粒子配列体の製造方法
【課題】 短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体の製造方法の提供。
【解決手段】 粒子配列体の製造方法は、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行うことを特徴とする。具体的には、前記液状媒体中に、下記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（１）：Ｍ１−Ｔｉｍｅ１−Ｍ２
〔上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は前記仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【解決手段】 粒子配列体の製造方法は、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行うことを特徴とする。具体的には、前記液状媒体中に、下記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（１）：Ｍ１−Ｔｉｍｅ１−Ｍ２
〔上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は前記仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造色を発現する粒子配列体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単分散の粒子を規則的に配列させることによって形成されるブラッグ反射が得られるコロイド結晶は、フォトニック部材、色材、色表示部材、反射板などとして使用することができることが知られており、最近、このようなコロイド結晶を得るための方法が盛んに研究されている（例えば特許文献１および非特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献２に開示されるように、通常、コロイド結晶における粒子の規則的な配列は、水の存在下に形成される。そして、配列させた粒子の固定化は、まず、水の存在下で固定処理（１段階目の固定処理）を行って粒子の３次元的な位置を固定し、この状態において、水の経時的な蒸発による性能変動を防ぐために水を除去する処理を行い、さらに、水を除去した後の空洞により光散乱などの問題が発生するために、当該空洞を埋めるために新たな固定化剤を充填する処理（２段階目の固定処理）を行わなければならない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７９６３３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５１７３号公報
【非特許文献１】「高分子論文集」吉永ら、ｖｏｌ．６４、Ｎｏ．１、ｐ．２１〜２８、２００７年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水の除去および新たな固定化剤の充填を含む２段階の固定処理を経る場合は、得られる粒子配列体が、その表面に縮みが発生したものとなったり、粒子の配列乱れが発生したものとなるおそれがある、という問題がある。また、粒子配列体の作製時間の短縮も求められている。
【０００６】
本発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の粒子配列体の製造方法は、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の粒子配列体の製造方法においては、前記液状媒体中に、下記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（１）：Ｍ１−Ｔｉｍｅ１−Ｍ２
〔上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は前記仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【０００９】
また、本発明の粒子配列体の製造方法においては、前記液状媒体中に、下記一般式（２）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（２）：Ｔｉｍｅ２−Ｍ３
〔上記一般式（２）において、Ｔｉｍｅ２はタイミング基を示し、Ｍ３は前記仮固定用モノマーの残基を示す。〕
【００１０】
さらに、本発明の粒子配列体の製造方法においては、前記液状媒体中に、下記一般式（３）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（３）：Ｔｉｍｅ３−Ｍ４
〔上記一般式（３）において、Ｔｉｍｅ３はタイミング基を示し、Ｍ４は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【発明の効果】
【００１１】
本発明の粒子配列体の製造方法によれば、コロイド結晶の形成に用いた液状媒体中に仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーが含有されていることから、仮固定用モノマーの重合と本固定用モノマーの重合とを、この順に連続的に行うことができるために、コロイド結晶に係る粒子の配列の仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００１２】
また、２つのモノマー残基を有するタイミング基含有化合物を用いる粒子配列体の製造方法によれば、当該タイミング基含有化合物における一方の仮固定用モノマーの残基Ｍ１と他方の本固定用モノマーの残基Ｍ２とを、この順に経時的に遊離させてそれぞれ重合させることができるために、残基Ｍ１の重合による仮固定と、残基Ｍ２の重合による本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００１３】
また、１つのモノマー残基を有するタイミング基含有化合物を用いる粒子配列体の製造方法によれば、当該タイミング基含有化合物における仮固定用モノマーの残基または本固定用モノマーの残基と、液状媒体に別個に含有された本固定用モノマーまたは仮固定用モノマーとを、任意の時間を挟んで経時的にそれぞれ重合させることができるために、仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００１４】
なお、タイミング基含有化合物からのモノマー残基の遊離は、その構造によって異なるが、温度、光、ｐＨ、触媒などのドライビングフォースによって開始させることができる。２つのモノマー残基を有するタイミング基含有化合物においては、各モノマー残基の構造の違いによって、活性化エネルギーが異なるために、互いに異なる遊離の時期（タイミング）が選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について具体的に説明する。
＜第１の実施の形態＞
本発明の粒子配列体の製造方法は、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行う方法である。
この例の製造方法においては、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、それぞれ、上記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物（以下、「特定のタイミング基含有化合物〔１〕」ともいう。）から供出されるものとされている。
【００１６】
具体的には、例えば、図１〜図３に示されるように、まず、特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）を含有する液状媒体（２１）に単分散の粒子（以下、単に「粒子」ともいう。）（１２）を分散させたサスペンジョン液を調製し、これを例えば基板などの表面に塗布し、粒子（１２）を静電斥力によって自己配列させて構造色を発現するコロイド結晶（１６）を形成させた後、特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）から仮固定用モノマーの残基Ｍ１を遊離させて仮固定用モノマーを供出させ、これを重合させて仮固定ポリマー（２４）を形成することにより、この仮固定ポリマー（２４）によってコロイド結晶（１６）における粒子（１２）の配列状態を仮固定する。
その後、水を蒸発させた後、または水を蒸発させると共に仮固定用モノマーが遊離された特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３α）から自動的に遊離される本固定用モノマーの残基Ｍ２による本固定用モノマーを重合させて本固定ポリマー（２５）を形成することにより、この本固定ポリマー（２５）および仮固定ポリマー（２４）が固定化剤となってコロイド結晶（１６）における粒子（１２）の配列状態を最終的に固定され、これにより、粒子配列体（１０）が得られる。
【００１７】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕を示す上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は本固定用モノマーの残基を示す。
本発明において、タイミング基とは、環境を変動させることにより仮固定用モノマーの残基Ｍ１を遊離させた後、分子内求核置換反応や役鎖に沿った電子移動反応などによって一定時間後に自動的に本固定用モノマーの残基Ｍ２を遊離させて放出することのできる連結基をいう。
特定のタイミング基含有化合物〔１〕における仮固定用モノマーの残基Ｍ１を遊離させてから本固定用モノマーの残基Ｍ２を遊離させるまでの時間は、タイミング基の種類や粒子配列体（１０）の形成に係る反応系の環境条件を選択することによって適宜に調整することができる。
また、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、それぞれ、仮固定用モノマーの残基Ｍ１、本固定用モノマーの残基Ｍ２がタイミング基から遊離されることによってモノマーとして活性化されるものである。この仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、水溶性のものであることが好ましい。
仮固定の状態において、本固定用モノマーは、タイミング基Ｔｉｍｅ１に結合された状態にあってモノマーとして不活性な状態とされている。
【００１８】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ１としては、仮固定用モノマーの残基Ｍ１および本固定用モノマーの残基Ｍ２を、時間差で順に遊離させることができるものであれば特に限定されず、種々のものを用いることができる。
タイミング基Ｔｉｍｅ１としては、例えば、特開昭５７−５６８３７号公報、特開昭５６−１１４９４６号公報に記載されたものなどを挙げることができる。
【００１９】
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーとしては、具体的には、下記式（Ｍ−ｉ）〜（Ｍ−iv）に例示されるものを挙げることができる。
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、互いに同一の構造のものであってもよく、異なった構造のものであってもよい。
また、タイミング基Ｔｉｍｅ１が同じ種類のものであれば、仮固定用モノマーの残基Ｍ１および／または本固定用モノマーの残基Ｍ２としてそれぞれ２種類以上のものを使用してもよい。
【００２０】
【化１】
【００２１】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕としては、具体的には、下記式（Ｔ１−１）〜（Ｔ１−８）に例示されるものが好ましい。
【００２２】
【化２】
【００２３】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕の使用量は、用いる粒子（１２）の種類や重合条件により異なるが、例えば、粒子（１２）に対して体積比で５：１〜１：１０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：０．５〜１：５の範囲内であり、特に好ましくは１：０．８〜１：１．２である。特定のタイミング基含有化合物〔１〕の使用量が過少である場合は、得られた粒子配列体が、コロイド結晶の粒子の配列状態を安定に維持できないものとなるおそれがある。一方、特定のタイミング基含有化合物〔１〕の使用量が過多である場合は、得られる粒子配列体が粒子間距離の過大なものとなって、発現される構造色が所望の波長領域にピーク波長を有する色とならないおそれがある。
【００２４】
〔液状媒体〕
