JP2009541200A - 被覆されたモレキュラーシーブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、1000nm以下の粒子サイズを有する粒子を含み、粒子の表面が一般式SiR1R2R3R4のシランにより被覆される疎水性被覆されたモレキュラーシーブ、同様にまた、その製造方法、および、その使用方法に関する。加えて、本発明は、そのような被覆されたモレキュラーシーブの使用、同様にまた、そのようなモレキュラーシーブを含む組成物、および、装置(例えば、電子的構成要素および電子デバイスなど)の製造における使用に関する。
Description
SiR1R2R3R4
(式中、ラジカルR1、R2、R3またはR4の少なくとも1つが加水分解可能な基を含有し、残りのラジカルR1、R2、R基およびR4が互いに独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロアリール、アルキルシクロアルキル、ヘテロ(アルキルシクロアルキル)、ヘテロシクロアルキル、アリール、アリールアルキルまたはヘテロ(アリールアルキル)ラジカルである)
により被覆されるモレキュラーシーブ(特に、疎水性被覆されたモレキュラーシーブ)によって解決されることを見出している。
SiR1R2R3R4
(式中、ラジカルR1、R2、R3またはR4の少なくとも1つが加水分解可能な基を含有し、残りのラジカルR1、R2、R3およびR4が互いに独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロアリール、アルキルシクロアルキル、ヘテロ(アルキルシクロアルキル)、ヘテロシクロアルキル、アリール、アリールアルキルまたはヘテロ(アリールアルキル)ラジカルである)
により被覆される疎水性被覆されたモレキュラーシーブに関する。
SiR1R2R3R4
(式中、ラジカルR1、R2、R3またはR4の少なくとも1つが加水分解可能な基を含有し、残りのラジカルR1、R2、R3およびR4が互いに独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロアリール、アルキルシクロアルキル、ヘテロ(アルキルシクロアルキル)、ヘテロシクロアルキル、アリール、アリールアルキルまたはヘテロ(アリールアルキル)ラジカルである)。
モレキュラーシーブ粒子のサイズ分布を動的光散乱測定によって求めた。その目的のために、それぞれの場合において、好適な溶媒または、組成物に測定すべき粒子を含有する分散液約2mlを、ALV−NIBS Particle Sizer(ALV−GmbH社(Langen)から入手可能)を使用して測定した。典型的なサイズ分布が図7に示される。
a)イソブチルトリエトキシシランによるゼオライトLTAの被覆:
300nmの粒子サイズを有するゼオライトLTAの20%水性懸濁物の100mlを凍結乾燥した。大きい冷却速度が凍結工程中に確保された。高真空(10−2mbar)において150℃の温度で脱水されている粉末を、混合とともに、100mlの乾燥トルエンおよび10mlのイソブチルトリエトキシシランの混合物に攪拌しながら導入し、還流下で1時間煮沸した。混合物を冷却した後、生成物をろ過した。白色の、著しく疎水性の粉末が得られた。この粉末は、アルカン(例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン)、アルコール(例えば、エタノール、イソプロパノール)およびジエチルエーテルにおいて非常に容易に分散させることができる。この疎水性化されたゼオライトは、対照的に、水にはもはや分散させることができない。
手順は、フェニルトリメトキシシランがイソブチルトリエトキシシランの代わりに使用されたことを除いて、実施例1a)の場合と同様であった。白色の、著しく疎水性の粉末が得られた。この粉末は、o−キシレン、p−キシレン、トルエンおよびベンゼンにおいて非常に容易に分散させることができ、しかし、水には分散させることができない。
手順は、ゼオライトLTAの20%水性懸濁物の100mlの代わりに、400nmの粒子サイズを有するゼオライトFの20%水性懸濁物の100mlが使用されたことを除き、実施例1a)の場合と同様であった。白色の、著しく疎水性の粉末が得られた。この粉末は、アルカン(例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン)、アルコール(例えば、エタノール、イソプロパノール)およびジエチルエーテルにおいて非常に容易に分散させることができる。この疎水性化されたゼオライトは、対照的に、水にはもはや分散させることができない。
比較例として、約5μm(DLSによる測定)の粒子サイズを有するゼオライトLTAを、実施例1に記載される方法にしたがって乾燥し、疎水性化した。
実施例1a)の脱水および疎水性化されたゼオライトの10gを押出し機において90gのエチレンポリエチレン(m.p.:約125℃)に導入する。得られたポリマーコンポジットによる水の取込みが、周囲空気中で貯蔵したときの重量における増大によって確認される。その結果、約40%の相対的大気湿度および約20℃の温度での1週間で、1.3gの重量増大が確認された。
実施例1a)による被覆されたゼオライト材料の2gを8gのUV硬化性のN,N−ジメチルアクリルアミド系接着剤(「Locktite3301」、これはHenkel Loctide Deutschland GmbHから得ることができる)の中に撹拌する。得られた懸濁物を超音波浴に5分間置く。この接着剤コンポジットは、UV光を使用して硬化させることができ、湿気感受性物質を覆って被覆するために使用することができる。
湿気感受性物質を保護する能力(バリア特性)を試験するために、図8に示される試験構造物を使用した。湿気の不存在下において、15mmのサイズ/直径を有し、それぞれの場合に、5mgの無水の、青色の塩化コバルトを指示薬物質として含浸させた紙片をそれぞれ、20cm2の面積を有するガラスプレートの上に置く。その後、実施例3で作製された接着剤組成物を、ガラスプレート上における指示薬物質含浸紙片の周りの8mmのさらなる縁まで接着剤組成物によって覆われるようにガラスプレートの1つの上に注ぎ、接着剤組成物を、UV光を使用して硬化させる。同様な方法で、しかし、純粋な接着剤組成物(「Locktite3301」、Henkel Loctide Deutschland GmbHから入手可能)を使用して、比較サンプルを作製する。両方のサンプルを水により覆い、変化を目視により観察する。試験の経過の写真が図9に示される。水による表面被覆組成物層の浸透が、塩化コバルト指示薬の色の青色(図9における暗い灰色)からピンク色(図9における明るい灰色)への変化によって示される。図9から明確に見て取れるように、水による浸透が、比較サンプルの場合では、28分後において既に認められ、また、100分後では、ほとんど指示薬全体がピンク色であり(図9における明るい灰色)、すなわち、水と接触している。他方で、本発明によるサンプルは、その試験期間中に、いかなる変化も示していない。すなわち、指示薬は青色のままである(図9における暗い灰色)。この試験では、水指示薬(塩化コバルト)による湿気の取込みが、処理されていない接着剤との比較において、本発明の実施例3による接着剤組成物によって著しく遅くなることが示される。
平均で150nmの粒子サイズを有するゼオライトLTLの1gを50mlの濃CsCl溶液とともに室温で1時間撹拌し、ろ過し、洗浄し、水に再分散し、凍結乾燥する。高真空中において室温で乾燥した後、ゼオライトを50mlのトルエンおよび5mlのイソブチルジエチルエトキシシランとともに還流下で1時間煮沸する。冷却後、ゼオライトをろ過し、アセトンにより洗浄する。
表面被覆組成物の特性をカルシウムミラー試験によって試験するために、下記のサンプルおよび比較サンプルを調製した。
フィルムの特性を試験するために、下記のサンプルおよび比較サンプルを調製した。
Claims (31)
- 1000nm以下の粒子サイズの粒子を含み、前記粒子の表面が一般式SiR1R2R3R4のシランにより被覆される疎水性被覆されたモレキュラーシーブであって、式中、ラジカルR1、R2、R3またはR4の少なくとも1つが加水分解可能な基を含有し、残りのラジカルR1、R2、R3およびR4が互いに独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロアリール、アルキルシクロアルキル、ヘテロ(アルキルシクロアルキル)、ヘテロシクロアルキル、アリール、アリールアルキルまたはヘテロ(アリールアルキル)ラジカルであるモレキュラーシーブ。
- 前記シランが1つまたは2つまたは3つの加水分解可能な基を含有する、請求項1に記載のモレキュラーシーブ。
- 前記シランの前記加水分解可能な基のそれぞれが互いに独立して、加水分解可能なアルコキシラジカルであり、残りのラジカルが、非加水分解性のアルキルラジカル、アルケニルラジカル、アルキルラジカル、シクロアルキルラジカル、アルキルシクロアルキルラジカル、アリールラジカルおよびアリールアルキルラジカルから選択される、請求項1または2のいずれかに記載のモレキュラーシーブ。
