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(In Japanese)ブロック共重合体からなるナノディスク meetings

Patent code P09S000290
File No. P2005-190/L18-H37
Posted date Jan 22, 2010
Application number P2007-556924
Patent number P5216995
Date of filing Feb 2, 2007
Date of registration Mar 15, 2013
International application number JP2007051760
International publication number WO2007088957
Date of international filing Feb 2, 2007
Date of international publication Aug 9, 2007
Priority data
  • P2006-026944 (Feb 3, 2006) JP
Inventor
  • (In Japanese)藪 浩
  • (In Japanese)樋口 剛志
  • (In Japanese)下村 政嗣
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人北海道大学
Title (In Japanese)ブロック共重合体からなるナノディスク meetings
Abstract (In Japanese)幅広い材料からなり、かつ応用性の高いナノディスクとその製造方法を提供する。
2分子のブロック共重合体が主鎖方向に直列してなる基本単位が平面方向に集合して形成されている、厚み1nm~100nm、直径10nm~5μmならびにアスペクト比が1以上であるナノディスク。本発明のナノディスクの厚みは100nm以下であり、可視領域の光に対して透過性を有し、また架橋構造部分に金属元素を持たせることことによって磁性や導電性を有するナノディスク、あるいは触媒作用や高屈折率を有するナノディスクとして利用することが可能であり、微粒子粉体工学、コロイド界面科学、電子材料、光学材料等の広範な分野に応用され得る。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


ナノテクノロジーと呼ばれる技術分野において、ナノメートルスケールの微粒子(ナノ微粒子)の種々の技術分野への応用、例えば電子材料、光学材料、触媒、バイオテクノロジー、医療あるいは光結晶等が、ここ数年に渡って益々注目されるようになってきた。



従来のナノ微粒子、特に有機ポリマーからなるナノ微粒子の製造の殆どは、適当なポリマーを有機溶媒に乳化あるいは分散させて微粒子を形成させる方法に基づいている。この液中でのポリマーの分散を基にする方法では、必然的に微粒子の形状は概ね球状粒子となり、非球形の、特に平板状のナノ微粒子すなわちナノディスクは、単に溶媒中にポリマーを分散するだけでは容易に製造することはできない。



平板状のナノ微粒子は、主に写真乳剤の分野において注目されているが、その様な微粒子はいずれもハロゲン化銀、特に塩化銀を有する平板状粒子であり、その構成成分並びに用途は限定的である(例えば特許文献1、特許文献2)。



また、特許文献3は熱可塑性樹脂を用いた偏平板形状の有機フィラーとその製造方法を開示しているが、この方法は熱可塑性樹脂を含む層と、該熱可塑性樹脂よりも低い融点を有する熱可塑性樹脂を含む層との少なくとも2層が積層された積層体を繰り返し積層して超多層積層体を形成するなどの複雑な工程を必要とする(特許文献3)。



【特許文献1】
特開2000-56419(P2000-56419A)
【特許文献2】
特開平10-319528
【特許文献3】
特開平11-199706

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、ブロック共重合体からなるナノディスクとその製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
2分子のブロック共重合体が主鎖方向に直列してなる基本単位が平面方向に集合して形成されており
厚み1nm~100nm、直径10nm~5μmならびにアスペクト比が1以上であり、
下記式(I)で表される構造を有する
ナノディスク。
【化1】
 


式中、( )は2分子のブロック共重合体S1-S2が主鎖方向に直列してなる基本単位を表し、S1は1種のブロック又は2種以上のブロックの集合を表し、S2はS1とは異なるブロックを表し、………はブロック間のファンデルワールス結合を表し、-は共有結合を表し、・・・・・は繰り返しを表し、*にはファンデルワールス結合が存在していてもよく、S1とS2の溶解度パラメータ差が2以上であり、かつS2/(S1+S2)は0.3~0.8である。

【請求項2】
 
S1がメチルメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、スチレンスルホン酸、N-イソプロピルアクリルアミド、アクリルアミド、ビニルピリジン及びこれらの重合性誘導体よりなる群から選ばれるモノマー単位から構成される1種のブロック又は2種以上のブロックであり、かつS2がスチレン、イソプレン、ブタジエン、ビスフェノールA、ポリイミド、エチレン、プロピレン、α-メチルスチレン、ビニルカルバゾール及びこれらの重合性誘導体よりなる群から選ばれるモノマー単位から構成されるブロックである、請求項1に記載のナノディスク。

【請求項3】
 
S1がスチレン、イソプレン、ブタジエン、ビスフェノールA、ポリイミド、エチレン、プロピレン、α-メチルスチレン、ビニルカルバゾール及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれるモノマー単位から構成される1種のブロック又は2種以上のブロックであり、かつS2を構成するモノマー単位がメチルメタクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、スチレンスルホン酸、N-イソプロピルアクリルアミド、アクリルアミド、ビニルピリジン及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれるモノマー単位から構成されるブロックである、請求項1に記載のナノディスク。

【請求項4】
 
以下の工程a)~c)を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のナノディスクの製造方法。
a)式S1-S2で表されるブロック共重合体と該ブロック共重合体に対する良溶媒とを含む高分子溶液に、該良溶媒と相溶する前記ブロック共重合体に対する貧溶媒を添加して混合溶液を調製する工程、ここでS1は1種のブロック又は2種以上のブロックの集合を表し、S2はS1とは異なるブロックを表す、
b)前記混合溶液から良溶媒を除去して前記ブロック共重合体からなるラメラ層構造を有する微粒子を形成させる工程、
c)ラメラ層構造中で互いに隣接するS1間のファンデルワールス力を解消することのできる溶媒中に前記微粒子を置いて、ナノディスクを形成させる工程

【請求項5】
 
2分子のブロック共重合体が主鎖方向に直列してなる基本単位が平面方向に集合して形成されており、
厚み1nm~100nm、直径10nm~5μmならびにアスペクト比が1以上であり、
下記式(II)で表される構造を有する
ナノディスク
【化2】
 


式中、( )は2分子のブロック共重合体S3-S4が主鎖方向に直列してなる基本単位を表し、S3は1種のブロック又は2種以上のブロックの集合を表し、S4は不飽和結合を有するモノマー単位からなるブロックを表し、………はブロック間のファンデルワールス結合を表し、・・・・・・は繰り返しを表し、-は共有結合を表し、XはOsO4、RuO4または式(III)
【化3】
 


で表される二官能性エポキシ樹脂とS2を構成するモノマー単位の不飽和結合とによって形成され得る架橋構造を表し、ここでRはビスフェノールA誘導体またはその重合体であり、*にはファンデルワールス結合が存在していてもよく、S4ブロックには架橋構造を有するモノマー単位と架橋構造を有しないモノマー単位とがランダムに存在していてもよく、かつS4/(S3+S4)は0.3~0.8である。

【請求項6】
 
S3がスチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、イソブチレン、クロロスチレン、εカプロラクトン、D-及び/又はL-乳酸、ジメチルシロキサン、ジアセチレンアセチレン及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれるモノマー単位から構成されるブロックである、請求項5に記載のナノディスク。

【請求項7】
 
S4がイソプレンもしくはブタジエンから構成されるブロックである、請求項5に記載のナノディスク。

【請求項8】
 
以下の工程1)~4)を含む、請求項5に記載のナノディスクの製造方法。
1)式S3-S4で表されるブロック共重合体と該ブロック共重合体に対する良溶媒とを含む高分子溶液に、該良溶媒と相溶する前記ブロック共重合体に対する貧溶媒を添加して混合溶液を調製する工程、ここでS3は1種のブロック又は2種以上のブロックの集合を表し、S4は不飽和結合を有するモノマー単位からなるブロックを表し、
2)前記混合溶液から良溶媒を除去して前記ブロック共重合体からなるラメラ層構造を有する微粒子を形成させる工程、
3)前記微粒子にOsO4、RuO4または式(III)
【化4】
 


で表される二官能性エポキシ樹脂を添加してS4間に架橋構造を形成させる工程、ここでRはビスフェノールA誘導体またはその重合体である、
4)ラメラ層構造中で互いに隣接するS3間に生じるファンデルワールス力を解消することのできる溶媒中に前記微粒子を置いて、ナノディスクを形成させる工程

【請求項9】
 
S3がスチレン、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、イソブチレン、クロロスチレン、εカプロラクトン、D-及び/又はL-乳酸、ジメチルシロキサン、ジアセチレンアセチレン及びこれらの誘導体よりなる群から選ばれるモノマー単位から構成される1種のブロック又は2種以上のブロックの集合である、請求項8に記載のナノディスクの製造方法。

【請求項10】
 
S4がイソプレンもしくはブタジエンから構成されるブロックである、請求項8に記載のナノディスクの製造方法。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2007556924thum.jpg
State of application right Registered
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