JP3187907B2 - Method for producing hybrid silica gel - Google Patents
Method for producing hybrid silica gelInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はフォトクロミック特性を
有するハイブリッドシリカゲルの製造方法、詳しくはフ
ォトクロミック材としての耐久性を高めたフォトクロミ
ックハイブリッドシリカゲルの製造方法に関するもので
ある。The present invention relates to a method for producing a hybrid silica gel having photochromic properties, and more particularly to a method for producing a photochromic hybrid silica gel having improved durability as a photochromic material.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ゾル−ゲル法はシリカガラスの低
温合成法として知られており、溶液状態の原料から、加
水分解、縮重合反応によりシロキサン結合を生成させ
て、シリコン酸化物とするものである。二元系以上の酸
化物を作製する場合においては、原料を分子オーダーで
混合できるため均一な共重合酸化物が作製できる。ま
た、溶融法によるシリカガラスの合成では有機物のよう
に高温にすると分解してしまう物質はシリカガラス中に
ドープすることができないが、溶液混合を行うゾル−ゲ
ル法では比較的低温でガラスを合成できるのでシリカガ
ラス中に有機物をドープすることが可能である。この方
法を用いてシリカゲル中に様々な色素をドープした研究
が行われ、例えば、牧島ら(J.Am.Ceram.Soc,69(4)198
6) 、谷ら(J.Appl.Phys,58(9)1.Nov.1985)、David AVN
IL ら(J.Non.Cry.Solids,74,1985,395)などで紹介され
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, the sol-gel method is known as a method for synthesizing silica glass at a low temperature. The sol-gel method is a method in which a siloxane bond is formed from a raw material in a solution state by hydrolysis and polycondensation to form a silicon oxide. It is. In the case of producing a binary or higher oxide, a uniform copolymerized oxide can be produced because the raw materials can be mixed in molecular order. In addition, in the synthesis of silica glass by the melting method, a substance that decomposes at a high temperature, such as an organic substance, cannot be doped into the silica glass, but the glass is synthesized at a relatively low temperature by the sol-gel method that performs solution mixing. Since it is possible, it is possible to dope the silica glass with an organic substance. Using this method, studies have been conducted in which silica gel is doped with various dyes. For example, Makishima et al. (J. Am. Ceram. Soc, 69 (4) 198)
6), Tani et al. (J. Appl. Phys., 58 (9) 1. Nov. 1985), David AVN
This is introduced in IL et al. (J. Non. Cry. Solids, 74, 1985, 395).
【0003】我々は以前よりシリカゲル粒子中へ機能性
有機物をドープする研究を行なってきた。これまで、シ
リカゲル中にフォトクロミック化合物等の機能性色素を
ドープし、その機能をシリカゲル中で発現させることに
成功した。さらに、アルコキシシリル基を有するフォト
クロミック化合物を用いてシリカゲル中に化学的に固定
化することによりシリカゲルからフォトクロミック化合
物が溶出するのを防止できることを見いだした。[0003] We have long been conducting research into doping functional silica into silica gel particles. Until now, silica gel was doped with a functional dye such as a photochromic compound, and the function was successfully expressed in silica gel. Furthermore, it has been found that elution of the photochromic compound from the silica gel can be prevented by chemically immobilizing the silica gel with a photochromic compound having an alkoxysilyl group.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法によってシリカゲル中に固定化されたフォトクロミ
ック化合物は耐久性が低下する場合があることが新たに
見いだされた。この原因は、検討の結果、以下のように
推定された。有機物を含んでいる場合、高温度で熱処理
できないためにシリカゲル中には水酸基が多く残存して
おりシリカゲル中の酸点の量はかなり多く、水溶液中の
pH3〜4に相当する。そのために、ドープされたフォト
クロミック化合物は劣化を起こし易く、特にフォトクロ
ミック化合物の場合には光照射によって劣化反応が促進
され酸化劣化が顕著である。従って、従来のフォトクロ
ミック特性を示すシリカゲルは実用上、耐久性の面で未
だ十分でなく、これらの課題を解決することが重要であ
った。However, it has been newly found that the photochromic compound immobilized in silica gel by the above method may have a reduced durability. As a result of the examination, the cause was estimated as follows. When organic substances are contained, a large amount of hydroxyl groups remain in the silica gel because heat treatment cannot be performed at high temperatures, and the amount of acid sites in the silica gel is considerably large.
It corresponds to pH 3-4. Therefore, the doped photochromic compound is liable to be deteriorated. In particular, in the case of the photochromic compound, the deterioration reaction is accelerated by light irradiation, and oxidative deterioration is remarkable. Therefore, conventional silica gels exhibiting photochromic properties are not yet practically sufficient in terms of durability, and it is important to solve these problems.
【0005】本発明は、ハイブリッドシリカゲル中に固
定化されたフォトクロミック化合物の劣化を抑える方法
として、酸点を低減すること、あるいはシリカゲルの酸
強度を低減することを目的としている。[0005] An object of the present invention is to reduce the acid sites or reduce the acid strength of silica gel as a method of suppressing the deterioration of the photochromic compound immobilized in the hybrid silica gel.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者は上記のような
従来技術の問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、
フォトクロミック特性を示す化合物を化学的に固定化し
てドープしたシリカゲルのフォトクロミック特性の耐久
性を、シリカゲルの酸強度をコントロールすることによ
り向上させることに成功した。The inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the problems of the prior art as described above.
We succeeded in improving the durability of the photochromic properties of silica gel doped with a compound exhibiting photochromic properties by chemically immobilizing the compound by controlling the acid strength of the silica gel.
