JPH05287116A - Polymer composition containing copper @(3754/24)i) halide dispersed therein and production of polymer composition containing ultrafine particle of copper @(3754/24)i) halide dispersed therein - Google Patents

Polymer composition containing copper @(3754/24)i) halide dispersed therein and production of polymer composition containing ultrafine particle of copper @(3754/24)i) halide dispersed therein

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JPH05287116A
JPH05287116A JP9062392A JP9062392A JPH05287116A JP H05287116 A JPH05287116 A JP H05287116A JP 9062392 A JP9062392 A JP 9062392A JP 9062392 A JP9062392 A JP 9062392A JP H05287116 A JPH05287116 A JP H05287116A
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copper
polymer composition
halide
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ultrafine particles
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Hiroshi Yao
浩史 八尾
Toyoji Hayashi
豊治 林
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Abstract

PURPOSE:To obtain a polymer composition, containing ultrafine particles of a copper(I) halide dispersed therein, excellent in transparency, stability and environmental characteristics as a nonlinear optical material useful as one of a light wavelength cutting filter and an optoelectronic device material and having a controlled particle diameter. CONSTITUTION:A transparent polymer composition before depositing ultrafine particles is obtained by removing a nonaqueous solvent from a solution prepared by dissolving a copper(I) halide and a polymer in the solvent. The resultant polymer composition is then heated in a short time of <1min to produce the objective composition containing the ultrafine particles of the copper(I) halide, deposited and dispersed in the polymer.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、信号灯などの光波長カ
ットフィルターや発光材料、あるいは位相共役波発生や
光双安定現象などを利用する非線形光電子材料などに用
いられるハロゲン化銅(I)超微粒子分散ポリマー組成
物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper (I) halide superoxide used for a light wavelength cut filter such as a signal lamp, a light emitting material, or a non-linear optoelectronic material utilizing phase conjugate wave generation, an optical bistable phenomenon, etc. It relates to a fine particle dispersed polymer composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明における超微粒子とは粒子直径が
1から 100ナノメートル(nm)の粒子をいう。このよ
うな小粒子直径の超微粒子においては、通常の機械的な
粉砕などによって製造される粒子径がマイクロメートル
以上の粉体と比べて、様々な光学的、電気的性質やその
化学反応性に際だった差異がみられ、非線形光学材料な
どの光デバイスや化学触媒として注目されている。
2. Description of the Related Art Ultrafine particles in the present invention refer to particles having a particle diameter of 1 to 100 nanometers (nm). Ultrafine particles with such a small particle diameter have various optical and electrical properties and their chemical reactivity as compared with powders with a particle diameter of micrometer or more produced by ordinary mechanical pulverization. There are remarkable differences, and they are attracting attention as optical devices such as nonlinear optical materials and chemical catalysts.

【0003】ハロゲン化銅(I)を超微粒子化すること
によって、エキシトン吸収が明瞭に現れること、そし
て、このような材料は高い非線形光学特性を与えること
が知られている。また、シャープカットフィルターなど
への応用も、同様にこのエキシトン吸収の立ち上がりの
急峻性を利用して、波長に対する鋭い光学的遮蔽性を引
き出したものである。
It is known that by making copper (I) halide into ultrafine particles, exciton absorption clearly appears, and such a material gives high nonlinear optical characteristics. Further, in the application to a sharp cut filter or the like, similarly, the sharpness of rising of exciton absorption is utilized to bring out a sharp optical shielding property with respect to a wavelength.

【0004】従来、エキシトン吸収に起因する性能を有
するハロゲン化銅(I)超微粒子分散体の製造方法とし
て、いくつかの方法が開示されている。
Conventionally, several methods have been disclosed as a method for producing a copper (I) halide ultrafine particle dispersion having a property due to exciton absorption.

【0005】例えば、フィジカ ステータス ソリディ
(Physica Status Solidi(b))第 145巻、 567頁(1988
年)に示されているところによると、塩化ナトリウムと
塩化銅(I)を混合した後、これを高温溶融し、もって
塩化ナトリウム型結晶を生成させている。この結晶を再
熱処理すると、塩化銅(I)の超微粒子が析出するが、
この際、再熱処理温度、時間、冷却過程などの条件を選
択することにより生成する塩化銅(I)超微粒子の粒子
直径を制御している。
For example, Physica Status Solid
(Physica Status Solidi (b)) Volume 145, p. 567 (1988
(Year), sodium chloride and copper (I) chloride are mixed and then melted at a high temperature to form sodium chloride type crystals. When this crystal is heat-treated again, ultrafine particles of copper (I) chloride are deposited,
At this time, the particle diameter of the copper (I) chloride ultrafine particles produced is controlled by selecting conditions such as the reheat treatment temperature, time, and cooling process.

【0006】また、これに類似した方法としては、塩化
ナトリウムの代わりに多成分酸化ガラス中、ハロゲン化
銅(I)を高温溶融後、急冷し、更にそれを再加熱処理
することによって超微粒子を析出させている(A.I.Ekim
ovら、レーザー オプティックス オブ コンデンスト
マター(Laser Optics of Condensed Matter)、1988
年、 199頁)。
As a method similar to this, copper (I) halide is melted at a high temperature in a multi-component oxide glass instead of sodium chloride, rapidly cooled, and then reheated to form ultrafine particles. Precipitating (AIEkim
ov et al., Laser Optics of Condensed Matter, 1988.
Year, p. 199).

【0007】また、日本物理学会秋季分科会講演予行
集、第2分冊、 216頁(1988年)では、酸化ケイ素と塩
化銅(I)を同時蒸発することにより、塩化銅(I)超
微粒子が酸化ケイ素ガラス中に分散した材料を得てい
る。
[0007] In the proceedings of the Autumn Meeting of the Physical Society of Japan, 2nd volume, p. 216 (1988), copper (I) chloride ultrafine particles are produced by simultaneous evaporation of silicon oxide and copper (I) chloride. A material dispersed in silicon oxide glass is obtained.

【0008】これら従来行われている方法に於いては、
かなりな高温プロセスで作成、調製が行われるため、材
料や材料を分散した薄膜を載せる基板に耐熱性が要求さ
れたり、温度制御に特別の工夫が払われる必要がある。
In these conventional methods,
Since it is prepared and prepared by a fairly high temperature process, heat resistance is required for the substrate on which the material and the thin film in which the material is dispersed are placed, and special measures must be taken for temperature control.

【0009】また、これら従来の方法による材料は、調
製法並びに材料物質からくる制約があって、薄膜あるい
はフィルム状に形成することも困難であった。従って、
非線形光電子材料として実際に利用する場合、薄膜導波
路化された形態などが必要となるのに対し、実用上問題
であった。さらに、産業技術としての利用を考慮する
と、製造コスト、大面積化などの点においても問題点を
有するものである。
Further, the materials obtained by these conventional methods are difficult to be formed into a thin film or a film shape due to restrictions imposed by the preparation method and the material. Therefore,
When actually used as a non-linear optoelectronic material, a thin film waveguide form is required, which is a practical problem. Further, in consideration of utilization as an industrial technology, there are problems in terms of manufacturing cost, large area, and the like.

【0010】上記の問題点を解決する手段として、本発
明者らは、薄膜あるいはフィルム状に形成する点で、ポ
リマー媒体中に超微粒子が分散した組成物を短時間に合
成することを着想するに至った。
As a means for solving the above problems, the inventors of the present invention have an idea of synthesizing a composition in which ultrafine particles are dispersed in a polymer medium in a short time in terms of forming a thin film or a film. Came to.

【0011】しかしながら、我々の検討によると、一般
にハロゲン化銅(I)結晶は、例えば水溶液中におい
て、2価の銅イオンとハロゲン陰イオンの共存する中、
還元剤にて還元することで合成することができるが、凝
集したり沈澱したりすることの無いコロイド状に生成さ
せることは容易ではない。また、水溶液中で合成させた
場合には、ハロゲン化銅(I)コロイドが生成したとし
ても、水溶液からポリマー媒体中の分散体を製造するこ
とができるポリマーの種類は極めて限られる。
However, according to our study, in general, a copper (I) halide crystal is prepared in the presence of a divalent copper ion and a halogen anion in an aqueous solution, for example.
Although it can be synthesized by reducing with a reducing agent, it is not easy to generate it in a colloidal form without aggregation or precipitation. Further, when synthesized in an aqueous solution, even if a copper (I) halide colloid is produced, the kind of polymer capable of producing a dispersion in a polymer medium from the aqueous solution is extremely limited.

【0012】更に、ハロゲン化銅(I)の中でも塩化銅
(I)及び臭化銅(I)は、空気中の湿気により非常に
容易に酸化されてしまうので、吸湿性の大きい水溶性の
ポリマーはそのままでは使用に耐え難い。
Further, among the copper (I) halides, copper (I) chloride and copper (I) bromide are very easily oxidized by the humidity in the air, so that they are water-soluble polymers having high hygroscopicity. Is unbearable to use as it is.

【0013】このように、従来の方法では、薄膜あるい
はフィルム状に形成されたポリマー中にハロゲン化銅
(I)超微粒子を分散した安定な組成物を作ることは極
めて困難であった。実用上から、ハロゲン化銅(I)超
微粒子を分散した組成物の媒体として、無機結晶やガラ
スとは製造方法、材料特性が根本的に異なるポリマー媒
体を用いたハロゲン化銅(I)超微粒子分散体を創製す
ることが望ましい。
As described above, according to the conventional method, it was extremely difficult to prepare a stable composition in which copper (I) halide ultrafine particles were dispersed in a thin film or film-shaped polymer. From a practical point of view, as a medium of a composition in which copper (I) halide ultrafine particles are dispersed, a copper (I) halide ultrafine particles using a polymer medium whose manufacturing method and material properties are fundamentally different from those of inorganic crystals and glass. It is desirable to create a dispersion.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】波長カットフィルター
や非線形光学材料などの光学材料としての超微粒子ある
いは超微粒子分散体(とりわけ超微粒子/ポリマー組成
物)に付与される好都合な性質として、種々の用途によ
り異なる点はあるものの、主なものとしては次の項目が
挙げられる。即ち、 1.超微粒子が安定に存在する。 2.透明性に優れている。 3.環境特性に優れる。 4.粒子径が制御されている。 などである。
As convenient properties imparted to ultrafine particles or ultrafine particle dispersions (especially ultrafine particle / polymer compositions) as optical materials such as wavelength cut filters and nonlinear optical materials, various applications are available. There are some differences, but the main items are as follows. That is, 1. Ultrafine particles are stably present. 2. It has excellent transparency. 3. Excellent environmental characteristics. 4. The particle size is controlled. And so on.

【0015】今回これらの点を満足すべく、即ち、超微
粒子が安定に存在し、透明性、環境特性に優れ、超微粒
子の粒子径が制御された超微粒子分散体の開発を目的と
した結果、ハロゲン化銅(I)超微粒子をポリマーに分
散した組成物の調製法を見いだすに到った。
In order to satisfy these points, that is, to develop an ultrafine particle dispersion in which ultrafine particles are stably present, have excellent transparency and environmental characteristics, and the particle size of the ultrafine particles is controlled. The inventors have found a method for preparing a composition in which copper (I) halide ultrafine particles are dispersed in a polymer.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、短時間の加熱反応でハロゲン化銅(I)超微粒子
ポリマー分散組成物が合成されるための前駆体ポリマー
組成物、及びその加熱処理にある。
A feature of the present invention is to provide a precursor polymer composition for synthesizing a copper (I) halide ultrafine particle polymer dispersion composition by a heating reaction for a short time, and a precursor polymer composition thereof. In heat treatment.

【0017】以下、詳細に本発明の内容について説明す
る。本発明における超微粒子とは、粒子直径が1〜 100
ナノメートル(nm)、好ましくは1〜20ナノメートル
の粒子を言う。この場合の直径とは、一次粒子の直径で
あってもよくまた一次粒子が凝集して形成する二次粒子
であっても構わないが、いずれにしても可視光線に対し
て透明性を発現させるためには、 100nmを超える直径
を有する粒子は光の散乱の上から好ましくない。また、
本発明に言う透明とは、濁りや散乱の無いことであり、
粒子固有の吸収による波長領域は含まれないのは勿論で
ある。
The contents of the present invention will be described in detail below. The ultrafine particles in the present invention have a particle diameter of 1 to 100.
Refers to particles of nanometers (nm), preferably 1-20 nanometers. The diameter in this case may be the diameter of the primary particles or may be the secondary particles formed by agglomeration of the primary particles, but in any case, the transparency to visible light is expressed. Therefore, particles having a diameter of more than 100 nm are not preferable in terms of light scattering. Also,
The term "transparent" in the present invention means that there is no turbidity or scattering,
Of course, the wavelength region due to absorption peculiar to the particles is not included.

【0018】本発明におけるハロゲン化銅(I)の化合
物組成は、式: CumXn で表され、Xはハロゲン元素を示し、m=1に対してn
=1〜1.8 、好ましくはn=1〜1.5 である。
The compound composition of the copper (I) halide in the present invention is represented by the formula: CumXn, where X represents a halogen element, and n for m = 1.
= 1 to 1.8, preferably n = 1 to 1.5.

【0019】本発明に使用されるポリマーは透明性を有
するポリマーであり、かつ使用する溶媒に可溶で、ハロ
ゲン化銅(I)を溶解する非水溶媒には可溶であって
も、難溶であってもよいが、可溶である方が望ましい。
The polymer used in the present invention is a polymer having transparency and is soluble in the solvent to be used, and even if it is soluble in a non-aqueous solvent in which copper (I) halide is dissolved, it is difficult. It may be soluble, but is preferably soluble.

【0020】具体的に好ましいポリマーを例示すると、
ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチルメ
タクリレート、ポリカーボネート(PC)、ポリスチレ
ン(PS)、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレー
ト(PET)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリスルホ
ン、ポリビニルブチラール(PVB)、ポリエーテルス
ルホン(PES)、塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合ポ
リマー、無水マレイン酸とスチレンの共重合ポリマー、
スチレンとアクリロニトリルの共重合ポリマーなど、及
びこれらの混合物があげられる。
Specific examples of preferred polymers include:
Polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylmethacrylate, polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyester, polyethylene terephthalate (PET), polyvinyl chloride (PVC), polysulfone, polyvinyl butyral (PVB), polyether sulfone (PES) , Vinyl chloride and vinyl acetate copolymers, maleic anhydride and styrene copolymers,
Examples thereof include copolymers of styrene and acrylonitrile, and mixtures thereof.

【0021】次に、ハロゲン化銅(I)超微粒子分散ポ
リマー組成物の調製法について詳細に述べる。
Next, the method for preparing the copper (I) halide ultrafine particle dispersed polymer composition will be described in detail.

【0022】ハロゲン化銅(I)を非水溶媒(甲)に溶
解させる。ハロゲン化銅(I)が非水溶媒(甲)に溶け
ていれば良いが、濃度の目安としては1×10-4〜1モル
/リットル、扱い易さの点から、好ましくは1×10-3
1×10-1モル/リットルの範囲程度の溶液を用意する。
Copper (I) halide is dissolved in a non-aqueous solvent (step A). It suffices if the copper (I) halide is dissolved in the non-aqueous solvent (step A), but the standard of concentration is 1 × 10 −4 to 1 mol / liter, and from the viewpoint of easy handling, preferably 1 × 10 −. 3 ~
Prepare a solution in the range of 1 × 10 -1 mol / liter.

【0023】非水溶媒(甲)としては、極性が大きな溶
媒が好ましく、具体的な例としてはメタノール、エタノ
ールなどのアルコール類、アセトニトリル、プロピオニ
トリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリ
ル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類な
ど、或はこれらを含有する混合溶媒が挙げられる。更に
好ましくは、ハロゲン化銅(I)に対して非常に溶解性
の高いニトリル化合物が用いられる。
The non-aqueous solvent (A) is preferably a solvent having a large polarity, and specific examples include alcohols such as methanol and ethanol, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile and benzonitrile, acetone, Examples thereof include ketones such as methyl ethyl ketone, and mixed solvents containing these. More preferably, a nitrile compound having a very high solubility in copper (I) halide is used.

【0024】次に、ポリマーを非水溶媒(乙)に溶解さ
せた溶液を調製する。用いるポリマーが非水溶媒(乙)
に溶けていればよいが、濃度の目安としては1〜1000グ
ラム/リットル、扱い易さの点から、好ましくは1〜 5
00グラム/リットルの範囲の溶液を用意すればよい。
Next, a solution is prepared by dissolving the polymer in a non-aqueous solvent (B). Polymer used is non-aqueous solvent (Otsu)
It should be dissolved in, but as a guideline for the concentration, it is 1-1000 g / liter, and from the viewpoint of easy handling, it is preferably 1-5.
Prepare a solution in the range of 00 grams / liter.

【0025】非水溶媒(乙)としては、非水溶媒(甲)
と同じ溶媒を用いることができるが、この他にも使用す
る非水溶媒(甲)より極性の低い溶媒も使用可能であ
る。例えば、クロロホルム、ジクロロエタン、酢酸エチ
ル、トルエン、ベンゼンなどが挙げられる。
As the non-aqueous solvent (B), the non-aqueous solvent (A)
Although the same solvent as described above can be used, a solvent having a lower polarity than the nonaqueous solvent (A) used can also be used. For example, chloroform, dichloroethane, ethyl acetate, toluene, benzene and the like can be mentioned.

【0026】各々調製した、非水溶媒(甲)に溶解した
ハロゲン化銅(I)溶液と非水溶媒(乙)に溶解したポ
リマー溶液を混合する。このとき、ハロゲン化銅(I)
が非水溶媒(乙)に対して可溶であっても難溶であって
もよく、同様にポリマーも非水溶媒(甲)に可溶であっ
ても難溶であってもよく、両溶液を混合したときに析出
物が無く均一に溶解すれば良い。
The prepared copper (I) halide solution dissolved in the non-aqueous solvent (A) and the polymer solution dissolved in the non-aqueous solvent (O) are mixed. At this time, copper (I) halide
May be soluble or sparingly soluble in the non-aqueous solvent (B), and similarly, the polymer may be soluble or sparingly soluble in the non-aqueous solvent (A). It suffices that there is no precipitate when the solutions are mixed and they are dissolved uniformly.

【0027】混合する割合は、混合した溶液中のポリマ
ーとハロゲン化銅(I)の比率が、1グラムのポリマー
に対して、1×10-6〜1×10-2モル、好ましくは1×10
-5〜1×10-3モル程度のハロゲン化銅(I)が含まれる
ように調製することが望ましい。
The mixing ratio is such that the ratio of polymer to copper (I) halide in the mixed solution is 1 × 10 −6 to 1 × 10 −2 mol, preferably 1 ×, with respect to 1 gram of polymer. Ten
It is desirable to prepare copper (I) halide in an amount of about -5 to 1 x 10 -3 mol.

【0028】次いで、調製したハロゲン化銅(I)とポ
リマーの共存溶解した溶液から溶媒を除去する。
Then, the solvent is removed from the prepared solution in which the copper (I) halide and the polymer are co-dissolved.

【0029】除去の方法は、風乾或は真空乾燥、及びこ
れらの組合せが考えられるが、風乾の場合は、ハロゲン
化銅(I)が空気中の湿気に侵され易いことを考慮する
と不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。
Air-drying or vacuum-drying, and a combination thereof are conceivable as the removing method. However, in the case of air-drying, an inert gas is considered in consideration of the fact that the copper (I) halide is easily attacked by moisture in the air. It is preferably carried out in an atmosphere.

【0030】溶媒の除去によって得られる透明ポリマー
組成物は、流動の無い、かつまた、その組成物中に超微
粒子が析出していない状態のものであり、非水溶媒が少
量残存していても差し支えない。このポリマー組成物が
ハロゲン化銅(I)超微粒子分散ポリマー組成物合成の
重要な中間体である。溶媒の除去の程度、すなわち、乾
燥の程度が、後の加熱処理に於ける超微粒子析出の粒子
直径を制御する因子となる。乾燥の程度が高いものほ
ど、より小さいハロゲン化銅(I)超微粒子を合成する
ことができる。また、溶媒の除去の過程は使用する溶媒
にも依存するが、温度の目安としては、0℃〜50℃の範
囲で、好ましくは室温程度で行うものであり、除去、即
ち乾燥の程度は、風乾の時間或は真空乾燥の時間をもっ
て調節することができる。
The transparent polymer composition obtained by removing the solvent is in a state where there is no fluidity and ultrafine particles are not deposited in the composition, and even if a small amount of the non-aqueous solvent remains. It doesn't matter. This polymer composition is an important intermediate in the synthesis of copper (I) halide ultrafine particle dispersed polymer composition. The degree of removal of the solvent, that is, the degree of drying is a factor that controls the particle diameter of the ultrafine particle precipitation in the subsequent heat treatment. The higher the degree of drying, the smaller the copper (I) halide ultrafine particles can be synthesized. Although the process of removing the solvent also depends on the solvent used, the temperature is generally in the range of 0 ° C to 50 ° C, preferably at about room temperature. It can be adjusted by the time of air drying or the time of vacuum drying.

【0031】このようにして調製された透明ポリマー組
成物を1分未満の加熱時間で加熱する。もちろんこれ以
上時間で加熱処理を施しても超微粒子は析出しハロゲン
化銅(I)超微粒子分散ポリマー組成物を得ることがで
きるが、このようなきわめて短時間の加熱での超微粒子
合成の利点としては、分散媒体であるポリマーを傷め
ず、劣化を防ぐ、生産性が高い、などが挙げられる。
The transparent polymer composition thus prepared is heated for a heating time of less than 1 minute. Of course, even if heat treatment is performed for a longer time, ultrafine particles are precipitated and a copper (I) halide ultrafine particle-dispersed polymer composition can be obtained. However, the advantage of synthesizing ultrafine particles by heating for such an extremely short time is advantageous. Examples of the polymer include that the polymer as the dispersion medium is not damaged, deterioration is prevented, and productivity is high.

【0032】加熱方法としては、調製された透明ポリマ
ー組成物を熱媒、例えば加熱ガス、加熱オイル、加熱金
属等に接触させればよい。加熱温度が高いほど粒子径の
より微小なハロゲン化銅(I)超微粒子が、また乾燥の
程度が高いものほど加熱により粒子径のより微小な粒子
が析出する傾向にあり、よって粒子径制御が可能であ
る。加熱温度としては、微粒子の析出が始まり、ポリマ
ーが傷まない範囲であれば問題はないが、好ましくは50
℃〜 200℃である。
As a heating method, the prepared transparent polymer composition may be brought into contact with a heating medium such as heating gas, heating oil, or heating metal. The higher the heating temperature, the finer the particles of copper (I) halide having a smaller particle size, and the higher the degree of drying, the more the particles having a smaller particle size tend to deposit due to heating. It is possible. The heating temperature is not a problem as long as the precipitation of fine particles starts and the polymer is not damaged, but preferably 50
℃ ~ 200 ℃.

【0033】加熱処理後は速やかに50℃以下に冷却す
る。その後、ポリマー中から更に溶媒を除去するために
乾燥を行うことが望ましい。乾燥方法は風乾或いは真空
乾燥、及びこれらの組合せがあり、乾燥温度としては0
℃〜50℃の範囲で、好ましくは室温程度で行う。
After the heat treatment, the temperature is rapidly cooled to 50 ° C. or lower. Then, it is desirable to perform drying in order to further remove the solvent from the polymer. The drying method includes air drying or vacuum drying, and a combination thereof, and the drying temperature is 0.
C. to 50.degree. C., preferably about room temperature.

【0034】また、非水溶媒(甲)に溶解したハロゲン
化銅(I)溶液と非水溶媒(乙)に溶解したポリマーの
共存混合溶液や、ある程度濃縮した溶液を通常の薄膜形
成法であるキャスト法を適用することによって、透明ポ
リマー組成物、或は超微粒子分散ポリマー組成物のフィ
ルムやプレートなどの薄膜を容易に形成することができ
る。当然の事ながら、一般的なポリマー組成物からの薄
膜形成方法である他の方法、例えばスピンコート法、ド
クターブレード等を使用するバーコート法、ディップ
法、ロールコート法などを用いて薄膜としたフィルム状
の組成物を得ることもできる。
Further, a coexisting mixed solution of a copper (I) halide solution dissolved in a non-aqueous solvent (A) and a polymer dissolved in a non-aqueous solvent (O) or a solution concentrated to some extent is a usual thin film forming method. By applying the casting method, it is possible to easily form a thin film such as a film or a plate of the transparent polymer composition or the ultrafine particle dispersed polymer composition. As a matter of course, another method that is a method for forming a thin film from a general polymer composition, for example, a spin coating method, a bar coating method using a doctor blade, a dip method, a roll coating method, or the like is used to form a thin film. It is also possible to obtain a film-shaped composition.

【0035】超微粒子の生成の有無、或は生成超微粒子
の観察及び同定方法には、通常知られている手法、例え
ばエックス線回折による分析や、超薄切片試料の透過電
子顕微鏡観察、電子線回折分析などを用いることができ
る。
Whether or not ultrafine particles are produced, or the method of observing and identifying the produced ultrafine particles, are known methods such as X-ray diffraction analysis, ultrathin section sample transmission electron microscope observation, and electron beam diffraction. Analysis or the like can be used.

【0036】また、ポリマー組成物の紫外−可視吸収ス
ペクトルから、超微粒子の生成の有無、及び超微粒子の
粒子直径を容易に見積ることができる。これは、ハロゲ
ン化銅(I)結晶は、束縛エネルギーの大きな電子・正
孔対に起因するエキシトンによる吸収が現れ、その吸収
極大位置が超微粒子の直径に依存して変化する事によっ
ている。即ち、超微粒子の粒子径が小さくなるとエキシ
トンは閉じ込めエネルギーの分だけ紫外−可視吸収スペ
クトルの極大位置が短波長シフトする。
Further, from the UV-visible absorption spectrum of the polymer composition, it is possible to easily estimate the presence or absence of the formation of ultrafine particles and the particle diameter of the ultrafine particles. This is because copper (I) halide crystals show absorption by excitons due to electron-hole pairs having a large binding energy, and the absorption maximum position changes depending on the diameter of the ultrafine particles. That is, when the particle size of the ultrafine particles becomes smaller, the maximum position of the ultraviolet-visible absorption spectrum of excitons shifts by a short wavelength by the amount of the confinement energy.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき、更に詳細を
述べる。 実施例1 0.0066gの臭化銅(I)(CuBr)をアセトニトリル
2.0mlに溶かし、更にクロロホルムを加えて5mlと
する。この溶液から 1.0ml取り出し、PMMA0.44g
を溶解して 2.0mlとしたクロロホルム溶液をここへ添
加する。この溶液を6cmのシャーレに展開し、室温下
でまずN2 の流れている雰囲気下に6時間放置する。更
にこれを1mmHgの真空ボックスにいれて真空引き
し、24時間後これを取り出すと、臭化銅(I)超微粒子
分散ポリマー組成物を得るための前駆体であるところの
フィルム状透明ポリマー組成物が得られる。紫外−可視
吸収スペクトル、電子顕微鏡観察では、超微粒子の析出
は見られなかった。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on the following examples. Example 1 0.0066 g of copper (I) bromide (CuBr) in acetonitrile
Dissolve in 2.0 ml and add chloroform to make 5 ml. Remove 1.0 ml from this solution, 0.44 g PMMA
Add the chloroform solution to dissolve in the solution to make 2.0 ml. This solution is spread on a 6 cm Petri dish and left at room temperature for 6 hours under an atmosphere of flowing N 2 . Further, this was placed in a vacuum box of 1 mmHg and vacuumed, and after 24 hours, this was taken out, and a film-like transparent polymer composition as a precursor for obtaining a copper (I) bromide ultrafine particle dispersed polymer composition. Is obtained. No precipitation of ultrafine particles was observed in the ultraviolet-visible absorption spectrum or electron microscope observation.

【0038】実施例2 実施例1によって調製された透明ポリマー組成物を 105
℃で20秒加熱した。ポリマーは透明のままで、紫外−可
視吸収スペクトル、X線回折分析、透過電子顕微鏡観察
によりポリマー中に平均粒子直径 8.5ナノメートル(85
オングストローム)の臭化銅(I)超微粒子が生成して
いるのが確認された。このフィルム状組成物の3次の非
線形感受率(χ(3) ) を、 355nmに於いて位相共役波
発生型の縮退四光波混合法によって測定したところ 6.0
×10-11 esuの値が得られた。
Example 2 The transparent polymer composition prepared according to Example 1 was prepared as 105
Heated at 0 ° C for 20 seconds. The polymer remained transparent, and the average particle diameter in the polymer was 8.5 nanometers (85 nm) by UV-visible absorption spectrum, X-ray diffraction analysis and transmission electron microscopy.
It was confirmed that ultrafine copper (I) bromide particles of angstrom) were generated. The third-order nonlinear susceptibility (χ (3) ) of this film-like composition was measured at 355 nm by a phase conjugate wave generation type degenerate four-wave mixing method.
A value of × 10 -11 esu was obtained.

【0039】比較例1 実施例1によって調製された透明ポリマー組成物を 105
℃で1分30秒加熱した。ポリマー中に平均粒子直径9ナ
ノメートル(90オングストローム)の臭化銅(I)超微
粒子が生成しているのが確認されたが、フィルム状のポ
リマーは若干たわみ、また超微粒子の分散密度は実施例
2と殆ど変わっていなかった。
Comparative Example 1 The transparent polymer composition prepared according to Example 1
Heat at 1 ° C for 1 minute 30 seconds. It was confirmed that copper (I) bromide ultrafine particles with an average particle diameter of 9 nanometers (90 angstroms) were generated in the polymer, but the film-shaped polymer was slightly bent, and the dispersion density of the ultrafine particles was It was almost the same as Example 2.

【0040】実施例3 実施例1によって調製された透明ポリマー組成物を 145
℃で10秒加熱した。ポリマーは透明のままで、紫外−可
視吸収スペクトルによるエキシトンの極大位置は短波長
シフトし、またX線回折分析、透過電子顕微鏡観察によ
り実施例2のものより粒子径の小さい平均粒子直径 7.2
ナノメートル(72オングストローム)の臭化銅(I)超
微粒子がフィルム中に生成しているのが確認された。即
ち、加熱温度の調節で粒子径を制御できることが分か
る。
Example 3 The transparent polymer composition prepared according to Example 1
Heated at 0 ° C for 10 seconds. The polymer remained transparent, the exciton maximum position in the UV-visible absorption spectrum was shifted by a short wavelength, and the average particle diameter was smaller than that in Example 2 by X-ray diffraction analysis and transmission electron microscope observation.
It was confirmed that nanometer (72 angstrom) copper (I) bromide ultrafine particles were formed in the film. That is, it is understood that the particle size can be controlled by adjusting the heating temperature.

【0041】実施例4 真空ボックス中での乾燥時間を48時間に増加させた以外
は実施例1と同様に行い、フィルム状透明ポリマー組成
物が得られたが、紫外−可視吸収スペクトル、電子顕微
鏡観察で、超微粒子の析出は見られなかった。
Example 4 A film-like transparent polymer composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the drying time in the vacuum box was increased to 48 hours. An ultraviolet-visible absorption spectrum and an electron microscope were used. Upon observation, precipitation of ultrafine particles was not seen.

【0042】実施例5 実施例4によって調製された透明ポリマー組成物を 145
℃で10秒加熱した。ポリマーは透明のままで、紫外−可
視吸収スペクトルによるエキシトンの極大位置は実施例
3のものよりも更に短波長シフトし、またX線回折分
析、透過電子顕微鏡観察により実施例3のものより粒子
径の小さい平均粒子直径 6.4ナノメートル(64オングス
トローム)の臭化銅(I)超微粒子がフィルム中に生成
しているのが確認された。即ち、前駆体透明ポリマー組
成物の乾燥の程度を調節することにより超微粒子の粒子
径を制御することが可能であることが分かる。このフィ
ルム状組成物の3次の非線形感受率(χ(3) )を、 355
nmにおいて位相共役波発生型の縮退四光波混合法によ
って測定したところ 1.5×10-11 esuの値が得られ
た。
Example 5 The clear polymer composition prepared according to Example 4 was
Heated at 0 ° C for 10 seconds. The polymer remained transparent, the maximal position of exciton in the UV-visible absorption spectrum was shifted by a shorter wavelength than that of Example 3, and the particle size was larger than that of Example 3 by X-ray diffraction analysis and transmission electron microscope observation. It was confirmed that copper (I) bromide ultrafine particles having a small average particle diameter of 6.4 nanometers (64 angstroms) were formed in the film. That is, it is understood that it is possible to control the particle size of the ultrafine particles by adjusting the degree of drying of the precursor transparent polymer composition. The third-order nonlinear susceptibility (χ (3) ) of this film-like composition was calculated as 355
A value of 1.5 × 10 −11 esu was obtained when measured by a degenerate four-wave mixing method of the phase conjugate wave generation type in nm.

【0043】比較例2 実施例4によって調製された透明ポリマー組成物を 145
℃で1分30秒加熱した。ポリマー中に平均粒子直径 6.8
ナノメートル(68オングストローム)の臭化銅(I)超
微粒子が生成しているのが確認されたが、フィルム状の
ポリマーはかなりたわみ、また超微粒子の密度は実施例
5と殆ど変わっていなかった。
Comparative Example 2 The transparent polymer composition prepared according to Example 4 was
Heat at 1 ° C for 1 minute 30 seconds. Average particle diameter in polymer 6.8
Although it was confirmed that nanometer (68 angstrom) copper (I) bromide ultrafine particles were formed, the film-shaped polymer was considerably deflected, and the density of the ultrafine particles was almost the same as in Example 5. ..

【0044】実施例6 0.006 gの塩化銅(I)(CuCl)をアセトニトリル
2.0mlに溶かし、更にクロロホルムを加えて5mlと
する。この溶液から 1.0ml取り出し、PMMA0.44g
を溶解して 2.0mlとしたクロロホルム溶液をここへ添
加する。この溶液を6cmのシャーレに展開し、45℃で
2 の流れている雰囲気下に1時間放置の後、1mmH
gの真空ボックスにいれて真空引きし、6時間放置す
る。すると塩化銅(I)超微粒子分散ポリマー組成物を
得るための前駆体であるところのフィルム状透明ポリマ
ー組成物が得られる。紫外−可視吸収スペクトル、電子
顕微鏡観察では、超微粒子の析出は見られなかった。
Example 6 0.006 g of copper (I) chloride (CuCl) was added to acetonitrile.
Dissolve in 2.0 ml and add chloroform to make 5 ml. Remove 1.0 ml from this solution, 0.44 g PMMA
Add the chloroform solution to dissolve in the solution to make 2.0 ml. This solution was spread on a 6 cm Petri dish and left for 1 hour at 45 ° C. in an atmosphere of N 2 flow, then 1 mmH
g in a vacuum box, vacuumed, and left for 6 hours. Then, a film-like transparent polymer composition, which is a precursor for obtaining a copper (I) chloride ultrafine particle dispersed polymer composition, is obtained. No precipitation of ultrafine particles was observed in the ultraviolet-visible absorption spectrum or electron microscope observation.

【0045】実施例7 実施例6によって調製された透明ポリマー組成物を90℃
で30秒加熱した。ポリマーは透明のままで、紫外−可視
吸収スペクトル、X線回折分析、透過電子顕微鏡観察に
よりポリマー中に平均粒子直径15ナノメートル( 150オ
ングストローム)の塩化銅(I)超微粒子が生成してい
るのが確認された。
Example 7 The clear polymer composition prepared according to Example 6 was treated at 90 ° C.
Heated for 30 seconds. The polymer remains transparent, and ultrafine copper (I) chloride particles having an average particle diameter of 15 nanometers (150 angstroms) are formed in the polymer by UV-visible absorption spectrum, X-ray diffraction analysis and transmission electron microscope observation. Was confirmed.

【0046】比較例3 実施例6によって調製された透明ポリマー組成物を90℃
で2分加熱した。ポリマー中に平均粒子直径15ナノメー
トル( 150オングストローム)の塩化銅(I)超微粒子
が生成しているのが確認されたが、フィルム状のポリマ
ーは若干たわみ、また無色のフィルムが少し茶色を帯び
てきていた。これは、塩化銅(I)が反応して一部変化
していることを示唆するものである。
Comparative Example 3 The transparent polymer composition prepared according to Example 6 was treated at 90 ° C.
Heated for 2 minutes. It was confirmed that copper (I) chloride ultrafine particles with an average particle diameter of 15 nanometers (150 angstroms) were formed in the polymer, but the film-shaped polymer was slightly bent, and the colorless film was slightly brownish. Was coming. This suggests that copper (I) chloride has reacted and partially changed.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によって得られる超微粒子合成の
ための前駆体の透明ポリマー組成物は、粒子の平均直径
が1〜20ナノメートルのハロゲン化銅(I)超微粒子分
散ポリマー組成物合成に優れた中間化合物であり、よっ
て、短時間の加熱処理によっても透明性の高い、しかも
環境特性に優れたハロゲン化銅(I)超微粒子分散ポリ
マー組成物を提供することができる。製品形態の選択の
幅も広い事から、光波長カットフィルターや非線形光学
材料にとって好ましい性質を備えた材料を提供する。ま
た、得られたハロゲン化銅(I)超微粒子分散ポリマー
組成物はガラスや塩化ナトリウムなどの無機化合物を媒
体とした分散組成物や、蒸着によって作成されるものに
比べて生産コストが低い。
EFFECT OF THE INVENTION The precursor transparent polymer composition for synthesizing ultrafine particles obtained by the present invention is used for synthesizing a copper (I) halide ultrafine particle-dispersed polymer composition having an average particle diameter of 1 to 20 nm. Since it is an excellent intermediate compound, it is possible to provide a copper (I) halide ultrafine particle-dispersed polymer composition which is highly transparent even by heat treatment for a short time and has excellent environmental characteristics. Since a wide range of product forms can be selected, a material having favorable properties for an optical wavelength cut filter or a nonlinear optical material is provided. The obtained copper (I) halide ultrafine particle-dispersed polymer composition has a lower production cost than a dispersion composition using an inorganic compound such as glass or sodium chloride as a medium, or a composition prepared by vapor deposition.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 33:12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display area C08L 33:12

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ハロゲン化銅(I)とポリマーが非水溶
媒中に共存溶解してなる溶液より溶媒を除去して得られ
る透明ポリマー組成物。
1. A transparent polymer composition obtained by removing a solvent from a solution in which a copper (I) halide and a polymer are co-dissolved in a non-aqueous solvent.
【請求項2】 請求項1記載の透明ポリマー組成物を1
分未満の加熱時間で加熱して超微粒子を析出せしめるこ
とを特徴とするハロゲン化銅(I)超微粒子分散ポリマ
ー組成物の製造方法。
2. A transparent polymer composition according to claim 1
A method for producing a copper (I) halide ultrafine particle-dispersed polymer composition, which comprises heating for a heating time of less than a minute to precipitate ultrafine particles.
【請求項3】 ハロゲン化銅(I)とポリマーが非水溶
媒中に共存溶解してなる溶液より溶媒を除去して薄膜状
に形成した透明ポリマー組成物。
3. A transparent polymer composition formed into a thin film by removing a solvent from a solution in which a copper (I) halide and a polymer coexist and dissolve in a non-aqueous solvent.
【請求項4】 請求項3記載の透明ポリマー組成物を1
分未満の加熱時間で加熱して超微粒子を析出せしめるこ
とを特徴とする薄膜状のハロゲン化銅(I)超微粒子分
散ポリマー組成物の製造方法。
4. The transparent polymer composition according to claim 3
A method for producing a thin film copper (I) halide ultrafine particle-dispersed polymer composition, characterized by heating for a heating time of less than a minute to precipitate ultrafine particles.
JP9062392A 1992-04-10 1992-04-10 Polymer composition containing copper @(3754/24)i) halide dispersed therein and production of polymer composition containing ultrafine particle of copper @(3754/24)i) halide dispersed therein Pending JPH05287116A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013213091A (en) * 2012-03-30 2013-10-17 Nbc Meshtec Inc Ultraviolet shielding material
JP2014208801A (en) * 2013-03-25 2014-11-06 株式会社Nbcメッシュテック Ultraviolet-shielding coating

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