JP2003012938A - Composition for forming oxygen-sensitive film and oxygen-sensitive film - Google Patents
Composition for forming oxygen-sensitive film and oxygen-sensitive filmInfo
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】優れた発光強度および/または圧力感度を備え
る酸素感応性膜を提供する。
【解決手段】酸素感応性膜形成用組成物であって、酸素
消光性分子と、メタロキサン結合を有し、疎水性官能基
を備える高分子化合物と、粒子状物とを含有するように
する。高分子化合物のマトリックスに粒子状物を存在さ
せるようにすること、換言すれば、従来単一で均一であ
ったマトリックスを複合化し、マトリックスに積極的に
不均一な場を付与するようにした。これにより、結果と
して、発光強度及び圧力感度がその不均一性の度合いに
より変化し、発光強度及び圧力感度が向上する(57) Abstract: An oxygen-sensitive film having excellent emission intensity and / or pressure sensitivity is provided. The composition for forming an oxygen-sensitive film comprises an oxygen-quenching molecule, a polymer compound having a metalloxane bond and having a hydrophobic functional group, and a particulate material. The presence of particulate matter in the matrix of the polymer compound, in other words, the formation of a matrix that had been conventionally a single and uniform matrix was combined to positively impart a non-uniform field to the matrix. Thereby, as a result, the emission intensity and the pressure sensitivity change depending on the degree of the non-uniformity, and the emission intensity and the pressure sensitivity are improved.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、酸素に対する感応
性を有する酸素感応性組成物に関し、詳しくは、酸素消
光特性を有する分子を含有し、酸素含有気体の圧力情報
を可視化可能な被膜形成のための組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oxygen-sensitive composition having sensitivity to oxygen, and more specifically, to a film formation containing a molecule having oxygen quenching property and capable of visualizing pressure information of oxygen-containing gas. For compositions.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、酸素消光性を有するPtポルフィ
リンなどの分子とバインダーとからなる被膜形成用組成
物が、酸素感応性組成物として知られている。ポリフィ
リンなどの分子の、紫外線などで励起されたエネルギー
準位から基底状態に戻る際に放射するルミネッセンスを
利用したものであり、酸素消光性分子は、励起状態の分
子が基底状態に戻る際に、酸素との作用によって消光す
るという酸素消光作用を利用している。すなわち、酸素
消光作用を有する分子の励起状態から基底状態への遷移
を利用することで、消光作用を酸素濃度に関連付けるこ
とが可能となり、酸素濃度が分圧に比例する雰囲気下で
は、消光作用は圧力と関連付けることが可能となる。か
かる酸素感応性組成物は、被膜形成能が付与されて塗料
化(感圧発光塗料)されることにより、物体表面に膜状
に付与されて、物体の風洞実験などに利用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a film forming composition comprising a molecule such as Pt porphyrin having oxygen quenching property and a binder has been known as an oxygen sensitive composition. Molecules such as porphyrin, utilizing the luminescence emitted when returning to the ground state from the energy level excited by ultraviolet rays, the oxygen-quenching molecule, when the molecule in the excited state returns to the ground state, It utilizes the oxygen quenching effect of quenching by the action of oxygen. That is, by utilizing the transition from the excited state to the ground state of a molecule having an oxygen quenching action, it becomes possible to relate the quenching action to the oxygen concentration, and the quenching action is caused in an atmosphere in which the oxygen concentration is proportional to the partial pressure. It becomes possible to correlate with pressure. Such an oxygen-sensitive composition has a film-forming ability and is made into a coating (pressure-sensitive luminescent coating material) to be applied in a film form on the surface of an object, and is used for wind tunnel experiments of objects.
【0003】感圧塗料における酸素消光性分子とバイン
ダとしては、可視化情報 Vol.18 No.69(1998年4月)
「感圧塗料による圧力分布の計測技術」(浅井圭介)、
可視化情報vol.17 Suppl. No.1(1997年7月)「各種の
感圧塗料のサンプル特性試験」(浅井圭介ら)、特開平
7−12661号公報、特開平11−344388号公
報において各種の組み合わせが開示されている。Visualization information Vol.18 No.69 (April 1998) is used as the oxygen quenching molecule and the binder in the pressure-sensitive paint.
"Technology for measuring pressure distribution using pressure-sensitive paint" (Keisuke Asai),
Visualization Information vol.17 Suppl. No.1 (July 1997) "Various pressure-sensitive paint sample characteristics test" (Keisuke Asai et al.), JP-A-7-12661, JP-A-11-344388 Are disclosed.
【0004】酸素消光性分子としては、高い量子効率と
優れた酸素感度が求められており、ポリフィリン系化合
物、ルテニウム錯体、芳香族化合物などが使用されてい
る。一方、酸素感応性分子を物体表面上へ膜状に付与す
るためのバインダーは、当該分子の酸素消光作用の発現
のために、酸素透過性、固体への付着性、表面の平滑性
等を充足することが求められており、ジメチルポリシロ
キサンポリマー溶液のような熱可塑性シリコーンコポリ
マー(GP197など)や、シリコーン−ポリウレタン
コポリマー、シリコーン−ポリエステルコポリマー、シ
リコンゴム(RTV)等が使用できることが記載されて
いる。また、特開平11−344388号公報には、バ
インダとして、薄層クロマトグラフィ用シリカゲルプレ
ート(TLCプレート)を用いる場合に、ポルフィリン
系化合物をテトラヒドロフランに溶解して吸着させるこ
とが開示されている。As the oxygen quenching molecule, high quantum efficiency and excellent oxygen sensitivity are required, and porphyrin-based compounds, ruthenium complexes, aromatic compounds and the like are used. On the other hand, a binder for imparting a film of oxygen-sensitive molecules to the surface of an object satisfies oxygen permeability, adhesion to solids, surface smoothness, etc. in order to exhibit the oxygen quenching action of the molecule. It is described that a thermoplastic silicone copolymer (such as GP197) such as a dimethylpolysiloxane polymer solution, a silicone-polyurethane copolymer, a silicone-polyester copolymer, and a silicone rubber (RTV) can be used. . Further, JP-A-11-344388 discloses that when a silica gel plate for thin layer chromatography (TLC plate) is used as a binder, a porphyrin compound is dissolved in tetrahydrofuran and adsorbed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記した各種バインダ
ーは、いずれも酸素透過性の高いバインダーではある
が、その場合、得られる酸素感応性膜状体の圧力感度や
応答性は、主としてバインダー自身の酸素透過性に支配
される。このため、圧力感度や応答性は、ポリマーの種
類によって制限されることになり、結果として、圧力感
度や応答性を向上させることが困難であった。また、T
LCプレートは、比較的圧力感度が高いが、板状である
ため、目的とする物体表面の圧力を計測するために膜状
体を成膜させるには、付着性が悪いという問題がある。The above-mentioned various binders are all binders having high oxygen permeability, but in that case, the pressure sensitivity and responsiveness of the oxygen-sensitive film-like material obtained are mainly those of the binder itself. It is governed by oxygen permeability. Therefore, the pressure sensitivity and responsiveness are limited by the type of polymer, and as a result, it is difficult to improve the pressure sensitivity and responsiveness. Also, T
The LC plate has a relatively high pressure sensitivity, but since it has a plate shape, it has a problem of poor adhesiveness when a film-like body is formed to measure the pressure of the target object surface.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記した従来の問題点を
解決すべく、本発明者らは、酸素感応性組成物における
バインダーを酸素消光性分子の分散するマトリックスと
して着目して検討した。そして、このマトリックスの複
合化、あるいはマトリックスの不均一化によって、上記
した問題点が解決され、酸素消光性分子の光反応性が向
上し、酸素感応性膜の圧力感度、発光強度等を向上させ
ることができることを見出し、本発明を完成した。In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present inventors have paid attention to a binder in an oxygen-sensitive composition as a matrix in which oxygen quenching molecules are dispersed and studied. Then, the above-mentioned problems are solved and the photoreactivity of the oxygen-quenching molecule is improved by the complexation of the matrix or the non-uniformity of the matrix, and the pressure sensitivity and the emission intensity of the oxygen-sensitive film are improved. The inventors have found that they can be achieved and completed the present invention.
【0007】すなわち、本発明者らは、酸素透過性を有
する膜を成膜可能な高分子化合物のマトリックスに粒子
状物を存在させるようにすること、換言すれば、従来単
一で均一であったマトリックスを複合化し、マトリック
スに積極的に不均一な場を付与するようにした。これに
より、結果として、発光強度及び圧力感度がその不均一
性の度合いにより変化し、発光強度及び圧力感度が向上
することを確認した。That is, the inventors of the present invention have made the particulate matter present in a matrix of a polymer compound capable of forming a film having oxygen permeability, in other words, it is conventionally single and uniform. The matrix was composited so that a non-uniform field was positively applied to the matrix. As a result, it was confirmed that the emission intensity and the pressure sensitivity were changed depending on the degree of the nonuniformity, and the emission intensity and the pressure sensitivity were improved.
【0008】さらに、本発明者らは、メタロキサン結合
を有し、かつ疎水性官能基を有する高分子化合物をマト
リックスとして使用し、このマトリックスに粒子を存在
させるようにすることにより、マトリックスを複合化し
あるいはマトリックスに不均一な場を提供して、発光強
度及び圧力感度が向上することを見出した。Furthermore, the present inventors used a polymer compound having a metalloxane bond and a hydrophobic functional group as a matrix, and by allowing particles to be present in this matrix, the matrix was complexed. Alternatively, it has been found that by providing a non-uniform field in the matrix, the emission intensity and pressure sensitivity are improved.
【0009】したがって、本発明によれば、以下の手段
が提供される。
(1)酸素感応性膜形成用組成物であって、酸素消光性
分子と、酸素透過性を有する膜を成膜可能な高分子化合
物と、粒子状物、とを含有する、組成物。
(2)酸素感応性膜形成用組成物であって、酸素消光性
分子と、メタロキサン結合を有し、疎水性官能基を備え
る高分子化合物と、粒子状物、とを含有する、組成物。
(3)前記高分子化合物はシロキサン結合を有する、
(2)記載の酸素感応性膜形成用組成物。
(4)前記粒子状物は、酸素に対して親和性を有する粒
子である、(1)〜(3)のいずれかに記載の酸素感応
性膜形成用組成物。
(5)前記酸素消光性分子は、ポルフィリン系化合物で
ある(1)〜(4)のいずれかに記載の酸素感応性膜形
成用組成物。
(6)酸素感応性膜形成用組成物の製造方法であって、
疎水性官能基を備える加水分解性金属化合物を含む原料
を加水分解・重縮合させて、メタロキサン結合を有し、
かつ疎水性官能基を有する高分子化合物を合成する工程
と、高分子化合物を含むゾルを分離した後、乾燥して得
たゲル化物を得る工程、とを有する方法。
(7)前記ゲル化物と、酸素消光性分子とを、当該ゲル
化物と酸素消光性分子とを溶解する溶剤にを溶解する工
程、とを有する、(6)記載の方法。
(8)前記高分子化合物合成工程において、前記加水分
解性金属化合物は、1個の疎水性官能基を備えるトリア
ルコキシシランである、(6)又は(7)記載の方法。
(9)前記溶剤に、さらに金属酸化物粒子を添加する、
(6)〜(8)のいずれかに記載の方法。
(10)前記金属酸化物粒子はシリカ粒子である、
(9)記載の方法。
(11)前記酸素消光性分子は、ポルフィリン系化合物
である、(6)〜(10)のいずれかに記載の方法。
(12)前記溶剤はジクロロメタンである、(6)〜
(11)のいずれかに記載の方法。
(13)酸素感応性膜であって、酸素透過性マトリック
スと、このマトリックスに保持される酸素消光性分子
と、このマトリックスに保持される粒子状物、とを備え
る、膜。
(14)前記酸素透過性マトリックスは、メタロキサン
結合を有し、疎水性官能基を備える高分子化合物を含有
する、(13)記載の酸素感応性膜。
(15)前記粒子状物は、酸素親和性粒子である、(1
3)又は(14)記載の酸素感応性膜。
(16)前記酸素消光性分子は、ポルフィリン系化合物
である、(13)〜(15)のいずれかに記載の酸素感
応性膜。
(17)前記酸素親和性粒子は、1μm〜50μmの粒
径の金属酸化物粒子である、(15)記載の酸素感応性
膜。
(18)前記金属酸化物粒子は、10nm〜500nm
の粒径の金属酸化物粒子である、(15)記載の酸素感
応性膜。
(19)酸素感応性膜であって、疎水性官能基を備える
加水分解性金属化合物を含む原料を加水分解・重縮合さ
せて得られる生成物を分離し、この生成物と酸素消光性
分子とを含有する組成物を調製し、この組成物を物体表
面に付与し乾燥して得られる膜。
(20)前記分離した生成物に、さらに金属酸化物粒子
とを加えて組成物を調製する、(19)記載の皮膜。
(21)前記加水分解・重縮合にともなって金属酸化物
をその場生成させることにより得られる生成物を分離
し、この生成物と酸素消光性分子とを含有する組成物を
調製する、(19)記載の酸素感応性皮膜。
(22)(13)〜(21)記載の酸素感応性膜を物体
表面に形成して、その表面における圧力分布を測定する
方法。
(23)(13)〜(21)記載の酸素感応性膜を物体
表面に形成して、その表面における圧力分布を測定する
装置。Therefore, according to the present invention, the following means are provided. (1) A composition for forming an oxygen-sensitive film, comprising an oxygen-quenching molecule, a polymer compound capable of forming a film having oxygen permeability, and a particulate matter. (2) A composition for forming an oxygen-sensitive film, comprising an oxygen-quenching molecule, a polymer compound having a metalloxane bond and having a hydrophobic functional group, and a particulate material. (3) The polymer compound has a siloxane bond,
(2) The composition for forming an oxygen-sensitive film described in (2). (4) The composition for forming an oxygen-sensitive film according to any of (1) to (3), wherein the particulate matter is a particle having an affinity for oxygen. (5) The oxygen-sensitive film forming composition as described in any of (1) to (4), wherein the oxygen quenching molecule is a porphyrin compound. (6) A method for producing a composition for forming an oxygen-sensitive film, comprising:
By hydrolyzing and polycondensing a raw material containing a hydrolyzable metal compound having a hydrophobic functional group, having a metalloxane bond,
And a step of synthesizing a polymer compound having a hydrophobic functional group, and a step of separating a sol containing the polymer compound and then drying to obtain a gelled product. (7) The method according to (6), comprising a step of dissolving the gelled product and the oxygen quenching molecule in a solvent that dissolves the gelled product and the oxygen quenching molecule. (8) The method according to (6) or (7), wherein in the polymer compound synthesizing step, the hydrolyzable metal compound is trialkoxysilane having one hydrophobic functional group. (9) Metal oxide particles are further added to the solvent,
The method according to any one of (6) to (8). (10) The metal oxide particles are silica particles,
(9) The method as described. (11) The method according to any of (6) to (10), wherein the oxygen quenching molecule is a porphyrin compound. (12) The solvent is dichloromethane, (6) to
The method according to any one of (11). (13) An oxygen-sensitive film, comprising an oxygen-permeable matrix, oxygen-quenching molecules retained by the matrix, and particulate matter retained by the matrix. (14) The oxygen-sensitive membrane according to (13), wherein the oxygen-permeable matrix contains a polymer compound having a metalloxane bond and a hydrophobic functional group. (15) The particulate matter is an oxygen-affinity particle, (1
3) or the oxygen-sensitive film as described in (14). (16) The oxygen-sensitive film according to any of (13) to (15), wherein the oxygen-quenching molecule is a porphyrin compound. (17) The oxygen-sensitive film according to (15), wherein the oxygen-affinity particles are metal oxide particles having a particle size of 1 μm to 50 μm. (18) The metal oxide particles have a thickness of 10 nm to 500 nm.