【0007】即ち、本発明は、 一般式(1)または
(2) Si(OR1 )4 (1) (式中、R1 は水素原子もしくはアルキル基を示す。) R2 n Si(OR3 )4-n (2) (式中、R2 はアルキル基、アルケニル基、またはフェ
ニル基を示し、R3 は水素原子もしくはアルキル基を示
し、nは1または2の整数を示す。)で表されるシリコ
ンアルコキシドと、アルコキシシリル基を有するフォト
クロミック化合物とを反応させてシリカゲルを合成し、
次いで該シリカゲルを一般式(3) M(OR)n (3) (式中、Mはアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属
原子を、nは金属Mの原子価を、Rは水素原子またはア
ルキル基をそれぞれ示す。)で表されるアルカリ金属化
合物で処理することを特徴とするフォトクロミックハイ
ブリッドシリカゲルの製造方法である。That is, the present invention relates to a compound represented by the general formula (1) or (2): Si (OR 1 ) 4 (1) (wherein R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.) R 2 n Si (OR 3 ) 4-n (2) (wherein, R 2 represents an alkyl group, an alkenyl group, or a phenyl group, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and n represents an integer of 1 or 2). Silicon alkoxide to be reacted with a photochromic compound having an alkoxysilyl group to synthesize silica gel,
Next, the silica gel is subjected to a general formula (3) M (OR) n (3) (where M is an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom, n is the valence of the metal M, R is a hydrogen atom or an alkyl group) Each of which is treated with an alkali metal compound represented by the following formula:
【0008】他の発明は、一般式(3)で表されるアル
カリ金属化合物の存在下に、 M(OR)n (3) (式中、Mはアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属
原子を、nは金属Mの原子価を、Rは水素原子またはア
ルキル基をそれぞれ示す。)一般式(1)または(2) Si(OR1 )4 (1) (式中、R1 は水素原子もしくはアルキル基を示す。) R2 n Si(OR3 )4-n (2) (式中、R2 はアルキル基、アルケニル基、またはフェ
ニル基を示し、R3 は水素原子もしくはアルキル基を示
し、nは1または2の整数を示す。)で表されるシリコ
ンアルコキシドと、アルコキシシリル基を有するフォト
クロミック化合物とを反応させることを特徴とするフォ
トクロミックハイブリッドシリカゲルの製造方法であ
る。[0008] Another invention provides a method for producing a compound of the formula: M (OR) n (3) wherein M is an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom, in the presence of an alkali metal compound represented by the general formula (3). n represents the valence of the metal M, and R represents a hydrogen atom or an alkyl group.) Formula (1) or (2) Si (OR 1 ) 4 (1) (wherein, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group) R 2 n Si (OR 3 ) 4-n (2) (wherein, R 2 represents an alkyl group, an alkenyl group, or a phenyl group; R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group; Is an integer of 1 or 2). A method for producing a photochromic hybrid silica gel, comprising reacting a silicon alkoxide represented by the formula (1) with a photochromic compound having an alkoxysilyl group.
【0009】以下に本発明を詳しく説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
【0010】本発明のフォトクロミックハイブリッドシ
リカゲル(以下フォトクロミックゲルという)とは、い
わゆるゾル−ゲル法を用いて、フォトクロミック特性を
示す有機化合物によりシリカゲルにフォトクロミック特
性を付与することを目的として、シリカゲル中に化学的
に固定してフォトクロミック化合物を分子単位あるいは
クラスターで分散含有させたものを指す。該フォトクロ
ミックゲルの形状は何んら制限されず、薄膜、バルクゲ
ル、ファイバー、粒子等のいづれの形態もとりうる。[0010] The photochromic hybrid silica gel of the present invention (hereinafter referred to as photochromic gel) is a so-called sol-gel method in which a silica gel is chemically incorporated into silica gel with the purpose of imparting photochromic properties to silica gel with an organic compound exhibiting photochromic properties. Refers to a material in which a photochromic compound is dispersed and contained in molecular units or clusters while being fixed in a fixed manner. The shape of the photochromic gel is not limited at all, and may take any form such as a thin film, a bulk gel, a fiber, a particle and the like.
【0011】本発明の製造方法に用いる一般式(1)で
表されるシリコンアルコキシドとしては、R1 がメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基等の、テトラメト
キシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシ
シラン、及びテトラブトキシシラン等が挙げられる。As the silicon alkoxide represented by the general formula (1) used in the production method of the present invention, R 1 is a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, etc. Propoxysilane, tetrabutoxysilane and the like can be mentioned.
【0012】同じく製造に使用する一般式(2)で表さ
れるシリコンアルコキシドにおいて、R2 はアルキル
基、アルケニル基、またはフェニル基である。該アルキ
ル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル
基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基等の直鎖状
または分岐状アルキル基が挙げられる。該アルケニル基
としてはエテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ヘキ
セニル基等の直鎖状または分岐状アルケニル基が挙げら
れる。R3 はアルキル基を示し、R1 で例示したものと
同様な置換基が好適に挙げられる。In the silicon alkoxide represented by the general formula (2) also used for the production, R 2 is an alkyl group, an alkenyl group or a phenyl group. Examples of the alkyl group include a linear or branched alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an octyl group, a decyl group, and an octadecyl group. Examples of the alkenyl group include a linear or branched alkenyl group such as an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group, and a hexenyl group. R 3 represents an alkyl group, and preferably includes the same substituents as those exemplified for R 1 .
【0013】一般式(2)のシリコンアルコキシドを具
体的に例示すると、フェニルトリメトキシシラン、フェ
ニルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、
エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラ
ン、n−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメ
トキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−
オクタデシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ
シラン、エチルトリエトキシシラン、アミルトリエトキ
シシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−オク
タデシルトリエトキシシラン、n−ドテシルトリエトキ
シシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリブト
キシシラン、エチルトリプロポキシシラン、ビニルトリ
エトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、ジフェニ
ルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ビニ
ルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。Specific examples of the silicon alkoxide of the general formula (2) include phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane,
Ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-
Octadecyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, amyltriethoxysilane, n-octyltriethoxysilane, n-octadecyltriethoxysilane, n-dotesyltriethoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltributoxy Examples thereof include silane, ethyltripropoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltriethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and vinylmethyldiethoxysilane.
【0014】上記一般式(1)のシリコンアルコキシド
と一般式(2)のシリコンアルコキシドは各々単独で使
用してもよいが、一般式(1)のそれはフォトクロミッ
クゲルの強度を向上させ物理的耐久性を向上させる、一
般式(2)のそれはフォトクロミックゲルの酸点を減少
させ化学的耐久性を向上させる効果を各々有するので、
所望するシリカゲルの物性に応じて任意の割合で組み合
わせて用いることができる。Although the silicon alkoxide of the general formula (1) and the silicon alkoxide of the general formula (2) may be used alone, those of the general formula (1) improve the strength of the photochromic gel and improve the physical durability. Since each of the general formula (2) has the effect of reducing the acid point of the photochromic gel and improving the chemical durability,
They can be used in combination at any ratio depending on the desired physical properties of the silica gel.
【0015】本発明に用いるアルコキシシリル基を有す
るフォトクロミック化合物(以下シリル基含有フォトク
ロミック化合物という)としては、前記シリコンアルコ
キシと共加水分解可能なアルコキシシリル基を分子内に
有するものであれば、特に制限はなく種々の有機フォト
クロミック化合物を用いることができる。例えば、アゾ
ベンゼン類、スピロピラン類、スピロキサジン類等のフ
ォトクロミック化合物にアルコキシ基を導入した化合物
が好適に用いられる。該化合物群を以下に具体的に例示
するがこれらに限定されるものではない。The photochromic compound having an alkoxysilyl group (hereinafter referred to as a silyl group-containing photochromic compound) used in the present invention is not particularly limited as long as it has an alkoxysilyl group co-hydrolyzable with silicon alkoxy in the molecule. However, various organic photochromic compounds can be used. For example, compounds obtained by introducing an alkoxy group into a photochromic compound such as azobenzenes, spiropyrans, and spiroxazines are preferably used. The compound group is specifically exemplified below, but is not limited thereto.
