JP5682824B2 - ポリマーで固定化されたコロイド結晶の製造方法、及び、ポリマーで固定化されたコロイド結晶 - Google Patents
ポリマーで固定化されたコロイド結晶の製造方法、及び、ポリマーで固定化されたコロイド結晶 Download PDFInfo
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Description
[単分散度(単位:%)]=([粒径の標準偏差]/[平均粒径])×100 (1)
で表される単分散度が10%以下となるコロイド粒子を含有量が10〜60質量%となるようにして含有させた後、超音波を1分間〜24時間印加し、前記分散媒中に前記コロイド粒子を分散させて、3次元規則配列状態のコロイド結晶が形成されたモノマー分散液を得る工程と、
前記モノマー分散液中に、10時間半減期温度が60〜100℃である有機過酸化物からなる重合開始剤を含有量が0.005〜0.1質量%となるようにして含有させ、該重合開始剤の10時間半減期温度に5℃加えた温度([10時間半減期温度]+[5℃])以下であり且つ80℃以下であるという条件を満たす加熱温度で加熱して、前記モノマー分散液中の前記単官能及び多官能アクリルモノマーを重合せしめ、ポリマーで固定化されたコロイド結晶を得る工程と、
を含むことを特徴とする方法である。
CH2=CHOO(C2H4O)nR (1)
[式(1)中、nは1〜9の整数を示し、Rは水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基及びテトラヒドロフラニル基からなる群から選択される少なくとも1種を示す。]
で表される化合物であることが好ましい。
[単分散度(単位:%)]=([粒径の標準偏差]/[平均粒径])×100 (1)
で表される単分散度が10%以下となるコロイド粒子を含有量が10〜60質量%となるようにして含有させた後、超音波を1分間〜24時間印加し、前記分散媒中に前記コロイド粒子を分散させて、3次元規則配列状態のコロイド結晶が形成されたモノマー分散液を得る工程(第一工程)と、
前記モノマー分散液中に、10時間半減期温度が60〜100℃である有機過酸化物からなる重合開始剤を含有量が0.005〜0.1質量%となるようにして含有させ、該重合開始剤の10時間半減期温度に5℃加えた温度([10時間半減期温度]+[5℃])以下であり且つ80℃以下であるという条件を満たす加熱温度で加熱して、前記モノマー分散液中の前記単官能及び多官能アクリルモノマーを重合せしめ、ポリマーで固定化されたコロイド結晶を得る工程(第二工程)と、
を含むことを特徴とする方法である。
CH2=CHOO(C2H4O)nR (1)
[式(1)中、nは1〜9の整数を示し、Rは水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基及びテトラヒドロフラニル基(テトラヒドロフランから水素原子が一つ外れた基)からなる群から選択される少なくとも1種を示す。]
で表される化合物が更に好ましい。
[単分散度(単位:%)]=([粒径の標準偏差]/[平均粒径])×100 (1)
で表される単分散度が10%以下の粒子である。このように、本発明にかかるコロイド粒子は、十分に高度な単分散性を有する粒径が極めて均一な粒子である。本発明においては、コロイド結晶を形成させるためのコロイド粒子として、このような均一性が極めて高い粒子を用いているため、分散媒中に前記粒子を分散させた際に、粒子間の相互作用により自己組織的に容易に3次元規則配列構造を形成させることが可能となる。また、このようなコロイド粒子としては、単分散度がより小さな値となるほどより高い特性が得られる傾向にあることから、前記単分散度が5%以下のものがより好ましい。
各実施例及び各比較例で得られたモノマー分散液およびコロイド結晶に対して、測定装置として相馬光学社製のマルチチャンネル分光計(商品名「Fastvert S−2650」)を用いて反射スペクトルを測定し、Bragg回折による反射ピークを確認することにより、3次元規則配列状態のコロイド結晶の存否を確認した。また、各実施例及び各比較例で得られたモノマー分散液は、目視により観察して構造色の有無を確認した。
各実施例及び各比較例において、コロイド結晶の製造時に用いたサンプル瓶(底面の内径が24mmで高さが40mmの円柱状の瓶、容量;20cc)へのコロイド分散液の仕込み量(質量:12g)と、コロイド分散液の加熱硬化後に得られた硬化物(コロイド結晶)の質量(単位:g、以下において「固形分量」という。)とを測定し、下記計算式(I):
[硬化率(%)]=([固形分量]/[仕込み量])×100 (I)
を計算して硬化率を求めた。なお、固形分量の測定に際しては、加熱硬化後にサンプル瓶に残った未硬化の分散液を除去して、サンプル瓶から硬化物のみを取り出して硬化物の質量(固形分量)を測定した。なお、このような硬化率が70%以上となる場合には、ポリマーで固定化されたコロイド結晶が十分に効率よく製造されることとなるため、硬化率が十分に高いものとして評価できる。
各実施例及び各比較例において得られた円柱状の硬化物をサンプルとし、その円柱状のサンプルの側面の高さ方向の中心の任意の点を測定開始点(測定角:0°)とし且つ円柱状のサンプルを中心軸に対して30°ずつ回転させた際に同じ高さの位置にある点をそれぞれ測定点として、各測定点(全12点:0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°)において反射スペクトルを測定し、反射ピーク強度が参照スペクトルの反射強度の10%以上の大きさとなる測定点の数を求めた。なお、このような反射ピーク強度が参照スペクトルの反射強度の10%以上の大きさとなる測定点の数が9点以上となるようなコロイド結晶は、広範囲に亘って十分に均一に発色しているものとみなすことができ、発色性が十分に高いものとして評価できる。なお、参照スペクトルの測定用のサンプルとしては、以下のものをそれぞれ使用した。すなわち、真空蒸着法により厚さ50nmのAl薄膜が形成された縦76mm、横26mm、厚さ1mmのスライドガラス(松浪硝子工業社製)を、Al蒸着面が表になるようにして、各実施例及び各比較例において得られた円柱状の硬化物の側面に両面テープを用いてそれぞれ貼付し、これを各実施例及び各比較例において得られた硬化物に対する参照スペクトル測定用の測定サンプルとして、それぞれ使用した。
各実施例及び各比較例で得られたポリマーで固定化されたコロイド結晶の硬度を鉛筆硬度試験により評価した。このような鉛筆硬度試験は、JIS K5600−5−4(1999)で規定される方法に準拠して実施した。
単官能アクリルモノマーとしてフェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−60G」、上記一般式(5)で表される化合物)を用い、多官能アクリルモノマーとしてテトラエチレングリコールジアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル A−200」、二官能アクリルモノマー、上記一般式(6)で表される化合物)を用い、単官能モノマーと二官能アクリルモノマーとの質量比([単官能アクリルモノマー]:[多官能アクリルモノマー])が30:70であるモノマー混合物を準備し、前記モノマー混合物を20ccのサンプル瓶(底面の内径が24mmで高さが40mmの円柱状の瓶)中に7.2g入れた。次いで、前記混合物中に、Stober法によって合成されたシリカ粒子(平均粒子径200nm、単分散度:5%)を4.8g添加(粒子の含有量が40質量%となるように添加)して混合液(12g)を得た。次に、前記混合液に対して室温(25℃)条件下で本多電子製の超音波洗浄機(商品名「W−115」)を用いて超音波(周波数:45kHz、出力:300W)を3時間印加し、コロイド粒子(シリカ粒子)をモノマーの混合物中に均一分散したモノマー分散液を得た。なお、このようなモノマー分散液においては構造色が観察されていることが目視により確認された。また、このようなモノマー分散液の反射スペクトルを測定したところ、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、分散液中に3次元規則配列状態のコロイド結晶が形成されていることが分かった。
表1に示すように、モノマー混合物中の単官能アクリルモノマーと多官能アクリルモノマーとの混合比率(質量比)を変更した以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(バルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、各実施例及び各比較例において得られたモノマー分散液は、いずれも構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、各実施例及び各比較例において得られた円柱状の硬化物はいずれも、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。更に、各実施例及び比較例で得られた硬化物のサイズは、それぞれ、直径24mm且つ高さ17mmのバルク体(実施例2)、直径24mm且つ高さ17mmのバルク体(実施例3)、直径24mm且つ高さ16mmのバルク体(実施例4)、直径24mm且つ高さ19mmのバルク体(比較例1)、直径24mm且つ高さ19mmのバルク体(比較例2)、直径24mm且つ高さ19mmのバルク体(比較例3)、直径24mm且つ高さ16mmのバルク体(比較例4)、直径24mm且つ高さ15mmのバルク体(比較例5)であった。
前記重合開始剤添加後のモノマー分散液の加熱温度を80℃とした以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ19mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
単官能アクリルモノマーとして、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−60G」)の代わりに、メトキシポリエチレングリコール #400アクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AM−90G」、上記一般式(3)で表される化合物)を用いた以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ19mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
単官能アクリルモノマーとして、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−60G」)の代わりに、メトキシトリエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AM−30G」、上記一般式(2)で表される化合物)を用いた以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ19mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
単官能アクリルモノマーとして、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−60G」)の代わりに、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−20GY」、上記一般式(4)で表される化合物)を用いた以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ17mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
多官能アクリルモノマーとして、テトラエチレングリコールジアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル A−200」、二官能アクリルモノマー)の代わりに、EOTMPTA(東亞合成株式会社製の商品名「アロニックス M−350」、三官能アクリルモノマー、上記一般式(7)で表される化合物)を用いた以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ16mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
多官能アクリルモノマーとして、テトラエチレングリコールジアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル A−200」、二官能アクリルモノマー)の代わりに、EOTMPTA(東亞合成株式会社製の商品名「アロニックス M−350」、三官能アクリルモノマー、上記一般式(7)で表される化合物)を用い、単官能アクリルモノマーとして、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−60G」)の代わりに、メトキシトリエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AM−30G」、上記一般式(2)で表される化合物)を用いた以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ14mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
単官能アクリルモノマーを用いず、多官能アクリルモノマーとして、テトラエチレングリコールジアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル A−200」、二官能アクリルモノマー)の代わりに、EOTMPTA(東亞合成株式会社製の商品名「アロニックス M−350」、三官能アクリルモノマー、上記一般式(7)で表される化合物)を用い、モノマー混合物中の単官能モノマーと多官能アクリルモノマーとの質量比([単官能アクリルモノマー]:[多官能アクリルモノマー])を0:100とした以外は、実施例1と同様にして、モノマー分散液を製造し、ポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。一方、比較例7においては、モノマー分散液の10%しか硬化が生じておらず、十分な量の硬化物を得ることができず、発色性の測定のための円柱状のサンプルを得ることができなかった。そのため、比較例7については、発色性の測定を行っていない。ただし、硬化した部分について反射スペクトルを1点測定したところ、反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認され、更に、目視にてコロイド結晶特有の発色を観察され、コロイド結晶が固定化されていることは確認された。
重合開始剤として、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(有機過酸化物、10時間半減期温度:72.1℃、日油株式会社製の商品名「パーキュアO」)を5μL用いる代わりに、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(アゾ重合開始剤、10時間半減期温度:65℃、和光純薬工業社製の商品名「AIBN V−60」)を0.002g用い、前記重合開始剤の添加時にモノマー分散液に前記重合開始剤が溶解するように十分に撹拌し、前記重合開始剤添加後のモノマー分散液の加熱温度を75℃から65℃に変更した以外は、実施例3と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ12mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
単官能アクリルモノマーとして、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−60G」)の代わりに、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−20GY」、上記一般式(4)で表される化合物)を用いた以外は、比較例8と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ11mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
多官能アクリルモノマーとして、テトラエチレングリコールジアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル A−200」、二官能アクリルモノマー)の代わりに、EOTMPTA(東亞合成株式会社製の商品名「アロニックス M−350」、三官能アクリルモノマー、上記一般式(7)で表される化合物)を用いた以外は、比較例8と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ7mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
単官能アクリルモノマーとして、フェノキシヘキサエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−60G」)の代わりに、フェノキシジエチレングリコールアクリレート(新中村化学社製の商品名「NKエステル AMP−20GY」、上記一般式(4)で表される化合物)を用いた以外は、比較例10と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ9mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
前記重合開始剤添加後のモノマー分散液の加熱温度を65℃から72℃に変更した以外は、比較例8と同様にして、モノマー分散液を製造し、その後、円柱状の硬化物(バルク体:ポリマーで固定化されたコロイド結晶)の製造を試みたが、加熱を始めて1時間ほど経過したところで、サンプル瓶の中のモノマー分散液が沸騰状態となり、モノマー分散液がサンプル瓶からあふれ出してしまい、それと同時に硬化が生じてしまった。その結果、得られた硬化物は部分的にしか構造色を呈さないものとなり、しかも形状が円柱状とならなかった。このような結果から、重合開始剤の10時間半減期温度に5℃加えた温度よりも高い温度で加熱する比較のためのポリマーで固定化されたコロイド結晶の製造方法は、加熱時にモノマー分散液が沸騰してしまい、形状の制御という点やモノマー分散液中に形成された3次元規則配列構造を十分に維持しながらコロイド結晶を固定化するという点では必ずしも十分な方法ではないことが分かった。
重合開始剤として、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(有機過酸化物、10時間半減期温度:72.1℃、日油株式会社製の商品名「パーキュアO」)を5μL用いる代わりに、ジラウロイルパーオキサイド(有機過酸化物、10時間半減期温度:61.6℃、日油株式会社製の商品名「パーロイルL」、固形物)を0.01g(0.08質量%)用い、前記重合開始剤の添加時に撹拌する代わりに、温度上昇に気をつけながら超音波(周波数:45kHz、出力:200W)を1時間印加してモノマー分散液に前記重合開始剤を溶解させ、前記重合開始剤添加後のモノマー分散液の加熱温度を75℃から65℃に変更した以外は、実施例3と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ18mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(有機過酸化物、10時間半減期温度:72.1℃、日油株式会社製の商品名「パーキュアO」)を5μL用いる代わりに、t−ヘキシルパーオキシ−イソプロピルモノカーボネート(10時間半減期温度:95.0℃、日油株式会社製の商品名「パーヘキシルI」)を10μL(0.08質量%)用い、前記重合開始剤添加後のモノマー分散液の加熱温度を75℃から80℃に変更した以外は、実施例3と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ14mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(有機過酸化物、10時間半減期温度:72.1℃、日油株式会社製の商品名「パーキュアO」)を5μL用いる代わりに、t−ブチルパーオキシ−ベンゾエート(10時間半減期温度:104.3℃、日油株式会社製の商品名「パーブチルZ」)を10μL(0.08質量%)用い、前記重合開始剤添加後のモノマー分散液の加熱温度を75℃から80℃に変更した以外は、実施例3と同様にして、モノマー分散液を製造し、その後、円柱状の硬化物(バルク体:ポリマーで固定化されたコロイド結晶)の製造を試みたが、硬化物を形成することができなかった。
前記重合開始剤添加後のモノマー分散液の加熱温度を80℃から85℃に変更した以外は、実施例11と同様にして、モノマー分散液を製造し、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ19mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
モノマー分散液を得る際の超音波の印加方法を下記超音波印加方法に変更してモノマー分散液を製造した以外は、実施例1と同様にして、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ17mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようにして得られたモノマー分散液は、構造色が観察されるとともに、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、分散液中に3次元規則配列状態のコロイド結晶が形成されていることが分かった。また、このようにして得られた円柱状の硬化物は反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。
実施例12においては、前記混合液に超音波を印加するために、本多電子製の超音波洗浄機(商品名「W−115」:実施例1で利用)を用いる代わりに、Sonic社製の超音波ホモジナイザ(商品名「VCX−500」)を用いた。そして、実施例1と同様の方法で調製した混合液に対して、テーパーマイクロチップ(先端径:5mm)プローブを挿入して、室温(25℃)条件下において、超音波(周波数:20kHz、出力:150W)を4秒印加した後、8秒停止する工程を、超音波の印加時間の合計時間が3分間となるようにして繰り返し実施し、超音波を間欠的に印加した。このようにして、実施例12においては、前記混合液に超音波を間欠的に3分間印加することで、コロイド粒子(シリカ粒子)がモノマーの混合物中に均一分散されたモノマー分散液を得た。
超音波の印加時間の合計時間を3分間から40秒間に変更した以外は、実施例12と同様にして、モノマー分散液を製造を試みた。このようにして得られたモノマー分散液は、一部に構造色が観察されるものの、そのモノマー分散液の入ったサンプル瓶の底部にはコロイド粒子の凝集体と考えられる固形物が見られた。なお、モノマー分散液は、一部に反射スペクトルにおいて反射ピークが認められた。このような結果から、超音波の印加時間が短い場合には、コロイド粒子を必ずしも十分に3次元規則配列構造に配列させることができないことが分かった。次に、このようにして得られたコロイド粒子の分散性が不十分なモノマー分散液を用いた以外は、実施例1と同様にして、円柱状の硬化物(直径24mm、高さ17mmのバルク体)を得た。このようにして得られた円柱状の硬化物は、一部に反射スペクトルにおいて反射ピークが認められたことから、その硬化物の一部の部位にはコロイド結晶が形成されていることが確認された。
サンプル瓶を用いる代わりにガラスセル(内部の容積:縦76mm、横22mm、厚み2mm)を用いた以外は、実施例6と同様にして、ブロック状の硬化物(縦72mm、横22mm、厚み2mmのバルク体)としてポリマーで固定化されたコロイド結晶を得た。なお、このようなコロイド結晶の製造に用いたモノマー分散液は実施例6と同様のものである。また、このようにして得られたブロック状の硬化物は、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。なお、上記ガラスセルは、上面及び下面に松浪硝子工業製のスライドガラス(縦76mm、横26mm、厚み1mm)を用い、スペーサーとして縦2mm、横2mmの正方形状の断面を有する棒状のシリコーンゴムを用いて製造した。また、得られたブロック状の硬化物の両面の任意の12点に対して、上述のコロイド結晶の発色性の評価方法と同様にして反射スペクトルを測定し、反射ピーク強度が参照スペクトルの反射強度の10%以上の大きさとなる測定点の数を求めたところ、参照スペクトルの反射強度に対して10%以上の大きさの反射ピーク強度を有する測定点は12点であり、十分に発色性が高いことが分かった。また、得られたブロック状の硬化物は硬化率が98%であり、鉛筆硬度は4Hであった。
重合開始剤としてt−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(有機過酸化物:10時間半減期温度:72.1℃、日油株式会社製の商品名「パーキュアO」)を5μL(0.04質量%)用いる代わりに、光重合開始剤(チバスペシャリティケミカル社製の商品名「Darocure1173」)を0.1g用い、モノマー分散液を75℃の加熱温度にて24時間加熱する工程を実施する代わりに、セン特殊光源社製のハンディタイプUVキュア照射装置(ハンディ・キュアラブHLR100T−2)を用いてガラスセルのガラス面とのキョリが10cmとなる距離からUV光を1分間照射する工程を前記ガラスセルのガラス面の両面にそれぞれ実施した以外は、実施例13と同様にしてブロック状の硬化物としてのポリマーで固定化されたコロイド結晶の製造を試みた。しかしながら、ガラス面から0.5mmの厚みで膜状の硬化物が得られたものの、ガラスセルの内部は十分に硬化させることはできなかった。なお、このようにして得られた膜状の硬化物は、反射スペクトルにおいて反射ピークが認められ、コロイド結晶がポリマーで固定化されていることが確認された。なお、このようなコロイド結晶の製造に用いたモノマー分散液は実施例6と同様のものである。
Claims (2)
- 単官能アクリルモノマーと、二官能アクリルモノマー及び三官能アクリルモノマーからなる群から選択される少なくとも1種の多官能アクリルモノマーとを質量比([単官能アクリルモノマー]:[多官能アクリルモノマー])が30:70〜90:10となる割合で含有する分散媒中に、平均粒径が0.01〜10μmの範囲にあり且つ下記式(1):
[単分散度(単位:%)]=([粒径の標準偏差]/[平均粒径])×100 (1)
で表される単分散度が10%以下となるコロイド粒子を含有量が10〜60質量%となるようにして含有させた後、超音波を1分間〜24時間印加し、前記分散媒中に前記コロイド粒子を分散させて、3次元規則配列状態のコロイド結晶が形成されたモノマー分散液を得る工程と、
前記モノマー分散液中に、10時間半減期温度が60〜100℃である有機過酸化物からなる重合開始剤を含有量が0.005〜0.1質量%となるようにして含有させ、該重合開始剤の10時間半減期温度に5℃加えた温度([10時間半減期温度]+[5℃])以下であり且つ80℃以下であるという条件を満たす加熱温度で加熱して、前記モノマー分散液中の前記単官能及び多官能アクリルモノマーを重合せしめ、ポリマーで固定化されたコロイド結晶を得る工程と、
を含むことを特徴とする、ポリマーで固定化されたコロイド結晶の製造方法。 - 前記単官能アクリルモノマーが、下記一般式(1):
CH2=CHOO(C2H4O)nR (1)
[式(1)中、nは1〜9の整数を示し、Rは水素原子、メチル基、エチル基、フェニル基及びテトラヒドロフラニル基からなる群から選択される少なくとも1種を示す。]
で表される化合物であることを特徴とする請求項1に記載のポリマーで固定化されたコロイド結晶の製造方法。
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