JP7361326B2 - Metal nanorod-containing resin, near-infrared shielding lens, near-infrared shielding glasses, protective gear, near-infrared shielding window material, near-infrared shielding device, near-infrared shielding film, near-infrared shielding glass, and method for producing metal nanorod aggregate - Google Patents

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Description

本発明は、金属ナノロッド含有樹脂、近赤外線遮蔽レンズ、近赤外線遮蔽眼鏡、保護具、近赤外線遮蔽窓材、近赤外線遮蔽器具、近赤外線遮蔽フィルム、近赤外線遮蔽ガラス、及び金属ナノロッド集合体の製造方法に関する。 The present invention relates to the production of metal nanorod-containing resins, near-infrared shielding lenses, near-infrared shielding glasses, protective gear, near-infrared shielding window materials, near-infrared shielding devices, near-infrared shielding films, near-infrared shielding glasses, and metal nanorod aggregates. Regarding the method.

生体組織は紫外光~可視光~近赤外光の波長をもつ光(電磁波)から様々な影響を受ける。その影響は生体組織の部位によって異なるが、特に眼の組織では可視光線および赤外線は網膜まで達し、長時間もしくは強い強度で作用したときは、虹彩、網膜などに重く持続的な障害を起こすことが知られている。また紫外線は角膜や水晶体で強く吸収され、長時間もしくは強い強度で作用したときには、眼炎、白内障などの障害を引き起こすことが知られている。 Biological tissues are affected in various ways by light (electromagnetic waves) with wavelengths ranging from ultraviolet light to visible light to near-infrared light. The effects vary depending on the part of the living tissue, but visible light and infrared rays reach the retina, especially in the eye tissue, and when they act for a long time or with strong intensity, they can cause severe and lasting damage to the iris, retina, etc. Are known. Furthermore, ultraviolet rays are strongly absorbed by the cornea and crystalline lens, and are known to cause disorders such as ophthalmitis and cataracts when they act for a long time or at high intensity.

例えば太陽光は紫外光~可視光~近赤外光の波長領域の光を多く含むため、十分に遮蔽されていない一般的な屋外および屋内環境において、太陽光線は人に対してこのような障害を引き起こす恐れがある。このため車のドライバー、スポーツ選手、航空機パイロットなど強い太陽光線に眼等が長時間暴露される可能性のある者は、係る太陽光線から眼を保護するために、紫外光~可視光~近赤外光の波長を有する光を低減する層を有する眼鏡(アイウェア)を着用することがある。 For example, sunlight contains a lot of light in the wavelength range of ultraviolet light, visible light, and near-infrared light. may cause. For this reason, people who are likely to have their eyes exposed to strong sunlight for long periods of time, such as car drivers, athletes, and aircraft pilots, should use ultraviolet to visible light to near-infrared light to protect their eyes from the sun's rays. Eyeglasses (eyewear) having layers that reduce light having wavelengths of external light may be worn.

例えば紫外光~可視光~近赤外光の波長を有するレーザー(以下、単に「レーザー」と記載する場合もある)は高い強度を有するため、その光に眼が暴露された場合、太陽光線と同様あるいはより深刻な障害を眼に引き起こす恐れがある。 For example, lasers with wavelengths from ultraviolet light to visible light to near-infrared light (hereinafter sometimes simply referred to as "lasers") have high intensity, so if your eyes are exposed to that light, it may be compared to sunlight. May cause similar or more serious eye damage.

また、例えばガス溶接作業、ガス溶断作業、アーク灯もしくは水銀灯などを用いる作業、赤外線灯または殺菌灯などを用いる作業、高炉・鋼片加熱炉・造塊などの作業においては、当該作業による係る光への眼の強い暴露により、眼に障害が引き起こされる恐れがある。 In addition, for example, in gas welding work, gas cutting work, work using arc lamps or mercury lamps, work using infrared lamps or germicidal lamps, work in blast furnaces, billet heating furnaces, ingot making, etc. Intense eye exposure to may cause eye damage.

レーザー等の強力な光に暴露される作業に携わる者もまた、紫外光~可視光~近赤外光の波長を有する光を低減する層を有する眼鏡(アイウェア)を着用するか、当該層を窓(作業用覗き窓)として有する保護面等を用いることがある。 Persons involved in work that involves exposure to strong light such as lasers should also wear glasses (eyewear) that have layers that reduce light with wavelengths from ultraviolet to visible light to near-infrared light, or A protective surface or the like having a window (a work viewing window) may be used.

このように各種波長の光から眼を保護することが求められているが、特に近赤外光から眼を保護するための層、眼鏡、窓として、これまでにも様々な部材が提案されてきた。例えばJIS T 8141(2016)には、眼に対して有害な紫外放射及び赤外放射並びに強烈な可視光を生じる場所において、作業者の眼を保護するため、各人が着用する遮光保護具について規定されている。またJIS T 8143(1994)には、波長180nmから1mmまでのレーザー放射について、作業者の目を保護するために使用するレーザー保護フィルタ及びレーザー保護眼鏡について規定されている。 In this way, there is a need to protect the eyes from light of various wavelengths, and various materials have been proposed so far as layers, glasses, and windows to protect the eyes from near-infrared light. Ta. For example, JIS T 8141 (2016) stipulates the light-shielding protective gear that each worker should wear to protect the eyes of workers in places where ultraviolet and infrared radiation and intense visible light that are harmful to the eyes are generated. stipulated. Furthermore, JIS T 8143 (1994) stipulates laser protection filters and laser protection glasses used to protect the eyes of workers regarding laser radiation with a wavelength of 180 nm to 1 mm.

また、例えば特許文献1には、透明樹脂基板の両面に高屈折率の誘電体膜と低屈折率の誘電体膜を交互に積層された多層膜が各々形成され、波長領域が420nm以上740nm以下の可視光を90%以上透過させ、波長領域が770nm以上1800nm以下の近赤外線をカットする近赤外線フィルタであって、前記透明樹脂基板の一方の面に形成された第一多層膜では短波長領域の近赤外線を遮光し、他方の面に形成された第二多層膜では前記短波長領域以外の長波長領域の近赤外線を遮光することで、前記透明樹脂基板両面で波長領域が770nm以上1800nm以下の太陽光の積算照射量に対する近赤外線の平均透過率が15%以下となるようにカットすることを特徴とする近赤外線カットフィルタが開示されている。 Furthermore, for example, in Patent Document 1, a multilayer film in which a dielectric film with a high refractive index and a dielectric film with a low refractive index are alternately laminated on both sides of a transparent resin substrate is formed, and the wavelength range is 420 nm or more and 740 nm or less. A near-infrared filter that transmits 90% or more of visible light and cuts near-infrared rays in a wavelength range of 770 nm or more and 1800 nm or less, and the first multilayer film formed on one surface of the transparent resin substrate has short wavelengths. The second multilayer film formed on the other side blocks near infrared rays in the long wavelength range other than the short wavelength range, so that the wavelength range is 770 nm or more on both sides of the transparent resin substrate. A near-infrared cut filter is disclosed that cuts the near-infrared rays so that the average transmittance of near-infrared rays relative to the cumulative irradiation amount of sunlight of 1800 nm or less is 15% or less.

特許文献2には、双眼鏡の対物レンズ側鏡筒の外周面に装着可能なアダプタが開示されており、該アダプタには、回転自在に装着されたイエローガラスと偏光フィルターを積層させるとともに、さらにイエローガラス、熱線吸収ガラス及びソーダライムガラスの少なくともいずれかから選ばれ、該選択されたガラスを偏光フィルター側に積層接着させた偏光及び紫外線カットフィルターを着脱自在に取り付けた双眼鏡用アダプタが開示されている。そして、イエローガラスにさらにIRコートとして誘電体蒸着多層膜を設けた例も開示されている。 Patent Document 2 discloses an adapter that can be attached to the outer circumferential surface of the objective lens side barrel of binoculars, and the adapter has a rotatably attached yellow glass and a polarizing filter laminated, and further includes a yellow glass and a polarizing filter. A binocular adapter is disclosed in which a polarizing and ultraviolet cut filter is detachably attached, which is selected from at least one of glass, heat ray absorbing glass, and soda lime glass, and the selected glass is laminated and bonded to the polarizing filter side. . An example is also disclosed in which yellow glass is further provided with a dielectric vapor-deposited multilayer film as an IR coat.

特許文献3には、レーザ光遮光用の第一レンズ要素と、防眩用の第二レンズ要素を重ね合わせた保護眼鏡用レンズが開示されている。なかでもレーザ光遮光用の第一レンズ要素が紫外線波長領域、可視光線波長領域あるいは赤外線波長領域で特定の波長を有するレーザ光線を選択的に吸収する吸収剤を含有すると共に、可視光線波長領域において透明な基材であることが開示されている。レーザ光線を選択的に吸収する吸収剤として、各種有機化合物が挙げられている。 Patent Document 3 discloses a lens for safety glasses in which a first lens element for shielding laser light and a second lens element for anti-glare are superimposed. In particular, the first lens element for blocking laser light contains an absorbent that selectively absorbs laser light having a specific wavelength in the ultraviolet wavelength region, visible light wavelength region, or infrared wavelength region, and also contains an absorbent in the visible light wavelength region. It is disclosed that the substrate is transparent. Various organic compounds are listed as absorbers that selectively absorb laser beams.

また特許文献4には、(a)メタクリル酸メチル、(b)(メタ)アクリル酸および水酸基含有(メタ)アクリル酸エステルから選ばれる少なくとも1種の親水性単量体、(c)前記(a)成分および(b)成分と共重合可能な多官能単量体、(d)油溶性染料および/または近赤外線吸収剤を、を主成分とする単量体混合物を注型重合させた後、プラズマ処理を行なったり、硬化膜を形成したレーザー保護眼鏡用レンズが開示されている。 Further, Patent Document 4 describes (a) methyl methacrylate, (b) at least one hydrophilic monomer selected from (meth)acrylic acid and hydroxyl group-containing (meth)acrylic ester, (c) the above (a) After cast-polymerizing a monomer mixture mainly consisting of component (a) and a polyfunctional monomer copolymerizable with component (b), and (d) an oil-soluble dye and/or a near-infrared absorber, Lenses for laser safety glasses have been disclosed that have been subjected to plasma treatment or have a cured film formed thereon.

特開2015-161731号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-161731 国際公開第1998/058290号International Publication No. 1998/058290 特開2006-184596号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-184596 特開平4-353819号公報Japanese Patent Application Publication No. 4-353819

本発明の発明者らは、これら先行技術について検討した。 The inventors of the present invention have studied these prior art techniques.

すると、当該先行技術は近赤外光の遮光に関し(1)多層膜による光の反射、(2)有機色素による吸収、のいずれかの原理を利用したものであり、各々、課題を有するものであった。 Then, the prior art utilizes the principles of either (1) reflection of light by a multilayer film, or (2) absorption by an organic dye with respect to blocking near-infrared light, each of which has its own problems. there were.

以下、各々の原理と課題について説明する。
(1)多層膜による光の反射
この場合、多層膜は屈折率の異なる2種類の層、すなわち高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した構造を有する。そして、1層あたりの厚みを[反射する光の波長]÷4とすることで、光の干渉効果により特定の波長の光のみを選択的に反射するものである。例えば、上述した先行技術文献のうち、特許文献1、2は、このような多層膜による光の反射を原理とした近赤外光の遮蔽を開示している。
The principles and issues of each will be explained below.
(1) Reflection of light by multilayer film In this case, the multilayer film has a structure in which two types of layers with different refractive indexes, that is, high refractive index layers and low refractive index layers are alternately laminated. By setting the thickness of each layer to [wavelength of reflected light]÷4, only light of a specific wavelength is selectively reflected due to the light interference effect. For example, among the prior art documents mentioned above, Patent Documents 1 and 2 disclose shielding of near-infrared light based on the principle of light reflection by such a multilayer film.

しかし、多層膜による光の反射は、1種類の層厚による積層構造では、特定の波長を中心とした狭い領域でしか光を反射することができないという問題点があった。このため、ある波長の近赤外光に対しては高い遮蔽性能を有しても、異なる波長の光に対してはほとんど遮蔽性能を有さないことがあった。積層数を上げることで反射する波長範囲を広くすることもできるが、工程が煩雑になりコストも上がる。 However, light reflection by a multilayer film has a problem in that a laminated structure with one type of layer thickness can only reflect light in a narrow region centered on a specific wavelength. For this reason, even if it has a high shielding performance for near-infrared light of a certain wavelength, it sometimes has almost no shielding performance for light of a different wavelength. Although it is possible to widen the reflected wavelength range by increasing the number of laminated layers, the process becomes complicated and costs increase.

また多層膜による光の反射を原理とする場合、入射角が異なると干渉が生じる光路長が変化するため、干渉により反射される光の波長が、当初の設計と異なる波長へシフトしてしまう、という問題点も有していた。例えばレーザー保護眼鏡にこの原理を用いた場合、レーザーの散乱光は眼鏡の正面からのみならず、意図しない角度から眼鏡に対して入射することが想定されるため、問題となることがあった。
(2)有機色素による吸収
この場合、基材に近赤外光を吸収する特性を有する有機色素を高濃度で含有させることで、特定の波長の光のみを選択的に吸収させるものである。例えば、上述した先行技術文献のうち、特許文献3、4は、このような有機色素による吸収を原理とした近赤外光の遮蔽を開示している。
Furthermore, when the principle is that light is reflected by a multilayer film, the optical path length at which interference occurs changes when the incident angle differs, so the wavelength of the reflected light due to interference shifts to a wavelength different from that originally designed. There was also a problem. For example, when this principle is used in laser safety glasses, it is assumed that the scattered light of the laser will enter the glasses not only from the front of the glasses but also from unintended angles, which may pose a problem.
(2) Absorption by organic dye In this case, the base material contains a high concentration of an organic dye that has the property of absorbing near-infrared light, thereby selectively absorbing only light of a specific wavelength. For example, among the prior art documents mentioned above, Patent Documents 3 and 4 disclose shielding of near-infrared light based on absorption by such an organic dye.

しかし、有機色素による吸収は、当該有機色素が一般に非常に狭い波長範囲にしか吸収をもたないために、特定の波長を中心とした狭い領域でしか光を吸収することができないという問題点があった。このため、ある波長の近赤外光に対しては高い遮蔽性能を有しても、異なる波長の光に対してはほとんど遮蔽性能を有さないことがあった。さまざまな波長に対応した複数の有機色素を同時に含有させることで、波長範囲を広くする構成も考えられたが、工程が煩雑になりコストも上がる。さらに有機色素が可視光を同時に吸収するために、可視光透過率が低下するという問題があった。その上、有機色素の耐候性は一般に低く、使用される環境および時間によっては有機色素の劣化により近赤外光に対する遮蔽性能が低下していくことがあった。 However, the problem with absorption by organic dyes is that they can only absorb light in a narrow range centered around a specific wavelength, as the organic dyes generally have absorption only in a very narrow wavelength range. there were. For this reason, even if it has a high shielding performance for near-infrared light of a certain wavelength, it sometimes has almost no shielding performance for light of a different wavelength. A configuration has been considered to widen the wavelength range by simultaneously containing multiple organic dyes corresponding to various wavelengths, but this would complicate the process and increase costs. Furthermore, since the organic dye absorbs visible light at the same time, there is a problem in that the visible light transmittance decreases. Furthermore, organic dyes generally have low weather resistance, and depending on the environment and time in which they are used, organic dyes may deteriorate and their near-infrared light shielding performance may deteriorate.

上記従来技術の問題に鑑み、本発明の一側面では、高い可視光透過率を保ちながら、広い波長領域に渡って近赤外線を遮蔽することができる金属ナノロッド含有樹脂を提供することを目的とする。 In view of the above problems of the prior art, one aspect of the present invention aims to provide a metal nanorod-containing resin that can shield near-infrared rays over a wide wavelength range while maintaining high visible light transmittance. .

上記課題を解決するため本発明の一側面では、
金属ナノロッドが、樹脂中に分散している金属ナノロッド含有樹脂であって、
800nm以上1400nm以下の光波長に光学濃度の極大値を有し、
550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の前記極大値との比である[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]が、6.0以上であり、
前記樹脂に含まれる複数の前記金属ナノロッドは、短軸長の平均値が17.5nm以下であり、金のコアと、前記コアの周囲に配置された銀のシェルとを有し、
前記金属ナノロッドの長軸長と短軸長との比の平均値が6.0以上12.0以下である金属ナノロッド含有樹脂を提供する。

In one aspect of the present invention to solve the above problems,
A metal nanorod-containing resin in which metal nanorods are dispersed in the resin,
It has a maximum value of optical density at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less,
The ratio of the optical density for a light wavelength of 550 nm and the maximum value of optical density, [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm], is 6.0 or more,
The plurality of metal nanorods contained in the resin have an average short axis length of 17.5 nm or less, and have a gold core and a silver shell arranged around the core,
The present invention provides a metal nanorod-containing resin in which the average ratio of the long axis length to the short axis length of the metal nanorods is 6.0 or more and 12.0 or less .

本発明の一側面によれば、高い可視光透過率を保ちながら、広い波長領域に渡って近赤外線を遮蔽することができる金属ナノロッド含有樹脂を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a metal nanorod-containing resin that can block near-infrared rays over a wide wavelength range while maintaining high visible light transmittance.

実施例1で得られた金属ナノロッドの透過型電子顕微鏡像。Transmission electron microscope image of metal nanorods obtained in Example 1.

本開示の一実施形態(以下「本実施形態」と記す)に係る金属ナノロッド含有樹脂、近赤外線遮蔽レンズ、近赤外線遮蔽眼鏡、保護具、近赤外線遮蔽窓材、近赤外線遮蔽器具、近赤外線遮蔽フィルム、近赤外線遮蔽ガラス、及び金属ナノロッド集合体の製造方法の具体例を、以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
[金属ナノロッド含有樹脂]
本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、金属ナノロッドが、樹脂中に分散している。
Metal nanorod-containing resin, near-infrared shielding lens, near-infrared shielding glasses, protective equipment, near-infrared shielding window material, near-infrared shielding device, near-infrared shielding according to an embodiment of the present disclosure (hereinafter referred to as "this embodiment") Specific examples of the method for producing the film, near-infrared shielding glass, and metal nanorod aggregate will be described below. Note that the present invention is not limited to these examples, but is indicated by the scope of the claims, and is intended to include all changes within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
[Resin containing metal nanorods]
In the metal nanorod-containing resin of this embodiment, metal nanorods are dispersed in the resin.

そして、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、800nm以上1400nm以下の光波長に光学濃度の極大値を有し、550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の極大値との比である[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]が6.0以上である。また、樹脂に含まれる複数の金属ナノロッドは、短軸長の平均値が17.5nm以下である。 The metal nanorod-containing resin of the present embodiment has a maximum value of optical density at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less, and the ratio of the optical density to the light wavelength of 550 nm and the maximum value of optical density is [optical Maximum value of concentration]/[optical density for a light wavelength of 550 nm] is 6.0 or more. Further, the plurality of metal nanorods contained in the resin have an average short axis length of 17.5 nm or less.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、金属ナノロッドと、樹脂とを含有する。なお、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、金属ナノロッドと、樹脂とから構成することもできるが、所望により金属ナノロッドと、樹脂以外のその他の成分をさらに含有することもできる。 The metal nanorod-containing resin of this embodiment contains metal nanorods and resin. Note that the metal nanorod-containing resin of the present embodiment can be composed of metal nanorods and resin, but can also contain metal nanorods and other components other than the resin if desired.

本実施形態に係る金属ナノロッド含有樹脂について(1)金属ナノロッド含有樹脂、(2)金属ナノロッド、(3)樹脂、(4)その他の成分、(5)まとめ、の順で以下に説明する。 The metal nanorod-containing resin according to the present embodiment will be described below in the following order: (1) metal nanorod-containing resin, (2) metal nanorods, (3) resin, (4) other components, and (5) summary.

金属ナノロッドを用いた金属ナノロッド含有樹脂は、可視光に対する透明性を保ちながら、低い光学濃度は実現できるものの、レーザ遮蔽分野で用いられるような高い光学濃度を実現することはできないというのが、従来の常識であった。しかし、本発明の発明者らが鋭意検討を行ったところ、金属ナノロッドが十分に微細な短軸長を有し、かつ所定の光学特性を有する場合に、可視光に対する透明性を保ちながら、レーザ遮蔽分野で要求される高い光学濃度を近赤外線領域に有する金属ナノロッド含有樹脂とすることができることを見出し、本発明を完成させた。
(1)金属ナノロッド含有樹脂
本実施形態に係る金属ナノロッド含有樹脂は、既述の様に金属ナノロッドと樹脂とを含有する。
Conventionally, metal nanorod-containing resins using metal nanorods can achieve low optical density while maintaining transparency to visible light, but they cannot achieve the high optical density used in the laser shielding field. It was common sense. However, after intensive study by the inventors of the present invention, it was found that when metal nanorods have a sufficiently small short axis length and have predetermined optical properties, they can be used for laser irradiation while maintaining transparency to visible light. The present invention was completed by discovering that a metal nanorod-containing resin can have a high optical density in the near-infrared region, which is required in the field of shielding.
(1) Metal nanorod-containing resin The metal nanorod-containing resin according to this embodiment contains metal nanorods and resin as described above.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する金属ナノロッドは、複数の該金属ナノロッドの集合体(複数の金属ナノロッドについて、以下「金属ナノロッド集合体」のように記載する場合もある)の短軸長を統計したときにその平均値が17.5nm以下であることが好ましい。これは、係る平均短軸長を有する金属ナノロッド集合体を樹脂中に分散させることで、近赤外線領域に高い光学濃度を実現しながら可視光領域に吸収や散乱の少ない金属ナノロッド含有樹脂を実現できるからである。 The metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin of the present embodiment are the short axis length of an aggregate of a plurality of metal nanorods (hereinafter, the plurality of metal nanorods may be referred to as "metal nanorod aggregate"). It is preferable that the average value when statistically calculated is 17.5 nm or less. By dispersing metal nanorod aggregates with such an average minor axis length in a resin, it is possible to realize a resin containing metal nanorods that has high optical density in the near-infrared region and has low absorption and scattering in the visible light region. It is from.

より具体的には、上述のように金属ナノロッドの平均短軸長が17.5nm以下の場合、粒子による散乱を抑制し、可視光透過率を高めることができる。15.0nm以下の場合、粒子による散乱をさらに抑制することができるため、より好ましい。 More specifically, as described above, when the average minor axis length of the metal nanorods is 17.5 nm or less, scattering by particles can be suppressed and visible light transmittance can be increased. When the particle diameter is 15.0 nm or less, scattering due to particles can be further suppressed, which is more preferable.

また、例えば金属ナノロッドの平均短軸長が17.5nmを越えている場合、局在表面プラズモン共鳴のメインピークに加えて、プラズモンの高次の振動モードによる吸収が可視光領域に現れる場合がある。しかし、平均短軸長を上記範囲とすることで、係る吸収が可視光領域に生じることを抑制でき、可視光透過率を高めることができる。 Furthermore, for example, when the average short axis length of metal nanorods exceeds 17.5 nm, in addition to the main peak of localized surface plasmon resonance, absorption due to higher-order vibrational modes of plasmons may appear in the visible light region. . However, by setting the average minor axis length within the above range, it is possible to suppress such absorption from occurring in the visible light region, and it is possible to increase the visible light transmittance.

金属ナノロッドの平均短軸長の下限値は特に限定されないが、例えば3nm以上であることが好ましい。 Although the lower limit of the average minor axis length of the metal nanorods is not particularly limited, it is preferably, for example, 3 nm or more.

金属ナノロッド集合体の平均短軸長の評価方法は特に限定されないが、例えば透過型電子顕微鏡により観察した場合に単独視野内もしくは複数視野内から100個の粒子を選択し、その短軸長さの平均値を、該金属ナノロッド集合体の平均短軸長とすることができる。 The method for evaluating the average short axis length of a metal nanorod aggregate is not particularly limited, but for example, when observed with a transmission electron microscope, 100 particles are selected from a single field of view or multiple fields of view, and the short axis length of the metal nanorod aggregate is evaluated. The average value can be taken as the average minor axis length of the metal nanorod aggregate.