【0016】[0016]
【化1】 Embedded image
【0017】[0017]
【化2】 Embedded image
【0018】上記フォトクロミック化合物は分子内にア
ルコキシシリル基を有しているので、加水分解により前
記シリコンアルコキシドと縮重合してSi−O−Si結
合が生成し、シリカゲルと化学的に結合することができ
る。Since the above photochromic compound has an alkoxysilyl group in the molecule, it is condensed with the silicon alkoxide by hydrolysis to form a Si—O—Si bond, which is chemically bonded to silica gel. it can.
【0019】本発明の製造方法に用いる一般式(3)で
表されるM(OR)n において、Mはアルカリ金属原子
またはアルカリ土類金属を、nは金属Mの原子価を、R
は水素原子またはアルキル基をそれぞれ示す。具体的に
はRがアルキル基の場合、リチウムメチラート、リチウ
ムエチラート、リチウムプロピネート、ナトリウムメチ
ラート、ナトリウムエチラート、ナトリウムプロピネー
ト、カリウムメチラート、カリウムエチラート、カリウ
ムプロピネート、マグネシュウムジメトキシド、カルシ
ウムジメトキシド、バリウムジメトキシド、ストロンチ
ュウムジメトキシド、カルシウムジメトキシド等があ
る。これらのうち固体のものは、均一に反応処理を進行
させるためにアルコールなどの溶媒に溶解させて使用す
ることが好ましい。In M (OR) n represented by the general formula (3) used in the production method of the present invention, M is an alkali metal atom or an alkaline earth metal, n is the valence of the metal M, R is
Represents a hydrogen atom or an alkyl group, respectively. Specifically, when R is an alkyl group, lithium methylate, lithium ethylate, lithium propionate, sodium methylate, sodium ethylate, sodium propinate, potassium methylate, potassium ethylate, potassium propinate, magnesium dimethoxide , Calcium dimethoxide, barium dimethoxide, strontium dimethoxide, calcium dimethoxide and the like. Among these, solid substances are preferably used by dissolving them in a solvent such as alcohol in order to progress the reaction treatment uniformly.
【0020】Rが水素の場合、水酸化リチウム、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水
酸化ストロンチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウ
ム等が挙げられる。この場合も、水溶液あるいはアルコ
ール溶液にして用いるのが好ましい。When R is hydrogen, examples include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, strontium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide and the like. Also in this case, it is preferable to use an aqueous solution or an alcohol solution.
【0021】本発明のフォトクロミックゲルは以下の二
通りの方法により製造される。The photochromic gel of the present invention is produced by the following two methods.
【0022】第1の方法は、一般式(3)で表されるア
ルカリ金属化合物の共存化に一般式(1)または(2)
で表されるシリコンアルコキシドとシリル基含有フォト
クロミック化合物を反応させて、共加水分解並びに縮合
反応により製造する方法である。この方法はいわゆるゾ
ル−ゲル法と呼ばれるものであり、公知の方法が何んら
制限なく採用される。In the first method, the coexistence of the alkali metal compound represented by the general formula (3) is carried out by the general formula (1) or (2).
Is produced by reacting a silicon alkoxide represented by the formula (1) with a silyl group-containing photochromic compound and performing a co-hydrolysis and condensation reaction. This method is a so-called sol-gel method, and a known method is adopted without any limitation.
【0023】例えば、pH2〜3で10〜40モル倍の酸
性アルコール水溶液中で、上記3種の化合物を反応さ
せ、共加水分解並びに縮合を行う。具体的には、シリコ
ンアルコキシドとシリル基含有フォトクロミック化合物
とを酸性アルコール水溶液中で部分的に反応させてオリ
ゴマー生成させ、次いでシリコンアルコキシド1モルに
対して1〜0.01モル量のアルカリ金属化合物を含む
アルコール溶液と混合した後、更に反応を進めてフォト
クロミックゲルを製造する。アルカリ金属化合物の使用
量が上記範囲を越えるとシリカゲルが溶解するなどして
マトリックス自体に影響を及ぼす傾向にあるため好まし
くない。上記範囲より少ない場合は添加効果が小さい。
もちろん、予めアルカリ金属化合物を含有した酸性アル
コール水溶液中でシリコンアルコキシドとシリル基含有
フォトクロミック化合物との共加水分解並びに縮合を行
ってもよい。For example, the above three compounds are reacted in an aqueous solution of an acidic alcohol at a pH of 2-3 at a molar ratio of 10 to 40, and co-hydrolysis and condensation are carried out. Specifically, a silicon alkoxide and a silyl group-containing photochromic compound are partially reacted in an acidic alcohol aqueous solution to form an oligomer, and then 1 to 0.01 mole of an alkali metal compound is added to 1 mole of the silicon alkoxide. After mixing with the alcohol solution, the reaction is further advanced to produce a photochromic gel. If the amount of the alkali metal compound exceeds the above range, the silica gel is dissolved and the matrix itself tends to be affected, which is not preferable. If it is less than the above range, the effect of addition is small.
Of course, co-hydrolysis and condensation of the silicon alkoxide and the silyl group-containing photochromic compound may be performed in an aqueous acidic alcohol solution containing an alkali metal compound in advance.
【0024】前者の一旦オリゴマーを生成させる方法
は、以下詳述するように種々の形態のフォトクロミック
ゲルを製造できるので好適に採用される。The former method of once producing an oligomer is preferably employed because various forms of photochromic gel can be produced as described in detail below.
【0025】例えば、粒子状のフォトクロミックゲルを
製造する場合は、上記アルカリ金属化合物及びオリゴマ
ーを含有する混合溶液を、pH10〜13で10〜20倍
容量のアンモニア水−アルコール溶液に滴下して乳濁液
とし、得られた固体を遠心分離等により回収する方法が
採用される。またバルク状フォトクロミックゲルを作製
する場合には、例えば小さい穴のある容器に該混合溶液
を入れて静置し、反応を進行させるとともに溶媒を徐々
に揮発させる方法等が好適である。さらに前記の混合溶
液を基板状にディップコーティングあるいはスピンコー
ティングすることにより薄膜状のフォトクロミックゲル
を製造することができる。For example, when producing a particulate photochromic gel, a mixed solution containing the above-mentioned alkali metal compound and oligomer is dropped into a 10 to 20-fold volume ammonia water-alcohol solution at pH 10 to 13 to prepare an emulsion. A method is employed in which the solid is converted into a liquid, and the obtained solid is collected by centrifugation or the like. In the case of producing a bulk photochromic gel, for example, a method in which the mixed solution is placed in a container having a small hole and allowed to stand, the reaction is allowed to proceed, and the solvent is gradually evaporated is preferable. Furthermore, a thin-film photochromic gel can be produced by dip-coating or spin-coating the mixed solution on a substrate.
