JPH11256039A - 有機−無機コンポジットの製造方法 - Google Patents
有機−無機コンポジットの製造方法Info
- Publication number
- JPH11256039A JPH11256039A JP10339153A JP33915398A JPH11256039A JP H11256039 A JPH11256039 A JP H11256039A JP 10339153 A JP10339153 A JP 10339153A JP 33915398 A JP33915398 A JP 33915398A JP H11256039 A JPH11256039 A JP H11256039A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic
- inorganic
- gel
- alcohol
- inorganic composite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/68—Preparation of metal alcoholates
- C07C29/70—Preparation of metal alcoholates by converting hydroxy groups to O-metal groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 互いに化学反応をしない有機物と無機物を混
合することで、純粋な有機物と無機物とが有するそれぞ
れの長所をすべて有する有機−無機コンポジットを製造
する。 【解決手段】 前記目的を達成するために本発明は、１
つ以上の金属とアルコールを反応させて金属アルコキシ
ドをつくり、シリコン含有化合物を混合した後、触媒と
ともに反応させてアルコール溶液が含浸した単一または
複合金属酸化物のアルコゲルを生成する過程と；遠心分
離法を用いて前記アルコゲル内の無機格子構造を満たし
ているアルコールを分離してゲルを形成する過程と；前
記ゲル内に有機高分子を形成するための有機単量体を添
加する過程と；前記有機単量体を重合する過程を含む有
機−無機コンポジットの製造方法を提供する。
合することで、純粋な有機物と無機物とが有するそれぞ
れの長所をすべて有する有機−無機コンポジットを製造
する。 【解決手段】 前記目的を達成するために本発明は、１
つ以上の金属とアルコールを反応させて金属アルコキシ
ドをつくり、シリコン含有化合物を混合した後、触媒と
ともに反応させてアルコール溶液が含浸した単一または
複合金属酸化物のアルコゲルを生成する過程と；遠心分
離法を用いて前記アルコゲル内の無機格子構造を満たし
ているアルコールを分離してゲルを形成する過程と；前
記ゲル内に有機高分子を形成するための有機単量体を添
加する過程と；前記有機単量体を重合する過程を含む有
機−無機コンポジットの製造方法を提供する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は有機−無機コンポジ
ットの製造方法に関し、より詳しくは、互いに化学反応
をしない有機物と無機物とを混合して純粋な有機物と無
機物とが有するそれぞれの長所をすべて有する有機−無
機コンポジットを製造する方法に関する。
ットの製造方法に関し、より詳しくは、互いに化学反応
をしない有機物と無機物とを混合して純粋な有機物と無
機物とが有するそれぞれの長所をすべて有する有機−無
機コンポジットを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】単一金属酸化物又は複合金属酸化物を含
む無機化合物を合成する非古典的な方法としてゾル−ゲ
ル合成法が広く知られている。前記ゾル−ゲル合成法
は、溶液状で各構成成分が均一に分布するという長所を
利用するもので、主に、アルコール溶媒に、反応物であ
る金属アルコキシド化合物を溶かした後、水を添加して
水和及び凝縮反応を起こすことで粒子が均一に分散した
ゾル状物を得て、このゾル状物を放置することによりゲ
ル状の目的化合物を得る方法である。この際、反応条件
をうまく調節すると数十から数百ナノメートル大の極め
て小さい直径を有する目的化合物が製造でき、このよう
にして得られたゲルは無機成分の粒子が互いに密接して
連結されている三次元格子構造を有する。
む無機化合物を合成する非古典的な方法としてゾル−ゲ
ル合成法が広く知られている。前記ゾル−ゲル合成法
は、溶液状で各構成成分が均一に分布するという長所を
利用するもので、主に、アルコール溶媒に、反応物であ
る金属アルコキシド化合物を溶かした後、水を添加して
水和及び凝縮反応を起こすことで粒子が均一に分散した
ゾル状物を得て、このゾル状物を放置することによりゲ
ル状の目的化合物を得る方法である。この際、反応条件
をうまく調節すると数十から数百ナノメートル大の極め
て小さい直径を有する目的化合物が製造でき、このよう
にして得られたゲルは無機成分の粒子が互いに密接して
連結されている三次元格子構造を有する。
【０００３】前記ゾル−ゲル合成法は、無機重合反応を
通して単一体、レンズ、薄膜、粒子、繊維などのいろい
ろな形態の最終生成物をつくることができる長所を有し
ているが、同時に、致命的な短所を有しているため実質
的には実用化し難い。例えば、ゾル−ゲル合成過程で生
ずる目的化合物の収縮、亀裂、捩れなどによって望む形
態の生成物を得るのが極めて難しく、また、最終生成物
の機械的強度が弱いので壊れやすく、溶媒に対する耐性
が弱いので極めて簡単に変性してしまうなど機械的特性
が極めて悪く、何よりも研磨、切削、鋳造などの機械的
加工をすることができない。このような短所のため、大
部分の場合、ゾル−ゲル合成法は、熱処理を経て最終的
に結晶性粉末を得るための前駆体をつくる場合にのみ適
用されるのが一般的で、光学特性を目的とする非結晶性
生産品を得るための合成法としては適当でない。特に、
このような短所は、シリカ(ＳｉＯ2)以外の２種類以上
の組成を有する物質でさらに著しく現れるため、ゾル−
ゲル合成法を通して実質的に使用可能な光学用レンズを
つくることはほとんど不可能である。したがって、レン
ズなどの単一体を合成するためには、前記無機高分子物
質をゾル−ゲル合成法によって合成するよりは、有機高
分子物質を重合反応を通して合成するほうが機械的特性
上よりみて有利であると考えられている。
通して単一体、レンズ、薄膜、粒子、繊維などのいろい
ろな形態の最終生成物をつくることができる長所を有し
ているが、同時に、致命的な短所を有しているため実質
的には実用化し難い。例えば、ゾル−ゲル合成過程で生
ずる目的化合物の収縮、亀裂、捩れなどによって望む形
態の生成物を得るのが極めて難しく、また、最終生成物
の機械的強度が弱いので壊れやすく、溶媒に対する耐性
が弱いので極めて簡単に変性してしまうなど機械的特性
が極めて悪く、何よりも研磨、切削、鋳造などの機械的
加工をすることができない。このような短所のため、大
部分の場合、ゾル−ゲル合成法は、熱処理を経て最終的
に結晶性粉末を得るための前駆体をつくる場合にのみ適
用されるのが一般的で、光学特性を目的とする非結晶性
生産品を得るための合成法としては適当でない。特に、
このような短所は、シリカ(ＳｉＯ2)以外の２種類以上
の組成を有する物質でさらに著しく現れるため、ゾル−
ゲル合成法を通して実質的に使用可能な光学用レンズを
つくることはほとんど不可能である。したがって、レン
ズなどの単一体を合成するためには、前記無機高分子物
質をゾル−ゲル合成法によって合成するよりは、有機高
分子物質を重合反応を通して合成するほうが機械的特性
上よりみて有利であると考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記有機重合反応の中
の代表的なものは、単量体であるＭＭＡ(Methylmethac-
rylate)に開始剤として過酸化物を加えて、前記単量体
が有している二重結合の間に重合反応を引き起こして、