The oxygen-sensitive film according to (15), which is a metal oxide particle having a particle size of. (19) An oxygen-sensitive film, wherein a product obtained by hydrolyzing and polycondensing a raw material containing a hydrolyzable metal compound having a hydrophobic functional group is separated, and the product and the oxygen-quenching molecule are separated. A film obtained by preparing a composition containing, and applying the composition to the surface of an object and drying the composition. (20) The film as described in (19), wherein a composition is prepared by further adding metal oxide particles to the separated product. (21) A product obtained by in-situ generation of a metal oxide by the hydrolysis / polycondensation is separated, and a composition containing this product and an oxygen quenching molecule is prepared. ) The oxygen-sensitive film described above. (22) A method of forming the oxygen-sensitive film according to (13) to (21) on the surface of an object and measuring the pressure distribution on the surface. (23) An apparatus for forming the oxygen-sensitive film according to (13) to (21) on the surface of an object and measuring the pressure distribution on the surface.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の酸素感応性膜形成用組成
物は、酸素消光性分子と、酸素透過性を有する膜を成膜
可能な高分子化合物と、粒子状物、好ましくは酸素に対
して親和性を有する粒子(以下、酸素親和性粒子とい
う。)、とを含有している。この組成物を固体表面に付
与すれば、前記高分子化合物により、酸素透過性膜をマ
トリックスとし、このマトリックスに保持される酸素消
光性分子と、このマトリックスに保持される粒子状物
(好ましくは、酸素親和性粒子)とを備える、酸素感応
性膜が形成される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The oxygen-sensitive film-forming composition of the present invention comprises an oxygen-quenching molecule, a polymer compound capable of forming a film having oxygen permeability, and a particulate matter, preferably oxygen. And particles having an affinity with each other (hereinafter referred to as oxygen affinity particles). When the composition is applied to a solid surface, the polymer compound forms an oxygen-permeable film into a matrix, and the oxygen-quenching molecule retained in the matrix and the particulate matter retained in the matrix (preferably, An oxygen-sensitive film) is formed.
【0011】本発明の酸素感応性膜は、マトリックス
に、粒子状物を含有することにより、マトリックスに分
散される酸素消光性分子の発する光を散乱する。この光
の散乱効果により、酸素感応性膜の発光強度が増大す
る。また、金属酸化物粒子などの酸素親和性粒子を分散
して保持することにより酸素濃度に対する発光強度の消
光度、すなわち、圧力感度が増大する。圧力感度の増大
は、酸素親和性粒子の以下の作用によるものと考えられ
る。すなわち、マトリックス中において酸素親和性粒子
は、マトリックスを拡散する酸素に対して吸着作用を奏
するものと考えられる。このため、酸素親和性粒子近傍
において酸素濃度が高くなり、酸素濃度の不均一性が生
じる。しかしながら、酸素親和性粒子近傍において酸素
消光性分子と酸素とが接触する確率が増大し、その結果
として、同じ酸素濃度でも消光度が大きくなり、圧力感
度が増大するものと推定される。The oxygen-sensitive film of the present invention scatters the light emitted by the oxygen-quenching molecule dispersed in the matrix by containing the particulate matter in the matrix. This light scattering effect increases the emission intensity of the oxygen-sensitive film. Further, by dispersing and holding the oxygen-affinity particles such as metal oxide particles, the extinction degree of the emission intensity with respect to the oxygen concentration, that is, the pressure sensitivity is increased. It is considered that the increase in pressure sensitivity is due to the following action of the oxygen affinity particles. That is, it is considered that the oxygen-affinity particles in the matrix exert an adsorbing action on oxygen diffusing through the matrix. For this reason, the oxygen concentration becomes high in the vicinity of the oxygen affinity particles, and the oxygen concentration becomes non-uniform. However, it is presumed that the probability of contact between oxygen-quenching molecules and oxygen increases near the oxygen-affinity particles, and as a result, the quenching degree increases and the pressure sensitivity increases even with the same oxygen concentration.
【0012】また、同時に、酸素親和性粒子は、酸素透
過性マトリックスにおいて、酸素の拡散を阻害する遮蔽
効果を奏することにより、酸素親和性粒子近傍において
酸素が留まりやすくなり、酸素濃度が高まる場合もあり
うる。これにより、圧力感度が増大することもある。At the same time, the oxygen-affinity particles have a shielding effect of inhibiting diffusion of oxygen in the oxygen-permeable matrix, so that oxygen tends to stay near the oxygen-affinity particles and the oxygen concentration may increase. It is possible. This may increase pressure sensitivity.
【0013】酸素親和性粒子は、マトリックスの備える
酸素の親和性よりも高い酸素親和性を有していることが
好ましい。このような親和性の差がマトリックスと粒子
との間に存在することにより、酸素親和性粒子近傍にお
ける酸素濃度がたかまりやすくなると考えられ、上記し
た圧力感度上昇効果が有効に発揮されることになる。こ
のためには、例えば、マトリックスの有する酸素親和性
を低くすること、および/または、酸素親和性粒子の酸
素親和性を高くすることが効果的である。The oxygen affinity particles preferably have an oxygen affinity higher than the affinity of oxygen contained in the matrix. It is considered that the presence of such a difference in affinity between the matrix and the particles facilitates the accumulation of oxygen concentration in the vicinity of the particles having oxygen affinity, and that the above-described pressure sensitivity increasing effect is effectively exhibited. Become. To this end, for example, it is effective to lower the oxygen affinity of the matrix and / or increase the oxygen affinity of the oxygen-affinity particles.
【0014】特に、マトリックスに疎水性官能基を有す
る高分子化合物を用いることが好ましい形態である。マ
トリックスに疎水性官能基が導入されていると、疎水性
である酸素消光性分子に対する相溶性が増大し、酸素消
光性分子が良好に分散・保持されるようになる。これに
より、マトリックスに分散して保持させることのできる
酸素消光性分子濃度を高めることができて、発光強度の
増大を図ることができる。同時に、疎水性基の導入によ
り、マトリックスの酸素透過性も向上する。さらに、酸
素親和性粒子との間で酸素親和性の差が得られ易くな
り、圧力感度も向上される。In particular, it is a preferable mode to use a polymer compound having a hydrophobic functional group in the matrix. When the hydrophobic functional group is introduced into the matrix, the compatibility with the hydrophobic oxygen-quenching molecule is increased, and the oxygen-quenching molecule is favorably dispersed and retained. As a result, the concentration of oxygen-quenching molecules that can be dispersed and held in the matrix can be increased, and the emission intensity can be increased. At the same time, the introduction of hydrophobic groups also improves the oxygen permeability of the matrix. Further, it becomes easier to obtain a difference in oxygen affinity between the particles having oxygen affinity and the pressure sensitivity is also improved.
【0015】酸素親和性粒子は、酸素に対して親和性を
有する粒子であればよいが、好ましくは、酸素原子を有
する分子を含み、より好ましくは、酸化物粒子である。
典型的には、金属酸化物粒子である。粒子形態や、マト
リックスにおける分散形態を限定するものではない。金
属酸化物粒子であれば、良好な酸素親和性を有し、か
つ、酸素の脱離の制御も容易である。なお、圧力感度の
向上は、物体表面における微小な圧力の差も検知して、
微小な圧力分布の測定に寄与する。また、発光強度の向
上は、圧力計測時の測定精度の向上に寄与する。The oxygen-affinity particles may be particles having an affinity for oxygen, but preferably include a molecule having an oxygen atom, and more preferably an oxide particle.
It is typically a metal oxide particle. The particle morphology and the dispersion morphology in the matrix are not limited. The metal oxide particles have good oxygen affinity and can easily control desorption of oxygen. It should be noted that the improvement of pressure sensitivity is to detect a minute pressure difference on the object surface,
Contributes to the measurement of minute pressure distributions. Further, the improvement of the emission intensity contributes to the improvement of the measurement accuracy during pressure measurement.
【0016】以下、本発明の酸素透過性膜形成用組成
物、酸素透過性膜、さらには、これらの製造方法につい
て詳細に説明する。
(酸素透過性膜形成用組成物)本発明の酸素透過性膜形
成用組成物は、酸素消光性分子と、酸素透過性を有する
膜を成膜可能な高分子化合物と、粒子状物とを含有して
いる。酸素消光性分子としては、酸素による消光現象を
生じる発光性の光励起物質を利用できる。酸素消光性分
子に、その吸収スペクトルに相当する波長の励起光を照
射すると、励起状態の分子は、基底状態に戻る際に、励
起光よりも長い波長のルミネセンスを発する。しかし、
励起状態の分子の周囲に酸素分子が存在すると、酸素に
エネルギーが奪われ、ルミネセンスを発することなく基
底状態に落ちる。すなわち、酸素消光性分子のルミネセ
ンスの強度(寿命)は、光励起物質の周辺の酸素濃度に
よって変化する。したがって、強度を測定すれば酸素濃
度を測定することができ、また、周囲の気体における酸
素成分の割合が一定に保たれている場合には、酸素濃度
の測定値を圧力に対応付けて圧力を測定することが可能
となる。The oxygen-permeable film forming composition of the present invention, the oxygen-permeable film, and the method for producing them will be described in detail below. (Oxygen-permeable film forming composition) The oxygen-permeable film forming composition of the present invention comprises an oxygen quenching molecule, a polymer compound capable of forming a film having oxygen permeability, and particulate matter. Contains. As the oxygen-quenching molecule, a light-emitting photoexciting substance that causes a quenching phenomenon by oxygen can be used. When an oxygen-quenching molecule is irradiated with excitation light having a wavelength corresponding to its absorption spectrum, the molecule in the excited state emits luminescence having a longer wavelength than the excitation light when returning to the ground state. But,
When oxygen molecules are present around molecules in the excited state, oxygen loses energy and falls to the ground state without emitting luminescence. That is, the luminescence intensity (lifetime) of the oxygen-quenching molecule changes depending on the oxygen concentration around the photoexcitation substance. Therefore, the oxygen concentration can be measured by measuring the intensity, and when the ratio of the oxygen component in the surrounding gas is kept constant, the measured value of the oxygen concentration is associated with the pressure to determine the pressure. It becomes possible to measure.