【0026】シリル基含有フォトクロミック化合物の使
用量は特に限定されることはなく任意の割合で用いるこ
とができるが、通常シリコンアルコキシドの全量に対し
て0.2〜1倍モル使用される。The amount of the silyl group-containing photochromic compound to be used is not particularly limited and can be used in any ratio, but it is usually used in a molar amount of 0.2 to 1 times the total amount of the silicon alkoxide.
【0027】加水分解および縮合反応を均一に進行させ
る目的で通常、反応溶媒を用いるが、アルコールが好適
に用いられる。このアルコールとしては、メタノール、
エタノール、プロパノール、およびブタノール等が挙げ
られる。A reaction solvent is usually used for the purpose of allowing the hydrolysis and condensation reactions to proceed uniformly, but alcohols are preferably used. This alcohol includes methanol,
Examples include ethanol, propanol, and butanol.
【0028】前述のごとく、加水分解および縮合反応を
促進するために、塩酸、硫酸、酢酸、クエン酸等の酸性
触媒や、水酸化ナトリウム、アンモニア等の塩基性触媒
を用いることは好ましい態様である。水は加水分解反応
に必要な成分であり、その使用量は被加水分解物の量
や、得られるフォトクロミックゲルの形態等により適宜
選択される。As described above, it is a preferred embodiment to use an acidic catalyst such as hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid and citric acid and a basic catalyst such as sodium hydroxide and ammonia to promote the hydrolysis and condensation reactions. . Water is a component necessary for the hydrolysis reaction, and the amount of water used is appropriately selected depending on the amount of the hydrolyzate, the form of the obtained photochromic gel, and the like.
【0029】加水分解温度は、添加したシリル基含有フ
ォトクロミック化合物が分解しない温度であれば特に制
限されない。温度が高い方が早く加水分解が進行する
が、加水分解時に酸性触媒を加えている場合は高温にす
ると酸化劣化を促進するので10〜60℃程度が好まし
い。The hydrolysis temperature is not particularly limited as long as the added silyl group-containing photochromic compound does not decompose. The higher the temperature, the faster the hydrolysis proceeds. However, when an acidic catalyst is added at the time of the hydrolysis, a high temperature promotes oxidative degradation, so that the temperature is preferably about 10 to 60 ° C.
【0030】加水分解後は、ゲル中に残存する水分およ
びアルコールを除去するために通常熱処理を行う。該熱
処理温度は、作製しようとする目的物によって異なる
が、フォトクロミック化合物部のフォトクロ機能が失わ
れない温度であれば特に制限はない。通常は、100〜
200℃で処理される。After the hydrolysis, heat treatment is usually performed to remove water and alcohol remaining in the gel. The heat treatment temperature varies depending on the target product to be produced, but is not particularly limited as long as the photochromic function of the photochromic compound portion is not lost. Usually, 100 ~
Treated at 200 ° C.
【0031】本発明のフォトクロミックゲルの他の製造
方法は、一般式(1)または(2)で表されるシリコン
アルコキシドとシリル基含有フォトクロミック化合物を
反応させて、共加水分解、縮合反応により一旦ハイブリ
ッドシリカゲルを製造した後、一般式(3)で表される
アルカリ金属化合物で反応処理する方法である。Another method for producing the photochromic gel of the present invention is to react a silicon alkoxide represented by the general formula (1) or (2) with a silyl group-containing photochromic compound, and then perform a hybrid reaction once by a cohydrolysis and condensation reaction. This is a method in which silica gel is produced and then subjected to a reaction treatment with an alkali metal compound represented by the general formula (3).
【0032】例えば、一般式(1)または(2)で表さ
れるシリコンアルコキシドとオルガノアルコキシシラン
及びシリル基含有フォトクロミック化合物とをpH2〜3
の酸性アルコール水溶液で加水分解を行って得られたオ
リゴマーを更に反応を進めてハイブリッドシリカゲルと
し、次いで一般式(3)で表されるアルカリ金属化合物
と反応させる。For example, a silicon alkoxide represented by the general formula (1) or (2) is mixed with an organoalkoxysilane and a silyl group-containing photochromic compound at pH 2-3.
The oligomer obtained by hydrolysis with an aqueous acidic alcohol solution is further reacted to form a hybrid silica gel, and then reacted with an alkali metal compound represented by the general formula (3).
【0033】通常は、アルコール等の有機溶媒中で両者
を反応させ、次いで溶媒を除去する。このハイブリッド
シリカゲルの形状は薄膜、粒子等特に制限はなく、粒子
の場合は、あらかじめ処理する粒子を溶媒に分散させて
からアルカリ金属化合物のアルコール溶液と混合するの
がよい。充分に分散させるために一定時間超音波処理す
る方法も好適である。Usually, the two are reacted in an organic solvent such as an alcohol, and then the solvent is removed. The shape of the hybrid silica gel is not particularly limited, such as a thin film and particles. In the case of particles, it is preferable to disperse particles to be treated in a solvent before mixing with an alcohol solution of an alkali metal compound. A method of performing ultrasonic treatment for a certain period of time to sufficiently disperse the particles is also preferable.
【0034】この第2の製造方法においても、先の製造
方法における溶媒、触媒、加水分解温度、熱処理温度等
の製造条件が同じく採用される。但し、一般式(1)の
シリコンアルコキシドと一般式(2)のシリコンアルコ
キシドを併用する場合は、後者の量が多い場合は後者単
独の粒子が生成する傾向にあるため、通常前者に対して
5〜40モル%とする。In the second production method, the production conditions such as the solvent, catalyst, hydrolysis temperature, heat treatment temperature and the like in the previous production method are similarly employed. However, when the silicon alkoxide of the general formula (1) and the silicon alkoxide of the general formula (2) are used in combination, if the amount of the latter is large, particles of the latter alone tend to be formed. 4040 mol%.
