WO2004069740A1 - Metal alkoxide hydrolyzate - Google Patents

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WO2004069740A1
WO2004069740A1 PCT/JP2004/001186 JP2004001186W WO2004069740A1 WO 2004069740 A1 WO2004069740 A1 WO 2004069740A1 JP 2004001186 W JP2004001186 W JP 2004001186W WO 2004069740 A1 WO2004069740 A1 WO 2004069740A1
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metal alkoxide
hydrolysis
product
chemical shift
atom
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PCT/JP2004/001186
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Japanese (ja)
Inventor
Toshimi Fukui
Junko Nakamoto
Kenji Yamada
Mitsuhisa WADA
Yoshitaka Fujita
Nobuo Kimura
Original Assignee
Nippon Soda Co., Ltd.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G23/00Compounds of titanium
    • C01G23/04Oxides; Hydroxides
    • C01G23/047Titanium dioxide
    • C01G23/053Producing by wet processes, e.g. hydrolysing titanium salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/32Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of elements or compounds in the liquid or solid state or in non-aqueous solution, e.g. sol-gel process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
    • C01P2002/86Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70 by NMR- or ESR-data

Definitions

  • the present invention relates to a metal alkoxide hydrolysis product having a property of dispersing stably without aggregation in an organic solvent in the absence of an acid, a base, and / or a dispersion stabilizer.
  • a method for producing a transparent and homogeneous metal oxide sol for example, a method for producing a metal oxide precursor sol by hydrolyzing and polymerizing one or more metal alkoxides, There is known a method for producing a metal oxide precursor sol, characterized in that the addition of water is carried out at a temperature of not more than 120 ° C. (Refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-29-87697)
  • organic solvent-soluble high molecular weight ladder-like polytitanoxane is obtained by hydrolyzing tetraalkoxytitanium at a temperature of 20 to 90 ° C using water of 1.0 to 1.7 times mol. Is known.
  • the low molecular weight ladder-like polytinoxane is said to dissolve in the organic solvent even in the case of a high molecular weight that gels and becomes insoluble in the organic solvent with the conventional chain polytitanoxane, and provides a dense thin film.
  • an alcohol solution containing 0.1 to 2.0 moles of water is added to 1 mole of the metal salt partially hydrolyzed by adding water, and the mixture is heated to hydrolyze the metal salt.
  • a method for producing a metal oxide precursor solution by forming a metal hydroxide, condensing it after dehydration condensation, and then concentrating it. It is stated that the metal oxide precursor solution forms a complex to provide a homogeneous metal thin film having excellent storage stability and no cracks.
  • the metal thin film using the metal oxide sol obtained by any of the above methods has a problem that the film is insufficient to satisfy the denseness and smoothness of the film.
  • the present invention is used to obtain a film that can sufficiently satisfy denseness and smoothness. It is an object of the present invention to provide a metal oxide sol comprising a metal alkoxide hydrolysis product whose structure has been clarified spectrally.
  • the present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by devising a mixing temperature, a mixing amount, and a mixing method of water with respect to a metal alkoxide, an acid, a base, and the like can be contained in an organic solvent.
  • a metal oxide sol that can stably disperse even without the presence of a dispersion stabilizer and a dispersion stabilizer was found, and various spectra of the particles were measured. Led to.
  • M represents a metal atom
  • R represents a C1- (10 alkyl group
  • n represents 2004/001186
  • the present invention relates to the metal alkoxide hydrolysis product according to any one of (1) to (6), which is a compound represented by the formula:
  • M represents a metal atom
  • R represents a C1-C10 alkyl group
  • n represents a valence
  • the tetramethylsilane in the nuclear magnetic resonance spectrum is 0 p.
  • the standard chemical shift value of pm is a carbon atom which is the chemical shift value shifted to a lower magnetic field than the chemical shift value of the position of the oxygen atom in R in the metal alkoxide represented by the formula (I).
  • the chemical shift value of the carbon atom at the / 3 position of the oxygen atom in the functional group is greater than the chemical shift value of the position of the oxygen atom in R in the metal alkoxide represented by the formula (I). Having a carbon atom having the chemical shift value shifted to a high magnetic field. It relates the metal alkoxide hydrolysis product, wherein Rukoto,
  • the relaxation time ( ⁇ ⁇ ) of the carbon atom which is the chemical shift value shifted to the low magnetic field, is the chemical shift value of the chemical shift region on the high magnetic field side higher than the chemical shift value shifted to the low magnetic field. Shorter than the relaxation time ( ⁇ ⁇ ) of a carbon atom 2004 / 00H86
  • the relaxation time (T,) of the carbon atom which is the chemical shift value shifted to the high magnetic field, is the chemical shift value of the chemical shift region on the lower magnetic field side than the chemical shift value shifted to the high magnetic field.
  • the metal alkoxide hydrolysis product has a property of being stably dispersed without aggregation in an organic solvent in the absence of an acid, a base, and / or a dispersion stabilizer.
  • the metal alkoxide hydrolysis product having a spectral structural characteristic of the present invention can be stably dispersed without aggregation in an organic solvent in the absence of an acid, a base, and / or a dispersion stabilizer. Has properties.
  • the state in which the metal alkoxide hydrolysis product is stably dispersed without agglomeration is a state in which the metal alkoxide hydrolysis product is not coagulated and is not separated inhomogeneously, preferably a transparent and homogeneous state.
  • transparent refers to a state in which the transmittance of visible light is high. Specifically, the concentration of the dispersoid is 0.5% by weight in terms of oxide, and the optical path length of the quartz cell is 1 cm. It refers to a state in which the target sample is an organic solvent, and preferably exhibits a transmittance of 80 to 100% as represented by a spectral transmittance measured under the condition of a light wavelength of 550 nm.
  • the average particle size of the metal alkoxide is preferably in the range of 1 to 50 nm, more preferably in the range of 1 to 20 nm, and more preferably monodisperse in the particle size distribution of 0 to 50 nm.
  • the organic solvent is not particularly limited as long as the organic solvent is an organic substance capable of dispersing the dispersoid.
  • alcohol solvents such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; methylene chloride; Chlorinated solvents such as chloroform, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, benzene, etc.
  • Hydrocarbon solvents such as tetrahydrofuran, getyl ether and dioxane; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, etc.
  • Aprotic polar solvents, and silicones such as methylpolysiloxane and ethylphenylpolysiloxane used as a dispersion medium of a titanium dioxide dispersion described in JP-A-9-120838.
  • a solvent having high water solubility and not coagulating at a low temperature is preferable.
  • a lower alcohol solvent is used.
  • ether-based solvents are used alone or in combination of two or more.
  • the acid or base in this case is used as a deflocculant to re-disperse the precipitate formed by coagulation, or as a catalyst for producing dispersoids such as colloid particles by hydrolyzing and dehydrating and condensing metal alkoxides and the like.
  • the acid is not particularly limited as long as it functions as a dispersant for the generated dispersoid, and specific examples of the acid include mineral acids such as hydrochloric acid, nitric acid, boric acid, and boric hydrofluoric acid, acetic acid, formic acid, and the like.
  • Examples thereof include organic acids such as oxalic acid, carbonic acid, trifluoroacetic acid, P-toluenesulfonic acid, and methanesulfonic acid.
  • a photoacid generator that generates an acid by light irradiation, specifically, Examples thereof include diphenyldoniumhexafluorophosphate, triphenylphosphoniumhexafluorophosphate and the like.
  • Examples of the base include triethanolamine, triethylamine, 1,8-diazapicyclo [5,4,0] -7-decene, ammonia, dimethylformamide, and phosphine.
  • the dispersion stabilizer refers to a component added to disperse the dispersoid in the dispersion medium as stably as possible, and includes an anticoagulant such as a deflocculant, a protective colloid, and a surfactant.
  • an anticoagulant such as a deflocculant, a protective colloid, and a surfactant.
  • Specific examples of the compound having such an action include chelating compounds.
  • the compound has at least one carboxyl group in the molecular skeleton and has a strong chelating effect on metals.
  • such compounds include glycolic acid, dalconic acid, lactic acid, tartaric acid, citric acid, Examples thereof include polycarboxylic acids such as malic acid and succinic acid, and hydroxycarboxylic acids, and further include pyrophosphoric acid and tripolyphosphoric acid.
  • polydentate ligand compounds having strong chelating ability for metal atoms include acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetate, ethyl acetate-n-propyl, and acetate acetate-i-one.
  • Examples thereof include 2,4-nonanedione and 5-methyl-hexanedione.
  • Sulpers 3000, 9000, 17000, 20000, 24 000 all manufactured by Zeneca
  • Examples thereof include dimethylpolysiloxane methyl (poly) described in JP-A-9-208438, JP-A-2000-53421, and the like.
  • Examples thereof include silicone compounds such as (siloxyalkylene) siloxane copolymer, trimethylsiloxycyanic acid, carboxy-modified silicone oil, and amine-modified silicone.
  • a solution containing a metal alkoxide is added to a metal alkoxide by adding 1 to 2 moles or more to 2 moles or more of a metal alkoxide.
  • a production method in which less than twice the amount of water is added can be exemplified.
  • a compound represented by the formula (I) can be preferably exemplified.
  • M represents a metal atom.
  • the metal atom used in the present invention is an alkali metal element or an alkaline earth metal element from the second period to the sixth period of the periodic table.
  • One or a combination of two or more metals can be exemplified, such as titanium, zirconium, and aluminum. Particularly preferred is one selected from the group consisting of silicon, germanium, germanium, indium, tin, tantalum, zinc, tungsten and lead.
  • R represents a C1-C10 alkyl group, specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group Group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n_decanyl group and the like.
  • metal alkoxide used in the present invention include: methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetramethoxysilane.
  • Silanes and the like can be exemplified, and particularly preferred are tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetrabutoxide and the like.
  • metal alkoxides can be used alone or in combination of two or more.
  • the temperature of at least one of the steps of mixing water is equal to or lower than the hydrolysis start temperature of the metal alkoxide
  • the temperature is raised to a temperature not lower than the hydrolysis start temperature of the metal alkoxide
  • the method of mixing the solution containing the metal alkoxide with water is not particularly limited, and water may be added to the metal alkoxide solution, or the metal alkoxide may be added to the solution containing water. It is preferred to add it later.
