JPWO2020039868A1 - インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 - Google Patents
インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020039868A1 JPWO2020039868A1 JP2020538266A JP2020538266A JPWO2020039868A1 JP WO2020039868 A1 JPWO2020039868 A1 JP WO2020039868A1 JP 2020538266 A JP2020538266 A JP 2020538266A JP 2020538266 A JP2020538266 A JP 2020538266A JP WO2020039868 A1 JPWO2020039868 A1 JP WO2020039868A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precursor solution
- oxide particles
- tin oxide
- curable composition
- indium tin
- 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
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 188
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 83
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 40
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 213
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 155
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 76
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 38
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- YJGJRYWNNHUESM-UHFFFAOYSA-J triacetyloxystannyl acetate Chemical compound [Sn+4].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O YJGJRYWNNHUESM-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 34
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 25
- VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K diacetyloxyindiganyl acetate Chemical compound [In+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O VBXWCGWXDOBUQZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 24
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 26
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 18
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N (9Z)-octadecen-1-ol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCO ALSTYHKOOCGGFT-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 12
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 12
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229940055577 oleyl alcohol Drugs 0.000 claims description 12
- XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N oleyl alcohol Natural products CCCCCCC=CCCCCCCCCCCO XMLQWXUVTXCDDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 186
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- -1 tin carboxylate Chemical class 0.000 description 19
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 16
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 16
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 14
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 4
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 4
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- QMTFKWDCWOTPGJ-KVVVOXFISA-N (z)-octadec-9-enoic acid;tin Chemical compound [Sn].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O QMTFKWDCWOTPGJ-KVVVOXFISA-N 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 3
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 3
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 3
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940049964 oleate Drugs 0.000 description 3
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012956 1-hydroxycyclohexylphenyl-ketone Substances 0.000 description 2
- PCKZAVNWRLEHIP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-1-[4-[[4-(2-hydroxy-2-methylpropanoyl)phenyl]methyl]phenyl]-2-methylpropan-1-one Chemical compound C1=CC(C(=O)C(C)(O)C)=CC=C1CC1=CC=C(C(=O)C(C)(C)O)C=C1 PCKZAVNWRLEHIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- MQDJYUACMFCOFT-UHFFFAOYSA-N bis[2-(1-hydroxycyclohexyl)phenyl]methanone Chemical compound C=1C=CC=C(C(=O)C=2C(=CC=CC=2)C2(O)CCCCC2)C=1C1(O)CCCCC1 MQDJYUACMFCOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N diphenylphosphoryl-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 VFHVQBAGLAREND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NOPFSRXAKWQILS-UHFFFAOYSA-N docosan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCO NOPFSRXAKWQILS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BTFJIXJJCSYFAL-UHFFFAOYSA-N icosan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCO BTFJIXJJCSYFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N nonanoic acid Chemical compound CCCCCCCCC(O)=O FBUKVWPVBMHYJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N tetradecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCO HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZDPHROOEEOARMN-UHFFFAOYSA-N undecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCC(O)=O ZDPHROOEEOARMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QNODIIQQMGDSEF-UHFFFAOYSA-N (1-hydroxycyclohexyl)-phenylmethanone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1(O)CCCCC1 QNODIIQQMGDSEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBETXYAYXDNJHR-SSDOTTSWSA-M (2r)-2-ethylhexanoate Chemical compound CCCC[C@@H](CC)C([O-])=O OBETXYAYXDNJHR-SSDOTTSWSA-M 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- JXNPEDYJTDQORS-HZJYTTRNSA-N (9Z,12Z)-octadecadien-1-ol Chemical compound CCCCC\C=C/C\C=C/CCCCCCCCO JXNPEDYJTDQORS-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- QIABNQHWGHBJEE-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(ethenyl)cyclohexane Chemical compound C=CC1CCC(C=C)CC1 QIABNQHWGHBJEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRJNFASAVJETMT-UHFFFAOYSA-N 1,6-bis(ethenyl)naphthalene Chemical compound C=CC1=CC=CC2=CC(C=C)=CC=C21 NRJNFASAVJETMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRCACYBCECBXLM-UHFFFAOYSA-N 1-(4-methylsulfanylphenyl)-2-morpholin-4-ylpropan-1-one Chemical compound C1=CC(SC)=CC=C1C(=O)C(C)N1CCOCC1 VRCACYBCECBXLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YOTSWLOWHSUGIM-UHFFFAOYSA-N 1-ethenoxy-4-[2-(4-ethenoxyphenyl)propan-2-yl]benzene Chemical class C=1C=C(OC=C)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(OC=C)C=C1 YOTSWLOWHSUGIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWVGIHKZDCUPEU-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OC)(OC)C(=O)C1=CC=CC=C1 KWVGIHKZDCUPEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVXLLHWEQSZBLW-UHFFFAOYSA-N 2-(4-acetyl-2-methoxyphenoxy)acetic acid Chemical compound COC1=CC(C(C)=O)=CC=C1OCC(O)=O WVXLLHWEQSZBLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 2-Hydroxy-4'-(2-hydroxyethoxy)-2-methylpropiophenone Chemical compound CC(C)(O)C(=O)C1=CC=C(OCCO)C=C1 GJKGAPPUXSSCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIJYFLXQHDOQGW-UHFFFAOYSA-N 2-[2,4,6-trioxo-3,5-bis(2-prop-2-enoyloxyethyl)-1,3,5-triazinan-1-yl]ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCN1C(=O)N(CCOC(=O)C=C)C(=O)N(CCOC(=O)C=C)C1=O YIJYFLXQHDOQGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWRBVKNFOYUCNP-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1-(4-methylsulfanylphenyl)-2-morpholin-4-ylpropan-1-one Chemical compound C1=CC(SC)=CC=C1C(=O)C(C)(C)N1CCOCC1 LWRBVKNFOYUCNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 6-prop-2-enoyloxyhexyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCCCCCOC(=O)C=C FIHBHSQYSYVZQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 1
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000005643 Pelargonic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000388 Polyphosphate Chemical class 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Chemical class 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- GUCYFKSBFREPBC-UHFFFAOYSA-N [phenyl-(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphoryl]-(2,4,6-trimethylphenyl)methanone Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(=O)P(=O)(C=1C=CC=CC=1)C(=O)C1=C(C)C=C(C)C=C1C GUCYFKSBFREPBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- VEBCLRKUSAGCDF-UHFFFAOYSA-N ac1mi23b Chemical compound C1C2C3C(COC(=O)C=C)CCC3C1C(COC(=O)C=C)C2 VEBCLRKUSAGCDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N alpha-ethylcaproic acid Natural products CCCCC(CC)C(O)=O OBETXYAYXDNJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229960000541 cetyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- PNOXNTGLSKTMQO-UHFFFAOYSA-L diacetyloxytin Chemical compound CC(=O)O[Sn]OC(C)=O PNOXNTGLSKTMQO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- FTGWXPDUZWAMGX-UHFFFAOYSA-N docos-1-en-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC=CO FTGWXPDUZWAMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000735 docosanol Drugs 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N indium tin Chemical compound [In].[Sn] RHZWSUVWRRXEJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N isocyanuric acid Chemical compound OC1=NC(O)=NC(O)=N1 ZFSLODLOARCGLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXNPEDYJTDQORS-UHFFFAOYSA-N linoleyl alcohol Natural products CCCCCC=CCC=CCCCCCCCCO JXNPEDYJTDQORS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000005395 methacrylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 229940043348 myristyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N n-heptadecyl alcohol Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCO GOQYKNQRPGWPLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N neopentyl glycol Chemical compound OCC(C)(C)CO SLCVBVWXLSEKPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002969 oleic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Chemical class 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Chemical class 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001205 polyphosphate Chemical class 0.000 description 1