【0035】第2の製造方法は、ハイブリッドシリカゲ
ル製造後にアルカリ金属化合物で処理するので処理剤が
シリカゲルそのものの合成に影響することがなく好まし
い方法であるが、大形状のバルク体のフォトクロミック
ゲルを製造する場合には多孔体であっても内部まで処理
することは難しいので、第1の製造方法が好適に採用さ
れる。薄膜状または粒子状フォトクロミックゲルの場合
はいづれの方法を採用しても同等のものが得られる。The second production method is a preferred method, since the hybrid silica gel is treated with an alkali metal compound after production, so that the treating agent does not affect the synthesis of the silica gel itself, but a large-sized bulk photochromic gel is produced. In such a case, it is difficult to treat the inside even if it is a porous body, so the first manufacturing method is suitably adopted. In the case of a thin-film or particulate photochromic gel, an equivalent one can be obtained regardless of which method is adopted.
【0036】又、Rがアルキル基のアルカリ金属化合物
を用いる場合は、該化合物が水と反応してただちにM
(OH)n になり易いので、シリカゲルを水溶液系で製
造する必要がある場合には第2の製造方法が好ましく採
用される。When an alkali metal compound in which R is an alkyl group is used, the compound reacts with water and immediately reacts with M.
The second production method is preferably adopted when it is necessary to produce silica gel in an aqueous solution system because it easily becomes (OH) n.
【0037】[0037]
【作用及び効果】本発明によって製造されるフォトクロ
ミックゲルは、シリカゲルの製造時、または製造後にア
ルカリ金属化合物を存在させて反応処理することによっ
て、シリカゲル中の酸点を減少させ、酸強度を低減させ
たものである。この結果、劣化を起こし易いフォトクロ
ミック特性を示す化合物部の劣化を防止し、ひいてはフ
ォトクロミック特性の耐久性を向上させるものである。The photochromic gel produced by the present invention reduces the acid sites in the silica gel and reduces the acid strength by reacting the silica gel during or after the production of the silica gel in the presence of an alkali metal compound. It is a thing. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the compound part exhibiting photochromic characteristics, which is liable to cause deterioration, and to improve the durability of the photochromic characteristics.
【0038】もちろん、フォトクロミック化合物部がシ
リカゲルと化学的に結合して固定化されているためフォ
トクロミック化合物が有機溶媒などで溶出することがな
い。更に、シリカゲル原料として一般式(1)のシリコ
ンアルコキシドと一般式(2)のシリコンアルコキシド
を併用する場合は、ゲル自体が十分な強度を有し、耐溶
剤性や耐熱性にも優れる。例えば、一般式(2)のシリ
コンアルコキシドのみを用いて作製したフォトクロミッ
クハイブリッドシリカゲル粒子は、エタノール中で膨潤
し、テトラヒドロフランに溶解するとともに160℃付
近に融点をもつ。これに対し一般式(1)のシリコンア
ルコキシドを10モル%併用して作製したハイブリッド
シリカゲル粒子はエタノールに溶解せず且つ有機基が燃
焼するまでの融点を有さない。又、30モル%併用した
場合には、テトラヒドロフランにも溶解しなくなる。Of course, since the photochromic compound is chemically bonded to silica gel and fixed, the photochromic compound does not elute with an organic solvent or the like. Furthermore, when a silicon alkoxide of the general formula (1) and a silicon alkoxide of the general formula (2) are used in combination as a raw material for silica gel, the gel itself has sufficient strength and is excellent in solvent resistance and heat resistance. For example, photochromic hybrid silica gel particles produced using only the silicon alkoxide of the general formula (2) swell in ethanol, dissolve in tetrahydrofuran, and have a melting point around 160 ° C. On the other hand, the hybrid silica gel particles prepared by using 10 mol% of the silicon alkoxide of the general formula (1) are not dissolved in ethanol and do not have a melting point until the organic groups burn. In addition, when 30 mol% is used in combination, it does not dissolve in tetrahydrofuran.
【0039】[0039]
【実施例】以下実施例及び比較例により本発明をさらに
具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではない。The present invention will be described more specifically with reference to the following examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0040】実施例1 テトラエトキシシラン2gとスピロオキサジン(a)
0.24gをエタノール20mlに溶解した溶液にpH3
の塩酸水溶液4.5mlを添加し、25℃で5時間攪拌
した。該反応液に28重量%ナトリウムメトキシド含有
メタノール液1.1gを添加し更に30分間攪拌した。
この反応液を、アンモニア水アルコール溶液(25%ア
ンモニア水11.2ml、エタノール56ml)中に攪
拌しながら滴下した。生成した固体を遠心分離により分
離し、水およびエタノールで洗浄し、120℃で4時間
乾燥させることにより、粒径0.2〜0.4μmのフォ
トクロミックゲル粒子を得た。Example 1 2 g of tetraethoxysilane and spirooxazine (a)
A solution prepared by dissolving 0.24 g in 20 ml of ethanol was added with pH 3
Of hydrochloric acid was added and stirred at 25 ° C. for 5 hours. To the reaction solution was added 1.1 g of a methanol solution containing 28% by weight of sodium methoxide, and the mixture was further stirred for 30 minutes.
The reaction solution was added dropwise to an ammonia water alcohol solution (25% ammonia water 11.2 ml, ethanol 56 ml) with stirring. The produced solid was separated by centrifugation, washed with water and ethanol, and dried at 120 ° C. for 4 hours to obtain photochromic gel particles having a particle size of 0.2 to 0.4 μm.
【0041】該シリカゲル粒子の表面酸強度を指示薬法
によって測定したところ、pKaが5〜6であり酸強度
が低下していた。When the surface acid strength of the silica gel particles was measured by an indicator method, the pKa was 5 to 6, and the acid strength was low.
【0042】ポリメチルメタクリレート(PMMA)2
gをジオキサン40mlに溶解させた溶液と、上記方法
で作製したフォトクロミックゲル粒子0.02gをジオ
キサン2mlに分散させた分散液とを混合した後、超音
波処理し、次いでこの調製液1mlをシャーレに流し込
みジオキサンを蒸発させてキャストフィルムを作製し
た。このPMMAフィルムにXeランプを連続照射し、
このPMMAフィルムを30分毎に取り出してフォトク
ロミック反応に基づく吸光度を測定し、図1にその結果
を示した。尚、この図において、吸光度としては照射開
始直後の吸光度を基準とした初期吸光度との比を用いて
いる。図中、後述の比較例1との比較により、本発明の
フォトクロミックゲルは吸光度が初期吸光度の60%に
達する時間が2倍に延びており、光耐久性が向上してい
ることが認められる。Polymethyl methacrylate (PMMA) 2
g was dissolved in 40 ml of dioxane, and a dispersion of 0.02 g of the photochromic gel particles prepared in the above method and 2 ml of dioxane were mixed, followed by ultrasonic treatment, and 1 ml of the prepared solution was placed in a petri dish. The cast dioxane was evaporated to produce a cast film. Xe lamp is continuously irradiated on this PMMA film,
The PMMA film was taken out every 30 minutes and the absorbance based on the photochromic reaction was measured. The results are shown in FIG. In this figure, the ratio of the absorbance to the initial absorbance based on the absorbance immediately after the start of irradiation is used as the absorbance. In the figure, by comparison with Comparative Example 1 described later, it is recognized that the photochromic gel of the present invention doubles the time when the absorbance reaches 60% of the initial absorbance, and has improved light durability.
【0043】又、得られた上記のフォトクロミックゲル
をエタノールを用いてソックスレー抽出したところ、抽
出後も抽出前と同様なフォトクロミック特性を示した。When the obtained photochromic gel was subjected to Soxhlet extraction using ethanol, the same photochromic properties as before extraction were exhibited after extraction.
【0044】比較例1 テトラエトキシシラン2gとスピロオキサジン(a)
0.24gをエタノール20mlに溶解した溶液に、pH
3の塩酸−エタノール水溶液3.6ml(水0.2m
l)を添加し、25℃で5時間攪拌した。該反応液をア
ンモニア−エタノール水溶液(25%アンモニア水1
1.2ml、エタノール56ml)中に攪拌しながら滴
下した。生成した固体を遠心分離により反応液から分離
し、水およびエタノールで洗浄した後、120℃で4時
間乾燥させることにより、フォトクロミック特性を有す
るシリカゲル粒子を得た。Comparative Example 1 2 g of tetraethoxysilane and spirooxazine (a)
A solution of 0.24 g in ethanol 20 ml was added with pH
3.6 ml of an aqueous hydrochloric acid-ethanol solution (0.2 m
l) was added and the mixture was stirred at 25 ° C for 5 hours. The reaction solution was treated with an aqueous ammonia-ethanol solution (25% aqueous ammonia 1).
1.2 ml, ethanol 56 ml) with stirring. The resulting solid was separated from the reaction solution by centrifugation, washed with water and ethanol, and dried at 120 ° C. for 4 hours to obtain silica gel particles having photochromic properties.
【0045】このシリカゲル粒子の表面酸強度を実施例
1と同様に行ったところpKaが3〜4であった。又、
実施例1と同様にしてキャストフィルムを作製し次いで
吸光度の経時変化を測定した。その結果をあわせて図1
に示した。When the surface acid strength of the silica gel particles was measured in the same manner as in Example 1, the pKa was 3-4. or,
A cast film was prepared in the same manner as in Example 1, and the change over time in absorbance was measured. Fig. 1 shows the results.
It was shown to.
【0046】実施例2 テトラエトキシシラン2gとスピロオキサジン(a)
0.24gをエタノール20mlに溶解した溶液にpH3
の塩酸水溶液4.5mlを添加し、25℃で5時間攪拌
した。該反応液に28重量%ナトリウムメトキシド含有
メタノール溶液1.1gを添加し、更に、30分間攪拌
した。この反応液を小さな孔の開いた蓋をして徐々に溶
媒を発揮させた。充分乾燥させてキセロゲル状にしてか
ら120℃で4時間乾燥させてフォトクロミックゲルを
作製した。Example 2 2 g of tetraethoxysilane and spirooxazine (a)
A solution prepared by dissolving 0.24 g in 20 ml of ethanol was added with pH 3
Of hydrochloric acid was added and stirred at 25 ° C. for 5 hours. 1.1 g of a methanol solution containing 28% by weight of sodium methoxide was added to the reaction solution, and the mixture was further stirred for 30 minutes. The reaction solution was covered with a small perforated lid and the solvent was gradually developed. It was dried sufficiently to form a xerogel, and then dried at 120 ° C. for 4 hours to produce a photochromic gel.
【0047】このフォトクロミックゲルのpKaは6で
あった。このフォトクロミックゲルを一旦粉砕した後、
ペレット状に成型して実施例1と同様にして連続照射を
行ったところ、後述のテトラエトキシシランのみを用い
て作製した比較例2のシリカゲルに比して、吸光度の半
減期が1.8倍に延びた。The pKa of this photochromic gel was 6. After crushing this photochromic gel once,
When formed into pellets and subjected to continuous irradiation in the same manner as in Example 1, the half-life of the absorbance was 1.8 times that of the silica gel of Comparative Example 2 prepared using only tetraethoxysilane described below. Extended.
【0048】比較例2 テトラエトキシシラン20gとスピロオキサジン(a)
2.4gをエタノール20mlに溶解した溶液に、pH3
の塩酸水溶液45ml(水2.5ml)を添加し、25
℃で15時間攪拌した。該反応液を静置し、小さな孔の
開いた蓋をして徐々に溶媒を揮発させた。充分乾燥させ
てキセロゲル状にしてから120℃で4時間乾燥させて
シリカゲルを作製した。Comparative Example 2 20 g of tetraethoxysilane and spirooxazine (a)
A solution prepared by dissolving 2.4 g in 20 ml of ethanol was added to a solution having a pH of 3.
Of hydrochloric acid solution (2.5 ml of water)
Stirred at C for 15 hours. The reaction solution was allowed to stand, and a small perforated lid was placed thereon, and the solvent was gradually evaporated. After sufficient drying to form a xerogel, the mixture was dried at 120 ° C. for 4 hours to prepare silica gel.
【0049】このシリカゲルから実施例2と同様にして
ペレットを作製し、次いで吸光度の経時変化を調べた。Pellets were prepared from the silica gel in the same manner as in Example 2, and the change in absorbance with time was examined.
【0050】実施例3 実施例2と同様にして調製したナトリウムメトキシド含
有反応液を、清浄なガラス基板上にディップコーティン
グした。溶媒が揮発した後120℃で10分間熱処理
し、冷却後、再びディップコーティングをおこなった。
この操作を10回繰り返した後、120℃で4時間熱処
理し、ゲルフィルムを得た。Example 3 A reaction solution containing sodium methoxide prepared in the same manner as in Example 2 was dip-coated on a clean glass substrate. After the solvent was volatilized, heat treatment was performed at 120 ° C. for 10 minutes. After cooling, dip coating was performed again.
After repeating this operation 10 times, heat treatment was performed at 120 ° C. for 4 hours to obtain a gel film.
【0051】このゲルフィルムのpKaは5〜6であっ
た。又、実施例1と同様にしてXeランプの連続照射を
行ったところ、後述のテトラエトキシシランのみを用い
て作製した比較例3のフィルムに比して、吸光度の半減
期が2.1倍であった。The gel film had a pKa of 5-6. Further, when the Xe lamp was continuously irradiated in the same manner as in Example 1, the half-life of the absorbance was 2.1 times as compared with the film of Comparative Example 3 produced using only tetraethoxysilane described later. there were.
【0052】比較例3 比較例2と同様にして調製した、ナトリウムメトキシド
を含有しない反応液から実施例3と同様のディップコー
ティング法でゲルフィルムを得た。該フィルムのフォト
クロミック反応に基づく吸光度の経時変化を実施例3と
同様にして調べた。Comparative Example 3 A gel film was obtained from the reaction solution containing no sodium methoxide prepared in the same manner as in Comparative Example 2 by the same dip coating method as in Example 3. The change with time of the absorbance based on the photochromic reaction of the film was examined in the same manner as in Example 3.
【0053】実施例4 テトラエトキシシラン2gとスピロオキサジン(a)
0.24gをエタノール20mlに溶解した溶液に、pH
3の塩酸エタノール−水溶液3.6ml(水0.2m
l)を添加し、25℃で5時間攪拌した。該反応液をア
ンモニア−エタノール水溶液(25%アンモニア水1
1.2ml、エタノール56ml)中に攪拌しながら滴
下した後、分離、洗浄及び乾燥してハイブリッドシリカ
ゲル粒子を作製した。該シリカゲル粒子0.6gをナト
リウムメトキシド3.24×10-2gを含有したメタノ
ール溶液20ml中に分散させ、1時間超音波処理を行
った。遠心分離により粒子を回収し、水とエタノールで
洗浄した後、120℃で4時間熱処理しすることにより
フォトクロミックゲル粒子を得た。Example 4 2 g of tetraethoxysilane and spirooxazine (a)
A solution of 0.24 g in ethanol 20 ml was added with pH
3.6 ml of an aqueous solution of hydrochloric acid in ethanol-water (0.2 ml of water)
l) was added and the mixture was stirred at 25 ° C for 5 hours. The reaction solution was treated with an aqueous ammonia-ethanol solution (25% aqueous ammonia 1).
(1.2 ml, ethanol 56 ml) with stirring, followed by separation, washing and drying to produce hybrid silica gel particles. 0.6 g of the silica gel particles were dispersed in 20 ml of a methanol solution containing 3.24 × 10 -2 g of sodium methoxide, and subjected to sonication for 1 hour. The particles were collected by centrifugation, washed with water and ethanol, and then heat-treated at 120 ° C. for 4 hours to obtain photochromic gel particles.
【0054】該フォトクロミックゲル粒子のpKaは5
であった。又、実施例1と同様にしてPMMAフィルム
を作製し、光耐久性を調べたところ、ナトリウムメトキ
シドで処理しなかった以外本実施例と同様にして作製し
たシリカゲル粒子(pKa=3〜4)から調製されたP
MMAフィルムにくらべ、吸光度の半減期が1.7倍と
なり、光耐久性が向上することが判明した。The photochromic gel particles have a pKa of 5
Met. Further, a PMMA film was produced in the same manner as in Example 1, and the light durability was examined. As a result, silica gel particles produced in the same manner as in this example (pKa = 3 to 4) except that treatment was not performed with sodium methoxide. P prepared from
It was found that the half-life of the absorbance was 1.7 times that of the MMA film, and the light durability was improved.
【0055】実施例5 テトラメトキシシラン2g、アリルトリメトキシシラン
2g及びスピロピラン(e)0.45gをメタノール2
0mlに溶解した溶液に、pH2の塩酸−メタノール水溶
液3.6ml(水0.2ml)を添加し、25℃で5時
間攪拌した。該反応液を清浄なガラス基板上にディップ
コーティングした。溶媒が揮発した後120℃で10分
間熱処理し、冷却後、再びディップコーティングをおこ
ない、この操作を10回繰り返してフィルム状物を得
た。該フィルムを水酸化リチウム1.4×10-2gを含
んだ水溶液20ml中に1時間浸漬し、次いで、120
℃で4時間熱処理しフォトクロミックゲルフィルムを得
た。該フィルムは紫外線照射により着色し可視光照射に
より消色するフォトクロ活性を示した。また、吸光度の
半減期は、水酸化リチウム水溶液中に浸漬しなかったも
のと比較して1.5倍となり、光耐久性が向上すること
が判明した。Example 5 2 g of tetramethoxysilane, 2 g of allyltrimethoxysilane and 0.45 g of spiropyran (e) were added to methanol 2
To the solution dissolved in 0 ml, 3.6 ml of a hydrochloric acid-methanol aqueous solution of pH 2 (0.2 ml of water) was added, and the mixture was stirred at 25 ° C for 5 hours. The reaction solution was dip-coated on a clean glass substrate. After the solvent was volatilized, heat treatment was performed at 120 ° C. for 10 minutes, and after cooling, dip coating was performed again, and this operation was repeated 10 times to obtain a film. The film was immersed in 20 ml of an aqueous solution containing 1.4 × 10 -2 g of lithium hydroxide for 1 hour,
Heat treatment was performed at 4 ° C. for 4 hours to obtain a photochromic gel film. The film exhibited photochromic activity in which it was colored by irradiation with ultraviolet light and decolored by irradiation with visible light. Further, the half-life of the absorbance was 1.5 times that of a sample not immersed in a lithium hydroxide aqueous solution, and it was found that the light durability was improved.
【0056】実施例6 テトラエトキシシラン2gとアゾベンゼン(g)0.2
4gをエタノール20mlに溶解した溶液にpH3の塩酸
−エタノール溶液3.6ml(水0.2ml)を添加
し、25℃で5時間攪拌した。該反応液をアンモニア水
−アルコール溶液(25%アンモニア水11.2ml、
エタノール56ml)中に攪拌しながら滴下した後、分
離、洗浄および乾燥してハイブリッドシリカゲル粒子を
作製した。該シリカゲル粒子0.6gを水酸化カリウム
3.0×10-2gを含んだ水溶液20ml中に分散さ
せ、1時間超音波処理を行った。遠心分離により粒子を
回収し、水およびエタノールで洗浄し、120℃で4時
間乾燥させることによりフォトクロミックゲル粒子を得
た。Example 6 2 g of tetraethoxysilane and 0.2 of azobenzene (g)
To a solution of 4 g in 20 ml of ethanol was added 3.6 ml of a hydrochloric acid-ethanol solution of pH 3 (0.2 ml of water), and the mixture was stirred at 25 ° C for 5 hours. The reaction solution was added to an aqueous ammonia-alcohol solution (11.2 ml of 25% aqueous ammonia,
The mixture was dropped into ethanol (56 ml) with stirring, separated, washed and dried to prepare hybrid silica gel particles. 0.6 g of the silica gel particles were dispersed in 20 ml of an aqueous solution containing 3.0 × 10 -2 g of potassium hydroxide, and subjected to ultrasonic treatment for 1 hour. The particles were collected by centrifugation, washed with water and ethanol, and dried at 120 ° C. for 4 hours to obtain photochromic gel particles.