この例の粒子配列体（１０）の製造方法に用いられる液状媒体（２１）は、一般に液状の媒体として使用される各種の水および有機溶剤の、単体物または２種以上が好ましくは相溶された混合物である。液状媒体（２１）としては、好ましくは少なくとも５０質量％以上の水を含有するものであり、８０質量％以上の水を含有するものがより好ましく、水の単体物が特に好ましい。有機溶媒としては、粒子（１２）を溶解しないものであれば限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトン、酢酸エチルなどを例示することができ、これらの中ではアルコール系有機溶媒が好ましい。液状媒体（２１）としては、１００質量％水よりなるものを用いることが特に好ましい。
本発明において、液状媒体（２１）とは、粒子（１２）を構成する材料のガラス転移点温度（Ｔｇ）よりも低い温度において液体であるものをいう。
【００２５】
この液状媒体（２１）中には、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合に係る重合開始剤として、反応系外からの物理的な添加物なしに重合を開始させることのできる、例えば紫外線、熱などによって重合を開始させる重合開始剤が、予め添加されていることが好ましい。
【００２６】
〔重合開始剤〕
液状媒体（２１）に予め含有させる重合開始剤としては、種々の紫外線重合開始剤、熱重合開始剤などを用いることができ、具体的には、例えば２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）｝プロピオンアミド；２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジスルフェートジハイドレート、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピンアミジン］ハイドレート、２，２’−アゾビス｛２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン−２−イル］プロパン｝ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］、２，２’−アゾビス（１−イミノ−１−ピロロリジノ−２−メチルプロパン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ハイドロキシメチル）−２−ハイドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］などの水溶性アゾ重合開始剤；
（＋／−）−カンファーキノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，４−ジエチルチオキサンテン−９−オン、２−（３，４−ジメトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−ベンゾイル安息香酸、２−クロロベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、２−エチルアントラキノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−イソニトロソプロピオフェノン、２−イソプロピルチオキサントン、２−フェニル−２−（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）アセトフェノン、２−ピリジルトリブロモメチルスルホン、２−［２−（５−メチルフラン−２−イル）ビニル]−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−［２−（フラン−２−イル）ビニル]−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、
４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルスルフィド、４−ベンゾイル安息香酸、４−クロロベンゾフェノン、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート、９−フルオレノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾフェノン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスファート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジベンゾスベロン、ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロひ酸、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスファート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホン酸、２−ベンゾイル安息香酸メチル、Ｎ−メチルアクリドン、ニフェジピン、ｐ−アニシル、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、トリ−ｐ−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート、トリ−ｐ−トリルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリブロモメチルフェニルスルホン、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラートなどの光重合開始剤；過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
【００２７】
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーの重合温度は、各々粒子（１２）の凝集が発生しない範囲の温度であることが必要であり、例えば５０〜９０℃の範囲であることが好ましい。
【００２８】
液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度は、例えば、１〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度が上記の範囲内にあることによって、得られる粒子配列体（１０）が水分子の蒸発に伴って発生する粒子の配列乱れが抑制されたものとなる。一方、液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度が過度に低い場合は、マトリックスとなるポリマーの割合が相対的に少なくなるために乾燥させて除去すべき水分子の量が多くなり、その結果、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って粒子の配列乱れが大きく生じたものとなって、当該粒子配列体に光散乱が大きく生じて構造色が白濁化してしまう、というおそれがあり、また、液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度が過度に高い場合は、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合によって配列された粒子（１２）の３次元的な位置に乱れが生じるおそれがある。
【００２９】
〔粒子〕
本発明において、粒子とは、３次元において粒子形状を有する固体の物質のことであり、真球に限定されるものではなく、おおよそ粒子形状を有すればよい。
粒子配列体（１０）のコロイド結晶（１６）を構成する粒子（１２）を形成すべき材料としては、非水溶性であって、その屈折率がマトリックスの屈折率と異なるものであるものを、適宜に選択することができる。
【００３０】
粒子配列体（１０）のコロイド結晶（１６）を構成する粒子（１２）としては、種々のものを挙げることができる。
具体的には例えば、スチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系単量体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸（イソ）プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチルヘキシルなどのアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル系単量体；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸などのカルボン酸単量体などの重合性単量体のうちの１種を重合した粒子、または２種以上を共重合した有機粒子を挙げることができる。
また、重合性単量体に架橋性単量体を加えて重合した有機粒子であってもよく、架橋性単量体としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどを挙げることができる。
また例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、硫酸バリウム、酸化第二鉄などの無機酸化物および複合酸化物などや、ガラス、セラミックスなどにより形成された無機粒子を挙げることができる。
また例えば、上記の有機粒子または無機粒子をコア粒子として、これの表面に当該コア粒子を構成する材料と異なる材料のシェル層が形成されてなるコア−シェル型粒子を挙げることができる。シェル層は、金属微粒子、チタニアなどよりなる金属酸化物微粒子、チタニアなどよりなる金属酸化物ナノシートなどを用いて形成することができる。
さらに例えば、上記のコア−シェル型粒子から、焼成、抽出などの方法によってコア粒子を除去することにより得られる中空型粒子を挙げることができる。
これらの粒子のうち、有機粒子が好適に用いられる。
【００３１】
粒子配列体（１０）を構成する粒子（１２）は、単一組成の単一物であっても複合物であってもよい。また、屈折率が高い材料によって粒子を形成する場合は低屈折率物質を内添するなどしてもよい。
【００３２】
粒子（１２）の平均粒径は、当該粒子（１２）の屈折率およびマトリックスの屈折率との関係において設定する必要があり、さらに少なくともそのサスペンジョン液が安定したコロイド溶液となる大きさであることが好ましいところ、例えば体積基準のメジアン径で５０〜５００ｎｍであることが好ましい。
粒子（１２）の平均粒径が上記の範囲にあることにより、そのサスペンジョン液を安定したコロイド溶液とすることができ、また、得られる粒子配列体（１０）において発現する構造色が近紫外〜可視〜近赤外域にピーク波長を有する色となる。
一方、粒子の平均粒径が５０ｎｍ未満である場合は、粒子の配列工程において静電斥力の制御が困難となり、粒子の配列に乱れが生じ、その結果、得られる粒子配列体が、反射される光が強度の小さいものとなるおそれがあり、粒子の平均粒径が５００ｎｍよりも大きい場合は、光の散乱が大きく生じることによって構造色が白濁化するおそれがある。
【００３３】
また、粒径分布を表すＣＶ値は１０％以下であることが好ましく、より好ましくは５％以下、特に好ましくは３％以下である。
ＣＶ値が１０％より大きい場合は、規則的に配列されるべき粒子層が大きな乱れが生じたものとなって得られる粒子配列体が白濁化してその構造色が認識されにくいものとなることがある。
【００３４】
平均粒径は、粒子（１２）について走査型電子顕微鏡「ＪＳＭ−７４１０」（日本電子社製）を用いて５０，０００倍の写真を２枚撮影し、この２枚の写真画像における粒子（１２）の１００個ずつについて、それぞれ最大長を測定し、その個数平均値を算出することにより、得られるものである。ここに、「最大長」とは、粒子（１２）の周上の任意の２点による２点間距離のうち、最大のものをいう。
なお、粒子（１２）が凝集体として撮影される場合には、凝集体を形成する一次粒子（粒子）の最大長を測定するものとする。
ＣＶ値は、個数基準の粒度分布における標準偏差および上記の平均粒径の値を用いて下記式（ＣＶ）より算出されるものである。
式（ＣＶ）：ＣＶ値（％）＝（（標準偏差）／（平均粒径））×１００
【００３５】
粒子配列体（１０）のコロイド結晶（１６）を構成する粒子（１２）は、コロイド結晶（１６）を形成させる際に規則配列させやすいことから、単分散性の高いものであることが好ましい。
単分散性の高い粒子を得るために、粒子（１２）が有機物による粒子である場合は、粒子（１２）は、通常一般的に用いられるソープフリー乳化重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの重合法によって得ることが好ましい。
【００３６】
粒子（１２）は、マトリックスとの親和性を高いものとするために、各種の表面処理を行ってもよい。
【００３７】
サスペンジョン液における粒子の濃度は、取り扱い性の観点から、例えば２０質量％以下とすることが好ましい。
【００３８】
サスペンジョン液の基板に対する塗布方法としては、スクリーン塗布法、ディップ塗布法、スピンコート塗布法、カーテン塗布法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）膜作成法などを利用することができる。
【００３９】