- 235000011176 polyphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000007870 radical polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 238000001226 reprecipitation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 229940012831 stearyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021122 unsaturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004670 unsaturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical class O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G19/00—Compounds of tin
-
- 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
- C08F20/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F20/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
- C08F20/10—Esters
- C08F20/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F20/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F20/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2302/00—Metal Compound, non-Metallic compound or non-metal composition of the powder or its coating
- B22F2302/25—Oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
-
- 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
- C08K2003/2231—Oxides; Hydroxides of metals of tin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
このため、波長1900nm以下の近赤外線領域に吸収を有するITO粒子の製造方法が各種検討されている。
しかし、好適な製造方法として米国特許出願公開第2015/0259217号明細書に具体的に記載されているのは、金属酸化物を含む前駆体溶液の滴下速度を0.5mL(ミリリットル)/分以下として、粒子生成反応を生起させ、液中で、反応温度を30分間維持して粒子を得る方法であり、滴下速度が遅いためITO粒子の合成に長時間を要する。例えば、前駆体溶液の総滴下量を500mLとすると、少なくとも合成時間は16時間以上必要となり、この文献に記載の方法を工業的スケールに適用することは現実的ではない。
また、米国特許出願公開第2015/0259217号明細書には、前駆体溶液の製造方法に関する着目はない。
前駆体溶液が増粘すると、ITO粒子生成反応に供する際に、前駆体溶液の滴下が困難となったり、白濁した前駆体溶液に起因して、得られるITO粒子の物性が低下したりすることが判明した。
本発明の別の実施形態が解決しようとする課題は、近赤外線領域に吸収を有するインジウムスズ酸化物粒子を含み、低アッベ数であり、光学材料用途に有用な硬化性組成物を、効率よく安定的に製造し得る硬化性組成物の製造方法を提供することである。
<1> 酢酸インジウム及び酢酸スズを、炭素数6〜20のカルボン酸を含む溶媒中で加熱して、インジウム及びスズを含む前駆体溶液を得る工程と、得られた前駆体溶液を、230℃〜320℃の炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒中に滴下し、インジウムスズ酸化物粒子を含む反応液を得る工程と、を含み、前駆体溶液中の酢酸濃度が0.5質量%〜6質量%の範囲である、インジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
<2> 前駆体溶液の25℃における粘度が0.14Pa・s以下である<1>に記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
<4> 前駆体溶液に含まれる金属の総モル濃度が、0.1mmol/mL以上である<1>〜<3>のいずれか1つに記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
<5> 炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒中に含まれるヒドロキシ基の含有量をAモルとし、前駆体溶液に含まれる炭素数6〜20のカルボン酸の含有量をBモルとした場合、AとBとが下記式(I)の条件を満たす<1>〜<4>のいずれか1つに記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
B/(A+B)<0.5 式(I)
<7> 炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒が、オレイルアルコールを含む<1>〜<6>のいずれか1つ記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
本発明の別の実施形態によれば、近赤外線領域に吸収を有するインジウムスズ酸化物粒子を含み、低アッベ数であり、光学材料用途に有用な硬化性組成物を、効率よく安定的に製造し得る硬化性組成物の製造方法を提供することができる。
以下に記載する構成要件の説明は、本開示の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本開示は以下の実施態様に限定されない。
本開示において「〜」を用いて記載した数値範囲は、「〜」の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を表す。
本開示において組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本開示において、2以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
特に断りのない限り、本開示における基(原子団)の表記は、無置換のもの、置換基を有するものをも包含する意味で用いられる。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)と、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)との双方を包含する意味で用いられる。その他の基についても同様である。
また、本開示において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの双方又はいずれかを表し、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及びメタクリレートの双方又はいずれかを表す。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示のITO粒子の製造方法(以下、単に「製造方法」と称することがある。)は、酢酸インジウム及び酢酸スズを、炭素数6〜20のカルボン酸を含む溶媒中で加熱して、インジウム及びスズを含む前駆体溶液を得る工程(工程(I))と、得られた前駆体溶液を、230℃〜320℃の炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒中に滴下し、インジウムスズ酸化物粒子を含む反応液を得る工程(工程(II))と、を含み、工程(I)における前駆体溶液中の酢酸濃度が0.5質量%〜6質量%の範囲である。
本開示の製造方法によれば、工程(I)において、前駆体溶液中の酢酸濃度を0.5質量%〜6質量%の範囲とすることで、前駆体溶液の経時安定性が良好となる。具体的には、前駆体溶液の粘度が、工程(II)において溶媒中に滴下し易い範囲に維持され、且つ、一旦調製した前駆体溶液を経時した場合も、所望されない粘度の上昇及び不溶物の析出が抑制される。従って、工程(I)で得た前駆体溶液を用いて、近赤外線領域に良好な吸収を有するITO粒子を効率よく安定的に製造することができる。
工程(I)において、カルボン酸金属塩含む前駆体溶液を調製する際には、炭素数6〜20のカルボン酸を含む溶媒中で、加熱条件下、例えば、カルボン酸としてオレイン酸を用いた場合を挙げれば、オレイン酸を含む溶媒中で、酢酸インジウム及び酢酸スズを溶解する。酢酸インジウム及び酢酸スズを溶解することにより、それぞれオレイン酸インジウム及びオレイン酸スズが生成される。酢酸インジウム及び酢酸スズから分離した酢酸は、通常、系外に除去するか、又は、溶媒中に戻すことが行われている。
本発明者らの検討では、系中に残存する酢酸量が6質量%を超えると、系の温度低下に伴い、系中に析出物が生成し、反応液が白濁する現象が生じる場合があることが判明した。系中に析出物が生成する現象は、溶解したインジウム又はスズに酢酸が再配位することを示唆すると考えられる。また、析出したインジウム又はスズはコロイド状の微細な粒子となり、加熱しても再溶解はされなかった。析出したコロイド状の粒子を含む前駆体溶液をITO粒子の生成反応に用いると、前駆体溶液の特性が安定せず、生成されるITO粒子に欠陥が生じやすくなり、得られたITO粒子のプラズモン共鳴ピークがばらつく傾向がある。
一方、酢酸を完全に系外に除去することは、上記所望されない副反応の抑制には有効であると考えられていた。しかし、反応液中における酢酸の含有量を0.5質量%未満とし場合、さらに、酢酸を反応液系中から完全に除去した場合には、経時により前駆体溶液の粘度の大幅な上昇が生じること、及び、粘度が上昇した前駆体溶液は、引き続き行われるITO粒子生成反応に供する際に、滴下が困難となることが判明した。
前駆体溶液中に、適切な量の酢酸を含むことにより、生成されたオレイン酸インジウム及びオレイン酸スズの安定性が向上し、前駆体溶液の所望されない粘度の上昇及び析出物の生成が抑制され、経時安定性が良好な前駆体溶液が得られると推定される。
オレイン酸インジウム及びオレイン酸スズを安定に含み、粘度安定性が良好な前駆体溶液を用いることで、引き続き行われるITO粒子の生成において、前駆体溶液の滴下を安定に行うことができ、得られたITO粒子は均一で、物性が良好な粒子になると考えている。
本開示の製造方法によれば、前駆体溶液の均一性及び安定性が良好であり、予め前駆体溶液を調製し、経時後に得られた前駆体溶液を用いてITO粒子生成反応を行う場合、滴下性が良好となる。滴下性が良好であることは、前駆体溶液の滴下速度をより向上させる際に、特に有効である。従って、本開示の製造方法によれば、安定且つ効率的にITO粒子を製造しうる。
さらに、本開示の製造方法により得られるITO粒子は、所望されない欠陥の発生が抑制され、近赤外線領域に良好な吸収を有することから、回折格子レンズなどに適用することで、低アッベ数が実現する。よって、本開示の製造方法により得られるITO粒子は、回折格子レンズに適用した場合、回折格子高さを低くすることが可能となるために、フレアが減少するという効果を得ることができる。さらに、近赤外線領域におけるフィルタ用途にも有用であると考えられる。
なお、本開示は上記推定機構には制限されない。
〔工程(I)〕
工程(I)は、酢酸インジウム及び酢酸スズを、炭素数6〜20のカルボン酸を含む溶媒中で加熱して、インジウム及びスズを含む前駆体溶液を得る工程である。工程(I)においては、前駆体溶液中の酢酸濃度が0.5質量%〜6質量%の範囲に制御される。
前駆体溶液の調製に用いるインジウム原料及びスズ原料としては、酢酸インジウム及び酢酸スズが用いられる。
スズ原料としての酢酸スズは、酢酸スズ(II)、及び酢酸スズ(IV)からなる群より選ばれる。酢酸スズ(II)及び酢酸スズ(IV)は、安定性、ハンドリング性、供給安定性及びコストの観点から好ましい原料であり、なかでも、酢酸スズ(IV)がより好ましい。
なかでも、原料コスト、純度、安定性、ハンドリング、前駆体溶液形成の容易性等の観点から、酢酸インジウム及び酢酸スズ(IV)を用いることが好ましい。
前駆体溶液を調製する溶媒としては、炭素数6〜20のカルボン酸を含む有機酸を用いる。
カルボン酸を含む有機酸におけるカルボン酸の炭素数は、6〜20であり、14〜20が好ましい。
カルボン酸における炭化水素基は、上記炭素数の範囲であれば、直鎖状であってもよく、分岐を有していてもよく、環構造であってもよい。
なかでも、カルボン酸としては、不飽和脂肪酸が好ましい。
炭素数6〜20のカルボン酸としては、具体的には、カプロン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、2−エチルヘキサン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の有機酸が挙げられる。前駆体溶液を調製する溶媒として、上記有機酸からなる群より選ばれた1種以上の有機酸を用いることが好ましく、カプロン酸、カプリル酸、オレイン酸、リノール酸、及びリノレン酸からなる群より選ばれる1種以上の有機酸を用いることがより好ましく、溶媒は、オレイン酸を含むことがさらに好ましい。
上記溶媒はいずれも、加熱することによって既述の酢酸インジウム及び酢酸スズを容易に溶解させることができ、溶解により、インジウム及びスズに、それぞれ炭素数6〜20のカルボン酸が配位した前駆体溶液を容易に得ることができる。
工程(I)では、前駆体溶液中の酢酸濃度を0.5質量%〜6質量%の範囲に制御する。前駆体溶液中の酢酸濃度の調整は公知の方法により行うことができる。一例として、反応器から反応中に生成される酢酸を除去する際、全ての酢酸を除去せず、一部を除去し、残余の所定量の酢酸を反応槽中に戻す方法が挙げられる。
図1に示す反応器10の例では、炭素数6〜20のカルボン酸を含む溶媒を貯留する反応槽12と、反応時に副生される酢酸を冷却する冷却管14と、冷却され、液状となった酢酸を保持するディーン・スタークトラップ16とを備える。図1においては、ディーン・スタークトラップ16内に、ディーン・スタークトラップ16の容量を調整するためのガラスビーズ18が配置されている。
酢酸インジウム及び酢酸スズは、炭素数6〜20のカルボン酸を含む溶媒を貯留する反応槽12内において溶媒に溶解され、前駆体溶液が得られる。
通常、ディーン・スタークトラップ16の容量を十分に大きくすることで、生成される酢酸をディーン・スタークトラップ16内に全て保持し、前駆体溶液中に戻さない態様をとる。しかし、本開示の製造方法では、一定量の酢酸を反応槽12内に戻すことで、反応槽の前駆体溶液に含まれる酢酸の量を0.5質量%〜6質量%の範囲に維持する。
ディーン・スタークトラップの容量の調整方法には特に制限はない。例えば、当初から所定の容量のディーン・スタークトラップを備える反応器を準備する方法をとることもできる。しかし、反応槽内の前駆体溶液の量が変動すれば、酢酸の濃度を所定量に維持するためのディーン・スタークトラップの容量も変動する。このため、より簡易な方法として、ディーン・スタークトラップ内に、所定の容量となる量のビーズを配置して、ディーン・スタークトラップ内に保持する酢酸の量を調整する方法が挙げられる。ビーズは、例えば、分散メディアとして使用しうるセラミックビーズ、ガラスビーズ、金属ビーズ等から任意に選択しうる。なかでも、耐酸性が良好であり、種々の粒径のものを容易に入手しうるという観点から、ガラスビーズを用いて容量を調整する方法が好ましい。ガラスビーズによるディーン・スタークトラップ容量の調整方法は、簡易であり、且つ、正確に容量を調整できるため好ましい。ガラスビーズは、目的に応じたサイズのものを適宜選択して、配置量を調整して使用することができる。
工程(I)における前駆体溶液の調製は、閉鎖された反応器内で行われ、冷却器により十分に冷却することで、発生した酢酸は系外に排出されることはない。このため、反応液内に含まれる酢酸の量と、ディーン・スタークトラップ内に保持される酢酸の量との総量は一定となる。従って、ディーン・スタークトラップ内に保持される酢酸の量が決まると、反応液中に戻される酢酸量が決まるために、反応液中の酢酸の濃度を容易に制御できる。なお、反応液中、さらには得られた前駆体溶液中の酢酸濃度は一定に維持されるために、反応終了後に得られた前駆体溶液中の酢酸の濃度を測定することで反応液中の酢酸濃度を確認することができる。
前駆体溶液中の酢酸の濃度が0.5質量%〜6質量%の範囲において、前駆体溶液は、滴下に適切な粘度に維持され、且つ、前駆体を原料として得られたITO粒子の物性が良好となる。前駆体溶液中の酢酸の濃度は、0.5質量%〜5.5質量%の範囲が好ましく、1質量%〜5質量%の範囲がより好ましい。
本開示における前駆体溶液の粘度は、JIS Z8803(2011年)に記載される「11.振動粘度計による粘度測定方法」に準拠して、音叉型振動式粘度計を用いて測定することができる。
本開示においては、音叉型振動式粘度計として、(株)エー・アンド・デイ製、音叉型振動式粘度計SV−10を用いて、25℃にて測定した結果を、液の密度(g/cm3)で除した値を粘度として採用している。
加熱によって酢酸インジウム及び酢酸スズが溶解し、炭素数6〜20のカルボン酸が配位した前駆体(例えばオレイン酸を使用した場合であればインジウムオレイト及びスズオレイト)の溶液を得ることができる。
工程(I)において、カルボン酸インジウム及びカルボン酸スズを、インジウムとスズとの総量に対するスズの量(〔Sn/(In+Sn)〕)が、モル比で0.05〜0.15となる量で用いることが好ましい。
即ち、酢酸インジウムと、酢酸スズとは、インジウムとスズとの総量に対するスズの量(〔Sn/(In+Sn)〕)が、モル比で0.05〜0.15となる量を秤量して混合することが好ましい。
インジウムとスズとを上記のモル比の範囲で含むことで、光学フィルタ、光学レンズ等の光学材料用途に好適に用いることができるプラズモン共鳴ピークが1900nm以下程度のITO粒子が得られやすい。
ここで、金属のモル総濃度とは、前駆体溶液に含まれるインジウムとスズとの合計量を基準とした値である。
前駆体溶液中の金属のモル濃度を上記範囲とすることで、ITO粒子の収量を容易に高くすることが可能となる。
前駆体溶液に含まれる金属の総モル濃度の上限には特に制限はないが、溶解性がより良好であるという観点からは、5mmol/mL以下とすることができる。
例えば、原料として酢酸インジウム及び酢酸スズ(IV)を用い、溶媒としてオレイン酸を用いる場合、140℃〜160℃の温度上限で、1時間程度加熱することが好ましい。上記条件により、黄色透明な前駆体溶液を得ることができる。
なお、前駆体溶液の調製に際しては、反応系内に、酸素、水等の不純物が混入することを避ける目的で、原料の混合は酸素濃度及び水分濃度が制御されたグローブボックス内等で行うことが好ましい。また、原料と溶媒とを加熱し、前駆体溶液を調製する際には、例えば、図1に示す如き反応器10内に、窒素等の不活性ガスをフローさせて行うことが好ましい。
得られた前駆体溶液は、例えば、シリンジ内に充填して、次工程(工程(II))に適用することができる。前駆体溶液を、工程(II)に適用するために滴下用のシリンジ内に充填する際には、酸素や水の混入を避けるため、充填作業は酸素濃度及び水分濃度が制御されたグローブボックス中等で行うことが好ましい。
制御された酸素濃度及び水分濃度の条件としては、例えば、酸素濃度が5ppm以下、水分濃度が1ppm以下等の条件が例示されるが、これに限定されない。なお、ここで、ppmは体積基準である。
工程(II)は、工程(I)で得られた前駆体溶液を、230℃〜320℃の炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒中に滴下し、インジウムスズ酸化物粒子を含む反応液を得る工程である。
