That is, an optical amplifier can be obtained by using the dye functional material of the present invention as the core material of the optical waveguide.
Since the optical amplifier of the present invention contains a dye intercalating material in which an organic dye is intercalated in DNA (salt), it exhibits an extremely excellent light amplification effect. The reason for this is not clear, but in an ordinary optical amplifier, only the energy of the excitation light irradiated to the organic dye molecule is the light intensity when emitting the signal light corresponding to the signal light incident on the organic dye molecule. In the case of a dye intercalating material in which an organic dye is intercalated with DNA (salt), it is used not only for the excitation light irradiated to the organic dye but also with DNA (salt). This is thought to be because the excitation light energy received by the entire molecule is supplied to the organic dye.

以下に本発明の実施例を挙げ、本発明を更に説明するが本発明はこれらに限定されるものではない。
〔硬化性物質(1)の製造〕
以下の手順に従ってケイ素含有マクロモノマーを合成した。
反応槽1:フェニルトリメトキシシランを138.8g(0.70mol)、ジメチルジメトキシシランを6.0g(0.05mol)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを23.6g(0.10mol)、0.032%リン酸水溶液91.8gを混合して、10℃にて2時間の攪拌の後、0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を5.74g加えた。
Examples of the present invention will be described below to further explain the present invention, but the present invention is not limited to these.
[Production of curable substance (1)]
A silicon-containing macromonomer was synthesized according to the following procedure.
Reaction tank 1: 138.8 g (0.70 mol) of phenyltrimethoxysilane, 6.0 g (0.05 mol) of dimethyldimethoxysilane, 23.6 g (0.10 mol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, After mixing 91.8 g of 0.032% phosphoric acid aqueous solution and stirring at 10 ° C. for 2 hours, 5.74 g of 0.5N sodium hydroxide aqueous solution was added.

反応槽2:3,4−エポキシシクロへキシルエチルトリメトキシシランを37.0g(0.15mol)、エタノール16.2gを混合して、0.032%のリン酸水溶液16.2gを反応液の温度が10℃を超えないように注意しながら5分間かけて滴下し、10℃以下で2時間攪拌した。その後、0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を1.01g加えた。   Reaction tank 2: 37.0 g (0.15 mol) of 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane and 16.2 g of ethanol were mixed, and 16.2 g of 0.032% phosphoric acid aqueous solution was added to the reaction solution. The solution was added dropwise over 5 minutes while being careful not to exceed 10 ° C., and stirred at 10 ° C. or lower for 2 hours. Thereafter, 1.01 g of 0.5N sodium hydroxide aqueous solution was added.

上記の反応槽1と反応槽2の反応液を混合し、さらにトルエンを600ml、エタノールを600ml加えて、外浴温度を130℃まで加熱し、共沸により水を除去しながら、ケイ素含有マクロモノマーの重量平均分子量Mwが1700(GPCにより分析、ポリスチレン換算値)となるまで加熱縮重合を行った。オルトギ酸トリエチル1780g(12.0mol)を添加して130℃まで加温し、130℃到達後、1時間加熱攪拌した。吸着剤を90g加え、100℃で1時間加熱攪拌した。吸着剤をろ過して除去後、120℃、3mmHgにて揮発成分を除去し、トルエン45g、メタノール1000gを加えて2層分離した。下層を110℃、3mmHgにて揮発成分を除去し、ケイ素含有マクロモノマー200gを得た。GPCによる分析の結果、重量平均分子量は2800であり、H−NMRによる分析の結果、シラノール基(Si−OH)は検出されなかった。 Mixing the reaction liquid of the above reaction tank 1 and reaction tank 2, adding 600 ml of toluene and 600 ml of ethanol, heating the outer bath temperature to 130 ° C., and removing water by azeotropy, The heat-condensation polymerization was carried out until the weight average molecular weight Mw was 1700 (analyzed by GPC, converted to polystyrene). 1780 g (12.0 mol) of triethyl orthoformate was added and heated to 130 ° C. After reaching 130 ° C., the mixture was heated and stirred for 1 hour. 90 g of adsorbent was added, and the mixture was heated and stirred at 100 ° C. for 1 hour. After removing the adsorbent by filtration, volatile components were removed at 120 ° C. and 3 mmHg, and 45 g of toluene and 1000 g of methanol were added to separate the two layers. Volatile components were removed from the lower layer at 110 ° C. and 3 mmHg to obtain 200 g of a silicon-containing macromonomer. As a result of analysis by GPC, the weight average molecular weight was 2800, and as a result of analysis by 1 H-NMR, silanol groups (Si—OH) were not detected.

