JPS6174638A - 機能性有機・無機複合非晶質材料及びその製造方法 - Google Patents

機能性有機・無機複合非晶質材料及びその製造方法

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JPS6174638A
JPS6174638A JP59196360A JP19636084A JPS6174638A JP S6174638 A JPS6174638 A JP S6174638A JP 59196360 A JP59196360 A JP 59196360A JP 19636084 A JP19636084 A JP 19636084A JP S6174638 A JPS6174638 A JP S6174638A
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俊朗 谷
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ′ 産業上の利用分野 ・無機複合弁品質材料及びその製造方法に関する。
従来技術 従来、有機分子に機能性を細分l−だ材料としては、有
機色素レーザー、有機光導電体、有機太陽を子、 有i
エレクトロルミネツセンヌ、有機エレクトロクロミシク
デイスプレー、有機ソーラーコンセントレータ−1各種
センサー類、非線型光学素子、ホールバーニング効果利
用光メモリ−、光ディスクなどが知られている。
t2かし寿から、例えば、有機色素レーザーにおいては
、水やエタノールなどの溶媒に有機色素分子を溶解した
溶液として使用したり、あるいは有機高分子中に溶解ま
たは分散させて使用している。
液体として使用すると、取扱い上不便である上に、溶存
酸素により劣化するなどの問題点があった。まだ有機高
分子を母材とする場合は、剛性等において根本的な問題
点があった。
゛ 1 、まだ、有機光導電体や有機太陽電池においては、i光
導電性や光起電力を示す有機分子を有機高分子−沖に分
散もしくは溶解して使用するが、高分子の溶存酸素によ
り劣化する一F、有機高分子が柔軟かため、摩擦により
有機分子の性能が劣化するなどの間K1点があった。
このように、機能性有機分子は多様々機能を有しながら
、適当な剛性媒体がないだめ、機能性電子材料としての
応用も限られていた。
一方無機ガラスのようなnす性媒体に有機分子を溶解さ
せようとすると、一般の無機ガラスを製造する温度が約
300”C以上の高温であるため、機能性有機分子は熱
分解を起してその機能を失ってしまうので、製造し得々
かった。
発明の目的 本発明は従来困鑓であった機能性有機分子と無機非晶質
物を分子レベルで複合一体化して無機非晶質体に機能性
有機分子の機能を持たせた新規な有機・無機複合非晶質
材料及びその製造方法を提供するにある。
′1 本発明者らは有機分子の電子機能の追求途上、l
i:j、’j j 二事しい着色ガラスの合成を研究中のところ、有機のシ
リコンオたはゲルマニウムの金属化合物で、加水分解、
脱水縮合することができるものに有機分子を溶剤と共に
混合し、これを加水分解、脱水縮合すると、着色した無
機非晶質体が得られることを知見した。この知県に基い
て、有機分子として機能性有機分子を使用し、同様にし
て無機非晶質体を製造すると、容易に機能性有機・無機
複合非晶質材料が得られることが分った。この知見に基
いて本発明を完成した。
本発明の機能性有機・無機複合非晶質材料は、/リコン
1だはゲルマニウムの加水分解・脱水縮合して非晶質と
なる有機金属41合物に、該有機金属化合物を溶かす溶
剤に可溶な機能性有機分子を溶剤と共に添加した後、加
水分解・脱水縮合させたものからなる。
本発明において用いる加水分解・脱水縮合して非晶質と
なる有機シリコン化合物、有機ゲルマニー、+;、−0 ゛ クム化合物としては、例えば、けい酸メチル、けい
酸エチル等のけい酸アルコキシド、ゲルマニラX ::J酸メfル、 ゲルマニウムエチル等のゲルマニウ
ムアルコキシドが挙けられる。
また、機能性有機分子としては、例えば、ローダミ76
G、ローダミンBを代表とするキサンチン系分子、7−
オギゾー4−メチルクマリン々どのクマリン誘導体、メ
ロシアニン類あるいけビキシンなどを代表する鎮状共役
ポリエン、アクリジンを初めとするアクリジン系分子、
ピレンなとの縮合多環芳香族炭化水素、スルホン化銅フ
タロシアニンなどのフタロシアニン系分子、ナスタザリ
ンなどのナフトキノン系分子、キニザリンなどのアント
ラキノン糸の分子が挙げられる。
これらの機能性有機分子は溶剤に溶解して添加する。こ
の溶剤はシリコンまたはゲルマニウムの有機金属化合物
を同時に溶解するものを使用する。
これにより均一に混合したものが得られる。
得られた混合物をpH6〜3に調整する。
pHが6を超えると、加水分解、脱水縮合のた::rp
−aの時間が長期間になり、pHが3より小さいと4′
1 も長くなる。p)16〜3では加水分Wf・脱水縮合反
応が円滑に進行すると共に、反応終了までの時間も短く
、シネレリシヌ現象を起さず、溶液から均一に単−相の
まま固化するので、この範囲のpHであることが最も好
ましい。
pHを6〜3に調整した彼、これを例えば60°C程度
に加熱すると加水分解してゲル状物が1@られる。
得られたゲル状物を脱水縮合して固形体とする。
この場合、水及び溶剤を急速に蒸発させると割れが生ず
るノ”r、0.0001〜0.03 ? / cm2・
dayc7)範Hにある一定速度で蒸発させることが重
要であるo O,0001? 7cm2−dayj p
おそいと、長時間を要し、0.03 r/c+++2.
dayよυ速いと割れを生じ易くなる。
得られる固形体は水酸基を含んだシリコン1だはゲルマ
ニウムからガる非晶体中に均一に機能性コ有=機分子が
分散保持されたものである。ゲル状物、°弓 することができる。
実施例 実施例1゜ 固体粉末状のキニザリンをエチルアルコール溶液に溶解
し、10−6モル/1モルの比率のキニザリンのアルコ
ール溶液を作った。
この溶液22.58c、けい酸エチル20.(lee及
び水7.5 ccを混和攪拌し黄色の均一溶液とした。
これに0.2CCの濃塩酸を滴下してpHを約5に調整
し、これを60°Cに加熱して加水分解し、均一々ゲル
状物としだ。
このゲル状物を40℃、50%の相対湿度の雰囲気下で
3日間養生し、脱水縮合して黄色の透光性の固体を得た
。混合したキニザリ/は薄いオレンジ色の透明固形体に
均一に溶解しだ捷ま固化していて、キニザリンの析出物
は認めらねなかった。
そしてX線的には非晶質であった。
約4°K(二船#字埠1笹杢冷却しても変形l〜りく、
また、約4°にのものを極低温より室温にし羊も割れが
発生することが々く、極めて安定で凌・る:。
また、pH3の塩酸溶液に、4(ビCで2日間浸漬した
後、重l−変化を測定したが変化がなかった。
50℃の温水に対しても同様であった。
この非晶体を可視域における光吸取スペクトルを測定し
たところ、キニザリンに特徴的な480 mを中心とす
る吸Q帯の存在が一観察された。この吸収帯の位置及び
形状はアルコール溶液中でのスペクトルと比較して、位
置は変化が々く、振動準位からの寄与と思われる数個の
微細構造がより拡がっていることが認められる。このス
ペクトルと吸光度の大きさから、混合したキニザリン分
子は分解するととカ<、非晶質体中に分子レベルで分散
して存在していることが分かる。
T〕実施例2゜ °用ヅC導電性を示す有機分子のピレン(C46H1o
)のを含有した高珪酸質の非晶質固化体が得られた。
実施例3 レーザー発振性を示す不振分子の5.8−ジヒドロキシ
−1,4−ナフトキノンの10 モル/1モルのエチル
アルコール溶液を用い、実施例1と同様にして薄赤色の
透明な高珪酸質の非晶質固化体が得られた。
実施例4゜ レーザ発振性を示す不振分子のローダミノ6Gバークロ
レートの10 モル/1モルのエチルアルコール溶液を
用い、実施例1と同様にして濃いオレンジ黄色の透5明
な高珪酸質の非晶質固化体が得られた。
実施例5゜ レーザ発振性を示す有機分子のロータミノBの10 モ
ル/1モルのエチルアルコール溶液ヲ用、ユ・・、÷h
1実施例1と同様にして濃いピンク色の退引で、14 モル/1モルのエチルアルコール溶液’を用い、実施例
1と同様にして無色透明な高珪酸質の非晶質固化体が得
られた。
実施例7゜ NO) レーザ発振性を示す有機分子のアクリジンーレソドノ1
0  モル/1モルのエチルアルコール溶液を用い、実
施例1と同様にして極薄黄色の透明な高珪酸質の非晶質
固化体が得られた。
実施例8 レーザ発振性を示す有機分子のフルオレセイン(C2o
H1205)の10  モル/】モルのエチルアルコー
ル溶液を用い、実施例1と同様にして濃黄色の透明な^
珪酸質の非晶質固化体が褐られた。但l〜、本実施例は
全て暗室内で行った。
実施例9 光起電力性や光導電性を示す有機分子のメロシIニンの
10  モル/1モルのエチルアルコール° i 帖沿を用い、実施例1と同様にして無色透明な高@醇質
の非晶質固化体が得られた。但し、との実フ蒜例り゛す
−ぺて暗室内で行った。
実施例10 ポールバーニング効果を示す有機分子のキニザリンの1
0−5モル/1モルのエチルアルコール溶液を用い、実
施例1と同様にして濃黄溌色の高畦酸質の固化体が得ら
れた。この固化体はキニザリンの微粒状体が全体に析出
していた。
実施例11 実施例10のキニザリンの10 モル/1モルのエチル
アルコール溶液o、5ccと珪酸エチル10伐、チタニ
ウムイソプロポキシド4 ccの均一な混合液を用い、
実施例1と同様にして薄黄色の透明なTiO2−5in
2糸の非晶質固化体が得られた。なお、TiO2−8i
n2糸ガラスは熱膨張性がゼロとして知られているもの
である。
実施例12 レーザ発振性を示すローダミン6Gの10−6モー、≠
/1モルのエチルアルコール溶液5.7cc%m酸−1
; 体が得られた。このように長時間を必要とした。
実施例13 レーザ発振性を示す有機分子のローダミン6Gの10 
 モル/1モルのエチルアルコール溶液(12〕 5.7cc、、ゲルマニウム酸エチル液7.4cc、水
1.5ccの混合液を作り、塩酸でPHを4.にした。
この溶液を60°Cに加温し、2時間加水分解した後、
4・0°C1相対湿度50%の雰囲気で3日間養生して
赤色の均一透明な固化体が得られた。
発明の効果 本発明は従来なかった機能性有機分子を複合一体化した
無機非晶体材料を提供し得、該材料は取扱いが極めて容
易で、機械的強度も強く、かつ機能性有機分子を劣化さ
せることのない優れた効果を有する機能性を持つ材料で
ある。
(]3)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、シリコンまたはゲルマニウムの加水分解、脱水縮合
    して非晶質となる有機金属化合物に、該有機金属化合物
    を溶かす溶剤に可溶な機能性有機分子を溶剤と共に添加
    した後、加水分解、脱水縮合させて複合一体化したもの
    からなる機能性有機・無機複合非晶質材料。 2、前記機能性有機分子の機能性が、レーザー発振性、
    光導電性、光起電力性、電界発光性、電界着色性、非線
    型光学性、ホールバーニング、光メモリ性である特許請
    求の範囲第1項記載の有機性有機・無機複合非晶質材料
    。 3、シリコンまたはゲルマニウムの加水分解、脱水縮合
    して非晶質となる有機金属化合物に、該有機金属化合物
    を溶かす溶剤に可溶な機能性有機分子を溶剤と共に加え
    、pHを6〜3に調整した後、加水分解・脱水縮合させ
    ることを特徴とする機能性有機・無機複合非晶質材料の
    製造方法。 4、シリコンまたはゲルマニウムの加水分解・脱水縮合
    して非晶質となる有機金属化合物に、該有機金属化合物
    を溶かす溶剤に可溶な機能性有機分子を溶媒と共に添加
    したものを、加水分解・脱水縮合させ、得られた縮合一
    体物を、0.0001〜0.03g/cm^2・day
    の蒸発速度で溶剤及び水を蒸発させることを特徴とする
    有機・無機複合非晶質材料の製造方法。
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