粒子配列体（１０）を形成させるための粒子（１２）のサスペンジョン液を塗布する基板としては、例えばゴム、ガラス、セラミックスやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のフィルムやシートなどを使用することができる。
基板としては、表面の水に対する接触角はある程度低いものが好ましい。また、表面平滑性は高いものが好ましいことから、基板について適宜の表面処理を行ってもよい。また、ブラスト処理などを行って球体が付着し易い状態にして使用することもできる。
【００４０】
〔粒子配列体〕
このような方法によって得られる粒子配列体（１０）は、具体的には、仮固定ポリマー（２４）および本固定ポリマー（２５）よりなるマトリックス中に粒子（１２）同士が面方向に非接触状態で規則的に形成される粒子層（１５）が、厚み方向においても粒子（１２）同士が非接触状態で規則的に配されたコロイド結晶（１６）が含有された構成を有するものである。
このコロイド結晶（１６）は、光が入射する方向に対して一方向に規則的に粒子（１２）が配列された構成を有している。
【００４１】
粒子配列体（１０）においては、粒子（１２）の屈折率とマトリックスの屈折率との差の絶対値（以下、「屈折率差」という。）が、０．０２〜２．０であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１．６である。
この屈折率差が０．０２未満である場合は、構造色が発現しにくくなり、この屈折率差が２．０より大きい場合は、光の散乱が大きく生じることによって構造色が白濁化するおそれがある。
【００４２】
粒子（１２）の屈折率は公知の種々の方法で測定することができるところ、本発明における粒子（１２）の屈折率は、液浸法によって測定した値とする。
粒子（１２）の屈折率の具体的な例としては、例えばポリスチレンが１．５９、ポリメタクリル酸メチルが１．４９、ポリエステルが１．６０、フッ素変性ポリメタクリル酸メチルが１．４０、ポリスチレン・ブタジエン共重合が１．５６、ポリアクリル酸メチルが１．４８、ポリアクリル酸ブチルが１．４７、シリカが１．４５、酸化チタン（アナターゼ型）が２．５２、酸化チタン（ルチル型）が２．７６、酸化銅が２．７１、酸化アルミニウムが１．７６、硫酸バリウムが１．６４、酸化第二鉄が３．０８である。
【００４３】
粒子配列体（１０）における仮固定ポリマー（２４）および本固定ポリマー（２５）によるマトリックスの屈折率は、公知の種々の方法で測定することができるところ、本発明におけるマトリックスの屈折率は、別個にマトリックスを構成する仮固定ポリマー（２４）および本固定ポリマー（２５）のみよりなる薄膜を作成し、この薄膜をアッベ屈折率計にて測定した値とされる。
【００４４】
〔構造色〕
この粒子配列体（１０）において発現される構造色は、当該粒子配列体（１０）において観察角に基づいて規定されて選択的に反射される光によって発現される色である。
【００４５】
粒子配列体（１０）において選択的に反射される光は、ブラッグの法則、スネルの法則より、下記式（１）で表される波長の光とされる。
なお、下記式（１）および下記式（２）は近似式であり、実際上はこれらの計算値に完全には合致しない場合もある。
式（１）：λ＝２ｎＤ（ｃｏｓθ）
この式（１）において、λは構造色のピーク波長、ｎは下記式（２）で表される粒子配列体（１０）の屈折率、Ｄは粒子層（１５）の層間隔（粒子（１２）の表示部材の垂線方向における間隔）、θは表示部材の垂線との観察角である。
式（２）：ｎ＝{ｎａ・ｃ}＋{ｎｂ・（１−ｃ）}
この式（２）において、ｎａは粒子（１２）の屈折率、ｎｂはマトリックスの屈折率、ｃは粒子配列体（１０）における粒子（１２）の体積率である。
ここに、構造色のピーク波長λは、分光測色計「ＣＭ−３６００ｄ」（コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定されるものである。
【００４６】
粒子配列体（１０）における粒子層（１５）の厚みは、例えば０．１〜１５μｍであることが好ましい。
粒子層の厚みが０．１μｍ未満である場合は、反射される光が強度の小さいものとなる。
【００４７】
粒子配列体（１０）における粒子層（１５）の周期数は、少なくとも１以上である必要があり、好ましくは５〜１５０である。
周期数が１未満である場合は、粒子配列体が構造色を発現するものとならない。
【００４８】
粒子配列体（１０）において発現される構造色は、可視域にピーク波長を有する色に限らず、紫外域または赤外域にピーク波長を有する色（光）であってもよい。
【００４９】
粒子配列体（１０）における層間隔Ｄは、５０〜５００ｎｍであることが好ましい。
層間隔Ｄが上記の範囲にあることにより、得られる粒子配列体（１０）において発現する構造色が近紫外〜可視〜近赤外域にピーク波長を有するものとなる。一方、層間隔Ｄが５００ｎｍよりも大きい場合は、得られる粒子配列体が構造色を発現するものとならないおそれがある。
【００５０】
この例の粒子配列体の製造方法によれば、特定のタイミング基含有化合物〔１〕における一方の仮固定用モノマーの残基Ｍ１と他方の本固定用モノマーの残基Ｍ２とを、この順に経時的に遊離させてそれぞれ重合させることができるために、残基Ｍ１の重合による仮固定と、残基Ｍ２の重合による本固定とを、粒子配列体（１０）の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶（１６）を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体（１０）を得ることができる。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態に係る粒子配列体の製造方法は、第１の実施の形態において、仮固定用モノマーが上記一般式（２）で表されるタイミング基含有化合物（以下、「特定のタイミング基含有化合物〔２〕」ともいう。）から供出されるものであり、本固定用モノマーが適宜のモノマーであることの他は同様の構成を有するものである。
【００５２】
具体的には、特定のタイミング基含有化合物〔２〕および本固定用モノマーを含有する液状媒体に粒子を分散させたサスペンジョン液を調製し、これを例えば基板などの表面に塗布し、粒子を静電斥力によって自己配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、特定のタイミング基含有化合物〔２〕から仮固定用モノマーを遊離させてこれを重合させて仮固定ポリマーを形成し、この仮固定ポリマーによってコロイド結晶における粒子の配列状態を仮固定し、その後、水を蒸発させた後、または水を蒸発させると共に本固定用モノマーを重合させて本固定ポリマーを形成することにより、この本固定ポリマーおよび仮固定ポリマーが固定化剤となってコロイド結晶における粒子の配列状態を最終的に固定され、これにより、粒子配列体が得られる。
【００５３】
特定のタイミング基含有化合物〔２〕を示す上記一般式（２）において、Ｔｉｍｅ２はタイミング基を示し、Ｍ３は仮固定用モノマーの残基を示す。
仮固定用モノマーは、仮固定用モノマーの残基Ｍ３がタイミング基から遊離されることによってモノマーとして活性化されるものである。
【００５４】
特定のタイミング基含有化合物〔２〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ２としては、仮固定用モノマーの残基Ｍ３を任意のときに遊離させることができるものであれば特に限定されず、種々のものを用いることができる。
タイミング基Ｔｉｍｅ２としては、例えば、特開昭５７−５６８３７号公報、特開昭５６−１１４９４６号公報に記載されたものなどを挙げることができる。
仮固定用モノマーとしては、具体的には、上記式（Ｍ−ｉ）〜（Ｍ−iv）に例示されるものを挙げることができる。
また、タイミング基Ｔｉｍｅ２が同じ種類のものであれば、仮固定用モノマーとして２種類以上のものを使用してもよい。
【００５５】
特定のタイミング基含有化合物〔２〕としては、具体的には、下記式（Ｔ２−１）〜（Ｔ２−７）に例示されるものが好ましい。
【化３】
【００５６】
〔本固定用モノマー〕
本固定用モノマーの具体例としては、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ターシャリーブチルアクリルアミドスルフォン酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、ビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩；Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよびその４級化物、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレ−ト、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコ−ル（メタ）アクリレ−トなどの非架橋性モノマー；エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、イソシアヌル酸トリアリル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタンなどの１分子中にエチレン系不飽和基を２個以上有する化合物；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどの１分子中にエチレン系不飽和基を１個と他の反応性官能基とを有する化合物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ペンタエリスリトール、ソルビット、グルコース、マンニット、マンニタン、ショ糖、ブドウ糖などの多価アルコール；エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテルなどのポリエポキシ化合物；およびアルキレンカーボネートなどの架橋性モノマーなどを挙げることができ、これらは１種単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
これらのモノマーのうち、特に水溶性のモノマーを用いることが好ましい。
【００５７】
本固定用モノマーおよび仮固定用モノマーの使用割合は、本固定用モノマー：仮固定用モノマーがモル比で例えば１０：１〜１：１０の範囲内であることが好ましい。本固定用モノマーの使用量が仮固定用モノマーの使用量に対して過少である場合は、仮固定ポリマー間に形成された空隙を、本固定ポリマーによって均質に埋めることが困難となるために、得られる粒子配列体が光散乱の大きく生じたものとなって構造色が白濁化してしまう、というおそれがある。一方、本固定用モノマーの使用量が仮固定用モノマーの使用量に対して過多である場合は、仮固定した状態における粒子の固定度合いが低いものとなり、粒子が動いて配列に乱れが生じるおそれがある。
【００５８】
本固定用モノマーと仮固定用モノマーを供出する特定のタイミング基含有化合物〔２〕との合計の使用量は、用いる粒子の種類や重合条件により異なるが、例えば、粒子に対して体積比で５：１〜１：１０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：０．５〜１：５の範囲内であり、特に好ましくは１：０．８〜１：１．２である。本固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔２〕の合計の使用量が過少である場合は、得られた粒子配列体が、コロイド結晶の粒子の配列状態を安定に維持できないものとなるおそれがある。一方、本固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔２〕の合計の使用量が過多である場合は、得られる粒子配列体が粒子間距離の過大なものとなって、発現される構造色が所望の波長領域にピーク波長を有する色とならないおそれがある。
【００５９】
液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度は、例えば、１〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度が上記の範囲内にあることによって、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って発生する粒子の配列乱れが抑制されたものとなる。一方、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度が過度に低い場合は、マトリックスとなるポリマーの割合が相対的に少なくなるために乾燥させて除去すべき水分子の量が多くなり、その結果、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って粒子の配列乱れが大きく生じたものとなって、当該粒子配列体に光散乱が大きく生じて構造色が白濁化してしまう、というおそれがあり、また、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度が過度に高い場合は、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合によって配列された粒子の３次元的な位置に乱れが生じるおそれがある。