鎖形態の有機高分子であるＰＭＭＡ(Polymethylme-thac
rylate)を合成する方法である。この際、単量体として
使用されるＭＭＡは常温常圧で液状であるので、重合反
応のための単量体としてだけではなく溶媒としても使用
できる。しかし、このような有機高分子は共重合体とし
て合成しない限り、その構成成分が１つの物質のみで固
定されるので、機能性ゲスト物質(guest ma-terial)を
混入したり機械的特性を調節するのが難しいという短所
がある。特に、光学特性を有するイオンや巨大分子を混
入する場合には、その混入ゲスト物質の周辺に形成され
る局部構造が極めて制限的に変化するだけで、周囲の有
機高分子の構造を任意に変形することができなかった。
の代表的なものは、単量体であるＭＭＡ(Methylmethac-
rylate)に開始剤として過酸化物を加えて、前記単量体
が有している二重結合の間に重合反応を引き起こして、
鎖形態の有機高分子であるＰＭＭＡ(Polymethylme-thac
rylate)を合成する方法である。この際、単量体として
使用されるＭＭＡは常温常圧で液状であるので、重合反
応のための単量体としてだけではなく溶媒としても使用
できる。しかし、このような有機高分子は共重合体とし
て合成しない限り、その構成成分が１つの物質のみで固
定されるので、機能性ゲスト物質(guest ma-terial)を
混入したり機械的特性を調節するのが難しいという短所
がある。特に、光学特性を有するイオンや巨大分子を混
入する場合には、その混入ゲスト物質の周辺に形成され
る局部構造が極めて制限的に変化するだけで、周囲の有
機高分子の構造を任意に変形することができなかった。
【０００５】したがって、純粋な無機物や有機物が有す
る長所を合わせることにより新たな新物質を合成するた
めに、前記ゾル−ゲル反応の生成物である無機高分子と
有機高分子の複合物質である有機−無機コンポジットを
合成する方法に関する研究が盛んに進められている。こ
のような有機高分子と無機高分子の複合成分を有する有
機−無機コンポジットを特にＯＲＭＯＣＥＲ又はＣＥＲ
ＡＭＥＲと呼ぶ。このような有機−無機コンポジット
は、一般に、無機成分の改質を通じて無機部分と有機部
分とが互いに化学結合を起こすようにすることにより製
造される。このために、無機重合反応の反応物である金
属アルコキシドのアルコキシド作用基の一部を有機単量
体に置換した後、置換された作用基を通じて無機部分と
有機部分とが互いに結合するようにした。一部の研究で
は、このような化学的操作をせずにゾル−ゲル合成法に
よって合成したアルコゲルを長時間にわたって乾燥して
乾燥ゲルを得て、前記乾燥ゲルの無機格子構造内に有機
単量体を浸透させ、乾燥ゲルの無機格子構造内で有機重
合反応が起こるようにしようと試みたが、ゾル−ゲル合
成法と乾燥過程を通して使用可能な乾燥ゲルを得るのに
数ヶ月もの長い期間がかかり、その収率も極めて低いと
いう短所がある。このような問題点を回避し乾燥過程を
避けるために、ゾル−ゲル合成法とともに臨界乾燥法(c
ritical d-rying)を通じて短時間内に有機−無機コンポ
ジットを合成してみたが、無機格子体との化学的結合力
を有しないＰＭＭＡのような高分子に対しては、このよ
うな方法が適用され得ないということが明らかになっ
た。また、高分子状態である有機高分子を無機格子構造
に複合させようとする試みもあったが、高分子鎖の長さ
が長いため有機−無機コンポジットの合成が容易でなか
った。
る長所を合わせることにより新たな新物質を合成するた
めに、前記ゾル−ゲル反応の生成物である無機高分子と
有機高分子の複合物質である有機−無機コンポジットを
合成する方法に関する研究が盛んに進められている。こ
のような有機高分子と無機高分子の複合成分を有する有
機−無機コンポジットを特にＯＲＭＯＣＥＲ又はＣＥＲ
ＡＭＥＲと呼ぶ。このような有機−無機コンポジット
は、一般に、無機成分の改質を通じて無機部分と有機部
分とが互いに化学結合を起こすようにすることにより製
造される。このために、無機重合反応の反応物である金
属アルコキシドのアルコキシド作用基の一部を有機単量
体に置換した後、置換された作用基を通じて無機部分と
有機部分とが互いに結合するようにした。一部の研究で
は、このような化学的操作をせずにゾル−ゲル合成法に
よって合成したアルコゲルを長時間にわたって乾燥して
乾燥ゲルを得て、前記乾燥ゲルの無機格子構造内に有機
単量体を浸透させ、乾燥ゲルの無機格子構造内で有機重
合反応が起こるようにしようと試みたが、ゾル−ゲル合
成法と乾燥過程を通して使用可能な乾燥ゲルを得るのに
数ヶ月もの長い期間がかかり、その収率も極めて低いと
いう短所がある。このような問題点を回避し乾燥過程を
避けるために、ゾル−ゲル合成法とともに臨界乾燥法(c
ritical d-rying)を通じて短時間内に有機−無機コンポ
ジットを合成してみたが、無機格子体との化学的結合力
を有しないＰＭＭＡのような高分子に対しては、このよ
うな方法が適用され得ないということが明らかになっ
た。また、高分子状態である有機高分子を無機格子構造
に複合させようとする試みもあったが、高分子鎖の長さ
が長いため有機−無機コンポジットの合成が容易でなか
った。
【０００６】前記のような問題点を解決するために、本
発明の目的は、有機−無機コンポジットの合成におい
て、乾燥過程を行わなくてもよく、かつ合成収率を高め
ることができる有機−無機コンポジットの製造方法を提
供することにある。
発明の目的は、有機−無機コンポジットの合成におい
て、乾燥過程を行わなくてもよく、かつ合成収率を高め
ることができる有機−無機コンポジットの製造方法を提
供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、反応物を改質せず
に、即ち、無機物と有機物とが化学的に結合しなくても
簡単な工程を通して合成することができる有機−無機コ
ンポジットの製造方法を提供することにあり、特に、Ｐ
ＭＭＡのように無機物と化学的結合をしない有機高分子
を使用して有機−無機コンポジットを合成する方法を提
供する。
に、即ち、無機物と有機物とが化学的に結合しなくても
簡単な工程を通して合成することができる有機−無機コ
ンポジットの製造方法を提供することにあり、特に、Ｐ
ＭＭＡのように無機物と化学的結合をしない有機高分子
を使用して有機−無機コンポジットを合成する方法を提
供する。
【０００８】さらに、本発明は、無機格子の大きさを数
十ナノメートル程度に調節して無機粒子による光の散乱
を防止し、ゲスト物質として機能性イオンや巨大分子を
混入することによって光学特性を容易に調節することが
できる有機−無機コンポジットの製造方法を提供する。
十ナノメートル程度に調節して無機粒子による光の散乱
を防止し、ゲスト物質として機能性イオンや巨大分子を
混入することによって光学特性を容易に調節することが
できる有機−無機コンポジットの製造方法を提供する。
【０００９】本発明のその他の目的は有機物と無機物と
の長所をすべて有し、光学透光度が良好且つ透明で、レ
ンズなどの材料として使用され得る有機−無機コンポジ
ットの製造方法を提供することにある。
の長所をすべて有し、光学透光度が良好且つ透明で、レ
ンズなどの材料として使用され得る有機−無機コンポジ
ットの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記のような本発明の目
的を達成するために、本発明は、１つ以上の金属とアル
コールを反応させて金属アルコキシドをつくり、シリコ
ン含有化合物を混合した後、触媒とともに反応させて、
アルコール溶液が含浸された単一又は複合金属酸化物の
アルコゲルを生成する過程と；遠心分離法を用いて前記
アルコゲル内の無機格子構造を満たしているアルコール
を分離してゲルを形成する過程と；前記ゲル内に有機高
分子を形成するための有機単量体を添加する過程と；前
記有機単量体を重合する過程を含む有機−無機コンポジ
ット製造方法を提供する。
的を達成するために、本発明は、１つ以上の金属とアル