【0057】このフォトクロミックゲル粒子に紫外線と
可視光を交互に照射したところ、シス−トランス光異性
化によるフォトクロミック特性が速みやかに行こること
が観察された。When the photochromic gel particles were alternately irradiated with ultraviolet light and visible light, it was observed that the photochromic properties due to cis-trans photoisomerization proceeded promptly.
【0058】更に、実施例1と同様にして該シリカゲル
粒子よりPMMAフィルムを作製し、吸光度の経時変化
を調べたところ、水酸化カリウムで処理しなかったもの
と比較して半減期が1.7倍になった。Further, a PMMA film was prepared from the silica gel particles in the same manner as in Example 1, and the change with time in the absorbance was examined. As a result, the half-life was 1.7 as compared with the case not treated with potassium hydroxide. Doubled.
【0059】実施例7 フェニルトリエトキシシラン2.1gとスピロピラン
(e)0.45gをエタノール20mlに溶解した溶液
に、pH3の塩酸水溶液4.5mlを添加し、25℃で1
5時間攪拌した。該反応液にテトラエトキシシラン0.
8gを添加し、更に5時間攪拌した。該反応液をアンモ
ニア水−アルコール溶液(25%アンモニア水11.2
ml、エタノール56ml)中に攪拌しながら滴下した
後、分離、洗浄および乾燥してハイブリッドシリカゲル
粒子を作製した。該シリカゲル粒子0.6gを、水酸化
リチウム1.4×10-2gを含んだ水溶液20ml中に
分散させ、1時間超音波処理を行った。遠心分離により
粒子を回収し、水およびエタノールで洗浄し、120℃
で4時間乾燥させることによりフォトクロミックゲル粒
子を得た。Example 7 A solution prepared by dissolving 2.1 g of phenyltriethoxysilane and 0.45 g of spiropyran (e) in 20 ml of ethanol was added with 4.5 ml of an aqueous solution of hydrochloric acid at pH 3, and the solution was added at 25 ° C.
Stir for 5 hours. The reaction mixture was added with tetraethoxysilane 0.1.
8 g was added and the mixture was further stirred for 5 hours. The reaction solution was treated with an aqueous ammonia-alcohol solution (25% aqueous ammonia 11.2).
After stirring, the mixture was dropped into a mixture of ethanol and 56 ml of ethanol), separated, washed and dried to prepare hybrid silica gel particles. 0.6 g of the silica gel particles were dispersed in 20 ml of an aqueous solution containing 1.4 × 10 −2 g of lithium hydroxide, and subjected to ultrasonic treatment for 1 hour. Collect the particles by centrifugation, wash with water and ethanol,
For 4 hours to obtain photochromic gel particles.
【0060】該フォトクロミックゲル粒子を用いて実施
例1と同様にしてPMMAフィルムを作製し、光耐久性
を調べたところ、水酸化リチウムで処理しなかったもの
にくらべて吸光度の半減期が1.4倍にのびていた。A PMMA film was prepared using the photochromic gel particles in the same manner as in Example 1, and the light durability was examined. As a result, the half life of absorbance was 1. It was four times larger.
【図1】実施例1、及び比較例1で作製したフォトクロ
ミック(ハイブリッドシリカ)ゲル粒子を含むPMMA
フィルムのフォトクロミック反応に基づく吸光度の経時
変化を示す図である。FIG. 1 shows PMMA containing photochromic (hybrid silica) gel particles produced in Example 1 and Comparative Example 1.
It is a figure which shows the time-dependent change of the light absorbency based on the photochromic reaction of a film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 77/04 C08G 77/06 C08G 77/26 C08G 77/32 C08G 77/388 C09K 9/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C08G 77/04 C08G 77/06 C08G 77/26 C08G 77/32 C08G 77/388 C09K 9/02
Claims (2)
ニル基を示し、R3 は水素原子もしくはアルキル基を示
し、nは1または2の整数を示す。)で表されるシリコ
ンアルコキシドと、アルコキシシリル基を有するフォト
クロミック化合物とを反応させてシリカゲルを合成し、
次いで該シリカゲルを一般式(3) M(OR)n (3) (式中、Mはアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属
原子を、nは金属Mの原子価を、Rは水素原子またはア
ルキル基をそれぞれ示す。)で表されるアルカリ金属化
合物で処理することを特徴とするフォトクロミックハイ
ブリッドシリカゲルの製造方法。1. General formula (1) or (2) Si (OR 1 ) 4 (1) (wherein R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.) R 2 n Si (OR 3 ) 4-n (2) (wherein, R 2 represents an alkyl group, an alkenyl group, or a phenyl group, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and n represents an integer of 1 or 2). Is reacted with a photochromic compound having an alkoxysilyl group to synthesize silica gel,
Next, the silica gel is subjected to a general formula (3) M (OR) n (3) (where M is an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom, n is the valence of the metal M, R is a hydrogen atom or an alkyl group) Each of which is treated with an alkali metal compound represented by the following formula:
合物の存在下に、 M(OR)n (3) (式中、Mはアルカリ金属原子またはアルカリ土類金属
原子を、nは金属Mの原子価を、Rは水素原子またはア
ルキル基をそれぞれ示す。)一般式(1)または(2) Si(OR1 )4 (1) (式中、R1 は水素原子もしくはアルキル基を示す。) R2 n Si(OR3 )4-n (2) (式中、R2 はアルキル基、アルケニル基、またはフェ
ニル基を示し、R3 は水素原子もしくはアルキル基を示
し、nは1または2の整数を示す。)で表されるシリコ
ンアルコキシドと、アルコキシシリル基を有するフォト
クロミック化合物とを反応させることを特徴とするフォ
トクロミックハイブリッドシリカゲルの製造方法。2. In the presence of an alkali metal compound represented by the general formula (3), M (OR) n (3) wherein M is an alkali metal atom or an alkaline earth metal atom, and n is a metal. R represents a hydrogen atom or an alkyl group, respectively.) General formula (1) or (2) Si (OR 1 ) 4 (1) (wherein, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group) .) R 2 n Si (oR 3) 4-n (2) ( wherein, R 2 represents an alkyl group, an alkenyl group or a phenyl group,, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl radical, n is 1 or Wherein the silicon alkoxide represented by the formula (2) is reacted with a photochromic compound having an alkoxysilyl group.
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---|---|---|---|
JP01239492A JP3187907B2 (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | Method for producing hybrid silica gel |
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