【００６０】
この例の粒子配列体の製造方法によれば、特定のタイミング基含有化合物〔２〕における仮固定用モノマーの残基Ｍ３と、本固定用モノマーとを、任意の時間を挟んで経時的にそれぞれ重合させることができるために、仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００６１】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態に係る粒子配列体の製造方法は、第２の実施の形態において、仮固定用モノマーが適宜のモノマーであり、本固定用モノマーが上記一般式（３）で表されるタイミング基含有化合物（以下、「特定のタイミング基含有化合物〔３〕」ともいう。）から供出されるものであることの他は同様の構成を有するものである。
【００６２】
具体的には、特定のタイミング基含有化合物〔３〕および仮固定用モノマーを含有する液状媒体に粒子を分散させたサスペンジョン液を調製し、これを例えば基板などの表面に塗布し、粒子を静電斥力によって自己配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させて仮固定ポリマーを形成し、この仮固定ポリマーによってコロイド結晶における粒子の配列状態を仮固定し、その後、水を蒸発させた後、または水を蒸発させると共に特定のタイミング基含有化合物〔３〕から本固定用モノマーを遊離させてこれを重合させて本固定ポリマーを形成することにより、この本固定ポリマーおよび仮固定ポリマーが固定化剤となってコロイド結晶における粒子の配列状態を最終的に固定され、これにより、粒子配列体が得られる。
【００６３】
特定のタイミング基含有化合物〔３〕を示す上記一般式（３）において、Ｔｉｍｅ３はタイミング基を示し、Ｍ４は本固定用モノマーの残基を示す。
本固定用モノマーは、本固定用モノマーの残基Ｍ４がタイミング基から遊離されることによってモノマーとして活性化されるものである。
【００６４】
特定のタイミング基含有化合物〔３〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ３および本固定用モノマーとしては、それぞれ、第２の実施の形態における特定のタイミング基含有化合物〔２〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ２および仮固定用モノマーと同じものを挙げることができる。
また、タイミング基Ｔｉｍｅ３が同じ種類のものであれば、本固定用モノマーとして２種類以上のものを使用してもよい。
【００６５】
また、特定のタイミング基含有化合物〔３〕としては、第２の実施の形態における特定のタイミング基含有化合物〔２〕と同じものを挙げることができる。
【００６６】
さらに、この実施の形態において仮固定用モノマーとして用いるモノマーとしては、第２の実施の形態における本固定用モノマーとして挙げたモノマーを挙げることができ、特に水溶性モノマーを用いることが好ましい。
【００６７】
仮固定用モノマーと本固定用モノマーを供出する特定のタイミング基含有化合物〔３〕との合計の使用量は、用いる粒子の種類や重合条件により異なるが、例えば、粒子に対して体積比で５：１〜１：１０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：０．５〜１：５の範囲内であり、特に好ましくは１：０．８〜１：１．２である。仮固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔３〕の合計の使用量が過少である場合は、得られた粒子配列体が、コロイド結晶の粒子の配列状態を安定に維持できないものとなるおそれがある。一方、仮固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔３〕の合計の使用量が過多である場合は、得られる粒子配列体が粒子間距離の過大なものとなって、発現される構造色が所望の波長領域にピーク波長を有する色とならないおそれがある。
【００６８】
液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度は、例えば、１〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度が上記の範囲内にあることによって、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って発生する粒子の配列乱れが抑制されたものとなる。一方、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度が過度に低い場合は、マトリックスとなるポリマーの割合が相対的に少なくなるために乾燥させて除去すべき水分子の量が多くなり、その結果、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って粒子の配列乱れが大きく生じたものとなって、当該粒子配列体に光散乱が大きく生じて構造色が白濁化してしまう、というおそれがあり、また、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度が過度に高い場合は、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合によって配列された粒子の３次元的な位置に乱れが生じるおそれがある。
【００６９】
この例の粒子配列体の製造方法によれば、特定のタイミング基含有化合物〔３〕における本固定用モノマーの残基Ｍ４と、仮固定用モノマーとを、任意の時間を挟んで経時的にそれぞれ重合させることができるために、仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の実施の形態は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７２】
なお、以下において、粒子の平均粒径およびＣＶ値の測定は、上述の方法と同様の方法によって行った。
【００７３】
＜実施例１＞
イオン交換水に、乳化重合法によって作製したポリスチレン粒子（平均粒径：２００ｎｍ、ＣＶ値：５％）を分散させて、ポリスチレン粒子の濃度が５０質量％であるサスペンジョン液を５０ｇ調製した。
次いで、固定化剤：上記式（Ｔ−１）で表されるタイミング基含有化合物の濃度が５０質量％、紫外線重合開始剤：２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）｝プロピオンアミドの濃度が０．１質量％、および熱重合開始剤「ＶＡ０４４」（和光純薬社製）の濃度が０．１質量％となるようそれぞれが溶解された水溶液を５０ｇ調製した。
この水溶液および上記のサスペンジョン液を、冷暗所において混合・撹拌した後、ガラス板上にバーコーターによって膜厚が２０μｍとなるように塗布し、塗布層を形成させた。
この塗布層を目視で観察したところ、赤色の構造色を呈することが確認された。
さらに、紫外線を照射してコロイド結晶に係る粒子配列を仮固定した後、外温を５０℃まで上昇させて水を蒸発させると共に熱硬化反応を行うことにより、膜状の粒子配列体〔１〕を得た。
【００７４】
この粒子配列体〔１〕について、２０人の被験者に、構造色の見栄えと膜面の状態を目視で観察し、その優劣を５段階（優が５、劣が１）で評価してもらい、その平均値を算出した。結果を表１に示す。
【００７５】
＜実施例２＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりに上記式（Ｔ１−５）で表されるタイミング基含有化合物を用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔２〕を得た。
この粒子配列体〔２〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７６】
＜実施例３＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりに、上記式（Ｔ２−１）で表されるタイミング基含有化合物およびＮ−メチロールアクリルアミドを、それぞれ水溶液中の濃度が２５質量％および２５質量％となるよう用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔３〕を得た。
この粒子配列体〔３〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７７】
＜実施例４＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりに、上記式（Ｔ２−３）で表されるタイミング基含有化合物およびターシャリーブチルアクリルアミドスルフォン酸を、それぞれ水溶液中の濃度が２５質量％および２５質量％となるよう用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔４〕を得た。
この粒子配列体〔４〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７８】
＜比較例１＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりにＮ−メチロールアクリルアミドを用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔ｘ〕を得た。
この粒子配列体〔ｘ〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７９】
＜比較例２＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりにターシャリーブチルアクリルアミドスルフォン酸を用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔ｙ〕を得た。
この粒子配列体〔ｙ〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
表１から明らかなように、本発明に係る実施例１〜４によれば、比較例１，２と比較して、膜面の状態が縮みなどのない良好なものであると共に鮮やかな構造色が発現される粒子配列体が得られることが確認された。これは、実施例１〜４によれば、紫外線による重合によってコロイド結晶の粒子の位置が仮固定され、この状態が形成された後に、熱による重合によって本固定するモノマーが反応系に供出されてこれが重合されるためである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の粒子配列体の製造方法によって得られる粒子配列体は、フォトニック部材、色材、色表示部材、反射板などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の粒子配列体の製造方法におけるコロイド結晶の形成する工程を模式的に示す説明用図である。
【図２】本発明の粒子配列体の製造方法における仮固定用モノマーを硬化する工程を模式的に示す説明用図である。
【図３】本発明の粒子配列体の製造方法によって得られる粒子配列体の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 粒子配列体
１２ 粒子
１５ 粒子層
１６ コロイド結晶
２１ 液状媒体
２３ 特定のタイミング基含有化合物〔１〕
２３α 仮固定用モノマーの残基Ｍ１が遊離された特定のタイミング基含有化合物〔１〕
２４ 仮固定ポリマー
２５ 本固定ポリマー
Ｄ 層間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造色を発現する粒子配列体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
単分散の粒子を規則的に配列させることによって形成されるブラッグ反射が得られるコロイド結晶は、フォトニック部材、色材、色表示部材、反射板などとして使用することができることが知られており、最近、このようなコロイド結晶を得るための方法が盛んに研究されている（例えば特許文献１および非特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献２に開示されるように、通常、コロイド結晶における粒子の規則的な配列は、水の存在下に形成される。そして、配列させた粒子の固定化は、まず、水の存在下で固定処理（１段階目の固定処理）を行って粒子の３次元的な位置を固定し、この状態において、水の経時的な蒸発による性能変動を防ぐために水を除去する処理を行い、さらに、水を除去した後の空洞により光散乱などの問題が発生するために、当該空洞を埋めるために新たな固定化剤を充填する処理（２段階目の固定処理）を行わなければならない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７９６３３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５１７３号公報