コールを反応させて金属アルコキシドをつくり、シリコ
ン含有化合物を混合した後、触媒とともに反応させて、
アルコール溶液が含浸された単一又は複合金属酸化物の
アルコゲルを生成する過程と；遠心分離法を用いて前記
アルコゲル内の無機格子構造を満たしているアルコール
を分離してゲルを形成する過程と；前記ゲル内に有機高
分子を形成するための有機単量体を添加する過程と；前
記有機単量体を重合する過程を含む有機−無機コンポジ
ット製造方法を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明すると
次の通りである。
次の通りである。
【００１２】本発明は、格子が数十ナノメートルの大き
さを有することにより光学透過性が最大化された有機−
無機コンポジット製造方法を提供する。前記有機−無機
コンポジットを合成するために、まず、過酸化水素水
(３０％Ｈ2Ｏ2)、マグネシウムの過酸化物、ナトリウム
の過酸化物及びリチウムの過酸化物からなる群から選択
される化合物を触媒にしてゾル−ゲル合成法を遂行する
ことにより、複合金属酸化物からなるゲル前駆体を合成
する。前記ゲル前駆体を合成するために、まず、非活性
気体雰囲気下で、一定量のマグネシウム、ナトリウム及
びリチウムなどの金属とメタノールなどのアルコールと
を反応させて金属アルコキシドをつくる。これにシリコ
ンを含むテトラエチルオルトシリケート(tetraethylort
hosilicate、ＴＥＯＳ)及びテトラメチルオルトシリケ
ート(tetramethylorthosilicate、ＴＭＯＳ)などのシリ
コンアルコキシドの中から選択される化合物を混合した
後、触媒として過酸化水素水などの過酸化物と蒸留水を
徐々に加えると、前記混合溶液内でゾル−ゲル反応が起
こり、金属酸化物のゲル前駆体が生成される。前記金属
の中で最も好ましいものはＭｇであり、前記金属として
Ｍｇが使用される際に生成されるゲル前駆体としてはフ
ォーステライト(Ｍｇ2ＳｉＯ4)やエンステナイト(Ｍｇ
ＳｉＯ3)などがある。前記方法によって合成されたゲル
前駆体の内部にはアルコール溶液が含浸されており、こ
のようにアルコール溶液が含浸されたゲルを通常、“ア
ルコゲル”と呼ぶ。前記反応は水和反応に極めて敏感な
Ｍｇ、Ｎａ及びＬｉなどの金属成分を使用することによ
り、既存のゾル−ゲル合成法で使用する酸や塩基触媒か
らは不安定なゲルを得るが、前記過酸化水素水などの過
酸化物を触媒として使用すれば、大きさが数十ナノメー
トル以下である極めて安定したアルコゲルを得ることが
できる。前記アルコゲルの大きさは可視光線領域におけ
るアルコゲルの透光度を測定してみるとわかる。即ち、
可視光線領域で前記アルコゲルの透光度が空気の透光度
と類似していれば、形成されたアルコゲルの粒子の大き
さが数十ナノメートル以下であることを示す。
さを有することにより光学透過性が最大化された有機−
無機コンポジット製造方法を提供する。前記有機−無機
コンポジットを合成するために、まず、過酸化水素水
(３０％Ｈ2Ｏ2)、マグネシウムの過酸化物、ナトリウム
の過酸化物及びリチウムの過酸化物からなる群から選択
される化合物を触媒にしてゾル−ゲル合成法を遂行する
ことにより、複合金属酸化物からなるゲル前駆体を合成
する。前記ゲル前駆体を合成するために、まず、非活性
気体雰囲気下で、一定量のマグネシウム、ナトリウム及
びリチウムなどの金属とメタノールなどのアルコールと
を反応させて金属アルコキシドをつくる。これにシリコ
ンを含むテトラエチルオルトシリケート(tetraethylort
hosilicate、ＴＥＯＳ)及びテトラメチルオルトシリケ
ート(tetramethylorthosilicate、ＴＭＯＳ)などのシリ
コンアルコキシドの中から選択される化合物を混合した
後、触媒として過酸化水素水などの過酸化物と蒸留水を
徐々に加えると、前記混合溶液内でゾル−ゲル反応が起
こり、金属酸化物のゲル前駆体が生成される。前記金属
の中で最も好ましいものはＭｇであり、前記金属として
Ｍｇが使用される際に生成されるゲル前駆体としてはフ
ォーステライト(Ｍｇ2ＳｉＯ4)やエンステナイト(Ｍｇ
ＳｉＯ3)などがある。前記方法によって合成されたゲル
前駆体の内部にはアルコール溶液が含浸されており、こ
のようにアルコール溶液が含浸されたゲルを通常、“ア
ルコゲル”と呼ぶ。前記反応は水和反応に極めて敏感な
Ｍｇ、Ｎａ及びＬｉなどの金属成分を使用することによ
り、既存のゾル−ゲル合成法で使用する酸や塩基触媒か
らは不安定なゲルを得るが、前記過酸化水素水などの過
酸化物を触媒として使用すれば、大きさが数十ナノメー
トル以下である極めて安定したアルコゲルを得ることが
できる。前記アルコゲルの大きさは可視光線領域におけ
るアルコゲルの透光度を測定してみるとわかる。即ち、
可視光線領域で前記アルコゲルの透光度が空気の透光度
と類似していれば、形成されたアルコゲルの粒子の大き
さが数十ナノメートル以下であることを示す。
【００１３】このように過酸化物を触媒にして合成した
アルコゲルからアルコール溶媒を除去するために溶媒を
乾燥させると、乾燥過程でアルコゲルの収縮、亀裂、捩
れなどの問題が発生するだけではなく、ナノメートル領
域の大きさを有する粒子が互いに縺れてその大きさが数
マイクロメートルから数ミリメートルと大きくなること
により、光学透過性を喪失するようになる。このような
問題を避けるために本発明では遠心分離法を適用してア
ルコゲル内の無機格子構造を満たしている液体成分であ
るアルコールを分離してゲルを形成した。このように形
成されたゲルに有機高分子を形成するための有機単量体
を添加した。前記有機単量体としては、ＭＭＡ(methylm
ethacrylate)、ＭＡ(methacrylate)などの重合可能な二
重結合を有している単量体の中から１つ以上を選択して
使用することができ、最も好ましい有機単量体はＭＭＡ
である。この際、前記ゲルに流入する単量体の量を増加
させるために前記ゲルを前記単量体で洗滌する過程を数
回繰り返すことが好ましい。このようにして、ゲルの無
機格子構造を満たしている液体成分を有機単量体に置換
した。その後、ベンジルパーオキシドなどの開始剤を添
加することにより前記単量体を重合させて、乾燥過程を
経ずに有機−無機コンポジットを製造した。
アルコゲルからアルコール溶媒を除去するために溶媒を
乾燥させると、乾燥過程でアルコゲルの収縮、亀裂、捩
れなどの問題が発生するだけではなく、ナノメートル領
域の大きさを有する粒子が互いに縺れてその大きさが数
マイクロメートルから数ミリメートルと大きくなること
により、光学透過性を喪失するようになる。このような
問題を避けるために本発明では遠心分離法を適用してア
ルコゲル内の無機格子構造を満たしている液体成分であ
るアルコールを分離してゲルを形成した。このように形
成されたゲルに有機高分子を形成するための有機単量体
を添加した。前記有機単量体としては、ＭＭＡ(methylm
ethacrylate)、ＭＡ(methacrylate)などの重合可能な二
重結合を有している単量体の中から１つ以上を選択して
使用することができ、最も好ましい有機単量体はＭＭＡ
である。この際、前記ゲルに流入する単量体の量を増加
させるために前記ゲルを前記単量体で洗滌する過程を数
回繰り返すことが好ましい。このようにして、ゲルの無
機格子構造を満たしている液体成分を有機単量体に置換
した。その後、ベンジルパーオキシドなどの開始剤を添
加することにより前記単量体を重合させて、乾燥過程を
経ずに有機−無機コンポジットを製造した。
【００１４】このように、溶媒が単量体に置換されたゲ
ル状で有機重合反応を同時に遂行することにより、無機
物と有機物とが化学結合しなくても良好なコンポジット
単一体を合成することができ、化学的結合力を有さない
ＰＭＭＡのような有機高分子と無機高分子とのナノコン
ポジットを合成することができる。前記溶媒置換過程及
び重合反応は、ゲルを移す過程で引き起こされる気泡生
成と無機格子構造の瓦解現象を防止するために、遠心分
離容器内でそのまま遂行するのが好ましい。
ル状で有機重合反応を同時に遂行することにより、無機
物と有機物とが化学結合しなくても良好なコンポジット
単一体を合成することができ、化学的結合力を有さない
ＰＭＭＡのような有機高分子と無機高分子とのナノコン
ポジットを合成することができる。前記溶媒置換過程及
び重合反応は、ゲルを移す過程で引き起こされる気泡生
成と無機格子構造の瓦解現象を防止するために、遠心分
離容器内でそのまま遂行するのが好ましい。
【００１５】このような工程を通して製造された有機−
無機コンポジットは、有機高分子鎖と無機格子構造が極
めて緊密に絡み合った構造をなすことにより、無機格子
のナノ大の性質をそのまま維持し、極めて良好な光学透
光度を有する単一体になる。このように合成された単一
体はナノコンポジットであるため、その構成成分の大部
分が有機成分であって、無機成分が占める重量比は極め
て小さい値を有する。通常、コンポジット全体に対する
無機格子構造の重量比は約４〜８％程度であり、前記コ
ンポジットを一定の大きさに切削して製造したレンズを
燃焼させると、形態が維持された無機成分だけからなっ
た単一体が残るようになる。従って、前記無機格子構造
が試料の全般にわたって均一に分布することがわかる。
このような有機成分に均一に分布した格子構造の無機成
分は、コンポジットの光学透光度を大幅に減少させずに
混入された光学機能性ゲスト物質の光学特性を大きく変
化させることができる。前記機能性ゲスト物質は、前記
ゲル前駆体(アルコゲル)を合成するための混合溶液に前
記機能性ゲスト物質を含む化合物を添加することによ
り、有機−無機コンポジットに混入され得る。例えば、
蛍光物質であるＥｕ3+はＥｕ(ＮＯ3)3５Ｈ2Ｏの形態で
前記金属アルコキシドに混合され、この混合された金属
アルコキシドを用いて有機−無機コンポジットを合成す
ると、蛍光物質であるＥｕ3+が前記コンポジット内に均
一に分布するようになる。前記蛍光物質Ｅｕ3+は有機−
無機ナノコンポジットに光学特性を付与するためのゲス
ト物質である。このような過程を通して、前記有機−無
機コンポジットに混入されたＥｕ3+イオンによって現れ
る放出スペクトルは、有機高分子の環境ではない無機格
子構造の環境によって変化した光学特性を有するように
なる。このような機能性ゲスト物質は前記蛍光物質にの
み限定されるものではなく、有機−無機コンポジットに
均一に混合されて前記コンポジットの特性を改質するこ
とができるすべての物質を含む。
無機コンポジットは、有機高分子鎖と無機格子構造が極
めて緊密に絡み合った構造をなすことにより、無機格子
のナノ大の性質をそのまま維持し、極めて良好な光学透
光度を有する単一体になる。このように合成された単一
体はナノコンポジットであるため、その構成成分の大部
分が有機成分であって、無機成分が占める重量比は極め
て小さい値を有する。通常、コンポジット全体に対する
無機格子構造の重量比は約４〜８％程度であり、前記コ
ンポジットを一定の大きさに切削して製造したレンズを
燃焼させると、形態が維持された無機成分だけからなっ
た単一体が残るようになる。従って、前記無機格子構造
が試料の全般にわたって均一に分布することがわかる。
このような有機成分に均一に分布した格子構造の無機成
分は、コンポジットの光学透光度を大幅に減少させずに
混入された光学機能性ゲスト物質の光学特性を大きく変
化させることができる。前記機能性ゲスト物質は、前記
ゲル前駆体(アルコゲル)を合成するための混合溶液に前
記機能性ゲスト物質を含む化合物を添加することによ
り、有機−無機コンポジットに混入され得る。例えば、
蛍光物質であるＥｕ3+はＥｕ(ＮＯ3)3５Ｈ2Ｏの形態で
前記金属アルコキシドに混合され、この混合された金属
アルコキシドを用いて有機−無機コンポジットを合成す
ると、蛍光物質であるＥｕ3+が前記コンポジット内に均
一に分布するようになる。前記蛍光物質Ｅｕ3+は有機−
無機ナノコンポジットに光学特性を付与するためのゲス
ト物質である。このような過程を通して、前記有機−無
機コンポジットに混入されたＥｕ3+イオンによって現れ
る放出スペクトルは、有機高分子の環境ではない無機格
子構造の環境によって変化した光学特性を有するように
なる。このような機能性ゲスト物質は前記蛍光物質にの
み限定されるものではなく、有機−無機コンポジットに
均一に混合されて前記コンポジットの特性を改質するこ
とができるすべての物質を含む。
【００１６】また、重量比にすると極めて小さい値とな
るが、試料の全般にわたって分布した無機格子構造によ
って、合成された単一体は有機及び無機成分の複合的な
機械的特性を有するようになる。即ち、合成された単一
体はゾル−ゲル合成法によって合成された無機単一体に
比べて段違いに優れた機械的特性を有しており、鋳造、
研磨、切削などの機械的加工が極めて容易であり、溶媒
に対する耐性が極めて強い。熱的性質も有機成分のみか
らなった単一体に比べてある程度改善された。
るが、試料の全般にわたって分布した無機格子構造によ
って、合成された単一体は有機及び無機成分の複合的な
機械的特性を有するようになる。即ち、合成された単一
体はゾル−ゲル合成法によって合成された無機単一体に
比べて段違いに優れた機械的特性を有しており、鋳造、
研磨、切削などの機械的加工が極めて容易であり、溶媒
に対する耐性が極めて強い。熱的性質も有機成分のみか
らなった単一体に比べてある程度改善された。
【００１７】以下、本発明の好ましい実施例を記載す
る。しかし、下記の実施例は本発明の構成及び効果を表
わす本発明の一実施例にすぎず、本発明が下記の実施例
に限られるのではない。
る。しかし、下記の実施例は本発明の構成及び効果を表
わす本発明の一実施例にすぎず、本発明が下記の実施例
に限られるのではない。
【００１８】（第１実施例）ＴＥＯＳ(Tetraethylortho
silicate)のシリコンに対してモル比で２倍に相応する
マグネシウムを乾燥したメタノールと反応させてＭｇ
(ＯＭｅ)2をつくり、これを前記ＴＥＯＳと混合して混
合溶液をつくる。次に、過酸化水素水と二次蒸留水をＴ
ＥＯＳのＳｉに対してモル比４倍にそれぞれ測定してメ
タノールで希釈した後、この各々の希釈した溶液を前記
で準備されたＴＥＯＳとＭｇ(ＯＭｅ)2との混合溶液に
徐々に加えてＭｇ成分とＳｉ成分との間にゾル−ゲル反
応が起こるようにして、無機化合物であるフォーステラ
イト(Ｍｇ2ＳｉＯ4)のアルコゲルを合成した。このよう
に合成されたアルコゲルは可視光線領域で透光度がその
まま維持されることから、粒子の大きさが数十ナノメー
トル程度であることがわかる。
silicate)のシリコンに対してモル比で２倍に相応する
マグネシウムを乾燥したメタノールと反応させてＭｇ
(ＯＭｅ)2をつくり、これを前記ＴＥＯＳと混合して混
合溶液をつくる。次に、過酸化水素水と二次蒸留水をＴ
ＥＯＳのＳｉに対してモル比４倍にそれぞれ測定してメ
タノールで希釈した後、この各々の希釈した溶液を前記
で準備されたＴＥＯＳとＭｇ(ＯＭｅ)2との混合溶液に
徐々に加えてＭｇ成分とＳｉ成分との間にゾル−ゲル反
応が起こるようにして、無機化合物であるフォーステラ
イト(Ｍｇ2ＳｉＯ4)のアルコゲルを合成した。このよう
に合成されたアルコゲルは可視光線領域で透光度がその
まま維持されることから、粒子の大きさが数十ナノメー
トル程度であることがわかる。
【００１９】このように合成されたアルコゲルを一定期
間常温に放置してアルコゲル内の無機格子構造を堅固に
する。最初の合成及び前記放置過程はすべて非活性気体
雰囲気で遂行される。このように、一定期間放置したア
ルコゲルを空気中に露出させ、一定量の塩基と同じ体積
のトルエンを加えてよく撹拌するとともに、再度一定期
間放置して無機格子構造を堅固にする。次に、図１に示
されているような遠心分離器の反応容器１０の中に前記
アルコゲル２０を移した後、２０００ｒｐｍの速度で２
時間遠心分離して無機格子体からアルコールを分離す
る。図１の遠心分離機における図面符号３０、４０及び
５０はそれぞれ通常の遠心分離器に使用されるアダプタ
ー、回転子及びハウジングを示す。分離されたアルコー
ルを反応容器１０から注いで取り出す。また、有機高分
子単量体であるＭＭＡを反応容器１０に加えて、アルコ
ールとＭＭＡが無機格子体に流入するようにし、このよ
うな洗滌過程を数回にわたって遂行して、ＭＭＡの濃度
を高めてアルコールをＭＭＡに置換する。最後の洗滌時
にＭＭＡに対する重合反応開始剤であるベンジルパーオ
キシドを一定量加える。このように得られたＭＭＡに溶
媒置換されたゲルを反応容器に入れたままで４５℃に加
熱したオーブン内で熱処理すると、無機格子構造内に捕
集された有機単量体であるＭＭＡの重合反応が起こって
無機格子構造内でＰＭＭＡ有機高分子鎖が形成される。
間常温に放置してアルコゲル内の無機格子構造を堅固に
する。最初の合成及び前記放置過程はすべて非活性気体
雰囲気で遂行される。このように、一定期間放置したア
ルコゲルを空気中に露出させ、一定量の塩基と同じ体積
のトルエンを加えてよく撹拌するとともに、再度一定期
間放置して無機格子構造を堅固にする。次に、図１に示
されているような遠心分離器の反応容器１０の中に前記
アルコゲル２０を移した後、２０００ｒｐｍの速度で２
時間遠心分離して無機格子体からアルコールを分離す
る。図１の遠心分離機における図面符号３０、４０及び
５０はそれぞれ通常の遠心分離器に使用されるアダプタ
ー、回転子及びハウジングを示す。分離されたアルコー
ルを反応容器１０から注いで取り出す。また、有機高分
子単量体であるＭＭＡを反応容器１０に加えて、アルコ
ールとＭＭＡが無機格子体に流入するようにし、このよ
うな洗滌過程を数回にわたって遂行して、ＭＭＡの濃度
を高めてアルコールをＭＭＡに置換する。最後の洗滌時
にＭＭＡに対する重合反応開始剤であるベンジルパーオ
キシドを一定量加える。このように得られたＭＭＡに溶
媒置換されたゲルを反応容器に入れたままで４５℃に加
熱したオーブン内で熱処理すると、無機格子構造内に捕
集された有機単量体であるＭＭＡの重合反応が起こって
無機格子構造内でＰＭＭＡ有機高分子鎖が形成される。
【００２０】前記重合反応の反応容器は溶媒置換時に使
用した反応容器１０をそのまま使用することにより、ゲ
ル自体を移す過程を回避することができる。このように
溶媒置換されたゲルを移す過程を回避することにより、
無機格子構造が瓦解することとゲル内に気泡が生成され
ることを避け得る。前記重合反応は一日から数日にわた
って進行し、重合反応が完了すると、固くて透明な有機
−無機コンポジットが得られる。
用した反応容器１０をそのまま使用することにより、ゲ
ル自体を移す過程を回避することができる。このように
溶媒置換されたゲルを移す過程を回避することにより、
無機格子構造が瓦解することとゲル内に気泡が生成され
ることを避け得る。前記重合反応は一日から数日にわた
って進行し、重合反応が完了すると、固くて透明な有機
−無機コンポジットが得られる。
【００２１】このように、無機格子構造内でそのまま(i
n-situ)有機高分子を重合させることにより得られたフ
ォーステライトとＰＭＭＡの有機−無機ナノコンポジッ
トを切断するか研磨して一定の形態を有する製品に製作
した。図２は、合成されたフォーステライト−ＰＭＭＡ
の有機−無機ナノコンポジットを切削、研磨して製作し
たレンズ形態の単一体の透光度を測定したＵＶ−ＶＩＳ
スペクトルを示す。図２に示されているように、本実施
例のコンポジット(曲線Ｂ)は空気の透光度(１００％)と
対比して約８８％の透光度を有し、純粋なＰＭＭＡとは
ほとんど同一な透光度を有することがわかる。即ち、同
一の大きさの純粋なＰＭＭＡ単一体のスペクトル(曲線
Ａ)と比べてみると、本実施例のコンポジットは純粋な
ＰＭＭＡに対して約９８％の透光度を有することがわか
る。従って、無機格子構造がＰＭＭＡの透光度にほとん
ど影響を及ぼさないことがわかる。本実施例のフォース
テライト−ＰＭＭＡコンポジット、フォーステライトだ
けからなった乾燥ゲル及び純粋なＰＭＭＡだけからなっ
た有機高分子の機械的特性（表面強度及び破砕強度）と
熱的特性（Ｔｇ及びＴｍ）を測定して下記の表１に記載
した。
n-situ)有機高分子を重合させることにより得られたフ
ォーステライトとＰＭＭＡの有機−無機ナノコンポジッ
トを切断するか研磨して一定の形態を有する製品に製作
した。図２は、合成されたフォーステライト−ＰＭＭＡ
の有機−無機ナノコンポジットを切削、研磨して製作し
たレンズ形態の単一体の透光度を測定したＵＶ−ＶＩＳ
スペクトルを示す。図２に示されているように、本実施
例のコンポジット(曲線Ｂ)は空気の透光度(１００％)と
対比して約８８％の透光度を有し、純粋なＰＭＭＡとは
ほとんど同一な透光度を有することがわかる。即ち、同
一の大きさの純粋なＰＭＭＡ単一体のスペクトル(曲線
Ａ)と比べてみると、本実施例のコンポジットは純粋な
ＰＭＭＡに対して約９８％の透光度を有することがわか
る。従って、無機格子構造がＰＭＭＡの透光度にほとん
ど影響を及ぼさないことがわかる。本実施例のフォース
テライト−ＰＭＭＡコンポジット、フォーステライトだ
けからなった乾燥ゲル及び純粋なＰＭＭＡだけからなっ
た有機高分子の機械的特性（表面強度及び破砕強度）と
熱的特性（Ｔｇ及びＴｍ）を測定して下記の表１に記載
した。
【００２２】
【表１】 上記表からわかるように、コンポジットの表面強度につ
いては有機高分子であるＰＭＭＡと類似した特性を有し
ており、破砕強度については乾燥ゲルよりは段違いに優
れた特性を有するとともに、高い弾性を有するＰＭＭＡ
に比べて破砕性が多少ある複合的な性質を有しているこ
とがわかる。さらに、無機部分が複合されて、Ｔｇ(Gla
ss tran-sition temperature)が純粋なＰＭＭＡに比べ
て２０℃程度高くなり、Ｔｍ(Mel-ting temperature)は
純粋なＰＭＭＡに比べて５０℃程度高くなった。
いては有機高分子であるＰＭＭＡと類似した特性を有し
ており、破砕強度については乾燥ゲルよりは段違いに優
れた特性を有するとともに、高い弾性を有するＰＭＭＡ
に比べて破砕性が多少ある複合的な性質を有しているこ
とがわかる。さらに、無機部分が複合されて、Ｔｇ(Gla
ss tran-sition temperature)が純粋なＰＭＭＡに比べ
て２０℃程度高くなり、Ｔｍ(Mel-ting temperature)は
純粋なＰＭＭＡに比べて５０℃程度高くなった。
【００２３】（第２実施例）ＴＥＯＳ(tetraethylortho
silicate)のシリコンに対してモル比で２倍に相応する
マグネシウムを、乾燥したメタノールと反応させてＭｇ
(ＯＭｅ)2をつくり、これを前記ＴＥＯＳと混合して混
合溶液をつくった後、シリコンに対するモル比で０．０
５倍程度のＥｕ(ＮＯ3)3５Ｈ2Ｏを加える。前記Ｅｕ(Ｎ
Ｏ3)3５Ｈ2Ｏは有機−無機ナノコンポジットに光学特性
を付与するためのゲスト物質である。次に、過酸化水素
水と二次蒸留水を前記ＴＥＯＳのＳｉに対してモル比４
倍にそれぞれ測定してそれぞれメタノールで希釈した
後、このそれぞれの希釈した溶液を前記で準備されたＴ
ＥＯＳとＭｇ(ＯＭｅ)2との混合溶液に徐々に加えてＭ
ｇ成分とＳｉ成分との間にゾル−ゲル反応が起こるよう
にして、Ｅｕ3+イオンが混入されたフォーステライト
(Ｍｇ2ＳｉＯ4)のアルコゲルを合成した。
silicate)のシリコンに対してモル比で２倍に相応する
マグネシウムを、乾燥したメタノールと反応させてＭｇ
(ＯＭｅ)2をつくり、これを前記ＴＥＯＳと混合して混
合溶液をつくった後、シリコンに対するモル比で０．０
５倍程度のＥｕ(ＮＯ3)3５Ｈ2Ｏを加える。前記Ｅｕ(Ｎ
Ｏ3)3５Ｈ2Ｏは有機−無機ナノコンポジットに光学特性
を付与するためのゲスト物質である。次に、過酸化水素
水と二次蒸留水を前記ＴＥＯＳのＳｉに対してモル比４
倍にそれぞれ測定してそれぞれメタノールで希釈した
後、このそれぞれの希釈した溶液を前記で準備されたＴ
ＥＯＳとＭｇ(ＯＭｅ)2との混合溶液に徐々に加えてＭ
ｇ成分とＳｉ成分との間にゾル−ゲル反応が起こるよう
にして、Ｅｕ3+イオンが混入されたフォーステライト
(Ｍｇ2ＳｉＯ4)のアルコゲルを合成した。
【００２４】このように合成されたＥｕ3+イオンが混入
されたアルコゲルを一定期間常温に放置してアルコゲル
内の無機格子構造を堅固にする。最初の合成及び前記放
置過程はいずれも非活性気体雰囲気で遂行される。この
ように一定期間放置したアルコゲルを空気中に露出させ
一定量の塩基と同体積のトルエンを加えてよく撹拌し
て、再度一定期間放置して無機格子構造を堅固にする。
次に、図１に示されているような遠心分離機の反応容器
１０の中に前記アルコゲル２０を移した後、２０００ｒ
ｐｍの速度で２時間遠心分離を行って無機格子体からア
ルコールを分離する。分離されたアルコールを反応容器
１０から注いで取り出す。また、有機高分子単量体であ
るＭＭＡを反応容器１０に加えて、アルコールとＭＭＡ
が無機格子体に流入するようにし、このような洗滌過程
を数回にわたって行って、無機格子体内のＭＭＡの濃度
を高めてアルコールをＭＭＡに置換する。最終洗滌時に
ＭＭＡに対する重合反応開始剤であるベンジルパーオキ
シドを一定量加える。このように得られたＭＭＡに溶媒
置換されたゲルを反応容器に入れたままで４５℃に加熱
したオーブン内で熱処理すると、無機格子構造内に捕集
された有機単量体であるＭＭＡの重合反応が起こって無
機格子構造内でＰＭＭＡ有機高分子鎖が形成される。こ
のように乾燥過程を避けて無機格子構造内でそのまま(I
n-situ)有機高分子を重合させることにより得られたＥ
ｕ3+イオンが混入されたフォーステライトとＰＭＭＡの
有機−無機ナノコンポジットを切断するか研磨して一定
形状を有する製品をつくった。図３は、Ｅｕ3+イオンが
混入されたフォーステライト−ＰＭＭＡの有機−無機ナ
ノコンポジットを切削、研磨して製作した板状の単一体
から放出されたＥｕ3+イオンの蛍光放出スペクトルを示
し、図４は、Ｅｕ3+イオンが混入された純粋なＰＭＭＡ
を切削、研磨して製作した板状の単一体から放出された
Ｅｕ3+イオンの蛍光放出スペクトルを示す。図３及び図
４に示されているように、本実施例のコンポジットと同
じ大きさの純粋なＰＭＭＡ単一体に混入されたＥｕ3+イ
オンの蛍光スペクトルを比べてみると、ＰＭＭＡに４−
８％の無機格子構造が複合されることにより、Ｅｕ3+イ
オンの周辺局部構造が改質されて、純粋なＰＭＭＡに混
入する際とは全く異なるＥｕ3+イオンのスペクトルを現
わすことがわかる。これは、有機−無機ナノコンポジッ
トに光学特性を有するゲスト物質を混入すれば、ゲスト
物質の周囲環境を任意に調節することができることを示
す。
されたアルコゲルを一定期間常温に放置してアルコゲル
内の無機格子構造を堅固にする。最初の合成及び前記放
置過程はいずれも非活性気体雰囲気で遂行される。この
ように一定期間放置したアルコゲルを空気中に露出させ
一定量の塩基と同体積のトルエンを加えてよく撹拌し
て、再度一定期間放置して無機格子構造を堅固にする。
次に、図１に示されているような遠心分離機の反応容器
１０の中に前記アルコゲル２０を移した後、２０００ｒ
ｐｍの速度で２時間遠心分離を行って無機格子体からア
ルコールを分離する。分離されたアルコールを反応容器
１０から注いで取り出す。また、有機高分子単量体であ
るＭＭＡを反応容器１０に加えて、アルコールとＭＭＡ
が無機格子体に流入するようにし、このような洗滌過程
を数回にわたって行って、無機格子体内のＭＭＡの濃度
を高めてアルコールをＭＭＡに置換する。最終洗滌時に
ＭＭＡに対する重合反応開始剤であるベンジルパーオキ
シドを一定量加える。このように得られたＭＭＡに溶媒
置換されたゲルを反応容器に入れたままで４５℃に加熱
したオーブン内で熱処理すると、無機格子構造内に捕集
された有機単量体であるＭＭＡの重合反応が起こって無
機格子構造内でＰＭＭＡ有機高分子鎖が形成される。こ
のように乾燥過程を避けて無機格子構造内でそのまま(I
n-situ)有機高分子を重合させることにより得られたＥ
ｕ3+イオンが混入されたフォーステライトとＰＭＭＡの
有機−無機ナノコンポジットを切断するか研磨して一定
形状を有する製品をつくった。図３は、Ｅｕ3+イオンが
混入されたフォーステライト−ＰＭＭＡの有機−無機ナ
ノコンポジットを切削、研磨して製作した板状の単一体
から放出されたＥｕ3+イオンの蛍光放出スペクトルを示
し、図４は、Ｅｕ3+イオンが混入された純粋なＰＭＭＡ
を切削、研磨して製作した板状の単一体から放出された
Ｅｕ3+イオンの蛍光放出スペクトルを示す。図３及び図
４に示されているように、本実施例のコンポジットと同
じ大きさの純粋なＰＭＭＡ単一体に混入されたＥｕ3+イ
オンの蛍光スペクトルを比べてみると、ＰＭＭＡに４−
８％の無機格子構造が複合されることにより、Ｅｕ3+イ
オンの周辺局部構造が改質されて、純粋なＰＭＭＡに混
入する際とは全く異なるＥｕ3+イオンのスペクトルを現
わすことがわかる。これは、有機−無機ナノコンポジッ
トに光学特性を有するゲスト物質を混入すれば、ゲスト
物質の周囲環境を任意に調節することができることを示
す。
【００２５】
【発明の効果】無機格子内に浸透させた単量体をそのま
ま(In-situ)重合することにより、有機物と無機物が化
学結合せずに、簡単な工程によって無機格子の性質を変
更しないで有機−無機ナノコンポジットを形成すること
ができる。このような工程を通して無機物と反応しない
有機高分子と無機物とのコンポジットを容易に合成する
ことができ、通常のゾル−ゲル合成法を通した有機−無
機コンポジットの製造工程中に頻繁に発生するアルコゲ
ルの収縮、亀裂及び捩れなどの問題も解決することがで
きる。また、有機−無機コンポジットのうちの無機成分
は１つ以上の複合金属を含む場合にもその構造が安定し
ている。このように製造された有機−無機コンポジット
は有機物と無機物との間の相分離が観察されず、良好な
光学的透光性を有する。有機−無機コンポジットの中の
無機物の重量比は４〜８％と低いほうであるが、混入さ
れた光学性質を有するゲスト物質の光学特性に及ぼす無
機格子の影響は極めて大きく、無機格子自体の化学的成
分を調節することにより有機−無機ナノコンポジットを
ホスト物質(host material)にして混入されたゲスト物
質が現わす光学性質を容易に調節することができる。
ま(In-situ)重合することにより、有機物と無機物が化
学結合せずに、簡単な工程によって無機格子の性質を変
更しないで有機−無機ナノコンポジットを形成すること
ができる。このような工程を通して無機物と反応しない
有機高分子と無機物とのコンポジットを容易に合成する
ことができ、通常のゾル−ゲル合成法を通した有機−無
機コンポジットの製造工程中に頻繁に発生するアルコゲ
ルの収縮、亀裂及び捩れなどの問題も解決することがで
きる。また、有機−無機コンポジットのうちの無機成分
は１つ以上の複合金属を含む場合にもその構造が安定し
ている。このように製造された有機−無機コンポジット
は有機物と無機物との間の相分離が観察されず、良好な
光学的透光性を有する。有機−無機コンポジットの中の
無機物の重量比は４〜８％と低いほうであるが、混入さ
れた光学性質を有するゲスト物質の光学特性に及ぼす無
機格子の影響は極めて大きく、無機格子自体の化学的成
分を調節することにより有機−無機ナノコンポジットを
ホスト物質(host material)にして混入されたゲスト物
質が現わす光学性質を容易に調節することができる。
【図１】本発明の有機−無機コンポジットを製造するた
めの遠心分離器の概略図。
めの遠心分離器の概略図。
【図２】本発明の一実施例による有機−無機コンポジッ
トと純粋なＰＭＭＡの透光度を測定したＵＶ−ＶＩＳス
ペクトル。
トと純粋なＰＭＭＡの透光度を測定したＵＶ−ＶＩＳス
ペクトル。
【図３】本発明の一実施例によるフォーステライト−Ｐ
ＭＭＡの有機−無機ナノコンポジットに混入されたＥｕ
3+イオンの蛍光放出スペクトル。
ＭＭＡの有機−無機ナノコンポジットに混入されたＥｕ
3+イオンの蛍光放出スペクトル。
【図４】純粋なＰＭＭＡ高分子に混入されたＥｕ3+イオ
ンの蛍光放出スペクトル。
ンの蛍光放出スペクトル。
１０ 反応容器 ２０ アルコゲル ３０ アダプタ ４０ 回転子 ５０ ハウジング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 東 坤 大韓民国ソウル特別市龍山区青坡洞２街淑 明女子大学校内 (72)発明者 姜 珍 大韓民国ソウル特別市銅雀区黒石２洞264 −５番地 (72)発明者 權 惠 映 大韓民国ソウル特別市金川区始興１洞漢陽 アパート５棟907号
Claims (11)
- 【請求項１】 １つ以上の金属とアルコールを反応させ
て金属アルコキシドをつくり、シリコン含有化合物を混
合した後、触媒とともに反応させてアルコール溶液が含
浸された単一又は複合金属酸化物のアルコゲルを生成す
る過程と；遠心分離法を用いて前記アルコゲル内の無機
格子構造を満たしているアルコールを分離してゲルを形
成する過程と；前記ゲル内に有機高分子を形成するため
の有機単量体を添加する過程と；前記有機単量体を重合
する過程を含む有機−無機コンポジット製造方法。 - 【請求項２】前記触媒は、過酸化水素水、マグネシウム
の過酸化物、ナトリウムの過酸化物及びリチウムの過酸
化物からなる群の中から選択される化合物である請求項
１に記載の有機−無機コンポジット製造方法。 - 【請求項３】前記アルコゲルを合成するための混合溶液
に機能性ゲスト物質を含む化合物を添加する過程をさら
に含む請求項１に記載の有機−無機コンポジット製造方
法。 - 【請求項４】前記機能性ゲスト物質は、光学特性を有す
るものである請求項３に記載の有機−無機コンポジット
製造方法。 - 【請求項５】前記機能性ゲスト物質はＥｕ3+である請求
項４に記載の有機−無機コンポジット製造方法。 - 【請求項６】前記金属は、マグネシウム、ナトリウム及
びリチウムからなる群の中から選択される１つ以上の金
属である請求項１に記載の有機−無機コンポジット製造
方法。 - 【請求項７】前記シリコン含有化合物は、テトラエチル
オルトシリケート(tetraethylorthosilicate、ＴＥＯ
Ｓ)及びテトラメチルオルトシリケート(tetramethylort
hosilicate、ＴＭＯＳ)からなるシリコンアルコキシド
の中から選択される化合物である請求項１に記載の有機
−無機コンポジット製造方法。 - 【請求項８】前記有機単量体は、ＭＭＡ(methylmethacr
ylate)及びＭＡ(methacrylate)からなる重合化すること
ができる二重結合を有する有機単量体の中から選択され
る１つ以上の化合物である請求項１に記載の有機−無機
コンポジット製造方法。 - 【請求項９】前記遠心分離法及び前記有機単量体を重合
する過程は、同一反応容器内で遂行される請求項１に記
載の有機−無機コンポジット製造方法。 - 【請求項１０】前記有機単量体を重合する過程は、前記
アルコゲルの無機格子構造内で(In-Situ)遂行される請
求項１に記載の有機−無機コンポジット製造方法。 - 【請求項１１】前記有機高分子と前記無機格子は実質的
に互いに均一に分布する請求項１に記載の有機−無機コ
ンポジット製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980003274A KR100265202B1 (ko) | 1998-02-05 | 1998-02-05 | 유기-무기컴포지트의 제조방법 |
| KR1998-3274 | 1998-02-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11256039A true JPH11256039A (ja) | 1999-09-21 |
| JP4046874B2 JP4046874B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=19532557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33915398A Expired - Fee Related JP4046874B2 (ja) | 1998-02-05 | 1998-11-30 | 有機−無機コンポジットの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6107396A (ja) |
| JP (1) | JP4046874B2 (ja) |
| KR (1) | KR100265202B1 (ja) |
| DE (1) | DE19854486B4 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006233212A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-09-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 伝導性の有機無機複合体組成物及びそれを含む有機電界発光素子 |
| JP2009184870A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Shinshu Univ | レンズの製造方法及びレンズ |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1206285C (zh) * | 1999-08-13 | 2005-06-15 | 旭化成株式会社 | 有机域/无机域复合材料 |
| GB0025940D0 (en) * | 2000-10-24 | 2000-12-13 | Secr Defence | Solvogels & a method of manufacturing the same |
| TWI290572B (en) * | 2003-08-06 | 2007-12-01 | Lg Chemical Ltd | Primer composition for coating transparent materials and photochromic transparent materials |
| WO2005047952A1 (ja) * | 2003-11-17 | 2005-05-26 | Olympus Corporation | 変倍光学系及びそれを用いた電子機器 |
| US20060194910A1 (en) * | 2004-05-19 | 2006-08-31 | Nobuo Miyatake | Stabilization of polymers with zinc oxide nanoparticles |
| US20070004840A1 (en) * | 2004-05-19 | 2007-01-04 | Texas A&M University | Zinc oxide polymer nanocomposites and methods of producing zinc oxide polymer nanocomposites |
| US7482382B2 (en) * | 2004-05-19 | 2009-01-27 | The Texas A&M University System | Process for preparing nano-sized metal oxide particles |
| KR100593689B1 (ko) * | 2005-12-27 | 2006-06-28 | 한국전기연구원 | 금속알콕시 화합물로 합성되어 유기실란으로 표면개질된나노입자무기물과 경화성수지로 된 유무기하이브리드재료의 제조방법 및 그 재료 |
| US8344054B2 (en) * | 2007-07-24 | 2013-01-01 | The Texas A & M University System | Polymer nanocomposites including dispersed nanoparticles and inorganic nanoplatelets |