【0017】消光過程は、拡散律速であり、発光強度
(I)は、スタン−ボルマー(Stern−Volme
r)の式(1)に従う。
I0/I=1+kQτ0[O2]=1+k(T)P……(1)
I0:酸素濃度がゼロの場合の発光強度
kQ:O2の消光作用の速度定数
τ0:無酸素時の励起分子の寿命
[O2]:酸素濃度
P:圧力
K(T):比例定数(温度)
一般に、I0を正確に想定することは困難であるため、
通常は既知の圧力である大気圧(Pref)における値
(Iref)を基準として(1)式を正規化する。
Iref/I=A+B(P/Pref) ………(2)
A(T)=1/[1+K(T)Pref]、
B=K(T)Pref/[1+K(T)Pref] ………(3)
すなわち、発光強度比の逆数は圧力比の1次関数とな
る。典型的な酸素消光性分子ないしはそれを含む酸素感
応性膜は、(2)式に従う。Bは圧力感度と呼ばれる係
数であり、酸素消光性分子ないしはそれを含む酸素感応
性膜の評価の指標となる。The quenching process is diffusion-controlled, and the emission intensity (I) is Stan-Volme (Stern-Volme).
According to the equation (1) of r). I 0 / I = 1 + k Q τ 0 [O 2 ] = 1 + k (T) P (1) I 0 : Emission intensity when oxygen concentration is zero k Q : O 2 quenching rate constant τ 0 : Lifetime of excited molecule in the absence of oxygen [O 2 ]: oxygen concentration P: pressure K (T): proportional constant (temperature) In general, it is difficult to accurately estimate I 0 .
The equation (1) is normalized based on the value (I ref ) at the atmospheric pressure (P ref ) which is usually a known pressure. I ref / I = A + B (P / P ref ) ... (2) A (T) = 1 / [1 + K (T) P ref ], B = K (T) P ref / [1 + K (T) P ref ] (3) That is, the reciprocal of the emission intensity ratio is a linear function of the pressure ratio. A typical oxygen-quenching molecule or an oxygen-sensitive film containing it follows the formula (2). B is a coefficient called pressure sensitivity and serves as an index for evaluation of the oxygen quenching molecule or the oxygen sensitive film containing it.
【0018】かかる酸素消光性分子としては、例えば、
ポルフィリン系化合物、金属錯体系化合物、多環芳香族
炭化水素系化合物、フラーレン系化合物等が従来知られ
ている。ポルフィリン系化合物としては、オクタエチル
ポルフィリン(OEP)や、テトラフェニルポルフィリ
ン(TFPP)を骨格とし、配位金属として、白金、パ
ラジウム、亜鉛を有するものを挙げることができる。典
型的には、白金オクタエチルポルフィリン(PtOE
P)、パラジウムオクタエチルポルフィリン(PdOE
P)、亜鉛テトラフェニルポルフィリン(ZnTFP
P)等を挙げることができる。これらは1種あるは2種
以上を組み合わせて使用することができるが、好ましく
は、オクタエチルポルフィリン系であり、最も好ましく
は、白金オクタエチルポルフィリンである。Examples of such oxygen quenching molecules include:
Conventionally known are porphyrin compounds, metal complex compounds, polycyclic aromatic hydrocarbon compounds, fullerene compounds and the like. Examples of the porphyrin-based compound include those having octaethylporphyrin (OEP) or tetraphenylporphyrin (TFPP) as a skeleton and platinum, palladium, or zinc as a coordination metal. Typically, platinum octaethylporphyrin (PtOE
P), palladium octaethylporphyrin (PdOE
P), zinc tetraphenylporphyrin (ZnTFP
P) etc. can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more, but octaethylporphyrin type is preferable, and platinum octaethylporphyrin is most preferable.
【0019】金属錯体系化合物としては、ルテニウム
(RuII)錯体、オスミウム(OsII)錯体、イリジウ
ム(IrII)錯体等がある。ルテニウム錯体は、[Ru
(II)(L)3 2+](Lは配位子である)で表すことがで
き、配位子としては、2,2−ビピリジン(bpy、R
u(bpy))、1,10−フェナントロリン(phe
n、Ru(phen))、4,7−ジフェニル−4,7
−フェナントロリン(Ph2phen、Ru(Ph2ph
en))を例示できる。さらに、これらの配位子をオス
ミウム(OSII)に対して、あるいはイリジウム(Ir
(III))に対して備える錯体も例示できる。これらは
1種あるいは2種以上を組み合わせて使用することがで
きる。Examples of the metal complex compounds include ruthenium (RuII) complex, osmium (OsII) complex and iridium (IrII) complex. The ruthenium complex is [Ru
(II) (L) 3 2+ ] (L is a ligand), and as the ligand, 2,2-bipyridine (bpy, R
u (bpy), 1,10-phenanthroline (phe)
n, Ru (phen)), 4,7-diphenyl-4,7
-Phenanthroline (Ph 2 phen, Ru (Ph 2 ph
en)) can be exemplified. Furthermore, these ligands can be used for osmium (OSII) or iridium (Ir).
The complex provided for (III)) can also be illustrated. These can be used alone or in combination of two or more.
【0020】多環芳香族炭化水素系化合物としては、ピ
レン(Pyrene)、ペリレン(Perylene)
等がある。さらに、フラーレン系化合物としては、
C60、C70がある。The polycyclic aromatic hydrocarbon compounds include pyrene and perylene.
Etc. Furthermore, as fullerene compounds,
There are C 60 and C 70 .
【0021】これらのうち、酸素消光性分子としては、
好ましくはポルフィリン系化合物であり、より好ましく
は、オクタエチルポルフィリンであり、さらに好ましく
は、白金オクタエチルポルフィリンである。Of these, oxygen quenching molecules include
A porphyrin compound is preferred, octaethylporphyrin is more preferred, and platinum octaethylporphyrin is still more preferred.
【0022】酸素消光性分子の含有量は、必要に応じて
設定することができるが、好ましくは、高分子化合物に
対して約0.0001wt%〜0.1wt%であり、よ
り好ましくは約0.0001wt%〜0.005wt%
である。特に、オクタエチルポルフィリン(好ましくは
白金オクタエチルポルフィリン)の場合には、約0.0
001wt%〜0.01wt%とすることが好ましく、
より好ましくは、約0.0001wt%〜0.001w
t%であり、最も好ましくは約0.001wt%であ
る。The content of the oxygen quenching molecule can be set as necessary, but is preferably about 0.0001 wt% to 0.1 wt% with respect to the polymer compound, and more preferably about 0. 0.0001 wt% to 0.005 wt%
Is. Particularly, in the case of octaethylporphyrin (preferably platinum octaethylporphyrin), about 0.0
001 wt% to 0.01 wt% is preferable,
More preferably, about 0.0001 wt% to 0.001 w
t%, and most preferably about 0.001 wt%.
【0023】本組成物は、酸素透過性を有する膜を成膜
可能な高分子化合物を有している。従来公知の酸素感応
性膜に使用されている高分子化合物他、各種高分子を使
用できる。例えば、シリコンポリマー系、シリコーンゴ
ム系、ポリスチレン系、シリカゲル、ゾルゲル法による
シリカ系等を挙げることができる。シリコンポリマー系
としては、ポリジメチルシロキサンポリマーであるGP
197(Genesee Polymer Cor
p.)、シリコーンゴム系としては、ビニルシリコーン
ゴム GE RTV−118等の常温硬化型シリコーンゴ
ム、ポリスチレン系としてはポリスチレン、シリカゲル
系としては、薄層クロマトグラフィ−用のシリカゲルプ
レート、ゾル−ゲル系シリカとしては、アルコキシシラ
ンの加水分解・重縮合によって得られるシロキサン骨格
を有する高分子化合物を挙げることができる。The composition has a polymer compound capable of forming a film having oxygen permeability. Various polymers can be used in addition to the polymer compounds used in conventionally known oxygen-sensitive membranes. For example, silicone polymer type, silicone rubber type, polystyrene type, silica gel, silica type by sol-gel method and the like can be mentioned. GP, which is a polydimethylsiloxane polymer, as a silicone polymer
197 (Genesee Polymer Cor)
p.), a silicone rubber type, a room temperature curable silicone rubber such as vinyl silicone rubber GE RTV-118, a polystyrene type polystyrene, a silica gel type silica gel plate for thin layer chromatography, a sol-gel type silica. Examples thereof include a polymer compound having a siloxane skeleton obtained by hydrolysis / polycondensation of alkoxysilane.
【0024】本組成物においては、好ましくは、後述す
る酸素親和性粒子との関係で、酸素親和性の低い高分子
化合物を使用することが好ましい。より好ましくは、疎
水性官能基を有し、かつメタロキサン骨格を有する高分
子化合物とすることが好ましい。かかる高分子化合物と
しては、例えば、疎水性官能基を備える、有機金属化合
物を加水分解後自己縮合させることによって得られる生
成物、典型的にはゾルゲル法によって得られる生成物で
あって、メタロキサン骨格を有し、疎水性官能基を備え
る高分子化合物が好ましい。かかる化合物は、疎水性官
能基を備えて、かつ2以上の加水分解性基を備える有機
金属化合物を出発原料として加水分解・重縮合により得
られる。なお、疎水性官能基は、高分子骨格の主鎖の一
部を構成してもよいし、また、主鎖の構成原子に結合し
て備えられていてもよい。In the present composition, it is preferable to use a polymer compound having a low oxygen affinity in relation to the oxygen affinity particles described later. It is more preferable to use a polymer compound having a hydrophobic functional group and a metalloxane skeleton. Examples of such a polymer compound include a product obtained by hydrolyzing and then self-condensing an organometallic compound having a hydrophobic functional group, typically a product obtained by a sol-gel method, and having a metalloxane skeleton. And a polymer compound having a hydrophobic functional group is preferred. Such a compound is obtained by hydrolysis / polycondensation using an organometallic compound having a hydrophobic functional group and two or more hydrolyzable groups as a starting material. The hydrophobic functional group may form a part of the main chain of the polymer skeleton, or may be provided by being bonded to a constituent atom of the main chain.
【0025】このような加水分解性の有機金属化合物
は、例えば以下の式で表すことができる。
R1 m−M−(OR2)n 式(1)
(ただし、Mは金属原子であり、R1は、それぞれ独立
に、炭素原子を少なくとも1個有する炭化水素基であ
り、R2は、それぞれ独立に、水素原子、あるいは炭素
原子を少なくとも1個有する炭化水素基であり、mは1
以上の整数であり、nは、2以上の整数で金属原子Mの
価数からmを差し引いた整数である。)また、次の式
(2)で表される有機金属化合物も使用できる。
R1 m−M−Xn 式(2)
(ただし、Mは金属原子であり、R1は、それぞれ独立
に、炭素原子を少なくとも1個有する炭化水素基であ
り、Xは、それぞれ独立に、ハロゲン原子であり、mは
1以上の整数であり、nは、2以上の整数で金属原子の
価数からmを差し引いた整数である。)Such a hydrolyzable organometallic compound can be represented by, for example, the following formula. R 1 m -M- (OR 2) n (1) (wherein, M is a metal atom, R 1 is each independently a hydrocarbon group having at least one carbon atom, R 2 is Each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having at least one carbon atom, and m is 1
The above is an integer, and n is an integer of 2 or more and is an integer obtained by subtracting m from the valence of the metal atom M. ) Further, an organometallic compound represented by the following formula (2) can also be used. R 1 m —M—X n Formula (2) (wherein M is a metal atom, R 1 is independently a hydrocarbon group having at least one carbon atom, and X is independently, It is a halogen atom, m is an integer of 1 or more, and n is an integer of 2 or more and is an integer obtained by subtracting m from the valence of a metal atom.)
【0026】これらの式(1)および(2)において
は、Mは、好ましくは、ケイ素(Si)、アルミニウム
(Al)、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)、ジルコニ
ウム(Zr)等である。Mがケイ素の場合には、得られ
る化合物はSi−O結合を備えるシロキサン骨格を有
し、アルミニウムの場合には、Al−O結合を備えるア
ロキサン骨格を有するものとなり、チタンの場合には、
Ti−O結合を備えるチタノオキサン骨格を有するもの
等、それぞれ対応するメタロキサン結合を備えるものと
なる。好ましくは、アルミニウム、チタン、およびケイ
素であり、さらに好ましくは、少なくともケイ素とす
る。好ましくは、ケイ素のみとする。なお、Mとして1
種類あるいは2種類以上を組み合わせて、1種あるいは
2種以上の有機金属化合物を原料として用いて、共縮合
体を得ることもできる。In these formulas (1) and (2), M is preferably silicon (Si), aluminum (Al), titanium (Ti), niobium (Nb), zirconium (Zr) or the like. When M is silicon, the resulting compound has a siloxane skeleton having a Si-O bond, in the case of aluminum, an alloxane skeleton having an Al-O bond, and in the case of titanium,
Those having a corresponding metalloxane bond, such as those having a titanooxane skeleton having a Ti—O bond, are provided. Aluminum, titanium, and silicon are preferable, and at least silicon is more preferable. Preferably, only silicon is used. Note that M is 1
It is possible to obtain a cocondensate by using one kind or two or more kinds of organic metal compounds as raw materials in combination of two or more kinds.
【0027】これらの式(1)及び(2)において、R
1は、加水分解性の有機金属化合物における疎水性官能
基に対応している。R1は、炭素数が1〜10の炭化水
素基であることが好ましく、より好ましくは、炭素数が
1〜6の直鎖あるいは枝分かれ状のアルキル基、炭素数
4〜8の脂環式炭化水素基である。また、R1は、炭素
数が6〜18の芳香族環式炭化水素基とすることができ
る。さらに好ましくは、炭素数1〜6の直鎖状あるいは
分岐状アルキル基、及び炭素数6〜14の芳香族環式炭
化水素基である。直鎖状アルキル基としては、メチル
基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、
n−ブチル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基
等を好ましく使用できる。より好ましくは、メチル基、
エチル基等である。また、芳香族環式炭化水素基として
は、フェニル基、ベンジル基、ジフェニル基、トリフェ
ニル基等を好ましく使用できる。より好ましくは、フェ
ニル基、ジフェニル基である。さらに好ましくは、フェ
ニル基のみとする。なお、R1として1種類あるいは2
種類以上を組み合わせることができるとともに、1種あ
るいは2種以上の有機金属化合物を原料として用いて、
共縮合体を得ることもできる。In these equations (1) and (2), R
1 corresponds to the hydrophobic functional group in the hydrolyzable organometallic compound. R 1 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alicyclic carbon group having 4 to 8 carbon atoms. It is a hydrogen group. R 1 can be an aromatic cyclic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms. More preferably, it is a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and an aromatic cyclic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms. As the linear alkyl group, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group,
An n-butyl group, an iso-butyl group, a tert-butyl group and the like can be preferably used. More preferably, a methyl group,
An ethyl group and the like. Further, as the aromatic cyclic hydrocarbon group, a phenyl group, a benzyl group, a diphenyl group, a triphenyl group and the like can be preferably used. More preferably, it is a phenyl group or a diphenyl group. More preferably, it is a phenyl group only. One kind or two as R 1
It is possible to combine more than one kind and use one or more kinds of organometallic compounds as raw materials,
It is also possible to obtain a cocondensate.
【0028】R1基の数(m)は、1以上の整数である
が、好ましくは2以下であり、より好ましくは1であ
る。R1の個数が多いと、結果的に、加水分解され重縮
合によって3次元メタロキサン骨格が得られにくくなる
からである。The number (m) of R 1 groups is an integer of 1 or more, preferably 2 or less, more preferably 1. This is because if the number of R 1 is large, as a result, it becomes difficult to obtain a three-dimensional metalloxane skeleton by hydrolysis and polycondensation.
【0029】式(1)で表される有機金属化合物は、O
R2基を備えている。OR2基は、加水分解性基に対応し
ている。OR2基は、水酸基および/またはアルコキシ
ル基である。アルコキシル基の場合のR2は、好ましく
は、アルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜5の
鎖状アルキル基である。最も好ましくは、メチル基ある
いはエチル基である。水酸基及び/又はアルコキシル基
の個数(n)は、2以上であり、より好ましくは3以上
である。金属原子がケイ素の場合には、3個のアルコキ
シル基および/または水酸基を備えることが好ましい。
好ましい有機金属化合物としては、メチルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメ
トキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニ
ルトリメトキシシラン、ジフェニルトリエトキシシラン
等を挙げることができる。より好ましくは、フェニルト
リメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフ
ェニルトリメトキシシラン、ジフェニルトリエトキシシ
ランであり、さらに好ましくは、フェニルトリメトキシ
シラン、及びフェニルトリエトキシシランである。The organometallic compound represented by the formula (1) is O
It has an R 2 group. The OR 2 group corresponds to the hydrolyzable group. The OR 2 group is a hydroxyl group and / or an alkoxyl group. In the case of an alkoxyl group, R 2 is preferably an alkyl group, more preferably a chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. Most preferably, it is a methyl group or an ethyl group. The number (n) of hydroxyl groups and / or alkoxyl groups is 2 or more, more preferably 3 or more. When the metal atom is silicon, it preferably has three alkoxyl groups and / or hydroxyl groups.
Preferred organometallic compounds include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyltrimethoxysilane, diphenyltriethoxysilane and the like. You can More preferred are phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyltrimethoxysilane and diphenyltriethoxysilane, and even more preferred are phenyltrimethoxysilane and phenyltriethoxysilane.
【0030】式(2)で表される有機金属化合物は、ハ
ロゲン基を備えている。ハロゲン基は、加水分解性基に
対応している。ハロゲン原子としては、塩素、臭素、フ
ッ素、ヨウ素等を用いることができる。好ましくは、塩
素及び臭素である。ハロゲン基は2以上であり、より好
ましくは3以上である。金属原子がケイ素の場合には、
3個のハロゲン基を備えることが好ましい。The organometallic compound represented by the formula (2) has a halogen group. The halogen group corresponds to the hydrolyzable group. As the halogen atom, chlorine, bromine, fluorine, iodine and the like can be used. Chlorine and bromine are preferable. The number of halogen groups is 2 or more, and more preferably 3 or more. When the metal atom is silicon,
It is preferable to have three halogen groups.
【0031】以上、好ましい高分子化合物を得るための
出発原料として典型的な化合物として式(1)及び
(2)を例示したが、疎水性官能基を少なくとも1個備
えており、加水分解後重縮合可能な有機金属化合物であ
ればよい。加水分解性基として、アルコキシル基、水酸
基、ハロゲン基、及び炭化水素基のいずれを備えていて
もよい。なお、疎水性官能基は、使用する酸素消光性分
子の構造に関連して選択することができる。この観点か
ら、疎水性官能基として、フェニル基、ジフェニル基、
トリフェニル基等の芳香族環式炭化水素基を選択するこ
とができる。As mentioned above, the formulas (1) and (2) are exemplified as typical compounds as starting materials for obtaining the preferable polymer compound. However, at least one hydrophobic functional group is provided, and the compounds after hydrolysis are heavy. Any condensable organometallic compound may be used. The hydrolyzable group may have any of an alkoxyl group, a hydroxyl group, a halogen group, and a hydrocarbon group. The hydrophobic functional group can be selected in relation to the structure of the oxygen quenching molecule used. From this viewpoint, as the hydrophobic functional group, a phenyl group, a diphenyl group,
An aromatic cyclic hydrocarbon group such as a triphenyl group can be selected.
【0032】このような出発原料を酸あるいはアルカリ
下で加水分解し、重縮合反応を行うことにより、本発明
において好ましい高分子化合物を得ることができる。加
水分解・重縮合反応は、ゾルゲル法として一般的に用い
られている条件を採用することにより実施することがで
きる。By hydrolyzing such a starting material in an acid or an alkali and conducting a polycondensation reaction, a polymer compound preferable in the present invention can be obtained. The hydrolysis / polycondensation reaction can be carried out by employing the conditions generally used as the sol-gel method.
【0033】重縮合反応の結果、反応溶液には加水分解
・重縮合生成物が生成する。反応溶液中には、疎水性官
能基を保持しメタロキサン骨格を有する高分子化合物が
生成する。一方、条件等によっては、メタロキサン結合
を有するが、相対的に疎水性官能基の含有量が少ない化
合物も生成する場合がある。すなわち、金属酸化物を主
体とするか、あるいは実質的に金属酸化物のみからなる
粒子状物等が生成する場合がある。このような場合、疎
水性官能基を有しメタロキサン骨格を有する高分子化合
物のみを反応系から分離し、本発明の高分子化合物とし
て使用してもよいし、かかる疎水性官能基の含有量が相
対的に少ない生成物画分を、同時に反応系から分離して
高分子化合物と合せて使用することもできる。当該画分
は、同時に、マトリックスに対して相対的に疎水性官能
基の含有量が少ないため、酸素親和性粒子として機能し
うる。As a result of the polycondensation reaction, hydrolysis / polycondensation products are produced in the reaction solution. In the reaction solution, a polymer compound having a hydrophobic functional group and having a metalloxane skeleton is produced. On the other hand, depending on the conditions and the like, a compound having a metalloxane bond but having a relatively small content of hydrophobic functional groups may be produced. That is, there may be a case where particles or the like mainly composed of the metal oxide or substantially composed of the metal oxide are produced. In such a case, only the polymer compound having a hydrophobic functional group and a metalloxane skeleton may be separated from the reaction system and used as the polymer compound of the present invention, or if the content of the hydrophobic functional group is A relatively small amount of the product fraction can be simultaneously separated from the reaction system and used in combination with the polymer compound. At the same time, this fraction has a relatively small content of hydrophobic functional groups with respect to the matrix, and thus can function as oxygen affinity particles.
【0034】本組成物に含有される粒子状物が含有され
ている。粒子状物の存在により、光散乱により発光強度
が増大する他、本組成物中に含まれる酸素消光性分子の
分散状態を良好にし、発光強度ないしは圧力感度の向上
作用が得られる。粒子状物は、好ましくは酸素親和性を
備えている。酸素に対する親和性は、酸素の吸着作用で
もある。酸素親和性粒子は、好ましくは酸化物を含有す
る粒子である。酸素親和性粒子は、金属酸化物を含む粒
子であることが好ましく、実質的に金属酸化物のみから
なる粒子であることがさらに好ましい。金属酸化物は、
二酸化ケイ素(シリカ、SiO2)、アルミナ(Al2O
3)、チタニア(TiO2)、マグネシア(MgO)の
他、MnO2、CaO、ZnO、NiO、ZrO2、Pb
O2、AgO等も使用できる。好ましくは、シリカ、アル
ミナ、チタニア等であり、より好ましくシリカである。
なお、これらの金属酸化物は、1種あるいは2種以上を
組み合わせて使用できる。The particulate matter contained in the present composition is contained. The presence of the particulate matter not only increases the emission intensity due to light scattering, but also improves the dispersed state of the oxygen quenching molecule contained in the present composition, and has the effect of improving the emission intensity or pressure sensitivity. The particulate matter preferably has an oxygen affinity. The affinity for oxygen is also the adsorption action of oxygen. The oxygen affinity particles are preferably particles containing an oxide. The oxygen-affinity particles are preferably particles containing a metal oxide, and more preferably particles substantially consisting of a metal oxide. The metal oxide is
Silicon dioxide (silica, SiO 2 ), alumina (Al 2 O
3 ), titania (TiO 2 ), magnesia (MgO), MnO 2 , CaO, ZnO, NiO, ZrO 2 , Pb
O 2 , AgO, etc. can also be used. Preferred are silica, alumina, titania, etc., and more preferred is silica.
These metal oxides can be used alone or in combination of two or more.
【0035】酸素親和性粒子は、好ましくは、酸素透過
性マトリックスを形成しうる高分子化合物よりも酸素親
和性が高い。金属酸化物であれば、通常、この要求を満
たすことができる。また、高分子化合物に、アルキル基
等の炭化水素基をはじめとする疎水性官能基を備えてい
る場合、酸化物含有粒子であれば、この要求を容易に満
たすことができる。The oxygen affinity particles preferably have a higher oxygen affinity than the polymer compound capable of forming the oxygen permeable matrix. Metal oxides can usually meet this requirement. When the polymer compound has a hydrophobic functional group such as a hydrocarbon group such as an alkyl group, the oxide-containing particles can easily meet this requirement.
【0036】酸素親和性粒子の形態及び大きさは特に限
定しない。形態は、酸素親和性粒子の材質によっても異
なるが、例えば、金属酸化物からなる場合、いわゆるセ
ラミックス粒子の場合には、不定形チップ状、球状、薄
片状、針状等とすることができる。また、金属酸化物粒
子等の酸素親和性粒子の大きさ(粒径)は、μmサイズ
レベルとすることができる。すなわち、約1μm〜50
μmの粒子とすることもできるが、より好ましくは約1
μm〜20μmである。一方、酸素親和性粒子は、nm
サイズレベルの大きさとすることもできる。すなわち、
約2nm〜500nmであり、より好ましくは、10n
m〜500nmであり、さらに好ましくは、10nm〜
50nmである。また、2nm〜20nmである。組成
物には、μmレベル粒子のみ、あるいはnmレベル粒子
のみを含んでいてもよいが、双方のサイズの粒子を含ん
でいてもよい。μmレベル粒子を使用する場合には、か
かる粒子を組成物に添加することにより組成物を調製す
ることが容易であるが、nmレベル粒子を使用する場合
には、かかる粒子の分散状態を得るには、組成物に添加
する形態であってもよいが、好ましくは、シロキサン骨
格を有する高分子化合物の加水分解・重縮合反応時にお
いてその場生成させることにより、組成物中に含まれる
ようにするのが好ましい。The form and size of the oxygen-affinity particles are not particularly limited. The morphology varies depending on the material of the oxygen-affinity particles, but for example, in the case of so-called ceramic particles made of metal oxide, it can be in the shape of irregular chips, spheres, flakes, needles, or the like. The size (particle size) of the oxygen-affinity particles such as the metal oxide particles can be set to the μm size level. That is, about 1 μm to 50
The particle size may be μm, but more preferably about 1
μm to 20 μm. On the other hand, the oxygen affinity particles have nm
It can also be a size level size. That is,
About 2 nm to 500 nm, more preferably 10 n
m-500 nm, more preferably 10 nm-
It is 50 nm. Further, it is 2 nm to 20 nm. The composition may include only μm level particles or only nm level particles, but may also include particles of both sizes. When using the μm level particles, it is easy to prepare the composition by adding such particles to the composition, but when using the nm level particles, it is necessary to obtain a dispersion state of such particles. May be added to the composition, but preferably, it is contained in the composition by being generated in situ during the hydrolysis / polycondensation reaction of the polymer compound having a siloxane skeleton. Is preferred.
【0037】本組成物においては、粒子状物は、高分子
化合物に対して約1wt%〜50wt%含有させること
が好ましく、より好ましくは、約1wt%〜20wt%
である。特に、金属酸化物粒子とする場合には、約1w
t%〜20wt%とすることが好ましく、より好ましく
は、約5wt%〜15wt%である。シリカ粒子の場合
には、約5wt%〜15wt%であることが好ましく、
最も好ましくは、約10wt%である。In the present composition, the particulate matter is preferably contained in the polymer compound in an amount of about 1 wt% to 50 wt%, more preferably about 1 wt% to 20 wt%.
Is. Especially when using metal oxide particles, about 1 w
t% to 20 wt% is preferable, and more preferably about 5 wt% to 15 wt%. In the case of silica particles, it is preferably about 5 wt% to 15 wt%,
Most preferably, it is about 10 wt%.
【0038】本組成物には、必要に応じて、その他の成
分も含有することができる。成膜性を向上させる添加
剤、増感剤等を含めることができる。The composition may contain other components, if desired. Additives, sensitizers, etc. that improve the film forming property can be included.
【0039】上記した本組成物は、予め準備した高分子
化合物、酸素消光性分子、金属酸化物粒子等の粒子状物
を混合して製造することもできる。また、予め準備され
たシリコーン樹脂やシロキサン骨格等のメタロキサン骨
格を有する高分子化合物の存在下で、金属アルコキシド
等の加水分解性金属化合物を、加水分解・重縮合(ゾル
−ゲル反応)を生じさせ、高分子化合物中に、金属酸化
物粒子を複合化してもよい。この場合、予め準備された
高分子化合物には、疎水性の炭化水素基を導入しておく
ことが好ましい。さらに、加水分解性金属化合物を加水
分解・重縮合(ゾル−ゲル反応)を生じさせて、メタロ
キサン骨格を有する高分子化合物を生成させると同時
に、粒子状の金属酸化物をその場生成させてもよい。か
かる複合系を得るには、予め、マトリックスとしての高
分子化合物を生成しやすい加水分解性金属化合物と、マ
トリックスに分散される金属酸化物粒子を生成しやすい
加水分解性金属化合物を含めるようにすることもできる
し、あるいは、反応系の制御によっても達成できる。例
えば前者の場合、疎水性炭化水素基を有する加水分解性
有機金属化合物と、疎水性炭化水素基を有しない加水分
解性金属化合物とを反応材料とすると、疎水性炭化水素
基を有してメタロキサン骨格を有する高分子化合物と、
金属酸化物粒子とを含む生成物が得られやすい。また、
疎水性炭化水素基を有する加水分解性有機金属化合物を
用いて疎水性炭化水素基を備える高分子化合物を生成す
る系において、そのような疎水性炭化水素基を有しない
同一金属の酸化物粒子が、副生成物として生成しやすい
傾向がある。The present composition described above can also be produced by mixing in advance particulate materials such as polymer compounds, oxygen quenching molecules and metal oxide particles. Further, in the presence of a polymer compound having a metalloxane skeleton such as a silicone resin or a siloxane skeleton prepared in advance, a hydrolyzable metal compound such as a metal alkoxide is caused to undergo hydrolysis / polycondensation (sol-gel reaction). The metal oxide particles may be compounded in the polymer compound. In this case, it is preferable to introduce a hydrophobic hydrocarbon group into the polymer compound prepared in advance. Furthermore, even when a hydrolyzable metal compound is hydrolyzed and polycondensed (sol-gel reaction) to generate a polymer compound having a metalloxane skeleton, at the same time a particulate metal oxide is generated in situ. Good. In order to obtain such a composite system, a hydrolyzable metal compound that easily forms a polymer compound as a matrix and a hydrolyzable metal compound that easily forms metal oxide particles dispersed in the matrix are included in advance. Alternatively, it can be achieved by controlling the reaction system. For example, in the former case, when a hydrolyzable organometallic compound having a hydrophobic hydrocarbon group and a hydrolyzable metal compound not having a hydrophobic hydrocarbon group are used as reaction materials, a metalloxane having a hydrophobic hydrocarbon group is obtained. A polymer compound having a skeleton,
A product containing metal oxide particles is easily obtained. Also,
In a system for producing a polymer compound having a hydrophobic hydrocarbon group using a hydrolyzable organometallic compound having a hydrophobic hydrocarbon group, oxide particles of the same metal having no such hydrophobic hydrocarbon group However, it tends to be easily produced as a by-product.
【0040】金属酸化物粒子として、二酸化ケイ素(シ
リカ、SiO2)、アルミナ(Al2O3)、チタニア
(TiO2)、マグネシア(MgO)の他、MnO2、C
aO、ZnO、NiO、ZrO2、PbO2、AgO等を
生成させるには、これらの金属の加水分解性化合物を使
用する。好ましくは、シリカ、アルミナ、チタニア等を
生成するこれらの金属の加水分解性化合物を用いる。最
も好ましくは、加水分解性ケイ素化合物とする。その場
生成させる金属酸化物粒子の大きさやその個別の形態さ
らには、分散形態は、生成される金属酸化物の分子量等
によって異なり、また、最終的に得られる膜での分散形
態は、成膜方法や条件等によっても異なる。The metal oxide particles include silicon dioxide (silica, SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), titania (TiO 2 ), magnesia (MgO), MnO 2 and C.
To form aO, ZnO, NiO, ZrO 2 , PbO 2 , AgO, etc., hydrolyzable compounds of these metals are used. Preferably, hydrolyzable compounds of these metals which produce silica, alumina, titania and the like are used. Most preferably, it is a hydrolyzable silicon compound. The size of the metal oxide particles to be generated in-situ, the individual form thereof, and the dispersion form depend on the molecular weight of the metal oxide to be formed, and the dispersion form in the finally obtained film is the film formation. It depends on the method and conditions.
【0041】なお、本組成物の製造にあたって使用する
原材料は、上記した本組成物の構成成分として好ましい
成分を、同様に本製造方法においても好ましいものとし
て使用することができる。As the raw materials used in the production of the present composition, the components preferable as the above-mentioned constituents of the present composition can be similarly used in the present production method.
【0042】以下に、本組成物及び製造法の一例とし
て、フェニルトリエトキシシランを出発原料として、加
水分解・重縮合(ゾル−ゲル法)を生じさせて、フェニ
ル基を有するシロキサン骨格の高分子化合物を得、酸素
消光性分子として白金オクタエチルポルフィリン(Pt
OEP)と、シリカ粒子とを含む組成物の調製について
説明する。As an example of the present composition and manufacturing method, a polymer having a siloxane skeleton having a phenyl group is produced by using phenyltriethoxysilane as a starting material to cause hydrolysis / polycondensation (sol-gel method). The compound was obtained, and platinum octaethylporphyrin (Pt as an oxygen quenching molecule was obtained.
Preparation of a composition containing OEP) and silica particles will be described.
【0043】まず、フェニルトリエトキシシランとエタ
ノールとの混合溶液を約60℃で還流し、希塩酸(例え
ば、0.15N)を滴下していくと、加水分解・重縮合
が進行し、フェニルシリコンポリマーが生成、無色透明
の当該ポリマーのエタノール溶液が得られる。この溶液
に、酸素消光性分子が溶解する場合は、そのままでもよ
いが、本例のエタノールにPtOEPは溶解しないた
め、生成物を反応系から分離し、その後、酸素消光性分
子であるPtOEPと混合する。分離は、例えば、過剰
の水にこのポリマー溶液を滴下することにより行う。こ
の場合には、オイル状の生成物(ゾル)が分離される。
なお、金属酸化物粒子を同時に生成させた場合、あるい
は副生成物として含有されている場合、金属酸化物粒子
もポリマーと同時に分離される。First, when a mixed solution of phenyltriethoxysilane and ethanol is refluxed at about 60 ° C. and diluted hydrochloric acid (for example, 0.15N) is added dropwise, hydrolysis / polycondensation proceeds, resulting in phenylsilicon polymer. And a colorless and transparent ethanol solution of the polymer is obtained. When the oxygen-quenching molecule is dissolved in this solution, it may be used as it is, but since PtOEP is not dissolved in ethanol of this example, the product is separated from the reaction system and then mixed with PtOEP which is the oxygen-quenching molecule. To do. The separation is performed, for example, by dropping the polymer solution into excess water. In this case, the oily product (sol) is separated.
When the metal oxide particles are produced at the same time or when the metal oxide particles are contained as a by-product, the metal oxide particles are also separated at the same time as the polymer.
【0044】水からオイル状物(ゾル)を分離し、真空
乾燥等により乾燥して、加水分解・重縮合生成物(高分
子化合物の他、金属酸化物粒子を同時に含む場合もあ
る)が準備できる。この加水分解・重縮合生成物と、酸
素消光性分子とを、双方が溶解する溶剤に溶解させる。
分離した生成物中に金属酸化物粒子が含まれている場合
には、別途金属酸化物を添加しなくてもよいが、量的
に、あるいは粒子サイズ的な観点から、別途金属酸化物
粒子を添加することもできる。特にμmレベルの金属酸
化物粒子を添加して光散乱効果などを増大させる場合に
おいて有効である。水から分離したオイル状物(ゾル)
は、乾燥によりゲル化することにより、組成物の溶剤が
浸透しやすくなり、これにより、酸素消光性分子の分散
状態が良好になる。また、その場生成した金属酸化物粒
子を含有する場合には、この粒子もゲル内に保持されて
いるため、溶剤を添加しても金属酸化物粒子の分散状態
も良好に維持されている。なお、本工程においては、ゲ
ルと白金オクタエチルポルフィリンを溶解できる溶剤と
してジクロロメタンを用いることができる。その他、
1,2−ジクロロエタンやクロロホルム等のハロゲン化
炭化水素系の溶剤も使用できる。An oily substance (sol) is separated from water and dried by vacuum drying or the like to prepare a hydrolysis / polycondensation product (which may include metal oxide particles in addition to a polymer compound). it can. The hydrolysis / polycondensation product and the oxygen quenching molecule are dissolved in a solvent in which both are dissolved.
When metal oxide particles are contained in the separated product, it is not necessary to add the metal oxide separately, but from the viewpoint of quantity or particle size, the metal oxide particles are separately added. It can also be added. It is particularly effective in the case of adding metal oxide particles of the μm level to increase the light scattering effect. Oily substance (sol) separated from water
In the case of the above, when it becomes a gel by drying, the solvent of the composition easily penetrates, and thereby the dispersed state of the oxygen quenching molecule becomes good. Further, when the metal oxide particles generated in-situ are contained in the gel, the dispersed state of the metal oxide particles is maintained well even if the solvent is added. In this step, dichloromethane can be used as a solvent capable of dissolving the gel and platinum octaethylporphyrin. Other,
A halogenated hydrocarbon solvent such as 1,2-dichloroethane or chloroform can also be used.
【0045】このような工程で、高分子化合物としてフ
ェニルシリコーンポリマー(ポリフェニルシロキサ
ン)、酸素消光性分子としてPtOEP、粒子状物とし
てシリカ粒子を含有する組成物が得ることができる。組
成物を構成する溶剤は、高分子化合物と酸素消光性分子
との組み合わせにより適切な溶剤を選択することができ
る。また、金属酸化物粒子として、別途添加する場合に
は、シリカ粒子に限らず、チタニア、アルミナ等を始め
とする各種金属酸化物粒子を使用できる。また、この組
成物を適用して酸素感応性膜を形成しようとする固体の
形状等に応じて、その適用方法(塗布方法)も異なるた
め、適用方法に応じた作業物性が得られる観点からも組
成や添加剤が選択される。In such a step, a composition containing phenyl silicone polymer (polyphenyl siloxane) as a polymer compound, PtOEP as an oxygen quenching molecule, and silica particles as a particulate material can be obtained. As the solvent constituting the composition, an appropriate solvent can be selected depending on the combination of the polymer compound and the oxygen quenching molecule. When metal oxide particles are separately added, various metal oxide particles such as titania and alumina can be used as well as silica particles. In addition, since the application method (application method) differs depending on the shape of the solid on which the oxygen-sensitive film is to be formed by applying this composition, it is possible to obtain work physical properties according to the application method. The composition and additives are selected.
【0046】次に、本組成物によって酸素感応性膜を形
成する工程、及び得られる酸素感応性膜について説明す
る。上記のようにして得られる酸素感応性膜形成用組成
物は、固体表面(内表面を含む)に適用されて、酸素感
応性膜を形成する。成膜法は特に限定しないが、スピン
コート法、エアブラシ法、浸漬法、スプレー法等を使用
できる。平板の場合には、スピンコート法、曲面の場合
には、エアブラシ法、浸漬法等を好ましく使用できる。Next, the step of forming an oxygen-sensitive film with the composition and the resulting oxygen-sensitive film will be described. The composition for forming an oxygen-sensitive film obtained as described above is applied to a solid surface (including the inner surface) to form an oxygen-sensitive film. The film forming method is not particularly limited, but a spin coating method, an air brush method, a dipping method, a spray method, or the like can be used. In the case of a flat plate, the spin coating method can be preferably used, and in the case of a curved surface, the air brush method, the dipping method and the like can be preferably used.
【0047】本組成物の成膜により、酸素透過性膜をマ
トリックスとし、このマトリックスに分散される酸素消
光性分子と、このマトリックスに分散される粒子状物
(酸素親和性粒子)とを備える、酸素感応性膜(感圧塗
膜)が形成される。マトリックスは、組成物に用いる高
分子化合物の種類によって異なるが、疎水性官能基を有
するメタロキサン骨格を有する高分子化合物であると、
ポルフィリン系など疎水性の高い酸素消光性分子に対す
る親和性、酸素透過性の観点から好ましい。さらに、疎
水性官能基を有するメタロキサン骨格を有する高分子化
合物であると、粒子状物として酸素親和性粒子あるいは
金属酸化物粒子を含有する場合に、酸化物粒子とマトリ
ックスとの間において酸素に対する親和性の差が大きく
なるため、酸素親和性粒子あるいは金属酸化物粒子によ
る酸素吸着作用、酸素消光性分子と酸素との接触確率、
圧力感度等の上昇に有利である。特に、疎水性官能基と
して、炭素数1〜5のアルキル基、あるいは、フェニル
基、ジフェニル基、トリフェニル基等の芳香族環式炭化
水素基を備えていると、これらの効果が有効に増強され
る。By forming a film of the present composition, an oxygen permeable film is used as a matrix, and oxygen quenching molecules dispersed in this matrix and particles (oxygen affinity particles) dispersed in this matrix are provided. An oxygen sensitive film (pressure sensitive coating) is formed. The matrix varies depending on the type of polymer compound used in the composition, but is a polymer compound having a metalloxane skeleton having a hydrophobic functional group,
It is preferable from the viewpoint of affinity and oxygen permeability for highly hydrophobic oxygen-quenching molecules such as porphyrins. Furthermore, when the polymer compound has a metalloxane skeleton having a hydrophobic functional group, when it contains oxygen affinity particles or metal oxide particles as particles, it has an affinity for oxygen between the oxide particles and the matrix. Since the difference in properties becomes large, the oxygen adsorption action by the oxygen affinity particles or the metal oxide particles, the contact probability between the oxygen quenching molecule and oxygen,
It is advantageous for increasing pressure sensitivity. In particular, when an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an aromatic cyclic hydrocarbon group such as a phenyl group, a diphenyl group and a triphenyl group is provided as the hydrophobic functional group, these effects are effectively enhanced. To be done.
【0048】酸素透過性マトリックスに、粒子状物が含
まれることによる不均一化により、酸素と酸素消光性分
子との接触が酸素の拡散のみによらずに、他のなんらか
の作用により圧力感度が高まり、また、光散乱効果によ
り発光強度が増大する。さらに、粒子状物が、酸素親和
性粒子あるいは金属酸化物など酸化物粒子の場合には、
これらの粒子と酸素の吸着作用により、酸素透過性マト
リックスにおける酸素の透過あるいは存在状態の不均一
性が増大し、圧力感度が大きく増強される。これは、粒
子状物、特に酸素親和性粒子あるいは金属酸化物粒子が
マトリックスに保持されていると、酸素消光性分子周り
のマトリックス環境が圧力感度や発光強度の向上に好ま
しい環境に変化するものと考えられる。このような粒子
状物は、μmサイズでもnmサイズでもよいが、粒子状
物がより微粒子であれば、粒子添加量に比して広い範囲
でこのような環境変化を生じさせることができる。Due to the non-uniformity due to the inclusion of particulate matter in the oxygen permeable matrix, the contact between oxygen and oxygen quenching molecules is not only dependent on the diffusion of oxygen, but the pressure sensitivity is enhanced by some other action. Also, the light scattering effect increases the emission intensity. Furthermore, when the particulate matter is an oxygen affinity particle or an oxide particle such as a metal oxide,
Due to the adsorption action of these particles and oxygen, non-uniformity of oxygen permeation or existing state in the oxygen permeable matrix is increased, and pressure sensitivity is greatly enhanced. This is because when the particulate matter, especially the oxygen-affinity particle or the metal oxide particle is held in the matrix, the matrix environment around the oxygen-quenching molecule is changed to an environment preferable for improving the pressure sensitivity and the emission intensity. Conceivable. Such a particulate matter may have a size of μm or a size of nm, but if the particulate matter is a finer particle, such an environmental change can be caused in a wider range as compared with the amount of particles added.
【0049】膜には、上記したμmサイズレベルの粒子
状物および/または上記したnmサイズレベルの粒子状
物を保持できるが、好ましくは、双方のサイズの粒子状
物を含めるようにする。特に、金属酸化物粒子がnmサ
イズ(2nm〜20nm程度)で、マトリックスに分散
されていると、圧力感度が膜において均一に増強される
点において好ましい。また、nmサイズの微細な粒子に
よって形成されるネットワーク状あるいは二次凝集粒子
状等の凝集領域が、膜全体に均一に、あるいは膜に分散
して形成されていると好ましい。特に、マトリックスを
構成する高分子と相互侵入構造となっているとさらに好
ましい。The membrane may retain particulates of the above-mentioned μm size level and / or particulates of the above-mentioned nm size level, but preferably includes both sizes of particulates. In particular, it is preferable that the metal oxide particles have a size of nm (about 2 nm to 20 nm) and are dispersed in the matrix because the pressure sensitivity is uniformly enhanced in the film. In addition, it is preferable that a network-shaped or secondary agglomerated particle-shaped agglomerated region formed by fine particles of nm size is formed uniformly or dispersed in the entire film. In particular, it is more preferable that the structure has an interpenetrating structure with the polymer forming the matrix.
【0050】nmレベルの酸化物粒子をこのようにマト
リックスに好ましい状態で分散して保持するには、メタ
ロキサン骨格を有する高分子化合物の加水分解重縮合反
応時に同時に、金属酸化物粒子をその場生成させるか、
あるいは、予め準備された高分子化合物の存在下で、金
属酸化物の加水分解重縮合反応を生じさせるようにして
得られる生成物を含む組成物を成膜して得られる酸素感
応性膜とすることが好ましい。特に、加水分解性金属化
合物の加水分解重縮合反応生成物であって、高分子化合
物と同時にその場生成したその金属の酸化物粒子を含む
加水分解重縮合生成物に、酸素消光性分子を混合した組
成物を成膜して得られる酸素官能性膜が好ましい形態で
ある。最も好ましくは、加水分解重縮合で得られる、疎
水性官能基を有しシロキサン骨格を有する高分子化合物
と、これと同時にその場生成させたシリカ粒子を含む加
水分解重縮合反応生成物を含有する組成物を成膜して得
られる膜である。この膜において、好ましくは、ポルフ
ィリン系、より好ましくは、白金オクタエチルポルフィ
リンを酸素消光性分子として含有する。また、疎水性官
能基は、炭素数1〜5のアルキル基、あるいは、フェニ
ル基、ジフェニル基等の芳香族環式炭化水素基が好まし
い。なお、この場合の加水分解性金属化合物としては、
これらの疎水性官能基を1個備えるトリアルコキシシラ
ンが好ましく、より好ましくは、トリメトキシシランあ
るいはエトキシシランである。疎水性官能基は、好まし
くはフェニル基である。In order to disperse and maintain the nm level oxide particles in a preferable state in the matrix, the metal oxide particles are generated in situ at the same time as the hydrolysis polycondensation reaction of the polymer compound having a metalloxane skeleton. Or let
Alternatively, an oxygen-sensitive film obtained by forming a film containing a composition containing a product obtained by causing a hydrolysis polycondensation reaction of a metal oxide in the presence of a polymer compound prepared in advance It is preferable. In particular, an oxygen-quenching molecule is mixed with a hydrolysis polycondensation reaction product of a hydrolyzable metal compound, the hydrolysis polycondensation product containing oxide particles of the metal produced in situ at the same time as the polymer compound. An oxygen-functional film obtained by forming a film of the above composition is a preferred form. Most preferably, it contains a polymer compound having a hydrophobic functional group and a siloxane skeleton, which is obtained by hydrolysis polycondensation, and at the same time contains a hydrolysis polycondensation reaction product containing silica particles produced in situ. It is a film obtained by forming a film of the composition. This film preferably contains a porphyrin type, more preferably platinum octaethylporphyrin as an oxygen quenching molecule. Further, the hydrophobic functional group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an aromatic cyclic hydrocarbon group such as a phenyl group and a diphenyl group. Incidentally, as the hydrolyzable metal compound in this case,
A trialkoxysilane having one of these hydrophobic functional groups is preferable, and trimethoxysilane or ethoxysilane is more preferable. The hydrophobic functional group is preferably a phenyl group.
【0051】特に、加水分解重縮合により生成し、疎水
性官能基を有しシロキサン骨格を有する高分子化合物
と、その場生成したシリカ粒子と、粒径が約2μm〜2
0μmの添加されたシリカ粒子とを備える酸素感応性膜
が好ましい。この膜において、好ましくは、ポルフィリ
ン系、より好ましくは、白金オクタエチルポルフィリン
を酸素消光性分子として含有する。また、疎水性官能基
は、炭素数1〜5のアルキル基、あるいは、フェニル
基、ジフェニル基等の芳香族環式炭化水素基が好まし
い。In particular, a polymer compound having a hydrophobic functional group and having a siloxane skeleton, which is generated by hydrolysis polycondensation, silica particles generated in situ, and a particle size of about 2 μm to 2 μm
Oxygen sensitive membranes with 0 μm added silica particles are preferred. This film preferably contains a porphyrin type, more preferably platinum octaethylporphyrin as an oxygen quenching molecule. Further, the hydrophobic functional group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an aromatic cyclic hydrocarbon group such as a phenyl group and a diphenyl group.
【0052】なお、酸素感応性膜は、高分子化合物、酸
素消光性分子、粒子状物を含む組成物を固体表面に付与
して成膜する方法以外の方法によっても得ることができ
る。また、nmサイズの粒子状物あるいはμmサイズの
粒子状物は、いずれも典型的には金属酸化物等の酸化物
粒子であるが、高分子化合物と酸素消光性分子とを含
み、粒子状物を欠損する部分的な組成物を固体表面に適
用後完全に固化しないうちに膜に打ち込み等によって付
与してもよいし、予め、固体表面に粒子状物を付着ある
いは生成させておき、この付着あるいは生成領域に対し
て、当該部分的組成物を付与することによっても形成さ
せることができる。The oxygen-sensitive film can also be obtained by a method other than the method of forming a film by applying a composition containing a polymer compound, an oxygen quenching molecule, and particulate matter to a solid surface. Further, the nm-sized particulate matter or the μm-sized particulate matter is typically oxide particles such as metal oxides, but it contains a polymer compound and an oxygen quenching molecule, and is a particulate matter. It may be applied to the film by applying a partial composition that lacks to the solid surface after it is not completely solidified, or the particulate matter may be adhered or generated on the solid surface in advance, and this adhesion Alternatively, it can be formed by applying the partial composition to the production region.
【0053】さらに、高分子化合物、あるいは高分子化
合物と粒子状物を予め固体表面に付与しておき、その
後、酸素消光性分子を含む組成物を付与して、酸素感応
性膜を得ることもできる。この場合、高分子化合物は、
表面凹凸形状を有する有する膜状体、多孔質体の他、管
状の細孔を有する形態を形成していてもよい。予め固体
表面に形成される膜(マトリックス)は、上述するよう
なゾル−ゲル法によるメタロキサン骨格を有する重縮合
生成物の膜でもよいし、酸化焼成、陽極酸化等によって
形成してもよい。粒子状物は、組成物に含有させること
もできるし、予め膜側に付与しておくこともできる。Further, the high molecular compound or the high molecular compound and the particulate matter may be applied to the solid surface in advance, and then the composition containing the oxygen quenching molecule may be applied to obtain the oxygen-sensitive film. it can. In this case, the polymer compound is
In addition to a film-like body having a surface irregular shape and a porous body, a form having tubular pores may be formed. The film (matrix) previously formed on the solid surface may be a film of a polycondensation product having a metalloxane skeleton obtained by the sol-gel method as described above, or may be formed by oxidative firing, anodic oxidation or the like. The particulate matter may be contained in the composition, or may be provided on the film side in advance.
【0054】酸素感応性膜は、酸素濃度の測定の他、酸
素成分の割合が一定に保持された雰囲気内における圧力
測定に用いることができる。酸素感応性膜は、膜の性状
と、酸素消光性分子による消光現象とから、本酸素感応
性膜を付与した表面における圧力分布、酸素濃度分布、
特にその変動も容易に測定することができる。また、酸
素濃度および/または圧力の変動を面的に可視化するこ
とができる点において、各種圧力分布計測、診断技術に
有用である。特に、航空宇宙関係における風洞実験、タ
ーボチャージャー等の高速流体機器内における圧力の面
分布計測等に有用である。ルミネセンス強度(画像)
は、画像処理等により、酸素濃度あるいは圧力に変換す
ることができる。The oxygen-sensitive film can be used not only for measuring the oxygen concentration but also for measuring the pressure in an atmosphere in which the proportion of oxygen components is kept constant. The oxygen-sensitive film has a pressure distribution, an oxygen concentration distribution, and
In particular, the fluctuation can be easily measured. Further, it is useful for various pressure distribution measurement and diagnostic techniques in that it is possible to visualize the variation of oxygen concentration and / or pressure in a plane. In particular, it is useful for wind tunnel experiments in aerospace, measurement of pressure surface distribution in high-speed fluid equipment such as turbochargers, and the like. Luminescence intensity (image)
Can be converted into oxygen concentration or pressure by image processing or the like.
【0055】なお、本発明の酸素感応性膜は、次のよう
な構成とすることにより圧力分布の計測に適用できる。
計測システム(装置)には、本酸素感応性膜を付与した
被測定物体と、この測定物体の測定面を照射する励起光
源、ルミネセンスを検出する光ディテクター、画像の取
り込みと処理を実行するコンピュータとを有している。
励起光源としては、レーザー、放電ランプ(キセノン、
水銀等)、ハロゲンランプ、LED等を使用できる。キ
セノンランプは、紫外領域から可視領域にかけて平坦な
スペクトルを有しているため、干渉フィルター等を用い
ることによって必要な励起波長を取り出すことができ
る。The oxygen-sensitive film of the present invention can be applied to the measurement of pressure distribution by having the following constitution.
The measurement system (apparatus) includes an object to be measured provided with the oxygen-sensitive film, an excitation light source that illuminates the measurement surface of the object, a photodetector that detects luminescence, and a computer that executes image acquisition and processing. And have.
Laser, discharge lamp (xenon,
Mercury, etc.), halogen lamps, LEDs, etc. can be used. Since the xenon lamp has a flat spectrum from the ultraviolet region to the visible region, a necessary excitation wavelength can be extracted by using an interference filter or the like.
【0056】ルミネセンスの検出には、光電子倍増管、
シリコンダイオードなどの点センサーの他、CCDカメ
ラを使用できる。検出に際しては、検出しようとするル
ミネセンスの種類に応じて発光波長に相当するバンドパ
スフィルターを備えるようにする。なお、被測定物体
は、必要に応じて雰囲気や温度を調節可能なチャンバー
内に配置されることもある。For detecting luminescence, a photomultiplier tube,
Besides a point sensor such as a silicon diode, a CCD camera can be used. At the time of detection, a bandpass filter corresponding to the emission wavelength is provided according to the type of luminescence to be detected. The object to be measured may be placed in a chamber whose atmosphere and temperature can be adjusted as needed.
【0057】励起された被測定物体の測定面に流体圧力
等の圧力負荷がかけられると、そのルミネセンス画像
が、CCDカメラ等の検出装置に取りこまれた画像は、
ビデオレコーダー等に記録されるとともに、コンピュー
ターに入力され、画像処理される。画像処理は、本分野
において通常行われている手順を採用することができ、
例えば、画像のダーク減算・平均化等の前処理工程、無
負荷時と圧力負荷時のルミネセンス画像の比のピクセル
毎の計算工程、および較正式による圧力変換工程等を採
用できる。なお圧力計測には、温度分布を計測すること
が必要であるため、測定面の温度計測手段を備えてい
る。温度計測手段は、熱電対、赤外線カメラ、感温塗料
等を使用できる。When a pressure load such as fluid pressure is applied to the measurement surface of the excited object to be measured, the luminescence image thereof is taken in by a detection device such as a CCD camera.
It is recorded on a video recorder, etc., and input to a computer for image processing. The image processing can adopt a procedure usually performed in this field,
For example, a pre-processing step such as dark subtraction / averaging of the image, a step of calculating the ratio of the luminescence image between no load and a pressure load for each pixel, and a pressure conversion step using a calibration formula can be adopted. Since it is necessary to measure the temperature distribution for pressure measurement, a temperature measuring means for the measurement surface is provided. A thermocouple, an infrared camera, a temperature sensitive paint, or the like can be used as the temperature measuring means.
【0058】[0058]
【実施例】以下、本発明を具体例をもって説明するが、
本発明は以下の具体例に限定されるものではない。
(実施例1)酸素感応性膜形成用組成物の調製
実施例1の組成物においては、酸素透過性マトリックス
を形成する高分子化合物として、フェニル基を導入した
シロキサン骨格を有する高分子化合物を使用し、酸素消
光性分子として白金オクタエチルポルフィリンを用い、
粒子状物として粒径約2〜5μmの破砕状のシリカ粒子
を使用した。The present invention will be described below with reference to specific examples.
The present invention is not limited to the following specific examples. (Example 1) Preparation of composition for forming oxygen-sensitive film In the composition of Example 1, a polymer compound having a phenyl group-introduced siloxane skeleton was used as the polymer compound forming the oxygen-permeable matrix. Then, using platinum octaethylporphyrin as an oxygen quenching molecule,
As the particles, crushed silica particles having a particle size of about 2 to 5 μm were used.
【0059】まず、高分子化合物の出発原料であるフェ
ニルトリエトキシシラン(50.9ml、0.21mol)をエタ
ノール(49ml)と混合し、この混合液を60℃で還流し
ながら希塩酸(0.15N、10.8ml)を滴下していった。
この液は、3時間攪拌後、一晩放置して、更に3時間攪
拌した。この間、フェニルトリエトキシシランの加水分
解・重縮合反応が進行し、無色透明の液状のフェニルシ
リコンポリマーを含むエタノール溶液が得られた。次い
で、この溶液を過剰の水に滴下して、オイル状物(ゾ
ル)として加水分解・重縮合生成物を分離した。分離し
た生成物は、透明であった。この分離物をさらに、約2
0時間真空乾燥して白色のゲルを得た。First, phenyltriethoxysilane (50.9 ml, 0.21 mol), which is a starting material for a polymer compound, was mixed with ethanol (49 ml), and the mixture was refluxed at 60 ° C. to dilute hydrochloric acid (0.15 N, 10.8 ml). ) Was dripped.
This solution was stirred for 3 hours, left overnight, and further stirred for 3 hours. During this period, the hydrolysis / polycondensation reaction of phenyltriethoxysilane proceeded, and an ethanol solution containing a colorless transparent liquid phenylsilicon polymer was obtained. Next, this solution was added dropwise to excess water to separate a hydrolysis / polycondensation product as an oily substance (sol). The separated product was transparent. Add about 2 more of this isolate.
It was vacuum dried for 0 hour to obtain a white gel.
【0060】得られたゲル体に、白金オクタエチルポル
フィリンとフェニルシリコンポリマーとを溶解できるジ
クロロメタンを添加し、溶解させた。さらに、白金オク
タエチルポルフィリンとシリカ粒子とを所定量添加し
て、透明橙色の溶液として、酸素感応性膜形成用組成物
を得た。なお、各成分の配合は、ジクロロメタン10m
lに、フェニルシリコンポリマーゲル体1g、白金オク
タエチルポルフィリン1mgとし、さらに、ゲル体1g
に対して、シリカ粒子を0〜20wt%の範囲で添加し
て、5種類のシリカ粒子の含有量の異なる組成物1〜5
を得た。Dichloromethane capable of dissolving platinum octaethylporphyrin and phenylsilicon polymer was added to and dissolved in the obtained gel body. Furthermore, a predetermined amount of platinum octaethylporphyrin and silica particles were added to obtain a composition for forming an oxygen-sensitive film as a transparent orange solution. The composition of each component is dichloromethane 10m.
1 g of phenyl silicone polymer gel body and 1 mg of platinum octaethylporphyrin, and 1 g of gel body
On the other hand, by adding silica particles in the range of 0 to 20 wt%, compositions 1 to 5 having different contents of five kinds of silica particles
Got
【0061】(実施例2)組成物1〜5における圧力感
度と発光強度の測定
実施例1で得た組成物1〜5について、図4に示す計測
装置を用いて、圧力感度と発光強度とを測定した。Example 2 Measurement of Pressure Sensitivity and Luminous Intensity in Compositions 1 to 5 With respect to the compositions 1 to 5 obtained in Example 1, pressure sensitivity and luminescent intensity were measured using a measuring device shown in FIG. Was measured.
【0062】組成物1〜5は、ガラス基板(コーニング
#7059、20mm角)状にスピンコート(スピンコー
トの条件2000rpm、10sec)で塗膜を形成し、N2
フローの乾燥器(60℃)で3時間乾燥し、評価用の膜
とした。Compositions 1 to 5 were coated on a glass substrate (Corning # 7059, 20 mm square) by spin coating (spin coating condition 2000 rpm, 10 sec), and N 2
The film was dried for 3 hours in a flow dryer (60 ° C.) to give a film for evaluation.
【0063】圧力感度の測定は、励起光源にキセノンラ
ンプを用い、紫外線透過可視光吸収フィルターを通じ
て、真空チャンバー内に設置した試料に紫外光(383
nm)を照射し、あるいは、可視光(537nm)を照
射し、試料の発光パターンをバンドパスフィルター(波
長645nm)を通じてCCDカメラで観測し、ビデオ
レコーダーで記録した。なお、試料は、光照射方向から
45度傾斜して設定した。また、チャンバー内の圧力を
半導体圧力センサーで計測し、真空度を手動ポンプとバ
ルブで調整した。また、各圧力における試料温度を熱電
対で測定した。得られた発光パターンを基準圧力(P
ref)(大気圧)における発光パターンで規格化し、各
圧力Pにおける発光強度(I)を求めるとともに、発光
強度比(Ire f/I)を計算し、スタン−ボルマープロ
ットによる近似を行い、圧力感度を算出した。図1に
は、シリカ粒子添加量と圧力感度(励起波長383n
m)との関係を示し、図2には、シリカ粒子添加量を発
光強度(励起波長383nm及び537nm)との関係
を示し、図3には、シリカ10wt%添加試料における発
光強度(励起波長383nm)と圧力との関係を示す。The pressure sensitivity was measured by using a xenon lamp as an excitation light source, passing through an ultraviolet ray transmitting visible light absorbing filter, and applying ultraviolet light (383) to the sample placed in the vacuum chamber.
nm) or visible light (537 nm), and the emission pattern of the sample was observed by a CCD camera through a bandpass filter (wavelength 645 nm) and recorded by a video recorder. The sample was set to be inclined by 45 degrees from the light irradiation direction. The pressure inside the chamber was measured with a semiconductor pressure sensor, and the vacuum degree was adjusted with a manual pump and a valve. The sample temperature at each pressure was measured with a thermocouple. The obtained emission pattern is used as a reference pressure (P
ref) (normalized by the emission pattern at atmospheric pressure), with obtaining the emission intensity (I) at each pressure P, the emission intensity ratio (I re f / I) was calculated, Stan - performs approximation by-Volmer plot, The pressure sensitivity was calculated. FIG. 1 shows the amount of silica particles added and the pressure sensitivity (excitation wavelength 383n
m), FIG. 2 shows the relationship between the amount of silica particles added and the emission intensity (excitation wavelength 383 nm and 537 nm), and FIG. 3 shows the emission intensity (excitation wavelength 383 nm) in the sample containing 10 wt% silica. ) And pressure.
【0064】図1に示すように、組成物においてシリカ
添加量が10wt%時のときに、最大の圧力感度を呈し
た。また、シリカ添加量が5〜15wt%の範囲におい
て、おおよそ安定して一定以上の圧力感度を呈した。ま
た、圧力感度が安定するのに、より好ましくはシリカ添
加量が5〜10wt%であった。図2に示すように、発光
強度もおおよそシリカ添加量が10wt%のときに、最大
であり、5〜20wt%の範囲で一定量以上の発光強度が
得られ、好ましくは10〜15wt%の範囲であった。As shown in FIG. 1, the maximum pressure sensitivity was exhibited when the amount of silica added in the composition was 10 wt%. Further, when the amount of silica added was in the range of 5 to 15 wt%, the pressure sensitivity was approximately stable and exhibited a certain level or more. Further, in order to stabilize the pressure sensitivity, the amount of silica added is more preferably 5 to 10 wt%. As shown in FIG. 2, the emission intensity is maximum when the amount of silica added is approximately 10 wt%, and a certain amount or more of emission intensity is obtained in the range of 5 to 20 wt%, preferably in the range of 10 to 15 wt%. Met.
【0065】図3においては、Prefは大気圧を示し、
Pは測定圧力を示し、Irefは、大気圧下での発光強度
であり、Iは所定圧力時の発光強度である。図3に示す
ように、発光強度(I)は圧力が低いほど高く、圧力と
発光強度とは直線関係にあることがわかる。また、両者
はStern−Volmerの関係式に従っていた。こ
の直線における傾きが圧力感度に相当しており、シリカ
10wt%添加試料において圧力感度が高いことが示され
た。なお、組成物1〜5を用いた試料において、いずれ
の組成においても圧力が大気圧よりも減少するほど、発
光強度が増大することが確認され、両者は直線関係にあ
ることが確認されている。In FIG. 3, P ref represents atmospheric pressure,
P indicates the measured pressure, I ref is the emission intensity under atmospheric pressure, and I is the emission intensity at a predetermined pressure. As shown in FIG. 3, it can be seen that the emission intensity (I) is higher as the pressure is lower, and the pressure and the emission intensity have a linear relationship. Both of them followed the Stern-Volmer relational expression. The slope of this straight line corresponds to the pressure sensitivity, indicating that the pressure sensitivity was high in the sample containing 10 wt% silica. In addition, in the samples using the compositions 1 to 5, it was confirmed that the emission intensity increased as the pressure decreased below the atmospheric pressure in any of the compositions, and it was confirmed that the two have a linear relationship. .
【0066】(実施例3)従来市販されているジメチル
シロキサンであるGP197(Genesee polymerCorp
製)に、白金オクタエチルポルフィリン1mgを添加
し、さらに、粒径約2〜5μmの破砕状のシリカ粒子を
10wt%(ジメチルシロキサンに対する量として)を添
加し混合して組成物を調製し、実施例2と同様にして試
料を調製し、圧力感度を求めた。結果は、0.75であ
った。これは、GP197と白金オクタエチルポルフィ
リンとの組成で得られている圧力感度(文献値)0.6
3〜0.67よりも優れた値であった。これにより、シ
リカ粒子添加の有効性が明らかであった。(Example 3) GP197 (Genesee polymer Corp) which is a commercially available dimethylsiloxane
1% of platinum octaethylporphyrin, and 10 wt% (as amount relative to dimethylsiloxane) of crushed silica particles having a particle size of about 2 to 5 μm, and mixed to prepare a composition. A sample was prepared in the same manner as in Example 2 and pressure sensitivity was determined. The result was 0.75. This is the pressure sensitivity (reference value) of 0.6 obtained with the composition of GP197 and platinum octaethylporphyrin.
It was a value superior to 3 to 0.67. From this, the effectiveness of adding silica particles was clear.
【0067】(実施例4)シリカ添加量0wt%の組成物
1と同添加量10wt%の組成物4を実施例2に記載した
方法によりガラス基板に付与して得た2種をSEM(反
射電子像)にて観察したところ、組成物4から得た膜に
おいては、2〜20μm程度のシリカ粒子が分散してい
た。これに対し、組成物1から得た膜は、均一な成膜状
態が観察された。さらに、TEMにより透過電子像を観
察したところ、組成物1及び組成物4から得た膜の双方
において、周囲よりもSiとOの含有量が高く、フェニ
ル基に由来すると考えられる炭化水素化合物量が相対的
に少ない領域が、部分的に存在していることがわかっ
た。当該領域では、SiO2を主体する化合物粒子が存
在していた。かかる粒子は、フェニルトリエトキシシラ
ンの加水分解重縮合反応時にフェニル基含有ポリシロキ
サン生成時において、その場生成したSiO2粒子であ
ると推定された。Example 4 Two kinds of compositions obtained by applying the composition 1 containing 0 wt% of silica and the composition 4 containing 10 wt% of silica to the glass substrate by the method described in Example 2 were used. As a result of observation with an electron image), in the film obtained from the composition 4, silica particles of about 2 to 20 μm were dispersed. On the other hand, in the film obtained from the composition 1, a uniform film formation state was observed. Furthermore, when a transmission electron image was observed by TEM, the amounts of hydrocarbon compounds considered to be derived from phenyl groups in both the films obtained from composition 1 and composition 4 were higher in Si and O content than in the surroundings. It was found that there is a region where there is relatively little. In this region, compound particles mainly containing SiO 2 were present. It was presumed that such particles were SiO 2 particles that were formed in-situ when the phenyl group-containing polysiloxane was formed during the hydrolysis polycondensation reaction of phenyltriethoxysilane.
【0068】[0068]
【発明の効果】本発明の組成物及び膜によれば、優れた
発光強度および/または圧力感度を備える酸素感応性膜
を提供できる。According to the composition and film of the present invention, it is possible to provide an oxygen-sensitive film having excellent emission intensity and / or pressure sensitivity.
【図1】シリカ添加量と圧力感度との関係を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the amount of silica added and pressure sensitivity.
【図2】シリカ添加量と発光強度との関係を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of silica added and the emission intensity.
【図3】シリカ添加系とシリカ無添加系での発光強度比
と圧力との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a light emission intensity ratio and pressure in a silica-added system and a silica-free system.
【図4】酸素感応性膜の評価装置を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an apparatus for evaluating an oxygen-sensitive film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 85/00 C08L 85/00 G01L 5/00 101 G01L 5/00 101Z (72)発明者 元廣 友美 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 Fターム(参考) 2F051 AB03 BA01 4F071 AA67 AA69 AB18 AB26 AC02 AC18 BB02 BC01 4J002 CP031 CQ001 DE077 DE087 DE097 DE107 DE137 DE147 DJ017 EA066 EZ006 GR00─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C08L 85/00 C08L 85/00 G01L 5/00 101 G01L 5/00 101Z (72) Inventor Motohiro Tomomi Aichi 1 Nagatoge, Nagakute-cho, Aichi-gun, Nagatoji 1 Yokomichi F-term (reference) 2F051 AB03 BA01 4F071 AA67 AA69 AB18 AB26 AC02 AC18 BB02 BC01 4J002 CP031 CQ001 DE077 DE087 DE097 DE107 DE137 DE147006 GR00 EA066 E017006
Claims (23)
化合物と、 粒子状物、とを含有する、組成物。2. A composition for forming an oxygen-sensitive film, comprising an oxygen-quenching molecule, a polymer compound having a metalloxane bond and having a hydrophobic functional group, and a particulate matter. object.
る、請求項2記載の酸素感応性膜形成用組成物。3. The oxygen-sensitive film-forming composition according to claim 2, wherein the polymer compound has a siloxane bond.
する粒子である、請求項1〜3のいずれかに記載の酸素
感応性膜形成用組成物。4. The oxygen-sensitive film forming composition according to claim 1, wherein the particulate matter is a particle having an affinity for oxygen.
合物である、請求項1〜4のいずれかに記載の酸素感応
性膜形成用組成物。5. The oxygen-sensitive film-forming composition according to claim 1, wherein the oxygen-quenching molecule is a porphyrin-based compound.
って、疎水性官能基を備える加水分解性金属化合物を含
む原料を加水分解・重縮合させて、メタロキサン結合を
有し、かつ疎水性官能基を有する高分子化合物を合成す
る工程と、 高分子化合物を含むゾルを分離した後、乾燥して得たゲ
ル化物を得る工程、とを有する方法。6. A method for producing a composition for forming an oxygen-sensitive film, which comprises hydrolyzing and polycondensing a raw material containing a hydrolyzable metal compound having a hydrophobic functional group, and having a metalloxane bond, A method comprising a step of synthesizing a polymer compound having a hydrophobic functional group, and a step of separating a sol containing the polymer compound and then drying to obtain a gelled product.
該ゲル化物と酸素消光性分子とを溶解する溶剤にを溶解
する工程、とを有する、請求項6記載の方法。7. The method according to claim 6, comprising the step of dissolving the gelled product and the oxygen quenching molecule in a solvent that dissolves the gelled product and the oxygen quenching molecule.
加水分解性金属化合物は、1個の疎水性官能基を備える
トリアルコキシシランである、請求項6又は7記載の方
法。8. The method according to claim 6 or 7, wherein in the step of synthesizing the polymer compound, the hydrolyzable metal compound is trialkoxysilane having one hydrophobic functional group.
する、請求項6〜8のいずれかに記載の方法。9. The method according to claim 6, further comprising adding metal oxide particles to the solvent.
る、請求項9記載の方法。10. The method of claim 9, wherein the metal oxide particles are silica particles.
化合物である、請求項6〜10のいずれかに記載の方
法。11. The method according to claim 6, wherein the oxygen-quenching molecule is a porphyrin compound.
項6〜11のいずれかに記載の方法。12. The method according to claim 6, wherein the solvent is dichloromethane.
膜。13. An oxygen-sensitive film, comprising an oxygen-permeable matrix, oxygen-quenching molecules retained by the matrix, and particulate matter retained by the matrix.
film.
キサン結合を有し、疎水性官能基を備える高分子化合物
を含有する、請求項13記載の酸素感応性膜。14. The oxygen-sensitive membrane according to claim 13, wherein the oxygen-permeable matrix contains a polymer compound having a metalloxane bond and having a hydrophobic functional group.
る、請求項13又は14記載の酸素感応性膜。15. The oxygen-sensitive film according to claim 13, wherein the particulate matter is an oxygen-affinity particle.
化合物である、請求項13〜15記載の酸素感応性膜。16. The oxygen-sensitive film according to claim 13, wherein the oxygen-quenching molecule is a porphyrin-based compound.
mの粒径の金属酸化物粒子である、請求項15記載の酸
素感応性膜。17. The oxygen-affinity particles are 1 μm to 50 μm.
The oxygen-sensitive film according to claim 15, which is a metal oxide particle having a particle diameter of m.
0nmの粒径の金属酸化物粒子である、請求項15記載
の酸素感応性膜。18. The metal oxide particles are 10 nm to 50 nm.
The oxygen-sensitive film according to claim 15, which is a metal oxide particle having a particle diameter of 0 nm.
を加水分解・重縮合させて得られる生成物を分離し、こ
の生成物と酸素消光性分子とを含有する組成物を調製
し、この組成物を物体表面に付与し乾燥して得られる
膜。19. An oxygen-sensitive membrane, wherein a product obtained by hydrolyzing and polycondensing a raw material containing a hydrolyzable metal compound having a hydrophobic functional group is separated, and this product and oxygen quenching property are separated. A film obtained by preparing a composition containing molecules and applying the composition to the surface of an object and drying the composition.
化物粒子を加えて組成物を調製する、請求項19記載の
皮膜。20. The coating film according to claim 19, wherein metal oxide particles are further added to the separated product to prepare a composition.
酸化物をその場生成させることにより得られる生成物を
分離し、この生成物と酸素消光性分子とを含有する組成
物を調製する、請求項19記載の酸素感応性皮膜。21. A product obtained by in-situ generation of a metal oxide during the hydrolysis / polycondensation is separated, and a composition containing this product and an oxygen quenching molecule is prepared. The oxygen-sensitive film according to claim 19.
素感応性膜を物体表面に形成して、その表面における圧
力分布を測定する方法。22. A method of forming an oxygen-sensitive film according to claim 13 on the surface of an object and measuring the pressure distribution on the surface.
素感応性膜を物体表面に形成して、その表面における圧
力分布を測定する装置。23. An apparatus for forming the oxygen-sensitive film according to claim 13 on the surface of an object and measuring the pressure distribution on the surface.
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