【非特許文献１】「高分子論文集」吉永ら、ｖｏｌ．６４、Ｎｏ．１、ｐ．２１〜２８、２００７年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水の除去および新たな固定化剤の充填を含む２段階の固定処理を経る場合は、得られる粒子配列体が、その表面に縮みが発生したものとなったり、粒子の配列乱れが発生したものとなるおそれがある、という問題がある。また、粒子配列体の作製時間の短縮も求められている。
【０００６】
本発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の粒子配列体の製造方法は、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明の粒子配列体の製造方法においては、前記液状媒体中に、下記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（１）：Ｍ１−Ｔｉｍｅ１−Ｍ２
〔上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は前記仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【０００９】
また、本発明の粒子配列体の製造方法においては、前記液状媒体中に、下記一般式（２）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（２）：Ｔｉｍｅ２−Ｍ３
〔上記一般式（２）において、Ｔｉｍｅ２はタイミング基を示し、Ｍ３は前記仮固定用モノマーの残基を示す。〕
【００１０】
さらに、本発明の粒子配列体の製造方法においては、前記液状媒体中に、下記一般式（３）で表されるタイミング基含有化合物が含有されている構成とすることができる。
一般式（３）：Ｔｉｍｅ３−Ｍ４
〔上記一般式（３）において、Ｔｉｍｅ３はタイミング基を示し、Ｍ４は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【発明の効果】
【００１１】
本発明の粒子配列体の製造方法によれば、コロイド結晶の形成に用いた液状媒体中に仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーが含有されていることから、仮固定用モノマーの重合と本固定用モノマーの重合とを、この順に連続的に行うことができるために、コロイド結晶に係る粒子の配列の仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００１２】
また、２つのモノマー残基を有するタイミング基含有化合物を用いる粒子配列体の製造方法によれば、当該タイミング基含有化合物における一方の仮固定用モノマーの残基Ｍ１と他方の本固定用モノマーの残基Ｍ２とを、この順に経時的に遊離させてそれぞれ重合させることができるために、残基Ｍ１の重合による仮固定と、残基Ｍ２の重合による本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００１３】
また、１つのモノマー残基を有するタイミング基含有化合物を用いる粒子配列体の製造方法によれば、当該タイミング基含有化合物における仮固定用モノマーの残基または本固定用モノマーの残基と、液状媒体に別個に含有された本固定用モノマーまたは仮固定用モノマーとを、任意の時間を挟んで経時的にそれぞれ重合させることができるために、仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００１４】
なお、タイミング基含有化合物からのモノマー残基の遊離は、その構造によって異なるが、温度、光、ｐＨ、触媒などのドライビングフォースによって開始させることができる。２つのモノマー残基を有するタイミング基含有化合物においては、各モノマー残基の構造の違いによって、活性化エネルギーが異なるために、互いに異なる遊離の時期（タイミング）が選択される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について具体的に説明する。
＜第１の実施の形態＞
本発明の粒子配列体の製造方法は、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行う方法である。
この例の製造方法においては、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、それぞれ、上記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物（以下、「特定のタイミング基含有化合物〔１〕」ともいう。）から供出されるものとされている。
【００１６】
具体的には、例えば、図１〜図３に示されるように、まず、特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）を含有する液状媒体（２１）に単分散の粒子（以下、単に「粒子」ともいう。）（１２）を分散させたサスペンジョン液を調製し、これを例えば基板などの表面に塗布し、粒子（１２）を静電斥力によって自己配列させて構造色を発現するコロイド結晶（１６）を形成させた後、特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）から仮固定用モノマーの残基Ｍ１を遊離させて仮固定用モノマーを供出させ、これを重合させて仮固定ポリマー（２４）を形成することにより、この仮固定ポリマー（２４）によってコロイド結晶（１６）における粒子（１２）の配列状態を仮固定する。
その後、水を蒸発させた後、または水を蒸発させると共に仮固定用モノマーが遊離された特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３α）から自動的に遊離される本固定用モノマーの残基Ｍ２による本固定用モノマーを重合させて本固定ポリマー（２５）を形成することにより、この本固定ポリマー（２５）および仮固定ポリマー（２４）が固定化剤となってコロイド結晶（１６）における粒子（１２）の配列状態を最終的に固定され、これにより、粒子配列体（１０）が得られる。
【００１７】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕を示す上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は本固定用モノマーの残基を示す。
本発明において、タイミング基とは、環境を変動させることにより仮固定用モノマーの残基Ｍ１を遊離させた後、分子内求核置換反応や役鎖に沿った電子移動反応などによって一定時間後に自動的に本固定用モノマーの残基Ｍ２を遊離させて放出することのできる連結基をいう。
特定のタイミング基含有化合物〔１〕における仮固定用モノマーの残基Ｍ１を遊離させてから本固定用モノマーの残基Ｍ２を遊離させるまでの時間は、タイミング基の種類や粒子配列体（１０）の形成に係る反応系の環境条件を選択することによって適宜に調整することができる。
また、仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、それぞれ、仮固定用モノマーの残基Ｍ１、本固定用モノマーの残基Ｍ２がタイミング基から遊離されることによってモノマーとして活性化されるものである。この仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、水溶性のものであることが好ましい。
仮固定の状態において、本固定用モノマーは、タイミング基Ｔｉｍｅ１に結合された状態にあってモノマーとして不活性な状態とされている。
【００１８】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ１としては、仮固定用モノマーの残基Ｍ１および本固定用モノマーの残基Ｍ２を、時間差で順に遊離させることができるものであれば特に限定されず、種々のものを用いることができる。
タイミング基Ｔｉｍｅ１としては、例えば、特開昭５７−５６８３７号公報、特開昭５６−１１４９４６号公報に記載されたものなどを挙げることができる。
【００１９】
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーとしては、具体的には、下記式（Ｍ−ｉ）〜（Ｍ−iv）に例示されるものを挙げることができる。
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーは、互いに同一の構造のものであってもよく、異なった構造のものであってもよい。
また、タイミング基Ｔｉｍｅ１が同じ種類のものであれば、仮固定用モノマーの残基Ｍ１および／または本固定用モノマーの残基Ｍ２としてそれぞれ２種類以上のものを使用してもよい。
【００２０】
【化１】
【００２１】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕としては、具体的には、下記式（Ｔ１−１）〜（Ｔ１−８）に例示されるものが好ましい。
【００２２】
【化２】
【００２３】
特定のタイミング基含有化合物〔１〕の使用量は、用いる粒子（１２）の種類や重合条件により異なるが、例えば、粒子（１２）に対して体積比で５：１〜１：１０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：０．５〜１：５の範囲内であり、特に好ましくは１：０．８〜１：１．２である。特定のタイミング基含有化合物〔１〕の使用量が過少である場合は、得られた粒子配列体が、コロイド結晶の粒子の配列状態を安定に維持できないものとなるおそれがある。一方、特定のタイミング基含有化合物〔１〕の使用量が過多である場合は、得られる粒子配列体が粒子間距離の過大なものとなって、発現される構造色が所望の波長領域にピーク波長を有する色とならないおそれがある。
【００２４】
〔液状媒体〕
この例の粒子配列体（１０）の製造方法に用いられる液状媒体（２１）は、一般に液状の媒体として使用される各種の水および有機溶剤の、単体物または２種以上が好ましくは相溶された混合物である。液状媒体（２１）としては、好ましくは少なくとも５０質量％以上の水を含有するものであり、８０質量％以上の水を含有するものがより好ましく、水の単体物が特に好ましい。有機溶媒としては、粒子（１２）を溶解しないものであれば限定されないが、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、アセトン、酢酸エチルなどを例示することができ、これらの中ではアルコール系有機溶媒が好ましい。液状媒体（２１）としては、１００質量％水よりなるものを用いることが特に好ましい。
本発明において、液状媒体（２１）とは、粒子（１２）を構成する材料のガラス転移点温度（Ｔｇ）よりも低い温度において液体であるものをいう。
【００２５】
この液状媒体（２１）中には、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合に係る重合開始剤として、反応系外からの物理的な添加物なしに重合を開始させることのできる、例えば紫外線、熱などによって重合を開始させる重合開始剤が、予め添加されていることが好ましい。
【００２６】
〔重合開始剤〕
液状媒体（２１）に予め含有させる重合開始剤としては、種々の紫外線重合開始剤、熱重合開始剤などを用いることができ、具体的には、例えば２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）｝プロピオンアミド；２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］ジスルフェートジハイドレート、２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチルプロピンアミジン］ハイドレート、２，２’−アゾビス｛２−［１−（２−ヒドロキシエチル）−２−イミダゾリン−２−イル］プロパン｝ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス［２−（２−イミダゾリン−２−イル）プロパン］、２，２’−アゾビス（１−イミノ−１−ピロロリジノ−２−メチルプロパン）ジハイドロクロライド、２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−［１，１−ビス（ハイドロキシメチル）−２−ハイドロキシエチル］プロピオンアミド｝、２，２’−アゾビス［２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）プロピオンアミド］などの水溶性アゾ重合開始剤；
