説明

DAST結晶の製造方法

【課題】 平面性の良いDAST結晶の製造方法を提供する。
【解決手段】 DAST(4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート)を溶媒に溶解した溶液中で核を発生させその核を当該溶液中で育成することによりDAST結晶を形成するDAST結晶の製造方法において、前記溶媒をメタノールとエタノールの混合溶媒とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、平面性の良いDAST結晶の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
DAST(4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート)からなる結晶は、高い非線形光学効果を持ち、且つ広帯域テラヘルツ(THz)波発生特性が確認されているため、THz分光装置や、被ばくの恐れがない安全な非破壊検査用光源、例えば、セキュリティ(空港の荷物検査)などの非破壊検査用光源への応用が期待されている。このようなDAST結晶を製造する方法として、種結晶を土台に植付けてDASTを溶解した溶液中で育成する種結晶成長方法や、DASTを溶解した溶液中で自然核を発生させ育成する自然核成長方法等の、溶液成長法がある。
【0003】
後者の自然核成長方法によりDAST結晶を製造する場合、一般的には、DAST粉末をメタノール等のDASTの溶解性が高い溶媒に溶解した溶液を40〜44℃程度まで冷却し、DASTが過飽和になるようにしてDAST結晶を析出させた後、徐冷又は等温保持してDAST結晶を育成する(特許文献1〜3等参照)。しかしながら、これらの方法では、結晶の部位によって厚さにバラツキが生じてしまい、平面性の良いDAST結晶は得られ難かった。
【0004】
【特許文献1】特開2002−29899号公報
【特許文献2】特開2004−83345号公報
【特許文献3】特許第3007972号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、このような事情に鑑み、平面性の良いDAST結晶の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、DAST(4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート)を溶媒に溶解した溶液中で核を発生させ、その核を当該溶液中で育成することによりDAST結晶を形成するDAST結晶の製造方法において、メタノールとエタノールの混合溶媒を育成溶媒とすることを特徴とするDAST結晶の製造方法にある。
【0007】
本発明の第2の態様は、第1の態様において、前記混合溶媒の混合比が、メタノール:エタノール=1:3〜3:1(体積比)であることを特徴とするDAST結晶の製造方法にある。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、メタノールとエタノールとの混合溶媒を育成溶媒として自然核育成方法でDAST結晶を製造することにより、結晶の厚さが均一な平面性の良いDAST結晶が得られる。また、DASTの溶解度が低いエタノールをメタノールと混合して育成溶媒として用いるため、メタノール単独で育成溶媒とするよりも、DASTの使用量を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明の製造方法は、メタノールとエタノールの混合溶媒を育成溶媒として自然核育成方法によりDAST結晶を製造する方法である。本発明において、メタノールとエタノールの混合溶媒を育成溶媒とする以外は、通常の自然核育成方法と同様の製造方法で、DAST結晶を製造する。
【0010】
具体的には、例えば、メタノールとエタノールとの混合溶媒に、DAST粉末を溶解させ、この溶液を40〜44℃程度まで冷却してDASTが過飽和になるようにし、冷却又は等温保持してDAST結晶を析出させる、すなわちDAST結晶の核を発生させる。この際、DAST溶液にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製等の基板を入れ、基板上に核を発生させてもよい。核発生後、DAST溶液中で4〜12週間程度育成させることにより、DAST結晶を形成することができる。なお、結晶の育成温度は、核発生温度と同温度でも、核発生温度よりも低温でも高温でもよく、例えば42〜44℃程度とすればよい。
【0011】
メタノール−エタノール混合溶媒の混合比は特に限定されないが、メタノール:エタノール=1:3〜3:1(体積比)であることが好ましい。上記範囲よりメタノールの混合比が多くなると結晶部位による厚さのバラツキが大きくなり、また、上記範囲よりエタノールの混合比が多くなると、平面性は良いが、平面方向への成長が少なくなり大きなDAST結晶が得られなくなるからである。特に、メタノール:エタノール=1:3〜1:1とすると、DAST結晶の厚さの最大値と最小値との差をΔTとした場合、ΔTが35μm以下の極めて平面性の良いDAST単結晶を得ることもできる。
【0012】
なお、本発明の製造方法では、メタノールの混合割合が少なくなると、アスペクト比(長辺L/厚さの最大値Tmax)が小さくなり、結晶平面に対して結晶の厚さが厚くなる傾向がある。ここで、メタノールの混合割合が少ないと、DASTの飽和溶解量が小さくなるため、溶液のDAST濃度は低くなる。したがって、本発明では、DAST濃度が低くなるとアスペクト比が小さくなるという傾向があることになるが、これは特許文献2に記載された傾向とは逆である(特許文献2、図1参照)。
【実施例】
【0013】
(実施例1)
パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)製の100mL広口瓶に、DAST(1.02g)、および、メタノール:エタノール=1:1の混合溶媒(70mL)を加え、55℃で一晩撹拌し、DASTを溶解した。その後、溶液を43.0℃で保持することによりDAST結晶を析出させた。結晶の析出を確認した後、43.7℃で約2週間放置し、実施例1のDAST単結晶を数個得た。
【0014】
(比較例1)
PFA製の100mL広口瓶にDAST(2.45g)、および、メタノール(70mL)を加え、55℃で一晩撹拌し、DASTを溶解した。その後、溶液を43.0℃で保持することにより結晶を析出させた。結晶の析出を確認した後、43.7℃で約2週間放置し、比較例1のDAST単結晶を数個得た。
【0015】
(試験例1)
DAST単結晶の平面図である図1に示すように、実施例1及び比較例1で得られたDAST単結晶10について、4つの角から中心方向(図1(a)の実線)に向かって、それぞれ200μmごとに200〜800μmまで高度差(厚さ)を、レーザー顕微鏡を用いて測定した(図1(b)参照)。実施例1の結果を図2に、比較例1の結果を図3に示す。併せて、結晶の大きさを、長辺×短辺(mm)としてカッコ内に示した。また、測定した4点×4方向=計16箇所の厚さの最大値Tmaxと最小値Tminの差を求め、ΔTとして示した。なお、実施例又は比較例で得られた数個の結晶のうち4個を選び、結晶1〜4としてそれぞれ測定した。
【0016】
図2に示すように、実施例1の結晶1〜4は、厚さや大きさはそれぞれ異なるが、どの結晶もΔTは30μm以下と小さく、部位による結晶の厚さの差はほとんどなかった。一方、図3に示すように、比較例1の結晶1〜4は、測定した部位により厚さにバラツキがあり、特に結晶の角に近いほどバラツキが大きかった。以上の結果から、メタノールとエタノールの混合溶媒を結晶の育成溶媒とした実施例1では、図4(a)で示す模式図のように平坦な結晶が得られ、メタノールのみを結晶の育成溶媒とした比較例1では、図4(b)で示す模式図のように、平坦でない結晶が得られたことが分かった。
【0017】
(実施例2)
PFA製の100mL広口瓶に、DAST(0.70g)、および、メタノール:エタノール=2:5の混合溶媒(70mL)を加え、55℃で一晩撹拌し、DASTを溶解した。その後、溶液を43.0℃で保持することにより結晶を析出させた。結晶の析出を確認した後、43.7℃で約3週間放置して、実施例2のDAST単結晶を数個得た。
【0018】
(実施例3)
PFA製の100mL広口瓶に、DAST(1.96g)、および、メタノール:エタノール=5:2の混合溶媒(70mL)を加え、55℃で一晩撹拌し、DASTを溶解した。その後、溶液を43.0℃で保持することにより結晶を析出させた。結晶の析出を確認した後、44.0℃で約1週間放置して、実施例3のDAST単結晶を数個得た。
【0019】
(比較例2)
PFA製の100mL広口瓶に、DAST(0.32g)、および、エタノール(70mL)を加え、55℃で一晩撹拌し、DASTを溶解した。その後、溶液を43.0℃で保持することにより結晶を析出させた。結晶の析出を確認した後、43.0℃で約3週間放置して、比較例2のDAST単結晶を数個得た。
【0020】
(試験例2)
実施例1〜3及び比較例1〜2で得られたDAST単結晶について、試験例1と同様にしてレーザー顕微鏡を用いてΔTを測定した。また、各結晶の厚さの最大値Tmaxと長辺Lの測定結果から、アスペクト比(L/Tmax)を求めた。アスペクト比及びΔTをそれぞれ育成溶媒の混合比に対してプロットした結果を、図5に示す。なお、各実施例及び比較例で得られた数個の結晶のうち4個を選び、それぞれの結晶について測定した。
【0021】
この結果、育成溶媒中のエタノールの混合割合が多いほど、ΔTは小さくなり平坦なDAST結晶が得られたが、エタノールのみを育成溶媒とした場合は、アスペクト比が小さい、すなわち、長辺が厚さに対して短い結晶となった。また、メタノールの混合割合が多くなるほどΔTは大きくなり、メタノール100%の比較例1では、ΔTは120〜320μm程度であり、結晶の部位による厚さのバラツキが大きかった。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】DAST結晶の厚さの測定位置を示す図である。
【図2】実施例1のDAST単結晶の厚さを測定した結果を示す図である。
【図3】比較例1のDAST単結晶の厚さを測定した結果を示す図である。
【図4】実施例1及び比較例1のDAST結晶の模式図である。
【図5】試験例2の結果を示す図である。
【符号の説明】
【0023】
10 DAST結晶

【特許請求の範囲】
【請求項1】
DAST(4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレート)を溶媒に溶解した溶液中で核を発生させ、その核を当該溶液中で育成することによりDAST結晶を形成するDAST結晶の製造方法において、メタノールとエタノールの混合溶媒を育成溶媒とすることを特徴とするDAST結晶の製造方法。
【請求項2】
請求項1において、前記混合溶媒の混合比が、メタノール:エタノール=1:3〜3:1(体積比)であることを特徴とするDAST結晶の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−265147(P2006−265147A)
【公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−84246(P2005−84246)
【出願日】平成17年3月23日(2005.3.23)
【出願人】(000242426)北辰工業株式会社 (55)
【Fターム(参考)】