JP6974935B2 - 金属ナノプレートの非水系分散液 - Google Patents
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Description
金ナノプレートや銀ナノプレートなどの金属ナノプレートは、局在表面プラズモン共鳴(LSPR)により光を吸収することが知られており、その大きさや形状を制御することにより、光吸収の波長域を制御できることが知られている。例えば、銀ナノプレートは、水系中で調製され、その水懸濁液は、その銀ナノプレートの吸収波長に応じた色を示す(特許文献1、非特許文献1〜3)。銀ナノプレートは安定性が低く、特に酸化によって形状が変化すると、意図していた色の変化を引き起こし得るので、安定な銀ナノプレートの水懸濁液を調製する方法が研究されている(特許文献1)。また、金や銀のコロイド微粒子、すなわちプレート状ではない球形の微粒子は、水系中に分散して、インクの色材として用いられることが知られている(特許文献2)。
また、本発明は、金属ナノプレート又はその分散液の最大吸収波長を調節する方法を提供することも目的としている。
すなわち、本発明は、以下に示す金属ナノプレートの非水系分散液及びそれを調製するための固体組成物、金属ナノプレートの非水系塗料及びそれから成膜された塗膜、並びに、金属ナノプレート又はその分散液の最大吸収波長を調節する方法を提供するものである。
〔1〕分散剤及び有機溶媒を含む金属ナノプレートの非水系分散液であって、
前記分散剤の酸価が、90以下であり、かつ前記分散剤の塩基価が、5〜100であることを特徴とする、非水系分散液。
〔2〕前記金属が、金又は銀である、前記〔1〕に記載の非水系分散液。
〔3〕前記分散剤の酸価の塩基価に対する比率が、酸価/塩基価=2.0以下である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の非水系分散液。
〔4〕前記分散剤の重量平均分子量Mwが、10,000以上である、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか一項に記載の非水系分散液。
〔5〕前記有機溶媒の溶解度パラメータ(SP値)が、8〜12である、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか一項に記載の非水系分散液。
〔6〕前記有機溶媒が、芳香族炭化水素、ケトン、エステル及びエーテルからなる群から選択される1種以上を含む、前記〔1〕〜〔5〕のいずれか一項に記載の非水系分散液。
〔7〕金属ナノプレートの非水系分散液調製用の、分散剤及び金属ナノプレートを含む固体組成物であって、
前記分散剤の酸価が、90以下であり、かつ前記分散剤の塩基価が、5〜100であることを特徴とする、固体組成物。
〔8〕前記分散剤の酸価の塩基価に対する比率が、酸価/塩基価=2.0以下である、前記〔7〕に記載の固体組成物。
〔9〕前記分散剤の重量平均分子量Mwが、10,000以上である、前記〔7〕又は〔8〕に記載の固体組成物。
〔10〕前記〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の非水系分散液と、バインダーとを含む、金属ナノプレートの非水系塗料。
〔11〕前記〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の非水系分散液又は前記〔10〕に記載の非水系塗料から成膜された、金属ナノプレートの塗膜。
〔12〕光制御する部材、電気的特性を利用する部材又はセンサー関連部材に使用するための、前記〔1〕〜〔6〕のいずれか一項に記載の非水系分散液。
〔13〕光制御する部材、電気的特性を利用する部材又はセンサー関連部材に使用するための、前記〔10〕に記載の非水系塗料。
〔14〕光制御する部材、電気的特性を利用する部材又はセンサー関連部材に使用するための、前記〔11〕に記載の塗膜。
〔15〕前記〔1〕〜〔6〕及び〔12〕のいずれか一項に記載の非水系分散液、前記〔7〕〜〔9〕のいずれか一項に記載の固体組成物、前記〔10〕若しくは〔13〕に記載の非水系塗料、又は、前記〔11〕若しくは〔14〕に記載の塗膜に使用される金属ナノプレートの最大吸収波長を調節する方法であって、
前記金属ナノプレートの粒子径を増大させて、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を長波長側にシフトさせる工程、又は、前記金属ナノプレートの粒子径を減少させて、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。
〔16〕非水系分散液中の金属ナノプレートの最大吸収波長を調節する方法であって、
前記金属ナノプレートの粒子径を増大させて、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を長波長側にシフトさせる工程、又は、前記金属ナノプレートの粒子径を減少させて、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。
〔17〕前記粒子径増大工程又は減少工程が、粒子径が約10nm〜約30nmの金属ナノプレートを調製して、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を約420nm〜約530nmに調節する工程、粒子径が約30nm〜約50nmの金属ナノプレートを調製して、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を約470nm〜約640nmに調節する工程、又は、粒子径が約50nm〜約200nmの金属ナノプレートを調製して、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を約520nm〜約1350nmに調節する工程を含む、前記〔15〕又は〔16〕に記載の方法。
〔18〕前記〔1〕〜〔6〕及び〔12〕のいずれか一項に記載の非水系分散液の最大吸収波長を調節する方法であって、
前記非水系分散液中の有機溶媒(第1の有機溶媒)の少なくとも一部を第2の有機溶媒に置換する工程、又は、前記非水系分散液中の有機溶媒(第1の有機溶媒)に第2の有機溶媒を添加する工程を含み、
前記置換工程又は添加工程が、前記第2の有機溶媒として前記第1の有機溶媒よりも屈折率の高い液体を採用して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、分散媒として前記第1の有機溶媒のみを含む非水系分散液の最大吸収波長よりも長波長側にシフトさせる工程、又は、前記第2の有機溶媒として前記第1の有機溶媒よりも屈折率の低い液体を採用して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、分散媒として前記第1の有機溶媒のみを含む非水系分散液の最大吸収波長よりも短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。
〔19〕第1の分散媒を含む金属ナノプレートの分散液の最大吸収波長を調節する方法であって、
前記第1の分散媒の少なくとも一部を第2の分散媒に置換する工程、又は、前記第1の分散媒に第2の分散媒を添加する工程を含み、
前記置換工程又は添加工程が、前記第2の分散媒として前記第1の分散媒よりも屈折率の高い液体を採用して、前記分散液の最大吸収波長を、分散媒として第1の分散媒のみを含む分散液の最大吸収波長よりも長波長側にシフトさせる工程、又は、前記第2の分散媒として前記第1の分散媒よりも屈折率の低い液体を採用して、前記分散液の最大吸収波長を、分散媒として第1の分散媒のみを含む分散液の最大吸収波長よりも短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。
〔20〕前記〔1〕〜〔6〕及び〔12〕のいずれか一項に記載の非水系分散液を調製する方法であって、
前記金属ナノプレートを、水よりも屈折率の高い有機溶媒に分散して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、前記金属ナノプレートの水分散液の最大吸収波長よりも長波長側にシフトさせる工程、又は、水よりも屈折率の低い有機溶媒に分散して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、前記金属ナノプレートの水分散液の最大吸収波長よりも短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。
本発明の金属ナノプレートの非水系分散液は、分散剤及び有機溶媒を含んでおり、前記分散剤の酸価が、90以下であり、かつ前記分散剤の塩基価が、5〜100であることを特徴としている。
前記金属ナノプレートの材料となる金属は、ナノプレートにした際にLSPRにより光を吸収することができるものであれば特に制限されず、例えば、金(Au)、銀(Ag)、パラジウム(Pd)、銅(Cu)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、又はスズ(Sn)であってもよく、好ましくは金又は銀である。
前記金属ナノプレートのアスペクト比(粒子径/厚み)は、通常1.5以上であり、可視光領域にLSPRの吸収波長が発現して多色設計が可能な1.5〜10が好ましい。例えば、近赤外光での検出に用いる銀ナノプレートの場合には、LSPRが800〜2000nmで発現するようなアスペクト比(例えば、アスペクト比11で900nm付近にLSPRが発現)のものを用いればよい。
前記金属ナノプレートの形状は、プラズモン吸収することができるものであれば特に制限されず、意図する色に応じた形状を採用することができる。例えば、前記金属ナノプレートは、三角形状、五角形状、及び六角形状などの多角形状、又は、角がカーブ状となった円形状などの形状であってもよい。本発明では、単一種類(単一形状)の金属ナノプレートを用いてもよく、形状の異なる複数種類の金属ナノプレートの混合物を用いてもよい。
色を定量的に表す体系である表色系の一つであるマンセル・カラー・システムのマンセル値(以下、単にマンセル値ともいう)が5Y 8.5/14で、CIE1931xy色度図の座標(以下、単に色度座標ともいう)がx:0.4498、y:0.4811であるイエロー(イエロー系色、400〜500nm付近にLSPRを発現する金属ナノプレート)、マンセル値が5RP 5/14で、色度座標がx:0.4142、y:0.2428であるマゼンタ(マゼンタ系色、500〜600nm付近にLSPRを発現する金属ナノプレート)、マンセル値が7.5B 6/10で、色度座標がx:0.1934、y:0.2374であるシアン(シアン系色、600〜750nm付近にLSPRを発現する金属ナノプレート)など、金属ナノプレートのアスペクト比を調整することで任意のLSPRの吸収波長を選択できる。また、イエロー系色、マゼンタ系色、シアン系色を発現するアスペクト比の異なる3種以上の金属ナノプレートを三原色として、減法混合による多色設計を行うこともできる。
前記金属ナノプレートとしては市販品を用いてもよく、公知の製造方法や後述の実施例に記載の方法に従って製造したものを用いてもよい。通常は、金属ナノプレートは水懸濁液中に調製される。
被覆方法は、金属ナノプレート表面の被覆という目的を達成できるものであれば特に制限されず、公知の被覆方法を用いることができる。
上記特性を有する分散剤としては、例えば、ビックケミー・ジャパン株式会社製の「DisperBYK」、味の素ファインテクノ株式会社製の「アジスパー」、日本ルーブリゾール株式会社製の「ソルスパーズ」、又は、共栄社化学株式会社製の「フローレン」などの中から、本発明が規定する酸価及び塩基価(アミン価)を満たすものを採用してもよく、具体的には、DisperBYK108、DisperBYK142、DisperBYK145、DisperBYK164、DisperBYK185、DisperBYK2001、DisperBYK2008、DisperBYK2013、DisperBYK2022、DisperBYK2025、DisperBYK2050、DisperBYK2150、DisperBYK9076、DisperBYK9077、ソルスパーズ11200、ソルスパーズ13240、ソルスパーズ13940、ソルスパーズ20000、ソルスパーズ24000SC、ソルスパーズ24000GR、ソルスパーズ32000、ソルスパーズ33000、ソルスパーズ34750、ソルスパーズ35100、ソルスパーズ37500、ソルスパーズ39000、フローレンDOPA−15BHFS、フローレンDOPA−17HF、フローレンDOPA−35、フローレンDOPA−35、アジスパーPB821、アジスパーPB822、アジスパーPB824又はアジスパーPB881などを採用することができる。これらは、金属ナノプレートへの吸着性の高い元素である窒素原子(例えばアミノ基)を主鎖中に有し、かつ非水溶媒に対して親和性のある側鎖を有する化合物であり得る。なお、分散剤の酸価及び塩基価(アミン価)は、メーカー作成のデータシートなどによって公開されている。
本発明の金属ナノプレートの非水系分散液に使用される分散剤の重量平均分子量Mwは、例えば、10,000以上であってもよく、好ましくは20,000以上、さらに好ましくは30,000〜100,000である。このような分散剤を使用すると、Mwが10,000未満の分散剤を使用したときと比較して、金属ナノプレートの非水溶媒への分散性が向上し、酸化などによる色調変化が生じにくくなるので、金属ナノプレート特有の光学特性をより安定に維持することができる。また、分子量が10,000以上で、かつ室温において固体の分散剤を使用すると、金属ナノプレートを含む固体組成物が得やすくなる。一方で、分子量が100,000以下の分散剤は有機溶媒中への溶解度が高く、分散剤として有利に使用できる。なお、分散剤の分子量は、その測定のために通常用いられる質量分析計(例えば、高速GPC装置HLC−8320GPC、東ソー株式会社)によって測定してもよい。
前記有機溶媒の溶解度パラメータ(SP値)(単位:(cal/cm3)1/2)は、例えば、蒸発潜熱から求めた場合には8〜12であってもよく、好ましくは9〜11である。ここで、溶解度パラメータとは、ヒルデブラントによって導入された正則溶液論により定義された値であり、溶剤や有機化合物の溶解性や相溶性の指標として用いられるものである。前記溶解度パラメータは、化学物質の構造や物理特性から公知の方法で求めることができる。SP値が12以下の有機溶媒を使用すると、水相から有機相への移行が容易になる。また、SP値が8〜12の範囲の有機溶媒を使用すると、金属ナノプレートの分散安定性が向上する。
中でも、活性エネルギー線硬化型の非水系塗料は、短時間で成膜できる特徴を有するため、より好ましい。活性エネルギー線硬化型の非水系塗料においては、ラジカル重合性のモノマーやオリゴマーをバインダーとして配合することにより調製することができるし、カチオン重合性のモノマーやオリゴマーを配合して調製することもできる。
ラジカル重合性のモノマーやオリゴマーとしては、例えば、公知の単官能(メタ)アクリレート、2官能以上の多官能(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマーなどを挙げることができる。単官能(メタ)アクリレートとしては、例えば、ステアリルアクリレート、アクリロイルモルホリン、トリデシルアクリレート、ラウリルアクリレート、N,N−ジメチルアクリルアミド、デシルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、イソデシルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、イソオクチルアクリレート、オクチルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、N−ビニルカプロラクタム、イソアミルアクリレート、2−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、EO(エチレンオキシド)変性2−エチルヘキシルアクリレート、ネオペンチルグリコールアクリル酸安息香酸エステル、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルイミダゾール、テトラヒドロフルフリルアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、(2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート、環状トリメチロールプロパンフォルマルアクリレート、及びエトキシ−ジエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。
2官能以上の多官能(メタ)アクリレートとしては、1,10−デカンジオールジアクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジアクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,8−オクタンジオールジアクリレート、1,7−ヘプタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、PO(プロピレンオキシド)変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、及びジプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシ化グリセリントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、EO変性ジグリセリンテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及びEO変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等が挙げられる。また、前記ラジカル重合性のモノマーやオリゴマーを硬化させるために、通常の光重合開始剤を特に制限なく使用することができる。例えば1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、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−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、又は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−オンなどを、前記ラジカル重合性のモノマーやオリゴマーの硬化のために使用してもよい。
前記カチオン重合性のモノマーやオリゴマーとしては、例えば、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物、オキソラン化合物、環状アセタール化合物、環状ラクトン化合物、チイラン化合物、チオビニルエーテル化合物、スピロオルソエステル化合物、エチレン性不飽和化合物、環状エーテル化合物、及び環状チオエーテル化合物などが挙げられる。
金属ナノプレートの塗膜の形成方法は特に限定されず、従来から公知の方法を用いることができる。例えば、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコーター法、リバースロールコーター法、キスコーター法、ブレードコーター法、スライドコーター法、スリットダイコート法、スクリーン印刷法、フローコーター法、スピンコーター法、凸版印刷法、凹版印刷(グラビア印刷など)、インクジェット法、ディスペンサ(液体定量吐出装置)等を用いることができる。
半値幅[nm]=最大吸収波長[nm]×0.50−157±40
で表される値の範囲内に含まれる場合(要すれば図5を参照)に、その最大吸収波長のピークが「鋭い」と判断してもよい。
1−1.銀ナノプレート水分散液(母液)の作製
1−1−1.銀ナノプレートの種粒子の作製
2.5mMのクエン酸三ナトリウム水溶液20mLに、0.5g/Lの分子量70,000ポリスチレンスルホン酸水溶液1mLと、10mMの水素化ほう素ナトリウム水溶液1.2mLとを添加し、次いで、0.5mMの硝酸銀水溶液50mLを20mL/minで攪拌しながら添加した。得られた溶液をインキュベーター(30℃)中に60分間静置し、銀ナノプレートの種粒子の水分散液を作製した。
蒸留水200mlに、10mMのアスコルビン酸水溶液4.5mLを添加し、上述の銀ナノプレートの種粒子の水分散液12mlを添加した。得られた溶液に、0.5mMの硝酸銀水溶液120mLを30mL/minで攪拌しながら添加した。硝酸銀水溶液の添加が終了した4分後に攪拌を停止し、25mMのクエン酸三ナトリウム水溶液20mlを添加し、得られた溶液を大気雰囲気下のインキュベーター(30℃)中に100時間静置し、銀ナノプレート水分散液Aを作製した。作製した分散液を超純水で5倍容に希釈した水分散液の光学特性を図1及び後述の表1に示す。最大吸収を示す波長は454nm(消光度0.8、半値幅56nm)であった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。水分散液A中の銀ナノプレートをSEMにより観察したところ、銀ナノプレートの平均粒子径は18nmであり、平均厚さは8nmでアスペクト比は2.2であった。SEM観察写真の解析には株式会社日立製作所製の走査電子顕微鏡SU−70を用いた。
上記銀ナノプレートの種粒子の水分散液の添加量を12mlから4mlに変更した以外は、銀ナノプレート水分散液Aと同様にして、銀ナノプレート水分散液Bを作製した。作製した分散液を超純水で5倍容に希釈した水分散液の光学特性を図2及び後述の表2に示す。最大吸収を示す波長は482nm(消光度0.8、半値幅72nm)であった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。水分散液B中の銀ナノプレートをSEMにより観察したところ、銀ナノプレートの平均粒子径は31nmであり、平均厚さは8nmでアスペクト比は3.8であった。SEM観察写真の解析には株式会社日立製作所製の走査電子顕微鏡SU−70を用いた。
上記銀ナノプレートの種粒子の水分散液の添加量を12mlから2mlに変更した以外は、銀ナノプレート水分散液Aの作製と同様にして、銀ナノプレート水分散液Cを作製した。作製した分散液を超純水で5倍容に希釈した水分散液の光学特性を図3及び後述の表3に示す。最大吸収を示す波長は568nm(消光度0.8、半値幅114nm)であった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。水分散液C中の銀ナノプレートをSEMにより観察したところ、銀ナノプレートの平均粒子径は50nmであり、平均厚さは10nmでアスペクト比は5.0であった。SEM観察写真の解析には株式会社日立製作所製の走査電子顕微鏡SU−70を用いた。
2mMのクエン酸三ナトリウム水溶液50mlに10mMの硝酸銀水溶液6.0mLと24mMの硝酸銅水溶液2.5mLと40mMのジメチルアミンボラン水溶液2.5mlを添加し、10分間撹拌した後、この液を遮光条件化、30℃にて48時間静置させる事により、銀粒子の水分散液を得た。得られた銀粒子には平均粒子径が90nm、平均厚さが15nmのプレート状の銀粒子が含まれていた。また副生成粒子として球状銀粒子や多面体銀粒子のような様々な形状の銀粒子が含まれていた。得られた水分散液を遠心処理する事で、副生成粒子を除去した。作製した分散液を超純水で5倍容に希釈した水分散液の光学特性を図4に示す。最大吸収を示す波長は800nm(消光度0.8、半値幅248nm)であった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
1−2−1. 銀ナノプレートのトルエン分散液E(実施例1)の作製
12.5gのアジスパーPB824(酸価:17、塩基価:21)を500mLのトルエンに溶解し、更に銀ナノプレート水分散液Aを500mL添加した。撹拌後、銀ナノプレートを水中からトルエン中に移行させた。その後、トルエン層を抽出することにより、銀ナノプレートのトルエン分散液Eを作製した。作製したトルエン分散液Eをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を図1及び後述の表1に示す。最大吸収を示す波長は484nm(消光度0.9、半値幅64nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記銀ナノプレート水分散液Aを銀ナノプレート水分散液Bに変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Fを作製した。作製したトルエン分散液Fをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を図2及び後述の表2に示す。最大吸収を示す波長は518nm(消光度0.8、半値幅92nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記銀ナノプレート水分散液Aを銀ナノプレート水分散液Cに変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Gを作製した。作製したトルエン分散液Gをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を図3及び後述の表3に示す。最大吸収を示す波長は624nm(消光度0.8、半値幅136nm)であり、分散液の色調は青色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記銀ナノプレート水分散液Aを銀ナノプレート水分散液Dに変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Hを作製した。作製したトルエン分散液Hをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を図4に示す。最大吸収を示す波長は876nm(消光度0.8、半値幅286nm)であり、分散液の色調は水色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ39000(酸価:17、塩基価:30)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Iを作製した。作製したトルエン分散液Iをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は470nm(消光度0.9、半値幅66nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのDisperBYK9077(酸価:0、塩基価:48)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Jを作製した。作製したトルエン分散液Jをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は450nm(消光度0.9、半値幅78nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのDisperBYK2050(酸価:0、塩基価:30)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Kを作製した。作製したトルエン分散液Kをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は472nm(消光度0.9、半値幅110nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ13240(酸価:0、塩基価:91)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Lを作製した。作製したトルエン分散液Lをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は468nm(消光度0.8、半値幅110nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
2.55gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ13940(酸価:0、塩基価:91)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Mを作製した。作製したトルエン分散液Mをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は467nm(消光度0.8、半値幅111nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのDisperBYK145(酸価:76、塩基価:71)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Nを作製した。作製したトルエン分散液Nをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は466nm(消光度0.8、半値幅62nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのアジスパーPB881(酸価:17、塩基価:17)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Oを作製した。作製したトルエン分散液Oをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は480nm(消光度0.8、半値幅73nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ24000GR(酸価:25、塩基価:42)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Pを作製した。作製したトルエン分散液Pをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は450nm(消光度0.8、半値幅70nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ24000SC(酸価:25、塩基価:42)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Qを作製した。作製したトルエン分散液Qをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は448nm(消光度0.8、半値幅68nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ32000(酸価:16、塩基価:31)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Rを作製した。作製したトルエン分散液Rをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は470nm(消光度0.8、半値幅96nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのDisperBYK9077(酸価:0、塩基価:48)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Fと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Sを作製した。作製したトルエン分散液Sをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は494nm(消光度0.8、半値幅102nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ24000SC(酸価:25、塩基価:42)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Fと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Tを作製した。作製したトルエン分散液Tをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は490nm(消光度0.8、半値幅100nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのDisperBYK9077(酸価:0、塩基価:48)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Gと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Uを作製した。作製したトルエン分散液Uをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は590nm(消光度0.8、半値幅145nm)であり、分散液の色調は青色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのソルスパーズ24000SC(酸価:25、塩基価:42)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Gと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Vを作製した。作製したトルエン分散液Vをトルエンで5倍容に希釈したトルエン分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は596nm(消光度0.8、半値幅147nm)であり、分散液の色調は青色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのアジスパーPA111(酸価:35、塩基価:0)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Wの作製を試みた。しかし、トルエンに銀ナノプレートが移行しておらず、銀ナノプレートのトルエン分散液Wを作製することはできなかった。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのDisperBYK180(酸価:94、塩基価:94)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Xの作製を試みた。しかし、トルエンに銀ナノプレートが移行しておらず、銀ナノプレートのトルエン分散液Xを作製することはできなかった。また、銀ナノプレートの粒子成長による金属光沢が認められ、水からトルエンへの移行の際に銀ナノプレートの粒子径が変化していると推測される。
12.5gのアジスパーPB824を12.5gのDisperBYK109(酸価:0、塩基価:140)に変更した以外は、銀ナノプレートのトルエン分散液Eと同様の方法で、銀ナノプレートのトルエン分散液Yを作製した。しかし、得られた銀ナノプレートのトルエン分散液Yでは、銀ナノプレートの粒子成長による金属光沢が認められ、水からトルエンへの移行の際に銀ナノプレートの粒子径が変化していると推測される。
1−3−1 銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Z(実施例19)の作製
35gのトルエン分散液Eを遠心処理し、銀ナノプレート及び分散剤を沈降させた。得られた沈降物を35mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルに再分散させて銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を図1及び後述の表1に示す。最大吸収を示す波長は474nm(消光度0.8、半値幅62nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Jに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AAを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AAをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は440nm(消光度0.8、半値幅66nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Qに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液ABを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液ABをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は438nm(消光度0.8、半値幅56nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Fに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液ACを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液ACをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を図2及び後述の表2に示す。最大吸収を示す波長は506nm(消光度0.8、半値幅86nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Sに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液ADを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液ADをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は492nm(消光度0.8、半値幅81nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Tに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AEを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AEをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は498nm(消光度0.8、半値幅79nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Gに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AFを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AFをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を図3及び後述の表3に示す。最大吸収を示す波長は600nm(消光度0.8、半値幅126nm)であり、分散液の色調は青色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Uに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AGを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AGをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は586nm(消光度0.8、半値幅115nm)であり、分散液の色調は青色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Vに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AHを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AHをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は592nm(消光度0.8、半値幅117nm)であり、分散液の色調は青色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
上記トルエン分散液Eをトルエン分散液Hに変更した以外は、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液Zと同様の方法で、銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AIを作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AIをプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を図4に示す。最大吸収を示す波長は846nm(消光度0.8、半値幅264nm)であり、分散液の色調は水色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
2−1 銀ナノプレートの非水系分散液作製用の固体組成物AJ(実施例29)の作製
12.5gのソルスパーズ24000SC(酸価:25、塩基価:42)を500mLのトルエンに溶解し、更に銀ナノプレート水分散液Aを500mL添加した。撹拌後、銀ナノプレートを水中からトルエン中に移行させた。その後、トルエン層を抽出することにより、銀ナノプレートのトルエン分散液を作製した。
作製したトルエン分散液(ソルスパーズ24000SC)35gを遠心処理し、銀ナノプレート及び分散剤を沈降させた。更に得られた沈降物に対して、トルエンを除去することにより、固体組成物AJを得た。
得られた固体組成物AJを35mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルに再分散させて銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AJ−1(実施例29−1)を作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AJ−1をプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は438nm(消光度0.8、半値幅78nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのDisperBYK2050(酸価:0、塩基価:30)を500mLのトルエンに溶解し、更に銀ナノプレート水分散液Bを500mL添加した。撹拌後、銀ナノプレートを水中からトルエン中に移行させた。その後、トルエン層を抽出することにより、銀ナノプレートのトルエン分散液を作製した。
作製したトルエン分散液35gを遠心処理し、銀ナノプレート及び分散剤を沈降させた。更に得られた沈降物に対して、トルエンを除去することにより、固体組成物AKを得た。
得られた固体組成物AKを35mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルに再分散させて銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AK−1(実施例30−1)を作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AK−1をプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は554nm(消光度0.8、半値幅114nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
12.5gのDisperBYK2022(酸価:0、塩基価:61)を500mLのトルエンに溶解し、更に銀ナノプレート水分散液Bを500mL添加し、1分間振とうさせた。撹拌後、銀ナノプレートを水中からトルエン中に移行させた。その後、トルエン層を抽出することにより、銀ナノプレートのトルエン分散液を作製した。
作製したトルエン分散液35gを遠心処理し、銀ナノプレート及び分散剤を沈降させた。更に得られた沈降物に対して、トルエンを除去することにより、固体組成物ALを得た。
得られた固体組成物ALを35mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルに再分散させて銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AL−1(実施例31−1)を作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AL−1をプロピレングリコールモノメチルエーテルで5倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は558nm(消光度0.8、半値幅114nm)であり、分散液の色調は赤色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
35gのトルエン分散液Eを遠心処理し、銀ナノプレート及び分散剤を沈降させた。更に得られた銀ナノプレートに対して、トルエンを除去することにより、固体組成物AMを得た。
得られた固体組成物AMを1mLのプロピレングリコールモノメチルエーテルに分散させて銀ナノプレートのプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AM−1(実施例32−1)を作製した。作製したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液AM−1をプロピレングリコールモノメチルエーテルで700倍容に希釈したプロピレングリコールモノメチルエーテル分散液の光学特性を測定した結果、最大吸収を示す波長は472nm(消光度0.8、半値幅72nm)であり、分散液の色調は黄色だった。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、光路長:1cm及び測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。
3−1 銀ナノプレートの非水系塗料(プロピレングリコールモノメチルエーテル溶液)の作製
3−1−1 銀ナノプレートの非水系塗料(分散液Z含有)(実施例33)の作製
分散液Zを20質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET−30 日本化薬社製)を100質量部、そして光重合開始剤(DAROCUR1173、BASF社製)を3質量部混合し、銀ナノプレートの非水系塗料(分散液Z含有)を作製した。
3−1−2 銀ナノプレートの非水系塗料(分散液AC含有)(実施例34)の作製
分散液Zを分散液ACに変更した以外は、非水系塗料(分散液Z含有)と同様の方法により、銀ナノプレートの非水系塗料(分散液AC含有)を作製した。
3−1−3 銀ナノプレートの非水系塗料(分散液AF含有)(実施例35)の作製
分散液Zを分散液AFに変更した以外は、非水系塗料(分散液Z含有)と同様の方法により、銀ナノプレートの非水系塗料(分散液AF含有)を作製した。
銀ナノプレートの非水系塗料(分散液Z含有)、非水系塗料(分散液AC含有)、又は非水系塗料(分散液AF含有)をそれぞれ、バーコーターを用いて、ガラス板に塗装し、有機溶媒を蒸発させた後、空気下で高圧水銀灯を用いて300mJ/cm2の光を照射して、膜厚60μmの硬化膜(塗膜Z’(実施例33’)、塗膜AC’(実施例34’)、又は塗膜AF’(実施例35’))を作製した。その後、硬化膜を表面に有するガラス板の光学特性スペクトルを測定した。光学特性の測定は、株式会社島津製作所製の紫外可視近赤外分光光度計MPC3100UV−3100PCを用い、測定波長:190−1300nmの条件下で行われた。塗膜Z’(分散液Z含有非水系塗料由来)、塗膜AC’(分散液AC含有非水系塗料由来)、及び塗膜AF’(分散液AF含有非水系塗料由来)を有するガラス板の光学特性スペクトルの測定結果を、それぞれ図1〜図3及び後述の表1〜3に示す。
長波長側(800nm〜900nmの領域)に最大吸収波長を有する銀ナノプレートの水系分散液を常法により作製し、実施例1の作製方法に準じて、アジスパーPB822(酸価:14、塩基価:17)又はアジスパーPB821(酸価:17、塩基価:9)を分散剤として使用し、トルエンを有機溶媒として使用した銀ナノプレートの非水系分散液(実施例36及び37)を作製した。そして、これらトルエンを有機溶媒として使用した銀ナノプレートの非水系分散液から、実施例19の作製方法に準じて、アジスパーPB822又はアジスパーPB821を分散剤として使用し、プロピレングリコールモノメチルエーテルを有機溶媒として使用した銀ナノプレートの非水系分散液(実施例38及び39)も作製した。
実施例1〜28、実施例29−1〜32−1及び実施例36〜39、並びに比較例1〜3の非水系分散液に使用した分散剤及び分散媒の種類、並びに、非水系分散液の調製の成否を以下の表4にまとめた。また、非水系分散液を調製できた場合には、その極大吸収波長及び半値幅も記載した。
半値幅[nm]=最大吸収波長[nm]×0.50−157
で近似することができた(図5中の実線)。また、各プロットは、概ね、次式:
半値幅[nm]=最大吸収波長[nm]×0.50−157±40
の範囲内に収まった(図5中の破線)。これらの半値幅の値は、対応する水分散液と比較して同程度であり、最大吸収波長のピークの鋭い非水系分散液を作製することができた。このことから、上記特性を有する分散剤を使用すれば、銀ナノプレートの光学特性を変化させずに、水分散液から非水系分散液に転換させることができることがわかった。
一方で、比較例1のように、塩基価が5未満の分散剤を用いた場合には、有機溶媒に銀ナノプレートが移行せず、銀ナノプレートの非水系分散液を作製することができなかった。そして、比較例2のように、酸価が90より大きい分散剤を用いた場合、及び、比較例3のように塩基価が100より大きい分散剤を用いた場合には、銀ナノプレートの粒子成長による金属光沢が認められた。これは、水からトルエンへの移行の際に銀ナノプレートが凝集して嵩高くなったためであり、銀ナノプレートの粒子径も変化していると推測される。
加えて、製造方法が及ぼす銀ナノプレートの非水系分散液への影響を比較するために、水分散液、遠心分離によって分散媒を置換した実施例19の分散液Z、及び、固体組成物の生成を介して分散媒を置換した実施例32−1の分散液AM−1の光学特性を図6に示す。この図より、実施例19の分散液Zと実施例32−1の分散液AM−1とは、ほぼ同等の分光特性を有していることが理解できるので、どのような方法で銀ナノプレートの非水系分散液を作製する場合であっても、酸価が90以下であり、かつ塩基価が5〜100である分散剤を使用すれば、安定な非水系分散液を作製することができることがわかった。
以上より、酸価が90以下であり、かつ塩基価が5〜100である分散剤は、銀ナノプレートなどの金属ナノプレートの安定な非水系分散液の製造に有用である。
長波長側(900nm〜1200nmの領域)に最大吸収波長を有する銀ナノプレートの水系分散液を常法により作製した。最大吸収波長が956nmの銀ナノプレートの粒子径は120nmであり、最大吸収波長が1026nmの銀ナノプレートの粒子径は150nmであり、最大吸収波長が1140nmの銀ナノプレートの粒子径は180nmだった。これらの水系分散液から、実施例1及び19の作製方法(トルエン分散液からの溶媒置換法)に準じて、アジスパーPB824を分散剤として使用し、プロピレングリコールモノメチルエーテルを有機溶媒として使用した銀ナノプレートの非水系分散液(実施例40〜42)を作製した。
上記実施例の非水系分散液について、その中に含まれている銀ナノプレートの粒子径とその最大吸収波長との関係を、図7及び表6に示す。
実施例43〜49の非水系分散液では、同じ銀ナノプレートを含んでいるにもかかわらず、分散媒が異なるだけで最大吸収波長が少しずつ異なっている(図8)。分散媒のどの特性が最大吸収波長の変化と対応しているのか調査した結果、図9及び表7に示すように、分散媒の屈折率と銀ナノプレートの分散液の最大吸収波長との間には正の相関関係があることがわかった。
粒子径が17nm、40nm、又は65nmである銀ナノプレートの水系分散液を常法により作製し、実施例1及び19の作製方法(トルエン分散液からの溶媒置換法)に準じて、アジスパーPB824を分散剤として使用し、プロピレングリコールモノメチルエーテルを有機溶媒として使用した銀ナノプレートの非水系分散液(AN、AO、及びAP)を作製した。次に、上記非水系分散液のいずれかを20質量部、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PET−30 日本化薬社製)を10質量部、そして光重合開始剤(DAROCUR1173、BASF社製)を0.3質量部混合し、銀ナノプレートの非水系塗料(分散液AN、AO、又はAP含有)を作製した(実施例50〜52)。
Claims (15)
- 分散剤及び有機溶媒を含む金属ナノプレートの非水系分散液であって、
前記分散剤の酸価が、90以下であり、前記分散剤の塩基価が、5〜100であり、前記分散剤の酸価の塩基価に対する比率が、酸価/塩基価=2.0以下であり、かつ前記分散剤の重量平均分子量Mwが、10,000以上であり、
少なくとも1つの硫黄原子を含有する複素環化合物を含まない、非水系分散液。 - 前記金属が、金又は銀である、請求項1に記載の非水系分散液。
- 前記有機溶媒の溶解度パラメータ(SP値)が、8〜12である、請求項1又は2に記載の非水系分散液。
- 前記有機溶媒が、芳香族炭化水素、ケトン、エステル及びエーテルからなる群から選択される1種以上を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水系分散液。
- 金属ナノプレートの非水系分散液調製用の、分散剤及び金属ナノプレートを含む固体組成物であって、
前記分散剤の酸価が、90以下であり、前記分散剤の塩基価が、5〜100であり、前記分散剤の酸価の塩基価に対する比率が、酸価/塩基価=2.0以下であり、かつ前記分散剤の重量平均分子量Mwが、10,000以上であり、
少なくとも1つの硫黄原子を含有する複素環化合物を含まない、固体組成物。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水系分散液と、バインダーとを含む、金属ナノプレートの非水系塗料。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水系分散液又は請求項6に記載の非水系塗料から成膜された、金属ナノプレートの塗膜。
- 光制御する部材、電気的特性を利用する部材又はセンサー関連部材に使用するための、請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水系分散液。
- 光制御する部材、電気的特性を利用する部材又はセンサー関連部材に使用するための、請求項6に記載の非水系塗料。
- 光制御する部材、電気的特性を利用する部材又はセンサー関連部材に使用するための、請求項7に記載の塗膜。
- 請求項1〜4及び8のいずれか一項に記載の非水系分散液、請求項5に記載の固体組成物、請求項6若しくは9に記載の非水系塗料、又は、請求項7若しくは10に記載の塗膜に使用される金属ナノプレートの最大吸収波長を調節する方法であって、
前記金属ナノプレートの粒子径を増大させて、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を長波長側にシフトさせる工程、又は、前記金属ナノプレートの粒子径を減少させて、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。 - 前記粒子径増大工程又は減少工程が、粒子径が約10nm〜約30nmの金属ナノプレートを調製して、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を約420nm〜約530nmに調節する工程、粒子径が約30nm〜約50nmの金属ナノプレートを調製して、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を約470nm〜約640nmに調節する工程、又は、粒子径が約50nm〜約200nmの金属ナノプレートを調製して、前記金属ナノプレートの最大吸収波長を約520nm〜約1350nmに調節する工程を含む、請求項11に記載の方法。
- 分散剤及び有機溶媒を含む金属ナノプレートの非水系分散液の最大吸収波長を調節する方法であって、
前記非水系分散液中の有機溶媒(第1の有機溶媒)の少なくとも一部を第2の有機溶媒に置換する工程、又は、前記非水系分散液中の有機溶媒(第1の有機溶媒)に第2の有機溶媒を添加する工程を含み、
前記置換工程又は添加工程が、前記第2の有機溶媒として前記第1の有機溶媒よりも屈折率の高い液体を採用して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、分散媒として前記第1の有機溶媒のみを含む非水系分散液の最大吸収波長よりも長波長側にシフトさせる工程、又は、前記第2の有機溶媒として前記第1の有機溶媒よりも屈折率の低い液体を採用して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、分散媒として前記第1の有機溶媒のみを含む非水系分散液の最大吸収波長よりも短波長側にシフトさせる工程を含み、
前記分散剤の酸価が、90以下であり、かつ前記分散剤の塩基価が、5〜100である、方法。 - 第1の分散媒を含む金属ナノプレートの分散液の最大吸収波長を調節する方法であって、
前記第1の分散媒の少なくとも一部を第2の分散媒に置換する工程、又は、前記第1の分散媒に第2の分散媒を添加する工程を含み、
前記置換工程又は添加工程が、前記第2の分散媒として前記第1の分散媒よりも屈折率の高い液体を採用して、前記分散液の最大吸収波長を、分散媒として第1の分散媒のみを含む分散液の最大吸収波長よりも長波長側にシフトさせる工程、又は、前記第2の分散媒として前記第1の分散媒よりも屈折率の低い液体を採用して、前記分散液の最大吸収波長を、分散媒として第1の分散媒のみを含む分散液の最大吸収波長よりも短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。 - 請求項1〜4及び8のいずれか一項に記載の非水系分散液を調製する方法であって、
前記金属ナノプレートを、水よりも屈折率の高い有機溶媒に分散して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、前記金属ナノプレートの水分散液の最大吸収波長よりも長波長側にシフトさせる工程、又は、水よりも屈折率の低い有機溶媒に分散して、前記非水系分散液の最大吸収波長を、前記金属ナノプレートの水分散液の最大吸収波長よりも短波長側にシフトさせる工程を含むことを特徴とする、方法。
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