  • water to be mixed general tap water, distilled water, ion-exchanged water and the like can be used. Among them, distilled water or ion-exchanged water is preferable, and ion-exchanged water having an electric conductivity of 2 as Zcm or less is particularly preferable.
  • the water is preferably used after being diluted with an organic solvent.
  • an organic solvent those having a freezing point below the temperature at which the metal alkoxide does not react with water and hydrolyze, that is, those having a freezing point of 0 ° C or less, particularly 110 ° C or less are preferred.
  • those having no reactivity with the metal alkoxide are preferable, and specifically, alcohols, aliphatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons 2004/001186
  • Halogenated hydrocarbons ketones, esters, ethers, ketone ethers, ketone esters, ester ethers, and the like. More specific examples of these organic solvents include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, benzyl alcohol, methylcyclohexanol, ethanediol.
  • Ethanol, hexanol, trimethylhexanol, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, pentane, hexane, xylene and the like are preferred.
  • the organic solvents can be used alone or in combination of two or more. When water and the organic solvent are uniformly dissolved and mixed, they can be used as they are. When water and the organic solvent are not mixed uniformly, they can be uniformly dispersed and used by a method such as stirring treatment or ultrasonic treatment.
  • the amount of the organic solvent to be diluted is preferably in the range of 2 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of water.
  • the amount of water used is preferably in the range of 12 moles or more and less than 2 moles relative to the number of moles of the metal compound. If the molar ratio is less than 1/2 times, hydrolysis and depolymerization do not proceed uniformly, and the metal compound represented by the formula (I) or the like may remain unreacted, and a homogeneous and dense film cannot be formed. .
  • the molar ratio is more than 2 times, gelation or aggregation of particles occurs during the hydrolysis and polycondensation processes, so that a homogeneous and dense film cannot be formed.
  • the hydrolysis start temperature is the lowest temperature at which hydrolysis proceeds when the metal alkoxide comes into contact with water.
  • the hydrolysis initiation temperature described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-23407 can be exemplified.
  • the temperature below the hydrolysis initiation temperature is not particularly limited as long as the solution does not solidify, but is preferably a temperature in the range of ⁇ 50 to ⁇ 100 ° C. After mixing with water at a temperature equal to or lower than the hydrolysis start temperature, it is preferable to carry out the reaction by raising the temperature to a temperature equal to or higher than the hydrolysis start temperature.
  • the hydrolysis and polycondensation process of the metal alkoxide under the above conditions is preferably performed in an organic solvent.
  • organic solvent include those similar to the organic solvents used by mixing with water.
  • Preferred examples are hydrocarbon solvents such as benzene and toluene, and ether solvents such as tetrahydrofuran and getyl ether.
  • the amount of the organic solvent to be used is 100 to 100,000 parts by weight, preferably 100 to 3,000 parts by weight, and preferably less than 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the metal alkoxide.
  • the generated fine particles grow in a bonded state, making it difficult to control the particle size.
  • the content exceeds 10,000,000 parts by weight, the solution is too dilute to produce fine particles. There is.
  • the metal alkoxide hydrolyzate obtained by the above method is dissolved or uniformly dispersed in the used organic solvent without aggregation without using an acid, a base, or a dispersion stabilizer. And forms a clear solution.
  • this solution can be used as it is, or can be used after diluting with an appropriate solvent, distilling off the solvent and re-dissolving in another solvent.
  • this dispersion when this dispersion is used, gel films, gel fibers, bulk gels, and the like having a low content of organic substances are obtained.
  • the organic substances are desorbed from these gels by heat treatment, etc., The destruction of the microstructure and the amount of residual pores can be reduced.
  • the various spectra of the metal alkoxide hydrolysis product obtained as described above were measured, it was found that the metal alkoxide had features not found in the past. The details will be described in Examples.
  • FIG. 1 shows the results of the titanium alkoxide hydrolysis product prepared in Example 1.
  • FIG. 2 shows a 13 C NMR spectrum diagram of the hydrolysis product of titanium alkoxide prepared in Example 1.
  • FIG. 3 shows a spectrum diagram of 13 C NMR in which the relaxation time of the titanium alkoxide hydrolysis product prepared in Example 1 was changed.
  • FIG. 4 shows a 17 O NMR spectrum diagram of the titanium alkoxide hydrolysis product prepared in Example 2.
  • Titanium tetraisopropoxide (A-1 manufactured by Nippon Soda Co., Ltd .: purity 99.9%, acid
  • 30 g (1.86 mol 1) of toluene was dissolved in 190 g of toluene, and after displacing with nitrogen gas, a methanol bath containing dry ice was added (approximately 11%).
  • a mixed solution of 30 ⁇ 4 g of ion-exchanged water (H 20 / T i 0.9 mo I / mo I) diluted with 274 g of isopropanol, which was separately prepared, was added dropwise over 90 minutes while stirring.
  • the liquid temperature of the flask during the dropwise addition was kept at ⁇ 15 to 110 ° C. After completion of the dropwise addition, the temperature was maintained at 110 ° C. for 30 minutes, the temperature was further raised to room temperature, and stirring was continued for 1 hour to obtain a colorless transparent liquid.
  • having a hydrogen atom shifted to a low magnetic field means that all the hydrogen atoms are shifted to a low magnetic field as compared with the raw material, and Including cases.
  • Example 1 The solution obtained in Example 1 was applied to a polyethylene terephthalate (PET) substrate whose surface was treated with ozone using No. 3 barco overnight, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and dried. A transparent metal oxide film was formed thereon.
  • P PET polyethylene terephthalate
  • SPM Seiko Instruments, SPA-400 (SII)
  • the average roughness of the surface was 5 nm or less.
  • the surface of the material film was found to be smooth.
  • the hydrolysis product obtained by hydrolyzing the metal alkoxide of the present invention is a monodisperse fine particle having a small average particle size, and is a uniform and transparent solution even in an organic solvent.
  • the film has a high industrial value because it can form a transparent and smooth metal oxide thin film and can be widely used as an optical material.

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Abstract

A metal oxide sol comprised of a metal alkoxide hydrolyzate whose structure has been spectrally elucidated, which is used to obtain a film exhibiting highly satisfactory denseness and smoothness. The metal alkoxide hydrolyzate is a product obtained by hydrolysis of a metal alkoxide characterized in that 70 atomic% or more of the oxygen atoms brought in the product in water used for the hydrolysis are μ3-oxygen atoms.

Description

2004/001186  2004/001186
明 細 書 Specification
金属アルコキシド加水分解生成物 技術分野:  Metal alkoxide hydrolysis products
本発明は、 有機溶媒中、 酸、 塩基、 及び または分散安定化剤の非存在下、 凝 集せずに安定に分散する性質を有する金属アルコキシド加水分解生成物に関する。 背景技術:  The present invention relates to a metal alkoxide hydrolysis product having a property of dispersing stably without aggregation in an organic solvent in the absence of an acid, a base, and / or a dispersion stabilizer. Background technology:
透明で均質な金属酸化物ゾルの製造方法として、 例えば、 1種若しくは 2種以 上の金属アルコキシドを加水分解および重合させて金属酸化物前駆体ゾルを製造 する方法において、 前記金属アルコキシドへの水の添加を一 2 0 °C以下の温度で 行うことを特徴とする金属酸化物前駆体ゾルの製造方法が知られている。 (特開 平 1 0— 2 9 8 7 6 9号公報を参照)  As a method for producing a transparent and homogeneous metal oxide sol, for example, a method for producing a metal oxide precursor sol by hydrolyzing and polymerizing one or more metal alkoxides, There is known a method for producing a metal oxide precursor sol, characterized in that the addition of water is carried out at a temperature of not more than 120 ° C. (Refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-29-87697)
また、 テ卜ラアルコキシチタンを 1 . 0倍モル以上 1 . 7倍モル以下の水を用 いて 2 0〜9 0 °Cの温度で加水分解した有機溶剤溶解性の高分子量のラダー状ポ リチタノキサンの製造方法が知られている。 該髙分子量のラダー状ポリチ夕ノキ サンは、 従来の鎖状ポリチタノキサンではゲル化して有機溶剤に不溶となる高分 子量体においても有機溶剤に溶解し、 緻密な薄膜を提供するとしている。 (特開 平 1一 1 2 9 0 3 2号公報を参照)  In addition, organic solvent-soluble high molecular weight ladder-like polytitanoxane is obtained by hydrolyzing tetraalkoxytitanium at a temperature of 20 to 90 ° C using water of 1.0 to 1.7 times mol. Is known. The low molecular weight ladder-like polytinoxane is said to dissolve in the organic solvent even in the case of a high molecular weight that gels and becomes insoluble in the organic solvent with the conventional chain polytitanoxane, and provides a dense thin film. (Refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-1990)
また、 水を加えて加熱して一部を加水分解した金属塩 1モルに対して 0 . 1〜 2 . 0モルの水を含有するアルコール溶液を加え、 加熱して金属塩を加水分解し て金属水酸化物とし、 かつ脱水縮合した後、 濃縮して金属酸化物前駆体溶液の製 造方法が知られている。 該金属酸化物前駆体溶液は、 錯体を形成して保存安定性 に優れ、 クラックの無ない均質な金属薄膜を提供するとしている。 (特開 2 0 0 1 - 3 4 2 0 1 8号公報を参照)  Also, an alcohol solution containing 0.1 to 2.0 moles of water is added to 1 mole of the metal salt partially hydrolyzed by adding water, and the mixture is heated to hydrolyze the metal salt. There is known a method for producing a metal oxide precursor solution by forming a metal hydroxide, condensing it after dehydration condensation, and then concentrating it. It is stated that the metal oxide precursor solution forms a complex to provide a homogeneous metal thin film having excellent storage stability and no cracks. (Refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-33420)
発明の開示: DISCLOSURE OF THE INVENTION:
上記したいずれの方法において得られた金属酸化物ゾルを用いた金属薄膜にお いても、 尚、 膜の緻密性、 及び平滑性を満足するには不十分であるという問題が あった。  The metal thin film using the metal oxide sol obtained by any of the above methods has a problem that the film is insufficient to satisfy the denseness and smoothness of the film.
本発明は、 緻密性、 及び平滑性を十分に満足し得る膜を得るために使用される その構造をスぺクトル的に明らかにした金属アルコキシド加水分解生成物からな る金属酸化物ゾルを提供することを目的とする。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used to obtain a film that can sufficiently satisfy denseness and smoothness. It is an object of the present invention to provide a metal oxide sol comprising a metal alkoxide hydrolysis product whose structure has been clarified spectrally.
本発明者らは、 上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、 金属アルコキシドに 対して、 水の混合温度、 混合量、 及び、 混合方法を工夫することにより、 有機溶 媒中に、 酸、 塩基、 及び分散安定化剤が存在しなくても安定に分散しうる金属酸 化物ゾルを見出し、 さらに、 その粒子の各種スペクトル測定したところ、 従来に ない特徴を有することを見出し、 本発明を完成するに至つた。  The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, by devising a mixing temperature, a mixing amount, and a mixing method of water with respect to a metal alkoxide, an acid, a base, and the like can be contained in an organic solvent. A metal oxide sol that can stably disperse even without the presence of a dispersion stabilizer and a dispersion stabilizer was found, and various spectra of the particles were measured. Led to.
すなわち、 本発明は、  That is, the present invention
(1) 金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であって、 加水分解に用 いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 70原子%以上が、 酸素 原子であることを特徴とする金属アルコキシド加水分解生成物に関し、  (1) A product obtained by hydrolyzing a metal alkoxide, wherein at least 70 atomic% of oxygen atoms incorporated in the product in water used for hydrolysis are oxygen atoms. With respect to the metal alkoxide hydrolysis product,
(2) 金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であって、 加水分解に用 いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 80原子%以上が、 23酸素 原子であることを特徴とする金属アルコキシド加水分解生成物に関し、 (2) a product obtained by a metal alkoxide to hydrolyze more than 80 atomic% of incorporated into the product in water which need use in hydrolysis oxygen atom, a 2 3 oxygen atoms A metal alkoxide hydrolysis product characterized by
(3) 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 30原 子%以下が、 2酸素原子であることを特徴とする (1) に記載の金属アルコキ シド加水分解生成物、 (3) The metal alkoxide hydrolyzation product according to (1), wherein 30 atomic% or less of oxygen atoms incorporated into the product in the water used for hydrolysis is 2 oxygen atoms. object,
( 4 ) 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 20原 子%以下が、 //2酸素原子であることを特徴とする (2) に記載の金属アルコキ シド加水分解生成物、 (4) The metal alkoxide hydrolyzate according to (2), wherein less than 20 atomic% of oxygen atoms incorporated into the product in the water used for hydrolysis are // 2 oxygen atoms. Decomposition products,
(5) 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 1 0原 子%以下が、 4酸素原子であることを特徴とする (1) 〜 (4) のいずれかに 記載の金属アルコキシド加水分解生成物、 (5) The method according to any one of (1) to (4), wherein 10 atomic% or less of oxygen atoms incorporated into the product in the water used for the hydrolysis is 4 oxygen atoms. The metal alkoxide hydrolysis product described,
(6) 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 5原子% 以下が、 //4酸素原子であることを特徴とする (1) 〜 (4) のいずれかに記載 の金属アルコキシド加水分解生成物、 (6) Any of (1) to (4), wherein 5 atomic% or less of oxygen atoms incorporated into the product in the water used for hydrolysis is // 4 oxygen atoms. The metal alkoxide hydrolysis product according to the above,
(7) 金属アルコキシドが、 式 (I)  (7) When the metal alkoxide has the formula (I)
M (OR) η · · · (I) M (OR) η
(式中、 Mは、 金属原子を表し、 Rは、 C 1〜( 10アルキル基を表し、 nは原 2004/001186 (Wherein, M represents a metal atom, R represents a C1- (10 alkyl group, n represents 2004/001186
子価を表す。) で表される化合物であることを特徴とする (1) 〜 (6) のいず れかに記載の金属アルコキシド加水分解生成物に関する。 Represents child price. The present invention relates to the metal alkoxide hydrolysis product according to any one of (1) to (6), which is a compound represented by the formula:
(8) 式 (I)  (8) Equation (I)
M (OR) η · · · (I) M (OR) η
(式中、 Mは、 金属原子を表し、 Rは、 C 1〜(: 10アルキル基を表し、 nは原 子価を表す。) で表される金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であ つて、 生成物中に前記 Rで表される官能基を有し、 該官能基中の水素原子のプロ トン核磁気共鳴スぺクトルにおけるテトラメチルシランを 0 p pmの標準とした ケミカルシフト値が、 式 ( I) で表される金属アルコキシドにおける R中の水素 原子の該ケミカルシフト値より低磁場にシフトした該ケミカルシフト値である水 素原子を有することを特徴とする金属アルコキシド加水分解生成物に関し、 (Wherein, M represents a metal atom, R represents a C 1 to (: 10 represents an alkyl group, and n represents a atomic value.) A product obtained by hydrolyzing a metal alkoxide represented by the following formula: The product has a functional group represented by R in the product, and a chemical shift of a hydrogen atom in the functional group in a proton nuclear magnetic resonance spectrum using tetramethylsilane as a standard of 0 ppm. A metal alkoxide represented by the formula (I), wherein the metal alkoxide has a hydrogen atom having the chemical shift value shifted to a lower magnetic field than the chemical shift value of the hydrogen atom in R. Regarding the product,
(9) 式 (I) (9) Equation (I)
M (OR) η · · · ( I) M (OR) η
(式中、 Mは、 金属原子を表し、 Rは、 C 1〜C 10アルキル基を表し、 nは原 子価を表す。) で表される金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であ つて、 生成物中に前記 ORで表される官能基を有し、 該官能基中の酸素原子の α 位の炭素原子の力一ボン 13核磁気共鳴スぺクトルにおけるテトラメチルシラン を 0 p pmの標準としたケミカルシフト値が、 式 (I) で表される金属アルコキ シドにおける R中の酸素原子のひ位の該ケミカルシフト値より低磁場にシフトし た該ケミカルシフト値である炭素原子を有し、 該官能基中の酸素原子の /3位の炭 素原子の該ケミカルシフ卜値が、 式 ( I ) で表される金属アルコキシドにおける R中の酸素原子の 位の該ケミカルシフト値より高磁場にシフ卜した該ケミカル シフト値を有する炭素原子を有することを特徴とする金属アルコキシド加水分解 生成物に関し、  (Wherein, M represents a metal atom, R represents a C1-C10 alkyl group, and n represents a valence). A product obtained by hydrolyzing a metal alkoxide represented by Then, the product has a functional group represented by the aforementioned OR in the product, and the carbon atom at the α-position of the oxygen atom in the functional group is a carbon atom. The tetramethylsilane in the nuclear magnetic resonance spectrum is 0 p. The standard chemical shift value of pm is a carbon atom which is the chemical shift value shifted to a lower magnetic field than the chemical shift value of the position of the oxygen atom in R in the metal alkoxide represented by the formula (I). Wherein the chemical shift value of the carbon atom at the / 3 position of the oxygen atom in the functional group is greater than the chemical shift value of the position of the oxygen atom in R in the metal alkoxide represented by the formula (I). Having a carbon atom having the chemical shift value shifted to a high magnetic field. It relates the metal alkoxide hydrolysis product, wherein Rukoto,
(10) 緩和時間 (Ί\) の異なる 2種類の炭素原子を有することを特徴とする (9) に記載の金属アルコキシド加水分解生成物、  (10) The metal alkoxide hydrolysis product according to (9), which has two kinds of carbon atoms having different relaxation times (Ί \),
(1 1) 低磁場にシフトした該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 (Τ χ) が、 低磁場にシフトした該ケミカルシフト値よりも高磁場側のケミカルシフ ト領域の該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 (Τ\) よりも短いこと 2004/00H86 (11) The relaxation time (Τ χ ) of the carbon atom, which is the chemical shift value shifted to the low magnetic field, is the chemical shift value of the chemical shift region on the high magnetic field side higher than the chemical shift value shifted to the low magnetic field. Shorter than the relaxation time (Τ \) of a carbon atom 2004 / 00H86
を特徴とする (9) または (10) に記載の金属アルコキシド加水分解生成物、A metal alkoxide hydrolysis product according to (9) or (10),
(12) 高磁場にシフトした該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 (T ,) が、 高磁場にシフトした該ケミカルシフト値よりも低磁場側のケミカルシフ ト領域の該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 (1\) よりも短いこと を特徴とする (9) 〜 (1 1) のいずれかに記載の金属アルコキシド加水分解生 成物、 (12) The relaxation time (T,) of the carbon atom, which is the chemical shift value shifted to the high magnetic field, is the chemical shift value of the chemical shift region on the lower magnetic field side than the chemical shift value shifted to the high magnetic field. The metal alkoxide hydrolysis product according to any one of (9) to (11), wherein the hydrolysis time is shorter than the relaxation time (1 \) of the carbon atom.
(13) 金属アルコキシド加水分解生成物が、 有機溶媒中、 酸、 塩基、 及び ま たは分散安定化剤の非存在下、 凝集せずに安定に分散している性質を有すること を特徴とする (1) 〜 (12) のいずれかに記載の金属アルコキシド加水分解生 成物、  (13) The metal alkoxide hydrolysis product has a property of being stably dispersed without aggregation in an organic solvent in the absence of an acid, a base, and / or a dispersion stabilizer. (1) The metal alkoxide hydrolysis product according to any one of (12) to (12),
(14) 金属アルコキシドが、 金属テトライソプロボキシドであり、 図 1及び図 2に示す核磁気共鳴スぺクトルを有することを特徵とする (1) 〜 ( 13) のい ずれかに記載の金属アルコキシド加水分解生成物に関する。  (14) The metal according to any one of (1) to (13), wherein the metal alkoxide is metal tetraisopropoxide and has a nuclear magnetic resonance spectrum shown in FIGS. 1 and 2. Alkoxide hydrolysis products.
本発明のスぺクトル的構造上の特徴を有する金属アルコキシド加水分解生成物 は、 有機溶媒中、 酸、 塩基、 及び/または分散安定化剤の非存在下、 凝集せずに 安定に分散し得る性質を有している。  The metal alkoxide hydrolysis product having a spectral structural characteristic of the present invention can be stably dispersed without aggregation in an organic solvent in the absence of an acid, a base, and / or a dispersion stabilizer. Has properties.
凝集せずに安定に分散している状態とは、 有機溶媒中、 金属アルコキシド加水 分解生成物が、 凝結して不均質に分離していない状態を表し、 好ましくは透明で 均質な状態を表す。 この場合、 透明とは、 可視光における透過率が高い状態をい い、 具体的には、 分散質の濃度を酸化物換算で 0. 5重量%とし、 石英セルの光 路長を l cmとし、 対象試料を有機溶媒とし、 光の波長を 550 nmとする条件 で測定した分光透過率で表して好ましくは 80〜100%の透過率を表す状態を いう。 また、 金属アルコキシドの平均粒子径は、 1〜 50 nmの範囲が好ましく、 さらに、 1〜20 nmの範囲が好ましく、 さらに粒径分布が 0〜 50 n m範囲で 単分散であるのが好ましい。  The state in which the metal alkoxide hydrolysis product is stably dispersed without agglomeration is a state in which the metal alkoxide hydrolysis product is not coagulated and is not separated inhomogeneously, preferably a transparent and homogeneous state. In this case, “transparent” refers to a state in which the transmittance of visible light is high. Specifically, the concentration of the dispersoid is 0.5% by weight in terms of oxide, and the optical path length of the quartz cell is 1 cm. It refers to a state in which the target sample is an organic solvent, and preferably exhibits a transmittance of 80 to 100% as represented by a spectral transmittance measured under the condition of a light wavelength of 550 nm. The average particle size of the metal alkoxide is preferably in the range of 1 to 50 nm, more preferably in the range of 1 to 20 nm, and more preferably monodisperse in the particle size distribution of 0 to 50 nm.
ここでいう有機溶媒とは、 有機溶媒は、 有機物質で分散質を分散できるもので あれば特に限定されず、 具体的には、 メタノール、 エタノール、 イソプロピルァ ルコール等のアルコール系溶媒、 塩化メチレン、 クロ口ホルム等の塩素系溶媒、 へキサン、 シクロへキサン、 ベンゼン、 トルエン、 キシレン、 クロ口ベンゼン等 の炭化水素系溶媒、 テトラヒドロフラン、 ジェチルエーテル、 ジォキサン等のェ 一テル系溶媒、 アセトン、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケトン等のケ トン系溶媒、 ジメチルホルムアミド、 ジメチルスルホキシド、 N—メチルピロリ ドン等の非プロトン性極性溶媒、 また特開平 9一 2 0 8 4 3 8号公報に記載され ている二酸化チタン分散体の分散媒に用いられているメチルポリシロキサン、 ォ チルフエニルポリシロキサン等のシリコーン等を例示することができ、 後述する ように、 水を用いた加水分解反応を低温で行うためには、 水の溶解度が大きく、 低温で凝固しない溶媒が好ましく、 具体的には低級アルコール系溶媒、 エーテル 系溶媒等を好ましく例示することができる。 また、 これらの溶媒は 1種単独で、 または 2種以上を混合して用いることができる。 As used herein, the organic solvent is not particularly limited as long as the organic solvent is an organic substance capable of dispersing the dispersoid. Specifically, alcohol solvents such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; methylene chloride; Chlorinated solvents such as chloroform, hexane, cyclohexane, benzene, toluene, xylene, benzene, etc. Hydrocarbon solvents, ether solvents such as tetrahydrofuran, getyl ether and dioxane; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, etc. Aprotic polar solvents, and silicones such as methylpolysiloxane and ethylphenylpolysiloxane used as a dispersion medium of a titanium dioxide dispersion described in JP-A-9-120838. As will be described later, in order to carry out the hydrolysis reaction using water at a low temperature, a solvent having high water solubility and not coagulating at a low temperature is preferable. Specifically, a lower alcohol solvent is used. And ether-based solvents. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
この場合の酸または塩基は、 凝結してできた沈殿を再び分散させる解膠剤とし て、 また、 金属アルコキシド等を加水分解、 脱水縮合させてコロイド粒子等の分 散質を製造するための触媒として、 及び生成した分散質の分散剤として機能する ものであれば特に制限されず、 酸として具体的には、 塩酸、 硝酸、 ホウ酸、 ホウ フッ化水素酸等の鉱酸、 酢酸、 ギ酸、 シユウ酸、 炭酸、 トリフルォロ酢酸、 P— トルエンスルホン酸、 メタンスルホン酸等の有機酸等を例示することができ、 さ らには、 光照射によって酸を発生する光酸発生剤、 具体的には、 ジフエ二ルョー ドニゥムへキサフルォロホスフェート、 トリフエニルホスホニゥムへキサフルォ 口ホスフェート等を例示することができる。 また、 塩基として、 トリエタノール ァミン、 トリェチルァミン、 1 , 8—ジァザピシクロ [ 5 , 4 , 0 ] — 7—ゥン デセン、 アンモニア、 ジメチルホルムアミド、 ホスフィン等を例示することがで きる。  The acid or base in this case is used as a deflocculant to re-disperse the precipitate formed by coagulation, or as a catalyst for producing dispersoids such as colloid particles by hydrolyzing and dehydrating and condensing metal alkoxides and the like. The acid is not particularly limited as long as it functions as a dispersant for the generated dispersoid, and specific examples of the acid include mineral acids such as hydrochloric acid, nitric acid, boric acid, and boric hydrofluoric acid, acetic acid, formic acid, and the like. Examples thereof include organic acids such as oxalic acid, carbonic acid, trifluoroacetic acid, P-toluenesulfonic acid, and methanesulfonic acid. Further, a photoacid generator that generates an acid by light irradiation, specifically, Examples thereof include diphenyldoniumhexafluorophosphate, triphenylphosphoniumhexafluorophosphate and the like. Examples of the base include triethanolamine, triethylamine, 1,8-diazapicyclo [5,4,0] -7-decene, ammonia, dimethylformamide, and phosphine.
また、 この場合の分散安定化剤とは、 分散質を分散媒中になるべく安定に分散 させるために添加させる成分をいい、 解膠剤、 保護コロイド、 界面活性剤等の凝 結防止剤等を示す。 このような作用を有する化合物として、 具体的には、 キレー ト性の化合物を例示することができ、 分子骨格中に少なくとも 1個のカルポキシ ル基が含まれており、 金属に対して強いキレート効果を有するものが好ましく、 このような化合物として、 グリコール酸、 ダルコン酸、 乳酸、 酒石酸、 クェン酸、 リンゴ酸、 コハク酸等の多価カルボン酸、 またはヒドロキシカルボン酸等を例示 することができ、 さらに、 ピロ燐酸、 トリポリ燐酸等を例示することができる。 また、 同じく金属原子に対して強いキレート能力を有する多座配位子化合物とし て、 ァセチルアセトン、 ァセト酢酸メチル、 ァセ卜酢酸ェチル、 ァセ卜酢酸一 n 一プロピル、 ァセト酢酸一 i一プロピル、 ァセト酢酸一 n—プチル、 ァセ卜酢酸 — s e c—プチル、 ァセト酢酸— t一プチル、 2, 4—へキサンージオン、 2, 4—ヘプタン一ジオン、 3 , 5一ヘプタン一ジオン、 2, 4一オクタン一ジオン、In this case, the dispersion stabilizer refers to a component added to disperse the dispersoid in the dispersion medium as stably as possible, and includes an anticoagulant such as a deflocculant, a protective colloid, and a surfactant. Show. Specific examples of the compound having such an action include chelating compounds. The compound has at least one carboxyl group in the molecular skeleton and has a strong chelating effect on metals. Preferably, such compounds include glycolic acid, dalconic acid, lactic acid, tartaric acid, citric acid, Examples thereof include polycarboxylic acids such as malic acid and succinic acid, and hydroxycarboxylic acids, and further include pyrophosphoric acid and tripolyphosphoric acid. Similarly, polydentate ligand compounds having strong chelating ability for metal atoms include acetylacetone, methyl acetoacetate, ethyl acetate, ethyl acetate-n-propyl, and acetate acetate-i-one. Propyl, acetoacetate-n-butyl, acetoacetate-sec-butyl, acetoacetate-t-butyl, 2,4-hexanedione, 2,4-heptanedione, 3,5-heptanedione, 2, 4 one octane one dione,
2, 4—ノナンージオン、 5—メチルーへキサンージオン等を例示することがで きる。 また、 その他、 脂肪族ァミン系、 ハイドロステアリン酸系、 ポリエステル ァミンとして、 スルパース 3000、 9000、 1 7000、 20000、 24 000 (以上、 ゼネカ社製)、 D i s p e r b y k— 1 6 1、 — 162、 ― 1 6Examples thereof include 2,4-nonanedione and 5-methyl-hexanedione. In addition, as aliphatic amines, hydrostearic acids, and polyesteramines, Sulpers 3000, 9000, 17000, 20000, 24 000 (all manufactured by Zeneca), Disperbyk—161, —162, —1 6
3、 - 164 (以上、 ビックケミ一社製) 等を例示することができ、 特開平 9— 208438号公報、 特開平 2000- 5342 1号公報等に記載されているジ メチルポリシロキサン ·メチル (ポリシロキシアルキレン) シロキサン共重合体、 トリメチルシロキシケィ酸、 カルポキシ変性シリコーンオイル、 ァミン変性シリ コーン等のシリコーン化合物等を例示することができる。 3, -164 (above, manufactured by Big Chemical Co., Ltd.) and the like. Examples thereof include dimethylpolysiloxane methyl (poly) described in JP-A-9-208438, JP-A-2000-53421, and the like. Examples thereof include silicone compounds such as (siloxyalkylene) siloxane copolymer, trimethylsiloxycyanic acid, carboxy-modified silicone oil, and amine-modified silicone.
本発明におけるスぺクトル的構造上の特徴を有する金属アルコキシド加水分解 生成物の製造方法として、 具体的には、 金属アルコキシドを含む溶液に、 金属ァ ルコキシドに対して 1 Z 2倍モル以上 2倍モル未満の水を複数回に分割して添加 する工程を有し、複数回に分割して添加する工程のうち少なくとも一つの工程が、 金属アルコキシドのモル数に対して 1 / 2倍モル以上 1倍モル未満の水を添加す る工程である製造方法等を例示することができる。  As a method for producing a metal alkoxide hydrolysis product having a spectral structural characteristic according to the present invention, specifically, a solution containing a metal alkoxide is added to a metal alkoxide by adding 1 to 2 moles or more to 2 moles or more of a metal alkoxide. A step of adding less than one mole of water in a plurality of times, wherein at least one of the steps of adding the water in a plurality of times is at least モ ル times the mole number of the metal alkoxide. For example, a production method in which less than twice the amount of water is added can be exemplified.
上記方法に用いられる金属アルコキシドとして、 具体的には、 式 ( I ) で表さ れる化合物を好ましく例示することができる。 式 ( I ) 中、 Mは.. 金属原子を表 し本発明に用いられる金属原子として具体的には、 周期律表の第 2周期から第 6 周期までのアルカリ金属元素、 アルカリ土類金属元素および第 3 B族元素、 周期 律表の第 3周期から第 6周期までの第 4 B族元素および第 5 B族元素、 遷移金属 元素、 ならびにラン夕ノィド元素からなる群より選ばれた元素の 1種または 2種 以上の金属の組合せを例示することができ、 チタン、 ジルコニウム、 アルミニゥ ム、 ケィ素、 ゲルマニウム、 インジウム、 スズ、 タンタル、 亜鉛、 タングステン、 鉛からなる群から選ばれる 1種を特に好ましく例示することができる。 As the metal alkoxide used in the above method, specifically, a compound represented by the formula (I) can be preferably exemplified. In the formula (I), M represents a metal atom. Specifically, the metal atom used in the present invention is an alkali metal element or an alkaline earth metal element from the second period to the sixth period of the periodic table. And elements from the group consisting of Group 3B elements, Group 4B elements and Group 5B elements from Periods 3 to 6 of the Periodic Table, transition metal elements, and Lanthanide Node elements. One or a combination of two or more metals can be exemplified, such as titanium, zirconium, and aluminum. Particularly preferred is one selected from the group consisting of silicon, germanium, germanium, indium, tin, tantalum, zinc, tungsten and lead.
式 (I ) 中、 Rは、 C 1〜C 1 0アルキル基を表し、 具体的には、 メチル基、 ェチル基、 n—プロピル基、 イソプロピル基、 n—プチル基、 イソブチル基、 s 一プチル基、 t—プチル基、 n—ペンチル基、 ネオペンチル基、 n—へキシル基、 n—ヘプチル基、 n—ォクチル基、 n—ノニル基、 n _デカニル基等を例示する ことができる。  In the formula (I), R represents a C1-C10 alkyl group, specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, an s-butyl group Group, t-butyl group, n-pentyl group, neopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n_decanyl group and the like.
本発明に用いられる金属アルコキシドとして具体的には、 メチルトリメトキシ シラン、 メチルトリエトキシシラン、 ェチルトリメトキシシラン、 ェチルトリエ トキシシラン、 プロピルトリメトキシシラン、 プロピルトリエトキシシラン、 テ トラメトキシシラン、 テ卜ラエトキシシラン、 テ卜ラプロボキシシラン、 ゲルマ ニゥムテトラメトキシド、 ゲルマニウムテトラエトキシド、 チタンテトラプロボ キシド、 チタンテトラブトキシド、 ジルコニウムテトラプロポキシド、 ジルコ二 ゥムテトラブ卜キシド、 アルミニウムトリェ卜キシド、 アルミニウムトリプロボ キシド、 アルミニウムトリプトキシド、 テトラクロロシラン、 テトラブロモシラ ン、 ジメチルジクロロシラン、 テトラキス (ジェチルァミノ) シラン、 4一アミ ノブチルトリエトキシシラン、 3—ァミノプロピル卜リエトキシシラン、 3—ァ ミノプロビルトリメトキシシラン、 ベンジルトリクロロシラン、 ベンジルトリエ トキシシラン、 t —ブチルフエニルジクロロシラン、 2—クロ口ェチルトリエト キシシラン、 3—クロ口プロピルトリクロロシラン、 8—プロモォクチルトリク ロロシラン、 3—ブロモプロピルトリクロロシラン、 (3 , 3, 3—トリフルォ 口プロピル) ジクロロシラン、 ( 3, 3 , 3—卜リフルォロプロピル) トリクロ ロシラン、 クロロメチルトリクロロシラン、 β一 ( 3 , 4—エポキシシクロへキ シル) ェチル卜リメトキシシラン、 ( 3—グリシドキシプロピル) メチルジェ卜 キシシラン、 3—グリシドキシプロビルトリメトキシシラン、 ァリルトリクロ口 シラン、 ァリルトリエトキシシラン、 ピニルメチルジァセトキシシラン、 ピニル メチルビス (メチルェチルケトキシミン) シラン、 3—メタクリロキシプロピル 卜リメトキシシラン、 3—メタクリロキシプロビルトリメトキシシラン、 3—ァ クリロキシプロピルトリクロロシラン、 3—ァクリロキシプロピルトリメトキシ 04 001186 Specific examples of the metal alkoxide used in the present invention include: methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, tetramethoxysilane, tetramethoxysilane. Ethoxysilane, tetrapropoxysilane, germanium tetramethoxide, germanium tetraethoxide, titanium tetrapropoxide, titanium tetrabutoxide, zirconium tetrapropoxide, zirconium tetrabutoxide, aluminum triethoxy, aluminum triplobox Oxide, aluminum tryptoxide, tetrachlorosilane, tetrabromosilane, dimethyldichlorosilane, tetrakis (getylamino) silane, 4-amino Butyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, benzyltrichlorosilane, benzyltriethoxysilane, t-butylphenyldichlorosilane, 2-chloroethyltriethoxysilane, 3-cloth Propyltrichlorosilane, 8-bromooctyltrichlorosilane, 3-bromopropyltrichlorosilane, (3,3,3-trifluoromethyl) dichlorosilane, (3,3,3-trifluoropropyl) trichlorosilane, chloro Methyltrichlorosilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyljetoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, aryltrichloromouth silane, Aryltriethoxy Silane, pinylmethyldiacetoxysilane, pinylmethylbis (methylethylketoximine) silane, 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrichlorosilane , 3-acryloxypropyltrimethoxy 04 001186
シラン等を例示することができ、 特にテトラメトキシシラン、 テトラエトキシシ ラン、 チタンテトライソプロポキシド、 チタンテトラブトキシド、 ジルコニウム テトライソプロポキシド、 ジルコニウムテトラブトキシド等を好ましく例示する ことができる。 Silanes and the like can be exemplified, and particularly preferred are tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, titanium tetraisopropoxide, titanium tetrabutoxide, zirconium tetraisopropoxide, zirconium tetrabutoxide and the like.
これらの金属アルコキシドは、 単独であるいは 2種以上組み合わせて使用する ことができる。  These metal alkoxides can be used alone or in combination of two or more.
本発明のスぺクトル的構造上の特徴を有する金属アルコキシド加水分解生成物 の製造方法は、 上記記載した工程を実施するにあたり、 さらに以下の (1 ) から ( 3 ) の少なくともいずれか一つの条件の下に実施するのが好ましい。  In the method for producing a metal alkoxide hydrolysis product having a spectral structural feature of the present invention, in performing the above-described step, at least one of the following (1) to (3) It is preferably carried out under
( 1 ) 水を混合する工程の少なくとも一つの工程の温度が、 金属アルコキシドの 加水分解開始温度以下であること、  (1) the temperature of at least one of the steps of mixing water is equal to or lower than the hydrolysis start temperature of the metal alkoxide;
( 2 ) 水を添加する工程の後、 金属アルコキシドの加水分解開始温度以上に昇温 すること、  (2) After the step of adding water, the temperature is raised to a temperature not lower than the hydrolysis start temperature of the metal alkoxide,
( 3 ) 金属アルコキシドのモル数に対して、 1 Z 2倍モル以上 1倍モル未満の水 を添加する工程の後、 残りの必要量の水を金属アルコキシドの加水分解開始温度 以下の温度で添加すること。  (3) After the step of adding water in an amount of 1 to 2 moles or more and less than 1 mole per mole of the metal alkoxide, the remaining required amount of water is added at a temperature equal to or lower than the hydrolysis start temperature of the metal alkoxide. To do.
これらの条件を加えることにより、 より安定的に、 有機溶媒中で凝集せずに安 定に分散可能な金属アルコキシド加水分解生成物を得ることができる。  By adding these conditions, a metal alkoxide hydrolysis product that can be stably dispersed without aggregation in an organic solvent can be obtained more stably.
また、 金属アルコキシドを含む溶液と水の混合方法は特に、 限定されず、 金属 アルコキシド溶液に、 水を添加しても、 水を含む溶液に、 金属アルコキシドを添 加してもよいが、 水を後から添加するのが好ましい。  The method of mixing the solution containing the metal alkoxide with water is not particularly limited, and water may be added to the metal alkoxide solution, or the metal alkoxide may be added to the solution containing water. It is preferred to add it later.
混合する水としては、 一般水道水、 蒸溜水、 イオン交換水などを用いることが できる。 これらのうち、 蒸溜水またはイオン交換水が好ましく、 特に電気電導 度が 2 a s Z c m以下のイオン交換水が好ましい。  As the water to be mixed, general tap water, distilled water, ion-exchanged water and the like can be used. Among them, distilled water or ion-exchanged water is preferable, and ion-exchanged water having an electric conductivity of 2 as Zcm or less is particularly preferable.
また、 上記水は、 有機溶媒により希釈して用いるのが好ましい。 そのような有 機溶媒としては、 金属アルコキシドが水と反応して加水分解しない温度以下の凝 固点を有するもの、 すなわち凝固点が 0 °C以下、 特に一 1 0 °C以下のものが好ま しい。 このような有機溶媒としては、 金属アルコキシドとの反応性を有しない ものが好ましく、 具体的にはアルコール類、 脂肪族炭化水素類、 芳香族炭化水素 2004/001186 The water is preferably used after being diluted with an organic solvent. As such an organic solvent, those having a freezing point below the temperature at which the metal alkoxide does not react with water and hydrolyze, that is, those having a freezing point of 0 ° C or less, particularly 110 ° C or less are preferred. . As such an organic solvent, those having no reactivity with the metal alkoxide are preferable, and specifically, alcohols, aliphatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons 2004/001186
類、 ハロゲン化炭化水素類、 ケ卜ン類、 エステル類、 エーテル類、 ケ卜ンエーテ ル類、 ケトンエステル類、 エステルエーテル類等を例示することができる。 こ れらの有機溶媒のさらに詳細な具体例としては、 メタノール、 エタノール、 プロ パノール、 ブタノール、 ペン夕ノール、 へキサノール、 ヘプ夕ノール、 ォクタノ ール、 ノナノール、 ベンジルアルコール、 メチルシクロへキサノール、 エタンジ オール、 プロパンジオール、 ブタンジオール、 ペンタンジオール、 へキシレング リコール、 ォクチレンダリコール、 へキサントリオール、 3, 5 , 5—トリメチ ルー 1一へキサノール、 ギ酸プチル、 ギ酸ペンチル、 酢酸メチル、 酢酸ェチル、 酢酸プロピル、 酢酸プチル、 酢酸ペンチル、 酢酸へキシル、 酢酸ベンジル、 3— メトキシプチルァセテー卜、 2一ェチルブチルアセテート、 2一ェチルへキシル アセテート、 プロピオン酸メチル、 プロピオン酸ェチル、 プロピオン酸プチル、 プロピオン酸ペンチル、 ジメチルケトン、 メチルェチルケトン、 ペンタノン、 へ キサノン、 メチルイソプチルケトン、 ヘプ夕ノン、 ジィソブチルケトン、 ァセト 二トリル、 ジェチルェ一テル、 ジプロピルエーテル、 ジイソプロピルエーテル、 ジブチルエーテル、 ジへキシルエーテル、 ァニソール、 テトラヒドロフラン、 テ トラヒドロピラン、 ジメトキシェタン、 ジエトキシェタン、 ジブトキシェタン、 ジエチレングリコールジメチルェ一テル、 ジエチレングリコ一ルジェチルェ一テ ル、 ジエチレングリコールジブチルエーテル、 メチラール、 ァセタール、 ペン夕 ン、 へキサン、 ヘプタン、 オクタン、 ノナン、 デカン、 ドデカン、 トルエン、 キ シレン、 ェチルベンゼン、 クメン、 ミシチレン、 テトラリン、 ブチルベンゼン、 シメン、 ジェチルベンゼン、 ペンチルベンゼン、 ジペンチルベンゼン、 シクロべ ンタン、 シクロへキサン、 メチルシクロへキサン、 ェチルシクロへキサン、 デカ リン、 クロロメタン、 ジクロロメタン、 トリクロロメタン、 テトラクロロメタン、 クロロェタン、 ジクロロエタン、 卜リクロロェタン、 テ卜ラクロロェタン、 ペン 夕クロロェタン、 クロ口プロパン、 ジクロロプロパン、 トリクロ口プロパン、 ク ロロブタン、 クロ口ペンタン、 クロ口ベンゼン、 ジクロロベンゼン、 クロ口トル ェン、 ブロモメタン、 プロモェタン、 ブロモプロパン、 プロモベンゼン、 クロ口 ブロモメタンなどを挙げることができる。 これらのうち、 アルコール類、 エステ ル類および炭化水素類が好ましく、 特に、 イソプロパノール、 ブタノール、 ペン 4 001186 , Halogenated hydrocarbons, ketones, esters, ethers, ketone ethers, ketone esters, ester ethers, and the like. More specific examples of these organic solvents include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, benzyl alcohol, methylcyclohexanol, ethanediol. , Propanediol, butanediol, pentanediol, hexylene glycol, octylendalicol, hexanetriol, 3,5,5-trimethyl-1-hexanol, butyl formate, pentyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate , Butyl acetate, pentyl acetate, hexyl acetate, benzyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, petit propionate , Pentyl propionate, dimethyl ketone, methyl ethyl ketone, pentanone, hexanone, methyl isobutyl ketone, heptanone, diisobutyl ketone, acetate nitrile, getyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, Dihexyl ether, anisol, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, dimethoxyethane, dietoxetane, dibutoxetane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol-diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, methylal, acetal, pentane, hexane, Heptane, octane, nonane, decane, dodecane, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene, mysitylene, tetralin, Tylbenzene, cymene, getylbenzene, pentylbenzene, dipentylbenzene, cyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, decalin, chloromethane, dichloromethane, trichloromethane, tetrachloromethane, chloroethane, dichloroethane, trichloroethane Lichloroethane, tetrachloroethane, pentachloroethane, chloropropane, dichloropropane, trichloropropane, chlorobutane, chloropentane, chlorobenzene, dichlorobenzene, chlorotoluene, bromomethane, promoethane, bromopropane, promobenzene Bromomethane, etc. can be mentioned. Of these, alcohols, esters and hydrocarbons are preferred, and isopropanol, butanol, and pen are particularly preferred. 4 001186
夕ノール、 へキサノール、 トリメチルへキサノール、 酢酸ェチル、 酢酸プロピル、 酢酸プチル、 ペンタン、 へキサン、 キシレンなどが好ましい。 また、 前記有機溶 媒は、 単独でまたは 2種以上組み合わせて使用することができる。 水と有機溶媒 とが均一に溶解混合する場合には、 そのまま使用することができる。 また、 水 と有機溶媒とが均一に混合しない場合には、 撹拌処理、 超音波処理などの方法で 均一に分散して使用することができる。 希釈する有機溶媒の使用量は、 水 1重量 部に対し、 2〜 1 0 0重量部の範囲が好ましい。 Ethanol, hexanol, trimethylhexanol, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, pentane, hexane, xylene and the like are preferred. Further, the organic solvents can be used alone or in combination of two or more. When water and the organic solvent are uniformly dissolved and mixed, they can be used as they are. When water and the organic solvent are not mixed uniformly, they can be uniformly dispersed and used by a method such as stirring treatment or ultrasonic treatment. The amount of the organic solvent to be diluted is preferably in the range of 2 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of water.
使用する水の量は、 該金属化合物のモル数に対して、 1 2倍モル以上、 2倍 モル未満の範囲であるのが好ましい。 1 / 2倍モル未満では、 加水分解及び縮重 合が均一に進行せず、 式 ( I ) 等で表される金属化合物が未反応のまま残る場合 があり、 均質で稠密な膜を形成できない。  The amount of water used is preferably in the range of 12 moles or more and less than 2 moles relative to the number of moles of the metal compound. If the molar ratio is less than 1/2 times, hydrolysis and depolymerization do not proceed uniformly, and the metal compound represented by the formula (I) or the like may remain unreacted, and a homogeneous and dense film cannot be formed. .
また、 2倍モル以上では、 加水分解及び縮重合過程において、 ゲル化または粒 子の凝集がおこり、 やはり、 均質で稠密な膜を形成することができない。  On the other hand, if the molar ratio is more than 2 times, gelation or aggregation of particles occurs during the hydrolysis and polycondensation processes, so that a homogeneous and dense film cannot be formed.
また、 加水分解開始温度とは、 金属アルコキシドと水が接触した際に、 加水分 解が進行する最下限温度である。 具体的には、 特開平 1一 2 3 0 4 0 7号公報に 記載されている加水分解開始温度を例示することができる。 加水分解開始温度以 下の温度は、 溶液が凝固しない範囲の温度であれば、 特に限定されないが、 特に - 5 0〜― 1 0 0 °Cの範囲の温度であることが好ましい。 加水分解開始温度以下 で水と混合した後、 加水分解開始温度以上に昇温して反応を行うのが好ましく、 場合によって、 溶媒還流温度まで、 昇温して反応を行うのが好ましい。  The hydrolysis start temperature is the lowest temperature at which hydrolysis proceeds when the metal alkoxide comes into contact with water. Specifically, the hydrolysis initiation temperature described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-23407 can be exemplified. The temperature below the hydrolysis initiation temperature is not particularly limited as long as the solution does not solidify, but is preferably a temperature in the range of −50 to −100 ° C. After mixing with water at a temperature equal to or lower than the hydrolysis start temperature, it is preferable to carry out the reaction by raising the temperature to a temperature equal to or higher than the hydrolysis start temperature.
金属アルコキシドの上記条件下における加水分解及び縮重合の過程は、 有機溶 媒中で行うのが好ましく、 そのような有機溶媒として、 水と混合して用いる有 機溶媒と同様のものを具体的に例示することができ、 特に、 ベンゼン、 トルエン 等の炭化水素系溶媒、 テトラヒドロフラン、 ジェチルエーテル等のエーテル系溶 媒を好ましく例示することができる。  The hydrolysis and polycondensation process of the metal alkoxide under the above conditions is preferably performed in an organic solvent. Specific examples of such an organic solvent include those similar to the organic solvents used by mixing with water. Preferred examples are hydrocarbon solvents such as benzene and toluene, and ether solvents such as tetrahydrofuran and getyl ether.
有機溶媒の使用量は、 金属アルコキシド 1 0 0重量部に対し、 1 0〜1 0 , 0 0 0重量部、 好ましくは 1 0 0〜3, 0 0 0重量部であり、 1 0重量部未満では 生成する微粒子が結合した状態で成長し、 粒径制御が困難になる場合があり、 一 方 1 0, 0 0 0重量部を超えると溶液が希薄すぎて、 微粒子の生成が困難な場合 がある。 The amount of the organic solvent to be used is 100 to 100,000 parts by weight, preferably 100 to 3,000 parts by weight, and preferably less than 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the metal alkoxide. In some cases, the generated fine particles grow in a bonded state, making it difficult to control the particle size. On the other hand, when the content exceeds 10,000,000 parts by weight, the solution is too dilute to produce fine particles. There is.
また、 前記した酸、 塩基、 および Zまたは分散安定化剤の非存在下に行うのが 好ましい。 これらの化合物は、 反応後、 除去するのが困難の場合が多く、 後のェ 程において、 障害となる場合があるからである。  It is also preferable to carry out the reaction in the absence of the above-mentioned acid, base, and Z or a dispersion stabilizer. This is because these compounds are often difficult to remove after the reaction, and may be an obstacle in a later step.
以上のような方法で得られた金属アルコキシド加水分解物は、 用いた有機溶媒 中において、 酸、 塩基、 または分散安定化剤等を用いることなく、 凝集せずに、 溶解もしくは均一に分散しており、 透明な溶液を形成している。 膜を成形する場 合には、 この溶液をそのまま用いることもできるし、 適当な溶媒で希釈して、 ま た溶媒を留去した後別の溶媒に再溶解して用いることができる。 この結果、 この 分散液を用いると、 有機物含有量の少ないゲル膜、 ゲルファイバー、 バルクゲル などが得られ、加熱処理などによりそれらのゲルから有機物を脱離させたときに、 得られた成形体における微細組織の破壊や残留気孔量を低減させることができる。 以上のようにして得られた金属アルコキシド加水分解生成物についてその各種 スペクトルを測定したところ、 従来にない特徴を有することを見出した。 その詳 細については、 実施例に記載する。  The metal alkoxide hydrolyzate obtained by the above method is dissolved or uniformly dispersed in the used organic solvent without aggregation without using an acid, a base, or a dispersion stabilizer. And forms a clear solution. When forming a membrane, this solution can be used as it is, or can be used after diluting with an appropriate solvent, distilling off the solvent and re-dissolving in another solvent. As a result, when this dispersion is used, gel films, gel fibers, bulk gels, and the like having a low content of organic substances are obtained. When the organic substances are desorbed from these gels by heat treatment, etc., The destruction of the microstructure and the amount of residual pores can be reduced. When the various spectra of the metal alkoxide hydrolysis product obtained as described above were measured, it was found that the metal alkoxide had features not found in the past. The details will be described in Examples.
図面の簡単な説明: BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS:
図 1は、 実施例 1で調整されたチタンアルコキサイド加水分解生成物の  FIG. 1 shows the results of the titanium alkoxide hydrolysis product prepared in Example 1.
M Rのスぺクトル図を表す。 1 shows a spectrum diagram of MR.
図 2は、 実施例 1で調整されたチタンアルコキサイド加水分解生成物の 13 C N M Rのスぺクトル図を表す。 FIG. 2 shows a 13 C NMR spectrum diagram of the hydrolysis product of titanium alkoxide prepared in Example 1.
図 3は、 実施例 1で調整されたチタンアルコキサイド加水分解生成物の緩和時 間を変更させた 13 C NM Rのスぺクトル図を表す。 FIG. 3 shows a spectrum diagram of 13 C NMR in which the relaxation time of the titanium alkoxide hydrolysis product prepared in Example 1 was changed.
図 4は、 実施例 2で調整されたチタンアルコキサイド加水分解生成物の 17O N M Rのスぺクトル図を表す。 FIG. 4 shows a 17 O NMR spectrum diagram of the titanium alkoxide hydrolysis product prepared in Example 2.
発明を実施するための最良の形態: BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、 本発明は実施例に限定 されるものではない。  Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to Examples.
実施例 1 Example 1
チタンテトライソプロボキシド (日本曹達 (株)製 A— 1 :純度 9 9 . 9 %、 酸 化チタン換算濃度 28重量%) 5 30 g (1. 86mo 1 ) を 4つ口フラスコ中 で、 トルエン 1 9 60g に溶解し、 窒素ガス置換した後に、 ドライアイスを加え たメタノール浴 (約一 1 5°C) で冷却した。 別に調整したイソプロパノール 27 4 gで希釈したイオン交換水 30 · 4 g (H20/T i = 0. 9 mo I /mo I ) の混合溶液を撹拌しながら 90分間で滴下した。 滴下中のフラスコの液温を— 1 5〜一 1 0°Cに保持した。 滴下終了後、 一 1 0°Cに 30分間保持し、 更に室温ま で昇温して 1時間撹拌を継続して無色透明の液体を得た。 次にドライアイスを加 えたメタノール浴で約一 80°Cに冷却して、 イソプロパノール 1 83 gで希釈し たイオン交換水 20. 3 g (H20/T i = 0. 6 mo 1 "mo 1 ) の混合溶液 を撹拌しながら 90分間で滴下した。滴下終了後、 3時間要して室温に昇温した。 この溶液を 9 0〜10 0°Cで 2時間還流して無色透明な酸化チタン換算濃度 5重 量%のゾルを得た。 この溶液の光透過率 50 %の光の透過波長は、 3 58 nmで あった。 また、 ゾルは、 平均粒径 5. 6 nmでシャープな単分散の粒度分布を示 した。 また、 得られたゾル溶液を、 減圧加熱下溶媒を留去して固形物を得た。 選 られた固形物を、 重ベンゼンに溶解し、 iHNMR および 13CNMRを測定し た。 その結果を図 1および図 2に示す。 Titanium tetraisopropoxide (A-1 manufactured by Nippon Soda Co., Ltd .: purity 99.9%, acid In a four-necked flask, 30 g (1.86 mol 1) of toluene was dissolved in 190 g of toluene, and after displacing with nitrogen gas, a methanol bath containing dry ice was added (approximately 11%). (5 ° C). A mixed solution of 30 · 4 g of ion-exchanged water (H 20 / T i = 0.9 mo I / mo I) diluted with 274 g of isopropanol, which was separately prepared, was added dropwise over 90 minutes while stirring. The liquid temperature of the flask during the dropwise addition was kept at −15 to 110 ° C. After completion of the dropwise addition, the temperature was maintained at 110 ° C. for 30 minutes, the temperature was further raised to room temperature, and stirring was continued for 1 hour to obtain a colorless transparent liquid. Next, the mixture was cooled to about 180 ° C in a methanol bath containing dry ice, and 20.3 g of ion-exchanged water diluted with 183 g of isopropanol (H 2 0 / Ti = 0.6 mo 1 “mo The mixed solution of 1) was added dropwise over 90 minutes with stirring, and after completion of the addition, the temperature was raised to room temperature in 3 hours, and the solution was refluxed at 90 to 100 ° C for 2 hours to obtain a colorless and transparent oxidation. A sol having a concentration of 5% by weight in terms of titanium was obtained, and the light transmission wavelength of this solution at a light transmittance of 50% was 358 nm, and the sol had a sharp average particle size of 5.6 nm. the particle size distribution of monodisperse was shown. the obtained sol solution a vacuum heating under solvent was distilled off to give a solid. election solid was dissolved in heavy benzene, IHNMR and 13 CNMR Figures 1 and 2 show the results.
また、 13CNMRにおいては、 緩和時間 (T を変更させて測定した。 おの結 果を図 3に示す。 In 13 CNMR, the relaxation time (T was measured while changing T. The results are shown in FIG. 3).
図 1より、 固形生成物中には、 イソプロピル基を有することがわかり、 原料で あるテトライソプロポキシチタンのイソプロピル基のケミカルシフトよりも低磁 場にシフ卜することがわかった。 尚、 本発明において、 低磁場にシフトした水素 原子を有するとは、 原料に比して、 全ての水素原子が低磁場にシフトする場合、 および、 一部が低磁場にシフトする場合いずれかの場合も含む。  From FIG. 1, it was found that the solid product had an isopropyl group, and the solid product was shifted to a lower magnetic field than the chemical shift of the isopropyl group of the tetraisopropoxytitanium material. In the present invention, having a hydrogen atom shifted to a low magnetic field means that all the hydrogen atoms are shifted to a low magnetic field as compared with the raw material, and Including cases.
図 2より、 原料であるテトライソプロポキシチタンのイソプロピル基のメチン 炭素の一部は低磁場にシフ卜しており、 メチル炭素の一部は高磁場にシフトして いることがわかった。  From Fig. 2, it was found that a part of the methine carbon of the isopropyl group of tetraisopropoxytitanium as a raw material was shifted to a low magnetic field, and a part of the methyl carbon was shifted to a high magnetic field.
図 3より、 高磁場側にシフトしたピークおよび低磁場側にシフトしたピークの 緩和時間が、 シフトしないピークに比べ短いことがわかり、結合状態が同じだが、 環境の異なる 2種類の炭素が存在することがわかった。 実施例 2 From Fig. 3, it can be seen that the relaxation time of the peak shifted to the high magnetic field side and the peak shifted to the low magnetic field side is shorter than that of the peak that does not shift, and the two carbons with the same bonding state but different environments exist. I understand. Example 2
イオン交換水の代わりに、 H2017 (O17含有量: 20. 3原子%) を用い、 実 施例 1の 1 / 10のスケールで同様に行い、 〇17が取り込まれた固形物を得た。 得られた固形物を重ベンゼンに溶解し、 017NMRを測定した。 その結果を、 図 4に示す。 Using H 2 0 17 (O 17 content: 20.3 atomic%) instead of ion-exchanged water, the same procedure was carried out on a 1/10 scale of Example 1 to remove solid matter in which 〇 17 was incorporated. Obtained. The resulting solid was dissolved in deuterated benzene, were measured 0 17 NMR. Figure 4 shows the results.
図 4より、 その積分値を測定したところ、 3酸素原子: ^2酸素原子: /X4酸 素原子のモル原子比は、 85 : 13 : 1であった。 From FIG. 4, it was measured and the integral value, 3 oxygen atoms: ^ 2 oxygen atoms: / molar atomic ratio of X 4 oxygen radicals is 85: 13: 1.
実施例 3 Example 3
実施例 1で得られた溶液を表面をオゾン処理したポリエチレンテレフ夕レート (PET) 基板上に、 No. 3のバーコ一夕一を用いて塗布し、 100°C、 10 分間乾燥し、 該基板上に透明な金属酸化物膜を形成した。 SPM装置 (セイコー インスツルメント社製、 S PA— 400 (S I I )) を用いて該膜表面の形状を 測定したところ、 その表面の平均粗さは、 5 nm以下であり、 本発明の金属酸化 物膜の表面が平滑であることがわかった。  The solution obtained in Example 1 was applied to a polyethylene terephthalate (PET) substrate whose surface was treated with ozone using No. 3 barco overnight, dried at 100 ° C. for 10 minutes, and dried. A transparent metal oxide film was formed thereon. When the shape of the film surface was measured using an SPM device (Seiko Instruments, SPA-400 (SII)), the average roughness of the surface was 5 nm or less. The surface of the material film was found to be smooth.
産業上の利用可能性: Industrial applicability:
以上述べたように、 本発明の金属アルコキシドを加水分解して得られる加水分 解生成物は、 平均粒径の小さい、 単分散な微粒子であり、 有機溶媒中においても、 均一で透明な溶液でり、 その膜は、 透明でかつ平滑な金属酸化物薄膜を形成でき 光学材料等として広く利用できるなど、 産業上の利用価値は高いといえる。  As described above, the hydrolysis product obtained by hydrolyzing the metal alkoxide of the present invention is a monodisperse fine particle having a small average particle size, and is a uniform and transparent solution even in an organic solvent. In addition, the film has a high industrial value because it can form a transparent and smooth metal oxide thin film and can be widely used as an optical material.

Claims

請 求 の 範 囲 The scope of the claims
1. 金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であって、 加水分解に用い られた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 70原子%以上が、 3酸素原 子であることを特徴とする金属アルコキシド加水分解生成物。 1. A product obtained by hydrolyzing a metal alkoxide, wherein 70 atomic% or more of oxygen atoms incorporated in the product in water used for the hydrolysis are 3 oxygen atoms. A metal alkoxide hydrolysis product.
2. 金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であって、 加水分解に用い られた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 80原子%以上が、 i3酸素原 子であることを特徴とする金属アルコキシド加水分解生成物。 2. A product obtained by hydrolyzing a metal alkoxide, and that at least 80 atomic% of oxygen atoms incorporated in the product in water used for the hydrolysis are i 3 oxygen atoms. Characterized metal alkoxide hydrolysis products.
3. 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 30原子% 以下が、 酸素原子であることを特徴とする請求項 1に記載の金属アルコキシ ド加水分解生成物。  3. The metal alkoxide hydrolysis product according to claim 1, wherein 30% by atom or less of oxygen atoms incorporated into the product in water used for hydrolysis are oxygen atoms.
4. 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 20原子% 以下が、 /X 2酸素原子であることを特徴とする請求項 2に記載の金属アルコキシ ド加水分解生成物。 4. The metal alkoxide hydrolyzate according to claim 2, wherein 20% by atom or less of oxygen atoms incorporated into the product in water used for the hydrolysis is / X 2 oxygen atoms. object.
5. 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 10原子% 以下が、 / 4酸素原子であることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の 金属アルコキシド加水分解生成物。 5. The metal alkoxide according to any one of claims 1 to 4, wherein 10% by atom or less of oxygen atoms incorporated into the product in water used for hydrolysis are / 4 oxygen atoms. Hydrolysis products.
6. 加水分解に用いられた水中の該生成物に取り込まれた酸素原子の 5原子%以 下が、 24酸素原子であることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の金 属アルコキシド加水分解生成物。 6. gold according to any one of the preceding claims, characterized in that 5 atomic% or less of oxygen atoms incorporated into the product in water used in the hydrolysis, a 2 4 oxygen atoms Alkoxide hydrolysis products.
7. 金属アルコキシドが、 式 (I)  7. When the metal alkoxide has formula (I)
M (OR) η · · · ( I ) M (OR) η
(式中、 Mは、 金属原子を表し、 Rは、 C 1〜( 10アルキル基を表し、 nは原 子価を表す。) で表される化合物であることを特徴とする請求項 1〜 6のいずれ かに記載の金属アルコキシド加水分解生成物。  (Wherein, M represents a metal atom, R represents a C 1- (10 alkyl group, and n represents a valence)). 7. The hydrolysis product of a metal alkoxide according to any one of 6.
8. 式 ( I)  8. Equation (I)
M (OR) η · · · ( I ) M (OR) η
(式中、 Mは、 金属原子を表し、 Rは、 C 1〜C 10アルキル基を表し、 nは原 子価を表す。) で表される金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であ つて、 生成物中に前記 Rで表される官能基を有し、 該官能基中の水素原子のプロ トン核磁気共鳴スぺクトルにおけるテトラメチルシランを 0 p p mの標準とした ケミカルシフト値が、 式 (I ) で表される金属アルコキシドにおける R中の水素 原子の該ケミカルシフト値より低磁場にシフトした該ケミカルシフト値である水 素原子を有することを特徴とする金属アルコキシド加水分解生成物。 (Wherein, M represents a metal atom, R represents a C1-C10 alkyl group, and n represents a valence). A product obtained by hydrolyzing a metal alkoxide represented by Then, the product has a functional group represented by the above R, and the hydrogen atom in the functional group The chemical shift value of the nuclear magnetic resonance spectrum using tetramethylsilane as a standard of 0 ppm was shifted to a lower magnetic field than the chemical shift value of the hydrogen atom in R in the metal alkoxide represented by the formula (I). A metal alkoxide hydrolysis product having a hydrogen atom having the chemical shift value.
9 . 式 (I )  9. Formula (I)
M (O R) η · · · ( I ) M (OR) η
(式中、 Mは、 金属原子を表し、 Rは、 C 1〜(: 1 0アルキル基を表し、 nは原 子価を表す。) で表される金属アルコキシドを加水分解して得られる生成物であ つて、 生成物中に前記 O Rで表される官能基を有し、 該官能基中の酸素原子の α 位の炭素原子のカーボン 1 3核磁気共鳴スぺクトルにおけるテトラメチルシラン を 0 p p mの標準としたケミカルシフト値が、 式 (I ) で表される金属アルコキ シドにおける R中の酸素原子の 位の該ケミカルシフト値より低磁場にシフトし た該ケミカルシフ卜値である炭素原子を有し、 該官能基中の酸素原子の 3位の炭 素原子の該ケミカルシフ卜値が、 式 ( I ) で表される金属アルコキシドにおける R中の酸素原子の 位の該ケミカルシフト値より高磁場にシフトした該ケミカル シフト値を有する炭素原子を有することを特徴とする金属アルコキシド加水分解 生成物。  (Wherein, M represents a metal atom, R represents a C1 to (: 10 alkyl group, and n represents a valence). A product having a functional group represented by the above OR in the product, wherein tetramethylsilane in the carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum of the carbon atom at the α-position of the oxygen atom in the functional group is 0. The standard chemical shift value of ppm is the chemical shift value of the metal alkoxide represented by the formula (I), which is shifted to a lower magnetic field than the chemical shift value of the oxygen atom in R at a lower magnetic field. Wherein the chemical shift value of the carbon atom at the 3-position of the oxygen atom in the functional group is higher than the chemical shift value of the oxygen atom in R in the metal alkoxide represented by the formula (I). The carbon atom having the chemical shift value shifted to A metal alkoxide hydrolysis product comprising:
1 0 . 緩和時間 (T の異なる 2種類の炭素原子を有することを特徴とする請 求項 9に記載の金属アルコキシド加水分解生成物。  10. Relaxation time (the metal alkoxide hydrolysis product according to claim 9, wherein the metal alkoxide has two kinds of carbon atoms having different Ts.
1 1 . 低磁場にシフトした該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 (1\) が、 低磁場にシフトした該ケミカルシフト値よりも高磁場側のケミカルシフト領 域の該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 よりも短いことを特 徵とする請求項 9または 1 0に記載の金属アルコキシド加水分解生成物。  1 1. The relaxation time (1 \) of the carbon atom, which is the chemical shift value shifted to the low magnetic field, is the chemical shift value of the chemical shift region on the high magnetic field side higher than the chemical shift value shifted to the low magnetic field. The metal alkoxide hydrolysis product according to claim 9 or 10, wherein the hydrolysis time is shorter than a relaxation time of a certain carbon atom.
1 2 . 高磁場にシフ卜した該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 (Τ が、 高磁場にシフトした該ケミカルシフ 1、値よりも低磁場側のケミカルシフト領 域の該ケミカルシフト値である炭素原子の緩和時間 (1\) よりも短いことを特 徴とする請求項 9〜 1 1のいずれかに記載の金属アルコキシド加水分解生成物。 1 2. The relaxation time of the carbon atom, which is the chemical shift value shifted to a high magnetic field (Τ is the chemical shift value of the chemical shift region on the low magnetic field side lower than the value of the chemical shift 1, shifted to a high magnetic field) The metal alkoxide hydrolysis product according to any one of claims 9 to 11, wherein the metal alkoxide hydrolysis time is shorter than a relaxation time (1 \) of a certain carbon atom.
1 3 . 金属アルコキシド加水分解生成物が、 有機溶媒中、 酸、 塩基、 及び Ζまた は分散安定化剤の非存在下、 凝集せずに安定に分散している性質を有することを 特徴とする請求項 1〜 1 2のいずれかに記載の金属アルコキシド加水分解生成物。 13. The metal alkoxide hydrolysis product has the property of being stably dispersed without aggregation in an organic solvent in the absence of an acid, a base, and Ζ or a dispersion stabilizer. The metal alkoxide hydrolysis product according to any one of claims 1 to 12, characterized in that:
1 4 . 金属アルコキシドが、 金属テトライソプロボキシドであり、 図 1及び図 2 に示す核磁気共鳴スぺクトルを有することを特徴とする請求項 1〜 1 3のいずれ かに記載の金属アルコキシド加水分解生成物。 14. The metal alkoxide hydrolyzate according to any one of claims 1 to 13, wherein the metal alkoxide is metal tetraisopropoxide and has a nuclear magnetic resonance spectrum shown in Figs. Decomposition products.
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