（＋／−）−カンファーキノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，４−ジエチルチオキサンテン−９−オン、２−（３，４−ジメトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−ベンゾイル安息香酸、２−クロロベンゾフェノン、２−クロロチオキサントン、２−エチルアントラキノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２−イソニトロソプロピオフェノン、２−イソプロピルチオキサントン、２−フェニル−２−（ｐ−トルエンスルホニルオキシ）アセトフェノン、２−ピリジルトリブロモメチルスルホン、２−［２−（５−メチルフラン−２−イル）ビニル]−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−［２−（フラン−２−イル）ビニル]−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、
４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルスルフィド、４−ベンゾイル安息香酸、４−クロロベンゾフェノン、４−イソプロピル−４’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラート、９−フルオレノン、アセトフェノン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾフェノン、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムヘキサフルオロホスファート、ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ヨードニウムトリフルオロメタンスルホナート、ジベンゾスベロン、ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロひ酸、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスファート、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホン酸、２−ベンゾイル安息香酸メチル、Ｎ−メチルアクリドン、ニフェジピン、ｐ−アニシル、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、トリ−ｐ−トリルスルホニウムヘキサフルオロホスファート、トリ−ｐ−トリルスルホニウムトリフルオロメタンスルホナート、トリブロモメチルフェニルスルホン、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラートなどの光重合開始剤；過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。
【００２７】
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーの重合温度は、各々粒子（１２）の凝集が発生しない範囲の温度であることが必要であり、例えば５０〜９０℃の範囲であることが好ましい。
【００２８】
液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度は、例えば、１〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度が上記の範囲内にあることによって、得られる粒子配列体（１０）が水分子の蒸発に伴って発生する粒子の配列乱れが抑制されたものとなる。一方、液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度が過度に低い場合は、マトリックスとなるポリマーの割合が相対的に少なくなるために乾燥させて除去すべき水分子の量が多くなり、その結果、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って粒子の配列乱れが大きく生じたものとなって、当該粒子配列体に光散乱が大きく生じて構造色が白濁化してしまう、というおそれがあり、また、液状媒体（２１）中における特定のタイミング基含有化合物〔１〕（２３）の濃度が過度に高い場合は、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合によって配列された粒子（１２）の３次元的な位置に乱れが生じるおそれがある。
【００２９】
〔粒子〕
本発明において、粒子とは、３次元において粒子形状を有する固体の物質のことであり、真球に限定されるものではなく、おおよそ粒子形状を有すればよい。
粒子配列体（１０）のコロイド結晶（１６）を構成する粒子（１２）を形成すべき材料としては、非水溶性であって、その屈折率がマトリックスの屈折率と異なるものであるものを、適宜に選択することができる。
【００３０】
粒子配列体（１０）のコロイド結晶（１６）を構成する粒子（１２）としては、種々のものを挙げることができる。
具体的には例えば、スチレン、メチルスチレン、メトキシスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系単量体；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸（イソ）プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチルヘキシルなどのアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル系単量体；アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸などのカルボン酸単量体などの重合性単量体のうちの１種を重合した粒子、または２種以上を共重合した有機粒子を挙げることができる。
また、重合性単量体に架橋性単量体を加えて重合した有機粒子であってもよく、架橋性単量体としては、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどを挙げることができる。
また例えば、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化銅、硫酸バリウム、酸化第二鉄などの無機酸化物および複合酸化物などや、ガラス、セラミックスなどにより形成された無機粒子を挙げることができる。
また例えば、上記の有機粒子または無機粒子をコア粒子として、これの表面に当該コア粒子を構成する材料と異なる材料のシェル層が形成されてなるコア−シェル型粒子を挙げることができる。シェル層は、金属微粒子、チタニアなどよりなる金属酸化物微粒子、チタニアなどよりなる金属酸化物ナノシートなどを用いて形成することができる。
さらに例えば、上記のコア−シェル型粒子から、焼成、抽出などの方法によってコア粒子を除去することにより得られる中空型粒子を挙げることができる。
これらの粒子のうち、有機粒子が好適に用いられる。
【００３１】
粒子配列体（１０）を構成する粒子（１２）は、単一組成の単一物であっても複合物であってもよい。また、屈折率が高い材料によって粒子を形成する場合は低屈折率物質を内添するなどしてもよい。
【００３２】
粒子（１２）の平均粒径は、当該粒子（１２）の屈折率およびマトリックスの屈折率との関係において設定する必要があり、さらに少なくともそのサスペンジョン液が安定したコロイド溶液となる大きさであることが好ましいところ、例えば体積基準のメジアン径で５０〜５００ｎｍであることが好ましい。
粒子（１２）の平均粒径が上記の範囲にあることにより、そのサスペンジョン液を安定したコロイド溶液とすることができ、また、得られる粒子配列体（１０）において発現する構造色が近紫外〜可視〜近赤外域にピーク波長を有する色となる。
一方、粒子の平均粒径が５０ｎｍ未満である場合は、粒子の配列工程において静電斥力の制御が困難となり、粒子の配列に乱れが生じ、その結果、得られる粒子配列体が、反射される光が強度の小さいものとなるおそれがあり、粒子の平均粒径が５００ｎｍよりも大きい場合は、光の散乱が大きく生じることによって構造色が白濁化するおそれがある。
【００３３】
また、粒径分布を表すＣＶ値は１０％以下であることが好ましく、より好ましくは５％以下、特に好ましくは３％以下である。
ＣＶ値が１０％より大きい場合は、規則的に配列されるべき粒子層が大きな乱れが生じたものとなって得られる粒子配列体が白濁化してその構造色が認識されにくいものとなることがある。
【００３４】
平均粒径は、粒子（１２）について走査型電子顕微鏡「ＪＳＭ−７４１０」（日本電子社製）を用いて５０，０００倍の写真を２枚撮影し、この２枚の写真画像における粒子（１２）の１００個ずつについて、それぞれ最大長を測定し、その個数平均値を算出することにより、得られるものである。ここに、「最大長」とは、粒子（１２）の周上の任意の２点による２点間距離のうち、最大のものをいう。
なお、粒子（１２）が凝集体として撮影される場合には、凝集体を形成する一次粒子（粒子）の最大長を測定するものとする。
ＣＶ値は、個数基準の粒度分布における標準偏差および上記の平均粒径の値を用いて下記式（ＣＶ）より算出されるものである。
式（ＣＶ）：ＣＶ値（％）＝（（標準偏差）／（平均粒径））×１００
【００３５】
粒子配列体（１０）のコロイド結晶（１６）を構成する粒子（１２）は、コロイド結晶（１６）を形成させる際に規則配列させやすいことから、単分散性の高いものであることが好ましい。
単分散性の高い粒子を得るために、粒子（１２）が有機物による粒子である場合は、粒子（１２）は、通常一般的に用いられるソープフリー乳化重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの重合法によって得ることが好ましい。
【００３６】
粒子（１２）は、マトリックスとの親和性を高いものとするために、各種の表面処理を行ってもよい。
【００３７】
サスペンジョン液における粒子の濃度は、取り扱い性の観点から、例えば２０質量％以下とすることが好ましい。
【００３８】
サスペンジョン液の基板に対する塗布方法としては、スクリーン塗布法、ディップ塗布法、スピンコート塗布法、カーテン塗布法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）膜作成法などを利用することができる。
【００３９】
粒子配列体（１０）を形成させるための粒子（１２）のサスペンジョン液を塗布する基板としては、例えばゴム、ガラス、セラミックスやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のフィルムやシートなどを使用することができる。
基板としては、表面の水に対する接触角はある程度低いものが好ましい。また、表面平滑性は高いものが好ましいことから、基板について適宜の表面処理を行ってもよい。また、ブラスト処理などを行って球体が付着し易い状態にして使用することもできる。
【００４０】
〔粒子配列体〕
このような方法によって得られる粒子配列体（１０）は、具体的には、仮固定ポリマー（２４）および本固定ポリマー（２５）よりなるマトリックス中に粒子（１２）同士が面方向に非接触状態で規則的に形成される粒子層（１５）が、厚み方向においても粒子（１２）同士が非接触状態で規則的に配されたコロイド結晶（１６）が含有された構成を有するものである。
このコロイド結晶（１６）は、光が入射する方向に対して一方向に規則的に粒子（１２）が配列された構成を有している。
【００４１】
粒子配列体（１０）においては、粒子（１２）の屈折率とマトリックスの屈折率との差の絶対値（以下、「屈折率差」という。）が、０．０２〜２．０であることが好ましく、より好ましくは０．１〜１．６である。
この屈折率差が０．０２未満である場合は、構造色が発現しにくくなり、この屈折率差が２．０より大きい場合は、光の散乱が大きく生じることによって構造色が白濁化するおそれがある。
【００４２】
粒子（１２）の屈折率は公知の種々の方法で測定することができるところ、本発明における粒子（１２）の屈折率は、液浸法によって測定した値とする。
粒子（１２）の屈折率の具体的な例としては、例えばポリスチレンが１．５９、ポリメタクリル酸メチルが１．４９、ポリエステルが１．６０、フッ素変性ポリメタクリル酸メチルが１．４０、ポリスチレン・ブタジエン共重合が１．５６、ポリアクリル酸メチルが１．４８、ポリアクリル酸ブチルが１．４７、シリカが１．４５、酸化チタン（アナターゼ型）が２．５２、酸化チタン（ルチル型）が２．７６、酸化銅が２．７１、酸化アルミニウムが１．７６、硫酸バリウムが１．６４、酸化第二鉄が３．０８である。
【００４３】
粒子配列体（１０）における仮固定ポリマー（２４）および本固定ポリマー（２５）によるマトリックスの屈折率は、公知の種々の方法で測定することができるところ、本発明におけるマトリックスの屈折率は、別個にマトリックスを構成する仮固定ポリマー（２４）および本固定ポリマー（２５）のみよりなる薄膜を作成し、この薄膜をアッベ屈折率計にて測定した値とされる。
【００４４】
〔構造色〕
この粒子配列体（１０）において発現される構造色は、当該粒子配列体（１０）において観察角に基づいて規定されて選択的に反射される光によって発現される色である。
