保型容器およびそれを用いたコロイド結晶ゲルの製造方法
【課題】 任意の基板上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを製造するに好ましい保型容器、および、この保形容器を用いたコロイド結晶ゲルの製造方法を提供すること。
【解決手段】 本発明による保型容器は、対象基板に密着する密着面と、密着面を有する側に開放し、かつ、対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、保型溝と密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路とを有することを特徴とする。
【解決手段】 本発明による保型容器は、対象基板に密着する密着面と、密着面を有する側に開放し、かつ、対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、保型溝と密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保型容器、および、それを用いたコロイド結晶ゲルの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造するに好ましい保型容器、および、それを用いた任意の基板上へのコロイド結晶ゲルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトニック結晶の一種であるコロイド結晶は、光に対して特異な現象を示すことが知られており、これを用いた光学素子への応用が盛んに研究されている。流動的で取り扱いの不便なコロイド結晶を、高分子ゲルを用いて固定化したコロイド結晶ゲルを製造する技術がある（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
図３４は、従来技術によるコロイド結晶ゲルを製造するための容器を示す模式図である。
容器３４００は、２つの注液口３４１０および３４２０を有する平板３４３０からなる。さらに、容器３４００内部には、厚さ０．５ｍｍ以下の平板状キャピラリー３４４０が形成されている。また、注液口３４１０および３４２０は、平板３４３０に突設されている。それら注液口３４１０および３４２０の構造は、注液手段３４５０が取り付けられる入り口側開口部を広く、対向端側を狭くテーパー状である。
【０００４】
このような容器３４００を用いたコロイド結晶ゲルの製造方法を説明する。容器３４００の注液口３４１０に注液手段３４５０を差し込む。注液手段３４５０には、重合性モノマー、架橋剤および光重合開始剤を含む、コロイド結晶状態のコロイド溶液が入れられている。次いで、注液手段３４５０からコロイド溶液を平板状キャピラリー３４４０に圧入することによって、平板状キャピラリー３４４０内部にてコロイド溶液にせん断流動を与え、配向性に優れたコロイド結晶を得る。その後、注液手段３４５０を除去し、容器３４００に光照射することによってコロイド結晶ゲルが製造され得る。このようにして製造されたコロイド結晶ゲルは、容器３４００から取り出して使用され得る。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１には、コロイド結晶ゲルを取り出すための方法、および、それに適した容器３４００の具体的な構造が開示されていない。したがって、容器３４００からコロイド結晶ゲルを取り出す際に、容器３４００を破損してしまう、あるいは、コロイド結晶ゲルを損傷してしまう場合があり得る。したがって、コロイド結晶ゲルの製造コストが高くなるばかりでなく、歩留まりが低下し得る。
【０００６】
また、製造されたコロイド結晶ゲルは、薄く柔軟であるので、一旦容器３４００から取り出すと、取り扱いが困難である。そのため、コロイド結晶ゲルを製造後、使用時まで容器３４００にて保存しておく必要がある。このため、容器３４００を新たなコロイド結晶ゲルの製造に随時に使用することはできず、大量生産に不向きである。
【０００７】
また、コロイド結晶ゲルの製造には、容器３４００の材質およびコロイド結晶ゲルが接触する容器の表面の特性が影響し得るので、そのような接触面の特性を変えてコロイド結晶ゲルを製造するには、様々な表面を有する異なった容器が必要となる。しかしながら、そのような条件に応じて多種類の容器を準備することは、製造コストを高くすることになり得る。
【０００８】
本発明者らは、以上のような特許文献１に係る問題点は、従来のような自己完結型の専用容器を用いるのではなく、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造できる方式を開発す
ることにより解決しうると考えた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−４０６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、任意の基板上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを製造するに好ましい保型容器、および、それを用いたコロイド結晶ゲルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による保型容器は、対象基板に密着する密着面と、前記密着面を有する側に開放し、かつ、前記対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、前記保型溝と前記密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路とを有することを特徴する構成を採用した。
【００１２】
前記保型溝の外枠を構成し、前記密着面を有する壁部材と、表裏に貫通した前記第１の流路および前記第２の流路を有する流路部材とをさらに含むことを特徴する構成を採用した。
【００１３】
前記密着面の周囲の一部または周囲の全部に前記対象基板と前記保型容器との間に間隙を生じさせる傾斜面をさらに含むことを特徴する構成を採用した。
【００１４】
前記保型容器または前記流路部材は、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料からなることを特徴する構成を採用した。
【００１５】
前記壁部材は、石英ガラス、光学ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなることを特徴とする構成を採用した。
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記保型容器の前記表面の高さに一致するように形成されていることを特徴とする構成を採用した。
【００１６】
前記保型容器の前記保型溝から前記表面までの厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする構成を採用した。
【００１７】
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記流路部材の厚さに一致するように形成されていることを特徴とする構成を採用した。
【００１８】
前記流路部材の厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする構成を採用した。
前記保型溝の深さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする構成を採用した。
【００１９】
前記壁部材の高さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする構成を採用した。
【００２０】
前記所定の溶液は、コロイド溶液であることを特徴とする構成を採用した。
【００２１】
本発明によるコロイド結晶ゲルを製造する方法は、上述の保型容器を前記対象基板に密着して配置するステップと、前記第１の流路または前記第２の流路から前記所定の溶液としてコロイド溶液を前記保型溝に注入するステップと、前記注入されたコロイド溶液に光を照射して、ゲル化するステップとを包含することを特徴とする構成を採用した。
【００２２】
前記注入するステップは、前記コロイド溶液を圧入することを特徴とする構成を採用した。
【００２３】
前記ゲル化するステップの前に、前記第１の流路および前記第２の流路を介して前記注入されたコロイド溶液に圧力差を印加するステップをさらに包含することを特徴する構成を採用した。
【００２４】
前記配置するステップは、押し付け機構を用いることを特徴とする構成を採用した。
【００２５】
前記傾斜面を用いて前記対象基板から前記保型容器を除去するステップをさらに包含することを特徴とする構成を採用した。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の保型容器によれば、対象基板に密着する密着面と、密着面を有する側に開放し、かつ、対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、保型溝と密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路とを有する。
保型溝は、任意の対象基板に対して形成可能である。所定の溶液として、例えば、コロイド結晶状態のコロイド溶液をこの保型溝内に注入すれば、コロイド溶液中のコロイド粒子は、保型容器の表面および／または対象基板の表面に対して、自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、任意の対象基板上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルが製造され得る。また、所定の溶液として、種々のゲル化可能な溶液を用いれば、任意の対象基板上に簡便に種々のゲルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。同様の構成要素には同様の番号を付し、説明が重複するのを避ける。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による保型容器１００の平面図である。
図２は、本発明の実施の形態１による保型容器１００の断面図である。
図１および図２には、保型容器１００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。図２は、図１に示される保型容器１００のＡ−Ａ’線断面図を示す。対象基板１１０は、例えば、スライドガラス、シリコン基板、プラスチック基板、ステンレス基板であり、平坦な表面を有する任意の基板が適用可能である。図１および図２を参照して、本発明による保型容器１００の構成を詳述する。
【００２９】
保型容器１００は、対象基板１１０に密着する密着面２００と、対象基板１１０に対して所定の溶液を保持する保型溝１２０と、第１の流路１３０および第２の流路１４０とを有する。このような保型容器１００は、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造され得る。これらの材料は、いずれも透明材料であるので、後述する光照射による所定の溶液のゲル化を促進することができるので、好ましい。
【００３０】
所定の溶液は、ゲル化可能な任意の溶液が適用可能であるが、後述するように、本発明によれば配向性に優れたコロイド結晶ゲルが得られる点からコロイド溶液が特に好ましい。したがって、以降の説明では、所定の溶液としてコロイド溶液を用いた場合に特化して説明する。なお、本明細書では、コロイド溶液とは、コロイド粒子を含む分散液に加えて、重合性モノマー、架橋剤および光重合開始剤を含む溶液であり、コロイド結晶状態にあることに留意されたい。
【００３１】
密着面２００は、対象基板１１０との間隙がないように密着可能な面を意図している。密着面２００は、研磨等によってその表面に凹凸がないよう処理されていてもよい。また、保型容器１００として透明プラスチック樹脂を採用した場合には、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面２００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００３２】
保型溝１２０は、保型容器１００の密着面２００側に開放して形成されている。保型溝１２０の深さｄは、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。保型溝１２０の深さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝１２０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。
【００３３】
第１の流路１３０および第２の流路１４０は、保型容器１００の密着面２００に対向する表面に対して突状に設けられている。一方の流路は、シリンジ等任意の注液手段を用いて保型溝１２０にコロイド溶液を注入するための注液手段の差込口として機能し得、一方の流路は、注入時における空気抜き用の穴として機能し得る。また、第１の流路１３０および第２の流路１４０は、後述するように、互いに共働して保型溝１２０に注入されたコロイド溶液に圧力差を加えるように（すなわち、第１の流路１３０と第２の流路１４０との間に圧力差を生じるように）機能し得る。これにより、保型溝１２０に注入されたコロイド溶液にせん断流動を生じさせることができる。
【００３４】
第１の流路１３０および第２の流路１４０の直径は、例えば、４ｍｍであるが、これに限定されない。４ｍｍ（±０．１ｍｍの誤差を含む）であれば、図３４に記載の既存の注液手段３４５０を用いることができる。
【００３５】
また、第１の流路１３０および第２の流路１４０は、保型溝１２０へ向かってテーパー状（先細り）であってもよい。通常、注液手段の先端部は、わずかにテーパー状であるため、第１の流路１３０および第２の流路１４０と注液手段との接触がよくなり、コロイド溶液の注入操作が容易になる。また、注液手段を保型容器１００から取り外しやすくするため、余分な力が保型容器１００にかかって保型溝１２０内に形成されたコロイド粒子の結晶性を損なうことはない。
【００３６】
図１および図２では、第１の流路１３０および第２の流路１４０は、同一の形状であるが、注入されたコロイド溶液に圧力差を加えることができる限り、異なる形状であってもよいが、後述する図７のような操作を可能にするなどの製造上の利便性を考慮すると同一の形状が好ましい。
【００３７】
このように、保型溝１２０は、第１の流路１３０または第２の流路１４０から注入されたコロイド溶液を、任意の基板に対して保持することができる。これにより、コロイド溶液中のコロイド粒子は、保型容器１００（すなわち保型溝１２０）の表面および／または対象基板１１０の表面に対して自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、任意の対象基板１１０上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを製造することができる。また、保型容器１００は、同一材料から単一部材として加工形成されているので、後述する別個の部材からなる保型容器に比べて、各部材間におけるコロイド溶液の漏れの心配がない。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態１による別の保型容器３００の断面図である。
図３には、図１および図２と同様に、保型容器３００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器３００は、密着面２００の周囲に傾斜面３１０を有する以外は、保型容器１００と同様である。このような傾斜面３１０は、保型容器３００と対象
基板１１０との間に指かけ等を容易にする間隙を生じさせ得る。
【００３９】
コロイド結晶をゲル化した後は、コロイド結晶ゲル自体がある程度の接着作用を有し、対象基板１１０から保型容器３００を取り外しにくくするが、傾斜面３１０に指や爪または冶具を引っ掛けることができるので、対象基板１１０からの保型容器３００の取り外しを容易にし得る。このような傾斜面３１０を、密着面２００の周囲の一部に設けてもよいし、周囲の全部に設けてもよい。なお、本明細書において「間隙」とは、保型溝と対象基板との間で所定の溶液が確実に保持される密着面と対象基板との間の密着性を維持した、保型容器と対象基板との間の隙間であることに留意されたい。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器４００の断面図である。
図４には、図１〜図３と同様に、保型容器４００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器４００は、保型溝１２０の外枠を構成し、密着面２００を有する壁部材４１０と、第１の流路１３０および第２の流路１４０を有する流路部材４２０とをさらに含む以外は、保型容器１００と同様である。
【００４１】
壁部材４１０は、対象基板１１０と接する面に密着面２００を有する。壁部材４１０は、石英ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなる。より詳細には、金属は、例えば、ステンレスであり、樹脂フィルムはポリステルフィルムであり、弾性ゴム材はシリコーンゴムであり得るが、これらに限定されない。壁部材４１０が弾性ゴム材からなる場合、保型容器４００と対象基板１１０との密着性を小さい押し付け圧力で容易に達成することができる。
【００４２】
壁部材４１０の密着面２００は、保型溝１２０に注入されるコロイド溶液が漏れないためにも、極めて平坦であり、対象基板１１０との密着性が高いことが好ましい。
【００４３】
したがって、壁部材４１０が石英ガラス、金属等である場合、密着面２００を研磨しておく方がよい。また、対象基板１１０との密着性を高めるために、柔軟性を有するシートを壁部材４１０の密着面２００に予め付与してもよい。このようなシートは、壁部材４１０が樹脂フィルムである場合に特に有効であり得る。樹脂フィルムは、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面２００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００４４】
壁部材４１０の高さｄ（すなわち、保型溝１２０の深さｄ）は、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。壁部材４１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝１２０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。壁部材４１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下で保型溝１２０が形成される限り任意の高さであり得る。
【００４５】
流路部材４２０は、壁部材４１０と結合しており、それ自身に表裏に貫通した第１の流路１３０および第２の流路１４０を有する。保型溝１２０は、流路部材４２０の一部、すなわち、第１の流路１３０および第２の流路１４０を含む部分と、壁部材４１０とから構成されている。
【００４６】
流路部材４２０は、図１〜図３を参照して説明した保型容器１００、３００と同様に、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造される。これらの材料は、いずれも、優れた光透過性を有しているため、保型溝１２０内に保持されたコロイド溶液のゲル化に有利である。
【００４７】
本明細書において、壁部材４１０と流路部材４２０との結合とは、互いに密着した状態を意図しており、好ましくは、接着剤および粘着等の結合手段によって物理的に密着させてもよい。また、このような結合手段を使用せず、万力などの締め付け具を使用して、一時的に一体化させた場合は、ゲル化後に、壁部材４１０、流路部材４２０を順次取り外すことができるので、コロイド結晶ゲルが壊れやすい場合であっても対象基板１１０上に綺麗なコロイド結晶ゲルを担持させることができる。なお、結合手段は、上記の他にも可能であり、当業者であれば適宜選択可能である。
【００４８】
保型容器４００に示されるように、壁部材４１０と流路部材４２０とに異なる材料を選択できるので、ユーザの希望に応じた設計が可能になり、設計の自由度が増し得る。当然のことながら、壁部材４１０と流路部材４２０とに同一の材料を選択してもよく、この場合、原材料の種類が少なくてよいので、保型容器の製造コストを下げることができる。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器５００の断面図である。
図５には、図１〜図４と同様に、保型容器５００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器５００は、壁部材４１０および流路部材４２０の密着面２００の周囲に傾斜面５１０を有する以外は、保型容器４００と同様である。このような傾斜面５１０は、図３の傾斜面３１０と同様に機能し得る。このような傾斜面５１０を、密着面２００の周囲の一部に設けてもよいし、周囲の全部に設けてもよい。
【００５０】
次に、本発明による保型容器１００を用いたコロイド結晶ゲルの製造方法を説明する。
【００５１】
図６は、保型容器１００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
【００５２】
図７は、保型容器１００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
【００５３】
図６および図７を参照して、各ステップを詳述する。
【００５４】
Ｓ１１０：保型容器１００を対象基板１１０に密着して配置する。保型容器１００を対象基板１１０に密着させるために、保型容器１００と対象基板１１０とを挟む押し付け機構（図示せず）を用いてもよい。押し付け機構は、例えば、クリップ、上下に挟み込み可能なホルダー等である。
【００５５】
Ｓ１２０：保型容器１００の保型溝１２０にコロイド溶液を注入する。詳細には、第１の流路１３０（または第２の流路１４０）にコロイド溶液６１０が入ったシリンジ等の注液手段６００を差し込み、注入する。
コロイド溶液６１０がつくるコロイド結晶は、保型溝１２０内にて、保型容器１００の表面および／または対象基板１１０に対して自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、配向性の高いコロイド結晶が容易に形成される。
【００５６】
Ｓ１３０：保型容器１００の外部より保型溝１２０内のコロイド溶液に光を照射する。光は、例えば、紫外線等であり得る。これによって、コロイド溶液中にてゲル化が進行し、コロイド結晶ゲルが得られる。その後、保型容器１００を除去する。当然のことながら、保型容器１００を上方に移動させるだけでよいので、従来の容器３４００（図３４）に比べて、コロイド結晶ゲルに対する取り扱いが簡便になり得る。
【００５７】
このようにして、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造できる。また、製造後、保型容器１００を用いて引き続いてさらなるコロイド結晶ゲルを製造することができるので、
歩留まりが向上するとともに、安価にコロイド結晶ゲルを提供できる。得られたコロイド結晶ゲルは、基板上に適宜カバーを付与して、保持してもよい。
【００５８】
なお、Ｓ１２０において、注液手段６００によるコロイド溶液６１０を、所定の速度で注入する（すなわち、圧入する）か、または、Ｓ１２０に引き続いて、注液手段６００のピストンを所定の速度で押し込む、かつ／あるいは、注液手段６００のピストンを所定の速度で引き抜いてもよい。このような所定の速度での注入、または、所定の速度でのピストン動作によって、第１の流路１３０と第２の流路１４０との間に圧力差が生じ、保型溝１２０に封入されたコロイド溶液にせん断流動が生じ得る。
【００５９】
このようなせん断流動によって、保型溝１２０内により配向性の高いコロイド結晶が形成され得る。当然のことながら、第１の流路１３０または第２の流路１４０からコロイド溶液が漏れない程度に注入する、または、ピストンを押し込む／引き抜くことに留意されたい。図７に示されるように、第１の流路１３０に注液手段６００を差し込み、第２の流路１４０に例えば、シリンジからピストンを取り去ったシリンダー部７００のみを差し込むことによっても、コロイド溶液の漏れを防ぐことができる。
【００６０】
上記各ステップは、図３〜図５を参照して説明した保型容器３００〜５００にも適用可能である。特に、保型容器３００および保型容器５００を用いた場合には、Ｓ１３０後に保型容器３００、５００を対象基板１１０から除去する際に、傾斜面３１０、５１０に指、爪または冶具等を引っ掛けることができるので、取り外しが容易である。
【００６１】
このように、保型容器を単に対象基板から除去するだけで、形成されたコロイド結晶ゲルのみが対象基板に残るので、保型容器を破壊することなく、良質な状態でコロイド結晶ゲルのみを使用することができる。コロイド結晶ゲルが取り除かれた保型容器は、随時コロイド結晶ゲルの製造に再使用することが可能である。また、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを形成できるので、対象基板表面の特性に応じたコロイド結晶ゲルを保型容器の材質を変更することなく製造できる。
【００６２】
また、コロイド溶液の代わりにゲル化可能な任意の溶液を用いる場合も、上記Ｓ１１０〜Ｓ１３０のステップを採用できる。この場合、教育実験用、医療用、装飾用等種々のゲルを任意の対象基板上に簡便に製造することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図８は、本発明による実施の形態２の保型容器８００の平面図である。
図９は、本発明による実施の形態２の保型容器８００の断面図である。
図８および図９には、保型容器８００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。図９は、図８に示される保型容器８００のＡ−Ａ’線断面図を示す。対象基板１１０は、実施の形態１と同様に、スライドガラス、シリコン基板、プラスチック基板、ステンレス基板であり、平坦な表面を有する任意の基板が適用可能である。図８および図９を参照して、本発明による保型容器８００の構成を詳述する。
【００６４】
保型容器８００は、対象基板１１０に密着する密着面９００と、対象基板１１０に対して所定の溶液を保持する保型溝８１０と、第１の流路８２０および第２の流路８３０とを有する。保型容器８００は、実施の形態１と同様に、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造され得る。
【００６５】
実施の形態１と同様に、所定の溶液は、ゲル化可能な任意の溶液が適用可能であるが、本発明によれば配向性に優れたコロイド結晶ゲルが得られる点からコロイド溶液が特に好ましい。したがって、以降の説明では、所定の溶液としてコロイド溶液を用いた場合に特
化して説明する。
【００６６】
なお、密着面９００は、対象基板１１０との間隙がないように密着可能な面を意図している。密着面９００は、研磨等によってその表面に凹凸がないよう処理されていてもよい。また、保型容器８００として透明プラスチック樹脂を採用した場合には、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面９００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００６７】
密着面９００は、実施の形態１の傾斜面３１０と同様に、傾斜面（図示せず）を有していてもよい。この場合も、傾斜面を設けた密着面９００は、実施の形態１の傾斜面３１０と同様の効果を奏する。
【００６８】
保型溝８１０は、保型容器８００の密着面９００側に開放して形成されている。保型溝８１０の深さｄは、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。保型溝８１０の深さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝８１０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。
【００６９】
第１の流路８２０および第２の流路８３０は、保型容器８００の密着面９００に対向する表面に対して、突設することなく保型容器８００の表面に一致するように（すなわち、表面と同一の高さに）設けられている。一方の流路は、シリンジ等任意の注液手段を用いて保型溝８１０にコロイド溶液を注入するための注液手段の差込口として機能し得、一方の流路は、注入時における空気抜き用の穴として機能し得る。また、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、後述するように、互いに共働して保型溝８１０に注入されたコロイド溶液に圧力差を加えるように（すなわち、第１の流路８２０と第２の流路８３０との間に圧力差を生じるように）機能し得る。これにより、保型溝８１０に注入されたコロイド溶液にせん断流動を生じさせることができる。
【００７０】
第１の流路８２０および第２の流路８３０の直径は、例えば、４ｍｍであるが、これに限定されない。４ｍｍ（±０．１ｍｍの誤差を含む）であれば、図３４に記載の既存の注液手段３４５０を用いることができる。
【００７１】
また、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、保型溝８１０へ向かってテーパー状（先細り）であってもよい。通常、注液手段の先端部は、わずかにテーパー状であるため、第１の流路８２０および第２の流路８３０と注液手段との接触がよくなり、コロイド溶液の注入操作が容易になる。また、注液手段を保型容器８００から取り外しやすくするため、余分な力が保型容器８００にかかって保型溝８１０内に形成されたコロイド粒子の結晶性を損なうことはない。
【００７２】
図８および図９では、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、同一の形状であるが、注入されたコロイド溶液に圧力差を加えることができる限り、異なる形状であってもよいが、後述する図１４のような操作を可能にするなどの製造上の利便性を考慮すると同一の形状が好ましい。
【００７３】
このように、保型溝８１０は、第１の流路８２０または第２の流路８３０から注入されたコロイド溶液を、任意の基板に対して保持することができる。これにより、コロイド溶液中のコロイド粒子は、保型容器８００（すなわち保型溝８１０）の表面および／または対象基板１１０の表面に対して自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、任意の対象基板１１０上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを製造することができる。
【００７４】
また、第１の流路８２０および第２の流路８３０を実施の形態１のように突出することなく設けることによって、保型容器８００の構造が簡略化されるので、保型容器８００の製造が容易になり、コストを削減できる。また、図１〜図５に示される第１の流路１３０および第２の流路１４０は、突出しており、破損しやすいため、取り扱いが困難であるが、保型容器８００の上面が平坦であるため、破損に強く、取り扱いも簡便である。さらに、このような形状であれば、例えば、保型容器８００を大量に出荷する場合であっても、嵩張ることなくコンパクトな収容が可能である。加えて、突出部がなければ、光照射時に光源を保型容器８００に近づけやすく、また、照射光による影が保型容器８００に形成されることがないので、保型溝８１０全体にわたって均一にゲル化を進行させることができ、歩留まりが向上するとともに良質なコロイド結晶ゲルが得られ得る。
【００７５】
図１０は、本発明の実施の形態２による別の保型容器１０００の断面図である。
図１０には、図８および図９と同様に、保型容器１０００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器１０００は、保型溝８１０から保型容器１０００の密着面９００に対向する表面までの厚さｔ（すなわち、保型溝８１０の深さを除く全体の厚さ）が４ｍｍ以上を有する以外は、保型容器８００と同様である。
【００７６】
図８および図９に示す保型容器８００に比べて、保型容器１０００の厚さを十分に増すことによって、注液手段（図示せず）の取り付け時に薄い保型容器が破損することを防ぐとともに、注液手段の取り付けを容易にし得る。さらに、４ｍｍ以上の厚さを有するので、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、突出した流路（例えば、図１の第１の流路１３０または第２の流路１４０）と同様に、コロイド溶液の液溜めとしても機能し得る。なお、上述の厚さｔが４ｍｍ以上であれば上限は特にないが、４ｍｍよりも小さい場合には、液溜めとしての効果が小さくなり得る。
【００７７】
図１１は、本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１１００の断面図である。
図１１には、図８〜図１０と同様に、保型容器１１００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器１１００は、保型溝８１０の外枠を構成し、密着面９００を有する壁部材１１１０と、第１の流路８２０および第２の流路８３０を有する流路部材１１２０とをさらに含む以外は、保型容器８００と同様である。
【００７８】
壁部材１１１０は、対象基板１１０と接する面に密着面９００を有する。壁部材１１１０は、石英ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなる。より詳細には、金属は、例えば、ステンレスであり、樹脂フィルムはポリステルフィルムであり、弾性ゴム材はシリコーンゴムであり得るが、これらに限定されない。壁部材１１１０が弾性ゴム材からなる場合、保型容器１１００と対象基板１１０との密着性を小さい押し付け圧力で容易に達成することができる。
【００７９】
壁部材１１１０の密着面９００は、保型溝８１０に注入されるコロイド溶液が漏れないためにも、極めて平坦であり、対象基板１１０との密着性が高いことが好ましい。したがって、壁部材１１１０が石英ガラス、金属等である場合、密着面９００を研磨しておく方がよい。また、対象基板１１０との密着性を高めるために、柔軟性を有するシートを壁部材１１１０の密着面９００に予め付与してもよい。このようなシートは、壁部材１１１０が樹脂フィルムである場合に特に有効であり得る。樹脂フィルムは、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面９００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００８０】
壁部材１１１０の密着面９００は、実施の形態１の傾斜面５１０と同様に、傾斜面（図示せず）を有していてもよい。この場合も、傾斜面を設けた密着面９００は、実施の形態
１の傾斜面５１０と同様の効果を奏する。
【００８１】
壁部材１１１０の高さｄ（すなわち、保型溝８１０の深さ）は、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。壁部材１１１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝８１０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。壁部材１１１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下で保型溝８１０が形成される限り任意の高さであり得る。
【００８２】
流路部材１１２０は、壁部材１１１０と結合しており、それ自身に表裏に貫通した第１の流路８２０および第２の流路８３０を有する。実施の形態１と異なり、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、流路部材１１２０の厚さに一致するように（すなわち、流路部材１１２０の高さに一致するように）穴状に設けられている。保型溝８１０は、流路部材１１２０の一部、すなわち、第１の流路８２０および第２の流路８３０を含む部分と、壁部材１１１０とから構成されている。
【００８３】
流路部材１１２０は、図８〜図１０を参照して説明した保型容器８００、１０００と同様に、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造される。これらの材料は、いずれも、優れた光透過性を有しているため、保型溝１２０内に保持されたコロイド溶液のゲル化に有利である。
【００８４】
本明細書において、実施の形態１と同様に、壁部材１１１０と流路部材１１２０との結合とは、互いに密着した状態を意図しており、好ましくは、接着剤および粘着等の結合手段によって物理的に密着させてもよい。また、このような結合手段を使用せず、万力などの締め付け具を使用して、一時的に一体化させた場合は、ゲル化後に、壁部材１１１０、流路部材１１２０を順次取り外すことができるので、コロイド結晶ゲルが壊れやすい場合であっても対象基板１１０上に綺麗なコロイド結晶ゲルを担持させることができる。なお、結合手段は、上記の他にも可能であり、当業者であれば適宜選択可能である。
【００８５】
保型容器１１００に示されるように、壁部材１１１０と流路部材１１２０とに異なる材料を選択できるので、ユーザの希望に応じた設計が可能になり、設計の自由度が増し得る。当然のことながら、壁部材１１１０と流路部材１１２０とに同一の材料を選択してもよく、この場合、原材料の種類が少なくてよいので、保型容器の製造コストを下げることができる。実施の形態１に比べて、第１の流路８２０および第２の流路８３０が突出していないので、保型容器の各部材の構造が簡略化されており、大量生産には好適である。
【００８６】
図１２は、本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１２００の断面図である。
図１２には、図８〜図１１と同様に、保型容器１２００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器１２００は、流路部材１２１０の厚さｔが４ｍｍ以上である以外は、保型容器１１００と同様である。この場合、図１０に示す保型容器１０００と同様に、注液手段（図示せず）の取り付け時に薄い流路部材が破損することを防ぐとともに、取り付けを容易にし得る。さらに、４ｍｍ以上の厚さを有するので、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、コロイド溶液の液溜めとしても機能し得る。なお、上述の厚さｔが４ｍｍ以上であれば上限は特にないが、４ｍｍよりも小さい場合には、液溜めとしての効果が小さくなり得る。
【００８７】
図１３は、保型容器８００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
図１４は、保型容器８００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
図１３および図１４を参照して、各ステップを詳述する。
【００８８】
Ｓ２１０：図６および図７を参照して説明したＳ１１０と同様に、保型容器８００を対象基板１１０に密着して配置する。この場合も保型容器８００と対象基板１１０とを挟む押し付け機構（図示せず）を用いてもよい。なお、保型容器１０００（図１０）、１２００（図１２）を用いた場合には、保型容器自身が厚いため、または、流路部材１２１０（図１２）が厚いため、押し付け機構の押圧による破損が起きる心配もなく、取り扱いが簡便となる。
【００８９】
Ｓ２２０：保型容器８００の保型溝８１０にコロイド溶液を注入する。詳細には、第１の流路８２０（または第２の流路８３０）にコロイド溶液６１０が入ったシリンジ等の注液手段６００を差し込み、注入する。なお、保型容器１０００、１２００を用いた場合には、保型容器８００と比べて、注液手段６００の先端部を第１の流路８２０（または第２の流路８３０）に容易に収容可能となり、注液手段６００を収容時に誤って破損することはない。
【００９０】
Ｓ２３０：保型容器８００の外部より保型溝８１０内のコロイド溶液に光を照射する。光は、例えば、紫外線等であり得る。これによって、コロイド溶液中にてゲル化が進行し、コロイド結晶ゲルが得られる。特に、第１の流路８２０および第２の流路８３０が保型容器８００の表面に対して突設されていないので、第１の流路および／または第２の流路が光照射を妨げることはない。その後、保型容器８００を除去する。当然のことながら、保型容器８００を上方に移動させるだけでよいので、従来の容器３４００（図３４）に比べて、コロイド結晶ゲルに対する取り扱いが簡便になり得る。
【００９１】
また、保型容器８００は、実施の形態１の突状の第１の流路１３０（図１）および第２の流路１４０（図１）のような複雑な形状ではないため、洗浄も容易であり、プロセス時間を短縮できる。傾斜面（図示せず）を有する保型容器を用いた場合には、傾斜面に指、爪または冶具等を引っ掛けることができるので、対象基板１１０からの保型容器の取り外しが容易である。
【００９２】
このようにして、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造できる。また、製造後、保型容器８００を用いて引き続いてさらなるコロイド結晶ゲルを製造することができるので、歩留まりが向上するとともに、安価にコロイド結晶ゲルを提供できる。得られたコロイド結晶ゲルは、基板上に適宜カバーを付与して、保持してもよい。
【００９３】
実施の形態１と同様に、Ｓ２２０において、注液手段６００によるコロイド溶液を、所定の速度で注入する（すなわち、圧入する）か、または、Ｓ２２０に引き続いて、注液手段６００のピストンを所定の速度で押し込む、かつ／あるいは、注液手段６００のピストンを所定の速度で引き抜いてもよい。このような所定の速度での注入、または、所定の速度でのピストン動作によって、第１の流路８２０と第２の流路８３０との間に圧力差が生じ、保型溝８１０に封入されたコロイド溶液にせん断流動が生じ得る。
【００９４】
このようなせん断流動によって、保型溝８１０内により配向性の高いコロイド結晶が形成され得る。当然のことながら、第１の流路８２０（または第２の流路８３０）からコロイド溶液が漏れない程度に注入する、または、ピストンを押し込む／引き抜くことに留意することが必要であるが、保型容器１０００、１２００を用いた場合には、そのような液漏れも容易に防止され得る。
【００９５】
あるいは、図１４に示されるように、第１の流路８２０に注液手段６００を差し込み、第２の流路８３０に例えば、シリンジからピストンを取り去ったシリンダー部７００のみを差し込むことによっても、コロイド溶液の漏れを防ぐことができる。
【００９６】
また、コロイド溶液の代わりにゲル化可能な任意の溶液を用いる場合も、上記Ｓ２１０〜Ｓ２３０のステップを採用できる。この場合も、教育実験用、医療用、装飾用等種々のゲルを任意の対象基板上に製造することができる。
【００９７】
以上、実施の形態１および実施の形態２を参照して本発明を説明してきたが、本発明はこれらに限定されない。本発明の保型容器は、実施の形態１および実施の形態２を組み合わせて、例えば、突状の流路と穴型の流路とを有する保型容器であってもよいし、これらを有する流路部材を用いてもよい。また、図面では矩形の保型容器を示したが、これに限定されない。図面では保型溝の形状を角の丸まった矩形としたが、これに限定されない。保型溝のサイズおよび形状は、基板等に応じて適宜選択可能である。
【００９８】
本発明の保型容器を、コロイド結晶ゲルを製造するに好ましい容器として説明してきたが、本発明はこれに限定されない。本発明の保型容器を種々のゲルの製造に用いてもよい。
【００９９】
次に具体的な実施例を用いて本発明を詳述するが、本発明がこれら実施例に限定されないことに留意されたい。
【実施例１】
【０１００】
図１５〜図２０は、実施例１による保型容器１５００を示す図である。
図１５は、実施例１による保型容器１５００の平面図である。図１６は、実施例１による保型容器１５００の右側面図（左側面図）である。図１７は、実施例１による保型容器１５００の正面図（背面図）である。図１８は、実施例１による保型容器１５００の底面図である。図１９は、実施例１による保型容器１５００のＡ−Ａ’線断面図である。図２０は、実施例１による保型容器１５００のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０１０１】
実施例１による保型容器１５００は、石英ガラスを用いて作製された。保型容器１５００は、実施の形態１で説明した保型容器１００（図１および図２）と同様である。
【０１０２】
保型容器１５００の長手方向の長さＬは７６ｍｍであり、幅Ｗは２６ｍｍであった。この保型容器１５００の大きさは、通常用いられるスライドガラスと同一のサイズである。保型容器１５００の全体の厚さＤは１．５ｍｍであり、保型溝１８００の深さｄは０．１ｍｍであった。
【０１０３】
第１の流路１５１０および第２の流路１５２０の直径φは、それぞれ、４．０５ｍｍであった。また、第１の流路１５１０および第２の流路１５２０の高さＨは４ｍｍであった。第１の流路１５１０と第２の流路１５２０との距離ｌは、５１ｍｍであり、保型溝１８００の幅ｗ’は９ｍｍであった。保型容器１５００の周囲全体に傾斜面１６００を設けた。
【実施例２】
【０１０４】
図２１〜図２６は、実施例２による保型容器２１００を示す図である。
図２１は、実施例２による保型容器２１００の平面図である。図２２は、実施例２による保型容器２１００の右側面図（左側面図）である。図２３は、実施例２による保型容器２１００の正面図（背面図）である。図２４は、実施例２による保型容器２１００の底面図である。図２５は、実施例２による保型容器２１００のＡ−Ａ’線断面図である。図２６は、実施例２による保型容器２１００のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０１０５】
実施例２による保型容器２１００は、石英ガラスを用いて作製された。保型容器２１０
０は、実施の形態２で説明した保型容器８００（図８および図９）と同様である。
【０１０６】
保型容器２１００の長手方向の長さＬ、幅Ｗ、全体の厚さＤ、保型溝２４００の深さｄ、第１の流路２１１０および第２の流路２１２０の直径φ、第１の流路２１１０と第２の流路２１２０との間の距離ｌ、および、保型溝２４００の幅ｗ’は、図１５〜図２０に示す保型容器１５００と同様であった。保型容器２１００の周囲全体に傾斜面２２００を設けた。
【０１０７】
保型容器２１００の第１の流路２１１０および第２の流路２１２０は、保型容器２１００の保型溝２４００と対向する表面の高さと一致するように作製された。それら第１の流路２１１０および第２の流路２１２０の深さＨは、１．４ｍｍであった。
【実施例３】
【０１０８】
図２７〜図３２は、実施例３による保型容器２７００を示す図である。
図２７は、実施例３による保型容器２７００の平面図である。図２８は、実施例３による保型容器２７００の右側面図（左側面図）である。図２９は、実施例３による保型容器２７００の正面図（背面図）である。図３０は、実施例３による保型容器２７００の底面図である。図３１は、実施例３による保型容器２７００のＡ−Ａ’線断面図である。図３２は、実施例３による保型容器２７００のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０１０９】
実施例３による保型容器２７００は、石英ガラスを用いて作製された。保型容器２７００は、実施の形態２で説明した保型容器１０００（図１０）と同様である。
【０１１０】
保型容器２７００の全体の厚さＤを除いて、保型容器２７００の長手方向の長さＬ、幅Ｗ、保型溝２４００の深さｄ、第１の流路２１１０および第２の流路２１２０の直径φ、第１の流路２１１０と第２の流路２１２０との間の距離ｌ、および、保型溝２４００の幅ｗ’は、図２１〜図２６に示す保型容器２１００と同様であった。保型容器２７００の全体の厚さＤは、４．１ｍｍであった。保型容器２７００の周囲全体に傾斜面２８００を設けた。
保型容器２７００の第１の流路２７１０および第２の流路２７２０は、保型容器２７００の保型溝３０００と対向する表面の高さと一致するように作製された。それら第１の流路２７１０および第２の流路２７２０の深さＨは、４．０ｍｍであった。
【実施例４】
【０１１１】
実施例３の保型容器２７００を用いてコロイド結晶ゲルを製造した。粒径約２００ｎｍのポリスチレン粒子（粒子体積分率濃度約１２％）、重合性モノマー（Ｎ−メチロールアクリルアミド、濃度１Ｍ／Ｌ）、架橋剤（Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、濃度５０ｍＭ／Ｌ）、光重合開始剤（カンファーキノン、濃度０．４ｍＭ／Ｌ）を含む水溶液を調製した。次いで、この水溶液にアルゴンバブリングによる酸素除去処理を施し、コロイド溶液とした。得られたコロイド溶液を１ｍＬ用シリンジに入れた。
【０１１２】
保型容器２７００をスライドガラス基板（図示せず）に密着させて配置させ、第１の流路２７１０にシリンジを差し込んだ。次いで、シリンジからコロイド溶液を保型容器２７００の保型溝３０００内に注入した。この際、保型溝３０００内にてコロイド溶液にせん断流動が生じるように、シリンジのピストンを所定の速度で押し込んだ。
【０１１３】
保型容器２７００の外部より青色ＬＥＤを用いて保型溝３０００内のコロイド溶液に光照射をし、コロイド溶液を重合・ゲル化させた。次いで、傾斜面２８００に爪を引っ掛けてスライドガラス基板から保型容器２７００を除去し、スライドガラス基板上にコロイド結晶ゲル膜を得た。
【０１１４】
得られたコロイド結晶ゲル膜の透過スペクトルを測定した。ここで、透過スペクトルの測定は、平面分光測定装置ＩｍＳｐｅｃｔｏｒＶ１０、ＫａｗａｓａｋｉＳｔｅｅｌ Ｔｅｃｈｎｏ−ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐ．、Ｃｈｉｂａ、Ｊａｐａｎを用いた。測定条件は、測定波長４００ｎｍ〜９５０ｎｍであり、波長分解能が９ｎｍであった。水に浸したコロイド結晶ゲルを測定用の試料とし、その膜面に対して測定光が垂直に入射し、透過するように測定を行った。測定結果を図３３に示す。
【０１１５】
図３３は、本発明によるコロイド結晶ゲルの透過スペクトルを示す図である。
透過スペクトルは、８００ｎｍ付近に透過率がシャープに落ち込んだ部分（ディップ）を有した。ディップの波長は、長波長側と短波長側とにおいて、良好な透過特性（高い透過率）を示した。また、得られたコロイド結晶ゲルの目視による観察の結果、全体にわたって均一な回折色を示すことを確認した。以上より、本発明による保型容器２７００を用いて、配向性に優れたコロイド結晶ゲルが得られたことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
以上説明してきたように、本発明による保型容器を用いれば、任意の基板上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを容易、かつ、高品質に製造できる。また、本発明の保型容器は、取り扱いが容易で、かつ、大量生産に好適であり、コロイド結晶ゲルの工業的製造以外にも、教育現場における学習用実験器具、研究開発現場における試験用実験器具にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１による保型容器１００の平面図
【図２】本発明の実施の形態１による保型容器１００の断面図
【図３】本発明の実施の形態１による別の保型容器３００の断面図
【図４】本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器４００の断面図
【図５】本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器５００の断面図
【図６】保型容器１００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図７】保型容器１００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図８】本発明による実施の形態２の保型容器８００の平面図
【図９】本発明による実施の形態２の保型容器８００の断面図
【図１０】本発明の実施の形態２による別の保型容器１０００の断面図
【図１１】本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１１００の断面図
【図１２】本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１２００の断面図
【図１３】保型容器８００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図１４】保型容器８００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図１５】実施例１による保型容器１５００の平面図
【図１６】実施例１による保型容器１５００の右側面図（左側面図）
【図１７】実施例１による保型容器１５００の正面図（背面図）
【図１８】実施例１による保型容器１５００の底面図
【図１９】実施例１による保型容器１５００のＡ−Ａ’線断面図
【図２０】実施例１による保型容器１５００のＢ−Ｂ’線断面図
【図２１】実施例２による保型容器２１００の平面図
【図２２】実施例２による保型容器２１００の右側面図（左側面図）
【図２３】実施例２による保型容器２１００の正面図（背面図）
【図２４】実施例２による保型容器２１００の底面図
【図２５】実施例２による保型容器２１００のＡ−Ａ’線断面図
【図２６】実施例２による保型容器２１００のＢ−Ｂ’線断面図
【図２７】実施例３による保型容器２７００の平面図
【図２８】実施例３による保型容器２７００の右側面図（左側面図）
【図２９】実施例３による保型容器２７００の正面図（背面図）
【図３０】実施例３による保型容器２７００の底面図
【図３１】実施例３による保型容器２７００のＡ−Ａ’線断面図
【図３２】実施例３による保型容器２７００のＢ−Ｂ’線断面図
【図３３】本発明によるコロイド結晶ゲルの透過スペクトルを示す図
【図３４】従来技術によるコロイド結晶ゲルを製造するための容器を示す模式図
【符号の説明】
【０１１８】
１００、３００、４００、５００、８００、１０００、１１００、１２００、１５００、２１００、２７００ 保型容器
１１０ 対象基板
１２０、８１０、１８００、２４００、３０００ 保型溝
１３０、８２０、１５１０、２１１０、２７１０ 第１の流路
１４０、８３０、１５２０、２１２０、２７２０ 第２の流路
２００、９００ 密着面
３１０、５１０、１６００、２２００、２８００ 傾斜面
４１０、１１１０ 壁部材
４２０、１１２０ 流路部材
６００ 注液手段
６１０ コロイド溶液
７００ シリンダー部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保型容器、および、それを用いたコロイド結晶ゲルの製造方法に関する。より詳細には、本発明は、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造するに好ましい保型容器、および、それを用いた任意の基板上へのコロイド結晶ゲルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトニック結晶の一種であるコロイド結晶は、光に対して特異な現象を示すことが知られており、これを用いた光学素子への応用が盛んに研究されている。流動的で取り扱いの不便なコロイド結晶を、高分子ゲルを用いて固定化したコロイド結晶ゲルを製造する技術がある（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
図３４は、従来技術によるコロイド結晶ゲルを製造するための容器を示す模式図である。
容器３４００は、２つの注液口３４１０および３４２０を有する平板３４３０からなる。さらに、容器３４００内部には、厚さ０．５ｍｍ以下の平板状キャピラリー３４４０が形成されている。また、注液口３４１０および３４２０は、平板３４３０に突設されている。それら注液口３４１０および３４２０の構造は、注液手段３４５０が取り付けられる入り口側開口部を広く、対向端側を狭くテーパー状である。
【０００４】
このような容器３４００を用いたコロイド結晶ゲルの製造方法を説明する。容器３４００の注液口３４１０に注液手段３４５０を差し込む。注液手段３４５０には、重合性モノマー、架橋剤および光重合開始剤を含む、コロイド結晶状態のコロイド溶液が入れられている。次いで、注液手段３４５０からコロイド溶液を平板状キャピラリー３４４０に圧入することによって、平板状キャピラリー３４４０内部にてコロイド溶液にせん断流動を与え、配向性に優れたコロイド結晶を得る。その後、注液手段３４５０を除去し、容器３４００に光照射することによってコロイド結晶ゲルが製造され得る。このようにして製造されたコロイド結晶ゲルは、容器３４００から取り出して使用され得る。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１には、コロイド結晶ゲルを取り出すための方法、および、それに適した容器３４００の具体的な構造が開示されていない。したがって、容器３４００からコロイド結晶ゲルを取り出す際に、容器３４００を破損してしまう、あるいは、コロイド結晶ゲルを損傷してしまう場合があり得る。したがって、コロイド結晶ゲルの製造コストが高くなるばかりでなく、歩留まりが低下し得る。
【０００６】
また、製造されたコロイド結晶ゲルは、薄く柔軟であるので、一旦容器３４００から取り出すと、取り扱いが困難である。そのため、コロイド結晶ゲルを製造後、使用時まで容器３４００にて保存しておく必要がある。このため、容器３４００を新たなコロイド結晶ゲルの製造に随時に使用することはできず、大量生産に不向きである。
【０００７】
また、コロイド結晶ゲルの製造には、容器３４００の材質およびコロイド結晶ゲルが接触する容器の表面の特性が影響し得るので、そのような接触面の特性を変えてコロイド結晶ゲルを製造するには、様々な表面を有する異なった容器が必要となる。しかしながら、そのような条件に応じて多種類の容器を準備することは、製造コストを高くすることになり得る。
【０００８】
本発明者らは、以上のような特許文献１に係る問題点は、従来のような自己完結型の専用容器を用いるのではなく、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造できる方式を開発す