- 前記シランの前記加水分解可能なラジカルのそれぞれが互いに独立して、加水分解可能なアルコキシラジカルであり、残りのラジカルが非加水分解性のアルキルラジカルである、請求項1〜3のいずれかに記載のモレキュラーシーブ。
- 前記アルキルラジカルが、3個〜8個の炭素原子を有する分枝型アルキルラジカルである、請求項1〜4のいずれかに記載のモレキュラーシーブ。
- 前記粒子が無機粒子を含む、請求項1〜5のいずれかに記載のモレキュラーシーブ。
- 前記無機粒子が、多孔性アルミノリン酸塩、多孔性シリコアルミノリン酸塩またはゼオライトを含む粒子から選択される、請求項6に記載のモレキュラーシーブ。
- 前記粒子が、ゼオライトNa−P1(GIS構造)、ゼオライトFおよびゼオライトLTAから選択され、前記シランが、1つのアルキルラジカルと、3つの加水分解可能なアルコキシラジカルとを含有する、請求項1〜7のいずれかに記載のモレキュラーシーブ。
- 1000nm以下の粒子サイズを有する粒子が、一般式SiR1R2R3R4の少なくとも1つのシランと反応するように作製される、請求項1〜8のいずれかに記載されるモレキュラーシーブを製造する方法。
式中、ラジカルR1、R2、R3またはR4の少なくとも1つが加水分解可能な基を含有し、残りのラジカルR1、R2、R3およびR4が互いに独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロアリール、アルキルシクロアルキル、ヘテロ(アルキルシクロアルキル)、ヘテロシクロアルキル、アリール、アリールアルキルまたはヘテロ(アリールアルキル)ラジカルである - 前記粒子が前記シランとの反応の前に乾燥される、請求項9に記載の方法。
- 前記粒子が、真空中での加熱および凍結乾燥から選択される方法によって乾燥される、請求項10に記載の方法。
- 前記粒子が凍結乾燥によって最初に乾燥され、次いで、真空中での加熱によって乾燥され、その後、前記シランにより被覆される、請求項9または10に記載の方法。
- 前記粒子が、前記シランによる被覆の後、真空中での加熱によって乾燥される、請求項9〜12のいずれかに記載の方法。
- 前記粒子が凍結乾燥によって最初に乾燥され、次いで、前記シランにより被覆され、その後、真空中での加熱によって乾燥される、請求項9〜13のいずれかに記載の方法。
- 前記シランによる被覆のために、前記粒子が、第1の工程において、好適な溶媒に懸濁され、次の工程において、前記シランがその懸濁物に加えられる、請求項9〜14のいずれかに記載の方法。
- 前記シランによる被覆のために、前記シランが、第1の工程において、好適な溶媒と混合され、次の工程において、前記粒子が加えられる、請求項9〜14のいずれかに記載の方法。
- 請求項9〜16のいずれかに記載される方法によって得ることができるモレキュラーシーブ。
- 請求項1〜8または17のいずれかに記載されるモレキュラーシーブと、有機化合物とを含む組成物。
- 前記有機化合物がポリマー化合物を含む、請求項18に記載の組成物。
- 前記ポリマー化合物が熱可塑性である、請求項19に記載の組成物。
- 前記ポリマー化合物が、0%から90%の相対湿度の範囲での0.9g・mm/m2・d未満の水透過性を有する、請求項18〜20のいずれかに記載の組成物。
- 透明であることを特徴とする、請求項18〜21のいずれかに記載の組成物。
- 請求項1〜8または17〜22のいずれかに記載されるモレキュラーシーブまたは組成物を備える装置。
- 請求項18〜22のいずれかに記載される組成物を使用して製造されているか、または封じられていることを特徴とする、請求項23に記載の装置。
- 包装材であることを特徴とする、請求項23または24に記載の装置。
- 電子的構成要素であることを特徴とする、請求項23または24に記載の装置。
- 前記電子的構成要素がMEMSおよびOLEDから選択される、請求項26に記載の装置。
- 保護される表面が前記組成物により直接に被覆される、請求項23〜27のいずれかに記載の装置。
- 前記組成物が、前記保護される表面に印刷ノズルを介して印刷される、請求項28に記載の装置。
- 膜であることを特徴とする、請求項23、24、25、28または29のいずれかに記載の装置。
- 請求項1〜8または17〜22のいずれかに記載されるモレキュラーシーブまたは組成物の、ゲッター材料としての使用。
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