【００４５】
粒子配列体（１０）において選択的に反射される光は、ブラッグの法則、スネルの法則より、下記式（１）で表される波長の光とされる。
なお、下記式（１）および下記式（２）は近似式であり、実際上はこれらの計算値に完全には合致しない場合もある。
式（１）：λ＝２ｎＤ（ｃｏｓθ）
この式（１）において、λは構造色のピーク波長、ｎは下記式（２）で表される粒子配列体（１０）の屈折率、Ｄは粒子層（１５）の層間隔（粒子（１２）の表示部材の垂線方向における間隔）、θは表示部材の垂線との観察角である。
式（２）：ｎ＝{ｎａ・ｃ}＋{ｎｂ・（１−ｃ）}
この式（２）において、ｎａは粒子（１２）の屈折率、ｎｂはマトリックスの屈折率、ｃは粒子配列体（１０）における粒子（１２）の体積率である。
ここに、構造色のピーク波長λは、分光測色計「ＣＭ−３６００ｄ」（コニカミノルタセンシング社製）を用いて測定されるものである。
【００４６】
粒子配列体（１０）における粒子層（１５）の厚みは、例えば０．１〜１５μｍであることが好ましい。
粒子層の厚みが０．１μｍ未満である場合は、反射される光が強度の小さいものとなる。
【００４７】
粒子配列体（１０）における粒子層（１５）の周期数は、少なくとも１以上である必要があり、好ましくは５〜１５０である。
周期数が１未満である場合は、粒子配列体が構造色を発現するものとならない。
【００４８】
粒子配列体（１０）において発現される構造色は、可視域にピーク波長を有する色に限らず、紫外域または赤外域にピーク波長を有する色（光）であってもよい。
【００４９】
粒子配列体（１０）における層間隔Ｄは、５０〜５００ｎｍであることが好ましい。
層間隔Ｄが上記の範囲にあることにより、得られる粒子配列体（１０）において発現する構造色が近紫外〜可視〜近赤外域にピーク波長を有するものとなる。一方、層間隔Ｄが５００ｎｍよりも大きい場合は、得られる粒子配列体が構造色を発現するものとならないおそれがある。
【００５０】
この例の粒子配列体の製造方法によれば、特定のタイミング基含有化合物〔１〕における一方の仮固定用モノマーの残基Ｍ１と他方の本固定用モノマーの残基Ｍ２とを、この順に経時的に遊離させてそれぞれ重合させることができるために、残基Ｍ１の重合による仮固定と、残基Ｍ２の重合による本固定とを、粒子配列体（１０）の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶（１６）を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体（１０）を得ることができる。
【００５１】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態に係る粒子配列体の製造方法は、第１の実施の形態において、仮固定用モノマーが上記一般式（２）で表されるタイミング基含有化合物（以下、「特定のタイミング基含有化合物〔２〕」ともいう。）から供出されるものであり、本固定用モノマーが適宜のモノマーであることの他は同様の構成を有するものである。
【００５２】
具体的には、特定のタイミング基含有化合物〔２〕および本固定用モノマーを含有する液状媒体に粒子を分散させたサスペンジョン液を調製し、これを例えば基板などの表面に塗布し、粒子を静電斥力によって自己配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、特定のタイミング基含有化合物〔２〕から仮固定用モノマーを遊離させてこれを重合させて仮固定ポリマーを形成し、この仮固定ポリマーによってコロイド結晶における粒子の配列状態を仮固定し、その後、水を蒸発させた後、または水を蒸発させると共に本固定用モノマーを重合させて本固定ポリマーを形成することにより、この本固定ポリマーおよび仮固定ポリマーが固定化剤となってコロイド結晶における粒子の配列状態を最終的に固定され、これにより、粒子配列体が得られる。
【００５３】
特定のタイミング基含有化合物〔２〕を示す上記一般式（２）において、Ｔｉｍｅ２はタイミング基を示し、Ｍ３は仮固定用モノマーの残基を示す。
仮固定用モノマーは、仮固定用モノマーの残基Ｍ３がタイミング基から遊離されることによってモノマーとして活性化されるものである。
【００５４】
特定のタイミング基含有化合物〔２〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ２としては、仮固定用モノマーの残基Ｍ３を任意のときに遊離させることができるものであれば特に限定されず、種々のものを用いることができる。
タイミング基Ｔｉｍｅ２としては、例えば、特開昭５７−５６８３７号公報、特開昭５６−１１４９４６号公報に記載されたものなどを挙げることができる。
仮固定用モノマーとしては、具体的には、上記式（Ｍ−ｉ）〜（Ｍ−iv）に例示されるものを挙げることができる。
また、タイミング基Ｔｉｍｅ２が同じ種類のものであれば、仮固定用モノマーとして２種類以上のものを使用してもよい。
【００５５】
特定のタイミング基含有化合物〔２〕としては、具体的には、下記式（Ｔ２−１）〜（Ｔ２−７）に例示されるものが好ましい。
【化３】
【００５６】
〔本固定用モノマー〕
本固定用モノマーの具体例としては、例えば、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ターシャリーブチルアクリルアミドスルフォン酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、ビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸およびこれらのアルカリ金属塩やアンモニウム塩；Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートおよびその４級化物、（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレ−ト、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリアルキレングリコ−ル（メタ）アクリレ−トなどの非架橋性モノマー；エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、イソシアヌル酸トリアリル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタンなどの１分子中にエチレン系不飽和基を２個以上有する化合物；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどの１分子中にエチレン系不飽和基を１個と他の反応性官能基とを有する化合物；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン、ポリグリセリン、プロピレングリコール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ペンタエリスリトール、ソルビット、グルコース、マンニット、マンニタン、ショ糖、ブドウ糖などの多価アルコール；エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテルなどのポリエポキシ化合物；およびアルキレンカーボネートなどの架橋性モノマーなどを挙げることができ、これらは１種単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
これらのモノマーのうち、特に水溶性のモノマーを用いることが好ましい。
【００５７】
本固定用モノマーおよび仮固定用モノマーの使用割合は、本固定用モノマー：仮固定用モノマーがモル比で例えば１０：１〜１：１０の範囲内であることが好ましい。本固定用モノマーの使用量が仮固定用モノマーの使用量に対して過少である場合は、仮固定ポリマー間に形成された空隙を、本固定ポリマーによって均質に埋めることが困難となるために、得られる粒子配列体が光散乱の大きく生じたものとなって構造色が白濁化してしまう、というおそれがある。一方、本固定用モノマーの使用量が仮固定用モノマーの使用量に対して過多である場合は、仮固定した状態における粒子の固定度合いが低いものとなり、粒子が動いて配列に乱れが生じるおそれがある。
【００５８】
本固定用モノマーと仮固定用モノマーを供出する特定のタイミング基含有化合物〔２〕との合計の使用量は、用いる粒子の種類や重合条件により異なるが、例えば、粒子に対して体積比で５：１〜１：１０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：０．５〜１：５の範囲内であり、特に好ましくは１：０．８〜１：１．２である。本固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔２〕の合計の使用量が過少である場合は、得られた粒子配列体が、コロイド結晶の粒子の配列状態を安定に維持できないものとなるおそれがある。一方、本固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔２〕の合計の使用量が過多である場合は、得られる粒子配列体が粒子間距離の過大なものとなって、発現される構造色が所望の波長領域にピーク波長を有する色とならないおそれがある。
【００５９】
液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度は、例えば、１〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度が上記の範囲内にあることによって、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って発生する粒子の配列乱れが抑制されたものとなる。一方、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度が過度に低い場合は、マトリックスとなるポリマーの割合が相対的に少なくなるために乾燥させて除去すべき水分子の量が多くなり、その結果、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って粒子の配列乱れが大きく生じたものとなって、当該粒子配列体に光散乱が大きく生じて構造色が白濁化してしまう、というおそれがあり、また、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔２〕の濃度が過度に高い場合は、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合によって配列された粒子の３次元的な位置に乱れが生じるおそれがある。
【００６０】
この例の粒子配列体の製造方法によれば、特定のタイミング基含有化合物〔２〕における仮固定用モノマーの残基Ｍ３と、本固定用モノマーとを、任意の時間を挟んで経時的にそれぞれ重合させることができるために、仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００６１】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態に係る粒子配列体の製造方法は、第２の実施の形態において、仮固定用モノマーが適宜のモノマーであり、本固定用モノマーが上記一般式（３）で表されるタイミング基含有化合物（以下、「特定のタイミング基含有化合物〔３〕」ともいう。）から供出されるものであることの他は同様の構成を有するものである。
【００６２】
具体的には、特定のタイミング基含有化合物〔３〕および仮固定用モノマーを含有する液状媒体に粒子を分散させたサスペンジョン液を調製し、これを例えば基板などの表面に塗布し、粒子を静電斥力によって自己配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させて仮固定ポリマーを形成し、この仮固定ポリマーによってコロイド結晶における粒子の配列状態を仮固定し、その後、水を蒸発させた後、または水を蒸発させると共に特定のタイミング基含有化合物〔３〕から本固定用モノマーを遊離させてこれを重合させて本固定ポリマーを形成することにより、この本固定ポリマーおよび仮固定ポリマーが固定化剤となってコロイド結晶における粒子の配列状態を最終的に固定され、これにより、粒子配列体が得られる。
【００６３】
特定のタイミング基含有化合物〔３〕を示す上記一般式（３）において、Ｔｉｍｅ３はタイミング基を示し、Ｍ４は本固定用モノマーの残基を示す。
本固定用モノマーは、本固定用モノマーの残基Ｍ４がタイミング基から遊離されることによってモノマーとして活性化されるものである。
【００６４】
特定のタイミング基含有化合物〔３〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ３および本固定用モノマーとしては、それぞれ、第２の実施の形態における特定のタイミング基含有化合物〔２〕におけるタイミング基Ｔｉｍｅ２および仮固定用モノマーと同じものを挙げることができる。
また、タイミング基Ｔｉｍｅ３が同じ種類のものであれば、本固定用モノマーとして２種類以上のものを使用してもよい。
【００６５】
また、特定のタイミング基含有化合物〔３〕としては、第２の実施の形態における特定のタイミング基含有化合物〔２〕と同じものを挙げることができる。
【００６６】
さらに、この実施の形態において仮固定用モノマーとして用いるモノマーとしては、第２の実施の形態における本固定用モノマーとして挙げたモノマーを挙げることができ、特に水溶性モノマーを用いることが好ましい。
【００６７】
仮固定用モノマーと本固定用モノマーを供出する特定のタイミング基含有化合物〔３〕との合計の使用量は、用いる粒子の種類や重合条件により異なるが、例えば、粒子に対して体積比で５：１〜１：１０の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：０．５〜１：５の範囲内であり、特に好ましくは１：０．８〜１：１．２である。仮固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔３〕の合計の使用量が過少である場合は、得られた粒子配列体が、コロイド結晶の粒子の配列状態を安定に維持できないものとなるおそれがある。一方、仮固定用モノマーおよび特定のタイミング基含有化合物〔３〕の合計の使用量が過多である場合は、得られる粒子配列体が粒子間距離の過大なものとなって、発現される構造色が所望の波長領域にピーク波長を有する色とならないおそれがある。
【００６８】
液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度は、例えば、１〜７５質量％の範囲内であることが好ましい。液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度が上記の範囲内にあることによって、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って発生する粒子の配列乱れが抑制されたものとなる。一方、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度が過度に低い場合は、マトリックスとなるポリマーの割合が相対的に少なくなるために乾燥させて除去すべき水分子の量が多くなり、その結果、得られる粒子配列体が水分子の蒸発に伴って粒子の配列乱れが大きく生じたものとなって、当該粒子配列体に光散乱が大きく生じて構造色が白濁化してしまう、というおそれがあり、また、液状媒体中における特定のタイミング基含有化合物〔３〕の濃度が過度に高い場合は、仮固定用モノマーの重合および／または本固定用モノマーの重合によって配列された粒子の３次元的な位置に乱れが生じるおそれがある。
【００６９】
この例の粒子配列体の製造方法によれば、特定のタイミング基含有化合物〔３〕における本固定用モノマーの残基Ｍ４と、仮固定用モノマーとを、任意の時間を挟んで経時的にそれぞれ重合させることができるために、仮固定と本固定とを、粒子配列体の形成に係る反応系において当該反応系外からの物理的な添加物なしに連続させて行うことができるので、短時間で配列乱れの抑制された良質なコロイド結晶を有し、表面の縮みが抑制されて鮮明な構造色が発現される粒子配列体を得ることができる。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明の実施の形態は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００７１】
以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００７２】
なお、以下において、粒子の平均粒径およびＣＶ値の測定は、上述の方法と同様の方法によって行った。
【００７３】
＜実施例１＞
イオン交換水に、乳化重合法によって作製したポリスチレン粒子（平均粒径：２００ｎｍ、ＣＶ値：５％）を分散させて、ポリスチレン粒子の濃度が５０質量％であるサスペンジョン液を５０ｇ調製した。
次いで、固定化剤：上記式（Ｔ−１）で表されるタイミング基含有化合物の濃度が５０質量％、紫外線重合開始剤：２，２’−アゾビス｛２−メチル−Ｎ−（２−ヒドロキシエチル）｝プロピオンアミドの濃度が０．１質量％、および熱重合開始剤「ＶＡ０４４」（和光純薬社製）の濃度が０．１質量％となるようそれぞれが溶解された水溶液を５０ｇ調製した。
この水溶液および上記のサスペンジョン液を、冷暗所において混合・撹拌した後、ガラス板上にバーコーターによって膜厚が２０μｍとなるように塗布し、塗布層を形成させた。
この塗布層を目視で観察したところ、赤色の構造色を呈することが確認された。
さらに、紫外線を照射してコロイド結晶に係る粒子配列を仮固定した後、外温を５０℃まで上昇させて水を蒸発させると共に熱硬化反応を行うことにより、膜状の粒子配列体〔１〕を得た。
【００７４】
この粒子配列体〔１〕について、２０人の被験者に、構造色の見栄えと膜面の状態を目視で観察し、その優劣を５段階（優が５、劣が１）で評価してもらい、その平均値を算出した。結果を表１に示す。
【００７５】
＜実施例２＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりに上記式（Ｔ１−５）で表されるタイミング基含有化合物を用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔２〕を得た。
この粒子配列体〔２〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７６】
＜実施例３＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりに、上記式（Ｔ２−１）で表されるタイミング基含有化合物およびＮ−メチロールアクリルアミドを、それぞれ水溶液中の濃度が２５質量％および２５質量％となるよう用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔３〕を得た。
この粒子配列体〔３〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７７】
＜実施例４＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりに、上記式（Ｔ２−３）で表されるタイミング基含有化合物およびターシャリーブチルアクリルアミドスルフォン酸を、それぞれ水溶液中の濃度が２５質量％および２５質量％となるよう用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔４〕を得た。
この粒子配列体〔４〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７８】
＜比較例１＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりにＮ−メチロールアクリルアミドを用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔ｘ〕を得た。
この粒子配列体〔ｘ〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００７９】
＜比較例２＞
実施例１において、固定化剤として上記式（Ｔ１−１）で表されるタイミング基含有化合物の代わりにターシャリーブチルアクリルアミドスルフォン酸を用いたことの他は同様にして、構造色を発現する膜状の粒子配列体〔ｙ〕を得た。
この粒子配列体〔ｙ〕の構造色の見栄えと膜面の状態について、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【００８０】
【表１】
【００８１】
表１から明らかなように、本発明に係る実施例１〜４によれば、比較例１，２と比較して、膜面の状態が縮みなどのない良好なものであると共に鮮やかな構造色が発現される粒子配列体が得られることが確認された。これは、実施例１〜４によれば、紫外線による重合によってコロイド結晶の粒子の位置が仮固定され、この状態が形成された後に、熱による重合によって本固定するモノマーが反応系に供出されてこれが重合されるためである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の粒子配列体の製造方法によって得られる粒子配列体は、フォトニック部材、色材、色表示部材、反射板などとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の粒子配列体の製造方法におけるコロイド結晶の形成する工程を模式的に示す説明用図である。
【図２】本発明の粒子配列体の製造方法における仮固定用モノマーを硬化する工程を模式的に示す説明用図である。
【図３】本発明の粒子配列体の製造方法によって得られる粒子配列体の一例を模式的に示す説明用断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０ 粒子配列体
１２ 粒子
１５ 粒子層
１６ コロイド結晶
２１ 液状媒体
２３ 特定のタイミング基含有化合物〔１〕
２３α 仮固定用モノマーの残基Ｍ１が遊離された特定のタイミング基含有化合物〔１〕
２４ 仮固定ポリマー
２５ 本固定ポリマー
Ｄ 層間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行うことを特徴とする粒子配列体の製造方法。
【請求項２】
前記液状媒体中に、下記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子配列体の製造方法。
一般式（１）：Ｍ１−Ｔｉｍｅ１−Ｍ２
〔上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は前記仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【請求項３】
前記液状媒体中に、下記一般式（２）で表されるタイミング基含有化合物が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子配列体の製造方法。
一般式（２）：Ｔｉｍｅ２−Ｍ３
〔上記一般式（２）において、Ｔｉｍｅ２はタイミング基を示し、Ｍ３は前記仮固定用モノマーの残基を示す。〕
【請求項４】
前記液状媒体中に、下記一般式（３）で表されるタイミング基含有化合物が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子配列体の製造方法。
一般式（３）：Ｔｉｍｅ３−Ｍ４
〔上記一般式（３）において、Ｔｉｍｅ３はタイミング基を示し、Ｍ４は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【請求項１】
仮固定用モノマーおよび本固定用モノマーを含有する液状媒体を用いて単分散の粒子を配列させて構造色を発現するコロイド結晶を形成させた後、仮固定用モノマーを重合させる工程と、本固定用モノマーを重合させる工程とをこの順に連続的に行うことを特徴とする粒子配列体の製造方法。
【請求項２】
前記液状媒体中に、下記一般式（１）で表されるタイミング基含有化合物が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子配列体の製造方法。
一般式（１）：Ｍ１−Ｔｉｍｅ１−Ｍ２
〔上記一般式（１）において、Ｔｉｍｅ１はタイミング基を示し、Ｍ１は前記仮固定用モノマーの残基、Ｍ２は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【請求項３】
前記液状媒体中に、下記一般式（２）で表されるタイミング基含有化合物が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子配列体の製造方法。
一般式（２）：Ｔｉｍｅ２−Ｍ３
〔上記一般式（２）において、Ｔｉｍｅ２はタイミング基を示し、Ｍ３は前記仮固定用モノマーの残基を示す。〕
【請求項４】
前記液状媒体中に、下記一般式（３）で表されるタイミング基含有化合物が含有されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子配列体の製造方法。
一般式（３）：Ｔｉｍｅ３−Ｍ４
〔上記一般式（３）において、Ｔｉｍｅ３はタイミング基を示し、Ｍ４は前記本固定用モノマーの残基を示す。〕
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１３８３０３（Ｐ２０１０−１３８３０３Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１６５６１（Ｐ２００８−３１６５６１）
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１２日（２００８．１２．１２）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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