ることにより解決しうると考えた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−４０６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、任意の基板上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを製造するに好ましい保型容器、および、それを用いたコロイド結晶ゲルの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による保型容器は、対象基板に密着する密着面と、前記密着面を有する側に開放し、かつ、前記対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、前記保型溝と前記密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路とを有することを特徴する構成を採用した。
【００１２】
前記保型溝の外枠を構成し、前記密着面を有する壁部材と、表裏に貫通した前記第１の流路および前記第２の流路を有する流路部材とをさらに含むことを特徴する構成を採用した。
【００１３】
前記密着面の周囲の一部または周囲の全部に前記対象基板と前記保型容器との間に間隙を生じさせる傾斜面をさらに含むことを特徴する構成を採用した。
【００１４】
前記保型容器または前記流路部材は、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料からなることを特徴する構成を採用した。
【００１５】
前記壁部材は、石英ガラス、光学ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなることを特徴とする構成を採用した。
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記保型容器の前記表面の高さに一致するように形成されていることを特徴とする構成を採用した。
【００１６】
前記保型容器の前記保型溝から前記表面までの厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする構成を採用した。
【００１７】
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記流路部材の厚さに一致するように形成されていることを特徴とする構成を採用した。
【００１８】
前記流路部材の厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする構成を採用した。
前記保型溝の深さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする構成を採用した。
【００１９】
前記壁部材の高さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする構成を採用した。
【００２０】
前記所定の溶液は、コロイド溶液であることを特徴とする構成を採用した。
【００２１】
本発明によるコロイド結晶ゲルを製造する方法は、上述の保型容器を前記対象基板に密着して配置するステップと、前記第１の流路または前記第２の流路から前記所定の溶液としてコロイド溶液を前記保型溝に注入するステップと、前記注入されたコロイド溶液に光を照射して、ゲル化するステップとを包含することを特徴とする構成を採用した。
【００２２】
前記注入するステップは、前記コロイド溶液を圧入することを特徴とする構成を採用した。
【００２３】
前記ゲル化するステップの前に、前記第１の流路および前記第２の流路を介して前記注入されたコロイド溶液に圧力差を印加するステップをさらに包含することを特徴する構成を採用した。
【００２４】
前記配置するステップは、押し付け機構を用いることを特徴とする構成を採用した。
【００２５】
前記傾斜面を用いて前記対象基板から前記保型容器を除去するステップをさらに包含することを特徴とする構成を採用した。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の保型容器によれば、対象基板に密着する密着面と、密着面を有する側に開放し、かつ、対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、保型溝と密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路とを有する。
保型溝は、任意の対象基板に対して形成可能である。所定の溶液として、例えば、コロイド結晶状態のコロイド溶液をこの保型溝内に注入すれば、コロイド溶液中のコロイド粒子は、保型容器の表面および／または対象基板の表面に対して、自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、任意の対象基板上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルが製造され得る。また、所定の溶液として、種々のゲル化可能な溶液を用いれば、任意の対象基板上に簡便に種々のゲルが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。同様の構成要素には同様の番号を付し、説明が重複するのを避ける。
【００２８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による保型容器１００の平面図である。
図２は、本発明の実施の形態１による保型容器１００の断面図である。
図１および図２には、保型容器１００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。図２は、図１に示される保型容器１００のＡ−Ａ’線断面図を示す。対象基板１１０は、例えば、スライドガラス、シリコン基板、プラスチック基板、ステンレス基板であり、平坦な表面を有する任意の基板が適用可能である。図１および図２を参照して、本発明による保型容器１００の構成を詳述する。
【００２９】
保型容器１００は、対象基板１１０に密着する密着面２００と、対象基板１１０に対して所定の溶液を保持する保型溝１２０と、第１の流路１３０および第２の流路１４０とを有する。このような保型容器１００は、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造され得る。これらの材料は、いずれも透明材料であるので、後述する光照射による所定の溶液のゲル化を促進することができるので、好ましい。
【００３０】
所定の溶液は、ゲル化可能な任意の溶液が適用可能であるが、後述するように、本発明によれば配向性に優れたコロイド結晶ゲルが得られる点からコロイド溶液が特に好ましい。したがって、以降の説明では、所定の溶液としてコロイド溶液を用いた場合に特化して説明する。なお、本明細書では、コロイド溶液とは、コロイド粒子を含む分散液に加えて、重合性モノマー、架橋剤および光重合開始剤を含む溶液であり、コロイド結晶状態にあることに留意されたい。
【００３１】
密着面２００は、対象基板１１０との間隙がないように密着可能な面を意図している。密着面２００は、研磨等によってその表面に凹凸がないよう処理されていてもよい。また、保型容器１００として透明プラスチック樹脂を採用した場合には、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面２００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００３２】
保型溝１２０は、保型容器１００の密着面２００側に開放して形成されている。保型溝１２０の深さｄは、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。保型溝１２０の深さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝１２０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。
【００３３】
第１の流路１３０および第２の流路１４０は、保型容器１００の密着面２００に対向する表面に対して突状に設けられている。一方の流路は、シリンジ等任意の注液手段を用いて保型溝１２０にコロイド溶液を注入するための注液手段の差込口として機能し得、一方の流路は、注入時における空気抜き用の穴として機能し得る。また、第１の流路１３０および第２の流路１４０は、後述するように、互いに共働して保型溝１２０に注入されたコロイド溶液に圧力差を加えるように（すなわち、第１の流路１３０と第２の流路１４０との間に圧力差を生じるように）機能し得る。これにより、保型溝１２０に注入されたコロイド溶液にせん断流動を生じさせることができる。
【００３４】
第１の流路１３０および第２の流路１４０の直径は、例えば、４ｍｍであるが、これに限定されない。４ｍｍ（±０．１ｍｍの誤差を含む）であれば、図３４に記載の既存の注液手段３４５０を用いることができる。
【００３５】
また、第１の流路１３０および第２の流路１４０は、保型溝１２０へ向かってテーパー状（先細り）であってもよい。通常、注液手段の先端部は、わずかにテーパー状であるため、第１の流路１３０および第２の流路１４０と注液手段との接触がよくなり、コロイド溶液の注入操作が容易になる。また、注液手段を保型容器１００から取り外しやすくするため、余分な力が保型容器１００にかかって保型溝１２０内に形成されたコロイド粒子の結晶性を損なうことはない。
【００３６】
図１および図２では、第１の流路１３０および第２の流路１４０は、同一の形状であるが、注入されたコロイド溶液に圧力差を加えることができる限り、異なる形状であってもよいが、後述する図７のような操作を可能にするなどの製造上の利便性を考慮すると同一の形状が好ましい。
【００３７】
このように、保型溝１２０は、第１の流路１３０または第２の流路１４０から注入されたコロイド溶液を、任意の基板に対して保持することができる。これにより、コロイド溶液中のコロイド粒子は、保型容器１００（すなわち保型溝１２０）の表面および／または対象基板１１０の表面に対して自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、任意の対象基板１１０上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを製造することができる。また、保型容器１００は、同一材料から単一部材として加工形成されているので、後述する別個の部材からなる保型容器に比べて、各部材間におけるコロイド溶液の漏れの心配がない。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態１による別の保型容器３００の断面図である。
図３には、図１および図２と同様に、保型容器３００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器３００は、密着面２００の周囲に傾斜面３１０を有する以外は、保型容器１００と同様である。このような傾斜面３１０は、保型容器３００と対象
基板１１０との間に指かけ等を容易にする間隙を生じさせ得る。
【００３９】
コロイド結晶をゲル化した後は、コロイド結晶ゲル自体がある程度の接着作用を有し、対象基板１１０から保型容器３００を取り外しにくくするが、傾斜面３１０に指や爪または冶具を引っ掛けることができるので、対象基板１１０からの保型容器３００の取り外しを容易にし得る。このような傾斜面３１０を、密着面２００の周囲の一部に設けてもよいし、周囲の全部に設けてもよい。なお、本明細書において「間隙」とは、保型溝と対象基板との間で所定の溶液が確実に保持される密着面と対象基板との間の密着性を維持した、保型容器と対象基板との間の隙間であることに留意されたい。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器４００の断面図である。
図４には、図１〜図３と同様に、保型容器４００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器４００は、保型溝１２０の外枠を構成し、密着面２００を有する壁部材４１０と、第１の流路１３０および第２の流路１４０を有する流路部材４２０とをさらに含む以外は、保型容器１００と同様である。
【００４１】
壁部材４１０は、対象基板１１０と接する面に密着面２００を有する。壁部材４１０は、石英ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなる。より詳細には、金属は、例えば、ステンレスであり、樹脂フィルムはポリステルフィルムであり、弾性ゴム材はシリコーンゴムであり得るが、これらに限定されない。壁部材４１０が弾性ゴム材からなる場合、保型容器４００と対象基板１１０との密着性を小さい押し付け圧力で容易に達成することができる。
【００４２】
壁部材４１０の密着面２００は、保型溝１２０に注入されるコロイド溶液が漏れないためにも、極めて平坦であり、対象基板１１０との密着性が高いことが好ましい。
【００４３】
したがって、壁部材４１０が石英ガラス、金属等である場合、密着面２００を研磨しておく方がよい。また、対象基板１１０との密着性を高めるために、柔軟性を有するシートを壁部材４１０の密着面２００に予め付与してもよい。このようなシートは、壁部材４１０が樹脂フィルムである場合に特に有効であり得る。樹脂フィルムは、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面２００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００４４】
壁部材４１０の高さｄ（すなわち、保型溝１２０の深さｄ）は、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。壁部材４１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝１２０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。壁部材４１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下で保型溝１２０が形成される限り任意の高さであり得る。
【００４５】
流路部材４２０は、壁部材４１０と結合しており、それ自身に表裏に貫通した第１の流路１３０および第２の流路１４０を有する。保型溝１２０は、流路部材４２０の一部、すなわち、第１の流路１３０および第２の流路１４０を含む部分と、壁部材４１０とから構成されている。
【００４６】
流路部材４２０は、図１〜図３を参照して説明した保型容器１００、３００と同様に、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造される。これらの材料は、いずれも、優れた光透過性を有しているため、保型溝１２０内に保持されたコロイド溶液のゲル化に有利である。
【００４７】
本明細書において、壁部材４１０と流路部材４２０との結合とは、互いに密着した状態を意図しており、好ましくは、接着剤および粘着等の結合手段によって物理的に密着させてもよい。また、このような結合手段を使用せず、万力などの締め付け具を使用して、一時的に一体化させた場合は、ゲル化後に、壁部材４１０、流路部材４２０を順次取り外すことができるので、コロイド結晶ゲルが壊れやすい場合であっても対象基板１１０上に綺麗なコロイド結晶ゲルを担持させることができる。なお、結合手段は、上記の他にも可能であり、当業者であれば適宜選択可能である。
【００４８】
保型容器４００に示されるように、壁部材４１０と流路部材４２０とに異なる材料を選択できるので、ユーザの希望に応じた設計が可能になり、設計の自由度が増し得る。当然のことながら、壁部材４１０と流路部材４２０とに同一の材料を選択してもよく、この場合、原材料の種類が少なくてよいので、保型容器の製造コストを下げることができる。
【００４９】
図５は、本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器５００の断面図である。
図５には、図１〜図４と同様に、保型容器５００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器５００は、壁部材４１０および流路部材４２０の密着面２００の周囲に傾斜面５１０を有する以外は、保型容器４００と同様である。このような傾斜面５１０は、図３の傾斜面３１０と同様に機能し得る。このような傾斜面５１０を、密着面２００の周囲の一部に設けてもよいし、周囲の全部に設けてもよい。
【００５０】
次に、本発明による保型容器１００を用いたコロイド結晶ゲルの製造方法を説明する。
【００５１】
図６は、保型容器１００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
【００５２】
図７は、保型容器１００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
【００５３】
図６および図７を参照して、各ステップを詳述する。
【００５４】
Ｓ１１０：保型容器１００を対象基板１１０に密着して配置する。保型容器１００を対象基板１１０に密着させるために、保型容器１００と対象基板１１０とを挟む押し付け機構（図示せず）を用いてもよい。押し付け機構は、例えば、クリップ、上下に挟み込み可能なホルダー等である。
【００５５】
Ｓ１２０：保型容器１００の保型溝１２０にコロイド溶液を注入する。詳細には、第１の流路１３０（または第２の流路１４０）にコロイド溶液６１０が入ったシリンジ等の注液手段６００を差し込み、注入する。
コロイド溶液６１０がつくるコロイド結晶は、保型溝１２０内にて、保型容器１００の表面および／または対象基板１１０に対して自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、配向性の高いコロイド結晶が容易に形成される。
【００５６】
Ｓ１３０：保型容器１００の外部より保型溝１２０内のコロイド溶液に光を照射する。光は、例えば、紫外線等であり得る。これによって、コロイド溶液中にてゲル化が進行し、コロイド結晶ゲルが得られる。その後、保型容器１００を除去する。当然のことながら、保型容器１００を上方に移動させるだけでよいので、従来の容器３４００（図３４）に比べて、コロイド結晶ゲルに対する取り扱いが簡便になり得る。
【００５７】
このようにして、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造できる。また、製造後、保型容器１００を用いて引き続いてさらなるコロイド結晶ゲルを製造することができるので、
歩留まりが向上するとともに、安価にコロイド結晶ゲルを提供できる。得られたコロイド結晶ゲルは、基板上に適宜カバーを付与して、保持してもよい。
【００５８】
なお、Ｓ１２０において、注液手段６００によるコロイド溶液６１０を、所定の速度で注入する（すなわち、圧入する）か、または、Ｓ１２０に引き続いて、注液手段６００のピストンを所定の速度で押し込む、かつ／あるいは、注液手段６００のピストンを所定の速度で引き抜いてもよい。このような所定の速度での注入、または、所定の速度でのピストン動作によって、第１の流路１３０と第２の流路１４０との間に圧力差が生じ、保型溝１２０に封入されたコロイド溶液にせん断流動が生じ得る。
【００５９】
このようなせん断流動によって、保型溝１２０内により配向性の高いコロイド結晶が形成され得る。当然のことながら、第１の流路１３０または第２の流路１４０からコロイド溶液が漏れない程度に注入する、または、ピストンを押し込む／引き抜くことに留意されたい。図７に示されるように、第１の流路１３０に注液手段６００を差し込み、第２の流路１４０に例えば、シリンジからピストンを取り去ったシリンダー部７００のみを差し込むことによっても、コロイド溶液の漏れを防ぐことができる。
【００６０】
上記各ステップは、図３〜図５を参照して説明した保型容器３００〜５００にも適用可能である。特に、保型容器３００および保型容器５００を用いた場合には、Ｓ１３０後に保型容器３００、５００を対象基板１１０から除去する際に、傾斜面３１０、５１０に指、爪または冶具等を引っ掛けることができるので、取り外しが容易である。
【００６１】
このように、保型容器を単に対象基板から除去するだけで、形成されたコロイド結晶ゲルのみが対象基板に残るので、保型容器を破壊することなく、良質な状態でコロイド結晶ゲルのみを使用することができる。コロイド結晶ゲルが取り除かれた保型容器は、随時コロイド結晶ゲルの製造に再使用することが可能である。また、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを形成できるので、対象基板表面の特性に応じたコロイド結晶ゲルを保型容器の材質を変更することなく製造できる。
【００６２】
また、コロイド溶液の代わりにゲル化可能な任意の溶液を用いる場合も、上記Ｓ１１０〜Ｓ１３０のステップを採用できる。この場合、教育実験用、医療用、装飾用等種々のゲルを任意の対象基板上に簡便に製造することができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図８は、本発明による実施の形態２の保型容器８００の平面図である。
図９は、本発明による実施の形態２の保型容器８００の断面図である。
図８および図９には、保型容器８００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。図９は、図８に示される保型容器８００のＡ−Ａ’線断面図を示す。対象基板１１０は、実施の形態１と同様に、スライドガラス、シリコン基板、プラスチック基板、ステンレス基板であり、平坦な表面を有する任意の基板が適用可能である。図８および図９を参照して、本発明による保型容器８００の構成を詳述する。
【００６４】
保型容器８００は、対象基板１１０に密着する密着面９００と、対象基板１１０に対して所定の溶液を保持する保型溝８１０と、第１の流路８２０および第２の流路８３０とを有する。保型容器８００は、実施の形態１と同様に、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造され得る。
【００６５】
実施の形態１と同様に、所定の溶液は、ゲル化可能な任意の溶液が適用可能であるが、本発明によれば配向性に優れたコロイド結晶ゲルが得られる点からコロイド溶液が特に好ましい。したがって、以降の説明では、所定の溶液としてコロイド溶液を用いた場合に特
化して説明する。
【００６６】
なお、密着面９００は、対象基板１１０との間隙がないように密着可能な面を意図している。密着面９００は、研磨等によってその表面に凹凸がないよう処理されていてもよい。また、保型容器８００として透明プラスチック樹脂を採用した場合には、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面９００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００６７】
密着面９００は、実施の形態１の傾斜面３１０と同様に、傾斜面（図示せず）を有していてもよい。この場合も、傾斜面を設けた密着面９００は、実施の形態１の傾斜面３１０と同様の効果を奏する。
【００６８】
保型溝８１０は、保型容器８００の密着面９００側に開放して形成されている。保型溝８１０の深さｄは、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。保型溝８１０の深さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝８１０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。
【００６９】
第１の流路８２０および第２の流路８３０は、保型容器８００の密着面９００に対向する表面に対して、突設することなく保型容器８００の表面に一致するように（すなわち、表面と同一の高さに）設けられている。一方の流路は、シリンジ等任意の注液手段を用いて保型溝８１０にコロイド溶液を注入するための注液手段の差込口として機能し得、一方の流路は、注入時における空気抜き用の穴として機能し得る。また、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、後述するように、互いに共働して保型溝８１０に注入されたコロイド溶液に圧力差を加えるように（すなわち、第１の流路８２０と第２の流路８３０との間に圧力差を生じるように）機能し得る。これにより、保型溝８１０に注入されたコロイド溶液にせん断流動を生じさせることができる。
【００７０】
第１の流路８２０および第２の流路８３０の直径は、例えば、４ｍｍであるが、これに限定されない。４ｍｍ（±０．１ｍｍの誤差を含む）であれば、図３４に記載の既存の注液手段３４５０を用いることができる。
【００７１】
また、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、保型溝８１０へ向かってテーパー状（先細り）であってもよい。通常、注液手段の先端部は、わずかにテーパー状であるため、第１の流路８２０および第２の流路８３０と注液手段との接触がよくなり、コロイド溶液の注入操作が容易になる。また、注液手段を保型容器８００から取り外しやすくするため、余分な力が保型容器８００にかかって保型溝８１０内に形成されたコロイド粒子の結晶性を損なうことはない。
【００７２】
図８および図９では、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、同一の形状であるが、注入されたコロイド溶液に圧力差を加えることができる限り、異なる形状であってもよいが、後述する図１４のような操作を可能にするなどの製造上の利便性を考慮すると同一の形状が好ましい。
【００７３】
このように、保型溝８１０は、第１の流路８２０または第２の流路８３０から注入されたコロイド溶液を、任意の基板に対して保持することができる。これにより、コロイド溶液中のコロイド粒子は、保型容器８００（すなわち保型溝８１０）の表面および／または対象基板１１０の表面に対して自己整合的に特定の結晶面を配向し得るので、任意の対象基板１１０上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを製造することができる。
【００７４】
また、第１の流路８２０および第２の流路８３０を実施の形態１のように突出することなく設けることによって、保型容器８００の構造が簡略化されるので、保型容器８００の製造が容易になり、コストを削減できる。また、図１〜図５に示される第１の流路１３０および第２の流路１４０は、突出しており、破損しやすいため、取り扱いが困難であるが、保型容器８００の上面が平坦であるため、破損に強く、取り扱いも簡便である。さらに、このような形状であれば、例えば、保型容器８００を大量に出荷する場合であっても、嵩張ることなくコンパクトな収容が可能である。加えて、突出部がなければ、光照射時に光源を保型容器８００に近づけやすく、また、照射光による影が保型容器８００に形成されることがないので、保型溝８１０全体にわたって均一にゲル化を進行させることができ、歩留まりが向上するとともに良質なコロイド結晶ゲルが得られ得る。
【００７５】
図１０は、本発明の実施の形態２による別の保型容器１０００の断面図である。
図１０には、図８および図９と同様に、保型容器１０００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器１０００は、保型溝８１０から保型容器１０００の密着面９００に対向する表面までの厚さｔ（すなわち、保型溝８１０の深さを除く全体の厚さ）が４ｍｍ以上を有する以外は、保型容器８００と同様である。
【００７６】
図８および図９に示す保型容器８００に比べて、保型容器１０００の厚さを十分に増すことによって、注液手段（図示せず）の取り付け時に薄い保型容器が破損することを防ぐとともに、注液手段の取り付けを容易にし得る。さらに、４ｍｍ以上の厚さを有するので、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、突出した流路（例えば、図１の第１の流路１３０または第２の流路１４０）と同様に、コロイド溶液の液溜めとしても機能し得る。なお、上述の厚さｔが４ｍｍ以上であれば上限は特にないが、４ｍｍよりも小さい場合には、液溜めとしての効果が小さくなり得る。
【００７７】
図１１は、本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１１００の断面図である。
図１１には、図８〜図１０と同様に、保型容器１１００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器１１００は、保型溝８１０の外枠を構成し、密着面９００を有する壁部材１１１０と、第１の流路８２０および第２の流路８３０を有する流路部材１１２０とをさらに含む以外は、保型容器８００と同様である。
【００７８】
壁部材１１１０は、対象基板１１０と接する面に密着面９００を有する。壁部材１１１０は、石英ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなる。より詳細には、金属は、例えば、ステンレスであり、樹脂フィルムはポリステルフィルムであり、弾性ゴム材はシリコーンゴムであり得るが、これらに限定されない。壁部材１１１０が弾性ゴム材からなる場合、保型容器１１００と対象基板１１０との密着性を小さい押し付け圧力で容易に達成することができる。
【００７９】
壁部材１１１０の密着面９００は、保型溝８１０に注入されるコロイド溶液が漏れないためにも、極めて平坦であり、対象基板１１０との密着性が高いことが好ましい。したがって、壁部材１１１０が石英ガラス、金属等である場合、密着面９００を研磨しておく方がよい。また、対象基板１１０との密着性を高めるために、柔軟性を有するシートを壁部材１１１０の密着面９００に予め付与してもよい。このようなシートは、壁部材１１１０が樹脂フィルムである場合に特に有効であり得る。樹脂フィルムは、ミクロンオーダで表面に凹凸を有し得るので、凹凸を埋めるように弾性または塑性変形性を有するシートを密着面９００に付与することが望ましい。このようなシートの例として、シリコーンゴムシート、液状ゴムの乾燥膜などがある。
【００８０】
壁部材１１１０の密着面９００は、実施の形態１の傾斜面５１０と同様に、傾斜面（図示せず）を有していてもよい。この場合も、傾斜面を設けた密着面９００は、実施の形態
１の傾斜面５１０と同様の効果を奏する。
【００８１】
壁部材１１１０の高さｄ（すなわち、保型溝８１０の深さ）は、例えば、０．１ｍｍであるが、これに限定されない。壁部材１１１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下が望ましい。０．５ｍｍより大きくなると、保型溝８１０内にて形成されるコロイド結晶の配向性が低下し得る。壁部材１１１０の高さｄは、０．５ｍｍ以下で保型溝８１０が形成される限り任意の高さであり得る。
【００８２】
流路部材１１２０は、壁部材１１１０と結合しており、それ自身に表裏に貫通した第１の流路８２０および第２の流路８３０を有する。実施の形態１と異なり、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、流路部材１１２０の厚さに一致するように（すなわち、流路部材１１２０の高さに一致するように）穴状に設けられている。保型溝８１０は、流路部材１１２０の一部、すなわち、第１の流路８２０および第２の流路８３０を含む部分と、壁部材１１１０とから構成されている。
【００８３】
流路部材１１２０は、図８〜図１０を参照して説明した保型容器８００、１０００と同様に、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料から製造される。これらの材料は、いずれも、優れた光透過性を有しているため、保型溝１２０内に保持されたコロイド溶液のゲル化に有利である。
【００８４】
本明細書において、実施の形態１と同様に、壁部材１１１０と流路部材１１２０との結合とは、互いに密着した状態を意図しており、好ましくは、接着剤および粘着等の結合手段によって物理的に密着させてもよい。また、このような結合手段を使用せず、万力などの締め付け具を使用して、一時的に一体化させた場合は、ゲル化後に、壁部材１１１０、流路部材１１２０を順次取り外すことができるので、コロイド結晶ゲルが壊れやすい場合であっても対象基板１１０上に綺麗なコロイド結晶ゲルを担持させることができる。なお、結合手段は、上記の他にも可能であり、当業者であれば適宜選択可能である。
【００８５】
保型容器１１００に示されるように、壁部材１１１０と流路部材１１２０とに異なる材料を選択できるので、ユーザの希望に応じた設計が可能になり、設計の自由度が増し得る。当然のことながら、壁部材１１１０と流路部材１１２０とに同一の材料を選択してもよく、この場合、原材料の種類が少なくてよいので、保型容器の製造コストを下げることができる。実施の形態１に比べて、第１の流路８２０および第２の流路８３０が突出していないので、保型容器の各部材の構造が簡略化されており、大量生産には好適である。
【００８６】
図１２は、本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１２００の断面図である。
図１２には、図８〜図１１と同様に、保型容器１２００が対象基板１１０上に配置された状態が示されている。保型容器１２００は、流路部材１２１０の厚さｔが４ｍｍ以上である以外は、保型容器１１００と同様である。この場合、図１０に示す保型容器１０００と同様に、注液手段（図示せず）の取り付け時に薄い流路部材が破損することを防ぐとともに、取り付けを容易にし得る。さらに、４ｍｍ以上の厚さを有するので、第１の流路８２０および第２の流路８３０は、コロイド溶液の液溜めとしても機能し得る。なお、上述の厚さｔが４ｍｍ以上であれば上限は特にないが、４ｍｍよりも小さい場合には、液溜めとしての効果が小さくなり得る。
【００８７】
図１３は、保型容器８００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
図１４は、保型容器８００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図である。
図１３および図１４を参照して、各ステップを詳述する。
【００８８】
Ｓ２１０：図６および図７を参照して説明したＳ１１０と同様に、保型容器８００を対象基板１１０に密着して配置する。この場合も保型容器８００と対象基板１１０とを挟む押し付け機構（図示せず）を用いてもよい。なお、保型容器１０００（図１０）、１２００（図１２）を用いた場合には、保型容器自身が厚いため、または、流路部材１２１０（図１２）が厚いため、押し付け機構の押圧による破損が起きる心配もなく、取り扱いが簡便となる。
【００８９】
Ｓ２２０：保型容器８００の保型溝８１０にコロイド溶液を注入する。詳細には、第１の流路８２０（または第２の流路８３０）にコロイド溶液６１０が入ったシリンジ等の注液手段６００を差し込み、注入する。なお、保型容器１０００、１２００を用いた場合には、保型容器８００と比べて、注液手段６００の先端部を第１の流路８２０（または第２の流路８３０）に容易に収容可能となり、注液手段６００を収容時に誤って破損することはない。
【００９０】
Ｓ２３０：保型容器８００の外部より保型溝８１０内のコロイド溶液に光を照射する。光は、例えば、紫外線等であり得る。これによって、コロイド溶液中にてゲル化が進行し、コロイド結晶ゲルが得られる。特に、第１の流路８２０および第２の流路８３０が保型容器８００の表面に対して突設されていないので、第１の流路および／または第２の流路が光照射を妨げることはない。その後、保型容器８００を除去する。当然のことながら、保型容器８００を上方に移動させるだけでよいので、従来の容器３４００（図３４）に比べて、コロイド結晶ゲルに対する取り扱いが簡便になり得る。
【００９１】
また、保型容器８００は、実施の形態１の突状の第１の流路１３０（図１）および第２の流路１４０（図１）のような複雑な形状ではないため、洗浄も容易であり、プロセス時間を短縮できる。傾斜面（図示せず）を有する保型容器を用いた場合には、傾斜面に指、爪または冶具等を引っ掛けることができるので、対象基板１１０からの保型容器の取り外しが容易である。
【００９２】
このようにして、任意の基板上にコロイド結晶ゲルを製造できる。また、製造後、保型容器８００を用いて引き続いてさらなるコロイド結晶ゲルを製造することができるので、歩留まりが向上するとともに、安価にコロイド結晶ゲルを提供できる。得られたコロイド結晶ゲルは、基板上に適宜カバーを付与して、保持してもよい。
【００９３】
実施の形態１と同様に、Ｓ２２０において、注液手段６００によるコロイド溶液を、所定の速度で注入する（すなわち、圧入する）か、または、Ｓ２２０に引き続いて、注液手段６００のピストンを所定の速度で押し込む、かつ／あるいは、注液手段６００のピストンを所定の速度で引き抜いてもよい。このような所定の速度での注入、または、所定の速度でのピストン動作によって、第１の流路８２０と第２の流路８３０との間に圧力差が生じ、保型溝８１０に封入されたコロイド溶液にせん断流動が生じ得る。
【００９４】
このようなせん断流動によって、保型溝８１０内により配向性の高いコロイド結晶が形成され得る。当然のことながら、第１の流路８２０（または第２の流路８３０）からコロイド溶液が漏れない程度に注入する、または、ピストンを押し込む／引き抜くことに留意することが必要であるが、保型容器１０００、１２００を用いた場合には、そのような液漏れも容易に防止され得る。
【００９５】
あるいは、図１４に示されるように、第１の流路８２０に注液手段６００を差し込み、第２の流路８３０に例えば、シリンジからピストンを取り去ったシリンダー部７００のみを差し込むことによっても、コロイド溶液の漏れを防ぐことができる。
【００９６】
また、コロイド溶液の代わりにゲル化可能な任意の溶液を用いる場合も、上記Ｓ２１０〜Ｓ２３０のステップを採用できる。この場合も、教育実験用、医療用、装飾用等種々のゲルを任意の対象基板上に製造することができる。
【００９７】
以上、実施の形態１および実施の形態２を参照して本発明を説明してきたが、本発明はこれらに限定されない。本発明の保型容器は、実施の形態１および実施の形態２を組み合わせて、例えば、突状の流路と穴型の流路とを有する保型容器であってもよいし、これらを有する流路部材を用いてもよい。また、図面では矩形の保型容器を示したが、これに限定されない。図面では保型溝の形状を角の丸まった矩形としたが、これに限定されない。保型溝のサイズおよび形状は、基板等に応じて適宜選択可能である。
【００９８】
本発明の保型容器を、コロイド結晶ゲルを製造するに好ましい容器として説明してきたが、本発明はこれに限定されない。本発明の保型容器を種々のゲルの製造に用いてもよい。
【００９９】
次に具体的な実施例を用いて本発明を詳述するが、本発明がこれら実施例に限定されないことに留意されたい。
【実施例１】
【０１００】
図１５〜図２０は、実施例１による保型容器１５００を示す図である。
図１５は、実施例１による保型容器１５００の平面図である。図１６は、実施例１による保型容器１５００の右側面図（左側面図）である。図１７は、実施例１による保型容器１５００の正面図（背面図）である。図１８は、実施例１による保型容器１５００の底面図である。図１９は、実施例１による保型容器１５００のＡ−Ａ’線断面図である。図２０は、実施例１による保型容器１５００のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０１０１】
実施例１による保型容器１５００は、石英ガラスを用いて作製された。保型容器１５００は、実施の形態１で説明した保型容器１００（図１および図２）と同様である。
【０１０２】
保型容器１５００の長手方向の長さＬは７６ｍｍであり、幅Ｗは２６ｍｍであった。この保型容器１５００の大きさは、通常用いられるスライドガラスと同一のサイズである。保型容器１５００の全体の厚さＤは１．５ｍｍであり、保型溝１８００の深さｄは０．１ｍｍであった。
【０１０３】
第１の流路１５１０および第２の流路１５２０の直径φは、それぞれ、４．０５ｍｍであった。また、第１の流路１５１０および第２の流路１５２０の高さＨは４ｍｍであった。第１の流路１５１０と第２の流路１５２０との距離ｌは、５１ｍｍであり、保型溝１８００の幅ｗ’は９ｍｍであった。保型容器１５００の周囲全体に傾斜面１６００を設けた。
【実施例２】
【０１０４】
図２１〜図２６は、実施例２による保型容器２１００を示す図である。
図２１は、実施例２による保型容器２１００の平面図である。図２２は、実施例２による保型容器２１００の右側面図（左側面図）である。図２３は、実施例２による保型容器２１００の正面図（背面図）である。図２４は、実施例２による保型容器２１００の底面図である。図２５は、実施例２による保型容器２１００のＡ−Ａ’線断面図である。図２６は、実施例２による保型容器２１００のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０１０５】
実施例２による保型容器２１００は、石英ガラスを用いて作製された。保型容器２１０
０は、実施の形態２で説明した保型容器８００（図８および図９）と同様である。
【０１０６】
保型容器２１００の長手方向の長さＬ、幅Ｗ、全体の厚さＤ、保型溝２４００の深さｄ、第１の流路２１１０および第２の流路２１２０の直径φ、第１の流路２１１０と第２の流路２１２０との間の距離ｌ、および、保型溝２４００の幅ｗ’は、図１５〜図２０に示す保型容器１５００と同様であった。保型容器２１００の周囲全体に傾斜面２２００を設けた。
【０１０７】
保型容器２１００の第１の流路２１１０および第２の流路２１２０は、保型容器２１００の保型溝２４００と対向する表面の高さと一致するように作製された。それら第１の流路２１１０および第２の流路２１２０の深さＨは、１．４ｍｍであった。
【実施例３】
【０１０８】
図２７〜図３２は、実施例３による保型容器２７００を示す図である。
図２７は、実施例３による保型容器２７００の平面図である。図２８は、実施例３による保型容器２７００の右側面図（左側面図）である。図２９は、実施例３による保型容器２７００の正面図（背面図）である。図３０は、実施例３による保型容器２７００の底面図である。図３１は、実施例３による保型容器２７００のＡ−Ａ’線断面図である。図３２は、実施例３による保型容器２７００のＢ−Ｂ’線断面図である。
【０１０９】
実施例３による保型容器２７００は、石英ガラスを用いて作製された。保型容器２７００は、実施の形態２で説明した保型容器１０００（図１０）と同様である。
【０１１０】
保型容器２７００の全体の厚さＤを除いて、保型容器２７００の長手方向の長さＬ、幅Ｗ、保型溝２４００の深さｄ、第１の流路２１１０および第２の流路２１２０の直径φ、第１の流路２１１０と第２の流路２１２０との間の距離ｌ、および、保型溝２４００の幅ｗ’は、図２１〜図２６に示す保型容器２１００と同様であった。保型容器２７００の全体の厚さＤは、４．１ｍｍであった。保型容器２７００の周囲全体に傾斜面２８００を設けた。
保型容器２７００の第１の流路２７１０および第２の流路２７２０は、保型容器２７００の保型溝３０００と対向する表面の高さと一致するように作製された。それら第１の流路２７１０および第２の流路２７２０の深さＨは、４．０ｍｍであった。
【実施例４】
【０１１１】
実施例３の保型容器２７００を用いてコロイド結晶ゲルを製造した。粒径約２００ｎｍのポリスチレン粒子（粒子体積分率濃度約１２％）、重合性モノマー（Ｎ−メチロールアクリルアミド、濃度１Ｍ／Ｌ）、架橋剤（Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド、濃度５０ｍＭ／Ｌ）、光重合開始剤（カンファーキノン、濃度０．４ｍＭ／Ｌ）を含む水溶液を調製した。次いで、この水溶液にアルゴンバブリングによる酸素除去処理を施し、コロイド溶液とした。得られたコロイド溶液を１ｍＬ用シリンジに入れた。
【０１１２】
保型容器２７００をスライドガラス基板（図示せず）に密着させて配置させ、第１の流路２７１０にシリンジを差し込んだ。次いで、シリンジからコロイド溶液を保型容器２７００の保型溝３０００内に注入した。この際、保型溝３０００内にてコロイド溶液にせん断流動が生じるように、シリンジのピストンを所定の速度で押し込んだ。
【０１１３】
保型容器２７００の外部より青色ＬＥＤを用いて保型溝３０００内のコロイド溶液に光照射をし、コロイド溶液を重合・ゲル化させた。次いで、傾斜面２８００に爪を引っ掛けてスライドガラス基板から保型容器２７００を除去し、スライドガラス基板上にコロイド結晶ゲル膜を得た。
【０１１４】
得られたコロイド結晶ゲル膜の透過スペクトルを測定した。ここで、透過スペクトルの測定は、平面分光測定装置ＩｍＳｐｅｃｔｏｒＶ１０、ＫａｗａｓａｋｉＳｔｅｅｌ Ｔｅｃｈｎｏ−ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐ．、Ｃｈｉｂａ、Ｊａｐａｎを用いた。測定条件は、測定波長４００ｎｍ〜９５０ｎｍであり、波長分解能が９ｎｍであった。水に浸したコロイド結晶ゲルを測定用の試料とし、その膜面に対して測定光が垂直に入射し、透過するように測定を行った。測定結果を図３３に示す。
【０１１５】
図３３は、本発明によるコロイド結晶ゲルの透過スペクトルを示す図である。
透過スペクトルは、８００ｎｍ付近に透過率がシャープに落ち込んだ部分（ディップ）を有した。ディップの波長は、長波長側と短波長側とにおいて、良好な透過特性（高い透過率）を示した。また、得られたコロイド結晶ゲルの目視による観察の結果、全体にわたって均一な回折色を示すことを確認した。以上より、本発明による保型容器２７００を用いて、配向性に優れたコロイド結晶ゲルが得られたことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
以上説明してきたように、本発明による保型容器を用いれば、任意の基板上に配向性に優れたコロイド結晶ゲルを容易、かつ、高品質に製造できる。また、本発明の保型容器は、取り扱いが容易で、かつ、大量生産に好適であり、コロイド結晶ゲルの工業的製造以外にも、教育現場における学習用実験器具、研究開発現場における試験用実験器具にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１による保型容器１００の平面図
【図２】本発明の実施の形態１による保型容器１００の断面図
【図３】本発明の実施の形態１による別の保型容器３００の断面図
【図４】本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器４００の断面図
【図５】本発明の実施の形態１によるさらに別の保型容器５００の断面図
【図６】保型容器１００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図７】保型容器１００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図８】本発明による実施の形態２の保型容器８００の平面図
【図９】本発明による実施の形態２の保型容器８００の断面図
【図１０】本発明の実施の形態２による別の保型容器１０００の断面図
【図１１】本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１１００の断面図
【図１２】本発明の実施の形態２によるさらに別の保型容器１２００の断面図
【図１３】保型容器８００を用いたコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図１４】保型容器８００を用いた別のコロイド結晶ゲルを製造する様子を示す模式図
【図１５】実施例１による保型容器１５００の平面図
【図１６】実施例１による保型容器１５００の右側面図（左側面図）
【図１７】実施例１による保型容器１５００の正面図（背面図）
【図１８】実施例１による保型容器１５００の底面図
【図１９】実施例１による保型容器１５００のＡ−Ａ’線断面図
【図２０】実施例１による保型容器１５００のＢ−Ｂ’線断面図
【図２１】実施例２による保型容器２１００の平面図
【図２２】実施例２による保型容器２１００の右側面図（左側面図）
【図２３】実施例２による保型容器２１００の正面図（背面図）
【図２４】実施例２による保型容器２１００の底面図
【図２５】実施例２による保型容器２１００のＡ−Ａ’線断面図
【図２６】実施例２による保型容器２１００のＢ−Ｂ’線断面図
【図２７】実施例３による保型容器２７００の平面図
【図２８】実施例３による保型容器２７００の右側面図（左側面図）
【図２９】実施例３による保型容器２７００の正面図（背面図）
【図３０】実施例３による保型容器２７００の底面図
【図３１】実施例３による保型容器２７００のＡ−Ａ’線断面図
【図３２】実施例３による保型容器２７００のＢ−Ｂ’線断面図
【図３３】本発明によるコロイド結晶ゲルの透過スペクトルを示す図
【図３４】従来技術によるコロイド結晶ゲルを製造するための容器を示す模式図
【符号の説明】
【０１１８】
１００、３００、４００、５００、８００、１０００、１１００、１２００、１５００、２１００、２７００ 保型容器
１１０ 対象基板
１２０、８１０、１８００、２４００、３０００ 保型溝
１３０、８２０、１５１０、２１１０、２７１０ 第１の流路
１４０、８３０、１５２０、２１２０、２７２０ 第２の流路
２００、９００ 密着面
３１０、５１０、１６００、２２００、２８００ 傾斜面
４１０、１１１０ 壁部材
４２０、１１２０ 流路部材
６００ 注液手段
６１０ コロイド溶液
７００ シリンダー部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象基板に密着する密着面と、
前記密着面を有する側に開放し、かつ、前記対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、
前記保型溝と前記密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路と
を有することを特徴する、保型容器。
【請求項２】
前記保型溝の外枠を構成し、前記密着面を有する壁部材と、
表裏に貫通した前記第１の流路および前記第２の流路を有する流路部材と
をさらに含むことを特徴する、請求項１に記載の保型容器。
【請求項３】
前記密着面の周囲の一部または周囲の全部に前記対象基板と前記保型容器との間に間隙を生じさせる傾斜面をさらに含むことを特徴する、請求項１に記載の保型容器。
【請求項４】
前記保型容器または前記流路部材は、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料からなることを特徴する、請求項１または２のいずれかに記載の保型容器。
【請求項５】
前記壁部材は、石英ガラス、光学ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなることを特徴とする、請求項２に記載の保型容器。
【請求項６】
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記保型容器の前記表面の高さに一致するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の保型容器。
【請求項７】
前記保型容器の前記保型溝から前記表面までの厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項６に記載の保型容器。
【請求項８】
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記流路部材の厚さに一致するように形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の保型容器。
【請求項９】
前記流路部材の厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項７に記載の保型容器。
【請求項１０】
前記保型溝の深さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の保型容器。
【請求項１１】
前記壁部材の高さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の保型容器。
【請求項１２】
前記所定の溶液は、コロイド溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の保型容器。
【請求項１３】
コロイド結晶ゲルを製造する方法であって、
前記請求項１〜１２に記載の前記保型容器を前記対象基板に密着して配置するステップと、
前記第１の流路または前記第２の流路から前記所定の溶液としてコロイド溶液を前記保型溝に注入するステップと、
前記注入されたコロイド溶液に光を照射して、ゲル化するステップと
を包含することを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記注入するステップは、前記コロイド溶液を圧入することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ゲル化するステップの前に、前記第１の流路および前記第２の流路を介して前記注入されたコロイド溶液に圧力差を印加するステップをさらに包含することを特徴する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記配置するステップは、押し付け機構を用いることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記傾斜面を用いて前記対象基板から前記保型容器を除去するステップをさらに包含することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
対象基板に密着する密着面と、
前記密着面を有する側に開放し、かつ、前記対象基板に対して所定の溶液を保持する保型溝と、
前記保型溝と前記密着面と対向する表面との間をつなぐ第１の流路および第２の流路と
を有することを特徴する、保型容器。
【請求項２】
前記保型溝の外枠を構成し、前記密着面を有する壁部材と、
表裏に貫通した前記第１の流路および前記第２の流路を有する流路部材と
をさらに含むことを特徴する、請求項１に記載の保型容器。
【請求項３】
前記密着面の周囲の一部または周囲の全部に前記対象基板と前記保型容器との間に間隙を生じさせる傾斜面をさらに含むことを特徴する、請求項１に記載の保型容器。
【請求項４】
前記保型容器または前記流路部材は、石英ガラス、光学ガラス、および、透明プラスチック樹脂からなる群から選択される材料からなることを特徴する、請求項１または２のいずれかに記載の保型容器。
【請求項５】
前記壁部材は、石英ガラス、光学ガラス、金属、樹脂フィルム、および、弾性ゴム材からなる群から選択される材料からなることを特徴とする、請求項２に記載の保型容器。
【請求項６】
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記保型容器の前記表面の高さに一致するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の保型容器。
【請求項７】
前記保型容器の前記保型溝から前記表面までの厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項６に記載の保型容器。
【請求項８】
前記第１の流路および／または前記第２の流路は、前記流路部材の厚さに一致するように形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の保型容器。
【請求項９】
前記流路部材の厚さは、４ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項７に記載の保型容器。
【請求項１０】
前記保型溝の深さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の保型容器。
【請求項１１】
前記壁部材の高さは、０ｍｍより大きく０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の保型容器。
【請求項１２】
前記所定の溶液は、コロイド溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の保型容器。
【請求項１３】
コロイド結晶ゲルを製造する方法であって、
前記請求項１〜１２に記載の前記保型容器を前記対象基板に密着して配置するステップと、
前記第１の流路または前記第２の流路から前記所定の溶液としてコロイド溶液を前記保型溝に注入するステップと、
前記注入されたコロイド溶液に光を照射して、ゲル化するステップと
を包含することを特徴とする、方法。
【請求項１４】
前記注入するステップは、前記コロイド溶液を圧入することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ゲル化するステップの前に、前記第１の流路および前記第２の流路を介して前記注入されたコロイド溶液に圧力差を印加するステップをさらに包含することを特徴する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記配置するステップは、押し付け機構を用いることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記傾斜面を用いて前記対象基板から前記保型容器を除去するステップをさらに包含することを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２００７−２９６４９１（Ｐ２００７−２９６４９１Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２８２３３（Ｐ２００６−１２８２３３）
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（３０１０２３２３８）独立行政法人物質・材料研究機構 (1,333)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２日（２００６．５．２）
【出願人】（３０１０２３２３８）独立行政法人物質・材料研究機構 (1,333)
【Ｆターム（参考）】
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