そして、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、800nm以上1400nm以下の光波長(光の波長領域)に光学濃度の極大値を有する。また、550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の極大値との比である[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]が6.0以上となる。 The metal nanorod-containing resin of the present embodiment has a maximum optical density at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less (light wavelength region). Further, the ratio of the optical density for a light wavelength of 550 nm to the maximum value of optical density, ie, [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm], is 6.0 or more.

ここで、光学濃度とは、特定の波長における光を反射もしくは吸収により遮断する特性を表したものであり、光学濃度は、以下の式(1)により算出することができる。 Here, the optical density represents the property of blocking light at a specific wavelength by reflection or absorption, and the optical density can be calculated using the following equation (1).

Figure 0007361326000001
なお、上記式(1)中OD(λ)は波長λでの光学濃度、T(λ)は波長λでの透過率(0~100%)を意味する。
Figure 0007361326000001
Note that in the above formula (1), OD (λ) means the optical density at the wavelength λ, and T (λ) means the transmittance (0 to 100%) at the wavelength λ.

そして、光学濃度が高い程、係る波長の光の透過率が低く、遮蔽されていることを意味する。 The higher the optical density, the lower the transmittance of light of the corresponding wavelength, meaning that it is blocked.

このため、上述のように本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が、800nm以上1400nm以下の近赤外線領域の光の波長領域に光学濃度の極大値を有することで、極大値を含む、近赤外線領域の幅広い波長領域に渡って近赤外線を遮蔽することが可能になる。 Therefore, as described above, the metal nanorod-containing resin of the present embodiment has a maximum value of optical density in the near-infrared light wavelength region of 800 nm or more and 1400 nm or less, so that the near-infrared region including the maximum value can be It becomes possible to block near-infrared rays over a wide wavelength range.

また、550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の極大値との比[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]を6.0以上とすることで、レーザーなど強度の高い光が入射した場合でも、光の強度を大幅に軽減し、例えば眼に対する影響を抑制できるからである。 In addition, by setting the ratio of the optical density for a light wavelength of 550 nm to the maximum value of optical density [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm] to be 6.0 or more, it is possible to This is because even when high-intensity light is incident, the intensity of the light can be significantly reduced and, for example, the effect on the eyes can be suppressed.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂の可視光透過率は特に限定されないが、JIS R 3106(1998)で算出される可視光透過率が2%以上70%以下であることが好ましく、10%以上60%以下であることがより好ましい。 The visible light transmittance of the metal nanorod-containing resin of this embodiment is not particularly limited, but the visible light transmittance calculated according to JIS R 3106 (1998) is preferably 2% or more and 70% or less, and 10% or more and 60% or less. % or less is more preferable.

これは、可視光透過率を2%以上とすることで、例えば保護具等で用いる場合でも十分に高い可視光透過率を有することになるからである。一方可視光透過率を70%よりも高くしようとすると、金属ナノロッドの含有量を大幅に抑制する必要が生じ、近赤外線領域の光を十分に抑制できない恐れがあるからである。 This is because by setting the visible light transmittance to 2% or more, it will have a sufficiently high visible light transmittance even when used, for example, in protective equipment. On the other hand, if the visible light transmittance is attempted to be higher than 70%, it will be necessary to significantly suppress the content of metal nanorods, and there is a possibility that light in the near-infrared region may not be sufficiently suppressed.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂に含まれる金属ナノロッドの量(含有量)は、特に限定されるものではなく、要求される可視光透過率や、近赤外線領域の光の透過を抑制する程度等に応じて任意に選択することができる。金属ナノロッドの含有量は、例えば投影面積あたりの重量を指標に用いて評価することができ、投影面積あたりの重量は以下の方法で測定、算出することができる。まず、一定体積の金属ナノロッド含有樹脂に存在する金属の量を、ICP(Inductively Coupled Plasma)質量分析等の手法で測定する。測定された体積あたりの金属ナノロッドの重量(g/m)を、金属ナノロッド含有樹脂の厚さを用いて、投影面積あたりの重量(g/m)に換算することができる。本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂の金属ナノロッドの含有量は、投影面積あたり0.01g/m以上1.00g/m以下であることが好ましく、0.10g/m以上0.50g/m以下であることがより好ましい。 The amount (content) of metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin of the present embodiment is not particularly limited, and is determined by the required visible light transmittance, the degree to which transmission of light in the near-infrared region is suppressed, etc. It can be arbitrarily selected depending on the situation. The content of metal nanorods can be evaluated using, for example, the weight per projected area as an index, and the weight per projected area can be measured and calculated by the following method. First, the amount of metal present in a certain volume of metal nanorod-containing resin is measured using a technique such as ICP (Inductively Coupled Plasma) mass spectrometry. The weight of the metal nanorods per measured volume (g/m 3 ) can be converted into the weight per projected area (g/m 2 ) using the thickness of the metal nanorod-containing resin. The content of metal nanorods in the metal nanorod-containing resin of the present embodiment is preferably 0.01 g/m 2 or more and 1.00 g/m 2 or less, and 0.10 g/m 2 or more and 0.50 g/m 2 or less per projected area. It is more preferable that it is less than m2 .

金属ナノロッド含有樹脂の、樹脂層の投影面積(投影面積における単位面積)あたりの金属ナノロッドの含有量を0.01g/m以上とすることで、近赤外線領域の波長の光について高い光学濃度を実現することができるからである。また、1.00g/m以下とすることで、金属ナノロッドの有する可視光領域の光の吸収や散乱によって、可視光の透過性が失われることを防ぐことができるからである。
(2)金属ナノロッド
本実施形態に係る金属ナノロッド含有樹脂が含有する複数の金属ナノロッド、すなわち金属ナノロッド集合体は、既述の様に平均短軸長が17.5nm以下であることが好ましい。
By setting the content of metal nanorods per projected area (unit area in projected area) of the resin layer of the metal nanorod-containing resin to 0.01 g/m2 or more , high optical density for light with wavelengths in the near-infrared region can be achieved. This is because it can be realized. Further, by setting the thickness to 1.00 g/m 2 or less, it is possible to prevent visible light transmittance from being lost due to absorption or scattering of light in the visible light region possessed by metal nanorods.
(2) Metal Nanorods It is preferable that the plurality of metal nanorods, that is, the metal nanorod aggregates contained in the metal nanorod-containing resin according to the present embodiment, have an average minor axis length of 17.5 nm or less as described above.

また、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する複数の金属ナノロッドは、長軸長と短軸長との比の平均値が4.0以上12.0以下であることが好ましく、4.0以上10.0以下であることがより好ましい。 Further, it is preferable that the plurality of metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin of the present embodiment have an average value of the ratio of the long axis length to the short axis length of 4.0 or more and 12.0 or less, and 4.0 More preferably, it is 10.0 or less.

これは、長軸長と短軸長の比の平均値、すなわち長軸長/短軸長の平均値を4.0以上12.0以下とすることで、金属ナノロッドの主要な光吸収のピークのほとんどを近赤外線領域、具体的には800nmから1400nmの範囲とすることができるためである。すなわち、複数の金属ナノロッドの長軸長/短軸長の平均値が4.0未満の場合、可視光領域に吸収ピークが存在することで可視光透過率が低下し、また近赤外線領域の吸収が弱くなる恐れがある。一方、複数の金属ナノロッドの長軸長/短軸長の平均値を4.0以上12.0以下とすることで、当該可視光領域の吸収ピークを除去し可視光透過率を向上させると同時に、近赤外線領域の光の吸収を大幅に増大させることができる。また、金属ナノロッドのハンドリング性を高めることができる。 By setting the average value of the ratio of major axis length to minor axis length, that is, the average value of major axis length/minor axis length, to 4.0 or more and 12.0 or less, the main optical absorption peak of metal nanorods can be achieved. This is because most of the wavelength can be in the near-infrared region, specifically in the range from 800 nm to 1400 nm. In other words, when the average value of the long axis length/short axis length of multiple metal nanorods is less than 4.0, the visible light transmittance decreases due to the presence of an absorption peak in the visible light region, and the absorption peak in the near infrared region decreases. may become weak. On the other hand, by setting the average value of the long axis length/short axis length of multiple metal nanorods to 4.0 or more and 12.0 or less, the absorption peak in the visible light region can be removed and the visible light transmittance can be improved. , the absorption of light in the near-infrared region can be significantly increased. Furthermore, the handling properties of the metal nanorods can be improved.

複数の金属ナノロッドの長軸長と短軸長の比の平均値の評価方法は特に限定されないが、例えば透過型電子顕微鏡により観察した場合に単独視野内もしくは複数視野内から100個の粒子を選択し、その長軸長と短軸長の比の平均値を、該複数の金属ナノロッドの長軸長と短軸長の比の平均値とすることができる。 The method for evaluating the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length of multiple metal nanorods is not particularly limited, but for example, when observed with a transmission electron microscope, 100 particles are selected from within a single field of view or within multiple fields of view. However, the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length can be set as the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length of the plurality of metal nanorods.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する金属ナノロッドの材料は特に限定されないが、金のコアと、その周囲に配置された銀のシェルとを有することが好ましい。すなわち、金属ナノロッドが銀を含有することが好ましい。 Although the material of the metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin of this embodiment is not particularly limited, it is preferable that the metal nanorods have a gold core and a silver shell disposed around the gold core. That is, it is preferable that the metal nanorods contain silver.

これは、銀以外の金属は可視光領域に吸収を有するものが多いところ、銀は可視光領域に吸収を有しない。このため、例えば近赤外線遮蔽材料として用いた場合に、可視光透過率を低減させることなく、近赤外線領域の光のみを遮蔽することが可能になるからである。また、銀を含有することで、例えば金のみで金属ナノロッドを形成した場合よりもコストを抑制できる点でも好ましい。 This is because many metals other than silver have absorption in the visible light region, but silver does not have absorption in the visible light region. For this reason, when used as a near-infrared shielding material, for example, it becomes possible to shield only light in the near-infrared region without reducing visible light transmittance. Also, by containing silver, it is preferable in that the cost can be suppressed compared to, for example, when metal nanorods are formed only with gold.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する金属ナノロッドは、銀を質量割合で30%以上含有することが好ましい。既述の様に、銀は可視光領域に吸収を有しないため、本実施形態の金属ナノロッドが銀を含有することで、可視光透過率を高くすることができる。そして、銀の含有割合を質量割合で30%以上とすることで、係る効果を特に顕著に発揮することができ、好ましい。 It is preferable that the metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin of this embodiment contain silver in a mass proportion of 30% or more. As described above, since silver does not absorb in the visible light region, the visible light transmittance can be increased by containing silver in the metal nanorods of this embodiment. Further, it is preferable to set the content ratio of silver to 30% or more in terms of mass ratio, since this effect can be exhibited particularly markedly.

ただし、銀の含有割合が過度に高くなると、所望の形状にすることができない恐れがあることから、銀の含有量は質量割合で95%以下であることが好ましい。 However, if the silver content is too high, it may not be possible to form the desired shape, so the silver content is preferably 95% or less in terms of mass percentage.

そして、本発明の発明者らの検討によれば、金のコアを用いることで、短軸長が短く、所望の範囲にある金属ナノロッドを形成し易くなる。このため、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する金属ナノロッドは、上述のように金のコアと、その周囲に配置された銀のシェルとを有することが好ましい。 According to studies by the inventors of the present invention, the use of a gold core makes it easier to form metal nanorods with short minor axis lengths within a desired range. For this reason, the metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin of the present embodiment preferably have a gold core and a silver shell disposed around the gold core as described above.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する金属ナノロッドは、上述のように金のコアと、銀のシェルを有する構造の場合、その長軸方向の端部は、{111}面を有し、側面は{100}面であることが好ましい。係る結晶面が各位置にある場合、金のコア上に銀のシェルが安定して形成される傾向があり、特に所望の形状の金属ナノロッドとすることができるからである。
(3)樹脂
本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂に含まれる樹脂としては特に限定されず、任意の樹脂を用いることができる。もっとも、本実施形態に係る金属ナノロッド含有樹脂の用途を鑑みれば、可視光領域の光について、十分な透過性を有する樹脂であることが望ましい。また加工性を考慮すると、熱可塑性樹脂であることが好ましい。
When the metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin of this embodiment have a structure having a gold core and a silver shell as described above, the ends in the long axis direction have a {111} plane, The side surface is preferably a {100} plane. This is because when such crystal planes are present at each position, a silver shell tends to be stably formed on a gold core, and in particular, metal nanorods having a desired shape can be obtained.
(3) Resin The resin contained in the metal nanorod-containing resin of this embodiment is not particularly limited, and any resin can be used. However, considering the use of the metal nanorod-containing resin according to the present embodiment, it is desirable that the resin has sufficient transparency for light in the visible light range. Furthermore, in consideration of processability, thermoplastic resins are preferred.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、という樹脂群から選択される1種の樹脂、または当該樹脂群から選択される2種以上の樹脂の混合物、または当該樹脂群から選択される2種以上の樹脂の共重合体から、選択された1種以上とすることができる。 Examples of resins contained in the metal nanorod-containing resin of this embodiment include polyethylene terephthalate resin, polycarbonate resin, acrylic resin, styrene resin, polyamide resin, polyethylene resin, vinyl chloride resin, olefin resin, epoxy resin, polyimide resin, and fluororesin. , a mixture of two or more resins selected from the resin group, or a copolymer of two or more resins selected from the resin group. There can be one or more types.

中でも可視光領域の光の透過性が高く、かつ剛性、軽量性、長期耐久性、コストなどの面を考慮すると、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が含有する樹脂は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及び塩化ビニル樹脂の樹脂群から選択される1種の樹脂、当該樹脂群から選択される2種以上の樹脂の混合物、または当該樹脂群から選択される2種以上の樹脂の共重合体であることが好ましい。 Among them, the metal nanorod-containing resin of this embodiment has high transmittance of light in the visible light region, and considering aspects such as rigidity, lightness, long-term durability, and cost, the resin contained in the metal nanorod-containing resin of this embodiment is polycarbonate resin, acrylic resin, and vinyl chloride resin, a mixture of two or more resins selected from the resin group, or a copolymer of two or more resins selected from the resin group. It is preferable.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂にポリカーボネート樹脂を用いる場合、該ポリカーボネート樹脂としては、2価フェノール類とカーボネート系前駆体とを、溶液法又は熔融法で反応させることによって得られるものを好適に用いることができる。2価フェノールとしては、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパン[ビスフェノールA]、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)エタン、1,1-ビス(4-ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジメチルフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3,5-ジブロモフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシ-3-メチルフェニル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルフィド、ビス(4-ヒドロキシフェニル)スルホン等が代表例として挙げられる。 When a polycarbonate resin is used as the metal nanorod-containing resin of this embodiment, a polycarbonate resin obtained by reacting dihydric phenols and a carbonate precursor by a solution method or a melt method is preferably used. be able to. Examples of dihydric phenols include 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane [bisphenol A], 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)ethane, 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexane, 2 ,2-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-methyl) Representative examples include phenyl)propane, bis(4-hydroxyphenyl)sulfide, and bis(4-hydroxyphenyl)sulfone.

また、好ましい2価フェノールとして、ビス(4-ヒドロキシフェニル)のアルカン系があり、特にビスフェノールAを主成分とするものが好ましい。
(4)その他の成分
本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、上述した金属ナノロッド、及び樹脂以外にも、さらに任意の成分を添加することもできる。任意の成分としては、例えば分散剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定化剤、酸化防止剤等が挙げられる。
Preferred dihydric phenols include bis(4-hydroxyphenyl) alkanes, and those containing bisphenol A as a main component are particularly preferred.
(4) Other components In addition to the metal nanorods and resin described above, the metal nanorod-containing resin of the present embodiment may further contain arbitrary components. Examples of optional components include dispersants, ultraviolet absorbers, hindered amine light stabilizers, and antioxidants.

任意に添加できる成分について以下に説明する。
(分散剤)
本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、上述した金属ナノロッドを、樹脂中へ均一に分散させる為に分散剤を含有することもできる。
Components that can be optionally added will be explained below.
(dispersant)
The metal nanorod-containing resin of this embodiment can also contain a dispersant in order to uniformly disperse the metal nanorods described above in the resin.

分散剤としては特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂の製造条件等に応じて任意に選択することができる。 The dispersant is not particularly limited and can be arbitrarily selected depending on the manufacturing conditions of the metal nanorod-containing resin.

分散剤としては例えば、示差熱・熱重量同時測定装置(以下、TG-DTAと記載する場合がある。)を用いて測定される熱分解温度が250℃以上あって、ウレタン主鎖、アクリル主鎖、スチレン主鎖から選択されるいずれかの主鎖、あるいはウレタン、アクリル、スチレンから選択される2種類以上の単位構造が共重合した主鎖を有する分散剤であることが好ましい。前述の熱分解温度は300℃以上あることがより好ましい。ここで、熱分解温度とはTG-DTAを用いJIS K 7120(1987)に準拠した測定において、当該分散剤の熱分解による重量減少が始まる温度である。 Examples of dispersants include those that have a thermal decomposition temperature of 250°C or higher as measured using a differential thermal/thermogravimetric simultaneous analyzer (hereinafter sometimes referred to as TG-DTA), and that have a urethane main chain or acrylic main chain. The dispersant preferably has a main chain selected from a chain, a styrene main chain, or a main chain copolymerized with two or more types of unit structures selected from urethane, acrylic, and styrene. It is more preferable that the above-mentioned thermal decomposition temperature is 300°C or higher. Here, the thermal decomposition temperature is the temperature at which the weight of the dispersant starts to decrease due to thermal decomposition when measured using TG-DTA in accordance with JIS K 7120 (1987).

分散剤の熱分解温度が250℃以上の場合、樹脂成分との混練時に分散剤が分解することを抑制でき、分散剤の分解に起因した樹脂の褐色着色、可視光透過率の低下等を抑制し、本来の光学特性が得られない事態をより確実に回避できるためである。 When the thermal decomposition temperature of the dispersant is 250°C or higher, it is possible to suppress decomposition of the dispersant during kneading with the resin component, and suppress browning of the resin and decrease in visible light transmittance caused by decomposition of the dispersant. This is because the situation in which the original optical characteristics cannot be obtained can be more reliably avoided.

また、分散剤は、アミンを含有する基、水酸基、カルボキシル基、または、エポキシ基から選択される1種類以上を官能基として有することが好ましい。上述のいずれかの官能基を有する分散剤は、金属ナノロッドの表面に吸着し、金属ナノロッドの凝集を防ぎ、樹脂中で金属ナノロッドをより均一に分散させることができるため、好適に用いることができる。 Moreover, it is preferable that the dispersant has one or more types selected from an amine-containing group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or an epoxy group as a functional group. A dispersant having any of the above-mentioned functional groups can be preferably used because it can adsorb onto the surface of metal nanorods, prevent aggregation of metal nanorods, and disperse metal nanorods more uniformly in the resin. .

上述のいずれかの官能基を有する分散剤としては具体的には例えば、カルボキシル基を官能基として有するアクリル-スチレン共重合体系分散剤、アミンを含有する基を官能基として有するアクリル系分散剤等が挙げられる。官能基にアミンを含有する基を有する分散剤は、分子量Mw2000以上200000以下、アミン価5mgKOH/g以上100mgKOH/g以下のものが好ましい。また、カルボキシル基を有する分散剤では、分子量Mw2000以上200000以下、酸価1mgKOH/g以上50mgKOH/g以下のものが好ましい。 Specific examples of the dispersant having any of the above-mentioned functional groups include an acrylic-styrene copolymer dispersant having a carboxyl group as a functional group, an acrylic dispersant having an amine-containing group as a functional group, etc. can be mentioned. The dispersant having an amine-containing functional group preferably has a molecular weight Mw of 2,000 to 200,000 and an amine value of 5 to 100 mgKOH/g. Further, the dispersant having a carboxyl group preferably has a molecular weight Mw of 2000 or more and 200000 or less and an acid value of 1 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less.

分散剤の添加量は特に限定されるものではないが、例えば金属ナノロッド100質量部に対し10質量部以上1000質量部以下となるように添加することが好ましく、30質量部以上400質量部以下となるように添加することがより好ましい。 The amount of the dispersant added is not particularly limited, but for example, it is preferably added in an amount of 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, and 30 parts by mass or more and 400 parts by mass or less, per 100 parts by mass of metal nanorods. It is more preferable to add it so that

分散剤の添加量が上記範囲にあれば、金属ナノロッドをより確実に樹脂中に均一に分散でき、得られる金属ナノロッド含有樹脂の物性に悪影響を及ぼすことがないからである。
(紫外線吸収剤)
また、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂はさらに紫外線吸収剤を含有することもできる。
This is because if the amount of the dispersant added is within the above range, the metal nanorods can be more reliably and uniformly dispersed in the resin, and the physical properties of the resulting metal nanorod-containing resin will not be adversely affected.
(Ultraviolet absorber)
Moreover, the metal nanorod-containing resin of this embodiment can also further contain an ultraviolet absorber.

既述のように、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、金属ナノロッドを含有しているため、主に近赤外線領域の光の透過を抑制し、例えば眼の保護具等の材料として用いた場合、係る有害光から眼を保護することができる。 As mentioned above, since the metal nanorod-containing resin of this embodiment contains metal nanorods, it mainly suppresses the transmission of light in the near-infrared region, and when used as a material for, for example, eye protection equipment. , the eyes can be protected from such harmful light.

そして、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂がさらに紫外線吸収剤を含有することで、紫外線領域の光をさらにカットすることが可能となり、有害光の抑止効果を特に高めることができる。また、金属ナノロッドを樹脂中に分散した分散体は、強力な紫外線の長期暴露により可視光透過率が低下することがあるが、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂に紫外線吸収剤を添加することで、係る可視光透過率の低下を抑制することができる。さらに、金属ナノロッドの分散媒体である高分子(樹脂)そのものが、紫外線の長期暴露により黄変などの劣化を起こすおそれがあるが、さらに紫外線吸収剤を添加することで、係る高分子の黄変などの劣化を抑制することができる。 When the metal nanorod-containing resin of this embodiment further contains an ultraviolet absorber, it becomes possible to further cut out light in the ultraviolet region, and the effect of suppressing harmful light can be particularly enhanced. Additionally, visible light transmittance of a dispersion of metal nanorods dispersed in a resin may decrease due to long-term exposure to strong ultraviolet rays, but by adding an ultraviolet absorber to the metal nanorod-containing resin of this embodiment, , such a decrease in visible light transmittance can be suppressed. Furthermore, the polymer (resin) itself, which is the dispersion medium for metal nanorods, may suffer deterioration such as yellowing due to long-term exposure to ultraviolet rays. It is possible to suppress deterioration such as

紫外線吸収剤としては特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂の可視光透過率等に与える影響や、紫外線吸収能、耐久性等に応じて任意に選択することができる。紫外線吸収剤としては例えば、ベンゾフェノン化合物、サリチル酸化合物、ベンゾトリアゾール化合物、トリアジン化合物、ベンゾトリアゾリル化合物、ベンゾイル化合物等の有機紫外線吸収剤や、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化セリウム等の無機紫外線吸収剤等が挙げられる。特に紫外線吸収剤は、ベンゾトリアゾール化合物、ベンゾフェノン化合物から選択される1種以上を含有することが好ましい。これは、ベンゾトリアゾール化合物およびベンゾフェノン化合物は、紫外線を十分に吸収するだけの濃度を添加した場合でも金属ナノロッド含有樹脂の可視光透過率を非常に高くすることができ、かつ強力な紫外線の長期暴露に対する耐久性が高いためである。 The ultraviolet absorber is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the influence on the visible light transmittance of the metal nanorod-containing resin, ultraviolet absorption ability, durability, etc. Examples of UV absorbers include organic UV absorbers such as benzophenone compounds, salicylic acid compounds, benzotriazole compounds, triazine compounds, benzotriazolyl compounds, and benzoyl compounds, and inorganic UV absorbers such as zinc oxide, titanium oxide, and cerium oxide. etc. In particular, the ultraviolet absorber preferably contains one or more selected from benzotriazole compounds and benzophenone compounds. This is because benzotriazole compounds and benzophenone compounds can make the visible light transmittance of metal nanorod-containing resins extremely high even when added at concentrations sufficient to absorb ultraviolet rays, and they can also be used for long-term exposure to strong ultraviolet rays. This is because it has high durability against.

金属ナノロッド含有樹脂中の紫外線吸収剤の含有率は特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂に要求される可視光透過率や、紫外線遮蔽能等に応じて任意に選択することができる。金属ナノロッド含有樹脂中の紫外線吸収剤の含有率は例えば、0.02質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。これは紫外線吸収剤の含有率が0.02質量%以上であれば、金属ナノロッドで吸収しきれない紫外光を十分に吸収することができるためである。また含有率が5.0質量%以下であれば、金属ナノロッド含有樹脂中で紫外線吸収剤が析出することがなく、また金属ナノロッド含有樹脂の強度や耐貫通性に大きな影響を与えないためである。
(ヒンダードアミン系光安定化剤)
また、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂はさらにHALS(ヒンダードアミン系光安定化剤)を含有することもできる。
The content of the ultraviolet absorber in the metal nanorod-containing resin is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the visible light transmittance, ultraviolet shielding ability, etc. required of the metal nanorod-containing resin. It is preferable that the content of the ultraviolet absorber in the metal nanorod-containing resin is, for example, 0.02% by mass or more and 5.0% by mass or less. This is because if the content of the ultraviolet absorber is 0.02% by mass or more, ultraviolet light that cannot be absorbed by the metal nanorods can be sufficiently absorbed. In addition, if the content is 5.0% by mass or less, the ultraviolet absorber will not precipitate in the metal nanorod-containing resin and will not have a large effect on the strength and penetration resistance of the metal nanorod-containing resin. .
(Hindered amine light stabilizer)
Moreover, the metal nanorod-containing resin of this embodiment can also further contain HALS (hindered amine light stabilizer).

既述の様に、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、紫外線吸収剤を含有することで、その紫外線吸収能力を高めることができる。しかし、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂が使用される環境、あるいは紫外線吸収剤の種類によっては、長時間の使用に伴って紫外線吸収剤が劣化し、紫外線吸収能力が低下してしまう場合がある。これに対して、HALSを添加することにより、紫外線吸収剤の劣化を防止し、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂の紫外線吸収能力の維持に寄与することができる。 As described above, the metal nanorod-containing resin of this embodiment can increase its ultraviolet absorption ability by containing an ultraviolet absorber. However, depending on the environment in which the metal nanorod-containing resin of this embodiment is used or the type of ultraviolet absorber, the ultraviolet absorber may deteriorate with long-term use and the ultraviolet absorption ability may decrease. . On the other hand, by adding HALS, it is possible to prevent deterioration of the ultraviolet absorber and contribute to maintaining the ultraviolet absorption ability of the metal nanorod-containing resin of this embodiment.

また前述の通り、金属ナノロッドを樹脂中に分散した分散体は、強力な紫外線の長期暴露により可視光透過率が低下することがある。しかし、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂にHALSを添加することでも、紫外線吸収剤を添加した場合と同様に、係る可視光透過率の低下を抑制することができる。 Furthermore, as mentioned above, visible light transmittance of a dispersion of metal nanorods dispersed in a resin may decrease due to long-term exposure to strong ultraviolet rays. However, by adding HALS to the metal nanorod-containing resin of this embodiment, it is possible to suppress such a decrease in visible light transmittance, similarly to the case where an ultraviolet absorber is added.

さらにHALSにおいては、それ自体が紫外線の吸収能力をもつ化合物がある。この場合、該化合物の添加によって、前述した紫外線吸収剤の添加による効果と、HALSの添加による効果を兼ね備えることができる。 Furthermore, among HALS, there are compounds that themselves have the ability to absorb ultraviolet rays. In this case, by adding the compound, it is possible to have both the effect of adding the ultraviolet absorber and the effect of adding HALS.

HALSとしては特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂の可視光透過率等に与える影響や、紫外線吸収剤との相性、耐久性等に応じて任意に選択することができる。例えば、ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)セバケート、1-[2-[3-(3,5-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]-4-[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、4-ベンゾイルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、8-アセチル-3-ドデシル-7,7,9,9-テトラメチル-1,3,8-トリアザスピロ[4,5]デカン-2,4-ジオン、ビス-(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-2-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)-2-n-ブチルマロネート、テトラキス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、テトラキス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、(Mixed 1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル/トリデシル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、Mixed {1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル/β,β,β',β'-テトラメチル-3,9-[2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン]ジエチル}-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、(Mixed 2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル/トリデシル)-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、Mixed {2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル/β,β,β',β'-テトラメチル-3,9-[2,4,8,10-テトラオキサスピロ(5,5)ウンデカン]ジエチル}-1,2,3,4-ブタンテトラカルボキシレート、2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジルメタクリレート、1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジルメタクリレート、ポリ[(6-(1,1,3,3-テトラメチルブチル)イミノ-1,3,5-トリアジン-2,4-ジイル)][(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノール]、ジメチルサシネートポリマ-with-4-ヒドロキシ-2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジンエタノール、N,N',N'',N'''-テトラキス-(4,6-ビス-(ブチル-(N-メチル-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アミノ)-トリアジン-2-イル)-4,7-ジアザデカン-1,10-ジアミン、ジブチルアミン-1,3,5-トリアジン-N,N'-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル-1,6-ヘキサメチレンジアミンとN-(2,2,6,6-テトラメチルピペリジル)ブチルアミンの重縮合物、デカン二酸ビス(2,2,6,6-テトラメチル-1-(オクチルオキシ)-4-ピペリジニル)エステル等から選択された1種以上を好適に用いることができる。 HALS is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the influence on the visible light transmittance of the metal nanorod-containing resin, compatibility with the ultraviolet absorber, durability, etc. For example, bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate, 1-[2-[3-( 3,5-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]ethyl]-4-[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxy]-2,2,6, 6-tetramethylpiperidine, 4-benzoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 8-acetyl-3-dodecyl-7,7,9,9-tetramethyl-1,3,8-triazaspiro[ 4,5]decane-2,4-dione, bis-(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-2-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) -2-n-butylmalonate, tetrakis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4-butanetetracarboxylate, tetrakis(2,2,6,6 -tetramethyl-4-piperidyl)-1,2,3,4-butanetetracarboxylate, (Mixed 1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl/tridecyl)-1,2,3,4 -Butanetetracarboxylate, Mixed {1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl/β,β,β',β'-tetramethyl-3,9-[2,4,8,10- Tetraoxaspiro(5,5)undecane]diethyl}-1,2,3,4-butanetetracarboxylate, (Mixed 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl/tridecyl)-1,2, 3,4-Butanetetracarboxylate, Mixed {2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl/β,β,β',β'-tetramethyl-3,9-[2,4,8, 10-tetraoxaspiro(5,5)undecane]diethyl}-1,2,3,4-butanetetracarboxylate, 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl methacrylate, 1,2,2, 6,6-pentamethyl-4-piperidyl methacrylate, poly[(6-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl)][(2, 2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)imino]hexamethylene [(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)iminol], dimethylsacinate polymer with-4-hydroxy-2, 2,6,6-tetramethyl-1-piperidineethanol, N,N',N'',N'''-tetrakis-(4,6-bis-(butyl-(N-methyl-2,2,6 ,6-tetramethylpiperidin-4-yl)amino)-triazin-2-yl)-4,7-diazadecane-1,10-diamine, dibutylamine-1,3,5-triazine-N,N'-bis (Polycondensate of 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl-1,6-hexamethylenediamine and N-(2,2,6,6-tetramethylpiperidyl)butylamine, decanedioic acid bis( One or more selected from 2,2,6,6-tetramethyl-1-(octyloxy)-4-piperidinyl) ester and the like can be suitably used.

金属ナノロッド含有樹脂中のHALSの含有率は特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂に要求される可視光透過率や耐候性等に応じて任意に選択することができる。金属ナノロッド含有樹脂中のHALSの含有率は例えば、0.05質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。これはHALSの含有率が0.05質量%以上であれば、HALSの添加による効果を金属ナノロッド含有樹脂中で十分に発揮することができるためである。また含有率が5.0質量%以下であれば、金属ナノロッド含有樹脂中でHALSが析出することがなく、また金属ナノロッド含有樹脂の強度や耐貫通性に大きな影響を与えないためである。
(酸化防止剤)
本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂はさらに酸化防止剤(抗酸化剤)を含有することもできる。
The content of HALS in the metal nanorod-containing resin is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the visible light transmittance, weather resistance, etc. required of the metal nanorod-containing resin. It is preferable that the content of HALS in the metal nanorod-containing resin is, for example, 0.05% by mass or more and 5.0% by mass or less. This is because if the content of HALS is 0.05% by mass or more, the effect of adding HALS can be fully exhibited in the metal nanorod-containing resin. Further, if the content is 5.0% by mass or less, HALS will not precipitate in the metal nanorod-containing resin and will not have a large effect on the strength and penetration resistance of the metal nanorod-containing resin.
(Antioxidant)
The metal nanorod-containing resin of this embodiment can also further contain an antioxidant.

金属ナノロッド含有樹脂への酸化防止剤の添加により、金属ナノロッド含有樹脂に含まれる樹脂の酸化劣化を抑制し、さらに耐候性を向上させることができる。また、金属ナノロッド含有樹脂中に含有される樹脂以外の他の添加剤、例えば金属ナノロッド、紫外線吸収剤、HALSや、後述する染料化合物、顔料化合物、カップリング剤、界面活性剤、帯電防止剤等の酸化劣化を抑制し、耐候性を向上させることができる。 By adding an antioxidant to the metal nanorod-containing resin, it is possible to suppress oxidative deterioration of the resin contained in the metal nanorod-containing resin and further improve weather resistance. In addition, other additives other than the resin contained in the metal nanorod-containing resin, such as metal nanorods, ultraviolet absorbers, HALS, dye compounds, pigment compounds, coupling agents, surfactants, antistatic agents, etc., which will be described later. It is possible to suppress oxidative deterioration of and improve weather resistance.

酸化防止剤としては特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂の可視光透過率等に与える影響や、所望する耐久性等に応じて任意に選択することができる。例えば、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤等から選択された1種以上を好適に用いることができ、さらに具体的には、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、ステアリル-β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2'-メチレンビス-(4-メチル-6-ブチルフェノール)、2,2'-メチレンビス-(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4'-ブチリデン-ビス-(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、1,1,3-トリス-(2-メチル-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェニル)ブタン、テトラキス[メチレン-3-(3',5'-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、1,3,3-トリス-(2-メチル-4-ヒドロキシ-5-t-ブチルフェノール)ブタン、1,3,5-トリメチル-2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼン、ビス(3,3'-t-ブチルフェノール)ブチリックアッシドグリコールエステル、トリフェニルホスフィン、ビス-(ジフェニルホスフィノエタン)、トリナフチルホスフィン、トリス(2,4-ジ-Tert-ブチルフェニル)ホスファイト等から選択された1種以上を好適に用いることができる。 The antioxidant is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the influence on the visible light transmittance of the metal nanorod-containing resin, the desired durability, and the like. For example, one or more selected from phenolic antioxidants, sulfur-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, etc. can be suitably used, and more specifically, 2,6-di-t-butyl -p-cresol, butylated hydroxyanisole, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, stearyl-β-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 2,2 '-Methylenebis-(4-methyl-6-butylphenol), 2,2'-methylenebis-(4-ethyl-6-t-butylphenol), 4,4'-butylidene-bis-(3-methyl-6-t -butylphenol), 1,1,3-tris-(2-methyl-hydroxy-5-t-butylphenyl)butane, tetrakis[methylene-3-(3',5'-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] Methane, 1,3,3-tris-(2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenol)butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butane) -butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, bis(3,3'-t-butylphenol)butyric acid glycol ester, triphenylphosphine, bis-(diphenylphosphinoethane), trinaphthylphosphine, tris(2,4 -di-tert-butylphenyl) phosphite and the like can be suitably used.

金属ナノロッド含有樹脂中の酸化防止剤の含有率は特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂に要求される可視光透過率や耐候性等に応じて任意に選択することができる。金属ナノロッド含有樹脂中の酸化防止剤の含有率は例えば、0.05質量%以上5.0質量%以下であることが好ましい。これは酸化防止剤の含有率が0.05質量%以上であれば、前記酸化防止剤の添加による効果を金属ナノロッド含有樹脂中で十分に発揮することができるためである。また含有率が5.0質量%以下であれば、金属ナノロッド含有樹脂中で酸化防止剤が析出することがなく、また金属ナノロッド含有樹脂の強度や接着力、耐貫通性に大きな影響を与えないためである。
(その他の添加成分)
ここまで本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂への任意の添加成分として、分散剤、紫外線吸収剤、HALS、酸化防止剤を説明したが、他にも、各種添加剤を配合することも可能である。
The content of the antioxidant in the metal nanorod-containing resin is not particularly limited, and can be arbitrarily selected depending on the visible light transmittance, weather resistance, etc. required of the metal nanorod-containing resin. The content of the antioxidant in the metal nanorod-containing resin is preferably, for example, 0.05% by mass or more and 5.0% by mass or less. This is because when the content of the antioxidant is 0.05% by mass or more, the effect of adding the antioxidant can be fully exhibited in the metal nanorod-containing resin. Furthermore, if the content is 5.0% by mass or less, the antioxidant will not precipitate in the metal nanorod-containing resin, and will not have a large effect on the strength, adhesive strength, and penetration resistance of the metal nanorod-containing resin. It's for a reason.
(Other additive ingredients)
Up to this point, dispersants, ultraviolet absorbers, HALS, and antioxidants have been described as optional additive components to the metal nanorod-containing resin of this embodiment, but it is also possible to incorporate various other additives. .

例えば、所望により任意の色調を与えるための、アゾ系染料、シアニン系染料、キノリン系、ペリレン系染料、カーボンブラック等から選択された1種以上の、樹脂の着色に利用することができる染料化合物や、顔料化合物を添加しても良い。 For example, one or more dye compounds selected from azo dyes, cyanine dyes, quinoline dyes, perylene dyes, carbon black, etc., which can be used to color the resin, to give any color tone as desired. Alternatively, a pigment compound may be added.

その他の添加剤として、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂には、例えば、カップリング剤、界面活性剤、帯電防止剤、赤外線吸収性有機化合物等を添加することもできる。
(5)まとめ
以上に説明した本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂によれば、所定の金属ナノロッドを含有することで、高い可視光透過率を保ちながら、広い波長領域に渡って近赤外線を遮蔽することができる。
As other additives, for example, a coupling agent, a surfactant, an antistatic agent, an infrared absorbing organic compound, etc. can also be added to the metal nanorod-containing resin of this embodiment.
(5) Summary According to the metal nanorod-containing resin of this embodiment described above, by containing predetermined metal nanorods, near-infrared rays can be blocked over a wide wavelength range while maintaining high visible light transmittance. be able to.

そして、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、可視光領域の光の透過性(透明性)と近赤外線領域の光の遮蔽性とが特に高いことが好ましい。金属ナノロッド含有樹脂の可視光領域の光の透過性と、近赤外線領域の光の遮蔽性とは、それぞれ、可視光透過率と、光学濃度とにより評価を行うことができる。 The metal nanorod-containing resin of the present embodiment preferably has particularly high light transmittance (transparency) in the visible light region and particularly high light shielding property in the near-infrared region. The light transmittance in the visible light region and the light shielding property in the near-infrared region of the metal nanorod-containing resin can be evaluated by visible light transmittance and optical density, respectively.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂に要求される可視光領域の光の透過性、及び近赤外線領域の光の遮蔽性の程度は特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂の用途等に応じた性能とすることが好ましい。 The degree of light transmittance in the visible light region and light shielding property in the near-infrared region required of the metal nanorod-containing resin of this embodiment is not particularly limited, and depends on the use of the metal nanorod-containing resin. It is preferable that the performance is as high as possible.

窓材等の用途に用いる場合、人間の眼に対する可視光領域の光の透過性を保つ観点からは可視光透過率が高いほうが好ましく、アーク溶接切断作業、ガス溶接・切断作業、レーザ実験等による近赤外線領域の光の入射を低減する観点からは光学濃度が高いことが好ましい。
[金属ナノロッド含有樹脂の製造方法]
次に本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂の製造方法の一構成例について説明する。なお、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂の製造方法により既述の金属ナノロッド含有樹脂を製造することができる。このため、以下に説明する点以外については既述の金属ナノロッド含有樹脂の場合と同様に構成することができるため、説明を一部省略する。
When used for applications such as window materials, it is preferable to have a high visible light transmittance from the viewpoint of maintaining the transparency of light in the visible light range to the human eye. From the viewpoint of reducing the incidence of light in the near-infrared region, it is preferable that the optical density is high.
[Method for manufacturing metal nanorod-containing resin]
Next, a configuration example of the method for manufacturing a metal nanorod-containing resin according to the present embodiment will be described. Note that the metal nanorod-containing resin described above can be manufactured by the method for manufacturing a metal nanorod-containing resin of this embodiment. Therefore, except for the points described below, the structure can be the same as in the case of the metal nanorod-containing resin described above, so the explanation will be partially omitted.

本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂の製造方法は特に限定されるものではないが、例として(1)樹脂混練法、(2)塗布法、の2つの方法について以下に説明する。
(1)樹脂混練法
樹脂混練法は例えば以下の工程を有することができる。
Although the method for producing the metal nanorod-containing resin of this embodiment is not particularly limited, two methods, (1) resin kneading method and (2) coating method, will be described below as examples.
(1) Resin kneading method The resin kneading method can include, for example, the following steps.

金属ナノロッドと分散剤とを分散媒に分散した分散液を製造する分散液製造工程。
分散液製造工程で製造した分散液中の分散媒を除去することで固体の分散剤中に金属ナノロッドが分散した状態の金属ナノロッド分散体を製造する分散体製造工程。
分散体製造工程で得られた金属ナノロッド分散体と、樹脂とを混練する混練工程。
金属ナノロッド分散体と樹脂との混練物を成形する成形工程。
A dispersion liquid manufacturing process that manufactures a dispersion liquid in which metal nanorods and a dispersant are dispersed in a dispersion medium.
A dispersion production process in which a dispersion medium in the dispersion produced in the dispersion production process is removed to produce a metal nanorod dispersion in which metal nanorods are dispersed in a solid dispersant.
A kneading step of kneading the metal nanorod dispersion obtained in the dispersion manufacturing step and a resin.
A molding process in which a kneaded product of metal nanorod dispersion and resin is molded.

なお、分散体製造工程を実施することなく、分散液製造工程で製造した分散液を混練工程に供し、混練工程では、分散液と、樹脂とを混練することもできる。この場合、混練工程により、樹脂中に金属ナノロッドを均一に分散させるのと同時に、分散媒を除去することができる。このように分散体製造工程を実施しない場合、分散液製造工程では分散液に分散剤を添加せず、金属ナノロッドを分散媒等の溶剤に分散させた分散液とすることもできる。 In addition, the dispersion liquid manufactured in the dispersion liquid manufacturing process can be subjected to a kneading process without implementing the dispersion manufacturing process, and the dispersion liquid and the resin can be kneaded in the kneading process. In this case, the kneading process allows the metal nanorods to be uniformly dispersed in the resin and at the same time, the dispersion medium can be removed. When the dispersion production process is not performed in this manner, a dispersion liquid may be prepared in which the metal nanorods are dispersed in a solvent such as a dispersion medium without adding a dispersant to the dispersion liquid in the dispersion production process.

ただし、多量の分散媒や気泡が金属ナノロッド含有樹脂中に残留することを確実に防止する観点、および200℃を超える樹脂混練の高温に多量の分散媒が晒されることを防ぐ安全上の観点から、混練工程の前に分散体製造工程を実施することが好ましい。 However, from the viewpoint of reliably preventing a large amount of dispersion medium and air bubbles from remaining in the metal nanorod-containing resin, and from the safety point of view of preventing a large amount of dispersion medium from being exposed to the high temperature of resin kneading exceeding 200 ° C. It is preferable to carry out a dispersion manufacturing step before the kneading step.

また、例えば金属ナノロッドや、金属ナノロッドの分散液と樹脂とを混練した後、直接成形工程を実施することもできる。ただし、樹脂中に金属ナノロッドを均一に分散させる観点から、上述の分散液製造工程等を実施することが好ましい。 Further, for example, after kneading the metal nanorods or the dispersion of the metal nanorods and the resin, the molding step can be performed directly. However, from the viewpoint of uniformly dispersing the metal nanorods in the resin, it is preferable to carry out the above-mentioned dispersion manufacturing process.

各工程について説明する。
(分散液製造工程)
分散液製造工程では、金属ナノロッドと分散剤とを、分散媒に添加・混合し、一般的な分散方法を用いて金属ナノロッドの分散液を得ることができる。分散方法としては特に限定されるものではないが、例えばビーズミル、ボールミル、サンドミル、超音波分散、ペイントシェーカーなどの分散方法を用いることができる。
Each process will be explained.
(Dispersion manufacturing process)
In the dispersion manufacturing process, metal nanorods and a dispersant are added to and mixed with a dispersion medium, and a dispersion of metal nanorods can be obtained using a general dispersion method. The dispersion method is not particularly limited, and for example, a bead mill, ball mill, sand mill, ultrasonic dispersion, paint shaker, or other dispersion method can be used.

分散液製造工程で好適に用いることができる金属ナノロッドや、分散剤等については金属ナノロッド含有樹脂で既述のため説明を省略する。 The metal nanorods, dispersant, etc. that can be suitably used in the dispersion liquid manufacturing process have already been described in the metal nanorod-containing resin, so their explanation will be omitted.

また、分散液製造工程で用いる分散媒の種類は特に限定されるものではないが、各種有機溶剤や、水等から選択された1種類以上を用いることができる。例えば分散媒としては、120℃以下の沸点をもつものを好ましく使用できる。これは沸点が120℃以下であれば、後工程である分散体製造工程等で分散媒を容易に除去できるためである。分散体製造工程等において分散媒の除去が迅速に進むことにより、金属ナノロッド分散体の生産性を向上させることができる。さらに、分散体製造工程が容易かつ十分に進行するので、金属ナノロッド分散体中に過剰な分散媒が残留するのを回避できる。その結果、成形工程において樹脂層内に気泡が発生する等の不具合が発生することをより確実に回避できる。 Further, the type of dispersion medium used in the dispersion manufacturing process is not particularly limited, but one or more types selected from various organic solvents, water, etc. can be used. For example, as a dispersion medium, one having a boiling point of 120° C. or lower can be preferably used. This is because if the boiling point is 120° C. or lower, the dispersion medium can be easily removed in the subsequent dispersion manufacturing process. By rapidly removing the dispersion medium in the dispersion manufacturing process, etc., productivity of the metal nanorod dispersion can be improved. Furthermore, since the dispersion manufacturing process proceeds easily and satisfactorily, it is possible to avoid excessive dispersion medium remaining in the metal nanorod dispersion. As a result, it is possible to more reliably avoid problems such as the generation of air bubbles in the resin layer during the molding process.

なお、用いる分散媒の沸点の下限値は特に限定されないが、分散液製造工程等の間、液体の状態を維持していることが好ましいことから、例えば30℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましい。 The lower limit of the boiling point of the dispersion medium used is not particularly limited, but it is preferably 30°C or higher, for example, 40°C or higher, since it is preferable to maintain a liquid state during the dispersion manufacturing process. It is more preferable that it is above.

分散媒として有機溶剤を用いる場合、該有機溶剤としては具体的には例えば、トルエン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸ブチル、イソプロピルアルコール、エタノール等から選択された1種以上を好適に用いることができるが、これらに限定されるものではない。沸点が120℃以下で、かつ金属ナノロッドを均一に分散可能なものであれば、好適に用いることができる。 When using an organic solvent as a dispersion medium, specifically, one or more types selected from toluene, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, butyl acetate, isopropyl alcohol, ethanol, etc. can be preferably used as the organic solvent. However, it is not limited to these. Any material having a boiling point of 120° C. or lower and capable of uniformly dispersing metal nanorods can be suitably used.

分散媒の添加量については特に限定されるものではなく、金属ナノロッド、及び分散剤の添加量に応じて分散液を形成できるように任意にその添加量を選択することができる。 The amount of the dispersion medium to be added is not particularly limited, and can be arbitrarily selected so that a dispersion can be formed depending on the amounts of the metal nanorods and the dispersant.

なお、分散剤を添加する場合、その添加量は既述のように特に限定されるものではない。例えば金属ナノロッド100質量部に対し10質量部以上1000質量部以下となるように添加することが好ましく、30質量部以上400質量部以下となるように添加することがより好ましい。分散剤を添加する場合、分散剤は分散液製造工程において分散液を製造する際に全量を添加する必要はない。例えば分散液の粘度等を考慮して、分散剤の全添加量のうち一部と、金属ナノロッドと、分散媒との混合物について既述の分散方法により分散液を形成した後、さらに残部の分散剤を添加してもよい。
(分散体製造工程)
分散体製造工程では、金属ナノロッドと分散剤とを分散媒に分散した分散液に対し、所望によりさらに適量の分散剤を添加した後、分散媒を除去することで金属ナノロッド分散体を製造することができる。金属ナノロッドと分散剤とを分散媒に分散した分散液から分散媒を除去する方法としては特に限定されないが、例えば減圧乾燥を好ましく用いることができる。具体的には、金属ナノロッドと分散剤とを分散媒に分散した分散液を攪拌しながら減圧乾燥して、金属ナノロッド分散体と分散媒成分とを分離できる。減圧乾燥に用いる装置としては、例えば真空攪拌型の乾燥機が挙げられるが、上記機能を有する装置であれば良く、特に限定されない。また、分散媒を除去する際の具体的な減圧の圧力は限定されず、適宜選択できる。
Note that when a dispersant is added, the amount added is not particularly limited as described above. For example, it is preferably added in an amount of 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or more and 400 parts by mass or less, per 100 parts by mass of metal nanorods. When a dispersant is added, it is not necessary to add the entire amount of the dispersant when producing a dispersion in the dispersion production process. For example, taking into consideration the viscosity of the dispersion liquid, a part of the total amount of the dispersant added, the metal nanorods, and the dispersion medium are formed into a dispersion liquid by the above-mentioned dispersion method, and then the remaining part is further dispersed. Agents may also be added.
(Dispersion manufacturing process)
In the dispersion manufacturing process, a metal nanorod dispersion is manufactured by adding an appropriate amount of a dispersant, if desired, to a dispersion liquid in which metal nanorods and a dispersant are dispersed in a dispersion medium, and then removing the dispersion medium. I can do it. Although the method for removing the dispersion medium from a dispersion liquid in which metal nanorods and a dispersant are dispersed in a dispersion medium is not particularly limited, for example, drying under reduced pressure can be preferably used. Specifically, a dispersion in which metal nanorods and a dispersant are dispersed in a dispersion medium is dried under reduced pressure while stirring to separate the metal nanorod dispersion and the dispersion medium components. The device used for vacuum drying includes, for example, a vacuum stirring type dryer, but is not particularly limited as long as it has the above-mentioned functions. Further, the specific pressure of the reduced pressure when removing the dispersion medium is not limited and can be selected as appropriate.

分散体製造工程において、減圧乾燥法を用いることで分散媒の除去効率が向上するとともに、金属ナノロッド分散体が長時間高温に曝されることがないので、分散している金属ナノロッドの凝集が起こらず好ましい。さらに生産性も上がり、蒸発した分散媒を回収することも容易であり、環境的配慮からも好ましい。
(混練工程)
混練工程では、分散体製造工程で得られた金属ナノロッド分散体と、樹脂とを混練することができる。この際、必要に応じて金属ナノロッド含有樹脂に添加する紫外線吸収剤や、HALS、酸化防止剤、赤外線吸収性有機化合物等その他の添加剤を添加し、あわせて混練することもできる。なお、これらの添加剤等を添加するタイミングは特に限定されるものではなく、例えば分散液製造工程等、他の工程において添加することもできる。混練方法は特に限定されるものではなく、公知の樹脂混練方法を任意に選択して用いることができる。
(成形工程)
成形工程は、混練工程で得られた混練物を成形する工程であり、成形方法は特に限定されるものではなく、製造する金属ナノロッド含有樹脂に要求される厚さ等のサイズや形状、混練物の粘度等に応じて任意に選択することができる。例えば、押出成形法、カレンダー成形法等の各種成形方法を採用することができる。
In the dispersion manufacturing process, the removal efficiency of the dispersion medium is improved by using the vacuum drying method, and since the metal nanorod dispersion is not exposed to high temperatures for a long time, aggregation of the dispersed metal nanorods does not occur. It's very preferable. Furthermore, productivity is increased, and the evaporated dispersion medium can be easily recovered, which is preferable from environmental considerations.
(kneading process)
In the kneading step, the metal nanorod dispersion obtained in the dispersion manufacturing step and the resin can be kneaded. At this time, other additives such as ultraviolet absorbers, HALS, antioxidants, and infrared absorbing organic compounds may be added to the metal nanorod-containing resin as needed, and kneaded together. Note that the timing of adding these additives and the like is not particularly limited, and they can also be added in other processes, such as the dispersion manufacturing process. The kneading method is not particularly limited, and any known resin kneading method can be selected and used.
(molding process)
The molding process is a process of molding the kneaded product obtained in the kneading process, and the molding method is not particularly limited. It can be arbitrarily selected depending on the viscosity and the like. For example, various molding methods such as extrusion molding and calendar molding can be employed.

また、成形体の形状は特に限定されるものではなく、金属ナノロッド含有樹脂に要求される形状に応じて選択することができ、例えばシート状、ボード状、フィルム状に成形することができる。成形体を例えば眼鏡のレンズとする場合、所望するレンズの形状に加工し、また公知の方法により他のレンズ要素と貼り合わせた多層レンズを製造することもできる。
(2)塗布法
塗布法は例えば以下の工程を有することができる。
Further, the shape of the molded body is not particularly limited, and can be selected depending on the shape required of the metal nanorod-containing resin, and can be formed into, for example, a sheet shape, a board shape, or a film shape. When the molded product is used as a lens for eyeglasses, for example, it can be processed into a desired lens shape and laminated with other lens elements by a known method to produce a multilayer lens.
(2) Coating method The coating method can include, for example, the following steps.

金属ナノロッドを分散媒に分散した分散液を製造する分散液製造工程。
分散液製造工程で製造した分散液にバインダー樹脂(媒体樹脂)を添加して塗布液を製造する塗布液製造工程。
A dispersion manufacturing process that produces a dispersion liquid in which metal nanorods are dispersed in a dispersion medium.
A coating liquid production process in which a binder resin (medium resin) is added to the dispersion liquid produced in the dispersion production process to produce a coating liquid.

塗布液を透明基材表面にコーティングした後、分散媒を蒸発させ所定の方法でバインダー樹脂を硬化させることで、金属ナノロッドが分散した樹脂層(樹脂コーティング)を透明基材上に形成する、樹脂層製造工程。 A resin that forms a resin layer (resin coating) in which metal nanorods are dispersed on a transparent substrate by coating the surface of a transparent substrate with a coating liquid, then evaporating the dispersion medium and curing the binder resin using a predetermined method. Layer manufacturing process.

各工程について説明する。
(分散液製造工程)
分散液製造工程では金属ナノロッドを分散媒に分散し、分散液を調製することができ、この際必要に応じて分散剤等を添加することもできる。(1)樹脂混練法の分散液製造工程と同様にして実施することができるため、説明を省略する。
(塗布液製造工程)
塗布液製造工程では、金属ナノロッドを分散媒に分散した分散液に対し、所望により適量の分散剤を添加した後、適切な比率でバインダー樹脂を添加することで、後の樹脂層製造工程で用いることのできる塗布液を製造することができる。
Each process will be explained.
(Dispersion manufacturing process)
In the dispersion manufacturing process, a dispersion can be prepared by dispersing metal nanorods in a dispersion medium, and at this time, a dispersant or the like can be added as necessary. (1) Since it can be carried out in the same manner as the dispersion manufacturing step of the resin kneading method, the explanation will be omitted.
(Coating liquid manufacturing process)
In the coating liquid manufacturing process, an appropriate amount of dispersant is added as desired to the dispersion liquid in which metal nanorods are dispersed in a dispersion medium, and then a binder resin is added in an appropriate ratio to be used in the subsequent resin layer manufacturing process. It is possible to produce a coating liquid that can be used.

上記コーティング層のバインダー樹脂として、例えば、UV硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、常温硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等から目的に応じて選定可能である。具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(塩化ビニル樹脂)、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ふっ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂等から選択された1種以上が挙げられる。 The binder resin for the coating layer can be selected from UV curable resins, thermosetting resins, electron beam curable resins, room temperature curable resins, thermoplastic resins, etc. depending on the purpose. Specifically, polyethylene resin, polyvinyl chloride resin (vinyl chloride resin), polyvinylidene chloride resin, polyvinyl alcohol resin, polystyrene resin, polypropylene resin, ethylene vinyl acetate copolymer, polyester resin, polyethylene terephthalate resin, fluororesin, One or more types selected from polycarbonate resin, acrylic resin, polyvinyl butyral resin, etc. can be mentioned.

バインダー樹脂は、例えば上述の樹脂群の中から選択した1種類のみの単独使用であっても、上述の樹脂群の中から選択した2種以上の混合使用であっても良い。もっとも、当該樹脂層用のバインダー樹脂のなかでも、生産性や装置コストなどの観点からUV硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることが特に好ましい。 As the binder resin, for example, only one type selected from the above-mentioned resin group may be used alone, or two or more types selected from the above-mentioned resin group may be used in combination. However, among the binder resins for the resin layer, it is particularly preferable to use UV curable resins or thermosetting resins from the viewpoint of productivity, equipment cost, and the like.

また、上記バインダー樹脂に替えて、金属アルコキシドを用いたバインダーの利用も可能である。当該金属アルコキシドとしては、Si、Ti、Al、Zr等のアルコキシドが代表的である。これら金属アルコキシドを用いたバインダーは、加熱等により加水分解・縮重合させることで、酸化物膜を用いたコーティング層を形成することが可能である。
(樹脂層製造工程)
塗布液製造工程で作成した塗布液を透明基材表面にコーティングした後、分散媒を蒸発させ、所定の方法でバインダー樹脂を硬化させることで、金属ナノロッドが分散した樹脂層を透明基材上に形成することができる。
Furthermore, instead of the binder resin described above, a binder using a metal alkoxide can also be used. Typical examples of the metal alkoxide include alkoxides of Si, Ti, Al, Zr, and the like. A binder using these metal alkoxides can be hydrolyzed and polycondensed by heating or the like to form a coating layer using an oxide film.
(Resin layer manufacturing process)
After coating the surface of a transparent substrate with the coating liquid created in the coating liquid manufacturing process, the dispersion medium is evaporated and the binder resin is cured using a predetermined method to form a resin layer in which metal nanorods are dispersed on the transparent substrate. can be formed.

透明基材については[近赤外線遮蔽基材]の節で後述するが、例えばフィルム基材、またはガラス基材を用いることができる。 The transparent base material will be described later in the section of [Near-infrared shielding base material], but for example, a film base material or a glass base material can be used.

透明基材上へコーティング層を設ける方法は特に限定されず、当該基材表面へ、バインダー樹脂を含む塗布液が均一に塗布できる方法であればよく、特に限定されない。例えば、バーコート法、グラビヤコート法、スプレーコート法、ディップコート法、フローコート法等から選択された1種以上を用いることができる。 The method of providing a coating layer on a transparent substrate is not particularly limited, and any method that can uniformly apply a coating liquid containing a binder resin to the surface of the substrate is not particularly limited. For example, one or more methods selected from a bar coating method, a gravure coating method, a spray coating method, a dip coating method, a flow coating method, etc. can be used.

例えばバインダー樹脂としてUV硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用い、バーコート法により樹脂層(コーティング層)を形成する場合、以下の手順により樹脂層を形成できる。 For example, when a UV curable resin or a thermosetting resin is used as the binder resin and a resin layer (coating layer) is formed by a bar coating method, the resin layer can be formed by the following procedure.

まず、適度なレベリング性をもつように、液濃度及び添加剤を適宜調整した塗布液を、樹脂層の厚み、および金属ナノロッドの含有量を合目的的に満たすことのできるバー番号のワイヤーバー、あるいはアプリケーター等を用いるか、あるいは公知のフローコート法など適切な方法で透明基材上に塗布し、塗膜を形成する。 First, a wire bar with a bar number that can appropriately satisfy the thickness of the resin layer and the content of metal nanorods is coated with a coating solution whose concentration and additives have been appropriately adjusted so as to have appropriate leveling properties. Alternatively, it is applied onto a transparent substrate using an applicator or by a suitable method such as a known flow coating method to form a coating film.

次いで、形成した塗膜の塗布液中に含まれる分散媒(液状媒体)を乾燥により除去した後、紫外線の照射(UV硬化性樹脂の場合)あるいは加熱処理(熱硬化性樹脂の場合)によりバインダー樹脂を硬化させる。 Next, after removing the dispersion medium (liquid medium) contained in the coating solution of the formed coating film by drying, the binder is removed by ultraviolet irradiation (in the case of UV curable resin) or heat treatment (in the case of thermosetting resin). Cure the resin.

以上の手順により透明基材上に樹脂層を形成することができる。このとき、塗膜の乾燥条件としては、塗膜を構成する塗布液に含まれる各成分、分散媒の種類や使用割合によっても異なるが、通常では60℃以上140℃以下の温度で20秒以上10分間以下程度とすることができる。UV硬化性樹脂に対する紫外線の照射処理を行う場合、紫外線の照射には特に制限はなく、例えば超高圧水銀灯などのUV露光機を好適に用いることができる。熱硬化性樹脂に対する加熱処理を行う場合も、熱硬化性樹脂の使用条件に合わせてオーブンやドライヤー等を用いて適切な加熱処理を行うことができる。 A resin layer can be formed on a transparent base material by the above procedure. At this time, the drying conditions for the coating film vary depending on the components contained in the coating liquid constituting the coating film, the type of dispersion medium, and the proportion used, but usually at a temperature of 60°C or higher and 140°C or lower for 20 seconds or more. The time can be about 10 minutes or less. When irradiating UV curable resin with ultraviolet rays, there are no particular restrictions on the irradiation of ultraviolet rays, and for example, a UV exposure machine such as an ultra-high pressure mercury lamp can be suitably used. When heat-treating a thermosetting resin, an appropriate heat treatment can be carried out using an oven, a dryer, etc., depending on the usage conditions of the thermosetting resin.

その他、樹脂層の形成の前工程や後工程により、透明基材と樹脂層との密着性、コーティング時の塗膜の平滑性、分散媒の乾燥性などを操作することもできる。係る前後の工程としては、例えば透明基材の表面処理工程、プリベーク(透明基材の前加熱)工程、ポストベーク(透明基材の後加熱)工程などが挙げられ、必要に応じて、適宜選択、実施することができる。 In addition, the adhesion between the transparent substrate and the resin layer, the smoothness of the coating film during coating, the drying properties of the dispersion medium, etc. can also be controlled by the pre-process and post-process of forming the resin layer. Such pre- and post-processes include, for example, a surface treatment process for the transparent base material, a pre-bake (pre-heating of the transparent base material) process, a post-bake (post-heating of the transparent base material) process, etc., which may be selected as appropriate. , can be implemented.

プリベーク工程、ポストベーク工程における加熱条件は特に限定されないが、例えば加熱温度は80℃以上200℃以下とし、加熱時間は30秒以上240秒以下であることが好ましい。 The heating conditions in the pre-bake step and the post-bake step are not particularly limited, but, for example, the heating temperature is preferably 80° C. or more and 200° C. or less, and the heating time is preferably 30 seconds or more and 240 seconds or less.

ここまで説明した本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂は、可視光を透過させつつも、近赤外線を遮蔽することが求められる各種用途で用いることができる。例えば以下の近赤外線遮蔽レンズ、近赤外線遮蔽眼鏡、保護具、近赤外線遮蔽窓材、近赤外線遮蔽器具、近赤外線遮蔽基材等に用いることができる。
[近赤外線遮蔽レンズ、近赤外線遮蔽眼鏡]
本実施形態の近赤外線遮蔽レンズは既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有することができる。
The metal nanorod-containing resin of this embodiment described so far can be used in various applications where it is required to block near-infrared rays while transmitting visible light. For example, it can be used in the following near-infrared shielding lenses, near-infrared shielding glasses, protective gear, near-infrared shielding window materials, near-infrared shielding instruments, near-infrared shielding base materials, and the like.
[Near-infrared shielding lenses, near-infrared shielding glasses]
The near-infrared shielding lens of this embodiment can have the resin layer of the metal nanorod-containing resin described above.

本実施形態の近赤外線遮蔽レンズは、例えば透明基材上に既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を形成した近赤外線遮蔽基材を有することができる。また、本実施形態の近赤外線遮蔽レンズは、既述の金属ナノロッド含有樹脂により構成することもできる。本実施形態の近赤外線遮蔽レンズは、既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有することで、可視光を透過させつつも、近赤外線の透過を抑制することができる。 The near-infrared shielding lens of this embodiment can have a near-infrared shielding base material in which, for example, a resin layer of the metal nanorod-containing resin described above is formed on a transparent base material. Moreover, the near-infrared shielding lens of this embodiment can also be constructed from the metal nanorod-containing resin described above. The near-infrared shielding lens of this embodiment has the resin layer of the metal nanorod-containing resin described above, so that it can suppress the transmission of near-infrared rays while transmitting visible light.

また、係る近赤外線遮蔽レンズを用いて、近赤外線遮蔽眼鏡とすることもできる。具体的には、本実施形態の近赤外線遮蔽眼鏡は、例えば既述の近赤外線遮蔽レンズを、レンズ部に有することができる。 Moreover, near-infrared shielding glasses can also be made using such near-infrared shielding lenses. Specifically, the near-infrared shielding glasses of this embodiment can include, for example, the above-mentioned near-infrared shielding lenses in the lens portion.

このため、本実施形態の近赤外線遮蔽眼鏡は、既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有することができる。 Therefore, the near-infrared shielding glasses of this embodiment can have the resin layer of the metal nanorod-containing resin described above.

既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有する近赤外線遮蔽眼鏡とすることで、可視光を透過させつつも、近赤外線の透過を抑制することができる。
[保護具]
本実施形態の保護具は既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有することができる。
By providing near-infrared shielding glasses having a resin layer of the metal nanorod-containing resin described above, transmission of near-infrared rays can be suppressed while allowing visible light to pass through.
[Protective equipment]
The protective equipment of this embodiment can have the resin layer of the metal nanorod-containing resin described above.

既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有する保護具とすることで、可視光を透過させつつも、近赤外線の透過を抑制することができる。 By providing a protective device having a resin layer of the metal nanorod-containing resin described above, transmission of near-infrared rays can be suppressed while allowing visible light to pass through.

本実施形態の保護具は、例えば保護眼鏡等とすることができ、例えばレンズ部に既述の近赤外線遮蔽レンズを用いることができる。
[近赤外線遮蔽窓材、近赤外線遮蔽器具]
本実施形態の近赤外線遮蔽窓材は、既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有することができる。
The protective equipment of this embodiment can be, for example, safety glasses, and for example, the above-mentioned near-infrared shielding lens can be used for the lens portion.
[Near-infrared shielding window materials, near-infrared shielding equipment]
The near-infrared shielding window material of this embodiment can have the resin layer of the metal nanorod-containing resin described above.

本実施形態の近赤外線遮蔽窓材は、例えば後述する透明基材上に既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を形成した近赤外線遮蔽基材を有することができる。係る近赤外線遮蔽基材を有することで、可視光を透過させつつも、近赤外線の透過を抑制することができる。なお、本実施形態の近赤外線遮蔽窓材は、既述の金属ナノロッド含有樹脂により構成することもできる。 The near-infrared shielding window material of this embodiment can have a near-infrared shielding base material in which a resin layer of the metal nanorod-containing resin described above is formed on a transparent base material described below, for example. By having such a near-infrared shielding base material, transmission of near-infrared rays can be suppressed while allowing visible light to pass through. Note that the near-infrared shielding window material of this embodiment can also be made of the metal nanorod-containing resin described above.

また、本実施形態の近赤外線遮蔽器具は、上述の近赤外線遮蔽窓材を有することができる。近赤外線遮蔽器具とは、例えば近赤外線遮蔽窓材や、その取付器具を有することができる。 Moreover, the near-infrared shielding device of this embodiment can have the above-mentioned near-infrared shielding window material. The near-infrared shielding device can include, for example, a near-infrared shielding window material and its mounting device.

本実施形態の近赤外線遮蔽窓材や、近赤外線遮蔽器具は、例えば内部で近赤外線の光を発する装置の観察窓の窓材等として用いることができる。このように構成することで、装置内を観察する観察者の眼を保護することができる。
[近赤外線遮蔽基材]
本実施形態の近赤外線遮蔽基材は、例えば透明基材上に、既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有することができる。透明基材としては特に限定されないが、例えばフィルム基材や、ガラス基材を用いることができる。
The near-infrared shielding window material and the near-infrared shielding device of this embodiment can be used, for example, as a window material for an observation window of a device that internally emits near-infrared light. With this configuration, it is possible to protect the eyes of an observer observing the inside of the apparatus.
[Near infrared shielding base material]
The near-infrared shielding base material of this embodiment can have, for example, a resin layer of the metal nanorod-containing resin described above on a transparent base material. Although the transparent substrate is not particularly limited, for example, a film substrate or a glass substrate can be used.

透明基材として、フィルム基材、すなわち樹脂基材を用いる場合、既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層がフィルム基材上に設けられている近赤外線遮蔽フィルムとすることができる。すなわち、フィルム基材と、フィルム基材上に配置された金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層とを有する近赤外線遮蔽フィルムとすることができる。 When a film base material, that is, a resin base material is used as the transparent base material, a near-infrared shielding film in which a resin layer of the metal nanorod-containing resin described above is provided on the film base material can be used. That is, it can be a near-infrared shielding film that has a film base material and a resin layer of metal nanorod-containing resin disposed on the film base material.

また、透明基材としてガラス基材を用いる場合、既述の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層が、ガラス基材上に設けられている近赤外線遮蔽ガラスとすることができる。すなわち、ガラス基材と、ガラス基材上に配置された金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層と、を有する近赤外線遮蔽フィルムとすることができる。 Furthermore, when a glass substrate is used as the transparent substrate, the resin layer of the metal nanorod-containing resin described above can be used as a near-infrared shielding glass provided on the glass substrate. That is, it can be a near-infrared shielding film that has a glass base material and a resin layer of metal nanorod-containing resin disposed on the glass base material.

フィルム基材としては特に限定されないが、例えば厚さが10μm以上200μm以下であることが好ましく、30μm以上120μm以下であることがより好ましい。 The film base material is not particularly limited, but for example, the thickness is preferably 10 μm or more and 200 μm or less, more preferably 30 μm or more and 120 μm or less.

これはフィルム基材の厚さを10μm以上200μm以下とすることで、近赤外線遮蔽フィルム全体の強度を十分に保ちつつも変形可能とすることができるからである。 This is because by setting the thickness of the film base material to 10 μm or more and 200 μm or less, the near-infrared shielding film as a whole can be made deformable while maintaining sufficient strength.

ガラス基材についても特に限定されないが、例えば厚さが0.1mm以上6mm以下であることが好ましく、1mm以上4mm以下であることがより好ましい。 The glass substrate is also not particularly limited, but for example, the thickness is preferably 0.1 mm or more and 6 mm or less, and more preferably 1 mm or more and 4 mm or less.

これは、ガラス基材の厚さを0.1mm以上6mm以下とすることで、近赤外線遮蔽ガラス全体の重さが過度に重くなることを抑制しつつ、十分な強度とすることができるからである。 This is because by setting the thickness of the glass base material to 0.1 mm or more and 6 mm or less, sufficient strength can be achieved while suppressing the overall weight of the near-infrared shielding glass from becoming excessively heavy. be.

フィルム基材は、フィルム形状に限定されることはなく、例えば、ボード状でもシート状でも良い。フィルム基材の材料としては、特に限定されるものではないが、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、ふっ素樹脂等から選択された1種類以上を用いることができる。フィルム基材としては、ポリエステルフィルムであることが好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムであることがより好ましい。 The film base material is not limited to a film shape, and may be, for example, a board shape or a sheet shape. The material for the film base material is not particularly limited, but may be selected from, for example, polyester resin, acrylic resin, urethane resin, polycarbonate resin, polyethylene resin, ethylene vinyl acetate copolymer, vinyl chloride resin, fluororesin, etc. One or more types can be used. The film base material is preferably a polyester film, and more preferably a polyethylene terephthalate (PET) film.

また、ガラス基材についても特に限定されるものではなく、シリカガラス、ソーダガラス等のガラス基材を用いることができる。 Furthermore, the glass substrate is not particularly limited, and glass substrates such as silica glass and soda glass can be used.

また、透明基材の表面は金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層との密着性を改善するため、表面処理がなされていることが好ましい。また、透明基材と樹脂層との接着性を向上させるために、透明基材上に中間層を形成し、中間層上に樹脂層を形成することもできる。中間層の構成は特に限定されるものではなく、例えばポリマフィルム、金属層、無機層(例えば、シリカ、チタニア、ジルコニア等の無機酸化物層)、有機/無機複合層等により構成することができる。 Further, the surface of the transparent substrate is preferably subjected to surface treatment in order to improve the adhesion with the resin layer of the metal nanorod-containing resin. Furthermore, in order to improve the adhesiveness between the transparent base material and the resin layer, an intermediate layer may be formed on the transparent base material, and a resin layer may be formed on the intermediate layer. The structure of the intermediate layer is not particularly limited, and can be composed of, for example, a polymer film, a metal layer, an inorganic layer (for example, an inorganic oxide layer such as silica, titania, or zirconia), an organic/inorganic composite layer, etc. .

近赤外線遮蔽基材における透明基材上の樹脂層の厚さは、特に限定されないが、20μm以下であることが好ましく、6μm以下であることがより好ましい。これは樹脂層の厚さが20μm以下であれば、十分な鉛筆硬度を発揮して耐擦過性を有することに加えて、フィルム基材等の透明基材の反り発生等の異常発生を回避できるからである。 The thickness of the resin layer on the transparent substrate in the near-infrared shielding substrate is not particularly limited, but is preferably 20 μm or less, more preferably 6 μm or less. This means that if the thickness of the resin layer is 20 μm or less, it will not only exhibit sufficient pencil hardness and scratch resistance, but also avoid abnormalities such as warping of transparent substrates such as film substrates. It is from.

なお、樹脂層の厚さの下限値は特に限定されないが、例えば10nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましい。
[金属ナノロッド集合体の製造方法]
次に、本実施形態の金属ナノロッド集合体の製造方法について説明する。なお、金属ナノロッド集合体は、複数の金属ナノロッドの集合体を意味する。本実施形態の金属ナノロッド集合体の製造方法によれば、既述の金属ナノロッド含有樹脂に好適に用いることができる金属ナノロッドや、その集合体を製造することができる。このため、既に説明した事項の一部は説明を省略する。
Note that the lower limit of the thickness of the resin layer is not particularly limited, but is preferably, for example, 10 nm or more, and more preferably 50 nm or more.
[Method for manufacturing metal nanorod aggregate]
Next, a method for manufacturing the metal nanorod aggregate of this embodiment will be described. Note that the metal nanorod aggregate means an aggregate of a plurality of metal nanorods. According to the method for manufacturing a metal nanorod aggregate of the present embodiment, metal nanorods and aggregates thereof that can be suitably used in the metal nanorod-containing resin described above can be manufactured. For this reason, some of the matters already explained will be omitted.

本実施形態の金属ナノロッド集合体の製造方法は、例えば以下の工程を有することができる。 The method for manufacturing a metal nanorod aggregate according to the present embodiment can include, for example, the following steps.

多重双晶構造を有する種粒子を製造する第一工程。
種粒子を基にナノバイピラミッド構造を有する粒子を製造する第二工程。
ナノバイピラミッド構造を有する粒子を基に粒子をナノロッド状に成長させる第三工程。
The first step is to produce seed particles with a multi-twin structure.
The second step is to manufacture particles having a nanobipyramid structure based on seed particles.
The third step is to grow particles into nanorods based on particles having a nanobipyramid structure.

そして、第三工程の後に得られる金属ナノロッド集合体に含まれる各金属ナノロッドの短軸長の平均値を17.5nm以下とすることができる。 Then, the average value of the short axis length of each metal nanorod included in the metal nanorod aggregate obtained after the third step can be 17.5 nm or less.

金属ナノロッドの合成方法としては、電気化学的方法、化学的方法、光化学的方法が従来から知られている。 Electrochemical methods, chemical methods, and photochemical methods are conventionally known as methods for synthesizing metal nanorods.

そして、既述の金属ナノロッド含有樹脂に含まれる金属ナノロッドは、主に金からなるコアと、主に銀からなるシェルとを有することが好ましい。係るコアシェル構造の金属ナノロッドの製造方法は、特に限定されるものではなく公知の方法を用いて製造することもできる。 The metal nanorods contained in the metal nanorod-containing resin described above preferably have a core mainly made of gold and a shell mainly made of silver. The method for producing metal nanorods having a core-shell structure is not particularly limited, and any known method may be used.

以下、本実施形態に係る金属ナノロッド集合体の製造方法について、金のコアをもち、係るコアの周囲に銀のシェルを備えた金属ナノロッド集合体を例に、工程ごとに説明する。ただし、本実施形態に係る金属ナノロッドの集合体は、係る金のコアと、銀のシェルを備えた金属ナノロッド集合体を製造する場合に限定されるものではなく、各種金属による金属ナノロッド集合体の製造に適用することができる。このため、以下の説明文のうち、金、銀を目的とする金属ナノロッド集合体の金属の構成にあわせて読み替えることで所望の金属ナノロッド集合体を製造することができる。
(第一工程)
第一工程では多重双晶構造を有する種粒子を製造することができる。このため、第一工程は種粒子製造工程ということもできる。
Hereinafter, the method for producing a metal nanorod aggregate according to the present embodiment will be explained step by step, taking as an example a metal nanorod aggregate having a gold core and a silver shell around the core. However, the metal nanorod aggregate according to the present embodiment is not limited to the case where a metal nanorod aggregate having a gold core and a silver shell is manufactured, and the metal nanorod aggregate according to the present embodiment is manufactured using various metals. Can be applied to manufacturing. Therefore, a desired metal nanorod aggregate can be manufactured by reading the following explanations according to the configuration of the metal of the metal nanorod aggregate intended for gold or silver.
(First step)
In the first step, seed particles having a multi-twin structure can be produced. Therefore, the first step can also be called a seed particle manufacturing step.

第一工程では、金属ナノロッドの種粒子となる金属ナノ粒子を製造することができる。金属ナノ粒子としては市販品を用いても良く、あるいは、公知の方法に従って合成することもできる。既述の様に、金のコアを持ち、係るコアの周囲に銀のシェルを備えた金属ナノロッドを製造する場合、種粒子は少なくとも金を含有することが好ましい。 In the first step, metal nanoparticles that become seed particles of metal nanorods can be manufactured. Commercially available products may be used as the metal nanoparticles, or they may be synthesized according to known methods. As mentioned above, when manufacturing metal nanorods having a gold core and a silver shell around the core, it is preferable that the seed particles contain at least gold.

第一工程では、例えば種粒子の原料となる金属イオンと、保護剤(分散剤)とを含有する水溶液中で、金属イオンを還元し、種粒子となる金属ナノ粒子を析出させることができる。なお、保護剤は、金属ナノ粒子を分散させる働きを有する。 In the first step, for example, metal ions can be reduced in an aqueous solution containing metal ions that are raw materials for seed particles and a protective agent (dispersant) to precipitate metal nanoparticles that will become seed particles. Note that the protective agent has a function of dispersing metal nanoparticles.

既述の金のコアを有する金属ナノロッドを製造する場合、係る金のコアの原料となる種粒子は、金イオンと、保護剤(分散剤)とを含有する水溶液中で、金イオンを還元することにより合成することができる。 When producing metal nanorods having a gold core as described above, the seed particles that are the raw material for the gold core are reduced to gold ions in an aqueous solution containing gold ions and a protective agent (dispersant). It can be synthesized by

金イオンとしては、例えば塩化金酸などのハロゲン化金酸や、塩化金酸ナトリウムなどのハロゲン化金酸の塩を用いることが好ましい。 As the gold ion, it is preferable to use, for example, a halogenated auric acid such as chloroauric acid, or a salt of a halogenated auric acid such as sodium chloroauric acid.

保護剤としては析出した金ナノ粒子を水溶液中に分散させることができるものであればよく、特に限定されないが、カルボキシル基、及びアミンから選択された1種以上を含有する酸、塩基、及び該酸または塩基の水溶性の塩、から選択された1種以上を用いることができる。保護剤としては例えば、クエン酸およびその塩、アミン系界面活性剤等から選択された1種以上を用いることが好ましい。 The protective agent is not particularly limited as long as it can disperse the precipitated gold nanoparticles in an aqueous solution. One or more types selected from water-soluble salts of acids or bases can be used. As the protective agent, it is preferable to use one or more selected from, for example, citric acid and its salts, amine surfactants, and the like.

合成した金ナノ粒子は、保護剤の保護作用により水中で安定に分散している。一般的には金コロイドと呼ばれることもある。 The synthesized gold nanoparticles are stably dispersed in water due to the protective effect of the protective agent. It is also commonly called gold colloid.

保護剤は、表面エネルギーの高いナノ粒子がそのエネルギーを下げるために凝集するのを抑制する効果がある。保護剤は種類により還元剤としても機能し得ることが知られている。例えばクエン酸ナトリウムやクエン酸は保護剤と還元剤としての機能を併せもつ。ただしクエン酸ナトリウムやクエン酸は還元力が後述する種類の還元剤と比較して弱いために、金イオン等の目的とする金属イオンを十分に還元できず、還元後の種粒子分散液中に、後述する多重双晶粒子がほとんど存在しない場合がある。そのため、第一工程においてクエン酸ナトリウムやクエン酸を保護剤として用いる場合、還元剤を別途用いることが好ましい。 The protective agent has the effect of suppressing the aggregation of nanoparticles with high surface energy in order to lower that energy. It is known that some types of protective agents can also function as reducing agents. For example, sodium citrate and citric acid have both the functions of a protecting agent and a reducing agent. However, sodium citrate and citric acid have a weak reducing power compared to the types of reducing agents described below, so they cannot sufficiently reduce the target metal ions such as gold ions, and they do not remain in the seed particle dispersion after reduction. , there are cases in which there are almost no multiple twin grains, which will be described later. Therefore, when sodium citrate or citric acid is used as a protective agent in the first step, it is preferable to use a reducing agent separately.

還元剤としては、目的とする金属イオンを還元できるものであればよく、特に限定されないが、還元する金属イオンが金イオンの場合、例えば水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジン、アルコール、アスコルビン酸等から選択された1種以上を用いることができる。 The reducing agent is not particularly limited as long as it can reduce the target metal ion, but if the metal ion to be reduced is a gold ion, it may be selected from, for example, sodium borohydride, hydrazine, alcohol, ascorbic acid, etc. One or more types can be used.

第一工程で得られる種粒子分散液は、種粒子として、単結晶粒子と多重双晶粒子とを含むことが通常である。なお、多重双晶粒子とは、1粒子あたり、単結晶領域同士の接合面である双晶面を2枚以上有する粒子を指す。 The seed particle dispersion obtained in the first step usually contains single crystal particles and multiple twin crystal particles as seed particles. Note that the term "multiple twinned grain" refers to a grain having two or more twin planes, which are bonding surfaces between single crystal regions, per grain.

そして、後述する第二工程でナノバイピラミッド構造を得るには、種粒子が多重双晶であることが好ましい。このため、第一工程で製造する種粒子分散液内に種粒子として含まれる単結晶粒子と、多重双晶粒子とのうち、多重双晶粒子の割合(個数割合)が高いことが好ましい。そこで、第一工程では、種粒子分散液内に含まれる種粒子内の多重双晶粒子の割合が高くなるようにその条件等を選択することが好ましい。 In order to obtain a nanobipyramid structure in the second step described below, it is preferable that the seed particles are multiple twins. For this reason, it is preferable that the ratio (number ratio) of multiple twin crystal particles is high among the single crystal particles and the multiple twin crystal particles contained as seed particles in the seed particle dispersion produced in the first step. Therefore, in the first step, it is preferable to select the conditions and the like so that the ratio of multi-twinned particles in the seed particles contained in the seed particle dispersion is high.

既述の様に金ナノ粒子を合成する場合、例えば第一工程において、金イオンと保護剤とを含む水溶液を激しく攪拌した中に、水素化ホウ素ナトリウム水溶液等の還元剤を素早く注入することで、非常に素早く還元反応を発生させることができる。この場合、種粒子分散液内の種粒子に含まれる単結晶粒子と多重双晶粒子との割合において、多重双晶粒子の割合が多い種粒子分散液を得ることができる。 When synthesizing gold nanoparticles as described above, for example, in the first step, a reducing agent such as a sodium borohydride aqueous solution is quickly injected into a vigorously stirred aqueous solution containing gold ions and a protective agent. , the reduction reaction can occur very quickly. In this case, it is possible to obtain a seed particle dispersion in which the ratio of single crystal particles to multi-twin particles contained in the seed particles in the seed particle dispersion is high.

また、第一工程で保護剤としてクエン酸とアミン系界面活性剤とを併用し、還元剤を加えた後加熱処理をすると、単結晶粒子の一部が多重双晶粒子へと変換され、多重双晶粒子の収率を向上させることができる。 In addition, when citric acid and an amine surfactant are used together as a protective agent in the first step, and heat treatment is performed after adding a reducing agent, some of the single crystal grains are converted into multi-twinned particles, The yield of twinned grains can be improved.

係るアミン系界面活性剤としては、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAC)、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム(DTAC)から選択された1種以上を好ましく用いることができる。 As the amine surfactant, one or more selected from hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), hexadecyltrimethylammonium chloride (CTAC), and dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC) can be preferably used.

上述の加熱処理の温度としては特に限定されないが、50℃以上100℃以下が好ましく、60℃以上95℃以下がより好ましい。 The temperature of the above heat treatment is not particularly limited, but is preferably 50°C or higher and 100°C or lower, more preferably 60°C or higher and 95°C or lower.

加熱処理の温度を50℃以上とすることで、単結晶粒子から多重双晶粒子への変換を促進することができるからである。ただし、100℃より高温の場合、種粒子分散液の沸点に達してしまうほか、単結晶粒子から多重双晶粒子への変換反応が不安定となり、意図しない反応、例えば過剰な粒子成長反応などが進行する可能性があるためである。 This is because by setting the temperature of the heat treatment to 50° C. or higher, conversion from single crystal grains to multi-twin grains can be promoted. However, if the temperature is higher than 100°C, the boiling point of the seed particle dispersion will be reached, and the conversion reaction from single crystal particles to multi-twin particles will become unstable, resulting in unintended reactions such as excessive particle growth reactions. This is because it may progress.

加熱処理の時間としては、処理温度にも依存するが、例えば反応温度を85℃とした場合、30分以上180分以下が好ましく、60分以上150分以下がより好ましい。
(第二工程)
第二工程では、第一工程で得られた種粒子分散液に含まれる、種粒子を基にナノバイピラミッド構造を有する粒子を製造することができる。すなわち、種粒子をナノバイピラミッド構造へと成長させることができる。
Although the heat treatment time depends on the treatment temperature, for example, when the reaction temperature is 85° C., it is preferably 30 minutes or more and 180 minutes or less, and more preferably 60 minutes or more and 150 minutes or less.
(Second process)
In the second step, particles having a nanobipyramid structure can be produced based on the seed particles contained in the seed particle dispersion obtained in the first step. That is, the seed particles can be grown into a nanobipyramid structure.

このため、第二工程はナノバイピラミッド構造粒子の合成工程ということもできる。 Therefore, the second step can also be called a step of synthesizing nano-bipyramid structured particles.

第二工程では、例えば、界面活性剤、金属イオン、異方性成長補助剤、還元剤、必要に応じてpH調整剤等を含む初期水溶液に、第一工程で調製した種粒子分散液を添加して混合水溶液とし、静置することでナノバイピラミッド構造の粒子を製造することができる。 In the second step, the seed particle dispersion prepared in the first step is added to the initial aqueous solution containing, for example, a surfactant, metal ions, anisotropic growth aid, reducing agent, and if necessary a pH adjuster. By making a mixed aqueous solution and allowing it to stand, particles with a nanobipyramid structure can be produced.

そして、既述の様に、金のコアをもち、係るコアの周囲に銀のシェルを備えた金属ナノロッド集合体を製造する場合、ナノバイピラミッド構造を有する粒子についても少なくとも金を含有することが好ましい。 As mentioned above, when producing a metal nanorod aggregate having a gold core and a silver shell around the core, the particles having a nanobipyramid structure may also contain at least gold. preferable.

上記金属ナノロッド集合体を製造する場合、第二工程では、例えばアミン系界面活性剤、金イオン、異方性成長補助剤、還元剤、および必要に応じてpH調整剤等を含む初期水溶液に、第一工程で調製した種粒子分散液(金ナノ粒子分散液)を添加し、静置することができる。これにより、金ナノバイピラミッド構造粒子を含む分散液を得る。 When producing the metal nanorod aggregate, in the second step, an initial aqueous solution containing, for example, an amine surfactant, gold ions, an anisotropic growth aid, a reducing agent, and, if necessary, a pH adjuster, etc. The seed particle dispersion (gold nanoparticle dispersion) prepared in the first step can be added and allowed to stand. As a result, a dispersion containing gold nano bipyramid structure particles is obtained.

金イオン源としては任意の化合物を用いることができ、例えば第一工程と同様に、塩化金酸などのハロゲン化金酸や、塩化金酸ナトリウムなどのハロゲン化金酸の塩を用いることができる。 Any compound can be used as the gold ion source, and for example, as in the first step, halogenated auric acid such as chloroauric acid, or a salt of halogenated auric acid such as sodium chloroauric acid can be used. .

異方性成長補助剤としては特に限定されないが、例えば金属の酸化還元電位により、結晶の成長方向を制御できる材料が挙げられる。 The anisotropic growth aid is not particularly limited, but includes, for example, a material whose crystal growth direction can be controlled by the oxidation-reduction potential of the metal.

本発明の発明者らの検討によれば、異方性成長補助剤として銀イオンを用い、添加した場合、金の酸化還元電位が変化して、結晶の成長方向が変化し、2つの五角錐の底面を合わせたような十面体構造であるバイピラミッド構造の粒子が得られる。このため、異方性成長補助剤としては銀イオンを用いることが好ましく、例えば、硝酸銀、シアン化銀、酢酸銀などの無機銀塩が挙げられる。入手の容易さ、化学的安定性、毒性の観点から、異方性成長補助剤の銀イオン源として、硝酸銀を好ましく用いることができる。 According to studies by the inventors of the present invention, when silver ions are used and added as an anisotropic growth aid, the redox potential of gold changes, the crystal growth direction changes, and two pentagonal pyramids Particles with a bipyramid structure, which is a decahedral structure in which the bases of the two are combined, are obtained. For this reason, it is preferable to use silver ions as the anisotropic growth aid, and examples thereof include inorganic silver salts such as silver nitrate, silver cyanide, and silver acetate. From the viewpoints of availability, chemical stability, and toxicity, silver nitrate can be preferably used as a silver ion source for the anisotropic growth aid.

異方性成長補助剤として銀イオンを用いる場合、水溶液中の銀イオンの添加量は特に限定されない。ただし、第二工程で、初期水溶液に種粒子分散液を添加、混合して得られた混合水溶液における銀イオンの、例えば金イオンに対する物質量の比[混合水溶液中の銀イオンの物質量]/[混合水溶液中の金イオンの物質量]は0.05以上0.5以下とすることが好ましく、0.1以上0.5以下とすることがより好ましい。 When using silver ions as an anisotropic growth aid, the amount of silver ions added to the aqueous solution is not particularly limited. However, in the second step, the ratio of the amount of silver ions to, for example, gold ions in the mixed aqueous solution obtained by adding and mixing the seed particle dispersion to the initial aqueous solution [the amount of silver ions in the mixed aqueous solution]/ [Amount of gold ions in the mixed aqueous solution] is preferably 0.05 or more and 0.5 or less, more preferably 0.1 or more and 0.5 or less.

混合水溶液における金イオンに対する銀イオンの物質量比率が0.05以上0.5以下であれば、種粒子分散液に含まれる多重双晶粒子の多くが適切にナノバイピラミッド構造へと成長し、球など意図しない粒子形状に成長する割合が低くできるためである。 If the mass ratio of silver ions to gold ions in the mixed aqueous solution is 0.05 or more and 0.5 or less, many of the multiple twinned particles contained in the seed particle dispersion will appropriately grow into a nanobipyramid structure, This is because the rate of growth of particles into unintended shapes such as spheres can be reduced.

アミン系界面活性剤としては臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAC)、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム(DTAC)等から選択された1種以上を好適に用いることができる。特に反応の安定性、入手の容易さから、アミン系界面活性剤としては、CTABを好適に用いることができる。 As the amine surfactant, one or more selected from hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), hexadecyltrimethylammonium chloride (CTAC), dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC), etc. can be suitably used. In particular, CTAB can be suitably used as the amine surfactant in view of reaction stability and easy availability.

水に溶解したアミン系界面活性剤は金属イオンと錯体を形成し、急激な還元を抑制する効果があるため異方性成長補助剤としても機能する。さらに、種粒子が成長しナノバイピラミッド構造粒子を形成した後、アミン系界面活性剤は保護剤としても機能し、粒子の凝集を抑制することができる。 The amine surfactant dissolved in water forms a complex with metal ions and has the effect of suppressing rapid reduction, so it also functions as an anisotropic growth aid. Furthermore, after the seed particles grow and form nanobipyramid structure particles, the amine surfactant also functions as a protective agent and can suppress particle aggregation.

還元剤としては、例えば、アスコルビン酸、クエン酸、チオシアン酸ナトリウム等が挙げられる。中でも、混合水溶液内の金イオン等の還元反応を十分に促進させ、金ナノ粒子表面における銀の核生成速度を適切に制御できる観点から、アスコルビン酸が好ましい。 Examples of the reducing agent include ascorbic acid, citric acid, and sodium thiocyanate. Among these, ascorbic acid is preferred from the viewpoint of sufficiently promoting the reduction reaction of gold ions and the like in the mixed aqueous solution and appropriately controlling the rate of silver nucleation on the surface of gold nanoparticles.

また、必要に応じて初期水溶液にpH調整剤を添加して初期水溶液や、混合水溶液のpHを調整することができる。種粒子の成長反応、すなわち種粒子上への金属イオン、例えば金イオンおよび銀イオンを析出させる還元反応は酸化還元反応であり、pHを適切に調整することで還元速度を適切に制御し、種粒子分散液に含まれる多重双晶粒子の多くをナノバイピラミッド構造へと成長させることができる。 Further, if necessary, a pH adjuster can be added to the initial aqueous solution to adjust the pH of the initial aqueous solution or mixed aqueous solution. The growth reaction of seed particles, that is, the reduction reaction that precipitates metal ions, such as gold ions and silver ions, on the seed particles is a redox reaction, and the reduction rate can be appropriately controlled by appropriately adjusting the pH, and the seed particles can be grown. Many of the multiple twinned particles contained in the particle dispersion can be grown into a nanobipyramid structure.

混合水溶液のpHは中性(pH=7)よりも酸側に調整することが好ましい。このためpH調整剤としては任意の酸や酸性化合物を用いることが好ましい。具体的なpH調整剤としては例えば塩酸、臭化水素酸などを好適に用いることができ、特に塩酸を用いることがより好ましい。これは塩酸が入手性の面で優れている他、本発明の発明者らの検討によれば、他の酸や酸性化合物を使用した場合と比較して、種粒子分散液に含まれる多重双晶粒子がナノバイピラミッドへ成長する収率が向上するためである。その理由は定かではないが、塩酸から遊離した塩化物イオンがナノバイピラミッド構造粒子の表面に特定の結晶面に吸着することで、ナノバイピラミッドへの異方性成長を促進している可能性がある。 The pH of the mixed aqueous solution is preferably adjusted to be more acidic than neutral (pH=7). Therefore, it is preferable to use any acid or acidic compound as the pH adjuster. As a specific pH adjuster, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, etc. can be suitably used, and it is particularly preferable to use hydrochloric acid. This is because hydrochloric acid is superior in terms of availability, and according to studies by the inventors of the present invention, the presence of multiple molecules in the seed particle dispersion is higher than when other acids or acidic compounds are used. This is because the yield of crystal particles growing into nanobipyramids is improved. The reason for this is not clear, but it is possible that chloride ions liberated from hydrochloric acid adsorb to specific crystal planes on the surface of nanobipyramid structure particles, promoting anisotropic growth into nanobipyramids. There is.

本発明の発明者らの検討によれば、ナノバイピラミッド構造粒子の短軸長および長軸長は、混合水溶液中の、種粒子中の金のモル濃度と金イオンのモル濃度との比[混合水溶液中の種粒子中の金のモル濃度]/[混合水溶液中の金イオンのモル濃度]によって決定される。 [ The molar concentration of gold in the seed particles in the mixed aqueous solution]/[molar concentration of gold ions in the mixed aqueous solution].

従来、上述の比を変化させても、ナノバイピラミッド構造粒子の短軸長さは19nmを下回ることがないとされてきた。例えば[混合水溶液中の種粒子中の金のモル濃度]/[混合水溶液中の金イオンのモル濃度]の値が1.25/100のとき得られるナノバイピラミッド構造粒子の短軸長はおおむね19nmとなる。しかし、さらに[混合水溶液中の種粒子中の金のモル濃度]/[混合水溶液中の金イオンのモル濃度]を高い値とすると、より小さなナノバイピラミッド構造の粒子を合成することはできない一方で、ナノバイピラミッド構造以外の構造を有する不純物粒子が混在してしまうものと考えられていた。 Conventionally, it has been thought that even if the above-mentioned ratio is changed, the short axis length of nanobipyramid structure particles does not fall below 19 nm. For example, when the value of [molar concentration of gold in seed particles in mixed aqueous solution]/[molar concentration of gold ions in mixed aqueous solution] is 1.25/100, the short axis length of nanobipyramid structure particles obtained is approximately It becomes 19 nm. However, if the [molar concentration of gold in the seed particles in the mixed aqueous solution]/[molar concentration of gold ions in the mixed aqueous solution] is set to a higher value, smaller particles with a nanobipyramid structure cannot be synthesized. It was thought that impurity particles having a structure other than the nanobipyramid structure would be mixed in.

しかしながら、本発明の発明者らの検討によれば、[混合水溶液中の種粒子中の金のモル濃度]/[混合水溶液中の金イオンのモル濃度]を公知の条件よりも非常に高い値にすることで、より微細なナノバイピラミッド構造の粒子が実際に合成されることを確かめた。具体的には、[混合水溶液中の種粒子中の金のモル濃度]/[混合水溶液中の金イオンのモル濃度]を2.5/100以上300/100以下とすることで、平均短軸長が17.0nm以下であり、かつナノバイピラミッド構造の金粒子を合成できることを見出した。そして平均短軸長が17.0nm以下のナノバイピラミッド構造の金粒子を基に、後述する第三工程によって金属ナノロッドへの成長を行うことで、短軸長の平均値が17.5nm以下である金属ナノロッドを合成できることを見出した。 However, according to studies by the inventors of the present invention, [molar concentration of gold in seed particles in mixed aqueous solution]/[molar concentration of gold ions in mixed aqueous solution] was set to a value much higher than the known conditions. By doing so, we confirmed that particles with a finer nanobipyramid structure could actually be synthesized. Specifically, by setting [molar concentration of gold in seed particles in mixed aqueous solution]/[molar concentration of gold ions in mixed aqueous solution] from 2.5/100 to 300/100, the average minor axis It has been found that gold particles having a length of 17.0 nm or less and having a nanobipyramid structure can be synthesized. Then, by growing metal nanorods using the nanobipyramid structure gold particles with an average short axis length of 17.0 nm or less in the third step described below, the average short axis length is 17.5 nm or less. We discovered that it is possible to synthesize certain metal nanorods.

初期水溶液に種粒子分散液を添加して混合水溶液とした際の混合水溶液の温度、すなわち反応温度は特に限定されず、常温近傍とすることができる。例えば、反応温度は15℃以上50℃以下が好ましく、25℃以上35℃以下がより好ましい。これは反応温度が15℃以上50℃以下であれば、アミン系界面活性剤の析出が生じることがなく、また多重双晶粒子の多くがナノバイピラミッド構造へと成長するためである。 The temperature of the mixed aqueous solution when the seed particle dispersion is added to the initial aqueous solution to form a mixed aqueous solution, that is, the reaction temperature, is not particularly limited, and can be around room temperature. For example, the reaction temperature is preferably 15°C or higher and 50°C or lower, more preferably 25°C or higher and 35°C or lower. This is because if the reaction temperature is 15° C. or more and 50° C. or less, the amine surfactant does not precipitate and most of the multiple twinned particles grow into a nanobipyramid structure.

係る混合水溶液を調製後、静置する時間である反応時間は特に限定されず、反応温度等に応じて選択することができる。例えば反応温度として25℃を選択した場合、初期水溶液に種粒子分散液を添加した後、30分間以上静置することで、ナノバイピラミッドへの成長反応をはじめとする水溶液内の反応が十分に進行し、液内がほぼ平衡状態へ達するため好ましい。この場合の反応時間の上限は特に限定されないが、生産性を高める観点から、例えば72時間以下とすることができる。 The reaction time, which is the time for leaving the mixed aqueous solution to stand after preparing it, is not particularly limited, and can be selected depending on the reaction temperature and the like. For example, if 25°C is selected as the reaction temperature, by adding the seed particle dispersion to the initial aqueous solution and allowing it to stand for 30 minutes or more, the reactions in the aqueous solution, including the growth reaction to nanobipyramids, will be sufficiently carried out. This is preferable because it progresses and the liquid reaches a nearly equilibrium state. The upper limit of the reaction time in this case is not particularly limited, but from the viewpoint of increasing productivity, it can be set to, for example, 72 hours or less.

なお種粒子分散液に含まれる多重双晶粒子はナノバイピラミッド構造へと成長させることができるが、種粒子分散液に含まれる単結晶粒子はナノバイピラミッド構造へ成長せず、球状粒子へと成長する。従って種粒子分散液中に多重双晶粒子のみならず単結晶粒子が含まれる場合、第二工程で得られたナノバイピラミッド構造の金粒子を含む分散液(以下、「金ナノバイピラミッド分散液」と記載する。)は、球状の金粒子も含有する場合もある。
(第三工程)
第三工程では、第二工程で得られたナノバイピラミッド構造粒子の分散液に含まれるナノバイピラミッド構造を有する粒子を基に粒子をナノロッド状に成長させることができる。従って、第三工程はナノロッド成長工程ということもできる。
Note that the multi-twinned particles contained in the seed particle dispersion can grow into a nanobipyramid structure, but the single crystal particles contained in the seed particle dispersion do not grow into a nanobipyramid structure, but instead grow into spherical particles. grow up. Therefore, if the seed particle dispersion contains not only multitwinned particles but also single crystal particles, the dispersion containing gold particles with nanobipyramid structure obtained in the second step (hereinafter referred to as "gold nanobipyramid dispersion") ) may also contain spherical gold particles.
(Third step)
In the third step, particles can be grown into nanorod shapes based on the particles having a nanobipyramid structure contained in the dispersion of nanobipyramid structure particles obtained in the second step. Therefore, the third step can also be called a nanorod growth step.

第三工程では具体的には例えば、金ナノバイピラミッド構造の粒子上へ銀を還元させ、異方的な成長を起こすことができる。 Specifically, in the third step, for example, silver can be reduced onto particles having a gold nanobipyramid structure to cause anisotropic growth.

第三工程では、例えば以下の手順によりナノバイピラミッド構造を有する粒子を基に、粒子をナノロッド状に成長させることができる。 In the third step, particles can be grown into nanorod shapes based on particles having a nanobipyramid structure, for example, by the following procedure.

まず、第二工程で得られた金ナノバイピラミッド分散液について、遠心分離で上澄み液と沈殿物に分離する。沈殿物にはナノバイピラミッド構造の金粒子を含む。 First, the gold nanobipyramid dispersion obtained in the second step is separated into a supernatant and a precipitate by centrifugation. The precipitate contains gold particles with a nanobipyramid structure.

次いで、ナノバイピラミッド構造の金粒子を含む沈殿物を回収し、アミン系界面活性剤を含有する水溶液中に再分散させる。 Next, the precipitate containing gold particles having a nanobipyramid structure is collected and redispersed in an aqueous solution containing an amine surfactant.

アミン系界面活性剤としては臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)、塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAC)、塩化ドデシルトリメチルアンモニウム(DTAC)等から選択された1種以上を好適に用いることができる。特に反応の安定性の観点から、アミン系界面活性剤としては、CTACを好適に用いることができる。 As the amine surfactant, one or more selected from hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB), hexadecyltrimethylammonium chloride (CTAC), dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC), etc. can be suitably used. Particularly from the viewpoint of reaction stability, CTAC can be suitably used as the amine surfactant.

そして該アミン系界面活性剤、ナノバイピラミッド構造の金粒子を含有する水溶液中へ銀イオンおよび還元剤を添加したナノロッド成長用混合水溶液とする。このときナノバイピラミッド構造の金粒子の濃度に対する銀イオンの濃度の比率を調整することで、成長後の金属ナノロッドの長軸に対する短軸の比を制御することができる。 Silver ions and a reducing agent are added to an aqueous solution containing the amine surfactant and gold particles having a nanobipyramid structure to obtain a mixed aqueous solution for nanorod growth. At this time, by adjusting the ratio of the concentration of silver ions to the concentration of gold particles in the nanobipyramid structure, the ratio of the short axis to the long axis of the metal nanorods after growth can be controlled.

銀イオン源としては任意の化合物を用いることができ、例えば、硝酸銀、シアン化銀、酢酸銀などの無機銀塩が挙げられる。入手の容易さ、化学的安定性、毒性の観点から、銀イオン源としては、硝酸銀が好ましい。 Any compound can be used as the silver ion source, and examples thereof include inorganic silver salts such as silver nitrate, silver cyanide, and silver acetate. From the viewpoints of availability, chemical stability, and toxicity, silver nitrate is preferred as the silver ion source.

還元剤としては例えばアスコルビン酸が、該成長反応の安定性、入手性の観点から好ましい。還元剤の添加量は、添加した銀イオンの物質量(モル量)に対して1倍以上10倍以下の物質量であることが好ましく、2倍以上10倍以下の物質量であることがより好ましい。 As the reducing agent, for example, ascorbic acid is preferable from the viewpoint of stability of the growth reaction and availability. The amount of the reducing agent added is preferably 1 times or more and 10 times or less, more preferably 2 times or more and 10 times or less, relative to the amount (molar amount) of silver ions added. preferable.

銀イオン源、及び還元剤を添加することで得られたアミン系界面活性剤、ナノバイピラミッド構造の金粒子、銀イオンおよび還元剤を含有するナノロッド成長用混合水溶液中で、ナノバイピラミッド構造の金粒子上へ、還元した銀イオンを析出させ、粒子を成長させることができる。この際、異方性成長することによりナノバイピラミッド構造の金粒子をコアとする金属ナノロッドを生成することができる。 In a mixed aqueous solution for nanorod growth containing a silver ion source, an amine surfactant obtained by adding a reducing agent, gold particles with a nanobipyramid structure, silver ions, and a reducing agent, the nanobipyramid structure was Reduced silver ions can be precipitated onto gold particles, allowing the particles to grow. At this time, by anisotropic growth, metal nanorods having nanobipyramid structure gold particles as cores can be produced.

該成長反応を行う際、ナノロッド成長用混合水溶液の温度を20℃以上80℃以下とすることが好ましい。これはナノロッド成長用混合水溶液の温度が20℃以上80℃以下であれば、銀イオンの還元反応が適切に進行し、またナノバイピラミッド構造の金粒子からナノロッド以外の形状への意図しない成長の発生が抑制できるためである。係る成長反応を促進する観点からは、反応温度は常温より高温、例えば40℃以上80℃以下とすることがより好ましい。 When performing the growth reaction, it is preferable that the temperature of the mixed aqueous solution for nanorod growth is 20° C. or higher and 80° C. or lower. This is because if the temperature of the mixed aqueous solution for nanorod growth is 20°C or more and 80°C or less, the reduction reaction of silver ions will proceed appropriately, and the unintentional growth of nanobipyramid-structured gold particles into shapes other than nanorods will be prevented. This is because the occurrence can be suppressed. From the viewpoint of promoting such a growth reaction, the reaction temperature is preferably higher than room temperature, for example, 40°C or more and 80°C or less.

ナノロッド成長用混合水溶液を調製後、静置する時間である反応時間は、反応温度等に応じて選択でき特に限定されない。例えば反応温度として65℃を選択した場合、ナノロッド成長用混合水溶液を調製後、30分間以上10時間以下静置することで、ナノロッドへの成長反応をはじめとする水溶液内の反応が十分に進行し、液内がほぼ平衡状態へ達するため好ましい。常温より高温の反応温度で10時間を超えてさらに長時間静置することは、ナノロッドの溶解など意図しない副反応をもたらすため好ましくない。 The reaction time, which is the time for leaving the mixed aqueous solution for nanorod growth to stand after preparing it, can be selected depending on the reaction temperature and the like, and is not particularly limited. For example, if 65°C is selected as the reaction temperature, the reaction in the aqueous solution, including the growth reaction to nanorods, will sufficiently proceed by allowing it to stand for 30 minutes or more and 10 hours or less after preparing the mixed aqueous solution for nanorod growth. , which is preferable because the liquid reaches an almost equilibrium state. It is not preferable to leave the reaction mixture at a reaction temperature higher than room temperature for a longer period of time than 10 hours, as this may lead to unintended side reactions such as dissolution of the nanorods.

なお第三工程で得られる金属ナノロッドの短軸長は、成長の基となるナノバイピラミッド構造の金粒子の短軸長に依存する。すなわち、より短い短軸長を有するナノバイピラミッド構造の金粒子を基に第三工程を行うことで、より短い短軸長を有する金属ナノロッドを得ることができる。そして第二工程で既述の通り、短軸長の平均値が17.0nm以下であるナノバイピラミッド構造の金粒子の分散液を基に第三工程を行うことで、短軸長の平均値が17.5nm以下である金属ナノロッドを含む金属ナノロッド分散液を得ることができる。 Note that the short axis length of the metal nanorods obtained in the third step depends on the short axis length of the nanobipyramid structure gold particles that are the basis of growth. That is, by performing the third step based on gold particles having a nanobipyramid structure having a shorter minor axis length, metal nanorods having a shorter minor axis length can be obtained. Then, as mentioned above in the second step, by performing the third step based on the dispersion of gold particles having a nano-bipyramid structure in which the average value of the short axis length is 17.0 nm or less, the average value of the short axis length is A metal nanorod dispersion containing metal nanorods having a diameter of 17.5 nm or less can be obtained.

また前述の通り、第二工程で得られた金ナノバイピラミッド分散液は、不純物として球状の金粒子を含有する場合がある。第三工程において金ナノバイピラミッド分散液に含まれる金ナノバイピラミッド構造を有する粒子はナノロッド構造へと成長する。しかし、球状の金粒子は、球状の金ナノ粒子をコア、球状の銀をシェルとした、球状の金-銀コアシェル粒子へと成長する。従って、第三工程で得られた金属ナノロッド構造を有する粒子の分散液(以下、「金属ナノロッド分散液」と記載する。)は、球状の金-銀コアシェル粒子も含有する場合がある。
(第四工程)
第三工程で得られた金属ナノロッド分散液は、金属ナノロッド構造を有する粒子を含有しており、そのままでも近赤外線遮蔽粒子として用いることができる。もっとも、前述した通り該第三工程で得られた金属ナノロッド分散液は、金-銀コアシェル粒子などのコアシェル球状粒子を含有する場合もある。
Further, as described above, the gold nanobipyramid dispersion obtained in the second step may contain spherical gold particles as impurities. In the third step, particles having a gold nanobipyramid structure contained in the gold nanobipyramid dispersion grow into a nanorod structure. However, the spherical gold particles grow into spherical gold-silver core-shell particles with the spherical gold nanoparticles as the core and the spherical silver as the shell. Therefore, the dispersion of particles having a metal nanorod structure obtained in the third step (hereinafter referred to as "metal nanorod dispersion") may also contain spherical gold-silver core-shell particles.
(Fourth step)
The metal nanorod dispersion obtained in the third step contains particles having a metal nanorod structure, and can be used as near-infrared shielding particles as is. However, as described above, the metal nanorod dispersion obtained in the third step may contain core-shell spherical particles such as gold-silver core-shell particles.

そこで、本実施形態の金属ナノロッドの製造方法は、第三工程の後に、金属ナノロッド以外の不純物、例えばコアシェル粒子を取り除く第四工程をさらに有することもできる。第四工程を実施することで、さらに可視光に対する近赤外線領域の光に対する吸収のコントラストを高めた金属ナノロッド含有樹脂を形成することができる。 Therefore, the method for manufacturing metal nanorods according to the present embodiment may further include, after the third step, a fourth step of removing impurities other than the metal nanorods, such as core-shell particles. By carrying out the fourth step, it is possible to form a metal nanorod-containing resin that further enhances the absorption contrast of light in the near-infrared region with respect to visible light.

第四工程において、不純物を取り除く方法は特に限定されず、例えば各種公知の方法を用いることもできる。例えばろ過による分離、遠心分離による分離、粒子凝集を用いた分離などを好適に用いることができる。中でも粒子凝集を用いた分離を特に好適に用いることができる。これは、金属ナノロッド分散液に含まれる、金属ナノロッドとコアシェル球状粒子の粒径や体積が似通っており、ろ過や遠心分離による分離が困難な場合があるためである。 In the fourth step, the method for removing impurities is not particularly limited, and various known methods may be used, for example. For example, separation by filtration, separation by centrifugation, separation using particle aggregation, etc. can be suitably used. Among these, separation using particle aggregation can be particularly preferably used. This is because the particle size and volume of the metal nanorods and the core-shell spherical particles contained in the metal nanorod dispersion are similar, and separation by filtration or centrifugation may be difficult.

粒子凝集による分離とは、金属ナノロッドとコアシェル球状粒子とのうち、一方を分散させたまま、他方を凝集させ、金属ナノロッド群とコアシェル球状粒子群との分散粒子径に差異を作り出した状態でろ過や遠心分離による分離を行うことをいう。一方の粒子のみを凝集させる方法は任意の方法を用いることができるが、本発明の発明者らの検討によれば、枯渇相互作用を用いた分離方法が有効である。 Separation by particle aggregation means that one of the metal nanorods and core-shell spherical particles is kept dispersed while the other is aggregated, creating a difference in the dispersed particle size between the metal nanorod group and the core-shell spherical particle group, and then filtered. separation by centrifugation. Any method can be used to aggregate only one particle, but according to studies by the inventors of the present invention, a separation method using depletion interaction is effective.

具体的には、金属ナノロッド分散液を遠心分離で上澄み液と沈殿物に分離する。該沈殿物に対して適切な濃度の界面活性剤を溶解した水溶液を添加し、再分散させる。その後、常温で静置することで、金属ナノロッド分散液に含まれるコアシェル球状粒子を分散させたまま、金属ナノロッドのみを凝集させることができる。該凝集により金属ナノロッドの分散粒子径が大幅に増加するため、ろ過や遠心分離を行うことで、上澄み液と沈殿物に分離することができる。 Specifically, the metal nanorod dispersion liquid is separated into a supernatant liquid and a precipitate by centrifugation. An aqueous solution containing a surfactant at an appropriate concentration is added to the precipitate to redisperse it. Thereafter, by allowing the dispersion to stand at room temperature, only the metal nanorods can be aggregated while the core-shell spherical particles contained in the metal nanorod dispersion remain dispersed. Since the aggregation greatly increases the dispersed particle size of the metal nanorods, they can be separated into a supernatant liquid and a precipitate by performing filtration or centrifugation.

例えば遠心分離による分離を行った場合、上澄み液に不純物であるコアシェル球状粒子が分離され、沈殿物に金属ナノロッドが含まれる。該沈殿物を水、もしくは界面活性剤水溶液に再分散させることで、該分離操作以前よりも不純物の割合が減少した金属ナノロッド分散液を得ることができる。 For example, when separation is performed by centrifugation, core-shell spherical particles as impurities are separated in the supernatant, and metal nanorods are included in the precipitate. By redispersing the precipitate in water or an aqueous surfactant solution, it is possible to obtain a metal nanorod dispersion in which the proportion of impurities is reduced compared to before the separation operation.

金属ナノロッド分散液を遠心分離した後、沈殿物に添加する上記界面活性剤水溶液に含まれる界面活性剤としては任意の界面活性剤を用いることができ、特に限定されない。ただし、限界ミセル濃度、水に対する溶解度、入手性などの観点から、係る界面活性剤としては、臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)を好ましく用いることができる。 After centrifuging the metal nanorod dispersion liquid, any surfactant can be used as the surfactant contained in the surfactant aqueous solution added to the precipitate, and is not particularly limited. However, from the viewpoints of critical micelle concentration, solubility in water, availability, etc., hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) can be preferably used as the surfactant.

金属ナノロッド分散液を遠心分離した後、沈殿物に添加する界面活性剤水溶液中の界面活性剤の濃度は金属ナノロッドの短軸長、金属ナノロッドの長軸長およびコアシェル球状粒子の粒径等に応じて選択でき、特に限定されない。ただし、係る界面活性剤水溶液の界面活性剤濃度は、例えば100mM以上450mM以下が好ましく、200mM以上350mM以下がより好ましい。これは100mM以上450mM以下であれば、金属ナノロッドが凝集する一方でコアシェル球状粒子は凝集せず、また溶解度の限界により界面活性剤が析出することがないためである。なお、本明細書において、Mはmol/Lを意味している。 After centrifuging the metal nanorod dispersion liquid, the concentration of the surfactant in the surfactant aqueous solution added to the precipitate depends on the short axis length of the metal nanorods, the long axis length of the metal nanorods, and the particle size of the core-shell spherical particles. There are no particular limitations. However, the surfactant concentration of the surfactant aqueous solution is, for example, preferably 100 mM or more and 450 mM or less, more preferably 200 mM or more and 350 mM or less. This is because if the concentration is 100 mM or more and 450 mM or less, the metal nanorods will aggregate, but the core-shell spherical particles will not aggregate, and the surfactant will not precipitate due to the solubility limit. In addition, in this specification, M means mol/L.

界面活性剤水溶液の温度は20℃以上40℃以下が好ましく、25℃以上40℃以下がより好ましい。これは20℃以上40℃以下であれば、溶解度の低下により界面活性剤が析出することがなく、また凝集した金属ナノロッドの液中への再分散が抑制されるためである。 The temperature of the surfactant aqueous solution is preferably 20°C or higher and 40°C or lower, more preferably 25°C or higher and 40°C or lower. This is because when the temperature is 20° C. or higher and 40° C. or lower, the surfactant does not precipitate due to a decrease in solubility, and re-dispersion of the aggregated metal nanorods into the liquid is suppressed.

以上の工程で得られる金属ナノロッド集合体については特に限定されないが、金属ナノロッド集合体に含まれる各金属ナノロッドは、質量割合で銀を30%以上含有することが好ましい。既述の様に、銀は可視光領域に吸収を有しないため、本実施形態の金属ナノロッド集合体が銀を含有することで、可視光透過率を高くすることができる。そして、銀の含有割合を質量割合で30%以上とすることで、係る効果を特に顕著に発揮することができ、好ましい。 The metal nanorod aggregate obtained in the above steps is not particularly limited, but each metal nanorod contained in the metal nanorod aggregate preferably contains 30% or more of silver in mass proportion. As described above, since silver does not absorb in the visible light region, the visible light transmittance can be increased by containing silver in the metal nanorod aggregate of this embodiment. Further, it is preferable to set the content ratio of silver to 30% or more in terms of mass ratio, since this effect can be particularly markedly exhibited.

ただし、銀の含有割合が過度に高くなると、所望の形状にすることができない恐れがあることから、銀の含有量の質量割合は95%以下であることが好ましい。 However, if the silver content is too high, it may not be possible to form the desired shape, so the mass percentage of the silver content is preferably 95% or less.

また、本実施形態の金属ナノロッド集合体の製造方法により得られる金属ナノロッド集合体に含まれる各金属ナノロッドの長軸長と短軸長との比の平均値は4.0以上12.0以下であることが好ましい。 Further, the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length of each metal nanorod included in the metal nanorod aggregate obtained by the method for producing a metal nanorod aggregate of the present embodiment is 4.0 or more and 12.0 or less. It is preferable that there be.

これは、長軸長と短軸長の比の平均値、すなわち長軸長/短軸長の平均値を4.0以上とすることで、長軸長が短軸長と比較して十分に長くすることができる。そして、本実施形態の金属ナノロッド含有樹脂の可視光透過率を高め、近赤外線領域の光の吸収を大幅に増大させることができるからである。また、長軸長と短軸長の比の平均値を12.0以下とすることで、ハンドリング性を高めることができるからである。 This can be done by setting the average value of the ratio of major axis length to minor axis length, that is, the average value of major axis length/short axis length, to be 4.0 or more, so that the major axis length is sufficient compared to the minor axis length. It can be made longer. This is because the visible light transmittance of the metal nanorod-containing resin of the present embodiment can be increased, and the absorption of light in the near-infrared region can be significantly increased. Further, by setting the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length to be 12.0 or less, the handling property can be improved.

そして、本実施形態の金属ナノロッド集合体の製造方法により得られる金属ナノロッド集合体は、800nm以上1400nm以下の光の波長領域に光学濃度の極大値を有することが好ましい。また、550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の極大値との比[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]が6.0以上となることが好ましく、9.0以上がより好ましい。 The metal nanorod aggregate obtained by the method for producing a metal nanorod aggregate of the present embodiment preferably has a maximum value of optical density in the wavelength range of light from 800 nm to 1400 nm. Further, the ratio of the optical density for a light wavelength of 550 nm to the maximum value of optical density [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm] is preferably 6.0 or more, and 9.0 The above is more preferable.

光学濃度が高い程、係る波長の光の透過率が低く、遮蔽されていることを意味する。このため、上述のように、本実施形態の金属ナノロッド集合体の製造方法で製造する金属ナノロッド集合体が、800nm以上1400nm以下の近赤外線領域の光の波長領域に光学濃度の極大値を有することで、極大値を含む、近赤外線領域の幅広い波長領域の光について遮蔽することが可能になる。 The higher the optical density, the lower the transmittance of light at the corresponding wavelength, meaning that it is blocked. Therefore, as described above, the metal nanorod aggregate produced by the method for producing a metal nanorod aggregate of the present embodiment has a maximum value of optical density in the near-infrared wavelength region of 800 nm or more and 1400 nm or less. This makes it possible to block light in a wide wavelength range in the near-infrared region, including the maximum value.

また、550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の極大値との比である[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]を6.0以上とすることで、レーザーなど強度の高い光が入射した場合でも、光の強度を大幅に軽減し、例えば眼に対する影響を抑制できるからである。 In addition, by setting the ratio of the optical density for a light wavelength of 550 nm and the maximum value of optical density, [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm] to 6.0 or more, lasers, etc. This is because even when high-intensity light is incident, the intensity of the light can be significantly reduced and, for example, the effect on the eyes can be suppressed.

なお、金属ナノロッド集合体の光学濃度は、金属ナノロッド集合体に含まれる各金属ナノロッドの分散の程度等により変化する。このため、上記光学濃度の極大値や、550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の極大値との比は、本実施形態の金属ナノロッド集合体の製造方法により得られた金属ナノロッド集合体を用いて作製した金属ナノロッド含有樹脂において、上記範囲を満たすことが好ましい。 Note that the optical density of the metal nanorod aggregate changes depending on the degree of dispersion of each metal nanorod included in the metal nanorod aggregate. Therefore, the maximum value of the optical density and the ratio of the optical density with respect to a light wavelength of 550 nm and the maximum value of the optical density are the same as those of the metal nanorod aggregate obtained by the method of manufacturing the metal nanorod aggregate of this embodiment. It is preferable that the metal nanorod-containing resin produced using the metal nanorod-containing resin satisfies the above range.

以下、実施例を参照しながら本発明をより具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

ここでまず以下の実施例、比較例における試料の評価方法について説明する。
(短軸長の平均値、長軸長と短軸長の比の平均値)
得られた金属ナノロッドについて、透過型電子顕微鏡(日本電子社製 型式:JEM-1011)で観察し、2~5視野に観察された計100個の金属ナノロッドについて、短軸長、及び長軸長を測定した。そして、100個の金属ナノロッドの短軸長の平均値を該金属ナノロッドの平均短軸長とした。また、各金属ナノロッドについて長軸長と短軸長の比である長軸長/短軸長を計算し、100個の金属ナノロッドの長軸長と短軸長の比の平均値を算出した。
(可視光透過率、光学濃度)
金属ナノロッド含有樹脂の可視光透過率は、分光光度計(株式会社日立製作所製 型式:U-4100)を用いて測定した380nm以上780nm以下の波長領域の光の透過率から、JIS R 3106(1998)に基づいて算出した。
First, a method for evaluating samples in the following Examples and Comparative Examples will be described.
(Average value of short axis length, average value of ratio of long axis length to short axis length)
The obtained metal nanorods were observed with a transmission electron microscope (manufactured by JEOL, model: JEM-1011), and the short axis length and long axis length were determined for a total of 100 metal nanorods observed in 2 to 5 fields of view. was measured. Then, the average value of the short axis lengths of 100 metal nanorods was defined as the average short axis length of the metal nanorods. Further, the ratio of the long axis length to the short axis length, ie, the long axis length/short axis length, was calculated for each metal nanorod, and the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length of 100 metal nanorods was calculated.
(Visible light transmittance, optical density)
The visible light transmittance of the metal nanorod-containing resin is determined from the transmittance of light in the wavelength range of 380 nm or more and 780 nm or less, measured using a spectrophotometer (Model: U-4100, manufactured by Hitachi, Ltd.), according to JIS R 3106 (1998). ).

金属ナノロッド含有樹脂の光学濃度は、同様に分光光度計を用いて測定した550nm以上1300nm以下の透過率から、以下の式(1)に基づいて算出した。 The optical density of the metal nanorod-containing resin was calculated based on the following formula (1) from the transmittance of 550 nm or more and 1300 nm or less, which was similarly measured using a spectrophotometer.

Figure 0007361326000002
ここでOD(λ)は波長λでの光学濃度、T(λ)は波長λでの透過率(0~100%)である。
Figure 0007361326000002
Here, OD(λ) is the optical density at the wavelength λ, and T(λ) is the transmittance (0 to 100%) at the wavelength λ.

なお、800nm以上1400nm以下の光波長における光学濃度の極大値の波長や、[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]についても上記手順により測定、算出した光学濃度を用いて求めた。
(投影面積あたりの金属ナノロッドの含有量)
得られた金属ナノロッド含有樹脂について、基材である透明青板ガラスから分離し、ICP質量分析(島津製作所製社製 型式:ICPE9000)により該樹脂中の金属量を評価した。
In addition, the wavelength of the maximum value of optical density at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less, and [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm] are also measured using the optical density calculated by the above procedure. I asked for it.
(Content of metal nanorods per projected area)
The obtained metal nanorod-containing resin was separated from the transparent soda-lime glass substrate, and the amount of metal in the resin was evaluated by ICP mass spectrometry (model: ICPE9000, manufactured by Shimadzu Corporation).

そして、評価に供した、体積あたりの金属ナノロッドの重量(g/m)を、金属ナノロッド含有樹脂の厚さを用いて、投影面積あたりの重量(g/m)に換算し、投影面積あたりの金属ナノロッドの含有量を算出した。 Then, the weight of the metal nanorods per volume (g/m 3 ) subjected to evaluation was converted into the weight per projected area (g/m 2 ) using the thickness of the metal nanorod-containing resin, and the projected area The content of metal nanorods per unit was calculated.

以下に各実施例、比較例の試料の作製条件及び評価結果について説明する。
[実施例1]
(第一工程)
純水9.625mLに対して、濃度10mMテトラクロロ金酸(HAuCl)の水溶液を0.125mL、濃度10mMのクエン酸ナトリウムの水溶液を0.25mL添加し、溶液を作成した。当該溶液を容量25mLの丸底ビーカーに入れ、マグネチックスターラーを用いて激しく撹拌した。撹拌中の溶液へ、濃度10mMの水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)の水溶液0.15mLをスポイトで素早く添加し、金ナノ粒子を含む溶液を作製した。
The preparation conditions and evaluation results of samples of each example and comparative example will be explained below.
[Example 1]
(First step)
To 9.625 mL of pure water, 0.125 mL of an aqueous solution of tetrachloroauric acid (HAuCl 4 ) with a concentration of 10 mM and 0.25 mL of an aqueous solution of sodium citrate with a concentration of 10 mM were added to create a solution. The solution was placed in a 25 mL round bottom beaker and stirred vigorously using a magnetic stirrer. 0.15 mL of an aqueous solution of sodium borohydride (NaBH 4 ) having a concentration of 10 mM was quickly added to the stirring solution using a dropper to prepare a solution containing gold nanoparticles.

当該金ナノ粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多重双晶の粒子を含んでいることが観察された。
(第二工程)
濃度100mMの臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)の水溶液40mLに対して、濃度10mMのHAuClの水溶液を2mL、濃度10mMの硝酸銀(AgNO)の水溶液を0.4mL、濃度1Mの塩酸(HCl水溶液)を0.8mL、濃度100mLのアスコルビン酸の水溶液を0.32mL添加し、溶液を作製した。
When the gold nanoparticles were observed using a transmission electron microscope, it was observed that they contained multiple twinned particles.
(Second process)
For 40 mL of an aqueous solution of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) with a concentration of 100 mM, 2 mL of an aqueous solution of HAuCl 4 with a concentration of 10 mM, 0.4 mL of an aqueous solution of silver nitrate (AgNO 3 ) with a concentration of 10 mM, and hydrochloric acid (HCl with a concentration of 1 M). A solution was prepared by adding 0.8 mL of aqueous solution) and 0.32 mL of an aqueous solution of ascorbic acid having a concentration of 100 mL.

また溶液のpHをpHメーターで測定したところ、1.9であった。 Further, the pH of the solution was measured with a pH meter and was found to be 1.9.

当該溶液を容量100mLの試験管に入れ、第一工程で作製した金ナノ粒子を含む溶液を6mL添加し、混合水溶液とした。 The solution was put into a test tube with a capacity of 100 mL, and 6 mL of the solution containing gold nanoparticles prepared in the first step was added to form a mixed aqueous solution.

なお、[混合水溶液中の銀イオンの物質量]/[混合水溶液中の金イオンの物質量]は、0.2となっている。 In addition, [the amount of silver ions in the mixed aqueous solution]/[the amount of gold ions in the mixed aqueous solution] is 0.2.

また、当該混合水溶液中で[混合水溶液中の種粒子中の金のモル濃度]/[混合水溶液中の金イオンのモル濃度]は3.7/100となっている。 Further, in the mixed aqueous solution, [molar concentration of gold in the seed particles in the mixed aqueous solution]/[molar concentration of gold ions in the mixed aqueous solution] is 3.7/100.

これを10秒間振盪したのち、25℃に設定した恒温槽に12時間静置し、金ナノ粒子を含む溶液を作製した。 After shaking this for 10 seconds, it was left standing in a constant temperature bath set at 25° C. for 12 hours to prepare a solution containing gold nanoparticles.

当該金ナノ粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、ナノバイピラミッド構造の粒子を含んでいることが観察された。またEDS分析により、粒子が金を含んでいることが確認された。
(第三工程)
第二工程で作製したナノバイピラミッド構造の金粒子を含む溶液10mLを遠心分離にかけ、ナノバイピラミッド構造の金粒子を沈降させた。なお、遠心分離は、回転速度を9000rpmとし、20分間実施した。上澄みをスポイトで除去したのち、沈殿物に濃度80mMの塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAC)の水溶液を7.5mL添加し、超音波処理によって粒子を再分散させた。さらに濃度10mMのAgNO水溶液を1.5mL、濃度100mMのアスコルビン酸水溶液を0.75mL添加し、ナノロッド成長用混合水溶液を調製した。ナノロッド成長用混合水溶液を10秒間振盪したのち、65℃に設定した恒温槽に4時間静置し、金属ナノロッドを含む溶液を作製した。
When the gold nanoparticles were observed using a transmission electron microscope, it was observed that they contained particles with a nanobipyramid structure. EDS analysis also confirmed that the particles contained gold.
(Third step)
10 mL of the solution containing the nano-bipyramid-structured gold particles produced in the second step was centrifuged to sediment the nano-bipyramid-structured gold particles. Note that centrifugation was performed at a rotation speed of 9000 rpm for 20 minutes. After removing the supernatant with a dropper, 7.5 mL of an aqueous solution of hexadecyltrimethylammonium chloride (CTAC) with a concentration of 80 mM was added to the precipitate, and the particles were redispersed by ultrasonication. Furthermore, 1.5 mL of AgNO 3 aqueous solution with a concentration of 10 mM and 0.75 mL of an ascorbic acid aqueous solution with a concentration of 100 mM were added to prepare a mixed aqueous solution for nanorod growth. After shaking the mixed aqueous solution for nanorod growth for 10 seconds, it was left standing in a constant temperature bath set at 65° C. for 4 hours to prepare a solution containing metal nanorods.

当該ナノ粒子を透過型電子顕微鏡、EDSにより観察、分析したところ、少なくとも表面に銀が配置され、中央にナノバイピラミッド構造の金粒子を有する金属ナノロッドを含んでいることが観察された。
(第四工程)
第四工程では粒子凝集により金属ナノロッド以外の不純物の除去を行った。
When the nanoparticles were observed and analyzed using a transmission electron microscope and EDS, it was observed that they contained metal nanorods with silver arranged at least on the surface and a gold particle having a nanobipyramid structure in the center.
(Fourth step)
In the fourth step, impurities other than metal nanorods were removed by particle aggregation.

具体的には、第三工程で作製した金属ナノロッドを含む溶液1.8mLを遠心分離にかけ、金属ナノロッドを沈降させた。なお、遠心分離は、回転数を10000rpmとし、20分間実施した。上澄みをスポイトで除去したのち、沈殿物に濃度300mMの臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)水溶液を1.5mL添加し、超音波処理によって粒子を再分散させた。 Specifically, 1.8 mL of the solution containing the metal nanorods prepared in the third step was centrifuged to precipitate the metal nanorods. Note that centrifugation was performed at a rotation speed of 10,000 rpm for 20 minutes. After removing the supernatant with a dropper, 1.5 mL of an aqueous solution of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) with a concentration of 300 mM was added to the precipitate, and the particles were redispersed by ultrasonication.

これを25℃に設定した恒温槽に10時間静置したのち、遠心分離にかけ、上澄みを除去した。なお、遠心分離は、回転数を2000rpmとし、3分間実施した。そして、得られた沈殿物に1.5mLの純水を添加し、再分散させて金属ナノロッドの水分散液を作製した。 This was left to stand in a constant temperature bath set at 25°C for 10 hours, and then centrifuged to remove the supernatant. Note that centrifugation was performed at a rotation speed of 2000 rpm for 3 minutes. Then, 1.5 mL of pure water was added to the obtained precipitate and redispersed to prepare an aqueous dispersion of metal nanorods.

当該金属ナノロッドを透過型電子顕微鏡、EDSにより観察、分析したところ、少なくとも表面に銀が配置された金属ナノロッドを含んでおり、不純物である球状ナノ粒子がほぼ完全に除去されていることが観察された。透過型電子顕微鏡観察で得られた粒子の像を図1に示す。図1に示すように、ロッド状のナノ粒子から構成されていることが確認できた。 When the metal nanorods were observed and analyzed using a transmission electron microscope and EDS, it was observed that they contained at least metal nanorods with silver arranged on their surfaces, and that the spherical nanoparticles as impurities were almost completely removed. Ta. FIG. 1 shows an image of the particles obtained by transmission electron microscopy. As shown in FIG. 1, it was confirmed that the nanoparticles were composed of rod-shaped nanoparticles.

透過型電子顕微鏡観察をもとに、金属ナノロッド集合体に含まれる金属ナノロッドのサイズ統計を取ったところ、長軸長の平均値は97.5nm、短軸長の平均値は13.0nmであった。また長軸長と短軸長の比の平均値は7.5、標準偏差は0.8であった。またICP質量分析により金属ナノロッドに含有される金属の質量割合を測定したところ、当該金属ナノロッドは銀を65.0質量%含有しており、残部が金であることが確認できた。 Based on transmission electron microscopy, size statistics of the metal nanorods contained in the metal nanorod aggregate were taken, and the average value of the major axis length was 97.5 nm, and the average value of the minor axis length was 13.0 nm. Ta. Moreover, the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length was 7.5, and the standard deviation was 0.8. Furthermore, when the mass ratio of metal contained in the metal nanorods was measured by ICP mass spectrometry, it was confirmed that the metal nanorods contained 65.0% by mass of silver, with the remainder being gold.

さらに当該金属ナノロッドの水分散液の分光曲線を測定したところ、近赤外線領域である1015nmに強い吸収ピーク、すなわち極大値をもつことが分かった。金属ナノロッドについての評価結果を表1に示す。
(金属ナノロッド含有樹脂層の作製および評価)
以上の第一~第四工程を複数回繰り返し、それぞれ金属ナノロッドを含む水分散液を得た。なお、いずれも同じ物性を有する金属ナノロッドが得られていることを確認できた。
Furthermore, when the spectral curve of the aqueous dispersion of the metal nanorods was measured, it was found that it had a strong absorption peak, that is, a maximum value, in the near-infrared region of 1015 nm. Table 1 shows the evaluation results for metal nanorods.
(Preparation and evaluation of metal nanorod-containing resin layer)
The above first to fourth steps were repeated multiple times to obtain respective aqueous dispersions containing metal nanorods. In addition, it was confirmed that metal nanorods having the same physical properties were obtained in both cases.

そして全ての金属ナノロッドの水分散液を同一容器に混合し、遠心分離およびデカンテーションにより濃縮した。濃縮後の金属ナノロッドを含む水分散液についてICP質量分析を行い、該分散液に含有される金属ナノロッドの質量割合を測定したところ、0.28質量%であった。 All aqueous dispersions of metal nanorods were then mixed in the same container and concentrated by centrifugation and decantation. ICP mass spectrometry was performed on the aqueous dispersion containing metal nanorods after concentration, and the mass percentage of metal nanorods contained in the dispersion was measured, and was found to be 0.28% by mass.

次に当該分散液に、アクリル系の熱硬化性樹脂であるウォーターゾールS-701(DIC社製)を添加し、塗布液である近赤外線遮蔽インクを作製した。 Next, Watersol S-701 (manufactured by DIC Corporation), which is an acrylic thermosetting resin, was added to the dispersion to prepare a near-infrared shielding ink as a coating liquid.

当該近赤外線遮蔽インクを3mm厚の透明青板ガラス上にフローコートしたのち、100℃に設定したオーブン中で乾燥して、金属ナノロッド含有樹脂による樹脂層を作製した。 The near-infrared shielding ink was flow-coated onto a 3-mm-thick transparent blue plate glass, and then dried in an oven set at 100° C. to produce a resin layer made of a metal nanorod-containing resin.

得られた金属ナノロッド含有樹脂の光学特性を測定したところ、可視光透過率は52%であった。また光学濃度は、波長550nmで0.3、波長975nmで4.3、波長1015nmで5.6、波長1065nmで4.0、波長1195nmで0.6であった。吸収波長の極大値は1015nmであり、800nm以上1400nm以下の光波長に光学濃度の極大値を有していた。 When the optical properties of the obtained metal nanorod-containing resin were measured, the visible light transmittance was 52%. The optical density was 0.3 at a wavelength of 550 nm, 4.3 at a wavelength of 975 nm, 5.6 at a wavelength of 1015 nm, 4.0 at a wavelength of 1065 nm, and 0.6 at a wavelength of 1195 nm. The maximum value of absorption wavelength was 1015 nm, and the maximum value of optical density was at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less.

また、550nmの光波長に対する光学濃度(0.3)と、光学濃度の極大値(5.6)との比である[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]は18.7であった。 Furthermore, the ratio between the optical density (0.3) for a light wavelength of 550 nm and the maximum value of optical density (5.6), [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm], is 18 It was .7.

金属ナノロッド含有樹脂についての評価結果を表2に示す。
[実施例2~4]
実施例1で作製した金属ナノロッドの水分散液に、アクリル系の熱硬化性樹脂であるウォーターゾールS-701(DIC社製)を添加し、塗布液である近赤外線遮蔽インクを作製した。なお、金属ナノロッドの水分散液に熱硬化性樹脂を添加する際に、各実施例について投影面積あたりの金属ナノロッドの含有量が表2に示した値となるように、熱硬化性樹脂の添加量を調整した。
Table 2 shows the evaluation results for the metal nanorod-containing resin.
[Examples 2 to 4]
Watersol S-701 (manufactured by DIC), an acrylic thermosetting resin, was added to the aqueous dispersion of metal nanorods prepared in Example 1 to prepare a near-infrared shielding ink as a coating liquid. When adding the thermosetting resin to the aqueous dispersion of metal nanorods, the thermosetting resin was added so that the content of metal nanorods per projected area for each example was the value shown in Table 2. The amount was adjusted.

当該近赤外線遮蔽インクを3mm厚の透明青板ガラス上にフローコートしたのち、100℃に設定したオーブン中で乾燥して、金属ナノロッド含有樹脂による樹脂層を作製した。 The near-infrared shielding ink was flow-coated onto a 3 mm thick transparent blue plate glass, and then dried in an oven set at 100° C. to produce a resin layer made of a metal nanorod-containing resin.

得られた金属ナノロッド含有樹脂の評価結果を表2に示す。
[実施例5]
(第一工程)
純水4.45mLに対して、濃度50mMのテトラクロロ金酸(HAuCl)の水溶液を0.05mL、濃度100mMのクエン酸の水溶液を0.5mL、濃度100mMの塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAC)水溶液を5.0mL添加し、溶液を作成した。当該溶液を容量25mLの丸底ビーカーに入れ、マグネチックスターラーを用いて激しく撹拌した。撹拌中の溶液へ、濃度25mMの水素化ホウ素ナトリウム(NaBH)の水溶液0.25mLをスポイトで素早く添加し、金ナノ粒子を含む溶液を作製した。
Table 2 shows the evaluation results of the obtained metal nanorod-containing resin.
[Example 5]
(First step)
For 4.45 mL of pure water, add 0.05 mL of an aqueous solution of tetrachloroauric acid (HAuCl 4 ) with a concentration of 50 mM, 0.5 mL of an aqueous solution of citric acid with a concentration of 100 mM, and hexadecyltrimethylammonium chloride (CTAC) with a concentration of 100 mM. 5.0 mL of aqueous solution was added to create a solution. The solution was placed in a 25 mL round bottom beaker and stirred vigorously using a magnetic stirrer. 0.25 mL of an aqueous solution of sodium borohydride (NaBH 4 ) having a concentration of 25 mM was quickly added to the stirring solution using a dropper to prepare a solution containing gold nanoparticles.

そして当該溶液をマグネチックスターラーで5分間激しく撹拌したのち、丸底ビーカーの口を蓋で封止し、85℃のオイルバスで90分間加熱処理することで、単結晶粒子から多重双晶粒子への変換を行った。 After stirring the solution vigorously for 5 minutes with a magnetic stirrer, the mouth of the round-bottomed beaker was sealed with a lid and heated in an oil bath at 85°C for 90 minutes to transform the single crystal particles into multi-twin particles. Conversion was performed.

当該金ナノ粒子を透過型電子顕微鏡で観察したところ、多重双晶の粒子を含んでいることが観察された。
(第二工程)
濃度100mMの臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)の水溶液40mLに対して、濃度10mMのHAuClの水溶液を2mL、濃度10mMの硝酸銀(AgNO)の水溶液を0.4mL、濃度1Mの塩酸(HCl水溶液)を0.8mL、濃度100mLのアスコルビン酸の水溶液を0.32mL添加し、溶液を作製した。
When the gold nanoparticles were observed using a transmission electron microscope, it was observed that they contained multiple twinned particles.
(Second process)
For 40 mL of an aqueous solution of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) with a concentration of 100 mM, 2 mL of an aqueous solution of HAuCl 4 with a concentration of 10 mM, 0.4 mL of an aqueous solution of silver nitrate (AgNO 3 ) with a concentration of 10 mM, and hydrochloric acid (HCl with a concentration of 1 M). A solution was prepared by adding 0.8 mL of aqueous solution) and 0.32 mL of an aqueous solution of ascorbic acid having a concentration of 100 mL.

また溶液のpHをpHメーターで測定したところ、1.9であった。 Further, the pH of the solution was measured with a pH meter and was found to be 1.9.

当該溶液を容量100mLの試験管に入れ、第一工程で作製した金ナノ粒子を含む溶液を6mL添加し、混合水溶液とした。 The solution was put into a test tube with a capacity of 100 mL, and 6 mL of the solution containing gold nanoparticles prepared in the first step was added to form a mixed aqueous solution.

なお、[混合水溶液中の銀イオンの物質量]/[混合水溶液中の金イオンの物質量]は、0.2となっている。 In addition, [the amount of silver ions in the mixed aqueous solution]/[the amount of gold ions in the mixed aqueous solution] is 0.2.

また、当該混合水溶液中で[混合水溶液中の種粒子中の金のモル濃度]/[混合水溶液中の金イオンのモル濃度]は7.3/100となっている。 Further, in the mixed aqueous solution, [molar concentration of gold in the seed particles in the mixed aqueous solution]/[molar concentration of gold ions in the mixed aqueous solution] is 7.3/100.

これを10秒間振盪したのち、25℃に設定した恒温槽に12時間静置し、金ナノ粒子を含む溶液を作製した。 After shaking this for 10 seconds, it was left standing in a constant temperature bath set at 25° C. for 12 hours to prepare a solution containing gold nanoparticles.

当該金ナノ粒子を透過型電子顕微鏡、EDSにより観察、分析したところ、ナノバイピラミッド構造の金粒子を含んでいることが観察された。
(第三工程)
第二工程で作製したナノバイピラミッド構造の金粒子を含む溶液10mLを遠心分離にかけ、ナノバイピラミッド構造の金粒子を沈降させた。なお、遠心分離は、回転速度を9000rpmとし、20分間実施した。上澄みをスポイトで除去したのち、沈殿物に濃度80mMの塩化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAC)の水溶液を7.5mL添加し、超音波処理によって粒子を再分散させた。さらに濃度10mMのAgNO水溶液を1.4mL、濃度100mMのアスコルビン酸水溶液を0.70mL添加し、ナノロッド成長用混合水溶液を調製した。ナノロッド成長用混合水溶液を10秒間振盪したのち、65℃に設定した恒温槽に4時間静置し、金属ナノロッドを含む溶液を作製した。
When the gold nanoparticles were observed and analyzed using a transmission electron microscope and EDS, it was observed that they contained gold particles with a nanobipyramid structure.
(Third step)
10 mL of the solution containing the nano-bipyramid-structured gold particles produced in the second step was centrifuged to sediment the nano-bipyramid-structured gold particles. Note that centrifugation was performed at a rotation speed of 9000 rpm for 20 minutes. After removing the supernatant with a dropper, 7.5 mL of an aqueous solution of hexadecyltrimethylammonium chloride (CTAC) with a concentration of 80 mM was added to the precipitate, and the particles were redispersed by ultrasonication. Furthermore, 1.4 mL of AgNO 3 aqueous solution with a concentration of 10 mM and 0.70 mL of an ascorbic acid aqueous solution with a concentration of 100 mM were added to prepare a mixed aqueous solution for nanorod growth. After shaking the mixed aqueous solution for nanorod growth for 10 seconds, it was left standing in a constant temperature bath set at 65° C. for 4 hours to prepare a solution containing metal nanorods.

当該ナノ粒子を透過型電子顕微鏡、EDSにより観察、分析したところ、少なくとも表面に銀が配置され、中央にナノバイピラミッド構造の金粒子を有する金属ナノロッドを含んでいることが観察された。
(第四工程)
第四工程では粒子凝集により金属ナノロッド以外の不純物の除去を行った。
When the nanoparticles were observed and analyzed using a transmission electron microscope and EDS, it was observed that they contained metal nanorods with silver arranged at least on the surface and a gold particle having a nanobipyramid structure in the center.
(Fourth step)
In the fourth step, impurities other than metal nanorods were removed by particle aggregation.

具体的には、第三工程で作製した金属ナノロッドを含む溶液1.8mLを遠心分離にかけ、金属ナノロッドを沈降させた。なお、遠心分離は、回転数を10000rpmとし、20分間実施した。上澄みをスポイトで除去したのち、沈殿物に濃度300mMの臭化ヘキサデシルトリメチルアンモニウム(CTAB)水溶液を1.5mL添加し、超音波処理によって粒子を再分散させた。 Specifically, 1.8 mL of the solution containing the metal nanorods prepared in the third step was centrifuged to precipitate the metal nanorods. Note that centrifugation was performed at a rotation speed of 10,000 rpm for 20 minutes. After removing the supernatant with a dropper, 1.5 mL of an aqueous solution of hexadecyltrimethylammonium bromide (CTAB) with a concentration of 300 mM was added to the precipitate, and the particles were redispersed by ultrasonication.

これを25℃に設定した恒温槽に10時間静置したのち、遠心分離にかけ、上澄みを除去した。なお、遠心分離は、回転数を2000rpmとし、3分間実施した。そして、得られた沈殿物に1.5mLの純水を添加し、再分散させて金属ナノロッドの水分散液を作製した。 This was left to stand in a constant temperature bath set at 25°C for 10 hours, and then centrifuged to remove the supernatant. Note that centrifugation was performed at a rotation speed of 2000 rpm for 3 minutes. Then, 1.5 mL of pure water was added to the obtained precipitate and redispersed to prepare an aqueous dispersion of metal nanorods.

当該金属ナノロッドを透過型電子顕微鏡、EDSにより観察、分析したところ、少なくとも表面に銀が配置された金属ナノロッドを含んでおり、不純物である球状ナノ粒子が除去されていることが観察された。 When the metal nanorods were observed and analyzed using a transmission electron microscope and EDS, it was observed that they contained at least metal nanorods with silver arranged on their surfaces, and that spherical nanoparticles as impurities had been removed.

透過型電子顕微鏡観察をもとに、金属ナノロッド集合体に含まれる金属ナノロッドのサイズ統計を取ったところ、長軸長の平均値は92.0nm、短軸長の平均値は15.4nmであった。長軸長と短軸長の比の平均値は6.0、標準偏差は0.8であった。またICP質量分析により金属ナノロッドに含有される金属の質量割合を測定したところ、当該金属ナノロッドは銀を63.0質量%含有しており、残部が金であることが確認できた。 Based on transmission electron microscopy, size statistics of the metal nanorods contained in the metal nanorod aggregate were taken, and the average value of the major axis length was 92.0 nm, and the average value of the minor axis length was 15.4 nm. Ta. The average value of the ratio of major axis length to minor axis length was 6.0, and the standard deviation was 0.8. Furthermore, when the mass ratio of metal contained in the metal nanorods was measured by ICP mass spectrometry, it was confirmed that the metal nanorods contained 63.0% by mass of silver, with the remainder being gold.

さらに当該金属ナノロッドの水分散液の分光曲線を測定したところ、近赤外線領域である1005nmに強い吸収ピーク、すなわち極大値をもつことが分かった。金属ナノロッドについての評価結果を表1に示す。
(金属ナノロッド含有樹脂の作製および評価)
以上の第一~第四工程を複数回繰り返し、それぞれ金属ナノロッドを含む水分散液を得た。なお、いずれも同じ物性を有する金属ナノロッドが得られていることを確認できた。
Furthermore, when the spectral curve of the aqueous dispersion of the metal nanorods was measured, it was found that it had a strong absorption peak, that is, a maximum value, in the near-infrared region of 1005 nm. Table 1 shows the evaluation results for metal nanorods.
(Preparation and evaluation of resin containing metal nanorods)
The above first to fourth steps were repeated multiple times to obtain respective aqueous dispersions containing metal nanorods. In addition, it was confirmed that metal nanorods having the same physical properties were obtained in both cases.

そして全ての金属ナノロッドの水分散液を同一容器に混合し、遠心分離およびデカンテーションにより濃縮した。濃縮後の金属ナノロッドを含む水分散液についてICP質量分析を行い、該分散液に含有される金属ナノロッドの質量割合を測定したところ、0.55質量%であった。 All aqueous dispersions of metal nanorods were then mixed in the same container and concentrated by centrifugation and decantation. ICP mass spectrometry was performed on the aqueous dispersion containing metal nanorods after concentration, and the mass percentage of metal nanorods contained in the dispersion was measured, and it was found to be 0.55% by mass.

次に当該分散液に、アクリル系の熱硬化性樹脂であるウォーターゾールS-701(DIC社製)を添加し、塗布液である近赤外線遮蔽インクを作製した。 Next, Watersol S-701 (manufactured by DIC Corporation), which is an acrylic thermosetting resin, was added to the dispersion to prepare a near-infrared shielding ink as a coating liquid.

当該近赤外線遮蔽インクを3mm厚の透明青板ガラス上にフローコートしたのち、100℃に設定したオーブン中で乾燥して、金属ナノロッド含有樹脂による樹脂層を作製した。 The near-infrared shielding ink was flow-coated onto a 3 mm thick transparent blue plate glass, and then dried in an oven set at 100° C. to produce a resin layer made of a metal nanorod-containing resin.

得られた金属ナノロッド含有樹脂の光学特性を測定したところ、可視光透過率は60%であった。また光学濃度は、波長550nmで0.2、波長975nmで2.6、波長1015nmで2.9、波長1065nmで1.9、波長1195nmで0.4であった。吸収波長の極大値は1005nmであり、800nm以上1400nm以下の光波長に光学濃度の極大値を有していた。 When the optical properties of the obtained metal nanorod-containing resin were measured, the visible light transmittance was 60%. The optical density was 0.2 at a wavelength of 550 nm, 2.6 at a wavelength of 975 nm, 2.9 at a wavelength of 1015 nm, 1.9 at a wavelength of 1065 nm, and 0.4 at a wavelength of 1195 nm. The maximum value of absorption wavelength was 1005 nm, and the maximum value of optical density was at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less.

また、550nmの光波長に対する光学濃度(0.2)と、光学濃度の極大値(3.0)との比である[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]は15.0であった。 Furthermore, the ratio between the optical density (0.2) for a light wavelength of 550 nm and the maximum value of optical density (3.0), [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm], is 15 It was .0.

金属ナノロッド含有樹脂についての評価結果を表2に示す。
[実施例6~7]
実施例5で作製した金属ナノロッドの水分散液に、アクリル系の熱硬化性樹脂であるウォーターゾールS-701(DIC社製)を添加し、塗布液である近赤外線遮蔽インクを作製した。なお、金属ナノロッドの水分散液に熱硬化性樹脂を添加する際に、各実施例について投影面積あたりの金属ナノロッドの含有量が表2に示した値となるように、熱硬化性樹脂の添加量を調整した。
Table 2 shows the evaluation results for the metal nanorod-containing resin.
[Examples 6-7]
Watersol S-701 (manufactured by DIC Corporation), which is an acrylic thermosetting resin, was added to the aqueous dispersion of metal nanorods prepared in Example 5 to prepare a near-infrared shielding ink as a coating liquid. When adding the thermosetting resin to the aqueous dispersion of metal nanorods, the thermosetting resin was added so that the content of metal nanorods per projected area for each example was the value shown in Table 2. The amount was adjusted.

当該近赤外線遮蔽インクを3mm厚の透明青板ガラス上にフローコートしたのち、100℃に設定したオーブン中で乾燥して、金属ナノロッド含有樹脂による樹脂層を作製した。 The near-infrared shielding ink was flow-coated onto a 3 mm thick transparent blue plate glass, and then dried in an oven set at 100° C. to produce a resin layer made of a metal nanorod-containing resin.

得られた金属ナノロッド含有樹脂の光学特性の評価結果を表2に示す。
[比較例1]
金属ナノロッドの水分散液を含まないウォーターゾールS-701を3mm厚の透明青板ガラス上にフローコートしたのち、100℃に設定したオーブン中で乾燥して、比較例1に係る樹脂層を作製した。
Table 2 shows the evaluation results of the optical properties of the obtained metal nanorod-containing resin.
[Comparative example 1]
Watersol S-701, which does not contain an aqueous dispersion of metal nanorods, was flow coated onto a 3 mm thick transparent soda-lime glass, and then dried in an oven set at 100°C to produce a resin layer according to Comparative Example 1. .

比較例に係る樹脂層の光学特性を測定したところ、可視光透過率は88%であった。また近赤外線領域の光学濃度は、波長950nmで0.0、波長1015nmで0.0、波長1065nmで0.0、波長1195nmで0.0であった。 When the optical properties of the resin layer according to the comparative example were measured, the visible light transmittance was 88%. Further, the optical density in the near-infrared region was 0.0 at a wavelength of 950 nm, 0.0 at a wavelength of 1015 nm, 0.0 at a wavelength of 1065 nm, and 0.0 at a wavelength of 1195 nm.

係る樹脂層についての評価結果を表2に示す。 Table 2 shows the evaluation results for the resin layer.

Figure 0007361326000003
Figure 0007361326000003

Figure 0007361326000004
(実施例1~7および比較例1の評価)
表1および表2に示した実施例、比較例の結果によると、実施例1~7で作製した金属ナノロッド含有樹脂による樹脂層は、十分な可視光透過率を有することを確認できた。また、これらの実施例では、800nm以上1400nm以下の近赤外線領域の光の波長領域に光学濃度の極大値を有しており、極大値を含む、近赤外線領域の幅広い波長領域に渡って近赤外線を遮蔽できることを確認できた。すなわち、これらの実施例で得られた金属ナノロッド含有樹脂は、高い可視光透過率を保ちながら、広い波長領域に渡って近赤外線を遮蔽することができることを確認できた。このため、レーザーなどの強力な近赤外線領域の光の眼に対する影響を大幅に軽減することができる、優れた光学特性を発揮することが示された。
Figure 0007361326000004
(Evaluation of Examples 1 to 7 and Comparative Example 1)
According to the results of Examples and Comparative Examples shown in Tables 1 and 2, it was confirmed that the resin layers made of metal nanorod-containing resins produced in Examples 1 to 7 had sufficient visible light transmittance. In addition, in these Examples, the maximum value of optical density is in the near-infrared light wavelength region of 800 nm or more and 1400 nm or less, and the near-infrared We confirmed that it was possible to shield the That is, it was confirmed that the metal nanorod-containing resins obtained in these Examples were able to block near-infrared rays over a wide wavelength range while maintaining high visible light transmittance. For this reason, it has been shown that it exhibits excellent optical properties that can significantly reduce the effects of powerful near-infrared light such as lasers on the eyes.

これに対して比較例1で作製した樹脂層は、金属ナノロッドを含有しないため、可視光透過率こそ高いものの、近赤外線に対する光学濃度がほぼ0であり、強力な近赤外線領域の光の眼に対する影響を軽減する機能をほとんど有しないことを確認できた。 On the other hand, the resin layer prepared in Comparative Example 1 does not contain metal nanorods, so although it has a high visible light transmittance, its optical density for near-infrared rays is almost 0, and the strong near-infrared light is not sensitive to the eyes. It was confirmed that there is almost no function to reduce the impact.

Claims (21)

金属ナノロッドが、樹脂中に分散している金属ナノロッド含有樹脂であって、
800nm以上1400nm以下の光波長に光学濃度の極大値を有し、
550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の前記極大値との比である[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]が、6.0以上であり、
前記樹脂に含まれる複数の前記金属ナノロッドは、短軸長の平均値が17.5nm以下であり、金のコアと、前記コアの周囲に配置された銀のシェルとを有し、
前記金属ナノロッドの長軸長と短軸長との比の平均値が6.0以上12.0以下である金属ナノロッド含有樹脂。
A metal nanorod-containing resin in which metal nanorods are dispersed in the resin,
It has a maximum value of optical density at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less,
The ratio of the optical density for a light wavelength of 550 nm and the maximum value of optical density, [maximum value of optical density]/[optical density for a light wavelength of 550 nm], is 6.0 or more,
The plurality of metal nanorods contained in the resin have an average short axis length of 17.5 nm or less, and have a gold core and a silver shell arranged around the core,
A resin containing metal nanorods, wherein the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length of the metal nanorods is 6.0 or more and 12.0 or less .
JIS R 3106(1998)で算出される可視光透過率が2%以上70%以下である、請求項1に記載の金属ナノロッド含有樹脂。 The metal nanorod-containing resin according to claim 1, having a visible light transmittance calculated according to JIS R 3106 (1998) of 2% or more and 70% or less. 前記樹脂が、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、及び塩化ビニル樹脂の樹脂群から選択される1種の樹脂、前記樹脂群から選択される2種以上の樹脂の混合物、または前記樹脂群から選択される2種以上の樹脂の共重合体である請求項1または請求項2に記載の金属ナノロッド含有樹脂。 The resin is one resin selected from the resin group of polycarbonate resin, acrylic resin, and vinyl chloride resin, a mixture of two or more resins selected from the resin group, or two selected from the resin group. The metal nanorod-containing resin according to claim 1 or 2, which is a copolymer of more than one type of resin. 前記金属ナノロッドの含有量が、投影面積あたり0.01g/m以上1.00g/m以下である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂。 The metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the metal nanorods is 0.01 g/m 2 or more and 1.00 g/m 2 or less per projected area. 前記金属ナノロッドが銀を含有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂。 The metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal nanorods contain silver. さらに、紫外線吸収剤を含有する請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂。 The metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 5 , further comprising an ultraviolet absorber. さらに、酸化防止剤を含有する請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂。 The metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 6 , further comprising an antioxidant. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有する近赤外線遮蔽レンズ。 A near-infrared shielding lens comprising a resin layer of the metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 7 . 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有する近赤外線遮蔽眼鏡。 Near-infrared shielding glasses comprising a resin layer of the metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 7 . 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有する保護具。 A protective device comprising a resin layer of the metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 7 . 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層を有する近赤外線遮蔽窓材。 A near-infrared shielding window material comprising a resin layer of the metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 7 . 請求項11に記載の近赤外線遮蔽窓材を有する近赤外線遮蔽器具。 A near-infrared shielding device comprising the near-infrared shielding window material according to claim 11 . 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層が、フィルム基材上に設けられている近赤外線遮蔽フィルム。 A near-infrared shielding film, wherein a resin layer of the metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 7 is provided on a film base material. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の金属ナノロッド含有樹脂の樹脂層が、ガラス基材上に設けられている近赤外線遮蔽ガラス。 Near-infrared shielding glass, wherein a resin layer of the metal nanorod-containing resin according to any one of claims 1 to 7 is provided on a glass substrate. 金属ナノロッド集合体の製造方法であって、
多重双晶構造を有する種粒子を製造する第一工程と、
前記種粒子を基にナノバイピラミッド構造を有する粒子を製造する第二工程と、
前記ナノバイピラミッド構造を有する粒子を基に粒子をナノロッド状に成長させる第三工程と、を有し、
前記第三工程の後に得られる金属ナノロッド集合体に含まれる各金属ナノロッドの短軸長の平均値が17.5nm以下である、金属ナノロッド集合体の製造方法。
A method for producing a metal nanorod aggregate, the method comprising:
a first step of producing seed particles having a multi-twin structure;
a second step of producing particles having a nanobipyramid structure based on the seed particles;
a third step of growing particles into a nanorod shape based on the particles having the nanobipyramidal structure;
A method for producing a metal nanorod aggregate, wherein the average short axis length of each metal nanorod contained in the metal nanorod aggregate obtained after the third step is 17.5 nm or less.
前記第三工程の後に、前記金属ナノロッド以外の不純物を取り除く第四工程をさらに有する請求項15に記載の金属ナノロッド集合体の製造方法。 The method for producing a metal nanorod aggregate according to claim 15 , further comprising a fourth step of removing impurities other than the metal nanorods after the third step. 前記種粒子が少なくとも金を含有する、請求項15もしくは請求項16に記載の金属ナノロッド集合体の製造方法。 The method for producing a metal nanorod aggregate according to claim 15 or 16 , wherein the seed particles contain at least gold. 前記ナノバイピラミッド構造を有する粒子が少なくとも金を含有する、請求項15から請求項17のいずれか1項に記載の金属ナノロッド集合体の製造方法。 The method for producing a metal nanorod aggregate according to any one of claims 15 to 17 , wherein the particles having the nanobipyramid structure contain at least gold. 前記金属ナノロッド集合体に含まれる各金属ナノロッドが質量割合で銀を30%以上含有する、請求項15から請求項18のいずれか1項に記載の金属ナノロッド集合体の製造方法。 The method for producing a metal nanorod aggregate according to any one of claims 15 to 18 , wherein each metal nanorod contained in the metal nanorod aggregate contains silver in a mass proportion of 30% or more. 前記金属ナノロッド集合体に含まれる各金属ナノロッドの長軸長と短軸長との比の平均値が4.0以上12.0以下である、請求項15から請求項19のいずれか1項に記載の金属ナノロッド集合体の製造方法。 Any one of claims 15 to 19 , wherein the average value of the ratio of the long axis length to the short axis length of each metal nanorod included in the metal nanorod aggregate is 4.0 or more and 12.0 or less. The method for producing the metal nanorod aggregate described above. 前記金属ナノロッド集合体の光波長に対する光学濃度が、
800nm以上1400nm以下の光波長に光学濃度の極大値を有し、
550nmの光波長に対する光学濃度と、光学濃度の前記極大値との比である、
[光学濃度の極大値]/[550nmの光波長に対する光学濃度]が、6.0以上である、請求項15から請求項20のいずれか1項に記載の金属ナノロッド集合体の製造方法。
The optical density of the metal nanorod aggregate with respect to the optical wavelength is
It has a maximum value of optical density at a light wavelength of 800 nm or more and 1400 nm or less,
is the ratio of the optical density for a light wavelength of 550 nm and the maximum value of the optical density,
The method for producing a metal nanorod aggregate according to any one of claims 15 to 20 , wherein [maximum value of optical density]/[optical density at a light wavelength of 550 nm] is 6.0 or more.
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