| KR101774517B1 (ko) * | 2014-07-31 | 2017-09-04 | 주식회사 엘지화학 | 절연 특성이 강화된 이차전지용 파우치 및 그의 제조방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5019293A (en) * | 1989-06-12 | 1991-05-28 | Cornell Research Foundation, Inc. | Use of hydrogen peroxide in preparing magnesium containing silicate sols for coating and fiber formation |
| US5153031A (en) * | 1989-06-12 | 1992-10-06 | Cornell Research Foundation, Inc. | Use of hydrogen peroxide in preparing magnesium containing silicate sols for coating and fiber formation |
| JPH05279598A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-26 | Lion Corp | 有機‐無機透明複合体及びその製法並びにそれを含有する紫外線吸収性コーティング剤 |
-
1998
- 1998-02-05 KR KR1019980003274A patent/KR100265202B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-11-16 US US09/192,864 patent/US6107396A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-25 DE DE19854486A patent/DE19854486B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-30 JP JP33915398A patent/JP4046874B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006233212A (ja) * | 2005-02-07 | 2006-09-07 | Samsung Sdi Co Ltd | 伝導性の有機無機複合体組成物及びそれを含む有機電界発光素子 |
| JP2009184870A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Shinshu Univ | レンズの製造方法及びレンズ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100265202B1 (ko) | 2000-09-15 |
| DE19854486A1 (de) | 1999-08-12 |
| JP4046874B2 (ja) | 2008-02-13 |
| KR19990069189A (ko) | 1999-09-06 |
| US6107396A (en) | 2000-08-22 |
| DE19854486B4 (de) | 2013-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11256039A (ja) | 有機−無機コンポジットの製造方法 | |
| CN102558462B (zh) | 梯度组成复合材料及其制造方法 | |
| CN104662683B (zh) | 光电子器件、光学元件和其制造方法 | |
| WO2000034396A1 (fr) | Materiau de revetement dur et film obtenu au moyen de celui-ci | |
| JPWO2009001905A1 (ja) | 球状有機ポリマー−シリコン化合物複合粒子、中空粒子およびそれらの製造方法 | |
| CN103897644B (zh) | 一种有机硅改性环氧树脂封装胶的制备方法 | |
| Yano et al. | Structure and properties of poly (vinyl alcohol)/tungsten trioxide hybrids | |
| JP7226329B2 (ja) | 色素凝集粒子、色素内包粒子、および蛍光標識材 | |
| JPS5983955A (ja) | ゲルマニウム含有ケイ酸塩ガラスを包含する光学的組成物の製造方法 | |
| JP5018025B2 (ja) | 表面修飾酸化ジルコニウム粒子分散液及び透明複合体、光学部材並びに発光素子封止用組成物、発光素子 | |
| JP2007192866A (ja) | 光拡散性樹脂組成物及び光拡散部材、並びにそれを用いたバックライト装置及び液晶ディスプレイ | |
| JPH10194720A (ja) | バルク状シリカ多孔体の製造方法 | |
| JPH0479976B2 (ja) | ||
| CN101475179B (zh) | 一种有机无机杂化氧化硅纳米球的制备方法 | |
| CA2243879C (en) | Method for fabricating silica glass | |
| JP2000034117A (ja) | シリカ質アエロゲル球体の製造方法 | |
| RU2440389C2 (ru) | Новые мономерные и полимерные материалы | |
| CN114644802B (zh) | 蓝相增效pmma耐热板材的制造方法及蓝相增效pmma耐热板材 | |
| CN110498423A (zh) | 一种纳米a型分子筛的制备方法 | |
| CN101085855A (zh) | 发光二级管封装用耐紫外和高温老化的有机硅环氧树脂组合物 | |
| CN110256676A (zh) | 一种苯基含氢硅氧烷树脂、高折射率led封装硅树脂组合物及其制备方法 | |
| CN109368647A (zh) | 一种改性纳米二氧化硅气凝胶的制备 | |
| CA2246153C (en) | Method for fabricating silica glass | |
| CN113429962B (zh) | 一种集成聚集诱导发光荧光分子与光子晶体的传感微球及其制备方法与应用 | |
| JPH05202190A (ja) | ハイブリッドシリカゲルの製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040812 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070123 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070522 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070821 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071113 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20071121 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121130 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121130 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131130 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |