JPH07238382A - 薄膜の製造方法 - Google Patents

薄膜の製造方法

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JPH07238382A
JPH07238382A JP2869894A JP2869894A JPH07238382A JP H07238382 A JPH07238382 A JP H07238382A JP 2869894 A JP2869894 A JP 2869894A JP 2869894 A JP2869894 A JP 2869894A JP H07238382 A JPH07238382 A JP H07238382A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 有機溶剤、電解装置、真空装置などを用いず
に、金属基板の侵せきという極めて容易な方法による機
能材料の薄膜、及びその製造方法を提供する。 【構成】 疎水性の機能性材料を、疎水性部分に芳香族
アゾ残基を含有する界面活性剤を用いて水中に分散し、
侵せきした金属基板により界面活性剤を還元して分散状
態を壊し、金属基板の表面に機能材料の薄膜を製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は色素等の機能材料薄膜
の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、この
発明は、基板の侵せきのみで金属基板に疎水性物質の薄
膜を効率良く製造することのできる、新しい薄膜の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来、疎水性物質の薄膜の製
造方法として、塗布法、スピンコート法、蒸着法、スパ
ッタリング法、プラズマCVD法などが利用されてい
る。しかし、これらの従来の製造方法には様々な制限や
課題があった。たとえば塗布法、スピンコート法などの
湿式法の場合には、有機溶媒を使用するため、付帯設備
に多額の投資を必要とする。また、湿式法において、バ
インダー樹脂を共存させる方法が広く用いられている
が、得られる薄膜に、このバインダー樹脂が共存するこ
ととなり、薄膜中の機能材料の濃度が低減するという問
題がある。このため、機能材料の濃度を大きくすること
には限界があり、機能素子の性能を向上させる上で制約
となっていた。
【0003】一方、蒸着法、スパッタリング法、プラズ
マCVD法などの乾式法の場合には、疎水性物質のみを
薄膜化できる利点があるが、気化により分解する物質に
は適用出来ないという制限がある。また、乾式法の場
合、真空装置の使用に伴い、高価な大規模な装置が必要
になる。さらにまた、近年、この発明の発明者らによる
フェロセン残基または芳香族アゾ残基を含有する界面活
性剤の電解を利用する疎水性化合物の薄膜を形成する方
法(国際公開WO88/07538)が知られている
が、この方法による薄膜の製造においては、電解工程が
あり、専門知識と電解設備が必要となる。その後、上記
のフェロセン残基を含有する界面活性剤を用いて、電解
の代わりに酸化剤を付着させた基板を侵せきさせる方法
(特公平3−23227号公報)も開発されているが、
酸化剤を基板に均一に付着させねばならず、製造工程が
やや複雑である。
【0004】そこで、この発明は、上記の通りの従来の
技術の欠点を解消し、極めて容易な操作で高品質の機能
性薄膜を製造することができる新しい薄膜の製造方法を
提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、アゾ界面活性剤により疎水性物
質を水中へ可溶化または微粒子として分散した後に、ア
ゾ界面活性剤の酸化還元電位より卑な金属を浸せきして
アゾ界面活性剤を還元し、金属表面近傍において、前記
の疎水性物質の可溶化状態または分散状態を破壊して、
疎水性物質を金属表面へ付着させることを特徴とする薄
膜の製造方法を提供するものである。
【0006】また、この発明は、疎水性部分が芳香族ア
ゾ化合物残基を含有することを特徴とする界面活性剤
が、下記の一般式〔I〕
【0007】
【化2】
【0008】〔ここで、φ1 およびφ2 は炭素原子でア
ゾ基に結合する置換基を有してもよい1価の芳香族炭化
水素基または複素環基を表わし、Xは酸素原子、原子団
−NH−、窒素原子、原子団−COO−、または原子団
−OCO−を表わし、aは0または1を表わし、Aはメ
チレン基を表わし、bは0または1以上の整数を表わ
し、Zは酸素原子、窒素原子、原子団−NH−、原子団
−COO−、原子団−OCO−、原子団>P(O)−、
または原子団−OCO−CH2 O−を表わし、cは0ま
たは1を表わし、Eは原子団−CH2 CH2 O−、原子
団−CH(CH3)CH2 O−、または−CH2 CH
(CH3 )O−を表わし、nは6以上の整数もしくはそ
の平均値を表わし、dは1または2、mは1または2を
表わし、Rは水素原子またはメチル基を表わし、eは1
または2を表わす〕で示されるアゾ化合物であることを
特徴とする薄膜の製造方法をも提供する。
【0009】以上この発明の方法により、疎水性物質が
色素、電荷発生材、電荷輸送材、感光性色素、フォトク
ロミック材料、ガスセンシング材料、イオンセンシング
材料、レジスト材料などの機能性材料であることを特徴
とする薄膜、及び、その薄膜を用いることを特徴とする
着色金属、電子写真感光体、太陽電池、フォトクロミッ
ク薄膜、ガスセンサー、イオンセンサー等が提供され
る。
【0010】さらに詳細に説明すると、まず、この発明
で使用することのできる疎水性物質としては、界面活性
剤の水溶液に可溶化または微粒子として分散する疎水性
化合物ならば化学構造を問わず様々なものを挙げること
ができる。たとえば色素として、「染料便覧」丸善、1
970年7月20日発行の839〜878ページに列挙
されているC.I.ソルベントイエロー2、C.I.ソ
ルベントレッド3などの油溶性染料、「染料便覧」の9
87〜1109ページ「カラーケミカル事典」シーエム
シー、1988年3月28日発行に列挙されているC.
I.ピグメントブルー15などの有機顔料、さらには、
「カラーケミカル事典」542〜591ページに列挙さ
れているエレクトロニクス用色素、記録用色素、環境ク
ロミズム用色素、写真用色素、エネルギー用色素のうち
の疎水性化合物が挙げられる。また、電子写真感光体用
の電荷発生材として、x型フタロシアニン、α型オキシ
チタニウムフタロシアニン、α型オキシバナジウムフタ
ロシアニンなどが挙げられる。水に不溶なポリマー、た
とえば、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネ
ート、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリピロー
ル、ポリアニリン、アセチルセルロース、ポリビニルア
セテート、ポリビニールブチラール、あるいはコポリマ
ー(メタクリル酸メチルとメタクリル酸とのポリマー)
等を挙げることができる。
【0011】疎水性物質の可溶化または分散した液を調
製するには種々の方法がある。具体的には臨界ミセル濃
度以上の一般式〔I〕で表わされるアゾ界面活性剤の水
溶液に、疎水性物質を加えて超音波処理、攪拌などによ
り可溶化または分散した液を調製せしめればよい。前記
の一般式〔I〕で表わされるアゾ界面活性剤の具体例と
しては、たとえば、以下の化学構造式で示される化合物
群を挙げることができる。
【0012】
【化3】
【0013】
【化4】
【0014】
【化5】
【0015】
【化6】
【0016】このようにして調製した可溶化した液また
は分散液に、アゾ界面活性剤の酸化還元電位より卑な金
属または卑な金属を付着した基板を浸せきすることによ
り、疎水性化合物の薄膜を基板上に製造できる。ここ
で、金属としては、アゾ界面活性剤の酸化還元電位(飽
和甘コウ電極に対して約+0.2V、pH1)より卑な
酸化還元電位を有するものであれば特にその種類に制限
なく使用することができる。このような金属としては
銅、コバルト、クロミウム、ニッケル、モリブデン、
鉛、錫、鉄、チタン、バナジウム、亜鉛、アルミニウ
ム、マグネシウムなどが使用できる。また、これらの金
属から構成される合金、たとえば、真鍮、青銅、洋白、
ジュラルミンなどが使用できる。さらに、これらの金属
を付着させた基板、たとえば、ブリキやニッケルまたは
クロミウムをメッキまたは無電解メッキした金属、プラ
スチック、ガラスなどが使用できる。
【0017】このような金属または金属を付着した基板
を前記の疎水性物質を水中へ可溶化または微粒子として
分散した液に浸せきすることにより、極めて容易に薄膜
を製造できる。このような浸せきによって、容易に薄膜
が形成される理由は、金属とアゾ界面活性剤との間で酸
化還元反応が起こることによる。すなわち、この反応に
より金属が酸化されて金属イオンとなり、アゾ界面活性
剤は還元されて可溶化能と分散能が失われ、疎水性化合
物が基板上に析出して薄膜が形成される。
【0018】浸せき時の条件については、たとえば、温
度はアゾ界面活性剤の曇点以下であれば良く、浸せき時
間は1〜180分程度の範囲で選べば良い。以下、実施
例を示し、さらに詳しくこの発明について説明する。
【0019】
〔銅板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕
0.1mol/l塩酸、1.0mmol/l AZPE
G(下記式)の水溶液に10mmol/lのβ型銅フタ
ロシアニンを加えた後、10分間超音波照射し、3昼夜
攪拌して分散液を調製した。幅20mm、長辺50m
m、厚さ0.3mmの銅板の先端20mmをこの分散液
に、25℃にて、20分間浸せきし、銅板上に緑青色の
薄膜(幅20mm、長さ20mm)を製造した。製造終
了後、銅板を引上げ、エタノールで洗浄した。
【0020】
【化7】
【0021】得られた薄膜は走査型電子顕微鏡写真より
粒径が約0.1μmの粒子より構成されている多孔質の
ものであることが確認された(図1)。また、粒子の粒
径、形状は使用したものと一致していた。一方、この膜
を5mmol/lのBrij35の水溶液に分散した溶
液の可視紫外吸収スペクトルパターン(図2)は使用し
たβ型銅フタロシアニンを5mmo/lのBrij35
水溶液に分散したものと一致していた。従って、使用す
る粒子の化学構造、粒径、結晶型を維持したまま薄膜を
製造できることが確かめられた。比較例1 実施例1に用いた界面活性剤の代わりに典型的な非イオ
ン性界面活性剤であるBrij35を用い、実施例1と
同様に調製したβ型銅フタロシアニンの分散液に銅板を
20分間浸せきしたが、薄膜は得られなかった。実施例2 〔真鍮板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.3
mmの真鍮を用いた以外は実施例1と同様にして、真鍮
板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例3 〔燐青銅板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.2
mmの燐青銅板を用いた以外は実施例1と同様にして、
燐青銅板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例4 〔洋白板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.2
mmの洋白板を用いた以外は実施例1と同様にして、洋
白板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例5 〔鉛板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.5
mmの鉛板を用いた以外は実施例1と同様にして、鉛板
上に緑青色の薄膜を製造した。実施例6 〔錫板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.5
mmの錫板を用いた以外は実施例1と同様にして、錫板
上に緑青色の薄膜を製造した。実施例7 〔ニッケル板上のβ型銅フタロシアニンの薄
膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺35mm、厚さ0.3
mmのニッケル板を用いた以外は実施例1と同様にし
て、ニッケル板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例8 〔鉄(軟鉄)板上のβ型銅フタロシアニンの薄
膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.5
mmの軟鉄板を用いた以外は実施例1と同様にして、軟
鉄板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例9 〔亜鉛板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.5
mmの亜鉛板を用いた以外は実施例1と同様にして、亜
鉛板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例10 〔ブリキ板上のβ型銅フタロシアニンの薄
膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.5
mmのブリキ板を用いた以外は実施例1と同様にして、
ブリキ板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例11 〔アルミニウム板上のβ型銅フタロシアニン
の薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ1mm
のアルミニウム板を用いた以外は実施例1と同様にし
て、アルミニウム板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例12 〔ジュラルミン板上のβ型銅フタロシアニン
の薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺50mm、厚さ0.5
mmのジュラルミン板を用いた以外は実施例1と同様に
して、ジュラルミン板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例13 〔銅板上のポリクロロブロモ銅フタロシアニ
ンの薄膜〕 β型銅フタロシアニンの代わりにポリクロロブロモ銅フ
タロシアニンを用いた以外は実施例1と同様にして、銅
板上に緑色の薄膜を製造した。実施例14 〔銅板上のペリレンバーミリオンの薄膜〕 1.0mmol/lのAZPEGの代わりに1.5mm
ol/lのAZPEGを、β型銅フタロシアニンの代わ
りにペリレンバーミリオンを用いた以外は実施例1と同
様にして、銅板上に赤色の薄膜を製造した。実施例15 〔ニッケル板上のペリレンバーミリオンの薄
膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺35mm、厚さ0.3
mmのニッケル板を用いた以外は実施例14と同様にし
て、ニッケル板上に赤色の薄膜を製造した。実施例16 〔銅板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 0.1mol/l塩酸、1.0mmol/lAZPEG
(下記式)の水溶液15mmol/lのβ型銅フタロシ
アニンを加えた後、10分間超音波照射し、3昼夜攪拌
して分散駅を調製した。幅10mm、長辺33mm、厚
さ0.3mmの銅板の先端20mmをこの分散液に、2
5℃にして、20分間浸せきし、銅板上に緑青色の薄膜
(幅20mm、長さ20mm)を製造した。製造終了
後、銅板を引き上げ、エタノールで洗浄した。
【0022】
【化8】
【0023】実施例17〔真鍮板上のβ型銅フタロシア
ニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺33mm、厚さ0.3
mmの真鍮を用いた以外は実施例16と同様にして、真
鍮板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例18 〔燐青銅板上のβ型銅フタロシアニンの薄
膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺33mm、厚さ0.2
mmの燐青銅板を用いた以外は実施例16と同様にし
て、燐青銅板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例19 〔洋白板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺33mm、厚さ0.2
mmの洋白板を用いた以外は実施例16と同様にして、
洋白板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例20 〔ニッケル板上のβ型銅フタロシアニンの薄
膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺33mm、厚さ0.3
mmのニッケル板を用いた以外は実施例16と同様にし
て、ニッケル板上に緑青色の薄膜を製造した。 実施例21 〔亜鉛板上のβ型銅フタロシアニンの薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺33mm、厚さ0.5
mmの亜鉛板を用いた以外は実施例16と同様にして、
亜鉛板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例22 〔ブリキ板上のβ型銅フタロシアニンの薄
膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺33mm、厚さ0.5
mmのブリキ板を用いた以外は実施例16と同様にし
て、ブリキ板上に緑青色の薄膜を製造した。実施例23 〔アルミニウム板上のβ型銅フタロシアニン
の薄膜〕 銅板の代わりに幅10mm、長辺33mm、厚さ1mm
のアルミニウム板を用いた以外は実施例16と同様にし
て、アルミニウム板上に緑青色の薄膜を製造した。
【0024】
【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明した通
り、簡便な手段によって、高品質な、機能性の薄膜の製
造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例としての製造された薄膜を示した図面に
代わる走査型電子顕微鏡写真である。
【図2】実施例においての溶液の可視紫外吸収スペクト
ルパターン図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B05D 7/14 101 Z 7/24 301 C 7717−4D E 7717−4D Z 7717−4D 303 E 7717−4D

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族アゾ化合物残基を含有するアゾ界
    面活性剤により疎水性物質を水中へ可溶化または微粒子
    として分散した後に、アゾ界面活性剤の酸化還元電位よ
    り卑な金属を浸せきしてアゾ界面活性剤を還元し、金属
    表面近傍において、疎水性物質の可溶化状態または分散
    状態を破壊して疎水性物質を金属表面へ付着させること
    を特徴とする薄膜の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、アゾ界面活性剤が、
    下記の一般式〔I〕 【化1】 〔ここで、φ1 およびφ2 は炭素原子でアゾ基に結合す
    る置換基を有してもよい1価の芳香族炭化水素基または
    複素環基を表わし、Xは酸素原子、原子団−NH−、窒
    素原子、原子団−COO−、または原子団−OCO−を
    表わし、aは0または1を表わし、Aはメチレン基を表
    わし、bは0または1以上の整数を表わし、Zは酸素原
    子、窒素原子、原子団−NH−、原子団−COO−、原
    子団−OCO−、原子団>P(O)−、または原子団−
    OCO−CH2 O−を表わし、cは0または1を表わ
    し、Eは原子団−CH2 CH2 O−、原子団−CH(C
    3)CH2 O−、または−CH2 CH(CH3 )O−
    を表わし、nは6以上の整数もしくはその平均値を表わ
    し、dは1または2、mは1または2を表わし、Rは水
    素原子またはメチル基を表わし、eは1または2を、各
    々表わす〕で示されるアゾ化合物薄膜の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の方法により製造され
    た薄膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2015137013A1 (ja) * 2014-03-12 2015-09-17 株式会社Adeka 銅膜形成用組成物及びそれを用いた銅膜の製造方法
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