工程(I)で得られた前駆体溶液は、粘度の上昇が抑制され、滴下に適した粘度、例えば、25℃における粘度が0.14Pa・s以下に維持されているため、滴下する際にシリンジを用いる場合でも過剰な圧力を加えることなく、任意の速度にて容易に滴下することができる。このため、本開示の製造方法における工程(I)で得られた前駆体溶液は、工程(II)における滴下速度の調整も容易であるという利点を有する。滴下速度の調整が容易であるという利点は、工程(II)において前駆体溶液の滴下速度を速める際に有利であるといえる。
反応液の調製には、炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒を用いる。上記溶媒は、反応温度における安定性の観点から選択される。以下、炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒を合成用溶媒と称することがある。
工程(II)に用いる合成溶媒は、炭素数14〜22の炭化水素基とヒドロキシ基とを有する化合物である。
合成用溶媒の炭素数、即ち、合成用溶媒が有する炭化水素基の炭素数は、14〜22であり、16〜20が好ましい。
合成用溶媒における炭化水素基は、上記炭素数の範囲において、直鎖状であってもよく、分岐を有していてもよく、環構造を有していてもよい。なかでも、合成用溶媒における炭化水素基は、直鎖状の炭化水素基であることが好ましい。炭化水素基は、飽和炭化水素基であってもよく、不飽和炭化水素基であってもよい。
炭素数14〜22の直鎖状炭化水素基とヒドロキシ基とを有する溶媒としては、具体的には、ミリスチルアルコール、ステアリルアルコール、パルミチルアルコール、ベヘニルアルコール、アラキジルアルコール、パルミトレイルアルコール、オレイルアルコール、リノレイルアルコール、ドコセノール等が挙げられる。
合成用溶媒は、上記例示された溶媒からなる群より選ばれた1種又は2種以上の溶媒を含むことが好ましい。
合成用溶媒としては、沸点が反応温度より十分に低く、且つ、反応後に室温冷却した際に固体にならない融点を有し、作業性が良好であるという観点から、パルミトレイルアルコール、オレイルアルコール、及びリノレイルアルコールからなる群より選ばれた1種又は2種以上の溶媒を含むことがより好ましく、オレイルアルコールを含むことがさらに好ましい。
反応に際しては、既述のヒドロキシ基を有する合成用溶媒を三口フラスコ等の反応容器に投入し、加熱する。反応容器に合成用溶媒を投入する際は、反応系内への、酸素及び水の混入を避けるため、酸素濃度及び水分濃度が制御されたグローブボックス中等で行うことが好ましい。
合成用溶媒の加熱温度は、ITO粒子が形成される温度であれば特に制限はない。合成用溶媒の加熱温度としては、ITO粒子が形成されやすい温度である230℃〜320℃とすることができる。例えば、合成用溶媒としてオレイルアルコールを用いる場合であれば、230℃〜320℃が好ましく、250℃〜300℃がより好ましく、280℃〜300℃がさらに好ましい。
予め加熱された炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒中に、工程(I)で得た前駆体溶液を滴下することで、合成用溶媒中における反応によりITO粒子を得る。
滴下速度は、用いる前駆体溶液に含まれるインジウム原料及びスズ原料の種類、及び前駆体溶液の濃度などに応じて適宜調製することができる。なかでも、ITO粒子をより効率よく生成し得るという観点から、前駆体溶液は1.0mL/min以上の滴下速度で滴下することが好ましく、1.5mL/min以上の滴下速度で低下することがより好ましい。
また、滴下速度には特に上限はないが、設備コストの観点から、100mL/min以下とすることができる。
滴下速度を1.0mL/min以上とすることで、例えば、前駆体溶液の、反応系に対する総滴下量を50mL以上とすることができ、ITO粒子を効率よく生成させることができる。
前駆体溶液の滴下量は、前駆体溶液の組成、用いるアルコール等の合成用溶媒の量などにより適宜調製することができる。滴下量は50mL以上が好ましく、100mL以上がより好ましい。また、設備コストの観点から、5L以下とすることが好ましい。
この際、エステル化反応に伴って水、遊離した酢酸等が発生するため、反応系内に窒素等の不活性ガスをフローし、発生した水、酢酸等を系外に排出させることが、エステル化反応がより進行しやすくなり、ITO粒子の収率がより向上するという観点から好ましい。
窒素等の不活性ガスの流量は、反応スケール、滴下速度などによって適宜調整される。なお、不活性ガスの流量が少なすぎる場合、水、酢酸等の系外への排出が十分行えず、反応液に突沸が発生する懸念がある。このため、窒素等の不活性ガスの流量は、水、酢酸等を十分系外へ除去することが可能な流量を設定することが好ましい。
このような観点からは、工程(II)においてITO粒子の合成に使用される反応器は、工程(I)で前駆体溶液の製造に使用された、図1に示す如き、反応槽と冷却管との間に適切な容量のディーン・スタークトラップが配置された反応器を用いることが好ましい。
適切な容量のディーン・スタークトラップが配置された反応器を適用することで、合成用溶媒に比較して比重のより重い酢酸及び水は、ディーン・スタークトラップに貯留され、より比重の軽い炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒のみを系内に戻すことが可能となる。従って、反応が一定期間継続して行われる場合においても、水などに比較して沸点が低く、より揮発しやすい合成用溶媒は冷却により反応槽に戻り、充分な量の合成用溶媒中で既述の反応が継続されることになる。
B/(A+B)<0.5 式(I)
B/(A+B)<0.46 式(II)
上記式(I)の条件を満たすことによって、エステル化反応が進行しやすくなり、ITO粒子の収率が向上する。
なお、反応に際しては、ITO粒子の収率がより良好となるという観点から、下記式(III)を満たすことが好ましい。
0.1<B/(A+B)<0.5 式(III)
本開示の製造方法においては、工程(I)で得た前駆体溶液は安定性が良好で、経時後も優れた滴下性が維持されるため、効率のよいITO粒子の合成が可能となる。滴下性が良好であることで、特に工程(II)において滴下速度が高い場合に、本開示の効果が著しいといえる。
任意の工程としては、形成されたITO粒子を所定の温度に保持する工程(工程(III))、反応液に分散されたITO粒子を精製する工程(工程(IV))などが挙げられる。
本開示のITO粒子の製造方法では、工程(II)において前駆体溶液の滴下を終了した後に、所望により、得られた反応液を、例えば、230℃〜320℃の温度条件下で、60分以上180分以下保持する工程(工程(III))を行うことができる。
工程(II)において、前駆体溶液の滴下を完了した後、得られた反応液は、すぐに冷却せず、例えば、230℃〜320℃の温度条件で、例えば、60分間〜180分間保持することで、得られるITO粒子の物性がより向上する。
反応液の温度は、上記例示した保持時間の範囲内で、上記例示した如き230℃〜320℃の範囲に保持されれば、保持時間において必ずしも一定温度に保持する必要はない。反応液の温度を上記例示した範囲に保持するに際し、例えば、保持時間の当初は温度条件を230℃として、好ましい上限値である320℃以下の所定の温度まで徐々に昇温してもよく、当初の温度を好ましい上限値である320℃として、好ましい下限値である230℃以上の所定の温度まで徐々に降温してもよい。また、温度調整機構を付した反応容器を用いる場合、多少の温度変動があっても、反応液の温度を好ましい温度範囲である230℃〜320℃の範囲に保持する態様をとってもよい。
工程(II)における反応温度(反応液の温度)と、工程(III)における保持温度とは、それぞれの規定された温度範囲であれば、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
上記温度に反応液を保持する時間は、60分間〜180分間が好ましく、75分間〜150分間がより好ましい。
上記温度範囲で上記時間保持することにより、反応時の滴下速度を上げた際に懸念されるITO粒子の欠陥が補償されることが期待できる。
即ち、所望により工程(III)を設けることにより、ITO粒子のプラズモン共鳴ピークをより低くすること、具体的には、例えば、1800nm以下程度とすることが容易となり、得られたITO粒子の吸収粒子は、近赤外線領域により良好な吸収を有することが期待できる。
既述の工程(II)又は所望により行われる工程(III)の後に、反応液に分散されたITO粒子を精製する工程〔工程(IV)〕を行うことができる。
工程(IV)は、工程(II)又は工程(III)の後に、反応液を冷却し、遠心分離又は濾過分離によりITO粒子のみを抽出し、抽出されたITO粒子を非極性溶媒、例えば、トルエン、ヘキサン、オクタン、ベンゼン、クロロホルム等に再分散させることを含む。
なお、反応液を冷却し、遠心分離又は濾過分離を行ってITO粒子を抽出するに先立ち、ITO粒子の分離及び抽出をより効率的に行う目的で、反応液に、合成されたITO粒子に対して貧溶媒として機能する溶媒を1種又は2種以上添加してもよい。
合成されたITO粒子に対して貧溶媒として機能する溶媒を添加することで、合成されたITO粒子の分散性が低下して凝集し易くなり、且つ、引き続き行われる遠心分離又は濾過分離において、より効率的にITO粒子を捕集することができる。
合成されたITO粒子に対して貧溶媒として機能する溶媒としては、既述のITO粒子の適度な凝集促進効果を奏しうるという観点から、エタノール及びアセトンが好ましく、エタノールがより好ましい。
合成されたITO粒子に対して貧溶媒として機能する溶媒の添加量には特に制限はなく、例えば、目視にて反応液中のITO粒子の凝集による白濁が認められる量の貧溶媒を添加することで、目的とする適度な凝集促進効果を得ることができる。
なお、工程(IV)、即ち、遠心分離又は濾過分離によるITO粒子の抽出と、非極性溶媒中への再分散とは、1回のみ行ってもよく、複数回行ってもよい。
本開示の製造方法により得られたITO粒子におけるインジウムの含有量及びスズの含有量は、ICP質量分析法(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)により測定される。
本開示の製造方法により得られるITO粒子の数平均粒径は、10nm以上30nm以下であることが好ましく、15nm以上25nm以下であることがより好ましく、20nm以上25nm以下であることが更に好ましい。
数平均粒径が上記範囲であることで、ITO粒子を硬化性組成物等に配合する際において、可視光領域の散乱が抑制され、且つ、組成物の粘度の上昇が抑制されやすい。組成物の粘度の上昇が抑制されることにより、粒子をより高濃度に分散させることができ、その結果、より低アッベ数である硬化性組成物を得ることが可能となる。
また、共鳴ピークを急峻に制御する観点から、数平均粒径の標準偏差が5nm以下であることが望ましく、3nm以下であることがより望ましい。
上記標準偏差は、粒子を透過型電子顕微鏡(TEM)によって観察し、少なくとも100個の粒子の円相当径を算出して、その標準偏差を算出することにより得られる。
本開示の製造方法により得られるITO粒子は、硬化性組成物に含有させて光学材料として使用することができる。
硬化性組成物(以下、単に「組成物」と称することがある。)としては、既述の本開示の製造方法により得られるITO粒子と、重合性化合物と、を含む組成物が挙げられる。
硬化性組成物は、外部からのエネルギー付与により硬化する組成物であり、熱又は光により硬化する組成物であることが好ましく、光により硬化する組成物であることがより好ましい。
本開示の製造方法により得られたインジウムスズ酸化物粒子を含む硬化性組成物の製造方法には、特に制限はなく、公知の硬化性組成物の製造方法を適宜適用することができる。なかでも、以下に示す本開示の硬化性組成物の製造方法により製造されることが好ましい。
本開示の硬化性組成物の製造方法は、既述の本開示の製造方法により、インジウムスズ酸化物粒子を得る工程(工程(I)+工程(II):第1の工程)と、得られたインジウムスズ酸化物粒子と、重合性化合物と、を混合し、近赤外線領域に吸収を有する硬化性組成物を得る工程(工程(V):第2の工程)と、を含む。
インジウムスズ酸化物粒子を得る工程は、工程(I)及び工程(II)に加え、さらに、任意の工程である工程(III)、工程(IV)等を含んでいてもよい。
アッベ数とは、下記式1により算出される値である。
アッベ数νd=(nd−1)/(nf−nc) 式1
式1中、ndはD線(波長587.56nm)に対する屈折率を、nfはF線(波長486.1nm)に対する屈折率を、ncはC線(波長656.3nm)に対する屈折率を、それぞれ表している。なお、屈折率の測定方法については後述する。
なお、上記C線、D線及びF線はフラウンホーファー線におけるC線、D線及びF線である。
本開示の硬化性組成物の製造方法における第1の工程は、ITO粒子を製造する工程であり、既述の本開示の製造方法である工程(I)及び工程(II)によるITO粒子を製造する工程と同様であり、好ましい態様も同じである。
なお、第1の工程で、溶媒中に分散された状態で得られるITO粒子は、反応液に分散された状態であるため、反応液に分散されたITO粒子に対し、例えば、エタノール等の貧溶媒を加えて、ITO粒子の分散性をある程度低下させ、遠心分離を行い、粒子を沈降させた後、上澄みを除去し、トルエンに再分散させる工程を行なう等の、既述のITO粒子を精製する工程(工程(IV))を実施してもよい。ITO粒子を精製する工程は、必要に応じて複数回繰り返してもよい。
本開示の硬化性組成物の製造方法は、第2の工程として、得られたインジウムスズ酸化物粒子と、重合性化合物と、を混合する工程を有する。
インジウムスズ酸化物粒子と、重合性化合物と、を混合する方法には、特に制限はない。
撹拌、混合は、目視にて、分離が認められず、均一な混合物を得るまで行なうことが好ましい。
第2の工程において、ITO粒子と重合性化合物とを混合するに際し、用いるITO粒子の量は、得られる硬化性組成物におけるITO粒子が、組成物の全固形分に対し、18質量%以上となる量であることが好ましく、38質量%以上であることがより好ましく、43質量%以上であることがさらに好ましい。
また、含有量は、組成物の全固形分に対し、80質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましい。
本開示において「全固形分」とは、組成物における溶剤等の揮発性成分を除いた成分の総量を指す。
本開示の硬化性組成物の製造方法において用い得る重合性化合物について説明する。
既述の本開示の製造方法により得られたITO粒子と、重合性化合物とを混合することにより、ITO粒子と重合性化合物とを含有する硬化性組成物を得ることができる。
重合性化合物としては、重合し、硬化し得る化合物であれば特に限定されない。重合性化合物としては、ラジカル重合性化合物が好ましく、分子内にエチレン性不飽和基を少なくとも1つ有するエチレン性不飽和化合物であることがより好ましい。
エチレン性不飽和化合物としては、硬化性組成物の硬化後の屈折率を、例えば回折格子レンズに用いる場合に好適な値である1.5〜1.55程度としやすい観点からは、エチレン性不飽和基を2以上有する多官能エチレン性不飽和化合物が好ましく、(メタ)アクリロキシ基を2以上有する多官能(メタ)アクリレート化合物がより好ましい。
硬化性組成物における重合性化合物の含有量は、硬化性組成物の全固形分に対し、15質量%〜85質量%であることが好ましく、20質量%〜70質量%であることがより好ましく、30質量%〜60質量%であることがさらに好ましい。
硬化性組成物は、重合開始剤を含有することが好ましい。
硬化性組成物を、紫外線硬化型硬化性組成物とする観点からは、重合開始剤として光重合開始剤を含有することが好ましい。
重合開始剤は、硬化性組成物に含有される重合性化合物に応じて適宜選択することができる。例えば、硬化性組成物が重合性化合物としてラジカル重合性化合物を含む場合、所望により含まれ得る重合開始剤はラジカル重合開始剤であることが好ましい。
光ラジカル重合開始剤としては、アシルホスフィンオキサイド構造、α−ヒドロキシアルキルフェノン構造、又は、α−アミノアルキルフェノン構造を含む光ラジカル重合開始剤が好ましい。
光ラジカル重合開始剤においては、構造上の制限は特になく、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン等を挙げることができる。
光ラジカル重合開始剤は、市販品を用いてもよく、市販品の具体例として、BASF社製のイルガキュア(登録商標)シリーズ(例:IRGACURE TPO、IRGACURE 819、IRGACURE 651、IRGACURE 184、IRGACURE 1173、IRGACURE 2959、IRGACURE 127、IRGACURE 907)等が挙げられる。
硬化性組成物が重合開始剤を含む場合の重合開始剤の含有量としては、硬化性組成物を用いて得られる硬化物の耐摩耗性及び高温延伸性の観点から、重合性化合物の全質量に対して、0.05質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上10質量%以下がより好ましく、0.1質量%以上5質量%以下が更に好ましく、0.5質量%以上3質量%以下が特に好ましい。
硬化性組成物は、分散剤を含有してもよい。
分散剤を含むことによって、ITO粒子の硬化性組成物における分散性をより高めることができ、結果として、得られる硬化性組成物は、高い可視光透過特性、低アッベ数等を実現し易くなる。
硬化性組成物が含み得る分散剤としては、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤が有効である。また、アンモニアなどの塩基性化合物を用いることもできる。
分散剤、及び分散剤として機能する界面活性剤としては、特にポリエステル系化合物、ε−カプロラクトン系化合物、ポリカルボン酸塩、ポリリン酸塩、ハイドロステアリン酸塩、アミドスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、オレフィンマレイン酸塩共重合物、アクリル−マレイン酸塩共重合物、アルキルアミン酢酸塩などの有機アミン系化合物、有機リン酸系化合物、アルキル脂肪酸塩、脂肪酸ポリエチレングリコールエステル系化合物、シリコーン系化合物、フッ素系化合物を用いることができる。
なかでも、アンモニア及び有機アミン系化合物よりなる群から選択される少なくとも一種の塩基系分散剤を用いることが好適である。
分散剤は市販品を用いてもよい。市販品としての塩基系分散剤の具体例としては、ディスパービックシリーズ(ビッグケミー・ジャパン社製)、ソルスパースシリーズ(ゼネガ社製)、TAMNシリーズ(日光ケミカル社製)等が挙げられる。ITO粒子への吸着性及び立体障害が大きく分散性を高めやすい観点から、DISPERBYK−161(アミン系)、DISPERNYK−111(リン酸系)が好ましい。
硬化性組成物が分散剤を含む場合の分散剤の含有量は、硬化性組成物におけるITO粒子の全質量に対し、1質量%〜30質量%であることが好ましく、3質量%〜20質量%であることがより好ましく、5質量%〜15質量%であることがさらに好ましい。
硬化性組成物は、ITO粒子、重合性化合物、及び既述の好ましい任意成分である重合開始剤及び分散剤に加え、上記化合物以外の、その他の成分を含有してもよい。
その他の成分としては、溶剤、重合禁止剤、上記分散剤以外の界面活性剤、可塑剤、増感剤等が挙げられる。なお、本開示の硬化性組成物の製造方法においては、得られる硬化性組成物の硬化性をより向上させ、硬化時の膜内部への不均一発生を抑制するため、硬化性組成物には溶剤は含有しないことが好ましい。
本開示の硬化性組成物の製造方法により得られる硬化性組成物の好ましい特性を以下に示す。
−アッベ数−
本開示の製造方法により得られるITO粒子を含む硬化性組成物は、低アッベ数を実現可能である。そのような観点からは、得られる硬化性組成物のアッベ数が8〜30であることが好ましく、10〜25であることがより好ましく、10〜20であることがさらに好ましい。
硬化性組成物のアッベ数は、屈折率計を用いて測定することができる。
本開示においては、硬化性組成物は、(株)アタゴ製、屈折率計DR−M2を用いて測定した値を用いている。
硬化性組成物は、波長589nmの光に対する屈折率nDが、1.40〜1.60であることが好ましく、1.40〜1.55であることがより好ましい。
本開示における屈折率は、既述のように、(株)アタゴ製、屈折率計DR−M2を用いて測定される。
本開示に係る硬化性組成物の、波長405nmにおける可視光透過率(以下、単に「透過率」と称することがある。)は、85%〜100%であることが好ましく、90%〜100%であることがより好ましい。
可視光透過率は、分光光度計を用いて測定することができる。
本開示における可視光透過率は、日本分光(株)製、分光光度計V−670を用いて測定された、光路長10μmに換算した場合の値を採用している。
本開示の硬化性組成物の製造方法により得られる硬化性組成物は、低アッベ数、且つ低屈折率の光学材料の製造に好ましく用いることができ、特に、回折格子レンズの製造用として好ましく用いられる。なお、本開示の製造方法により得られた硬化性組成物の用途は上記に限定されない。
なお、特に断りのない限り、以下の実施例において「部」、「%」は質量基準である。
まず、フラスコ中に187.5mL(ミリリットル)のオレイン酸(シグマアルドリッチ社製、technical grade、90%)と、25.151g(87mmol(ミリモル))の酢酸インジウム(Alfa Aesar社製、99.99%)と、2.697g(8.5mmol)の酢酸スズ(IV)(Alfa Aesar社製)と、を投入し、窒素フロー中の環境下、160℃で2時間加熱して黄色透明な前駆体溶液を得た(工程(I))。
工程(I)における前駆体溶液中の調製は、図1に示す如き、フラスコ上部にディーン・スタークトラップ及び冷却管を配置した反応器を用いて行った。ディーン・スタークトラップにガラスビーズを投入してディーン・スタークトラップの容量を13mLに調整することで、生成した酢酸のうち13mLをディーン・スタークトラップ内に貯留させることで系中から除去した。
NMRは、BRUKER社製、AVANCE III HD(600MHz)を用い、以下の条件で測定を行った。
<条件>
核種 1H
ロック溶媒 重クロロホルム
緩和待ち時間 2s
積算回数 16回
内部標準:ベンゼン
工程(I)で得た前駆体溶液を、シリンジポンプを用いて、285℃に加熱したオレイルアルコール中に、1.75mL/minの速度で滴下した(工程(II))。
なお、前駆体溶液は、酸素濃度1ppmの環境下で、シリンジに注入した。
ここで、反応液中におけるオレイルアルコールに含まれるヒドロキシ基の含有量をAモルとし、前駆体溶液に含まれるオレイン酸の含有量をBモルとした場合、AとBとは以下の関係を満たすことを確認した。なお、以下の値は、上記B/(A+B)の値は、工程(I)において前駆体溶液の調製に用いるオレイン酸の量、及びオレイルアルコールの量と、それぞれの分子量からモル数を計算することで算出した。
B/(A+B)=0.455
また、酢酸インジウム及び酢酸スズの仕込み量から算出した前駆体溶液に含まれる金属の総モル濃度は、0.5mmol/mLであった。
得られたITO粒子の沈降物に対し、下記a)及びb)からなる処理を2回行い、ITO粒子を精製した。(工程(IV))
a)ITO粒子の沈降物にトルエン300mLを加えてITO粒子を再分散させた液に、エタノール300mLを加えて白濁させる。
b)白濁させた液を遠心分離してITO粒子を沈降させた後、上澄みを除去して、ITO粒子の沈降物を得る。
得られたITO粒子を、既述の方法に従い、TEM観察して粒径を測定したところ、数平均粒径は21nmであった。
実施例1において、工程(I)において、ディーン・スタークトラップ内に投入するガラスビーズの量を調整し、生成した酢酸のうち8.9mLをディーン・スタークトラップ内に貯留させることで系中から除去した以外は、実施例1と同様の方法でITO粒子のトルエン分散液を得た。
なお、工程(I)で得られた前駆体溶液中の酢酸濃度及び粘度を実施例1と同様にして測定した。
その結果、前駆体溶液の酢酸濃度は3%であり、粘度は、0.125Pa・sであった。
実施例1において、工程(I)において、ディーン・スタークトラップ内に投入するガラスビーズの量を調整し、生成した酢酸のうち6.3mLをディーン・スタークトラップ内に貯留させることで系中から除去した以外は、実施例1と同様の方法でITO粒子のトルエン分散液を得た。
なお、工程(I)で得られた前駆体溶液中の酢酸濃度及び粘度を実施例1と同様にして測定した。
その結果、前駆体溶液の酢酸濃度は4.5%であり、粘度は、0.11Pa・sであった。
実施例1において、工程(I)において、ディーン・スタークトラップ内に投入するガラスビーズの量を調整し、生成した酢酸のうち3.8mLをディーン・スタークトラップ内に貯留させることで系中から除去した以外は、実施例1と同様の方法でITO粒子のトルエン分散液を得た。
なお、工程(I)で得られた前駆体溶液中の酢酸濃度及び粘度を実施例1と同様にして測定した。
その結果、前駆体溶液の酢酸濃度は6%であり、粘度は、0.14Pa・sであった。
実施例1において、工程(I)において、ディーン・スタークトラップとして、容量が15mLのものを配置し、生成した酢酸の全てを系中から除去した以外は、実施例1と同様の方法でITO粒子のトルエン分散液を得ることを試みた。
なお、工程(I)で得られた前駆体溶液中の酢酸濃度及び粘度を実施例1と同様にして測定した。
その結果、前駆体溶液の酢酸濃度は検出限界以下(0.1%以下)であった。このため、下記表1には、0%と記載した。前駆体溶液の粘度は、4.00Pa・sと非常に高くなった。得られた高粘度の前駆体溶液を、実施例1と同様の手法で加熱したオレイルアルコール中に滴下することを試みたが、前駆体液の粘度が高いために、シリンジを用いて1.75ml/minの滴下速度にて滴下することはできなかった。このため、その後の評価を行わなかった。
実施例1の工程(I)において、ディーン・スタークトラップ内に投入するガラスビーズの量を調整し、生成した酢酸のうち2.9mLをディーン・スタークトラップ内に貯留させることで系中から除去した以外は、実施例1と同様の方法で前駆体溶液を得た。
工程(I)で得られた前駆体溶液中の酢酸濃度及び粘度を実施例1と同様にして測定した。
その結果、前駆体溶液の酢酸濃度は6.5%であり、粘度は、0.22Pa・sであった。前駆体溶液を目視で観察したところ、白濁し、沈澱物が形成され、均一な前駆体溶液は得られなかった。
得られた白濁した前駆体溶液を用いて、実施例1と同様にして、シリンジポンプを用いて、加熱したオレイルアルコール中に、1.75mL/minの速度で滴下し、実施例1と同様にしてITO粒子のトルエン分散液を得た。
また、それぞれの前駆体溶液中の酢酸濃度と前駆体溶液の粘度との関係をプロットしたものを図2に示す。
実施例1〜実施例4及び比較例2の製造方法で得られたITO粒子のトルエン分散液を、トルエンにて固形分濃度0.0025%程度に希釈し、光路長1cmの光学セルを用いて吸収特性を測定した。
装置は日本分光社製、紫外可視近赤外分光光度計V−670を用いて測定した。
得られたITO粒子の吸収ピーク中心波長(λd)を下記表1に併記した。
実施例1〜実施例4及び比較例2の製造方法により得られたITO粒子のトルエン分散液(ITO粒子の含有量420mg)に対し、分散剤として、ビッグケミー・ジャパン社製、DISPERBYK−106を36μL(マイクロリットル)加え、さらに、重合性化合物である1,6−ヘキサンジオールジアクリレートを533μL加えて、ホットスターラーにより40℃で1時間撹拌、混合して混合液を得た。(硬化性組成物の製造方法の第2の工程)
即ち、実施例及び比較例のITO粒子のトルエン分散液について、既述の手法によりITO粒子を含む硬化性組成物を作製し、硬化性組成物の屈折率及びアッベ数を評価した。
近赤外領域のプラズモン共鳴が強い試料の場合には、硬化性組成物を0.01質量%程度まで希釈したサンプルを作製し、吸収特性の測定を行った。
アッベ数とは、可視光領域における屈折率の波長分散を示す指標であり、アッベ数νdは以下の式により算出される。
アッベ数(νd)は、下記式1により算出される値である。
アッベ数 νd=(nd−1)/(nf−nc) 式1
式1中、ndはD線(波長587.6nm)に対する屈折率を、nfはF線(波長486.1nm)に対する屈折率を、ncはC線(波長656.3nm)に対する屈折率を、それぞれ表している。
なお、上記C線、D線及びF線はフラウンホーファー線におけるC線、D線及びF線である。評価結果を表1に併記した。
なお、硬化性組成物のアッベ数が低いことにより、硬化性組成物の硬化物のアッベ数も低い値となることが期待できる。
10 反応器
12 反応槽
14 冷却管
16 ディーン・スタークトラップ
18 ガラスビーズ
Claims (8)
- 酢酸インジウム及び酢酸スズを、炭素数6〜20のカルボン酸を含む溶媒中で加熱して、インジウム及びスズを含む前駆体溶液を得る工程と、
得られた前駆体溶液を、230℃〜320℃の炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒中に滴下し、インジウムスズ酸化物粒子を含む反応液を得る工程と、を含み、
前記前駆体溶液中の酢酸濃度が0.5質量%〜6質量%の範囲である、インジウムスズ酸化物粒子の製造方法。 - 前記前駆体溶液の25℃における粘度が0.14Pa・s以下である請求項1に記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
- 前記インジウムスズ酸化物粒子を含む反応液を得る工程において、前記前駆体溶液を、1.0mL/min以上の滴下速度で滴下する請求項1又は請求項2に記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
- 前記前駆体溶液に含まれる金属の総モル濃度が、0.1mmol/mL以上である請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
- 前記炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒中に含まれるヒドロキシ基の含有量をAモルとし、前記前駆体溶液に含まれる炭素数6〜20のカルボン酸の含有量をBモルとした場合、AとBとが下記式(I)の条件を満たす請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
B/(A+B)<0.5 式(I) - 前記炭素数6〜20のカルボン酸がオレイン酸を含む請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
- 前記炭素数14〜22のヒドロキシ基を有する溶媒が、オレイルアルコールを含む請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のインジウムスズ酸化物粒子の製造方法。
- 請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の製造方法により、インジウムスズ酸化物粒子を得る工程と、
得られたインジウムスズ酸化物粒子と、重合性化合物と、を混合し、近赤外線領域に吸収を有する硬化性組成物を得る工程と、
を含む硬化性組成物の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018155643 | 2018-08-22 | ||
JP2018155643 | 2018-08-22 | ||
PCT/JP2019/030028 WO2020039868A1 (ja) | 2018-08-22 | 2019-07-31 | インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020039868A1 true JPWO2020039868A1 (ja) | 2021-04-30 |
JP6969006B2 JP6969006B2 (ja) | 2021-11-24 |
Family
ID=69592814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020538266A Active JP6969006B2 (ja) | 2018-08-22 | 2019-07-31 | インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11975390B2 (ja) |
JP (1) | JP6969006B2 (ja) |
WO (1) | WO2020039868A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118243648B (zh) * | 2024-05-30 | 2024-08-02 | 新恒汇电子股份有限公司 | 一种感光干膜质量检测方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225257A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-31 | Mitsubishi Materials Corp | インジウム錫酸化物繊維体とその製造方法 |
JP2015003940A (ja) * | 2013-06-19 | 2015-01-08 | 東ソー株式会社 | 透明導電膜用水系塗工液及びこれを用いた透明導電膜 |
US20150259217A1 (en) * | 2012-11-28 | 2015-09-17 | University Of Oregon | Low-temperature route for precision synthesis of metal oxide nanoparticles |
JP2015168582A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜及びその製造方法、薄膜トランジスタ、並びに電子デバイス |
WO2017014313A1 (ja) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | 昭栄化学工業株式会社 | 金属酸化物ナノ結晶の製造方法、多元素酸化物ナノ結晶の製造方法および金属酸化物ナノ結晶 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR840009328A (ko) * | 1983-05-27 | 1984-12-26 | 쯔지가다 다께시 | 산화 주석 인듐 졸 조성물 |
GB9701680D0 (en) * | 1997-01-28 | 1997-03-19 | Cambridge Display Tech Ltd | Viscosity modification of precursor solutions |
-
2019
- 2019-07-31 JP JP2020538266A patent/JP6969006B2/ja active Active
- 2019-07-31 WO PCT/JP2019/030028 patent/WO2020039868A1/ja active Application Filing
-
2021
- 2021-02-08 US US17/169,563 patent/US11975390B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006225257A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-31 | Mitsubishi Materials Corp | インジウム錫酸化物繊維体とその製造方法 |
US20150259217A1 (en) * | 2012-11-28 | 2015-09-17 | University Of Oregon | Low-temperature route for precision synthesis of metal oxide nanoparticles |
JP2015003940A (ja) * | 2013-06-19 | 2015-01-08 | 東ソー株式会社 | 透明導電膜用水系塗工液及びこれを用いた透明導電膜 |
JP2015168582A (ja) * | 2014-03-04 | 2015-09-28 | 富士フイルム株式会社 | 薄膜及びその製造方法、薄膜トランジスタ、並びに電子デバイス |
WO2017014313A1 (ja) * | 2015-07-23 | 2017-01-26 | 昭栄化学工業株式会社 | 金属酸化物ナノ結晶の製造方法、多元素酸化物ナノ結晶の製造方法および金属酸化物ナノ結晶 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020039868A1 (ja) | 2020-02-27 |
US11975390B2 (en) | 2024-05-07 |
US20210162500A1 (en) | 2021-06-03 |
JP6969006B2 (ja) | 2021-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4682368B2 (ja) | 球状コアシェル型酸化セリウム/高分子ハイブリッドナノ粒子の集積体及びその製造方法 | |
WO2019177084A1 (ja) | ビスマス化合物、硬化性組成物、および硬化体 | |
JP6969006B2 (ja) | インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 | |
KR20090088370A (ko) | 방사선 경화성 하이브리드 조성물 및 방법 | |
WO2006080319A1 (ja) | 金属超微粒子含有樹脂組成物及び該組成物の製造方法 | |
JP6968260B2 (ja) | インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 | |
JP2011237491A (ja) | エネルギー硬化型樹脂組成物、光学材料および多層型回折光学素子 | |
WO2020195171A1 (ja) | インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 | |
JP7384745B2 (ja) | インジウムスズ酸化物粒子分散液、硬化性組成物、光学部材、レンズユニット、インジウムスズ酸化物粒子の製造方法及び硬化性組成物の製造方法 | |
US11603457B2 (en) | Curable composition, cured product, and lens unit | |
JP5578080B2 (ja) | 重合体微粒子の製造方法 | |
TWI686484B (zh) | 銀奈米線的製造方法 | |
JP2008075078A (ja) | 透明高分子組成物および光学部材 | |
JP2023081339A (ja) | インク組成物 | |
JP2011012165A (ja) | 光硬化性材料の製造方法、光硬化性材料および物品 | |
US20120270977A1 (en) | Titanium dioxide dispersion liquid, method for manufacturing titanium dioxide dispersion liquid, and organic optical element | |
JP7518963B2 (ja) | 酸化ビスマスナノ粒子、その分散体、樹脂複合体および製造方法 | |
JP6670039B2 (ja) | 表面修飾無機酸化物粒子及び樹脂組成物 | |
JP2013018955A (ja) | メタクリル樹脂含有液状組成物およびモノマー回収方法 | |
JP2023036024A (ja) | 酸化ジルコニウムナノ粒子含有組成物及びその硬化物 | |
JP2008116847A (ja) | 高屈折率光学材料 | |
JP2010126623A (ja) | 分散樹脂組成物、硬化性組成物及び懸濁粒子デバイス用フィルム | |
WO2020175255A1 (ja) | 銀ナノワイヤおよびその製造法並びに銀ナノワイヤ含有反応液および銀ナノワイヤ分散液 | |
JP2007178921A (ja) | 高屈折率且つ低分散特性を有する光学材料 | |
CN114585604A (zh) | 二羧酸化合物,用二羧酸化合物处理的无机颗粒及其组合物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201015 |
|
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: 20210928 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211027 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6969006 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |