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公開番号2025054297
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-07
出願番号2024166703
出願日2024-09-25
発明の名称複合粒子、膜状部材及び再生複合粒子の製造方法
出願人学校法人東京理科大学
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C08F 292/00 20060101AFI20250328BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】リサイクル可能なコロイド結晶材料を形成可能な複合粒子、この複合粒子を含む膜状部材及び、複合粒子から金属イオンを分離した再生複合粒子を製造可能である再生複合粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】無機粒子と、前記無機粒子の表面上に位置し、前記無機粒子を覆う、アクリル系モノマーに由来する構成単位を複数含むポリマー鎖を含むシェル層と、金属イオンと、を備える複合粒子。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
無機粒子と、前記無機粒子の表面上に位置し、前記無機粒子を覆う、アクリル系モノマーに由来する構成単位を複数含むポリマー鎖を含むシェル層と、金属イオンと、を備える複合粒子。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
無機粒子と、
前記無機粒子の表面上に位置し、前記無機粒子を覆う、アルキルアクリレートモノマーに由来する構成単位１及びポリアルキレングリコールアクリレートモノマーに由来する構成単位２を含むポリマー鎖を含むシェル層と、
を備える複合粒子。
【請求項３】
無機粒子と、
前記無機粒子の表面上に位置し、前記無機粒子を覆う、アルコキシアルキルアクリレートモノマーに由来する構成単位３及びアクリル酸に由来する構成単位４を含むポリマー鎖を含むシェル層と、
を備える複合粒子。
【請求項４】
金属イオンをさらに備える請求項２又は請求項３に記載の複合粒子。
【請求項５】
前記金属イオンは、カリウム、銅、ナトリウム、リチウム、マグネシウム及びセシウムからなる群より選択される少なくとも１つの金属のイオンである請求項４に記載の複合粒子。
【請求項６】
金属イオンをさらに備え、前記金属イオンはナトリウムイオンである請求項３に記載の複合粒子。
【請求項７】
前記構成単位１と前記構成単位２とのモル比である構成単位１：構成単位２が１０：１～０．５：１である請求項２に記載の複合粒子。
【請求項８】
金属イオンをさらに備え、前記構成単位２に対する前記金属イオンのモル比率である金属イオン／構成単位２が０．１～５である請求項２又は請求項７に記載の複合粒子。
【請求項９】
前記ポリマー鎖は、前記構成単位１及び前記構成単位２を含むランダム共重合体である請求項２に記載の複合粒子。
【請求項１０】
前記アルキルアクリレートモノマーは、アクリロイル基を除く炭素数が４～１２である請求項２に記載の複合粒子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合粒子、膜状部材及び再生複合粒子の製造方法に関する。
続きを表示（約 5,100 文字）【背景技術】
【０００２】
粒径の揃った微粒子が三次元的に規則的配列したコロイド結晶に光が入射されると、微粒子の配列面間隔に応じた特定波長の光が反射される（ブラッグ反射）。その反射光の波長が可視光線の波長領域に生じる場合、構造性発色として視認することができる。このコロイド結晶の研究は数多く行われており、様々な光学素子、光機能材料などへの展開が期待されている。
【０００３】
例えば、微粒子の間隙をアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の樹脂で埋めたコロイド結晶を備える樹脂固定コロイド結晶シートが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許６０８６５１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
持続可能な社会の実現が求められている昨今、限りある資源の保護に貢献する観点から、リサイクルが可能な材料が求められている。そのため、コロイド結晶を用いたコロイド結晶材料においてもリサイクル可能であることが望ましい。
【０００６】
例えば、特許文献１に示される樹脂固定コロイド結晶シートのようなコロイド結晶材料には化学架橋が施されている。そのため、このようなコロイド結晶材料では、切断、損傷等に対する修復、任意の形状への再成形などもできず、リサイクルすることが難しいという問題がある。
【０００７】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、リサイクル可能なコロイド結晶材料を形成可能な複合粒子、この複合粒子を含む膜状部材及び、複合粒子から金属イオンを分離した再生複合粒子を製造可能である再生複合粒子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞無機粒子と、前記無機粒子の表面上に位置し、前記無機粒子を覆う、アクリル系モノマーに由来する構成単位を複数含むポリマー鎖を含むシェル層と、金属イオンと、を備える複合粒子。
＜２＞無機粒子と、
前記無機粒子の表面上に位置し、前記無機粒子を覆う、アルキルアクリレートモノマーに由来する構成単位１及びポリアルキレングリコールアクリレートモノマーに由来する構成単位２を含むポリマー鎖を含むシェル層と、
を備える複合粒子。
＜３＞無機粒子と、
前記無機粒子の表面上に位置し、前記無機粒子を覆う、アルコキシアルキルアクリレートモノマーに由来する構成単位３及びアクリル酸に由来する構成単位４を含むポリマー鎖を含むシェル層と、
を備える複合粒子。
＜４＞金属イオンをさらに備える＜２＞又は＜３＞に記載の複合粒子。
＜５＞前記金属イオンは、カリウム、銅、ナトリウム、リチウム、マグネシウム及びセシウムからなる群より選択される少なくとも１つの金属のイオンである＜１＞又は＜４＞に記載の複合粒子。
＜６＞金属イオンをさらに備え、前記金属イオンはナトリウムイオンである＜３＞に記載の複合粒子。
＜７＞前記構成単位１と前記構成単位２とのモル比である構成単位１：構成単位２が１０：１～０．５：１である＜２＞、＜４＞及び＜５＞のいずれか１つに記載の複合粒子。
＜８＞金属イオンをさらに備え、前記構成単位２に対する前記金属イオンのモル比率である金属イオン／構成単位２が０．１～５である＜２＞、＜４＞、＜５＞及び＜７＞のいずれか１つに記載の複合粒子。
＜９＞前記ポリマー鎖は、前記構成単位１及び前記構成単位２を含むランダム共重合体である＜２＞、＜４＞、＜５＞、＜７＞及び＜８＞のいずれか１つに記載の複合粒子。
＜１０＞前記アルキルアクリレートモノマーは、アクリロイル基を除く炭素数が４～１２である＜２＞、＜４＞、＜５＞及び＜７＞～＜９＞のいずれか１つに記載の複合粒子。
＜１１＞前記構成単位３と前記構成単位４とのモル比である構成単位３：構成単位４が５０：１～５：１である＜３＞、＜４＞及び＜６＞のいずれか１つに記載の複合粒子。
＜１２＞金属イオンをさらに備え、前記構成単位４に対する前記金属イオンのモル比率である金属イオン／構成単位４が０．１～５である＜３＞、＜４＞、＜６＞及び＜１１＞のいずれか１つに記載の複合粒子。
＜１３＞前記ポリマー鎖は、前記構成単位３及び前記構成単位４を含むランダム共重合体である＜３＞、＜４＞、＜６＞、＜１１＞及び＜１２＞のいずれか１つに記載の複合粒子。
＜１４＞＜１＞～＜１３＞のいずれか１つに記載の複合粒子を含む膜状部材。
＜１５＞コロイド結晶構造を有する＜１４＞に記載の膜状部材。
＜１６＞＜１＞及び＜４＞～＜１３＞のいずれか１つに記載の複合粒子から遠心分離により金属イオンを除去する再生複合粒子の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、リサイクル可能なコロイド結晶材料を形成可能な複合粒子、この複合粒子を含む膜状部材及び、複合粒子から金属イオンを分離した再生複合粒子を製造可能である再生複合粒子の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施例１のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図２は、実施例２のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図３は、実施例３のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図４は、実施例４のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図５は、実施例５のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図６は、実施例６のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図７は、実施例７のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図８は、実施例８のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図９は、実施例９のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図１０は、実施例１０～１５のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図１１は、実施例１０～１５のエラストマー膜について、Ｋ
＋
／ＯＥＧＡとＴｇとの関係を示すグラフである。
図１２は、実施例１０～１５のエラストマー膜について、シリカ微粒子を修飾するポリマー鎖と同分子量のＰＢＡ－ｒ－ＰＯＥＧＡ及びＫＩ混合物のＫ
＋
／ＯＥＧＡとゼロせん断粘度（η
０
）との関係を示すグラフである。
図１３は、実施例１６～２１のエラストマー膜について、ひずみ印加前後での反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図１４は、実施例１６～２１のエラストマー膜について、圧縮過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図１５は、実施例１６～２１のエラストマー膜での、圧縮－解放過程の応力－ひずみ曲線である。
図１６は、実施例１６～２１のエラストマー膜について、Ｋ
＋
／ＯＥＧＡ、最大点応力及びヤング率の関係を示すグラフである。
図１７は、実施例１６～２１のエラストマー膜について、圧縮力と反射ピーク波長との関係を示すグラフである。
図１８は、実施例２２のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図１９は、実施例２３のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図２０は、実施例９、１及び２５のエラストマー膜について、温度分散測定の結果を示すグラフである。
図２１は、実施例９、１及び２５のエラストマー膜での、圧縮－解放過程の応力－ひずみ曲線である。
図２２は、実施例２６～２９のエラストマー膜について、ひずみ印加前後での反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図２３は、実施例２６のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図２４は、実施例２７のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図２５は、実施例２８のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図２６は、実施例２９のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図２７は、実施例２６～２９のエラストマー膜での、延伸過程の応力－ひずみ曲線である。
図２８は、実施例２６のエラストマー膜について、延伸過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図２９は、実施例２７のエラストマー膜について、延伸過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図３０は、実施例２８のエラストマー膜について、延伸過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図３１は、実施例２６～２８において、延伸ひずみ０％から５０％における反射波長の結果を示すグラフである。
図３２は、実施例２６のエラストマー膜での、ひずみ５０％までの延伸による延伸過程の応力－ひずみ曲線である。
図３３は、実施例２７のエラストマー膜での、ひずみ５０％までの延伸による延伸過程の応力－ひずみ曲線である。
図３４は、実施例２８のエラストマー膜での、ひずみ５０％までの延伸による延伸過程の応力－ひずみ曲線である。
図３５は、実施例２８のひずみ印加後のエラストマー膜（１回目）及びひずみ印加後の再成形エラストマー膜（２回目）について、反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図３６は、実施例２８のひずみ印加後のエラストマー膜（１回目）及びひずみ印加後の再成形エラストマー膜（２回目）での、延伸過程の応力－ひずみ曲線である。
図３７は、実施例３０のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図３８は、実施例３１のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図３９は、実施例３２のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図４０は、実施例３３のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図４１は、実施例３０～３３のエラストマー膜での、延伸過程の応力－ひずみ曲線である。
図４２は、実施例３４～３７のエラストマー膜について、ひずみ印加前後での反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図４３は、実施例３４のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図４４は、実施例３５のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図４５は、実施例３６のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図４６は、実施例３７のエラストマー膜について、周波数依存性測定の結果を示すグラフである。
図４７は、実施例３４～３７のエラストマー膜での、延伸過程の応力－ひずみ曲線である。
図４８は、実施例３４のエラストマー膜について、延伸過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図４９は、実施例３５のエラストマー膜について、延伸過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図５０は、実施例３６のエラストマー膜について、延伸過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
図５１は、実施例３７のエラストマー膜について、延伸過程における反射スペクトルの測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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