JPH08217982A - 樹脂組成物、金属微粒子分散樹脂複合材料の製造方法および光記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、電気的特性などに優れた金属微粒子
分散樹脂複合材料の原料となる樹脂組成物、金属微粒子
分散樹脂複合材料の製造方法、およびこの樹脂組成物か
ら調製される微粒子分散樹脂複合材料を構成要素とする
光記録装置を提供することを目的とする。 【構成】 （ａ）硬化性樹脂または重合性樹脂、（ｂ）
金属の無機塩または有機塩、および（ｃ）（ｂ）成分の
還元剤を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂組成物、この樹脂組
成物から金属微粒子分散樹脂複合材料を製造する方法、
および微粒子分散樹脂複合材料を構成要素とする光記録
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、ガラスなどに金属や半導体の超微
粒子を分散させた複合材料が、三次の非線形光学材料な
どとして注目されている。なかでも、ポリマー中に微粒
子を分散させた複合材料は薄膜などへの成形性などが良
好なため、近年とみにその重要性が増している。こうし
たポリマー系の複合材料は例えば特開平５−２２４００
６号公報などに開示されており、これらの多くはゾル−
ゲル法により調製されている。しかし、ゾル−ゲル法で
は調製の際に多量の溶媒が必要となるばかりでなく、使
用できるポリマーの分子構造的な制約が大きく、さらに
分散媒（ポリマー）に対する微粒子の含有率をそれほど
高くすることができない。また、ゾル−ゲル法以外の方
法では、複合材料の調製条件が非常に特殊であったり、
調製された複合材料の成形が困難であることが多い。

【０００３】このような問題点を解決する金属超微粒子
分散複合材料の調製方法として、特開平１−１１３４６
４号公報には、エポキシ樹脂などの液状モノマーに貴金
属の可溶性塩を溶解させた後、これを重合して固化さ
せ、次いでこの樹脂硬化物を貴金属微粒子が発生する温
度（コロイド形成温度）以上に加熱処理し、金属微粒子
分散樹脂複合材料を得る方法が開示されている。しかし
ながら、この方法では金属微粒子を生成させるために比
較的高温での熱処理を必要としたり、ガラス転移温度が
高すぎる樹脂には適用できないなどの欠点があった。さ
らに、樹脂を硬化させた後に金属微粒子を発生させるた
め、金属塩から金属微粒子への変換率が低く結果的に金
属微粒子の含有率を高めにくいうえ、金属微粒子の粒径
分布などの調整が難しく、かつ１つの金属微粒子分散樹
脂複合材料中に粒径分布、粒形、凝集状態などの異なる
部位を作り込むことは困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
金属微粒子分散樹脂複合材料は、調製の際に大量の溶媒
や、高温の熱処理を必要とするうえ、微粒子の含有率を
高めることが難しく、成膜性などの成形性にも問題があ
った。また、これらの問題が解決できたとしても、金属
微粒子の粒径分布などを任意に調整することはできなか
った。

【０００５】本発明はこのような問題を解決して、耐熱
性、電気的特性などに優れた金属微粒子分散樹脂複合材
料の原料として、その微粒子の含有率を高めることや微
粒子の粒径分布などを調整することの可能な樹脂組成
物、この樹脂組成物から金属微粒子分散樹脂複合材料を
製造する方法、およびこのような微粒子分散樹脂複合材
料を用いた光記録装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段と作用】本発明の樹脂組成
物は、（ａ）硬化性樹脂または重合性樹脂、（ｂ）金属
の無機塩または有機塩、および（ｃ）（ｂ）成分の還元
剤を含有することを特徴とするものである。

【０００７】本発明の金属微粒子分散樹脂複合材料の製
造方法は、上記樹脂組成物を、金属微粒子の形成温度及
び樹脂の硬化または重合開始温度のいずれよりも高い温
度温度下で処理することを特徴とするものである。本発
明においては、この処理時に、樹脂組成物に対し所定の
粒径を有する金属微粒子の表面プラズモン吸収波長に対
応する波長の光を照射してもよい。

【０００８】本発明の光記録媒体は、樹脂系分散媒中に
導体微粒子を含有する微粒子分散樹脂複合材料からなる
光記録媒体と、この光記録媒体に光を照射するための光
源と、光検知手段とを具備したことを特徴とするもので
ある。この光記録媒体では、光源からの光照射によって
光記録媒体中の導体微粒子の分散状態が変化して書き込
みが行なわれる。

【０００９】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明の樹脂組成物において、（ａ）成分である硬化性樹
脂または重合性樹脂としては、液状の状態から加熱や光
による重合反応あるいは架橋反応などによって粘度の上
昇および硬化を起こし、二次元構造または三次元網目構
造の樹脂重合物、樹脂硬化物を生成するものであれば特
に限定されない。具体的には、不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラ
ミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂も
しくはポリイミド樹脂など、または塩化ビニル樹脂、ア
クリル樹脂、ポリウレタン樹脂、スチレン樹脂もしくは
ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂にイソシアネ
ートなどの架橋剤を添加したものが挙げられる。

【００１０】ただし、分散媒としての樹脂の耐熱性や機
械的強度を考慮すると、三次元網目構造の樹脂硬化物を
生成する硬化性樹脂を用いることが好ましい。さらに硬
化性樹脂のうちでもエポキシ樹脂は特に好ましく、この
ようなエポキシ樹脂としては分子中にエポキシ基を少な
くとも１個有するものであれば特に限定されない。ここ
で、エポキシ基としては例えば下記構造式で示すものが
挙げられる。

【００１１】

【化１】

【００１２】また、エポキシ樹脂は分子中に不飽和二重
結合を有するアクリル変性エポキシ樹脂でもよい。ここ
で、不飽和二重結合としては例えば下記構造式で示すも
のが挙げられる。

【００１３】

【化２】

【００１４】なお、上記の構造式において、炭素原子に
結合している水素原子が、塩素、フッ素のようなハロゲ
ン原子、炭素数１〜６のアルキル基、フェニル基などで
置換されていてもよい。

【００１５】このようなアクリル変性エポキシ樹脂は、
目的に応じて分子設計して任意の方法で合成することが
できる。ただし、通常のエポキシ樹脂にアクリル酸、メ
タクリル酸、ケイ皮酸、マレイン酸などを反応させて合
成する方法が容易である。この方法で使用するエポキシ
樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹
脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂；フェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂；脂環式エポキシ樹脂；トリグリ
シジルイソシアネート、ヒダントインエポキシのような
含窒素エポキシ樹脂；水添ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂、プロピレングリコール−ジグリシジルエーテル、
ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテルなどの脂
肪族系エポキシ樹脂；芳香族、脂肪族または脂環式のカ
ルボン酸とエピクロルヒドリンとの反応によって得られ
るエポキシ樹脂；スピロ環含有エポキシ樹脂；ｏ−アリ
ルフェノールノボラック化合物とエピクロルヒドリンと
の反応生成物であるグリシジルエーテル型エポキシ樹
脂；ビスフェノールＡのそれぞれの水酸基のオルソ位に
アリル基を有するジアリルビスフェノール化合物とエピ
クロルヒドリンとの反応生成物であるグリシジルエーテ
ル型エポキシ樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂とし
ては、これらからなる群より選択される少なくとも１種
が使用される。

【００１６】本発明の樹脂組成物において、（ｂ）成分
の金属塩としては、塩化金、臭化金、塩化銀、臭化銀、
ヨウ化銀、塩化パラジウムなどのハロゲン化物や塩化白
金酸、塩化金酸ナトリウム、硝酸銀などの無機金属塩、
または白金アセチルアセトナート、パラジウムアセチル
アセトナートなどのアセチルアセトナートや貴金属有機
アンモニウム塩などの有機金属塩が用いられる。

【００１７】本発明の樹脂組成物において、（ｃ）成分
の還元剤としては、ベンジルアルコール、デキストリン
などのアルコール類、ホルマリン、ベンズアルデヒド、
テレフタルアルデヒドなどのアルデヒド類、水素化ホウ
素ナトリウム、水素化リチウムアルミニウム、水素ガ
ス、リン、ヒドラジン、タンニン、ピロガロールなどが
用いられる。

【００１８】本発明の樹脂組成物から金属微粒子分散樹
脂複合材料を得るためには、液状のエポキシ樹脂モノマ
ーなどの硬化性樹脂または重合性樹脂に、微粒子の前駆
体物質である金属塩およびこの金属塩と反応して金属微
粒子を析出させる還元剤を混合し、必要に応じてこれに
所定の硬化または重合触媒を添加した後、金属微粒子の
形成温度及び樹脂の硬化または重合開始温度のいずれよ
りも高い温度で加熱処理することによって、樹脂を硬化
または重合させるとともに金属塩を還元して樹脂中に所
望の微粒子を析出させる方法が用いられ得る。この方法
では、金属塩の添加量に応じて硬化物または重合物中の
微粒子の含有量が、樹脂の硬化または重合速度に応じて
微粒子の粒径や凝集状態が変化する。また樹脂が光硬化
性や光重合性である場合は、樹脂を硬化または重合させ
るための光照射を上述したような加熱処理と適宜併用す
ればよい。

【００１９】ここで、微粒子の粒径や凝集状態は、微粒
子が析出する周囲の場の粘度に影響を受ける。一般的に
は、周囲の粘度が大きいと粒径が小さくなるとともに凝
集しにくくなる傾向があり、反対に周囲の粘度が小さい
と粒径が大きくなるとともに凝集しやすくなる傾向があ
る。したがって、樹脂を十分に硬化または重合させて粘
度を大きくした後に粒子を析出させれば、粒径が小さ
く、しかもあまり凝集していない分散性の良好な複合材
料が得られると考えられる。ただし、樹脂の粘度が大き
すぎると、金属塩が反応して微粒子にまで成長する過程
が妨げられ、結果として金属塩の添加量と比較して析出
する微粒子の量が少なくなるため効率が悪い。そこで、
反応初期には樹脂の粘度が小さく金属塩の反応が速やか
に進行するが、反応後期には樹脂の粘度が大きくなって
粒子の粒径が必要以上に粗大化したり凝集したりしない
ような条件が理想的である。

【００２０】本発明では、比較的穏和な温度条件で金属
微粒子が形成され得る金属塩と還元剤との反応を利用し
ているので、金属微粒子の形成と並行して樹脂が非常に
粘度の小さいモノマーの状態から、非常に粘度の大きな
樹脂硬化物あるいは樹脂重合物へと連続的に変化する。
そこで、金属塩の反応速度と樹脂の硬化速度あるいは重
合速度とを適宜設定すれば、金属塩の反応の進行に合わ
せて、周囲の樹脂の粘度を上述したような理想的な状態
に制御できる。具体的には、金属塩の反応性が高い場合
には硬化性樹脂として硬化速度の大きいものを選択し、
逆に金属塩の反応性が低い場合には硬化性樹脂として硬
化速度の小さいものを選択するというように、金属塩と
硬化性樹脂または重合性樹脂との組み合わせによって粒
子の分散状態を制御できる。なおここで、硬化性樹脂の
硬化速度は、例えば硬化性樹脂の硬化剤成分に応じて容
易に調整され得る。

【００２１】さらに本発明においては、金属微粒子の形
成温度が樹脂の硬化または重合開始温度よりも高温側に
あり、かつその温度差が１００℃以内、より好ましくは
２０℃以内であることが望まれる。これは、樹脂の硬化
または重合開始温度が金属微粒子の形成温度よりも高い
と、樹脂の硬化または重合前に微粒子の析出が開始され
るため、樹脂の粘度が小さい間に微粒子の粒径が大きく
なりすぎ、その分散性が低下するおそれがあるからであ
り、加熱処理時の昇温速度が遅いほどこの傾向は顕著と
なる。一方金属微粒子の形成温度があまりに高すぎる
と、加熱処理時の昇温中に樹脂の硬化あるいは重合が進
行しすぎるので、析出する微粒子の量が少なく効率が悪
い。ただしここでの金属微粒子の形成温度および樹脂の
硬化または重合開始温度とは、その温度下で金属塩の還
元反応あるいは樹脂の硬化または重合反応の反応率が３
週間以内、好ましくは１週間以内に５０％に達する温度
と規定される。

【００２２】また、上述した反応過程で生じる微粒子
は、粒径が十分小さいと表面プラズモン吸収を示し、主
に紫外部から可視部の特定の波長の光を吸収して熱とし
て周囲に放出する性質を有する。このとき、ある材質の
微粒子の表面プラズモン吸収波長は主に微粒子の粒径に
依存し、特定の粒径を有する微粒子の最大吸収波長はほ
ぼ一義的に決まる。そこで、樹脂を硬化または重合させ
る過程において、所望の粒径に対応する波長のレーザー
光などを照射すると、析出する微粒子が所望の粒径にな
った時点で表面プラズモン吸収を起こし、吸収した光を
熱として周囲に放出する。この結果、所望の粒径に達し
た微粒子の周辺の樹脂だけが加熱されて硬化または重合
が加速され、微粒子がその粒径以上に成長したり凝集し
たりすることが抑えられる。すなわち、個々の微粒子が
所望の粒径に達するまでは速やかに成長し、照射光の波
長に対応した粒径で成長が止まるため、所望の粒径に揃
い、凝集がなく、しかも金属塩から微粒子への変換率の
高い良好な微粒子分散樹脂複合材料を調製することがで
き、非常に有効かつ有用である。またこの際に、照射す
るレーザー光軸を絞り込むことによって、非常に微細な
領域の粒径分布、粒形、凝集状態を自由に変化させるこ
とが可能となり、特に非線形光学素子やホログラム記録
媒体を形成する際に非常に有効である。なおこの場合、
レーザー光などの照射前は、樹脂組成物の温度が金属微
粒子の形成温度以上樹脂の硬化または重合開始温度未満
であっても、レーザー光などの照射後に上述したような
金属微粒子の表面プラズモン吸収による発熱で、樹脂組
成物が樹脂の硬化または重合開始温度以上となれば、金
属微粒子分散樹脂複合材料を得ることが可能となる。

【００２３】次に、本発明の樹脂組成物などから調製さ
れる微粒子分散樹脂複合材料について樹脂組成物が特に
硬化性樹脂を成分とする場合を例にとり説明すると、本
発明が対象とするこのような微粒子分散樹脂複合材料は
微粒子が樹脂硬化物からなる分散媒中に分散されてなる
ものである。なおここで分散媒中に分散される微粒子を
は、上述したような本発明の樹脂組成物を用いて調製し
た場合は金属微粒子となるが、一般には導体であれば金
属、合金、化合物など特に限定されず、これらの混合物
または複合体でもかまわない。またこの導体微粒子はい
かなる形状であってもよく、その分散形態についても特
に限定されないが、粒径が１〜１００ｎｍの範囲である
ことが好ましい。この理由は、粒径が１ｎｍ未満の導体
微粒子は製造が困難であり、一方粒径が１００ｎｍを超
えると単位重量あたりの表面積の増大効果などのサイズ
効果や量子効果などの超微粒子特有の性質の発現が小さ
くなるためである。さらに導体微粒子は、粒径が１〜２
０ｎｍで、かつ粒径が十分に揃っていることがより好ま
しい。

【００２４】このような複合材料では、上述したような
導体微粒子を樹脂硬化物中に分散させることによって、
樹脂硬化物と微粒子との界面で、電子移動や化学的な結
合形成などの種々の相互作用が働く。この結果、微粒子
が樹脂の架橋剤やフィラー（充填剤）と同等に作用し、
しかも微粒子の粒径が非常に小さく微粒子の単位総体積
あたりの表面積が大きいため、通常のフィラーなどと比
較して上述の働きが飛躍的に大きい。このため得られる
微粒子分散樹脂複合材料は、通常の樹脂硬化物と比較し
て、耐熱性、耐光性、弾性率などが大きく向上し、構造
材料として好適に用いることができる。また、特に三次
の非線形光学材料などの光電子材料として用いる際に
は、微粒子が非線形光学効果などの機能を発現すると同
時に、上述したような特性向上効果により例えばレーザ
ー照射などに対する耐久性を持つようになるため、機能
発現を妨げるような通常の架橋剤やフィラーを別に添加
する必要がない。さらに、従来は特性向上のために充填
剤を加える場合には、予め硬化前の樹脂に充填剤を添加
した後に注型などにより成形する必要があり、樹脂の粘
度が上がって注型などの作業が困難になるという大きな
問題点があったのに対し、本発明の樹脂組成物を用いて
微粒子分散樹脂複合材料を調製する場合は、硬化前の注
型時には充填剤に相当する微粒子が析出していないた
め、上述したような粘度上昇は起こらず、作業性が非常
に優れている。

【００２５】本発明においては、上述したような導体微
粒子の樹脂系分散媒に対する配合量は特に限定されな
い。ただし、三次の非線形光学材料や光記録装置の光記
録媒体などの光電子機能性材料として用いる場合には、
０．１〜６０体積％、さらには５〜４０体積％に設定す
ることが好ましい。この理由は、導体微粒子の配合量が
少なすぎると、微粒子と樹脂硬化物との相互作用が小さ
いために非線形光学効果などの機能の発現がわずかで、
逆に導体微粒子の配合量が多すぎると、微粒子の分散性
が低下して良好な量子サイズ効果が得られず、ひいては
大きな非線形光学効果などの機能が発揮されないおそれ
があるからである。また、構造材料として用いる場合に
は、０．０１〜５０重量％、さらには０．１〜２０重量
％に設定することが好ましい。この理由は、導体微粒子
の配合量が少なすぎると、微粒子と樹脂硬化物との相互
作用が小さいために弾性率などの特性向上が小さく、反
対に導体微粒子の配合量が多すぎると、微粒子の分散性
が低下して凝集などを起こしやすくなるために、特性の
発現が不均一になったり、特性の向上が小さくなったり
するからである。したがって本発明の樹脂組成物におい
ては、発生する微粒子の配合量が上述の範囲内になるよ
うに、その用途に応じて各成分の配合量が決定されるこ
とが好ましい。

【００２６】具体的には、金属塩の添加量が、上述した
ような樹脂系分散媒に対する微粒子の好ましい配合量の
１〜２等量に設定され、かつ金属塩に対し、還元剤が１
〜２０当量、さらには１〜５当量配合されることが望ま
れる。すなわち金属塩の添加量が１〜２当量の範囲外で
あると、樹脂系分散媒に対する微粒子の配合量を複合材
料の用途に応じた好ましい値に制御することが困難とな
る。また還元剤の配合量が少なすぎると、金属塩の還元
が進みにくく微粒子の析出が不十分となるおそれがあ
り、逆に還元剤の配合量が多すぎると、過剰の還元剤が
微粒子分散樹脂複合材料中に残留して、その機械的強度
などが低下する傾向がある。ただし、樹脂の硬化速度あ
るいは重合速度との関係上、金属塩の反応速度を特別に
早めるかあるいは遅める観点から、還元剤の配合量は必
要に応じ１〜５当量の範囲外に設定されても構わない。

【００２７】次に、上述したような微粒子分散樹脂複合
材料を構成要素とする非線形光学素子の一例を、図１を
参照して説明する。図１において、例えば石英やガラス
などからなる基板１上にクラッド層８が設けられてい
る。このクラッド層８内には、中心部に微粒子分散樹脂
複合材料からなる非線形光学材料２が、その周囲に入射
側の光導波路３、４および出射側の光導波路５、６、７
がそれぞれ形成されており、クラッド層８と各光導波路
とは屈折率が異なっている。また、各光導波路の外側に
は光ファイバー９が設けられている。なお、本発明の非
線形光学素子は、光導波路の部分を全て微粒子分散樹脂
複合材料で形成してもよいし、また必ずしもクラッド層
を設ける必要もない。

【００２８】図１の非線形光学素子を動作原理を説明す
る。いま、図示しない変調可能なレーザー光源からのレ
ーザー光を光ファイバー９を通して光導波路３または４
に単独で入射すると、レーザー光は光導波路５または６
からそのまま出射する。一方、レーザー光を光導波路３
および４に同時に入射すると、２つのレーザー光の光軸
が非線形光学材料２中で交差するので、２つのレーザー
光の光軸の交差点で電子的な格子が形成される。このた
め、例えば光導波路３に入射したレーザー光は非線形光
学材料２を通過する際にこの電子的な格子によって回折
し、その回折光が光導波路７から出射する。そこで、光
導波路７の外側の光ファイバー９に光検知器を付設すれ
ば、光導波路７から出射する回折光を検出できる。

【００２９】したがって図１に示した非線形光学素子
を、光導波路３に常に光を入射した状態で、光導波路４
への入射光をオンオフさせることにより、光導波路７か
らの出射光のオンオフを制御できる光スイッチング素子
として好ましく適用できる。また、上述したように光導
波路３、４に同時に光が入射されたときに限り、光導波
路７から光が出射され、光導波路３、４のいずれかのみ
に光が入射されても光導波路７からは光は出射されない
ので、光導波路３、４への光の入射を２つの条件とした
ａｎｄ回路としても良好に機能する。さらにこうした非
線形光学素子は、位相共役ミラー、超高速スペクトロス
コピー、実時間ホログラム、暗号変換素子などへの応用
が期待できる。

【００３０】また、同様の微粒子分散樹脂複合材料を構
成要素とする本発明に係る光記録装置の一例を、図２を
参照して説明する。図２に示すようにこの光記録装置
は、移動可能なステージ１４上に装着された微粒子分散
樹脂複合材料からなる光記録媒体１３と、２組のレーザ
ー光源１１、１２と、光検知手段としての光検出装置１
５とを有している。この光記録装置の動作原理は以下の
通りである。いま、光源１１、１２から同時にレーザー
光を光記録媒体１３に照射すると照射部で干渉が起こ
る。このとき干渉縞の明部では微粒子が表面プラズモン
吸収を起こして熱が発生し、不定形に凝集していた微粒
子が焼結して形状が球形に変形するため、表面プラズモ
ン吸収波長や屈折率などの光学特性が変化する。この結
果、照射部に干渉縞に対応した非可逆的な回折格子が形
成され、これにより書き込みがなされる。この状態で例
えば光源１１から、上述したような変化を生じさせない
十分弱い光を入射すると、回折格子が形成されている部
位においては、入射光が回折し、この回折光が光検出装
置１５によって検出される。一方、回折格子が形成され
ていない部位においては、光源１１からの光は回折しな
いので、回折光は光検出装置１５によって検出されな
い。このようにして、書き込まれた記録を読み出すこと
ができる。なお、光記録媒体１３への書き込み、読み出
し方法はこれに何ら限定されず、例えば単一の光源から
の光照射で単に照射部の光学特性を同様に変化させ、こ
の光学特性の変化を特定の読み出し光や光検知手段など
を用いて光学的に検知しても構わない。

【００３１】このように本発明の光記録装置は微粒子の
分散状態の変化を利用して記録するものであり、他の化
学変化などを必要としないため、経時変化などの非常に
少ない安定した記録が可能である。また、記録やその読
み出しの分解能が主に微粒子の粒径に依存するため、粒
径を小さくすることによって非常に高密度の記録が可能
となる。しかも、平面的な二次元の光記録媒体としてだ
けでなく、体積型の三次元的な記録が可能なため、例え
ばホログラム用の記録媒体としても非常に有用である。
なお以上は、樹脂硬化物を分散媒とする微粒子分散樹脂
複合材料およびその応用について示したが、樹脂硬化物
のかわりに樹脂重合物を分散媒とする場合も全く同様で
ある。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 無機金属塩としての塩化金酸ナトリウム二水和物１３．
４ｍｇ、還元剤としてのテレフタルアルデヒド１１．５
ｍｇ、アルミニウムアセチルアセトネート６．５ｍｇ、
およびトリフェニルシラノール２００ｍｇのアセトン溶
液０．５ｍｌを硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂（ダイ
セル社製、商品名ＣＥＬ２０２１）１ｇに加え、よく撹
拌混合した。混合後、室温で真空乾燥して溶媒を留去
し、２５μｍのスペーサーを置いた２枚のガラス板の間
に挟んだ。室温で１５時間放置した後、さらに６０℃で
１５時間加熱し、ピンク色のエポキシ樹脂硬化物を得
た。

【００３３】Ｘ線散乱測定により、このエポキシ樹脂硬
化物中には金属の金が含有されていることが確認され
た。また、可視紫外吸収スペクトル測定の結果、５４８
ｎｍ付近に金の表面プラズモン吸収に起因すると思われ
る吸収が確認された。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察
によれば、金微粒子の平均粒径は７ｎｍであった。

【００３４】実施例２ 塩化金酸ナトリウム二水和物６．４ｍｇ、テレフタルア
ルデヒド４０．２ｍｇ、アルミニウムアセチルアセトネ
ート６７ｍｇ、およびトリフェニルシラノール０．９ｍ
ｇのアセトン溶液５ｍｌをエポキシ樹脂（ＣＥＬ２０２
１）２０ｇに加え、よく撹拌混合した。混合後、室温で
真空乾燥して溶媒を留去し、厚さ５ｍｍの板状の型に注
型した。室温で１５時間放置した後、さらに４０℃で２
時間加熱し、青紫色のエポキシ樹脂硬化物を得た。

【００３５】Ｘ線散乱測定より硬化物中に金属の金が含
有されていることが確認された。また可視紫外吸収スペ
クトル測定の結果、５７３ｎｍ付近に金の表面プラズモ
ン吸収に起因すると思われる吸収が確認された。透過型
電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察によれば、金微粒子の平均粒
径は１５ｎｍであった。

【００３６】この硬化物について、Ｎｄ³⁺ＹＡＧ第二高
調波励起の色素レーザー（波長５６０ｎｍ）を用いて、
縮退四波混合法により三次の非線形光学定数χ⁽³⁾ を測
定したところ、χ⁽³⁾ ＝１．１×１０^-10 と良好な値を
示すことがわかった。

【００３７】実施例３ 塩化パラジウム１７ｍｇ、テレフタルアルデヒド０．１
２ｇ、アルミニウムアセチルアセトネート０．１５ｇ、
およびトリフェニルシラノール０．９ｇのメタノールと
ジメチルホルムアルデヒド混合溶液をエポキシ樹脂（Ｃ
ＥＬ２０２１）２０ｇに加え、よく撹拌混合した。混合
後、真空乾燥して溶媒を除去し、所定の金型に注型し
た。室温で５時間放置した後、８０℃で４時間、１２０
℃で１時間加熱し、黄色のエポキシ樹脂硬化物を得た。

【００３８】一方、比較のために金属塩を加えずに、上
記と同様の硬化条件によってエポキシ樹脂硬化物を得
た。これらの硬化物について室温で弾性率試験をしたと
ころ、比較例の硬化物の曲げ弾性率は２６１ＭＰａであ
ったのに対し、本発明の硬化物の曲げ弾性率４３０ＭＰ
ａと優れた特性を有していることがわかった。

【００３９】実施例４ 塩化金酸ナトリウム二水和物６．４ｍｇ、テレフタルア
ルデヒド４０．２ｍｇ、アルミニウムアセチルアセトネ
ート６７ｍｇ、およびトリフェニルシラノール０．９ｇ
のアセトン溶液５ｍｌをエポキシ樹脂（ＣＥＬ２０２
１）２０ｇに加え、よく撹拌混合した。混合後、水冷し
ながら、真空乾燥して溶媒を留去し、厚さ５ｍｍの石英
ガラスの窓のついた型に注型した。この型を３０℃に保
温し、窓からＮｄ³⁺ＹＡＧ第二高調波励起の色素レーザ
ー（波長５２０ｎｍ）を５時間照射した。

【００４０】この結果、未照射部は青色であったのに対
して、レーザー照射部は赤紫色に着色した。可視紫外吸
収スペクトルを測定したところ、未照射部は５７１ｎ
ｍ、照射部は５３２ｎｍ付近に金の表面プラズモン吸収
に起因すると思われる吸収が観察できた。透過型電子顕
微鏡（ＴＥＭ）観察によれば、金微粒子の平均粒径と粒
径分布は未照射部で約１５±１０ｎｍ、照射部で約７±
５ｎｍであった。このことから、レーザー照射によっ
て、微粒子の粒径を制御でき、粒径分布も狭い良好な微
粒子分散樹脂複合材料が調製できることがわかった。

【００４１】実施例５ 実施例４で調製したエポキシ樹脂組成物を石英基板上に
ドクターブレード法によって厚さ約２０μｍに塗布し、
これに基板を水冷しながら直径３０μｍに集束した実施
例４と同様のレーザー光線（波長５２０ｎｍ）を走査し
ながら照射したところ、走査した形状通りに実施例４の
場合と同様の粒径分布が異なった領域が約５０μｍの幅
で形成されていた。

【００４２】実施例６ 実施例２で得た金微粒子の分散されたエポキシ樹脂硬化
物を５×５×２ｍｍの切片に成形し、これを非線形光学
材料として用い、周囲に光ファイバーを配置して図１に
示す光スイッチング素子を得た。この光スイッチング素
子について、波長５６０ｎｍの色素レーザー光を用いて
動作試験を行ったところ、ａｎｄ回路として良好に機能
することが確認された。

【００４３】実施例７ 実施例２で得た金微粒子の分散されたエポキシ樹脂硬化
物を図２における光記録媒体１３として用い、色素レー
ザー光（波長５６０ｎｍ）の強度を平均パワー３ｍＷ、
ピークパワー３０ｋＷとしてレーザー光源１１、１２よ
り同時に入射したところ、照射部に非可逆的な干渉縞が
形成された。次に、レーザー光源１１からのみ平均パワ
ー０．３ｍＷ、ピークパワー３ｋＷのレーザー光を入射
したところ、干渉縞を形成する前には観測されなかった
出射光が光検出装置１５により観測された。このことか
ら、金微粒子の分散されたエポキシ樹脂硬化物を光記録
媒体１３とする光記録装置として作用することがわかっ
た。

【００４４】実施例８ 実施例２で得られた金微粒子の分散されたエポキシ樹脂
硬化物に波長５６０ｎｍの色素レーザーから平均パワー
３ｍＷ、ピークパワー３０ｋＷのレーザー光を照射した
ところ、照射部位が淡赤色に変色した。変色部の可視吸
収スペクトルを測定したところ、吸収波長が５７３ｎｍ
から５５１ｎｍへブルーシフトし、かつ金微粒子の凝集
に起因すると思われる長波長側の吸収の裾引きが減少し
た。照射部をＴＥＭ観察したところ、照射前には観察さ
れた金微粒子の凝集部位が消失し、かつ各々の微粒子も
その形状が球形に近い揃ったものへと変化しており、レ
ーザー照射によって金微粒子が分散されたエポキシ樹脂
硬化物中の微粒子の分散状態を変化させ、書き込みを行
なうことが可能なことがわかった。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、微
粒子の含有率が高く、かつ微粒子の粒径分布などが制御
された耐熱性、電気的特性などに優れた微粒子分散樹脂
複合材料を得ることが可能となる。また、このような微
粒子分散樹脂複合材料は、光スイッチなどに用いる非線
形光学材料、光記録装置の光記録媒体、色フィルターな
どの光学フィルター、導電性材料、赤外線の受光素子、
検波素子などの各種機能素子、ガス検知器などの化学セ
ンサー、金属配線形成用の厚膜材料、高強度な各種構造
材料として好適に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】微粒子分散樹脂複合材料を構成要素とする非線
形光学素子の構成を示す図。

【図２】本発明に係る光記録媒体の構成を示す図。

【符号の説明】

１…基板、２…非線形光学材料、３、４、５、６、７…
光導波路、８…クラッド層、９…光ファイバー、１１、
１２…レーザー光源、１３…光記録媒体、１４…ステー
ジ、１５…光検出装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 7/00 7416−2Ｈ Ｂ４１Ｍ 5/26 Ｗ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）硬化性樹脂または重合性樹脂、
   （ｂ）金属の無機塩または有機塩、および（ｃ）（ｂ）
   成分の還元剤を含有することを特徴とする樹脂組成物。
2. 【請求項２】 （ａ）硬化性樹脂または重合性樹脂、
   （ｂ）金属の無機塩または有機塩、および（ｃ）（ｂ）
   成分の還元剤を含有する樹脂組成物を、金属微粒子の形
   成温度及び樹脂の硬化または重合開始温度のいずれより
   も高い温度温度下で処理することを特徴とする金属微粒
   子分散樹脂複合材料の製造方法。
3. 【請求項３】 前記樹脂組成物に対し所定の粒径を有す
   る前記金属微粒子の表面プラズモン吸収波長に対応する
   波長の光が照射されることを特徴とする請求項２記載の
   金属微粒子分散樹脂複合材料の製造方法。
4. 【請求項４】 樹脂系分散媒中に導体微粒子を含有する
   微粒子分散樹脂複合材料からなる光記録媒体と、この光
   記録媒体に光を照射するための光源と、光検知手段とを
   具備したことを特徴とする光記録装置。
5. 【請求項５】 前記光源からの光照射によって前記光記
   録媒体中の導体微粒子の分散状態が変化して書き込みが
   行なわれることを特徴とする請求項４記載の光記録装
   置。