また、H−NMRと赤外吸収スペクトルによる分析の結果、エポキシ基を有することが確認され、29Si−NMRによる分析の結果、少なくとも3つの結合元素が酸素原子であるケイ素原子を有することが確認され、H−NMRによる分析の結果、Si−R基を有することが確認され、H−NMRと29Si−NMRによる分析の結果、Si−OR’基を有することが確認された。また、ケイ素原子を除いた有機成分中のフェニル基は、49.3質量%、ケイ素原子を除いた有機成分中のメチル基は、1.3質量%、電位差法により測定したエポキシ当量は、584であった。 Further, as a result of analysis by 1 H-NMR and infrared absorption spectrum, it was confirmed that the epoxy group was contained, and as a result of analysis by 29 Si-NMR, it was confirmed that at least three bonding elements had a silicon atom which is an oxygen atom. As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed to have a Si—R group, and as a result of analysis by 1 H-NMR and 29 Si-NMR, it was confirmed to have a Si—OR ′ group. Further, the phenyl group in the organic component excluding the silicon atom was 49.3% by mass, the methyl group in the organic component excluding the silicon atom was 1.3% by mass, and the epoxy equivalent measured by the potentiometric method was 584. Met.

このケイ素含有マクロモノマー50質量部に対して、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロへキシル)プロパンを40質量部、ビス−[4−(ビス(4−ブトキシフェニル)スルホニオ)フェニル]スルフィドヘキサフルオロアンチモネートを0.3質量部、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートを10質量部配合して、硬化性物質(1)を作製した。   40 parts by mass of 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexyl) propane, bis- [4- (bis (4-butoxyphenyl) sulfonio) phenyl] with respect to 50 parts by mass of the silicon-containing macromonomer A curable substance (1) was prepared by blending 0.3 parts by mass of sulfide hexafluoroantimonate and 10 parts by mass of 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate.

〔硬化性物質(2)の製造〕
以下の手順に従ってケイ素含有マクロモノマーを合成した。
反応槽1:フェニルトリメトキシシランを50g(0.25mol)、ジメチルジメトキシシランを121.5g(1.01mol)、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを149g(0.63mol)、0.032%リン酸水溶液を204.6gを混合して、10℃にて2時間の攪拌の後、0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を4.26g加えた。
[Production of curable substance (2)]
A silicon-containing macromonomer was synthesized according to the following procedure.
Reaction tank 1: 50 g (0.25 mol) of phenyltrimethoxysilane, 121.5 g (1.01 mol) of dimethyldimethoxysilane, 149 g (0.63 mol) of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 0.032% 204.6 g of an aqueous phosphoric acid solution was mixed and stirred at 10 ° C. for 2 hours, and then 4.26 g of a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution was added.

反応槽2:3,4−エポキシシクロへキシルエチルトリメトキシシランを155.2g(0.63mol)、エタノール68.2gを混合して、0.032%のリン酸水溶液68.2gを反応液の温度が10℃を超えないように注意しながら5分間かけて滴下し、10℃以下で2時間攪拌した。その後、0.5Nの水酸化ナトリウム水溶液を12.8g加えた。   Reaction tank 2: 155.2 g (0.63 mol) of 3,4-epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane and 68.2 g of ethanol were mixed, and 68.2 g of 0.032% phosphoric acid aqueous solution was added to the reaction solution. The solution was added dropwise over 5 minutes while being careful not to exceed 10 ° C., and stirred at 10 ° C. or lower for 2 hours. Thereafter, 12.8 g of a 0.5N aqueous sodium hydroxide solution was added.

上記の反応槽1と反応槽2中の反応液を混合した後、45℃まで加熱して1.5時間ほど重縮合を行った。トルエンを356.4g加えて反応液を希釈した後攪拌をやめ、2層に分かれた有機成分を多く含む下層を分離搾取し、減圧下、45℃にて1時間ほど還流脱水を行った。オルトギ酸トリエチル561g(3.79mol)を添加して130℃まで加温し、130℃到達後、1時間加熱攪拌を行った。空冷し、反応液を脱イオンフィルターに通した後、60℃、3mmHgにて揮発成分を除去し、トルエン100gを加えて溶解させ、ヘキサン800gを加えて2層分離した。下層を60℃、5mmHgにて揮発成分を除去し、ケイ素含有マクロモノマーを得た。GPCによる分析の結果、重量平均分子量(Mw)は10000であり、H−NMRによる分析の結果、シラノール基(Si−OH)は検出されなかった。 After mixing the reaction liquid in said reaction tank 1 and reaction tank 2, it heated to 45 degreeC and performed polycondensation for about 1.5 hours. After diluting the reaction liquid by adding 356.4 g of toluene, the stirring was stopped, and the lower layer containing many organic components separated into two layers was separated and extracted, and reflux dehydration was performed at 45 ° C. under reduced pressure for about 1 hour. 561 g (3.79 mol) of triethyl orthoformate was added and heated to 130 ° C. After reaching 130 ° C., the mixture was heated and stirred for 1 hour. After cooling with air and passing the reaction solution through a deionization filter, volatile components were removed at 60 ° C. and 3 mmHg, 100 g of toluene was added and dissolved, and 800 g of hexane was added to separate the two layers. Volatile components were removed from the lower layer at 60 ° C. and 5 mmHg to obtain a silicon-containing macromonomer. As a result of analysis by GPC, the weight average molecular weight (Mw) was 10,000, and as a result of analysis by 1 H-NMR, silanol groups (Si—OH) were not detected.

また、H−NMRと赤外吸収スペクトルによる分析の結果、エポキシ基を有することが確認され、29Si−NMRによる分析の結果、少なくとも3つの結合元素が酸素原子であるケイ素原子を有することが確認され、H−NMRによる分析の結果、Si−R基を有することが確認され、H−NMRと29Si−NMRによる分析の結果、Si−OR’基を有することが確認された。また、ケイ素原子を除いた有機成分中のフェニル基は、7.7質量%、ケイ素原子を除いた有機成分中のメチル基は、11.9質量%、電位差法により測定したエポキシ当量は、307であった。 Further, as a result of analysis by 1 H-NMR and infrared absorption spectrum, it was confirmed that the epoxy group was contained, and as a result of analysis by 29 Si-NMR, it was confirmed that at least three bonding elements had a silicon atom which is an oxygen atom. As a result of analysis by 1 H-NMR, it was confirmed to have a Si—R group, and as a result of analysis by 1 H-NMR and 29 Si-NMR, it was confirmed to have a Si—OR ′ group. Further, the phenyl group in the organic component excluding the silicon atom is 7.7% by mass, the methyl group in the organic component excluding the silicon atom is 11.9% by mass, and the epoxy equivalent measured by the potentiometric method is 307%. Met.

このケイ素含有マクロモノマー50質量部に対して、2,2−ビス(3,4−エポキシシクロへキシル)プロパンを40質量部、ビス−[4−(ビス(4−ブトキシフェニル)スルホニオ)フェニル]スルフィドヘキサフルオロアンチモネートを1.0質量部、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートを10質量部配合して、硬化性物質(2)を作製した。   40 parts by mass of 2,2-bis (3,4-epoxycyclohexyl) propane, bis- [4- (bis (4-butoxyphenyl) sulfonio) phenyl] with respect to 50 parts by mass of the silicon-containing macromonomer 1.0 part by mass of sulfide hexafluoroantimonate and 10 parts by mass of 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate were blended to prepare a curable substance (2).

〔疎水基を有する四級アンモニウムのDNA塩の製造〕
鮭白子由来のデオキシリボ核酸のナトリウム塩の0.5質量%水溶液に、セチルトリメチルアンモニウムクロライドの10質量%水溶液を攪拌しながら加え、析出物を濾過し、水洗・乾燥して、DNAのセチルトリメチルアンモニウム塩(以下、DNA−CTMAという)を得た。
[Production of DNA salt of quaternary ammonium having a hydrophobic group]
A 10% by mass aqueous solution of cetyltrimethylammonium chloride is added to a 0.5% by mass aqueous solution of sodium salt of deoxyribonucleic acid derived from white silkworm, the precipitate is filtered, washed with water and dried to obtain cetyltrimethylammonium DNA. A salt (hereinafter referred to as DNA-CTMA) was obtained.

〔実施例1〕
ポリマーマトリクス用硬化性物質として上記の硬化性物質(1)の100gをクロロホルム300ミリリットル及びエタノール100ミリリットルの混合液に溶解させ、さらにDNA−CTMAの0.45g、及びtrans−4−[4−(dibutylamino)styryl]−1−methylpyridinium iodide(以下、DBASMPIという)の0.05gを溶解させた。この溶液を溶液(A)とした。
[Example 1]
100 g of the above curable substance (1) as a curable substance for the polymer matrix is dissolved in a mixed solution of 300 ml of chloroform and 100 ml of ethanol, 0.45 g of DNA-CTMA, and trans-4- [4- ( 0.05 g of dibutylamino) styyl] -1-methylpyridinium iodide (hereinafter referred to as DBASMPI) was dissolved. This solution was designated as solution (A).

焼成シリコン基板に、クラッド材料として上記硬化性物質(2)をスピンコート法により30μmの厚さに積層し、光量10mW/cmの紫外線(365nm)を400秒照射後、90℃で15分間加熱した。
ついでコア材料として上記溶液(A)をスピンコート法により積層し、溶媒を蒸発させて50μmの厚さの層を重ねた。ネガ型のフォトマスクを使用して、光量10mW/cmの紫外線(365nm)を400秒照射後、90℃で15分間加熱し、混合質量比が1:1のアセトン:イソプロパノールで現像した後、90℃で15分間加熱して線幅50μmのパターンを作製した。更に、同じクラッド材料として上記硬化性物質(2)をスピンコート法により、先に形成されたパターン線上部より30μmの厚さとなるように積層し、光量10mW/cmの紫外線(365nm)を200秒照射後、90℃で15分間加熱してシリコン基板上に本発明の光導波路(1)を作製した。
The curable material (2) as a clad material is laminated on a fired silicon substrate to a thickness of 30 μm by spin coating, irradiated with ultraviolet light (365 nm) with a light amount of 10 mW / cm 2 for 400 seconds, and then heated at 90 ° C. for 15 minutes. did.
Subsequently, the solution (A) as a core material was laminated by a spin coating method, and the solvent was evaporated to form a layer having a thickness of 50 μm. Using a negative photomask, irradiated with ultraviolet light (365 nm) with a light amount of 10 mW / cm 2 for 400 seconds, heated at 90 ° C. for 15 minutes, and developed with acetone: isopropanol having a mixing mass ratio of 1: 1, A pattern with a line width of 50 μm was produced by heating at 90 ° C. for 15 minutes. Further, the above curable substance (2) as the same cladding material is laminated by spin coating so as to have a thickness of 30 μm from the upper part of the previously formed pattern line, and ultraviolet rays (365 nm) with a light amount of 10 mW / cm 2 are 200. After the second irradiation, the optical waveguide (1) of the present invention was produced on a silicon substrate by heating at 90 ° C. for 15 minutes.

この光導波路を使用して光増幅試験をした。この導波路に信号光とともに励起光を入射させさせたところ、出射信号光の強度は約150倍に増幅されていた。このことから、本発明の色素機能材料の1形態である光導波路を使用した光増幅器は、極めて増幅効率の高いものであった。   An optical amplification test was performed using this optical waveguide. When excitation light and signal light were made incident on this waveguide, the intensity of the outgoing signal light was amplified about 150 times. From this, the optical amplifier using the optical waveguide which is one form of the dye functional material of the present invention has extremely high amplification efficiency.

〔実施例2〕
溶液(A)を、アセトン洗浄した石英ガラス基板に50μmの膜厚にキャストして、40℃の乾燥機中にて溶媒を除去して製膜した後、365nmの紫外線を10mW/cmの光量で400秒照射し、オーブンを用いて90℃で15分間加熱し、本発明の色素機能材料(1)を得た。
この色素機能材料(1)を、恒温恒湿槽を用いて室温下の各湿度下に48時間さらし、このときの該材料の重量増加率(吸水率)と蛍光量子収率の変化率を測定した。結果を表1に示す。この結果から明らかな通り、本発明の色素機能材料は、安定性、耐久性に優れたものである。
[Example 2]
The solution (A) was cast on a quartz glass substrate washed with acetone to a film thickness of 50 μm, and after removing the solvent in a dryer at 40 ° C. to form a film, ultraviolet light at 365 nm was applied with a light intensity of 10 mW / cm 2 . And heated at 90 ° C. for 15 minutes using an oven to obtain the dye functional material (1) of the present invention.
This dye functional material (1) is exposed to each humidity at room temperature for 48 hours using a constant temperature and humidity chamber, and the weight increase rate (water absorption rate) and the change rate of the fluorescence quantum yield of the material at this time are measured. did. The results are shown in Table 1. As is clear from this result, the dye functional material of the present invention is excellent in stability and durability.

〔比較例1〕
比較のためにポリマーマトリクスを用いず、DNA−CTMAのみで性膜した材料(比較例)についても同様に測定した。
即ち、DNA−CTMAおよびDNA−CTMAに対し10質量%のDBASMPIを、水/エタノール/クロロホルム(0.05/1/4の体積比)の混合溶媒に溶解した溶液を作製した。この溶液を溶液(B)とする。
[Comparative Example 1]
For comparison, a material (comparative example) having a sex membrane only with DNA-CTMA was used in the same manner without using a polymer matrix.
That is, a solution was prepared by dissolving 10% by mass of DBASMPI in a mixed solvent of water / ethanol / chloroform (0.05 / 1 volume ratio) with respect to DNA-CTMA and DNA-CTMA. This solution is designated as solution (B).

溶液(B)をキャストしてDBASMPI質量として実施例2と同量となる量の色素機能材料フィルムを得た(DNA自体の性膜性によってフィルム化されている)。この材料を使用して実施例2と同様に試験した。
結果を表1に示す。この結果から明らかな通り、比較例の材料は、安定性、耐久性に劣るものであった。
The solution (B) was cast to obtain a dye functional material film in an amount equivalent to that in Example 2 as a DBASMPI mass (formed into a film due to the property of DNA itself). This material was used in the same manner as in Example 2.
The results are shown in Table 1. As is clear from this result, the material of the comparative example was inferior in stability and durability.

Figure 2008280453
Figure 2008280453

〔実施例3〕
上記の溶液(B)に、分散安定剤としてポリビニルアルコール(分子量10万)を1質量%添加し、さらに塩酸を加えてpHを5.0としてから、テトラエトキシシランを10質量%含有するエタノール溶液を、攪拌しながら室温で滴下し、滴下後50℃に昇温させたところ、DBASMPIをインターカレートしたDNA−CTMAを含有したガラス微粒子が生成した。このガラス微粒子を分離、洗浄、乾燥し、本発明の色素機能材料(2)を得た。
Example 3
An ethanol solution containing 10% by mass of tetraethoxysilane after adding 1% by mass of polyvinyl alcohol (molecular weight 100,000) as a dispersion stabilizer to the above solution (B) and further adding hydrochloric acid to adjust the pH to 5.0. Was added dropwise at room temperature with stirring, and the temperature was raised to 50 ° C. after the addition, whereby glass microparticles containing DNA-CTMA intercalated with DBASMPI were produced. The glass fine particles were separated, washed and dried to obtain the dye functional material (2) of the present invention.

この色素機能材料(2)に紫外線を照射したところ、強い蛍光を発していた。またこのガラス微粒子に0.45mJ/cm、0.93mJ/cm、1.95mJ/cm、2.25mJ/cm、の各紫外線を照射して発した蛍光のスペクトル幅は、Normalized intensity/a.u.0.4で、それぞれ順に約53nm、約29nm、約14nm、約7nmであり照射エネルギーが大きくなるにつれてスペクトル幅が狭くなっており、レーザーが発振していることがわかった。これは、DNAに光が閉じ込められた共鳴発振によるものと考えられる。 When this dye functional material (2) was irradiated with ultraviolet rays, it showed strong fluorescence. The spectral width of the fluorescence this glass particles 0.45mJ / cm 2, 0.93mJ / cm 2, 1.95mJ / cm 2, emitted by irradiating the ultraviolet rays of 2.25mJ / cm 2, is, Normalized intensity At / au 0.4, it was about 53 nm, about 29 nm, about 14 nm, and about 7 nm, respectively, and the spectrum width became narrower as the irradiation energy increased, indicating that the laser oscillated. This is considered to be due to resonance oscillation in which light is confined in DNA.

Claims (9)

有機色素がデオキシリボ核酸及び/又はデオキシリボ核酸塩にインターカレートされている色素インターカレート材料がポリマーマトリクス中に分散していることを特徴とする色素機能材料。   A dye functional material, wherein a dye intercalating material in which an organic dye is intercalated with deoxyribonucleic acid and / or deoxyribonucleic acid salt is dispersed in a polymer matrix. 前記ポリマーマトリクスが、硬化性物質を硬化させたものである、請求項1に記載の色素機能材料。   The dye functional material according to claim 1, wherein the polymer matrix is obtained by curing a curable substance. 前記ポリマーマトリクスが、ケイ素原子を有する硬化性物質を硬化させたものである、請求項1又は請求項2に記載の色素機能材料。   The dye functional material according to claim 1 or 2, wherein the polymer matrix is obtained by curing a curable substance having a silicon atom. 前記ポリマーマトリクスが、ポリシロキサン構造を有する光硬化性樹脂及び/又はポリシロキサン構造を有する熱硬化性樹脂を硬化させたものである、請求項1〜3の何れか1項に記載の色素機能材料。   The dye functional material according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer matrix is obtained by curing a photocurable resin having a polysiloxane structure and / or a thermosetting resin having a polysiloxane structure. . 前記デオキシリボ核酸塩が、疎水性基を有する四級アンモニウムである、請求項1〜4の何れか1項に記載の色素機能材料。   The dye functional material according to any one of claims 1 to 4, wherein the deoxyribonucleic acid salt is a quaternary ammonium having a hydrophobic group. 前記疎水性基が炭素原子数6以上のアルキル基である、請求項5に記載の色素機能材料。   The dye functional material according to claim 5, wherein the hydrophobic group is an alkyl group having 6 or more carbon atoms. 請求項1〜6の何れか1項に記載の色素機能材料を用いたことを特徴とする光デバイス。   An optical device using the dye functional material according to any one of claims 1 to 6. 請求項1〜6の何れか1項に記載の色素機能材料を用いたことを特徴とする光導波路。   An optical waveguide using the dye functional material according to claim 1. 請求項1〜6の何れか1項に記載の色素機能材料を用いたことを特徴とする光増幅器。   An optical amplifier using the dye functional material according to any one of claims 1 to 6.
JP2007126921A 2007-05-11 2007-05-11 Dye functional material Expired - Fee Related JP5095262B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007126921A JP5095262B2 (en) 2007-05-11 2007-05-11 Dye functional material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007126921A JP5095262B2 (en) 2007-05-11 2007-05-11 Dye functional material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008280453A true JP2008280453A (en) 2008-11-20
JP5095262B2 JP5095262B2 (en) 2012-12-12

Family

ID=40141539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007126921A Expired - Fee Related JP5095262B2 (en) 2007-05-11 2007-05-11 Dye functional material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5095262B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009263430A (en) * 2008-04-22 2009-11-12 Ogata Zairyo Kagaku Kenkyusho:Kk Composite electronic material and method for producing same
WO2023054560A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 積水化学工業株式会社 Curable resin composition, coating layer, and film

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH086204A (en) * 1994-06-17 1996-01-12 Canon Inc Optical recording medium, optical recording method and information reproducing method
JPH1123886A (en) * 1997-07-03 1999-01-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of optical element
JP2000319518A (en) * 1999-05-07 2000-11-21 Tokuyama Corp Photochromic plastic molded article and its production
JP2003227949A (en) * 2002-02-06 2003-08-15 Shin Etsu Chem Co Ltd Optical waveguide forming material and method for manufacturing optical waveguide
JP2004010849A (en) * 2002-06-11 2004-01-15 Asahi Denka Kogyo Kk Curing composition for optical material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH086204A (en) * 1994-06-17 1996-01-12 Canon Inc Optical recording medium, optical recording method and information reproducing method
JPH1123886A (en) * 1997-07-03 1999-01-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of optical element
JP2000319518A (en) * 1999-05-07 2000-11-21 Tokuyama Corp Photochromic plastic molded article and its production
JP2003227949A (en) * 2002-02-06 2003-08-15 Shin Etsu Chem Co Ltd Optical waveguide forming material and method for manufacturing optical waveguide
JP2004010849A (en) * 2002-06-11 2004-01-15 Asahi Denka Kogyo Kk Curing composition for optical material

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009263430A (en) * 2008-04-22 2009-11-12 Ogata Zairyo Kagaku Kenkyusho:Kk Composite electronic material and method for producing same
WO2023054560A1 (en) * 2021-09-30 2023-04-06 積水化学工業株式会社 Curable resin composition, coating layer, and film

Also Published As

Publication number Publication date
JP5095262B2 (en) 2012-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5152444B2 (en) Method for producing porous silica particles, resin composition for antireflection film, article having antireflection film, and antireflection film
JP4205368B2 (en) Curable composition for optical materials
US6210790B1 (en) Glass-like composites comprising a surface-modified colloidal silica and method of making thereof
JP6464534B2 (en) Dye composite, light conversion film, and electronic device including the same
US6700708B2 (en) Micro-lens array and method of making micro-lens array
KR102133239B1 (en) Scintillator panel, radiation detector, and manufacturing method therefor
TWI237037B (en) Method for making contact lenses having UV absorbing properties
TW202006045A (en) Resin composition, light-blocking film, method for producing light-blocking film, and substrate having partitioning wall attached thereto
JP5393107B2 (en) Silicone resin composition
CN1894611A (en) Method for producing photon crystal and controllable defect therein
JP5733564B2 (en) Antireflection film composition, article using the same, and antireflection film
JP5018025B2 (en) Surface-modified zirconium oxide particle dispersion and transparent composite, optical member, composition for sealing light-emitting element, and light-emitting element
JP5095262B2 (en) Dye functional material
KR102242545B1 (en) Antibacterial polymer coating composition and antibacterial polymer film
JP4321686B2 (en) Organic-inorganic composite and method for producing porous silicon oxide
JP2019214492A (en) Glass reinforced substrate
CN108264640A (en) For the preparation method of the molding UV photo-curable silicone resins of direct write
JP2015232115A (en) Curable composition, method for producing cured product using the same, and method for remelting cured product
JP2001281475A (en) Organic/inorganic composite material for optical waveguide and method for manufacturing optical waveguide using the same
JP5826679B2 (en) Method for producing nano-composite particles containing perfluorocarbon sulfonic acid polymer
JP2010235943A (en) Nano composite powdery particle having siloxane bond as main skeleton and method for producing the same, nano composite powdery particle dispersion liquid having siloxane bond as main skeleton, and resin composition
KR101718175B1 (en) Silicone resin composition and optical material
JP2001158851A (en) Curable composition
JP2000026725A (en) Organic-inorganic polymer hybrid and its production
JPS62283121A (en) Production of molding resin material for optical use

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120904

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120919

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150928

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees