JPH08240823A - ナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有する組成物の使用 - Google Patents
ナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有する組成物の使用Info
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- JPH08240823A JPH08240823A JP1397195A JP1397195A JPH08240823A JP H08240823 A JPH08240823 A JP H08240823A JP 1397195 A JP1397195 A JP 1397195A JP 1397195 A JP1397195 A JP 1397195A JP H08240823 A JPH08240823 A JP H08240823A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/02—Elements
- C08K3/08—Metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/355—Non-linear optics characterised by the materials used
- G02F1/3551—Crystals
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- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 公知の組成物はただ溶液で記載されており、
僅かに安定であるにすぎない。また金属粒子を低い濃度
で含有しているにすぎず、その金属粒度も確実に制御す
ることはできない。本願は上記欠点を改善した組成物を
提供すること。 【構成】 A)平均値として計算して、100nmより
小さい平均直径の金属粒子、 B)ポリマーおよび C)担体物質のゾルから得られる、粒子状担体物質を主
たる成分としナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有す
る組成物を非線形光学材料としての使用すること。
僅かに安定であるにすぎない。また金属粒子を低い濃度
で含有しているにすぎず、その金属粒度も確実に制御す
ることはできない。本願は上記欠点を改善した組成物を
提供すること。 【構成】 A)平均値として計算して、100nmより
小さい平均直径の金属粒子、 B)ポリマーおよび C)担体物質のゾルから得られる、粒子状担体物質を主
たる成分としナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有す
る組成物を非線形光学材料としての使用すること。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はナノメータ粒度範囲内の
金属粒子を含有する組成物の使用に関するものである。
金属粒子を含有する組成物の使用に関するものである。
【0002】金属が酸化段階0にあり、かつそれが極め
て狭い粒度に分布を有する、極めて微細な金属粒子は多
くの用途、例えば電子光学のために重要である。
て狭い粒度に分布を有する、極めて微細な金属粒子は多
くの用途、例えば電子光学のために重要である。
【0003】
【従来技術】ナノメータ粒度範囲内の金属粒子を製造で
きることは公知であり、その際、それが比較的大きな粒
子に団結するのを防止するために、色々な方法を適用す
ることができる。こうして多くの化学的研究において色
々なポリマー例えばポリビニルピリジンあるいはポリビ
ニルピロリドンの、液中コロイド状にある、銅、銀また
は金粒子の安定性に与える影響が研究された。ナノメー
タ粒度範囲内の金属粒子をポリマーマトリックスに含有
するフィルムは、Kunzらにより製造された(J.C
olloi b and Interface Sci
ence(1993)、156、Seite240)。
二酸化チタンの存在で硝酸銀の光化学的還元の際金属銀
が生成するということはClarkらにより見出された
(J.Catalysis(1965)4、Seite
691)。
きることは公知であり、その際、それが比較的大きな粒
子に団結するのを防止するために、色々な方法を適用す
ることができる。こうして多くの化学的研究において色
々なポリマー例えばポリビニルピリジンあるいはポリビ
ニルピロリドンの、液中コロイド状にある、銅、銀また
は金粒子の安定性に与える影響が研究された。ナノメー
タ粒度範囲内の金属粒子をポリマーマトリックスに含有
するフィルムは、Kunzらにより製造された(J.C
olloi b and Interface Sci
ence(1993)、156、Seite240)。
二酸化チタンの存在で硝酸銀の光化学的還元の際金属銀
が生成するということはClarkらにより見出された
(J.Catalysis(1965)4、Seite
691)。
【0004】これまで公知の組成物はただ溶液で記載さ
れているか、またはただ僅かに安定であるにすぎない。
さらに公知の組成物は金属粒子を低い濃度で含有してい
るにすぎない。またその金属粒度も確実に制御すること
はできない。
れているか、またはただ僅かに安定であるにすぎない。
さらに公知の組成物は金属粒子を低い濃度で含有してい
るにすぎない。またその金属粒度も確実に制御すること
はできない。
【0005】ナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有す
る組成物を非線形光学材料として使用することは、これ
までなお公知ではない。
る組成物を非線形光学材料として使用することは、これ
までなお公知ではない。
【0006】非線形光学は全く一般には電磁場および物
質の交互作用に関し、光度に依存する屈折率を生じるこ
とができる。R.N.PrasadおよびD.J.Wi
lliamsは、刊行文献“Introduction
to nonlinearoptical effe
cts in molecules and Poly
mers”(Wiley 1991)でこの主題全般へ
の詳しい情報を与えている。
質の交互作用に関し、光度に依存する屈折率を生じるこ
とができる。R.N.PrasadおよびD.J.Wi
lliamsは、刊行文献“Introduction
to nonlinearoptical effe
cts in molecules and Poly
mers”(Wiley 1991)でこの主題全般へ
の詳しい情報を与えている。
【0007】3次の誘電磁化率x(3) を有する物質は、
強度依存の屈折率を持つ。x(3) は分子構造、結晶構
造、光の振動数および温度に依存する一種の物質定数で
ある。それは公知のように“4−波−混成法”(Deg
enerate Four Wave Mixing,
DFWM)または周波数3倍実験(Third Har
monic Generation THG;x(3) )
を援用して確定することができる。これらの方法は、例
えばPrasadおよびWilliamsにより“In
troduction to nonlinear o
ptical effects in molecul
es and polymers”(wiley 19
91)に原理的に記載されている。高いx(3) 値を有す
る物質は、殊に純粋な光スイッチの製造、ひいてはまた
光学的に作動するコンピュータに使用するのに適してい
る。さらに、この種の物質のための使用可能性は、例え
ばD.−R.Ulrichにより“Molecular
Crystals andDevices”、198
8(180)1〜31に記載されている。
強度依存の屈折率を持つ。x(3) は分子構造、結晶構
造、光の振動数および温度に依存する一種の物質定数で
ある。それは公知のように“4−波−混成法”(Deg
enerate Four Wave Mixing,
DFWM)または周波数3倍実験(Third Har
monic Generation THG;x(3) )
を援用して確定することができる。これらの方法は、例
えばPrasadおよびWilliamsにより“In
troduction to nonlinear o
ptical effects in molecul
es and polymers”(wiley 19
91)に原理的に記載されている。高いx(3) 値を有す
る物質は、殊に純粋な光スイッチの製造、ひいてはまた
光学的に作動するコンピュータに使用するのに適してい
る。さらに、この種の物質のための使用可能性は、例え
ばD.−R.Ulrichにより“Molecular
Crystals andDevices”、198
8(180)1〜31に記載されている。
【0008】非線形光学材料(ここでは:光学素子にお
ける高いx(3) 値を有する物質)の使用のためには、色
々な物質特性の組合せを必要とする。それ故高いx(3)
値だけが決して光学的部品の要求を満足させるものでは
ない。それに加えて緩和ひいてはまた開閉時間は極めて
小さくなくてはならない(ヘムト秒の範囲)し、吸収、
散乱等による光学的損失は最小であるべきで、特に層の
形、例えば光導波体の材料の良好な加工性が与えられて
いるべきである。
ける高いx(3) 値を有する物質)の使用のためには、色
々な物質特性の組合せを必要とする。それ故高いx(3)
値だけが決して光学的部品の要求を満足させるものでは
ない。それに加えて緩和ひいてはまた開閉時間は極めて
小さくなくてはならない(ヘムト秒の範囲)し、吸収、
散乱等による光学的損失は最小であるべきで、特に層の
形、例えば光導波体の材料の良好な加工性が与えられて
いるべきである。
【0009】該材料の塗布は、一般に、電子工学工業で
色々な基板に薄膜を製造するのに使用される、色々な薄
膜技術を使用して行う。光学的材料のための層の製造の
ために比較的簡単な方法は、いわゆるスピンコート法で
ある。この方法は、純粋な非線形の光学的に活性な材料
がまたは透明なマトリックスポリマー及びNLO−材料
からの混合物から構成される均一で、透明な層を形成す
る。この方法は工業技術的に実施するには、被覆すべき
物質を純粋にまたはポリマーと組み合わせて均一に溶解
しなければならない。スピンコート法で得られる被膜の
被膜厚は、溶液のレオロジー的特性ならびに被覆する際
の基板の回転速度に依存する。
色々な基板に薄膜を製造するのに使用される、色々な薄
膜技術を使用して行う。光学的材料のための層の製造の
ために比較的簡単な方法は、いわゆるスピンコート法で
ある。この方法は、純粋な非線形の光学的に活性な材料
がまたは透明なマトリックスポリマー及びNLO−材料
からの混合物から構成される均一で、透明な層を形成す
る。この方法は工業技術的に実施するには、被覆すべき
物質を純粋にまたはポリマーと組み合わせて均一に溶解
しなければならない。スピンコート法で得られる被膜の
被膜厚は、溶液のレオロジー的特性ならびに被覆する際
の基板の回転速度に依存する。
【0010】また被覆厚さ>1μmを有するフィルムを
製造するためにはドクターナイフないしは鋳造技術も使
用することができる。被覆終了後は、亀裂生成ないし不
均一性を防止するため、一般に注意深い乾燥に留意しな
ければならない。
製造するためにはドクターナイフないしは鋳造技術も使
用することができる。被覆終了後は、亀裂生成ないし不
均一性を防止するため、一般に注意深い乾燥に留意しな
ければならない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、ナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有し、非線形
光学材料として使用できる組成物を提供することであっ
た。
は、ナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有し、非線形
光学材料として使用できる組成物を提供することであっ
た。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、主要な
成分として A)数平均値として計算して、100nmより小さい平
均直径の金属粒子、 B)ポリマーおよび C)担体物質のゾルから得られる粒子状の担体物質を含
有する組成物を非線形光学材料として使用することによ
り達成された。
成分として A)数平均値として計算して、100nmより小さい平
均直径の金属粒子、 B)ポリマーおよび C)担体物質のゾルから得られる粒子状の担体物質を含
有する組成物を非線形光学材料として使用することによ
り達成された。
【0013】成分A 成分Aとして本組成物は、100nmより小さい平均粒
度(数平均値)を有する金属粒子を含有する。70nm
より小さい、特に50nmより小さい平均直径(数平均
値)を有する金属粒子を含有するものが有利である。一
般には該金属粒子は8〜30nmの平均直径(数平均
値)を有する。しかしまた、該平均直径はそれよりほん
の少し下にあってもよく、例えば3nmでもよい。
度(数平均値)を有する金属粒子を含有する。70nm
より小さい、特に50nmより小さい平均直径(数平均
値)を有する金属粒子を含有するものが有利である。一
般には該金属粒子は8〜30nmの平均直径(数平均
値)を有する。しかしまた、該平均直径はそれよりほん
の少し下にあってもよく、例えば3nmでもよい。
【0014】一般には、該金属粒子の大きさ分布は極め
て狭い。
て狭い。
【0015】単分散又はほぼ単分散の金属粒子が有利で
ある。
ある。
【0016】金属としては、原則的にすべての金属が考
えられるがしかし遷移金属が有利である。特に有利には
周期系の(JUPAC表1985)第8〜12族の遷移
金属である。その中で特に鉄、レニウム、イリジウム、
パラジウム、白金、銀及び金を挙げることができる。も
ちろん、異なる金属の混合物も本発明による組成物に含
有されていてもよい。金属粒子は、例えば金属塩を酸化
段階0の金属に還元することにより得ることができる。
有利には還元は溶液で行う。それ故特に可溶性の金属塩
を金属粒子の製造のために使用する。これらのうち可溶
性の硝酸塩、ハロゲン化物または酢酸塩を使用する。特
に有利には、硝酸塩および塩化物を使用する。適する金
属塩の例は、AgNO3 、HAuCl4 、H2 PtCl
2 、RhCl3 またはPdCl2 である。また、異なる
金属塩の混合物を使用することも可能である。それによ
って合金様の金属粒子を得ることができる。
えられるがしかし遷移金属が有利である。特に有利には
周期系の(JUPAC表1985)第8〜12族の遷移
金属である。その中で特に鉄、レニウム、イリジウム、
パラジウム、白金、銀及び金を挙げることができる。も
ちろん、異なる金属の混合物も本発明による組成物に含
有されていてもよい。金属粒子は、例えば金属塩を酸化
段階0の金属に還元することにより得ることができる。
有利には還元は溶液で行う。それ故特に可溶性の金属塩
を金属粒子の製造のために使用する。これらのうち可溶
性の硝酸塩、ハロゲン化物または酢酸塩を使用する。特
に有利には、硝酸塩および塩化物を使用する。適する金
属塩の例は、AgNO3 、HAuCl4 、H2 PtCl
2 、RhCl3 またはPdCl2 である。また、異なる
金属塩の混合物を使用することも可能である。それによ
って合金様の金属粒子を得ることができる。
【0017】溶剤としては、例えば水、アルコール、例
えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、i−
プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノールまたは
アミルアルコールで、このうち有利にはエタノール、ま
たは異なる溶剤の混合物、特に水とエタノールの混合物
を使用することができる。
えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、i−
プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノールまたは
アミルアルコールで、このうち有利にはエタノール、ま
たは異なる溶剤の混合物、特に水とエタノールの混合物
を使用することができる。
【0018】還元は化学的にもまたは光化学的にも行う
こともできる。その際、無機の同様にまたは有機の還元
剤も適している。例えばホルムアルデヒド、クエン酸ナ
トリウム、ヒドラジン、または尿素が適する還元剤の例
である。
こともできる。その際、無機の同様にまたは有機の還元
剤も適している。例えばホルムアルデヒド、クエン酸ナ
トリウム、ヒドラジン、または尿素が適する還元剤の例
である。
【0019】特に有利には、還元を光化学法で行う。こ
のためには一般に金属溶液を高エネルギー放射線、有利
にはUV光で照射する。作用する高エネルギー放射線は
選ばれた狭い波長範囲、例えば一定の波長、または広い
波長範囲のいずれかを有することができる。放射線源と
しては、例えば水銀蒸気ランプ、または有利には市販の
UVランプを使用することができる。普通は300〜4
00nm、有利には320〜380nmの波長の光で照
射する。照射の時間は、殊に溶液の濃度に依存する。一
般に、還元は0.5〜5時間の照射時間の後に終了す
る。
のためには一般に金属溶液を高エネルギー放射線、有利
にはUV光で照射する。作用する高エネルギー放射線は
選ばれた狭い波長範囲、例えば一定の波長、または広い
波長範囲のいずれかを有することができる。放射線源と
しては、例えば水銀蒸気ランプ、または有利には市販の
UVランプを使用することができる。普通は300〜4
00nm、有利には320〜380nmの波長の光で照
射する。照射の時間は、殊に溶液の濃度に依存する。一
般に、還元は0.5〜5時間の照射時間の後に終了す
る。
【0020】一般には還元を室温で行うが、また若干低
い温度、例えば10℃までまたは若干高い温度、例えば
40℃までで行うことができる。
い温度、例えば10℃までまたは若干高い温度、例えば
40℃までで行うことができる。
【0021】通例は還元は酸または塩基を添加せずに行
うことができる。
うことができる。
【0022】本発明による使用のために適する有利な組
成物は、金属粒子1〜80重量%を含有する。特に有利
な組成物は、金属粒子1〜20、特に5〜15重量%を
含有する。
成物は、金属粒子1〜80重量%を含有する。特に有利
な組成物は、金属粒子1〜20、特に5〜15重量%を
含有する。
【0023】成分B 本発明の組成物は、別の成分としてホリマーを含有する
が、そのうち特に、その主鎖または側鎖に極性の基を含
有するポリマーが適している。
が、そのうち特に、その主鎖または側鎖に極性の基を含
有するポリマーが適している。
【0024】有利なポリマーにはポリアミドがある。こ
の種のポリアミドは、部分結晶質もまた無定形の樹脂も
包含する。脂肪族もまた同様に部分芳香族ポリアミドま
たはコポリアミドも使用することができる。有利なポリ
アミドは脂肪族コポリアミド、部分芳香族ランダムコポ
リアミドまたはホモポリアミドまたはイオン変性コポリ
アミドである。
の種のポリアミドは、部分結晶質もまた無定形の樹脂も
包含する。脂肪族もまた同様に部分芳香族ポリアミドま
たはコポリアミドも使用することができる。有利なポリ
アミドは脂肪族コポリアミド、部分芳香族ランダムコポ
リアミドまたはホモポリアミドまたはイオン変性コポリ
アミドである。
【0025】特に適しているのは、例えば1,6−ヘキ
サメチレンジアミンおよびアジピン酸からなるポリアミ
ド(PA66)ならびにε−カプロラクタムからなるポ
リアミド(PA6)およびそのジアミン成分が例えば
4,4−ビスアミノジ−(1,1′−シクロ−ヘキシレ
ン)メタンおよびその酸成分がアジピン酸であるポリア
ミドをベースとするコポリアミドである。これらの統計
的コポリアミドは、例えばPA66/PA6/PA13
6を1:1:1のモル比で含有することができる。
サメチレンジアミンおよびアジピン酸からなるポリアミ
ド(PA66)ならびにε−カプロラクタムからなるポ
リアミド(PA6)およびそのジアミン成分が例えば
4,4−ビスアミノジ−(1,1′−シクロ−ヘキシレ
ン)メタンおよびその酸成分がアジピン酸であるポリア
ミドをベースとするコポリアミドである。これらの統計
的コポリアミドは、例えばPA66/PA6/PA13
6を1:1:1のモル比で含有することができる。
【0026】同様に、ポリスチレンまたはそのコポリマ
ーも成分Bとして使用することができる。適するポリス
チレンは、スチレンまたはスチレン誘導体、例えばα−
メチルスチレン、t−ブチル−スチレンまたはクロロス
チレンから製造することができるものである。
ーも成分Bとして使用することができる。適するポリス
チレンは、スチレンまたはスチレン誘導体、例えばα−
メチルスチレン、t−ブチル−スチレンまたはクロロス
チレンから製造することができるものである。
【0027】同様にポリアクリレートも成分Bとして本
組成物に含有させることができる。特にアクリル酸また
はメタクリル酸のアルキルエステルをベースとするポリ
マーを挙げることができる。これにはメチルエステル、
エチルエステル、n−プロピルエステル、i−プロピル
エステル、n−ブチルエステル、i−ブチルエステルま
たはt−ブチルエステルが挙げられる。ブチル、特にア
クリル酸またはメタクリル酸のt−ブチルエステルをベ
ースとするポリマーが有利である。その他に、アクリル
酸またはメタクリル酸のアルキルエステルをベースと
し、該アルキル基の末端に1または2置換のアミノ基を
持つポリマー、特に(ジアルキルアミノ)エチルメタク
リレートも考えられる。これらのうち(ジ−C1 −ビス
C10−アルキルアミノ)エチルメタクリレートは特に有
利である。特に(ジメチルアミノ)エチル−メタクリレ
ートまたは(ジエチルアミノ)エチルメタクリレートが
適する。
組成物に含有させることができる。特にアクリル酸また
はメタクリル酸のアルキルエステルをベースとするポリ
マーを挙げることができる。これにはメチルエステル、
エチルエステル、n−プロピルエステル、i−プロピル
エステル、n−ブチルエステル、i−ブチルエステルま
たはt−ブチルエステルが挙げられる。ブチル、特にア
クリル酸またはメタクリル酸のt−ブチルエステルをベ
ースとするポリマーが有利である。その他に、アクリル
酸またはメタクリル酸のアルキルエステルをベースと
し、該アルキル基の末端に1または2置換のアミノ基を
持つポリマー、特に(ジアルキルアミノ)エチルメタク
リレートも考えられる。これらのうち(ジ−C1 −ビス
C10−アルキルアミノ)エチルメタクリレートは特に有
利である。特に(ジメチルアミノ)エチル−メタクリレ
ートまたは(ジエチルアミノ)エチルメタクリレートが
適する。
【0028】ビニル化合物、例えばN−ビニルカプロラ
クタム、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、ビニ
ルアミン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルメチル
イミダゾールまたはビニルアセテートのポリマーおよび
コポリマーも同様に使用することができる。
クタム、ビニルピリジン、N−ビニルピロリドン、ビニ
ルアミン、N−ビニルイミダゾール、N−ビニルメチル
イミダゾールまたはビニルアセテートのポリマーおよび
コポリマーも同様に使用することができる。
【0029】そのほかにポリオキシアルキレン、有利に
はポリオキシメチレンは本組成物で成分Bとして適して
いる。
はポリオキシメチレンは本組成物で成分Bとして適して
いる。
【0030】ポリアリールエーテルは適するポリマーの
他のグループをなす。そのうちポリフェニルエーテルま
たはポリアリーレンエーテルスルホンが有利である。特
に極性基、例えばOHまたはSO3 −H基で官能化され
たポリアリーレンエーテル、またはポリアリーレンエー
テルスルホンが適している。
他のグループをなす。そのうちポリフェニルエーテルま
たはポリアリーレンエーテルスルホンが有利である。特
に極性基、例えばOHまたはSO3 −H基で官能化され
たポリアリーレンエーテル、またはポリアリーレンエー
テルスルホンが適している。
【0031】またランダムまたはブロックコポリマーな
らびに異なるポリマーの混合物も本沿い物中に含有され
ていてもよい。特に有利である、ポリビニルピロリドン
ならびに、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラ
クタム、N−ビニルイミダゾール、アクリル酸アルキル
エステルおよびメタクリル酸アルキルエステルのグルー
プから選ばれるモノマーをベースとするコポリマーであ
る。
らびに異なるポリマーの混合物も本沿い物中に含有され
ていてもよい。特に有利である、ポリビニルピロリドン
ならびに、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラ
クタム、N−ビニルイミダゾール、アクリル酸アルキル
エステルおよびメタクリル酸アルキルエステルのグルー
プから選ばれるモノマーをベースとするコポリマーであ
る。
【0032】ポリマーはそれ自体公知であり、一般に分
子量(重量平均値)20000〜1500000、有利
には40000〜1200000を有する。同様これら
のポリマーの製造はそれ自体公知であるか、ないしはこ
れらのポリマーを常法で製造することができるから、こ
こではただ関係文献を参照することにとどめる。
子量(重量平均値)20000〜1500000、有利
には40000〜1200000を有する。同様これら
のポリマーの製造はそれ自体公知であるか、ないしはこ
れらのポリマーを常法で製造することができるから、こ
こではただ関係文献を参照することにとどめる。
【0033】一般には本組成物中の成分Bの割合は1〜
98重量%、有利には10〜90重量%である。全く有
利な組成物はポリマー30〜80重量%を含有する。
98重量%、有利には10〜90重量%である。全く有
利な組成物はポリマー30〜80重量%を含有する。
【0034】成分C 成分Cとして本組成物は、担体物質のゾルから得られる
粒子状の担体物質を含有する。
粒子状の担体物質を含有する。
【0035】金属酸化物、特に二酸化チタンまたは二酸
化ケイ素であるが、また異なる金属酸化物の混合物も成
分Cとして使用することができる。
化ケイ素であるが、また異なる金属酸化物の混合物も成
分Cとして使用することができる。
【0036】粒子状担体物質の製造は、いわゆるゾル−
ゲル−法により行うことができる。この方法は一般に公
知である。(例えばBrinker,Scherer:
The Physics and Chemistry
of Sol−Gel Processing,Ac
ademic press 1990参照)。有利には
金属アルコキシド、例えばチタンテトラアルコキシド、
例えばチタンテトラ−S−ブチレート、チタンテトラ−
n−ブチレートまたはチタンテトラエチレートまたはケ
イ素テトラオキシド、例えばテトラメトキシシラン、ケ
イ素テトラプロピレート、有利にはケイ素テトラエチレ
ートを適当な溶剤に溶解する。また同様なやり方で、チ
タンまたはケイ素のオリゴマーアルコキシドも使用する
ことができる。これには例えばオリゴマーチタンテトラ
ブチレートまたは相応するケイ素テトラエチレートも考
えられる。水の添加により、アルコキシド金属が相応す
る酸化物に加水分解および縮合し、該酸化物は固体とし
てコロイド状に溶液に懸濁し、いわゆるゾルとして存在
する。またこの過程は酸例えば塩酸または酢酸によりあ
るいはまた塩基を使用することにより触媒することがで
きる。適当な塩基は水酸化ナトリウムである。一般には
反応は温度5〜80℃、有利には25〜80℃で行う。
該反応は普通は1〜5時間の後に終了する。一般に当業
者に公知のように、粒度は反応パラメータによって制御
できる。該粒度は、例えば温度、圧力、撹拌速度、成分
の配量時間あるいはまた濃度にも影響される。一般には
粒子状の担体物質は2〜80nmの粒度(数平均値)を
有する。有利には該粒度(数平均値)は2〜50nm、
特に2〜20nmの範囲内にある。粒子状の担体物質の
製造のための溶剤としてはAで挙げたものが適する。
ゲル−法により行うことができる。この方法は一般に公
知である。(例えばBrinker,Scherer:
The Physics and Chemistry
of Sol−Gel Processing,Ac
ademic press 1990参照)。有利には
金属アルコキシド、例えばチタンテトラアルコキシド、
例えばチタンテトラ−S−ブチレート、チタンテトラ−
n−ブチレートまたはチタンテトラエチレートまたはケ
イ素テトラオキシド、例えばテトラメトキシシラン、ケ
イ素テトラプロピレート、有利にはケイ素テトラエチレ
ートを適当な溶剤に溶解する。また同様なやり方で、チ
タンまたはケイ素のオリゴマーアルコキシドも使用する
ことができる。これには例えばオリゴマーチタンテトラ
ブチレートまたは相応するケイ素テトラエチレートも考
えられる。水の添加により、アルコキシド金属が相応す
る酸化物に加水分解および縮合し、該酸化物は固体とし
てコロイド状に溶液に懸濁し、いわゆるゾルとして存在
する。またこの過程は酸例えば塩酸または酢酸によりあ
るいはまた塩基を使用することにより触媒することがで
きる。適当な塩基は水酸化ナトリウムである。一般には
反応は温度5〜80℃、有利には25〜80℃で行う。
該反応は普通は1〜5時間の後に終了する。一般に当業
者に公知のように、粒度は反応パラメータによって制御
できる。該粒度は、例えば温度、圧力、撹拌速度、成分
の配量時間あるいはまた濃度にも影響される。一般には
粒子状の担体物質は2〜80nmの粒度(数平均値)を
有する。有利には該粒度(数平均値)は2〜50nm、
特に2〜20nmの範囲内にある。粒子状の担体物質の
製造のための溶剤としてはAで挙げたものが適する。
【0037】本組成物は一般に粒子状の担体物質1〜4
0重量%を含有する。有利には、本組成物の成分Cの割
合は1〜30、特に5〜30重量%である。
0重量%を含有する。有利には、本組成物の成分Cの割
合は1〜30、特に5〜30重量%である。
【0038】主要な成分A〜Cの他に、本組成物は成分
A〜Cに対して、尚10重量%まで、有利には1〜4重
量%の他の添加剤または加工助剤を含有することができ
る。このために特にアルコールに可溶のフィルム成形助
剤あるいはまた電気的または磁気的特性に影響を与える
充填剤がある。これには例えば強誘電性充填剤例えばチ
タン酸バリウムまたは繊維状強磁性体例えばFe2 O3
またはFe3 O4 を挙げることができる。
A〜Cに対して、尚10重量%まで、有利には1〜4重
量%の他の添加剤または加工助剤を含有することができ
る。このために特にアルコールに可溶のフィルム成形助
剤あるいはまた電気的または磁気的特性に影響を与える
充填剤がある。これには例えば強誘電性充填剤例えばチ
タン酸バリウムまたは繊維状強磁性体例えばFe2 O3
またはFe3 O4 を挙げることができる。
【0039】本組成物の製造は、一般に粒子状の担体物
質のゾルを製造することにより行う。このことはホリマ
ーCの存在で行うことができる。しかしまた成分Cをゾ
ル−ケル反応の終了後でも加えることができる。金属塩
の還元すべき均一の溶液を一般にはゾル−ゲル反応の終
了後に加える。しかしまた、固形の金属塩をゾルに加
え、均一に溶解することもできる。金属塩の金属粒子へ
の還元は一般にそのつどの溶剤、その中に溶けているポ
リマーならびにそのつどの担体物質のゾルの存在で行
う。引き続いて溶剤を除去することができる。しかしま
た、溶剤を還元前に除去することも可能である。この変
法は、特に金属塩の光化学的還元の際有利である。
質のゾルを製造することにより行う。このことはホリマ
ーCの存在で行うことができる。しかしまた成分Cをゾ
ル−ケル反応の終了後でも加えることができる。金属塩
の還元すべき均一の溶液を一般にはゾル−ゲル反応の終
了後に加える。しかしまた、固形の金属塩をゾルに加
え、均一に溶解することもできる。金属塩の金属粒子へ
の還元は一般にそのつどの溶剤、その中に溶けているポ
リマーならびにそのつどの担体物質のゾルの存在で行
う。引き続いて溶剤を除去することができる。しかしま
た、溶剤を還元前に除去することも可能である。この変
法は、特に金属塩の光化学的還元の際有利である。
【0040】その際、金属粒度は担体物質Cの粒度に依
存する。担体物質の粒度が小さくなる程、金属粒子はそ
れだけ小さくなる。本組成物における金属粒子の分布は
一般は均一かまたはほぼ均一である。
存する。担体物質の粒度が小さくなる程、金属粒子はそ
れだけ小さくなる。本組成物における金属粒子の分布は
一般は均一かまたはほぼ均一である。
【0041】本組成物は良好な加工性ならびに、その金
属粒子が塊になる傾向がないかないしはただほんの僅か
であることで優れている。
属粒子が塊になる傾向がないかないしはただほんの僅か
であることで優れている。
【0042】例えば本組成物で、担体のゾルをポリマー
および金属塩溶液と一緒に相応する表面に塗布し、溶剤
を除去し、引き続いて還元を例えば光化学的に行うこと
により表面被覆することができる。しかしまた本組成物
を還元の後および溶剤の除去前または後で被覆すべき表
面に塗布することにより被膜を製造することも可能であ
る。このことは例えば平板状の表面の場合にはドクター
ブレードまたは円筒形表面の場合には壁面移動式ロータ
により行うことができる。表面をスピンコーティングに
より被覆するのが有利である。
および金属塩溶液と一緒に相応する表面に塗布し、溶剤
を除去し、引き続いて還元を例えば光化学的に行うこと
により表面被覆することができる。しかしまた本組成物
を還元の後および溶剤の除去前または後で被覆すべき表
面に塗布することにより被膜を製造することも可能であ
る。このことは例えば平板状の表面の場合にはドクター
ブレードまたは円筒形表面の場合には壁面移動式ロータ
により行うことができる。表面をスピンコーティングに
より被覆するのが有利である。
【0043】本発明によれば、本組成物は非線形光学材
料として使用する。これから製造された被膜、フィルム
またはシートを非線形光学材料として使用するのが特に
有利である。
料として使用する。これから製造された被膜、フィルム
またはシートを非線形光学材料として使用するのが特に
有利である。
【0044】
実用技術的試験 UV吸収スペクトルをHewlett Packard
社のUV/VISスペトロメータ8450Aで記録し
た。粒度は電子顕微鏡写真を使用して決定した。
社のUV/VISスペトロメータ8450Aで記録し
た。粒度は電子顕微鏡写真を使用して決定した。
【0045】金属粒子の含量は、組成物を800℃で灰
化して決定した。被膜はMikasa社のスピンコータ
を使用して毎分1500回転および90秒のスピニング
時間で静止基板(硝子板またはケイ素ウエハー)上に製
造した。
化して決定した。被膜はMikasa社のスピンコータ
を使用して毎分1500回転および90秒のスピニング
時間で静止基板(硝子板またはケイ素ウエハー)上に製
造した。
【0046】x(3) 値は4−波−混合法を使用して決定
した。
した。
【0047】例1 担体物質のゾルの製造 溶液1 テトラヒドロキシシラン4.24g(0.02モル)を
エタノール20.3gに溶解し、1重量%のHCl、
0.77gを混合し撹拌(400回/分)および還流下
に3時間で加水分解し縮合させた。
エタノール20.3gに溶解し、1重量%のHCl、
0.77gを混合し撹拌(400回/分)および還流下
に3時間で加水分解し縮合させた。
【0048】溶液2 テトラエチルオルトチタネート0.184g(8.1・
10-4モル)および、平均分子量Mn=360000g
/モルおよびMw=1.3×106 g/モルで特徴付け
られるポリビニルピロリドン(例えばBASF社の市販
品ポリビニルピロリドンK90)3.0gをエタノール
20.3gに400回/分で撹拌しながら均質に溶解し
た。
10-4モル)および、平均分子量Mn=360000g
/モルおよびMw=1.3×106 g/モルで特徴付け
られるポリビニルピロリドン(例えばBASF社の市販
品ポリビニルピロリドンK90)3.0gをエタノール
20.3gに400回/分で撹拌しながら均質に溶解し
た。
【0049】引き続いて、溶液1および溶液2を混合
し、2時間室温で加水分解させた。
し、2時間室温で加水分解させた。
【0050】組成物の製造 ゾル−ゲル反応の終了の後、硝酸銀0.75g(4.4
ミリモル)を加え、均質に溶解した。引き続いて、基板
を被覆し、溶剤を真空中で乾燥により除去し、23℃で
12時間波長365nmのUV光で照射した。
ミリモル)を加え、均質に溶解した。引き続いて、基板
を被覆し、溶剤を真空中で乾燥により除去し、23℃で
12時間波長365nmのUV光で照射した。
【0051】こうして褐色の被膜を得た。生じた銀粒子
は、450nmでの吸収最大値を有する銀に特徴あるU
V吸収スペクトルを示した。銀粒子の平均粒度(数平均
値)は10nmであった。被膜の銀含有量は9.1重量
%(理論量の91%)であった。x(3) 値は2.3×1
0-8esuであった。
は、450nmでの吸収最大値を有する銀に特徴あるU
V吸収スペクトルを示した。銀粒子の平均粒度(数平均
値)は10nmであった。被膜の銀含有量は9.1重量
%(理論量の91%)であった。x(3) 値は2.3×1
0-8esuであった。
【0052】例2 例1を繰り返したが、但し硝酸銀の代りにHAuCl4
0.86g(2.2モル)を使用し被膜を6時間だけ照
射した。生じた金粒子は特有な530nmでの吸収最大
を有するUV吸収スペクトルを示した。金粒子の平均粒
度(数平均値)は5nmであった。被膜の金含有率は
7.8重量%(理論量の92%)であった。x(3) 値は
2.3×10-8esuであった。
0.86g(2.2モル)を使用し被膜を6時間だけ照
射した。生じた金粒子は特有な530nmでの吸収最大
を有するUV吸収スペクトルを示した。金粒子の平均粒
度(数平均値)は5nmであった。被膜の金含有率は
7.8重量%(理論量の92%)であった。x(3) 値は
2.3×10-8esuであった。
【0053】比較例 ゾル−ゲル法によらないで製造した粒子状担体物質の使
用 硝酸銀24mg(1.4・10-4モル)を、水40gお
よびメタノール10gからの混合物に撹拌しながら室温
で溶解した。この溶液に二酸化チタン(粒度10〜30
μm、球状)100mg(1.25・10-8モル)を加
えた。生じた懸濁液を水酸化アンモニウムでpH値11
に調整し、3時間撹拌しながら365nmの波長のUV
光で照射した。
用 硝酸銀24mg(1.4・10-4モル)を、水40gお
よびメタノール10gからの混合物に撹拌しながら室温
で溶解した。この溶液に二酸化チタン(粒度10〜30
μm、球状)100mg(1.25・10-8モル)を加
えた。生じた懸濁液を水酸化アンモニウムでpH値11
に調整し、3時間撹拌しながら365nmの波長のUV
光で照射した。
【0054】照射の過程で懸濁物が灰色に変色した。撹
拌機を停止すると、固形物が沈降した。
拌機を停止すると、固形物が沈降した。
【0055】乾燥した固形物の電子顕微鏡写真は、表面
が銀で被覆された二酸化チタン粒子を示した。その粒度
は明らかに10μmより大であった。
が銀で被覆された二酸化チタン粒子を示した。その粒度
は明らかに10μmより大であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール−ハインツ、ハース ドイツ、68199、マンハイム、ラインゴル トシュトラーセ、134 (72)発明者 ヨーゼフ、ヴュンシュ ドイツ、67105、シファーシュタット、グ ライヴィッツァーシュトラーセ、4
Claims (1)
- 【請求項1】 主要な成分として A)数平均値として計算して、100nmより小さい平
均直径の金属粒子、 B)ポリマーおよび C)担体物質のゾルから得られる粒子状担体物質を含有
する組成物の非線形光学材料としての使用。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4402887 | 1994-02-01 | ||
DE4402887.3 | 1994-02-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08240823A true JPH08240823A (ja) | 1996-09-17 |
Family
ID=6509115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1397195A Withdrawn JPH08240823A (ja) | 1994-02-01 | 1995-01-31 | ナノメータ粒度範囲内の金属粒子を含有する組成物の使用 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08240823A (ja) |
DE (1) | DE19501802A1 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100379250B1 (ko) * | 2000-12-04 | 2003-04-08 | 한국과학기술연구원 | 나노 단위 크기의 금속 입자가 함유된 고분자 복합 소재및 그 제조 방법 |
KR100484506B1 (ko) * | 2002-04-16 | 2005-04-20 | 학교법인 포항공과대학교 | 균일하고 입자 분포가 좁은 금속-고분자 나노복합체 및 그 제조 방법 |
JP2006051431A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 排気ガス浄化用三元触媒及びその製造方法 |
JP2006328433A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Keio Gijuku | 金属ナノ粒子の生成方法 |
US7348365B2 (en) | 2001-04-30 | 2008-03-25 | Postech Foundation | Colloid solution of metal nanoparticles, metal-polymer nanocomposites and methods for preparation thereof |
US7745499B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-06-29 | Asahi Kasei Medical Co., Ltd | Metal colloid solution |
JP2016500897A (ja) * | 2012-09-27 | 2016-01-14 | ロディア オペレーションズRhodia Operations | 銀ナノ構造を作製するための方法及び同方法に有用なコポリマー |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19537013A1 (de) * | 1995-10-04 | 1997-06-05 | Schulman A Gmbh | Zusammensetzung auf Polymerbasis und Verfahren zu ihrer Herstellung |
DE19630538A1 (de) * | 1996-07-29 | 1998-02-05 | Rossendorf Forschzent | Kompositmaterial zur Resonanzverstärkung optischer Signale und Verfahren zu dessen Herstellung |
DE19639632B4 (de) * | 1996-09-26 | 2005-10-13 | Zenneck, Ulrich, Prof. Dr. | Verfahren zur Herstellung ionenfreier Nanometall-Polymerverbunde und deren Verwendung |
US5993701A (en) * | 1996-11-27 | 1999-11-30 | Industrial Science & Technology | Third-order nonlinear optical material and method for production thereof |
DE10058577C2 (de) * | 2000-11-21 | 2003-08-07 | Univ Dresden Tech | Verfahren und Vorrichtung für die Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie zur Verstärkung der Fluoreszenzintensität |
CN1678417A (zh) * | 2002-07-16 | 2005-10-05 | 日本板硝子株式会社 | 胶体溶液的制造方法;在其表面上固定有胶体颗粒的载体;燃料电池阴极、燃料电池阳极及其制造方法以及使用该电极的燃料电池;以及低温氧化催化剂和该催化剂的制造方法;使用该催化剂的用于燃料电池的燃料改性装置 |
CN103737014B (zh) * | 2013-12-23 | 2015-12-30 | 暨南大学 | 一种纳米硫银复合溶胶及其制备方法与应用 |
-
1995
- 1995-01-21 DE DE19501802A patent/DE19501802A1/de not_active Withdrawn
- 1995-01-31 JP JP1397195A patent/JPH08240823A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100379250B1 (ko) * | 2000-12-04 | 2003-04-08 | 한국과학기술연구원 | 나노 단위 크기의 금속 입자가 함유된 고분자 복합 소재및 그 제조 방법 |
US7348365B2 (en) | 2001-04-30 | 2008-03-25 | Postech Foundation | Colloid solution of metal nanoparticles, metal-polymer nanocomposites and methods for preparation thereof |
KR100484506B1 (ko) * | 2002-04-16 | 2005-04-20 | 학교법인 포항공과대학교 | 균일하고 입자 분포가 좁은 금속-고분자 나노복합체 및 그 제조 방법 |
US7745499B2 (en) | 2003-07-17 | 2010-06-29 | Asahi Kasei Medical Co., Ltd | Metal colloid solution |
JP2006051431A (ja) * | 2004-08-11 | 2006-02-23 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 排気ガス浄化用三元触媒及びその製造方法 |
JP2006328433A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Keio Gijuku | 金属ナノ粒子の生成方法 |
JP4631095B2 (ja) * | 2005-05-23 | 2011-02-16 | 学校法人慶應義塾 | 金属ナノ粒子の生成方法 |
JP2016500897A (ja) * | 2012-09-27 | 2016-01-14 | ロディア オペレーションズRhodia Operations | 銀ナノ構造を作製するための方法及び同方法に有用なコポリマー |
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Publication number | Publication date |
---|---|
DE19501802A1 (de) | 1995-08-03 |
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---|---|---|---|
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