JP2018058914A - Composition for porous film formation, method for producing composition for porous film formation, method for producing porous film, laminate, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
【課題】反射防止性、指紋等に対する防汚性、粘着性の成分に対する防汚性及び除去性に優れた膜を形成し得る多孔質膜形成用組成物、多孔質膜形成用組成物の製造方法、多孔質膜の製造方法、積層体、並びに太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】ポリマー粒子と、シリケート化合物由来のシリカ成分と、表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子と、分散媒体と、を含有し、ポリマー粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して28質量%〜37質量%であり、シリケート化合物由来のシリカ成分の含有量が組成物中の全固形分に対して33質量%〜67質量%であり、かつ、金属酸化物粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して5質量%〜30質量%であり、ポリマー粒子の表面の少なくとも一部がシリケート化合物からなるシリカ成分で被覆された、多孔質膜形成用組成物、及びその応用。【選択図】なし[PROBLEMS] To provide a porous film-forming composition and a porous film-forming composition capable of forming a film excellent in antireflection, antifouling property against fingerprints, etc., and antifouling property against adhesive components and excellent removability. A method, a method for producing a porous film, a laminate, and a solar cell module are provided. SOLUTION: Polymer particles, a silica component derived from a silicate compound, metal oxide particles having a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm, and a dispersion medium, and the content of the polymer particles in the composition It is 28 mass% to 37 mass% with respect to the total solid content, the content of the silica component derived from the silicate compound is 33 mass% to 67 mass% with respect to the total solid content in the composition, and metal oxidation Formation of porous film in which content of product particles is 5% by mass to 30% by mass with respect to the total solid content in the composition, and at least a part of the surface of the polymer particle is coated with a silica component made of a silicate compound Composition and its application. [Selection figure] None
Description
本開示は、多孔質膜形成用組成物、多孔質膜形成用組成物の製造方法、多孔質膜の製造方法、積層体、及び太陽電池モジュールに関する。 The present disclosure relates to a composition for forming a porous film, a method for producing a composition for forming a porous film, a method for producing a porous film, a laminate, and a solar cell module.
シリカ微粒子を含有する水性塗布液は、水を含む溶媒を用いており、形成された膜の表面エネルギーが低く、透明性に優れることから、種々の用途に使用されている。その用途としては、例えば、反射防止膜、光学レンズ、光学フィルタ、各種ディスプレイの薄層フィルムトランジスタ(TFT)用平坦化膜、結露防止膜、防汚膜、表面保護膜等が挙げられる。これらの中でも反射防止膜及び防汚膜は、例えば、太陽電池モジュール、監視カメラ、照明機器、標識等の保護膜に使用することができるため有用である。 The aqueous coating solution containing silica fine particles uses a solvent containing water, and is used for various applications because the formed film has low surface energy and excellent transparency. Examples of the application include an antireflection film, an optical lens, an optical filter, a flattening film for a thin film transistor (TFT) of various displays, a dew condensation prevention film, an antifouling film, and a surface protective film. Among these, the antireflection film and the antifouling film are useful because they can be used for protective films for solar cell modules, surveillance cameras, lighting equipment, signs, and the like.
反射防止膜などの光学フィルムにおいて、光透過性を向上させるための種々の提案がなされている。
例えば、ポリマーを含むコア材料と、金属酸化物を含むシェル材料とを含むコア−シェル型ナノ粒子を含む光学フィルム形性に好適なコーティング組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照)。このコーティング組成物を焼成して得た光学フィルムは内部に空隙を有し、光透過性が良好であると記載されている。
また、硬質表面に形成される防汚効果に優れた膜として、粒子径が1nm〜400nmの金属酸化物粒子と、粒子径が10nm〜800nmの加水分解ケイ素化合物を含む重合体エマルジョンとを特定比率で含む低屈折率の有機無機複合塗膜が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、合成樹脂粒子と水とコロイダルシリカとを含み、焼成により透明性に優れた多孔質膜を形成しうる多孔質皮膜形成用水分散型組成物が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
Various proposals have been made to improve light transmittance in optical films such as antireflection films.
For example, a coating composition suitable for optical film formability including core-shell type nanoparticles including a core material including a polymer and a shell material including a metal oxide has been proposed (see, for example, Patent Document 1). . It is described that the optical film obtained by baking this coating composition has voids inside and has good light transmittance.
Further, as a film having an excellent antifouling effect formed on a hard surface, a specific ratio of metal oxide particles having a particle diameter of 1 nm to 400 nm and a polymer emulsion containing a hydrolyzed silicon compound having a particle diameter of 10 nm to 800 nm. An organic-inorganic composite coating film having a low refractive index has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
Furthermore, a water-dispersed composition for forming a porous film that includes synthetic resin particles, water, and colloidal silica and can form a porous film having excellent transparency by firing has been proposed (see, for example, Patent Document 3). .
ところで、太陽電池モジュールのフロントガラスに用いられる反射防止膜に対しては、反射防止性、表面の親水化による防汚性に加え、粘着性の成分が付着し難く、また、粘着性の成分が付着した場合でも除去性が良好なことが求められる。これは、太陽電池モジュールを製造する際に使用する粘着性の成分が反射防止膜に付着した際、速やかに除去されることが、反射防止膜の透明性、表面の防汚性等を維持するために重要であることによる。
しかしながら、特許文献1に記載のコーティング組成物を用いて形成された塗膜は光透過性が良好ではあるが、表面親水性が低く、指紋などの油性汚れが付着しやすくなり、付着した場合の除去性が十分ではなかった。また、特許文献2に記載の有機無機複合塗膜は、金属酸化物粒子の含有比率が多く、表面親水性が良好で、指紋などが付着し難く、防汚性が良好ではあるが、反射防止性が十分ではなく、表面の凹凸に起因して粘着性の成分が付着した場合の除去性に劣っていた。
特許文献3に記載の多孔質皮膜形成用水分散型組成物は、空隙が大きく反射防止性が良好ではあるが、透湿性、及び吸収性が良好な多孔質膜の形成を目的とした組成物であり、連通空孔を多く有することから、粘着性の成分が付着した場合の除去性に劣っていた。
By the way, for the antireflection film used for the windshield of the solar cell module, in addition to the antireflection property and the antifouling property due to the hydrophilization of the surface, the adhesive component is difficult to adhere, and the adhesive component is Even when it adheres, good removability is required. This maintains the transparency of the antireflection film, the antifouling property of the surface, etc., when the adhesive component used when manufacturing the solar cell module adheres to the antireflection film. By being important for.
However, although the coating film formed using the coating composition described in Patent Document 1 has good light transmittance, the surface hydrophilicity is low, and oily dirt such as fingerprints easily adheres. Removability was not sufficient. In addition, the organic-inorganic composite coating described in Patent Document 2 has a high content ratio of metal oxide particles, good surface hydrophilicity, hardly adheres to fingerprints, etc., and has good antifouling properties, but antireflection It was inferior in removability when an adhesive component adhered due to unevenness on the surface.
The water-dispersed composition for forming a porous film described in Patent Document 3 is a composition for the purpose of forming a porous film having large voids and good antireflection properties but good moisture permeability and absorbability. In addition, since it has many communicating holes, it was inferior in removability when an adhesive component adhered.
本発明の一実施形態における課題は、反射防止性、指紋等に対する防汚性、粘着性の成分に対する防汚性及び除去性に優れた膜を形成し得る多孔質膜形成用組成物を提供することである。
また、本発明の別の実施形態の課題は、反射防止性、指紋等に対する防汚性、粘着性の成分に対する防汚性及び除去性に優れた膜を形成し得る多孔質膜形成用組成物の製造方法を提供することである。
また、本発明の別の実施形態の課題は、反射防止性、指紋等に対する防汚性、粘着性の成分に対する防汚性及び除去性に優れた多孔質膜の製造方法、積層体、並びに太陽電池モジュールを提供することにある。
An object of one embodiment of the present invention is to provide a composition for forming a porous film capable of forming a film excellent in antireflection, antifouling against fingerprints, etc., antifouling against adhesive components, and excellent removability. That is.
Another object of another embodiment of the present invention is to provide a composition for forming a porous film capable of forming a film excellent in antireflection, antifouling against fingerprints, antifouling against adhesive components, and removability. It is to provide a manufacturing method.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a porous film excellent in antireflection, antifouling against fingerprints, antifouling against adhesive components, and excellent removability, a laminate, and a solar The object is to provide a battery module.
課題を解決するための手段は、以下の実施形態を含む。
[1] ポリマー粒子と、シリケート化合物由来のシリカ成分と、表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子と、分散媒体と、を含有し、ポリマー粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して28質量%〜37質量%であり、シリケート化合物由来のシリカ成分の含有量が組成物中の全固形分に対して33質量%〜67質量%であり、かつ、金属酸化物粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して5質量%〜30質量%であり、ポリマー粒子の表面の少なくとも一部がシリケート化合物由来のシリカ成分で被覆された多孔質膜形成用組成物。
Means for solving the problems include the following embodiments.
[1] A polymer particle, a silica component derived from a silicate compound, a metal oxide particle having a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm, and a dispersion medium, and the content of the polymer particle is all in the composition. It is 28 mass%-37 mass% with respect to solid content, Content of the silica component derived from a silicate compound is 33 mass%-67 mass% with respect to the total solid content in a composition, and is a metal oxide. The composition for forming a porous film, wherein the content of the particles is 5% by mass to 30% by mass with respect to the total solid content in the composition, and at least a part of the surface of the polymer particles is coated with a silica component derived from a silicate compound. object.
[2] 上記金属酸化物粒子の表面積平均粒径が、上記ポリマー粒子の粒径の2分の1以下である[1]に記載の多孔質膜形成用組成物。
[3] 上記金属酸化物粒子が、シリカ粒子である[1]又は[2]に記載の多孔質膜形成用組成物。
[4] 上記ポリマー粒子が、カチオン性粒子である[1]〜[3]のいずれか1つに記載の多孔質膜形成用組成物。
[5] 上記ポリマー粒子が、カチオン性(メタ)アクリル系粒子である[1]〜[4]のいずれか1つに記載の多孔質膜形成用組成物。
[2] The composition for forming a porous film as described in [1], wherein the surface area average particle diameter of the metal oxide particles is ½ or less of the particle diameter of the polymer particles.
[3] The composition for forming a porous film according to [1] or [2], wherein the metal oxide particles are silica particles.
[4] The composition for forming a porous film according to any one of [1] to [3], wherein the polymer particles are cationic particles.
[5] The composition for forming a porous film according to any one of [1] to [4], wherein the polymer particles are cationic (meth) acrylic particles.
[6] ポリマー粒子と、表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子と、を混合して混合物を調製する工程、及び、得られた混合物にシリケート化合物を添加して、表面の少なくとも一部がシリカで被覆されたポリマー粒子を得る工程、を含む、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の多孔質膜形成用組成物の製造方法。
[7] 基材上に、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の多孔質膜形成用組成物を付与して、多孔質膜形成用組成物層を形成する工程と、形成された多孔質膜形成用組成物層を焼成する工程と、を含む多孔質膜の製造方法。
[8] 基材上に、[1]〜[5]のいずれか1つに記載の多孔質膜形成用組成物の焼成物を有する積層体。
[9] [8]に記載の積層体を備える太陽電池モジュール。
[6] A step of preparing a mixture by mixing polymer particles and metal oxide particles having a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm, and adding a silicate compound to the obtained mixture, The process for producing a porous film-forming composition according to any one of [1] to [5], comprising a step of obtaining polymer particles partially coated with silica.
[7] A step of forming a porous film-forming composition layer by applying the porous film-forming composition according to any one of [1] to [5] on a substrate; A step of firing the formed composition layer for forming a porous film.
[8] A laminate having a fired product of the composition for forming a porous film according to any one of [1] to [5] on a substrate.
[9] A solar cell module comprising the laminate according to [8].
本発明の一実施形態によれば、反射防止性、指紋等に対する防汚性、粘着性の成分に対する防汚性及び除去性に優れた膜を形成し得る多孔質膜形成用組成物を提供することができる。
本発明の別の実施形態によれば、反射防止性、指紋等に対する防汚性、粘着性の成分に対する防汚性及び除去性に優れた膜を形成し得る多孔質膜形成用組成物の製造方法を提供することができる。
また、本発明の別の実施形態によれば、反射防止性、指紋等に対する防汚性、粘着性の成分に対する防汚性及び除去性に優れた多孔質膜の製造方法、積層体、並びに太陽電池モジュールを提供することができる。
According to one embodiment of the present invention, there is provided a composition for forming a porous film capable of forming a film excellent in antireflection, antifouling against fingerprints, etc., antifouling against adhesive components, and excellent removability. be able to.
According to another embodiment of the present invention, the production of a composition for forming a porous film capable of forming a film excellent in antireflection, antifouling against fingerprints, etc., antifouling against adhesive components and excellent removability A method can be provided.
According to another embodiment of the present invention, a method for producing a porous film excellent in antireflection, antifouling against fingerprints, etc., antifouling against adhesive components and removability, laminate, and solar A battery module can be provided.
以下、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and may be appropriately modified within the scope of the object of the present invention. be able to.
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を意味する。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、各成分に該当する物質が組成物中に複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において、アクリル、及びメタクリルの一方又は双方を「(メタ)アクリル」と、アクリレート及びメタクリレートの一方又は双方を「(メタ)アクリレート」と、それぞれ称することがある。
本明細書において、「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
In the present specification, a numerical range indicated using “to” means a range including the numerical values described before and after “to” as a minimum value and a maximum value, respectively.
In this specification, the amount of each component in the composition is the total amount of the plurality of substances present in the composition unless there is a specific indication when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition. Means.
In this specification, one or both of acrylic and methacryl may be referred to as “(meth) acryl”, and one or both of acrylate and methacrylate may be referred to as “(meth) acrylate”, respectively.
In this specification, the term “process” is not limited to an independent process, and is included in this term if the intended purpose of the process is achieved even when it cannot be clearly distinguished from other processes. It is.
[多孔質膜形成用組成物]
本開示における多孔質膜形成用組成物(以下、単に「組成物」と称することがある)は、ポリマー粒子と、シリケート化合物由来のシリカ成分と、表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子と、分散媒体と、を含有し、ポリマー粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して28質量%〜37質量%であり、シリケート化合物由来のシリカ成分の含有量が組成物中の全固形分に対して33質量%〜67質量%であり、かつ、金属酸化物粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して5質量%〜30質量%であり、ポリマー粒子の表面の少なくとも一部がシリケート化合物由来のシリカ成分で被覆された多孔質膜形成用組成物。
なお、以下、ポリマー粒子の表面の少なくとも一部がシリケート化合物由来のシリカ成分で被覆されたポリマー粒子を「特定粒子」と称することがある。
[Porous film forming composition]
The composition for forming a porous film in the present disclosure (hereinafter sometimes simply referred to as “composition”) is a metal oxide having a polymer particle, a silica component derived from a silicate compound, and a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm. Product particles and a dispersion medium, the content of the polymer particles is 28% to 37% by mass with respect to the total solid content in the composition, and the content of the silica component derived from the silicate compound is the composition The polymer particles are 33% by mass to 67% by mass with respect to the total solid content in the polymer, and the content of the metal oxide particles is 5% by mass to 30% by mass with respect to the total solid content in the composition. A composition for forming a porous film, wherein at least a part of the surface of the coating is coated with a silica component derived from a silicate compound.
Hereinafter, polymer particles in which at least a part of the surface of the polymer particles is coated with a silica component derived from a silicate compound may be referred to as “specific particles”.
本開示における多孔質膜形成用組成物の作用機構は明確ではないが、以下のように推定している。
多孔質膜形成用組成物は、ポリマー粒子を、組成物中の全固形分に対して28質量%〜37質量%と、シリケート化合物由来のシリカ成分を、組成物中の全固形分に対して33質量%〜67質量%含む。このため、組成物を焼成して得られる膜は、シリケート化合物由来のシリカ成分のマトリクスと、ポリマー粒子が焼失して形成された空孔により、多孔質で低屈折率である膜となる。
さらに、ポリマー粒子の表面の少なくとも一部が、シリケート化合物由来のシリカ成分により被覆された特定粒子が形成されることで、組成物を焼成して得られた多孔質膜の最表面に緻密なシリカ層を形成することができ、粘着性の成分の付着性を抑制できる。
また、表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子を組成物の全固形分に対して5質量%以上含有することで、組成物を用いて形成される膜の表面に微細な凹凸が形成され、水接触角が低くなり、指紋等に対する防汚性が改善される。
一方、組成物の全固形分に対する金属酸化物粒子の含有量を30質量%以下とすることで、粘着性の成分が付着し易い金属酸化物粒子の凝集体の形成を抑制できる。
The mechanism of action of the composition for forming a porous film in the present disclosure is not clear, but is estimated as follows.
In the composition for forming a porous film, the polymer particles are 28% by mass to 37% by mass relative to the total solid content in the composition, and the silica component derived from the silicate compound is based on the total solid content in the composition. Including 33% by mass to 67% by mass. Therefore, the film obtained by firing the composition becomes a porous film having a low refractive index due to the silica component matrix derived from the silicate compound and the pores formed by burning the polymer particles.
Furthermore, by forming specific particles in which at least a part of the surface of the polymer particles is coated with a silica component derived from a silicate compound, dense silica is formed on the outermost surface of the porous film obtained by firing the composition. A layer can be formed, and adhesion of an adhesive component can be suppressed.
Further, by containing 5% by mass or more of metal oxide particles having a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm with respect to the total solid content of the composition, fine irregularities are formed on the surface of the film formed using the composition. Is formed, the water contact angle is lowered, and the antifouling property against fingerprints is improved.
On the other hand, when the content of the metal oxide particles with respect to the total solid content of the composition is 30% by mass or less, formation of aggregates of metal oxide particles to which adhesive components easily adhere can be suppressed.
ここで、多孔質膜表面にポリマー粒子由来の空孔が露出すると、膜表面に付着した粘着性の成分が空孔内に浸入し、除去し難くなるところ、本開示の組成物により形成された多孔質膜は、空孔の表面への露出が抑制され、かつ、親水性、防汚性等が良好な膜となるため、表面に粘着性の成分が付着した場合においても、除去性に優れると考えられる。
なお、本開示の好ましい一実施形態によれば、組成物の調製に際して、ポリマー粒子と金属酸化物粒子との混合物に、ポリマー粒子を被覆するシリケート化合物を添加して、シリカ成分により被覆された特定粒子を得る。これにより、ポリマー粒子をシリカ成分が被覆してなる特定粒子が形成される際に、シリカ成分にさらに金属酸化物粒子をも含む均一な被覆層が形成され易くなり、既述の効果がより顕著になると推定される。
なお、本開示は上記推定機構には何ら制限されない。
Here, when the pores derived from the polymer particles are exposed on the surface of the porous membrane, the adhesive component attached to the membrane surface enters the pores and is difficult to remove, and is formed by the composition of the present disclosure. The porous membrane is excellent in removability even when an adhesive component adheres to the surface because the exposure of the pores to the surface is suppressed and the membrane has a good hydrophilicity and antifouling property. it is conceivable that.
According to a preferred embodiment of the present disclosure, in preparing the composition, a silicate compound that coats the polymer particles is added to the mixture of the polymer particles and the metal oxide particles, and the specific coating covered with the silica component is performed. Get particles. As a result, when specific particles formed by coating the polymer particles with the silica component are formed, a uniform coating layer that further contains the metal oxide particles in the silica component is easily formed, and the effects described above are more remarkable. It is estimated that
Note that the present disclosure is not limited to the estimation mechanism.
(表面の少なくとも一部がシリカ成分で被覆されたポリマー粒子:特定粒子)
本開示における組成物は、表面の少なくとも一部がシリカ成分で被覆されたポリマー粒子、即ち特定粒子を含む。
特定粒子は、ポリマー材料を含むコア部分と、シリカ成分を含むシェル部分とを含むコア−シェル型の粒子であり、シェル部分は、コア部分であるポリマー材料を含むポリマー粒子表面の少なくとも一部に存在すればよい。
(Polymer particles whose surface is at least partially coated with a silica component: specific particles)
The composition in the present disclosure includes polymer particles, ie, specific particles, in which at least a part of the surface is coated with a silica component.
The specific particle is a core-shell type particle including a core portion including a polymer material and a shell portion including a silica component, and the shell portion is formed on at least a part of the surface of the polymer particle including the polymer material as the core portion. It only has to exist.
コア部分であるポリマー粒子は、組成物を用いた多孔質膜の製膜時に除去されて空孔を形成しうるポリマーを含むことが好ましい。製膜時に除去される態様としては、熱分解、光分解、溶剤洗浄、及び電子線の如き活性放射線の照射による分解などが挙げられ、工程が簡易であるという観点から熱分解が好ましい。
好ましい実施形態においては、コア部分に含まれるポリマー粒子は、熱分解性ポリマー又は熱不安定性ポリマーを含む。「熱分解又は熱不安定化」を以下、「熱分解」と総称することがある。
熱分解性ポリマーとしては、600℃以下で熱分解するポリマーが好ましく、450℃以下で熱分解するポリマーがより好ましく、350℃以下で熱分解するポリマーがさらに好ましい。また、室温以上で熱分解するポリマーが好ましく、150℃以上で熱分解するポリマーがより好ましく、250℃以上で熱分解するポリマーがさらに好ましい。
熱分解性ポリマーは、例えば、ホモポリマーであってもよく、熱分解性モノマーを含むコポリマーであってもよく、これらの混合物であってもよい。
The polymer particles that are the core part preferably contain a polymer that can be removed when forming a porous film using the composition to form pores. As an aspect removed at the time of film formation, thermal decomposition, photodecomposition, solvent washing, decomposition by irradiation with active radiation such as an electron beam, and the like are mentioned, and thermal decomposition is preferable from the viewpoint that the process is simple.
In a preferred embodiment, the polymer particles contained in the core portion comprise a thermally decomposable polymer or a thermally labile polymer. Hereinafter, “thermal decomposition or thermal destabilization” may be collectively referred to as “thermal decomposition”.
As the thermally decomposable polymer, a polymer that thermally decomposes at 600 ° C. or lower is preferable, a polymer that thermally decomposes at 450 ° C. or lower is more preferable, and a polymer that thermally decomposes at 350 ° C. or lower is more preferable. A polymer that thermally decomposes at room temperature or higher is preferable, a polymer that thermally decomposes at 150 ° C. or higher is more preferable, and a polymer that thermally decomposes at 250 ° C. or higher is more preferable.
The thermally decomposable polymer may be, for example, a homopolymer, a copolymer containing a thermally decomposable monomer, or a mixture thereof.
熱分解性ポリマーとしては、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリレート、及びこれらの組合せから選択されるポリマーが挙げられる。 Thermally decomposable polymers include polymers selected from polyesters, polyamides, polycarbonates, polyurethanes, polystyrenes, poly (meth) acrylates, and combinations thereof.
なかでも、熱分解性ポリマーとしては、ポリ(メタ)アクリレートを含むことが好ましい。本明細書において、ポリ(メタ)アクリレートとは、1種又はそれ以上のビニルモノマーを含むホモポリマー又はコポリマーを指す。
熱分解性ポリマーに含まれる好適なモノマーの例としては、スチレン、アルファ−メチルスチレン、o−、m−、及びp−メチルスチレン、o−、m−、及びp−エチルスチレン、p−クロロスチレン、p−ブロモスチレン等のスチレンモノマー、炭素数1〜12のアルカノール、炭素数5〜12のシクロアルカノールの直鎖及び分岐のアクリル及びメタクリル酸エステル、ビニルエステル、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、ジエン等が挙げられる。
Especially, it is preferable that poly (meth) acrylate is included as a thermally decomposable polymer. As used herein, poly (meth) acrylate refers to a homopolymer or copolymer comprising one or more vinyl monomers.
Examples of suitable monomers included in the thermally decomposable polymer include styrene, alpha-methylstyrene, o-, m-, and p-methylstyrene, o-, m-, and p-ethylstyrene, p-chlorostyrene. , Styrene monomers such as p-bromostyrene, C1-C12 alkanols, C5-C12 cycloalkanol linear and branched acrylic and methacrylic esters, vinyl esters, vinyl halides, vinylidene halides, dienes Etc.
熱分解性ポリマーに含まれるモノマーは、官能基、例えば、架橋性基等を有するモノマーを含んでもよい。架橋性基としては、ヒドロキシ基、エポキシ基等が挙げられる。
官能基を有するモノマーとしては、具体的には、例えば、炭素数1〜12のアルキル基を含む(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、ケト及びアルデヒド基を有するモノマー、(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステルのアセトアセトキシエステル、ケト又はアルデヒド含有アミドが挙げられる。第3級アミノ基を有するモノマーとしては、非イオン性アミノ基を有するビニルモノマーが挙げられる。環式ウレイド又はチオ尿素含有不飽和モノマー、アミノ基を有するビニルモノマーの混合物等も使用することができる。
The monomer contained in the thermally decomposable polymer may include a monomer having a functional group such as a crosslinkable group. Examples of the crosslinkable group include a hydroxy group and an epoxy group.
Specific examples of the monomer having a functional group include, for example, a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester containing an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a monomer having a keto and aldehyde group, and a (meth) acrylic acid hydroxyalkyl ester. Acetoacetoxy ester, keto or aldehyde-containing amide. Examples of the monomer having a tertiary amino group include vinyl monomers having a nonionic amino group. Cyclic ureido or thiourea-containing unsaturated monomers, mixtures of vinyl monomers having amino groups, and the like can also be used.
これらのアミノ基を有するモノマーは、所望により、中和によってカチオン性モノマーとしてもよい。
カチオン性モノマーとしては、第4級アンモニウム基を有するビニルモノマー、具体的には、例えば、塩化メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム(MAPTAC)、塩化ジアリルジメチルアンモニウム(DADMAC)、塩化2−トリメチルアンモニウムエチルメタクリレート(TMAEMC)、(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリルアミドモノマーの第4級アンモニウム塩がある。なお、既述の第4級アンモニウム基を有するビニルモノマー等の既にカチオン性であるアミノ基を有するビニルモノマーの場合は、中和によるカチオン性化は必要ない。
These monomers having amino groups may be converted into cationic monomers by neutralization, if desired.
As the cationic monomer, a vinyl monomer having a quaternary ammonium group, specifically, for example, methacrylamidopropyltrimethylammonium chloride (MAPTAC), diallyldimethylammonium chloride (DADMAC), 2-trimethylammonium ethyl methacrylate (TMAEMC) is used. ), (Meth) acrylic acid and quaternary ammonium salts of (meth) acrylamide monomers. In the case of a vinyl monomer having an amino group that is already cationic, such as the vinyl monomer having a quaternary ammonium group described above, cationization by neutralization is not necessary.
ポリマー粒子に含まれるポリマー材料は、カチオン性であることが好ましい。即ち、ポリマー粒子が、カチオン性粒子であることが好ましい。
ポリマー粒子がカチオン性であることで、シリカ成分を含むシェル部分との親和性がより良好となり、さらに、後述する金属酸化物粒子の付着性がより向上する。
既述のようにポリマー材料としてはアクリル系の材料が好ましく、ポリマー粒子としては、カチオン性(メタ)アクリル系粒子であることがより好ましい。
より具体的には、例えば、第3級アミノアルキル基を含む(メタ)アクリレート等を含むポリマー粒子が挙げられる。
The polymer material contained in the polymer particles is preferably cationic. That is, it is preferable that the polymer particles are cationic particles.
When the polymer particles are cationic, the affinity with the shell portion containing the silica component is further improved, and the adhesion of the metal oxide particles described later is further improved.
As described above, the polymer material is preferably an acrylic material, and the polymer particles are more preferably cationic (meth) acrylic particles.
More specifically, for example, polymer particles containing (meth) acrylate containing a tertiary aminoalkyl group and the like can be mentioned.
コア部分を構成するポリマー粒子としては、ラテックスの状態のポリマー粒子を用いることが好ましく、より好ましくは、イオン的に安定化されたポリマーラテックスである。本明細書において「ラテックス」とは、ポリマー粒子の安定化された懸濁液又は分散液を指す。懸濁液又は分散系は、カチオン性であることが好ましい。
ラテックスのpHは、1〜9が好ましく、3〜7がより好ましい。
ラテックスは、カチオン性ポリマー粒子を含むほか、カチオン性界面活性剤、例えば、第四級アンモニウム塩界面活性剤等を含有してカチオン性とすることもできる。
ポリマー粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円状等のいずれの形状であってもよいが、球状であることが好ましい。
As the polymer particles constituting the core portion, it is preferable to use polymer particles in a latex state, more preferably an ionically stabilized polymer latex. As used herein, “latex” refers to a stabilized suspension or dispersion of polymer particles. The suspension or dispersion is preferably cationic.
1-9 are preferable and, as for pH of latex, 3-7 are more preferable.
In addition to containing cationic polymer particles, the latex can also be made cationic by containing a cationic surfactant, such as a quaternary ammonium salt surfactant.
The shape of the polymer particles is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape or an elliptical shape, but is preferably a spherical shape.
本明細書における組成物のpHは、pHメーター(型番:HM−31、東亜DKK(株)製)を用いて、25℃で測定された値である。 The pH of the composition in this specification is a value measured at 25 ° C. using a pH meter (model number: HM-31, manufactured by Toa DKK Co., Ltd.).
ポリマー粒子の数平均粒径は、10nm〜80nmの範囲であることが好ましく、20nm〜70nmであることがより好ましく、30nm〜60nmの範囲であることがさらに好ましい。
なお、本明細書におけるポリマー粒子の数平均粒径は、動的光散乱法で測定した値を採用している。
ポリマー粒子の数平均粒径は、ナノトラック粒度分布測定装置UPA−EX150(日機装(株)製)を用いて測定することができる。
The number average particle diameter of the polymer particles is preferably in the range of 10 nm to 80 nm, more preferably 20 nm to 70 nm, and further preferably in the range of 30 nm to 60 nm.
In addition, the value measured by the dynamic light scattering method is employ | adopted for the number average particle diameter of the polymer particle in this specification.
The number average particle diameter of the polymer particles can be measured using a nanotrack particle size distribution analyzer UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
特定粒子におけるコア部分であるポリマー粒子としては、懸濁重合などにより得られた合成品を用いてもよく、市販品を用いてもよい。組成物に使用しうるポリマー粒子の市販品としては、DMSネオレジンス(株)製、ネオクリル(登録商標)XK−30(数平均粒径(Mn)49nm)が挙げられる。ネオクリル(登録商標)XK−30は、アクリルコポリマーラテックス粒子であり、カチオン性界面活性剤で安定化されている。例えば、この粒子を用い。テトラメトキシシラン(TMOS)をシリケート化合物として用いることで、室温下において中性の水性環境下で特定粒子を簡易に得ることができる。
その他のカチオン性のポリマー粒子の市販品としては、日本合成化学工業(株)製、アクリルポリマー カチオン性モビニール(登録商標)7800、モビニール7810、モビニール7820、日本触媒製、エポスター(登録商標)SS、エポスターSメラミン・ホルムアルデヒド縮合物、日信化学工業製、ビニブラン(登録商標)2678、ユニチカ製、アローベース(登録商標)CB−1200、アローベースCD−1200、変性ポリオレフィン樹脂水性分散体アローベースなどが挙げられる。
As the polymer particles that are the core portion of the specific particles, a synthetic product obtained by suspension polymerization or the like may be used, or a commercially available product may be used. Examples of commercially available polymer particles that can be used in the composition include Neokrill (registered trademark) XK-30 (number average particle size (Mn) 49 nm) manufactured by DMS Neoresins Co., Ltd. Neocryl® XK-30 is an acrylic copolymer latex particle that is stabilized with a cationic surfactant. For example, use this particle. By using tetramethoxysilane (TMOS) as a silicate compound, specific particles can be easily obtained in a neutral aqueous environment at room temperature.
Examples of other commercially available cationic polymer particles include Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Acrylic Polymer Cationic Movinyl (registered trademark) 7800, Movinyl 7810, Movinyl 7820, Nippon Shokubai Co., Ltd., Eposter (registered trademark) SS, Eposter S Melamine / formaldehyde condensate, manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd., Viniblanc (registered trademark) 2678, manufactured by Unitika, Arrow Base (registered trademark) CB-1200, Arrow Base CD-1200, modified polyolefin resin aqueous dispersion Arrow Base, etc. Can be mentioned.
既述の特定粒子は、表面の少なくとも一部にシェル部分としてシリカ成分を含む。
シェル部分の材料としては、既述のコア部分の材料であるポリマー粒子の面上に付着した、シリケート化合物由来のシリカ成分の少なくとも1種を含むことが好ましい。
シリケート化合物は、無機ケイ酸塩、例えば、ケイ酸ナトリウム等のアルカリ金属ケイ酸塩を含んでいてもよい。
また、好ましいシリケート化合物として、有機ケイ酸エステル化合物が挙げられる。有機ケイ酸エステル化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン部分加水分解縮合物(メチルシリケートオリゴマー)、テトラエトキシシラン部分加水分解縮合物(エチルシリケートオリゴマー)、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
シリケート化合物としては、市販品を用いてもよく、市販品としては、メチルシリケートオリゴマー、MKCシリケートMS51(SiO2分52質量%、三菱化学(株)製)、MKCシリケートMS56(SiO2分56質量%、三菱化学(株)製)、MKCシリケートMS57(SiO2分58質量%、三菱化学(株)製)、エチルシリケート28(SiO2分28質量%、コルコート(株)製)、エチルシリケート40(SiO2分40質量%、コルコート(株)製)、エチルシリケート48(SiO2分48質量%、コルコート(株)製)、KBE−13(信越化学工業(株)製)、KBE−403(信越化学工業(株)製)、KBE−903(信越化学工業(株)製)などが挙げられる。
The specific particles described above include a silica component as a shell portion on at least a part of the surface.
As a material for the shell portion, it is preferable to include at least one silica component derived from a silicate compound attached on the surface of the polymer particle which is the material for the core portion described above.
The silicate compound may include an inorganic silicate, for example, an alkali metal silicate such as sodium silicate.
Moreover, an organic silicate compound is mentioned as a preferable silicate compound. Examples of organosilicate compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane partial hydrolysis condensate (methyl silicate oligomer), and tetraethoxysilane partial hydrolysis condensate (ethyl silicate). Oligomers), methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, glycidoxypropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and the like.
Commercially available products may be used as the silicate compound. Examples of commercially available products include methyl silicate oligomer, MKC silicate MS51 (SiO 2 min 52 mass%, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), MKC silicate MS56 (SiO 2 min 56 mass). %, Manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), MKC silicate MS57 (SiO 2 min 58 mass%, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), ethyl silicate 28 (SiO 2 min 28 mass%, manufactured by Colcoat Co., Ltd.), ethyl silicate 40 (SiO 2 min. 40 mass%, manufactured by Colcoat Co., Ltd.), ethyl silicate 48 (SiO 2 min. 48 mass%, manufactured by Colcoat Corp.), KBE-13 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KBE-403 ( Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), KBE-903 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and the like.
既述のシリケート化合物を用いてポリマー粒子を処理することにより、ポリマー粒子に含まれる未架橋のコポリマー鎖を効果的に架橋させることができる。このため、ポリマー粒子からのコポリマー鎖の解離が抑制され、ポリマー粒子表面のシリカ成分の吸着性がより良好となり、安定性により優れた特定粒子を得ることができる。 By treating the polymer particles with the silicate compound described above, the uncrosslinked copolymer chains contained in the polymer particles can be effectively crosslinked. For this reason, dissociation of the copolymer chain from the polymer particles is suppressed, the adsorptivity of the silica component on the surface of the polymer particles becomes better, and specific particles having better stability can be obtained.
シリカ成分によるポリマー粒子の被覆は、温和な条件下でポリマー粒子を、好適なシリケート化合物で処理することにより行うことができる。例えば、ポリマー粒子をラテックスの状態で、既述のシリケート化合物と接触させ、温度5℃〜60℃、pH2〜9の条件下で、10分間〜300分間撹拌することで特定粒子を得ることができる。
PDPA−PDMAコポリマーを例に挙げれば、PDPA−PDMAコポリマーの分散物を、テトラメトキシシランと接触させ、20℃、pH7.2で20分間処理することで特定粒子を得ることができる。
このように、穏和な条件により、表面の少なくとも一部がシリカ成分で被覆された特定粒子を得ることができることも、本開示における利点の一つである。
特定粒子の製造方法の詳細については後述する。
ポリマー粒子表面の少なくとも一部にシリカ成分が存在していることは、粒子を透過型電子顕微鏡で観察することで確認することができる。
The coating of the polymer particles with the silica component can be performed by treating the polymer particles with a suitable silicate compound under mild conditions. For example, specific particles can be obtained by bringing polymer particles into contact with the silicate compound described above in a latex state and stirring for 10 minutes to 300 minutes under conditions of a temperature of 5 ° C. to 60 ° C. and a pH of 2 to 9. .
Taking PDPA-PDMA copolymer as an example, specific particles can be obtained by contacting a dispersion of PDPA-PDMA copolymer with tetramethoxysilane and treating at 20 ° C. and pH 7.2 for 20 minutes.
Thus, it is one of the advantages in the present disclosure that specific particles in which at least a part of the surface is coated with a silica component can be obtained under mild conditions.
Details of the method for producing the specific particles will be described later.
The presence of the silica component on at least a part of the polymer particle surface can be confirmed by observing the particle with a transmission electron microscope.
シリケート化合物由来のシリカ成分の含有量は、組成物中の全固形分に対して33質量%〜67質量%であることが好ましく、40質量%〜65質量%であることがより好ましく、45質量%〜60質量%であることがさらに好ましい。 The content of the silica component derived from the silicate compound is preferably 33% by mass to 67% by mass, more preferably 40% by mass to 65% by mass, and 45% by mass with respect to the total solid content in the composition. It is more preferable that it is% -60 mass%.
多孔質膜形成用組成物は、ポリマー粒子を1種のみ含んでもよく、2種以上含んでもよい。
多孔質膜形成用組成物におけるポリマー粒子の含有量は、組成物中の全固形分に対して28質量%〜37質量%であり、30質量%〜36質量%が好ましく、32質量%〜35質量%がより好ましい。
ポリマー粒子の含有量が上記範囲において、ポリマー粒子と、シリケート化合物由来のシリカ成分と、の含有比率が好適な範囲となり、組成物により形成された膜が、屈折率が低い多孔質膜となる。
The composition for forming a porous film may contain only one type of polymer particle or two or more types of polymer particles.
The content of the polymer particles in the composition for forming a porous film is 28% to 37% by mass, preferably 30% to 36% by mass, and preferably 32% to 35% with respect to the total solid content in the composition. The mass% is more preferable.
When the content of the polymer particles is within the above range, the content ratio between the polymer particles and the silica component derived from the silicate compound is in a suitable range, and the film formed of the composition becomes a porous film having a low refractive index.
(表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子)
本開示における多孔質膜形成用組成物は、表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子を、組成物中の全固形分に対して5質量%〜30質量%含有する。
(Metal oxide particles having a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm)
The composition for forming a porous film in the present disclosure contains 5% by mass to 30% by mass of metal oxide particles having a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm with respect to the total solid content in the composition.
本明細書における金属酸化物粒子の表面積平均粒径は、BET法又はシアーズ法で測定した値を用いている。平均粒径が10nm以下である如き小粒径の金属酸化物粒子の粒径を測定する場合には、シアーズ法が好ましい。
例えば、表面積平均粒径の一例であるBET法によれば、BETの式(Brunauer,Emmett,Teller’s equation)を使用した窒素吸着法により金属酸化物粒子の表面積平均粒径を求めることができる。また、表面積平均粒径の一例であるシアーズ法は、G.W.Sears,Jr.が、”Analytical Chemistry” Vol.28、p1981〜1983(1956年)に記載している異形状粒子の相当径を求める方法であり、1.5gのSiO2に相当するコロイダルシリカをpH4からpH9まで滴定するのに必要とした0.1N−NaOHの量からコロイダルシリカの比表面積を求め、これから算出した相当径である。
金属酸化物粒子の表面積平均粒径は公知の方法で測定してもよく、また、金属酸化物粒子メーカーのカタログ値を参照することもできる。
組成物に含まれる金属酸化物粒子の粒径は、既述の特定粒子の粒径に対し、より小さいことが効果の観点から好ましく、金属酸化物粒子の粒径は、特定粒子の粒径の2分の1以下であることがより好ましい。
具体的には、金属酸化物粒子の表面積平均粒径は、1nm〜30nmであり、1nm〜20nmであることが好ましく、1nm〜15nmであることがより好ましい。
The value measured by the BET method or the Sears method is used for the surface area average particle diameter of the metal oxide particles in this specification. When measuring the particle size of small metal oxide particles having an average particle size of 10 nm or less, the Sears method is preferred.
For example, according to the BET method which is an example of the surface area average particle diameter, the surface area average particle diameter of the metal oxide particles can be obtained by a nitrogen adsorption method using the BET equation (Brunauer, Emmett, Teller's equation). . The Sears method, which is an example of the surface area average particle diameter, W. Sears, Jr. "Analytical Chemistry" Vol. 28, p1981 to 1983 (1956), which is a method for determining the equivalent diameter of irregularly shaped particles, which is required for titrating colloidal silica corresponding to 1.5 g of SiO 2 from pH 4 to pH 9. The specific surface area of colloidal silica obtained from the amount of .1N-NaOH and the equivalent diameter calculated therefrom.
The surface area average particle diameter of the metal oxide particles may be measured by a known method, or the catalog value of the metal oxide particle manufacturer can be referred to.
From the viewpoint of the effect, the particle size of the metal oxide particles contained in the composition is preferably smaller than the particle size of the specific particles described above. More preferably, it is 1/2 or less.
Specifically, the surface area average particle diameter of the metal oxide particles is 1 nm to 30 nm, preferably 1 nm to 20 nm, and more preferably 1 nm to 15 nm.
金属酸化物粒子としては、透明性が高く、光透過性を有する粒子であることが好ましい。
なお、本明細書における金属酸化物粒子の金属には、B、Si、Ge、As、Sb、Te等の半金属も含まれるものとする。
光透過性が良好な金属酸化物粒子としては、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Gd、Tb、Dy、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Zn、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等の原子を含む酸化物粒子が挙げられる。
The metal oxide particles are preferably highly transparent and light transmissive particles.
Note that the metal of the metal oxide particles in this specification includes semimetals such as B, Si, Ge, As, Sb, and Te.
Examples of the metal oxide particles having good light transmittance include Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Sc, Y, La, Ce, Gd, Tb, Dy, Yb, Lu, Ti, Zr, Hf, Nb, and Mo. , Oxide particles containing atoms such as W, Zn, B, Al, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, and Te.
金属酸化物粒子としては、酸化ケイ素(シリカ)粒子、酸化アルミニウム(アルミナ)粒子、酸化チタン粒子、チタン複合酸化物粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子、インジウム/スズ酸化物粒子、アンチモン/スズ酸化物粒子等が好ましく、シリカ粒子、アルミナ粒子がより好ましく、シリカ粒子がさらに好ましい。 As metal oxide particles, silicon oxide (silica) particles, aluminum oxide (alumina) particles, titanium oxide particles, titanium composite oxide particles, zinc oxide particles, zirconium oxide particles, indium / tin oxide particles, antimony / tin oxide Product particles are preferred, silica particles and alumina particles are more preferred, and silica particles are more preferred.
好ましい金属酸化物粒子であるシリカ粒子の種類は、特に限定されるものではない。シリカ粒子としては、例えば、中空シリカ粒子、多孔質シリカ粒子、無孔質シリカ粒子等が挙げられる。
シリカ粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円状、鎖状等のいずれの形状であってもよい。
シリカ粒子は、表面がアルミ化合物等で処理されたシリカ粒子であってもよい。
The kind of silica particle which is a preferable metal oxide particle is not particularly limited. Examples of the silica particles include hollow silica particles, porous silica particles, and nonporous silica particles.
The shape of the silica particles is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape, an elliptical shape, or a chain shape.
The silica particles may be silica particles whose surfaces are treated with an aluminum compound or the like.
多孔質膜形成用組成物に含まれるシリカ粒子としては、既述のシリカ粒子のなかでも、無孔質シリカ粒子が好ましい。
「無孔質シリカ粒子」とは、粒子の内部に空隙を有さないシリカ粒子を意味し、中空シリカ粒子、多孔質シリカ粒子等の粒子の内部に空隙を有するシリカ粒子とは区別される。なお、「無孔質シリカ粒子」には、粒子の内部にポリマー等のコアを有し、コアの外殻(シェル)がシリカ、又はシリカの前駆体(例えば、焼成によってシリカに変化する素材)で構成されるコア−シェル構造のシリカ粒子は含まれない。
The silica particles contained in the composition for forming a porous film are preferably nonporous silica particles among the silica particles described above.
“Nonporous silica particles” mean silica particles having no voids inside the particles, and are distinguished from silica particles having voids inside the particles such as hollow silica particles and porous silica particles. The “non-porous silica particles” have a core such as a polymer inside the particles, and the outer shell (shell) of the core is silica or a precursor of silica (for example, a material that changes to silica by firing). The core-shell structured silica particles are not included.
無孔質シリカ粒子は、多孔質膜の製造に際して焼成の前後で、膜中において存在する粒子の状態が変化することがある。具体的には、焼成前の膜中、即ち、多孔質膜形成用組成物膜中では、それぞれの無孔質シリカ粒子が単一粒子として存在する。なお、無孔質シリカ粒子は、組成物中でファンデルワールス力等により凝集した状態をとることがある。このように凝集体を形成しても、一つ一つの粒子は互いに独立して存在するため、凝集体の状態における粒子も、単一粒子に含まれる。
既述の多孔質膜形成用組成物を付与して作製した組成物層を焼成した後、形成された多孔質膜中において、複数の無孔質シリカ粒子のうち少なくとも一部が、互いに連結された粒子連結体を形成することがある。多孔質膜形成用組成物中に含まれるシリカ粒子が無孔質シリカ粒子であることで、焼成により、複数の無孔質シリカ粒子が連結されて粒子連結体が形成される場合には、形成される多孔質膜の硬度が高まり、耐傷性がより向上するという利点を有する。
In the production of a porous membrane, the state of particles present in the membrane may change before and after firing in the production of the porous membrane. Specifically, each nonporous silica particle is present as a single particle in the film before firing, that is, in the composition film for forming a porous film. The nonporous silica particles may take a state of being aggregated by van der Waals force or the like in the composition. Even if the aggregate is formed in this way, each particle exists independently of each other, and therefore, the particles in the aggregate state are also included in the single particle.
After firing the composition layer prepared by applying the aforementioned porous film-forming composition, at least some of the plurality of nonporous silica particles are connected to each other in the formed porous film. May form an aggregate of particles. When the silica particles contained in the composition for forming a porous film are non-porous silica particles, a plurality of non-porous silica particles are connected by firing to form a particle-linked body. This has the advantage that the hardness of the porous film is increased and the scratch resistance is further improved.
焼成により形成された粒子連結体である粒子の平均一次粒子径は、連結部(例えば、ネック部分)を考慮せず、連結されたうちの1つのみを球と仮定した場合の直径を算術平均することにより得られた値を採用する。 The average primary particle size of the particles, which are particles connected by firing, is the arithmetic average of the diameters when only one of the connected particles is assumed to be a sphere without considering the connecting portion (for example, the neck portion). The value obtained by doing is adopted.
金属酸化物粒子は、市販品を用いてもよい。市販品は、分散物の形態をとることがある。組成物に用い得る市販品の例としては、シリカ粒子としては、スノーテックス(登録商標)OXS(pH2.0〜4.0、球状、粒径4nm〜6nm、固形分10質量%)、スノーテックスOS(pH2.0〜4.0、球状、粒径8nm〜11nm、固形分20質量%)、スノーテックスO−40(pH2.0〜4.0、球状、粒径20nm〜25nm、固形分40質量%)、スノーテックスOL(pH2.0〜4.0、球状、粒径40nm〜50nm、固形分20質量%)、スノーテックスOYL(pH2.0〜4.0、球状、粒径50nm〜80nm、固形分20質量%)、スノーテックスOUP(pH2.0〜4.0、鎖状、一次粒子径10nm〜20nm、二次粒子径40nm〜100nm、固形分15質量%)、スノーテックスC(pH8.5〜9.0、球状、粒径10nm〜15nm、固形分20質量%)、スノーテックスAK(pH4.0〜6.0、球状、粒径10nm〜15nm、固形分18質量%)、オルガノシリカゾルIPA−ST(イソプロパノール分散液、粒径10nm〜15nm、固形分30質量%、以上、日産化学工業(株)製)、NALCO(登録商標)8699(無孔質シリカ粒子の水分散物、平均一次粒子径:3nm、固形分:15質量%、NALCO社製)、NALCO(登録商標)1130(無孔質シリカ粒子の水分散物、平均一次粒子径:8nm、固形分:30質量%、NALCO社製)が挙げられる。アルミナ粒子としては、アルミナゾルAS−520(pH3〜5、粒径15nm〜30nm、固形分20質量%、日産化学工業(株)製)が挙げられる。 Commercially available products may be used as the metal oxide particles. Commercial products may take the form of dispersions. Examples of commercially available products that can be used in the composition include SNOWTEX (registered trademark) OXS (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 4 nm to 6 nm, solid content 10% by mass), SNOWTEX as silica particles. OS (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 8 nm to 11 nm, solid content 20% by mass), Snowtex O-40 (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 20 nm to 25 nm, solid content 40) Mass%), Snowtex OL (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 40 nm to 50 nm, solid content 20 mass%), Snowtex OYL (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 50 nm to 80 nm) , Solid content 20% by mass), Snowtex OUP (pH 2.0 to 4.0, chain, primary particle size 10 nm to 20 nm, secondary particle size 40 nm to 100 nm, solid content 15% by mass), Snowtex C pH 8.5 to 9.0, spherical, particle size 10 nm to 15 nm, solid content 20% by mass), Snowtex AK (pH 4.0 to 6.0, spherical, particle size 10 nm to 15 nm, solid content 18% by mass), Organosilica sol IPA-ST (isopropanol dispersion, particle size 10 nm to 15 nm, solid content 30% by mass, above, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), NALCO (registered trademark) 8699 (aqueous dispersion of nonporous silica particles, Average primary particle size: 3 nm, solid content: 15% by mass, manufactured by NALCO, NALCO (registered trademark) 1130 (aqueous dispersion of nonporous silica particles, average primary particle size: 8 nm, solid content: 30% by mass, NALCO). Examples of the alumina particles include alumina sol AS-520 (pH 3 to 5, particle size 15 nm to 30 nm, solid content 20% by mass, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.).
組成物は、金属酸化物粒子を1種のみ含んでもよく、2種以上含んでもよい。2種以上を含む場合、互いに組成の異なる粒子同士でもよく、互いに粒径の異なる粒子同士でもよい。
金属酸化物粒子の組成物における含有量は、組成物の全固形分に対して5質量%〜30質量%であり、5質量%〜20質量%が好ましく、5質量%〜15質量%がより好ましい。金属酸化物粒子の含有量が上記範囲であることで、特定粒子との関連において、焼成後に形成される多孔質膜における空孔の膜表面への露出が抑制され、かつ、形成された膜の親水性及び防汚性が良好となる。
The composition may contain only one kind of metal oxide particles or two or more kinds. When two or more types are included, particles having different compositions may be used, or particles having different particle sizes may be used.
The content of the metal oxide particles in the composition is 5% by mass to 30% by mass with respect to the total solid content of the composition, preferably 5% by mass to 20% by mass, and more preferably 5% by mass to 15% by mass. preferable. When the content of the metal oxide particles is in the above range, in the relation with the specific particles, the exposure of the pores in the porous film formed after firing to the film surface is suppressed, and the formed film Good hydrophilicity and antifouling properties.
(分散媒体)
多孔質膜形成用組成物は、分散媒体を含む。
分散媒体としては、水、親水性有機溶剤などが挙げられる。
組成物は分散媒体として水を含んでもよい。分散媒体として水を含むと、揮発性の有機溶媒を大量に用いた場合に比較して環境への負荷が軽減されるため、好ましい。
水としては、不純物を含まないか、或いは、その含有量を極力低減させたイオン交換水、純水等が好ましい。
(Dispersion medium)
The composition for forming a porous film includes a dispersion medium.
Examples of the dispersion medium include water and hydrophilic organic solvents.
The composition may include water as a dispersion medium. It is preferable to include water as the dispersion medium because the burden on the environment is reduced as compared with the case where a large amount of a volatile organic solvent is used.
The water is preferably ion-exchanged water, pure water or the like that does not contain impurities or has its content reduced as much as possible.
分散媒体として、親水性有機溶剤を含んでもよい。
分散媒体として親水性有機溶剤を含むことで、組成物の表面張力がより低くなり、より均一な塗膜の形成が可能となる。また、親水性有機溶剤として、例えば、沸点が120℃以下の低沸点有機溶剤を含むことで、形成された組成物の塗膜の乾燥が容易になる等の利点を有することになる。
As the dispersion medium, a hydrophilic organic solvent may be included.
By including a hydrophilic organic solvent as a dispersion medium, the surface tension of the composition becomes lower and a more uniform coating film can be formed. In addition, for example, by including a low-boiling organic solvent having a boiling point of 120 ° C. or less as the hydrophilic organic solvent, there are advantages such as easy drying of the coating film of the formed composition.
親水性有機溶剤としては、特に限定されない。組成物が含みうる親水性有機溶剤としては、例えば、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、エチレングリコール、エチルセロソルブ等が挙げられる。入手容易性及び環境負荷の低減の観点から、親水性有機溶剤としては、アルコールが好ましく、中でも、エタノール、イソプロパノール等がより好ましい。 The hydrophilic organic solvent is not particularly limited. Examples of the hydrophilic organic solvent that can be contained in the composition include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, acetone, ethylene glycol, and ethyl cellosolve. From the viewpoint of easy availability and reduction of environmental burden, the hydrophilic organic solvent is preferably alcohol, and more preferably ethanol, isopropanol, or the like.
組成物が分散媒体として水に加え、親水性有機溶剤を含む場合、分散媒体としての水の含有量は、組成物の全質量に対して、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましい。 When the composition contains a hydrophilic organic solvent in addition to water as a dispersion medium, the content of water as the dispersion medium is preferably 30% by mass or more, and 40% by mass with respect to the total mass of the composition. More preferably.
組成物中の固形分量は、組成物の全質量に対して、0.1質量%〜30質量%であることが好ましく、0.2質量%〜20質量%であることがより好ましく、0.5質量%〜10質量%であることがさらに好ましい。組成物中に含まれる固形分量は、分散媒体、なかでも水の含有量により調整することができる。 The solid content in the composition is preferably 0.1% by mass to 30% by mass, more preferably 0.2% by mass to 20% by mass with respect to the total mass of the composition. More preferably, it is 5 mass%-10 mass%. The amount of solid content contained in the composition can be adjusted by the content of the dispersion medium, particularly water.
多孔質膜形成用組成物は、本開示における効果を損なわない範囲において、必要に応じて、既述のポリマー粒子、シリカ成分、金属酸化物粒子、及び分散媒体に加え、その他の成分を含んでもよい。
他の成分としては、界面活性剤、水溶性高分子、防腐剤、キレート剤、pH調整剤等が挙げられる。
The composition for forming a porous film may contain other components in addition to the above-described polymer particles, silica components, metal oxide particles, and dispersion medium as necessary, as long as the effects of the present disclosure are not impaired. Good.
Examples of other components include surfactants, water-soluble polymers, preservatives, chelating agents, and pH adjusters.
(多孔質膜形成用組成物の製造方法)
本開示における多孔質膜形成用組成物は、既述の各成分を混合することで調整することができる。
特定粒子は、分散媒体に原料となるポリマー粒子を分散させ、その後、シリカ前駆体であるシリケート化合物を添加することで、組成物中にて形成することができる。
組成物の調製に際しては、金属酸化物粒子は、ポリマー粒子にシリケート化合物を加え、特定粒子を調製した後に添加してもよく、シリケート化合物を添加する前に金属酸化物粒子を添加し、ポリマー粒子と十分に混合した後に、シリケート化合物を添加してもよい。
(Method for producing composition for forming porous film)
The composition for forming a porous film in the present disclosure can be adjusted by mixing the components described above.
The specific particles can be formed in the composition by dispersing polymer particles as a raw material in a dispersion medium and then adding a silicate compound which is a silica precursor.
In the preparation of the composition, the metal oxide particles may be added after the silicate compound is added to the polymer particles and the specific particles are prepared, or the metal oxide particles are added before the silicate compound is added. The silicate compound may be added after thoroughly mixing.
なかでも、多孔質膜形成用組成物の製造方法は、ポリマー粒子と、金属酸化物粒子と、を混合して混合物を調製する工程、及び、得られた混合物にシリケート化合物を添加して、表面の少なくとも一部がシリカ成分で被覆されたポリマー粒子を得る工程、を含むことが好ましい。なお、分散媒体はいずれの工程で添加してもよい。
シリカ成分により被覆される前のポリマー粒子と金属酸化物粒子とを混合して混合物を調製することで、ポリマー粒子と金属酸化物粒子とが均一に混合される。その後、シリカ前駆体であるシリケート化合物を添加することで、ポリマー粒子表面にシリカ成分の被覆層が形成される際に、微細な金属酸化物粒子の一部が被覆層に取り込まれたり、被覆層の表面に金属酸化物粒子が付着したりし得る。よって、ポリマー粒子表面の少なくとも一部に形成されるシリカ成分で被覆された領域は金属酸化物粒子を含み、膜形成時の焼成の際に形成される空孔の周縁にはシリカ成分の被覆層に加え、金属酸化物粒子が単独で、又は互いに結合した状態で存在することになり、空孔周縁部に緻密な被覆層が形成されることで、空孔の膜表面への露出がより効果的に抑制され、膜表面に金属酸化物粒子がより均一に存在することになるため、親水性、防汚性等がより良好となる。
Among them, the method for producing a composition for forming a porous film includes a step of preparing a mixture by mixing polymer particles and metal oxide particles, and adding a silicate compound to the resulting mixture to form a surface. It is preferable to include a step of obtaining polymer particles in which at least a part of is coated with a silica component. The dispersion medium may be added at any step.
The polymer particles and the metal oxide particles before being coated with the silica component are mixed to prepare a mixture, whereby the polymer particles and the metal oxide particles are uniformly mixed. Thereafter, when a silica component coating layer is formed on the surface of the polymer particles by adding a silicate compound as a silica precursor, a part of the fine metal oxide particles is taken into the coating layer, or the coating layer Metal oxide particles may adhere to the surface of the surface. Therefore, the region covered with the silica component formed on at least a part of the polymer particle surface contains the metal oxide particles, and the silica component coating layer is formed on the periphery of the pores formed during firing at the time of film formation. In addition, the metal oxide particles are present alone or in a state of being bonded to each other, and a dense coating layer is formed on the peripheral edge of the pore, so that the exposure of the pore to the film surface is more effective. Since the metal oxide particles are more uniformly present on the film surface, the hydrophilicity, antifouling property and the like are improved.
[多孔質膜の製造方法]
既述の多孔質膜形成用組成物を用いて、多孔質膜を形成する製造方法について説明する。
本開示における多孔質膜の製造方法は、基材上に、既述の本開示における多孔質膜形成用組成物を付与して、多孔質膜形成用組成物層を形成する工程と、形成された多孔質膜形成用組成物層を焼成する工程と、を含む。
[Method for producing porous membrane]
A manufacturing method for forming a porous film using the above-described composition for forming a porous film will be described.
A method for producing a porous film in the present disclosure includes a step of forming a porous film-forming composition layer by applying the porous film-forming composition in the present disclosure described above on a substrate. And baking the composition layer for forming a porous film.
〔多孔質膜形成用組成物層を形成する工程〕
本工程では、基材上に、既述の多孔質膜形成用組成物を付与して、多孔質膜形成用組成物層を形成する、
基材上への組成物の付与方法には特に制限はなく、塗布法、浸漬法等のいずれの方法をとってもよい。均一な厚みの組成物層を簡易に形成しうるという観点からは、塗布法が好ましい。
塗布法としては、スプレー塗布、刷毛塗布、ローラー塗布、バー塗布、ディップ塗布等の公知の塗布法をいずれも適用することができる。
[Step of forming a composition layer for forming a porous film]
In this step, on the substrate, the aforementioned porous film-forming composition is applied to form a porous film-forming composition layer.
There is no restriction | limiting in particular in the provision method of the composition on a base material, You may take any methods, such as a coating method and an immersion method. From the viewpoint that a composition layer having a uniform thickness can be easily formed, a coating method is preferable.
As the coating method, any known coating method such as spray coating, brush coating, roller coating, bar coating, dip coating, etc. can be applied.
組成物の付与量は、特に限定されず、組成物における固形分の濃度、所望の膜厚等に応じて、適宜設定することができる。
組成物層の膜厚の一つの目安としては、透明性、防汚性及び膜強度の観点から、組成物能の乾燥後の膜厚は、組成物に含まれるポリマー粒子の数平均粒径の2倍以上であることが挙げられる。
一般的には、乾燥後の組成物層の厚みが50nm〜350nmであることが好ましく、100nm〜250nmであることがより好ましく、100nm〜200nmであることがさらに好ましい。
組成物層の乾燥後の膜厚が既述の範囲内であることで、反射防止性により優れた多孔質膜を形成することができる。
The application amount of the composition is not particularly limited, and can be appropriately set according to the solid content concentration, desired film thickness, and the like in the composition.
As a measure of the film thickness of the composition layer, from the viewpoint of transparency, antifouling properties and film strength, the film thickness after drying of the composition ability is the number average particle diameter of the polymer particles contained in the composition. It is mentioned that it is 2 times or more.
In general, the thickness of the composition layer after drying is preferably 50 nm to 350 nm, more preferably 100 nm to 250 nm, and even more preferably 100 nm to 200 nm.
When the film thickness of the composition layer after drying is within the above-described range, a porous film having better antireflection properties can be formed.
なお、後述する組成物層を焼成する工程に先立って、形成された組成物層を乾燥する工程を実施してもよい。 In addition, you may implement the process of drying the formed composition layer prior to the process of baking the composition layer mentioned later.
組成物層の乾燥は、室温(25℃)で行なってもよいし、加熱装置を用いて行なってもよい。加熱装置としては、目的の温度に加熱することができれば、特に限定されることなく、公知の加熱装置をいずれも用いることができる。
加熱装置としては、オーブン、電気炉等の他、製造ラインに合わせて独自に作製した加熱装置を用いることができる。
組成物層の乾燥を行う場合には、例えば、上記の加熱装置を用いて、雰囲気温度40℃〜400℃にて組成物層を加熱することにより行なってもよい。加熱乾燥を行う場合には、例えば、加熱時間を1分間〜30分間程度とすることができる。
組成物層の乾燥を行う場合の条件としては、雰囲気温度40℃〜200℃にて1分間〜10分間加熱する乾燥条件が好ましく、雰囲気温度100℃〜180℃にて1分間〜5分間加熱する乾燥条件がより好ましい。
乾燥後の組成物層の膜厚は、既述の如く50nm〜350nmであることが好ましい。
The composition layer may be dried at room temperature (25 ° C.) or using a heating device. The heating device is not particularly limited as long as it can be heated to a target temperature, and any known heating device can be used.
As the heating device, an oven, an electric furnace, or the like, or a heating device uniquely manufactured according to the production line can be used.
In the case of drying the composition layer, for example, the composition layer may be heated at an atmospheric temperature of 40 ° C. to 400 ° C. using the above heating device. In the case of performing heat drying, for example, the heating time can be about 1 minute to 30 minutes.
As a condition for drying the composition layer, a drying condition of heating at an atmospheric temperature of 40 ° C. to 200 ° C. for 1 minute to 10 minutes is preferable, and heating is performed at an atmospheric temperature of 100 ° C. to 180 ° C. for 1 minute to 5 minutes. Drying conditions are more preferred.
The thickness of the composition layer after drying is preferably 50 nm to 350 nm as described above.
〔形成された多孔質膜形成用組成物層を焼成する工程〕
本工程では、形成された組成物層を焼成する。焼成により、組成物層に含まれる特定粒子におけるポリマー粒子部分が消失することで空孔が形成され、反射防止性が顕著に向上する。
また、空孔は周縁を無機成分であるシリカ被覆層、金属酸化物粒子の結合体などで被覆されていることから、焼成後に形成される多孔質膜の表面に空孔が露出することが効果的に抑制される。
また、組成物層を焼成することにより、組成物層の膜の硬度がさらに高まり、耐傷性がより向上する効果がある。
[Step of firing the formed porous membrane-forming composition layer]
In this step, the formed composition layer is fired. By firing, pores are formed by the disappearance of the polymer particle portion in the specific particles contained in the composition layer, and the antireflection property is remarkably improved.
In addition, since the pores are covered with a silica coating layer, which is an inorganic component, and a combination of metal oxide particles, the periphery of the pores is effective to expose the surface of the porous film formed after firing. Is suppressed.
Moreover, by baking the composition layer, the hardness of the film of the composition layer is further increased, and the scratch resistance is further improved.
組成物層の焼成は、加熱装置を用いて行なうことができる。加熱装置としては、目的の温度に加熱することができれば、特に限定されることなく、公知の加熱装置をいずれも用いることができる。加熱装置としては、電気炉等の他、製造ラインに合わせて独自に作製した焼成装置を用いることができる。
組成物層の焼成温度は、ポリマー粒子の種類、サイズに応じて適宜決定することができる。
例えば、焼成温度(雰囲気温度)は、450℃以上800℃以下とすることができ、500℃以上800℃以下であることが好ましく、600℃以上800℃以下であることがより好ましい。焼成時間は、1分間〜10分間であることが好ましく、1分間〜5分間であることがより好ましい。
Firing of the composition layer can be performed using a heating device. The heating device is not particularly limited as long as it can be heated to a target temperature, and any known heating device can be used. As the heating device, in addition to an electric furnace or the like, it is possible to use a firing device uniquely produced in accordance with a production line.
The firing temperature of the composition layer can be appropriately determined according to the type and size of the polymer particles.
For example, the firing temperature (atmosphere temperature) can be 450 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, preferably 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and more preferably 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. The firing time is preferably 1 minute to 10 minutes, and more preferably 1 minute to 5 minutes.
焼成後に形成される多孔質膜は、膜厚が50nm以上であることが好ましい。膜厚が50nm以上であると、焼成後の多孔質膜は反射防止性により優れる。
焼成後の多孔質膜は、膜厚が50nm以上350nm以下であることがより好ましく、100nm以上250nm以下が更に好ましく、100nm以上200nm以下が特に好ましい。
The porous film formed after firing preferably has a film thickness of 50 nm or more. When the film thickness is 50 nm or more, the fired porous film is more excellent in antireflection properties.
The porous film after firing preferably has a thickness of 50 nm to 350 nm, more preferably 100 nm to 250 nm, and particularly preferably 100 nm to 200 nm.
〔その他の工程〕
多孔質膜の製造方法に際しては、効果を損なわない範囲において、必要に応じて、既述の組成物を付与する工程、組成物層を焼成する工程、好ましく実施される組成物層を乾燥する工程に加え、その他の工程を含んでもよい。
その他の工程としては、洗浄工程、表面処理工程、冷却工程等が挙げられる。
[Other processes]
In the production method of the porous membrane, as long as the effect is not impaired, the step of applying the above-described composition, the step of firing the composition layer, the step of drying the composition layer that is preferably performed, as necessary In addition, other steps may be included.
Examples of other processes include a cleaning process, a surface treatment process, and a cooling process.
<基材>
多孔質膜の製造方法において、組成物層を付与する基材は、特に限定されるものではなく、多孔質膜の用途などに応じて適宜選択される。
基材としては、ガラス、樹脂、金属、セラミック、これらの複合材料等の基材が挙げられ、これらの基材のいずれも好適に用いることができる。これらの中でも、基材としては、ガラス基材が好ましい。基材としてガラス基材を用いると、ヒドロキシル基の縮合が、組成物層に含まれるシリカ、或いは好ましく含有させるシリカ粒子などが有するヒドロキシル基同士だけでなく、シリカが有するヒドロキシル基とガラス表面のヒドロキシル基との間でも発生するため、基材との密着性により優れた多孔質膜を形成することができる。
<Base material>
In the method for producing a porous membrane, the base material to which the composition layer is applied is not particularly limited, and is appropriately selected according to the use of the porous membrane.
Examples of the substrate include substrates such as glass, resin, metal, ceramic, and composite materials thereof, and any of these substrates can be suitably used. Among these, a glass substrate is preferable as the substrate. When a glass substrate is used as the substrate, the condensation of hydroxyl groups is not limited to the hydroxyl groups of the silica contained in the composition layer or the silica particles preferably contained, but also the hydroxyl groups of the silica and the glass surface hydroxyl groups. Since it also occurs between the base and the base, it is possible to form a porous film that is more excellent in adhesion to the substrate.
(多孔質膜の好ましい物性)
本開示における多孔質膜は、既述の組成物の製造方法により製造された組成物を用い、既述の多孔質膜の製造方法により得られることが好ましい。既述の製造方法により製造された多孔質膜は、反射防止性、耐傷性、及び防汚性に優れ、さらに空孔の膜表面への露出が抑制されていることから、粘着性の成分が付着した場合の除去性に優れる。
以下に、既述の製造方法により製造される多孔質膜の好ましい物性を示す。
(Preferable physical properties of porous membrane)
The porous film in the present disclosure is preferably obtained by the method for producing a porous film described above using the composition produced by the method for producing a composition described above. The porous film manufactured by the above-described manufacturing method is excellent in antireflection, scratch resistance, and antifouling properties, and further, since the exposure of pores to the film surface is suppressed, the adhesive component is Excellent removability when attached.
Below, the preferable physical property of the porous membrane manufactured by the manufacturing method as stated above is shown.
<反射防止性>
多孔質膜の反射防止性を以下の方法にて評価する。
紫外可視赤外分光光度計(型番:UV3100PC、(株)島津製作所製)を用いて、多孔質膜を形成したガラスの波長400nm〜1100nmの透過スペクトルを測定する。
得られた透過スペクトルの波長400nm〜1100nmの平均透過率(Tav)と、多孔質膜を形成していないガラス基材の平均透過率(T0av)の差分(ΔT)を、下記式(1)に従い算出する。
式(1)において、ΔTは、数値が高いほど反射防止性に優れることを示す。
ΔT=Tav−T0av 式(1)
<Antireflection>
The antireflection property of the porous film is evaluated by the following method.
Using a UV-visible-infrared spectrophotometer (model number: UV3100PC, manufactured by Shimadzu Corporation), the transmission spectrum at a wavelength of 400 nm to 1100 nm of the glass on which the porous film is formed is measured.
The difference (ΔT) between the average transmittance (Tav) at a wavelength of 400 nm to 1100 nm of the obtained transmission spectrum and the average transmittance (T 0 av) of the glass substrate not forming the porous film is expressed by the following formula (1 ).
In the formula (1), ΔT indicates that the higher the numerical value, the better the antireflection property.
ΔT = Tav−T 0 av equation (1)
少なくとも乾燥、焼成後に得られる多孔質膜における平均反射率変化ΔTの絶対値は、反射防止性の観点から、2.0%以上であることが必要であり、2.5%以上であることがより好ましい。 The absolute value of the average reflectance change ΔT in the porous film obtained at least after drying and baking is required to be 2.0% or more and 2.5% or more from the viewpoint of antireflection properties. More preferred.
<膜厚>
多孔質膜は、反射防止性の観点から、膜厚が50nm以上350nm以下であることが好ましく、100nm以上250nm以下であることがより好ましく、100nm以上200nm以下であることが更に好ましい。
<Film thickness>
The porous film preferably has a film thickness of 50 nm to 350 nm, more preferably 100 nm to 250 nm, and still more preferably 100 nm to 200 nm, from the viewpoint of antireflection properties.
<水接触角>
接触角計(ドロップマスター500、協和界面科学(株)製)を用いて、水滴1μLを多孔質膜の表面に滴下して、水滴の静的接触角を測定する。
親水性であることで防汚性がより良好となるため、水接触角は20°以下であることが必要であり、15°以下であることが好ましく、10°以下であることがより好ましい。
<Water contact angle>
Using a contact angle meter (Dropmaster 500, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), 1 μL of water droplet is dropped on the surface of the porous membrane, and the static contact angle of the water droplet is measured.
Since the antifouling property becomes better due to the hydrophilic property, the water contact angle needs to be 20 ° or less, preferably 15 ° or less, and more preferably 10 ° or less.
<指紋拭き取り性>
多孔質膜に指紋を付けた後、水で湿らしたベンコット(登録商標:旭化成(株)不織布ワイパー)で5回拭き取った後、指紋残りを目視にて観察することで評価することができる。指紋拭き取り性は油性汚れの付着しがたさの指標である。
<Fingerprint wiping>
After the fingerprint is attached to the porous film, it can be evaluated by observing the remaining fingerprint visually after wiping it with Bencot (registered trademark: non-woven wiper manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) moistened with water. Fingerprint wiping is an indicator of how hard oily dirt adheres.
<テープ剥離性>
本明細書では、多孔質膜に粘着性の成分が付着した場合の除去性の指標としてテープ剥離性を用いる。基材上に粘着剤層を有するテープを多孔質膜に貼付した場合、テープの剥離性が良好であることで、多孔質膜に付着した粘着性の成分の除去性が良好であることの目安となる。
ニチバン製セロテープ(登録商標)CT−24(幅25mm)を多孔質膜に貼り付け、引張り試験機(テンシロンRTF−1310、製品名:(株)エーアンドデイ)を用いて180°剥離試験を行い、剥離した際の剥離力(N)を測定する。剥離力が小さいほど、テープ剥離性が良好であることを示す。テープ剥離性は、7N/25mm以下であることが必要であり、5N/25mm以下が好ましい。
<Tape peelability>
In the present specification, tape peelability is used as an index of removability when an adhesive component adheres to the porous membrane. When a tape having an adhesive layer on a substrate is affixed to a porous membrane, it is a good indication that the tape has good removability, so that the adhesive component attached to the porous membrane is easily removed. It becomes.
Nichiban cello tape (registered trademark) CT-24 (width 25 mm) is attached to the porous membrane, and a 180 ° peel test is performed using a tensile tester (Tensilon RTF-1310, product name: A & D Co., Ltd.). The peel force (N) when measured is measured. It shows that tape peelability is so favorable that peeling force is small. The tape peelability is required to be 7 N / 25 mm or less, and preferably 5 N / 25 mm or less.
[積層体]
本開示における積層体は、基材上に、既述の本開示における多孔質膜形成用組成物の焼成物を有する積層体である。
基材上に、組成物の焼成物である多孔質膜を有する積層体は、既述の多孔質膜の製造方法により得られることが好ましい。
積層体は、既述の多孔質膜を有するため、反射防止性、耐傷性、防汚性、及び粘着性の成分が付着した場合の除去性に優れる。
積層体における基材は、特に限定されるものではない。基材としては、ガラス、樹脂、金属、セラミック、これらの複合材料等の基材が挙げられ、これらの基材のいずれも好適に用いることができる。
既述のように多孔質膜と基材との密着性がより良好であるという観点から、基材としては、ガラス基材が好ましい。
[Laminate]
The laminate in the present disclosure is a laminate having a fired product of the porous film forming composition in the present disclosure described above on a base material.
The laminate having a porous film that is a fired product of the composition on a substrate is preferably obtained by the method for producing a porous film described above.
Since the laminate has the porous film described above, it has excellent anti-reflection properties, scratch resistance, anti-stain properties, and removability when adhesive components are attached.
The base material in a laminated body is not specifically limited. Examples of the substrate include substrates such as glass, resin, metal, ceramic, and composite materials thereof, and any of these substrates can be suitably used.
As described above, a glass substrate is preferable as the substrate from the viewpoint of better adhesion between the porous membrane and the substrate.
<屈折率>
ガラス基材上に多孔質膜を備えた場合の積層体の屈折率は、1.3以下であることが好ましい。
屈折率は、多孔質膜を形成したガラス基材をエリプソメーターで測定し、波長633nmの屈折率を求めることができる。
<Refractive index>
The refractive index of the laminate when the porous film is provided on the glass substrate is preferably 1.3 or less.
The refractive index can be obtained by measuring the glass substrate on which the porous film is formed with an ellipsometer, and obtaining the refractive index at a wavelength of 633 nm.
ガラス基材上に、既述の製造方法により製造された多孔質膜を有する積層体は、反射防止性、耐傷性、及び防汚性に優れるため、例えば、太陽電池モジュール、監視カメラ、照明機器、標識の保護膜等の用途に好適に使用することができる。 A laminate having a porous film manufactured by the above-described manufacturing method on a glass substrate is excellent in antireflection, scratch resistance, and antifouling properties. For example, a solar cell module, a monitoring camera, and a lighting device And can be suitably used for applications such as a protective film for a label.
[太陽電池モジュール]
本開示における太陽電池モジュールは、既述の積層体を備える。
太陽電池モジュールは、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子を、太陽光が入射する側に設けられる反射防止性、耐傷性、防汚性、及び粘着性の成分が付着した場合の除去性に優れる多孔質膜を有する積層体と、ポリエステルフィルムに代表される太陽電池用バックシートと、の間に配置して構成され得る。本開示における積層体とポリエステルフィルム等の太陽電池用バックシートとの間は、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の樹脂に代表される封止材により封止される。
積層体を太陽電池モジュールに組み込む際に用いられる封止材が、例えば、積層体における多孔質膜上に付着した場合でも、表面が平滑で、空孔に起因する開口部の露出が抑制されていることから、封止材が表面に強固に密着することがなく、さらに、付着した封止材を容易に除去することができる。このため、本開示における積層体を使用することで、太陽電池モジュールの組み立てにおける歩留まりが格段に向上する。
[Solar cell module]
The solar cell module in this indication is provided with the above-mentioned layered product.
When a solar cell module is attached to a solar cell element that converts light energy of sunlight into electrical energy, antireflection, scratch resistance, antifouling, and adhesive components provided on the side where sunlight enters It can be configured by being disposed between a laminate having a porous film having excellent removability and a solar cell backsheet represented by a polyester film. Between the laminated body in this indication, and back sheets for solar cells, such as a polyester film, it seals with sealing materials represented by resin, such as ethylene-vinyl acetate copolymer, for example.
Even when the sealing material used when incorporating the laminated body into the solar cell module adheres to the porous film in the laminated body, for example, the surface is smooth and the exposure of the opening due to the pores is suppressed. Therefore, the sealing material does not adhere firmly to the surface, and the attached sealing material can be easily removed. For this reason, the yield in the assembly of the solar cell module is significantly improved by using the laminate in the present disclosure.
太陽電池モジュール、太陽電池セル等の、積層体及びバックシート以外の部材については、例えば、「太陽光発電システム構成材料」(杉本栄一監修、(株)工業調査会、2008年発行)に詳細に記載されている。太陽電池モジュールは、太陽光が入射する側に既述の本開示における積層体を備えることが好ましく、積層体を有すること以外の他の構成は問わない。 Regarding members other than the laminate and the back sheet, such as a solar battery module and a solar battery cell, for example, see “Solar power generation system constituent materials” (supervised by Eiichi Sugimoto, Industrial Research Co., Ltd., issued in 2008). Have been described. The solar cell module preferably includes the above-described laminated body in the present disclosure on the side on which sunlight enters, and other configurations other than having the laminated body are not limited.
太陽光が入射する側に設けられる基材としては、例えば、ガラス基材、アクリル樹脂等の透明樹脂などを挙げることができ、好ましくはガラス基材である。 As a base material provided in the side which sunlight injects, transparent resins, such as a glass base material and an acrylic resin, etc. can be mentioned, for example, Preferably it is a glass base material.
太陽電池モジュールに使用される太陽電池素子としては、特に制限はない。本開示における太陽電池モジュールには、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系太陽電池素子、銅−インジウム−ガリウム−セレン、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル、ガリウム−砒素等のIII−V族又はII−VI族化合物半導体系太陽電池素子など、各種公知の太陽電池素子をいずれも適用することができる。
太陽電池モジュールは、反射防止性、耐傷性、防汚性、さらに、粘着性の成分が付着した場合の除去性が良好な多孔質膜を基材(好ましくはガラス基材)上に有する積層体を備えるため、長期間使用しても、表面の多孔質膜に傷が発生したり、汚染物質が付着したりすることによる光透過性の低下が抑制され、付着した汚染物質は雨等の水で容易に除去され、さらに、粘着性の成分が付着し難く、付着しても容易に除去しうることから、長期間に亘り良好な発電効率が維持される。
There is no restriction | limiting in particular as a solar cell element used for a solar cell module. The solar cell module in the present disclosure includes silicon-based solar cell elements such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon, copper-indium-gallium-selenium, copper-indium-selenium, cadmium-tellurium, gallium-arsenide, etc. Any of various known solar cell elements such as III-V or II-VI compound semiconductor solar cell elements can be applied.
The solar cell module has a porous film on a base material (preferably a glass base material) having a good antireflection property, scratch resistance, antifouling property, and good removability when an adhesive component is attached. Therefore, even if it is used for a long period of time, the porous film on the surface is prevented from being damaged or the light transmittance due to the adhering contaminants is prevented from being reduced. In addition, since the adhesive component is difficult to adhere and can be easily removed even if it adheres, good power generation efficiency is maintained over a long period of time.
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する。本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例にいて、特に断らない限り、「%」は「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. In Examples, “%” represents “mass%” unless otherwise specified.
[実施例1]
〔多孔質膜形成用組成物1の調製〕
水 9.7g、10%酢酸水溶液0.8gを混合した後、ポリマー粒子であるネオクリル(登録商標)XK−30(カチオン性アクリル粒子、粒径63nm、固形分45.5%、DSMネオレジンズ(株)製)2.35gを加えて室温で撹拌し、シリケート化合物であるMKCシリケートMS51(SiO2分52%、三菱化学工業(株)製)3.15gを2時間かけて滴下した。滴下後、6時間撹拌を継続した後、イソプロパノール(下記表中では「IPA」と略記する) 34gで希釈して特定粒子の分散液を得た。
分散液を走査型電子顕微鏡(TEM)にて観察した画像から、ポリマーコアとシリカ成分のシェルからなるコアシェル粒子(特定粒子)が形成できたことを確認した。
金属酸化物粒子の分散物であるスノーテックス(登録商標)OS(pH2.0〜4.0、球状、粒径8nm〜11nm、固形分20%、日産化学工業(株)製)1.5gにイソプロパノール48.5gを加えて室温(25℃)にて撹拌した後、得られた特定粒子のイソプロパノール分散液 50gと混合し、実施例1の多孔質膜用組成物1を作製した。
[Example 1]
[Preparation of Composition 1 for Forming Porous Film]
After mixing 9.7 g of water and 0.8 g of 10% aqueous acetic acid, polymer particles Neoacryl (registered trademark) XK-30 (cationic acrylic particles, particle size 63 nm, solid content 45.5%, DSM Neo Resins Co., Ltd.) 2.35 g)) was added and stirred at room temperature, and 3.15 g of MKC silicate MS51 (SiO 2 min 52%, Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), a silicate compound, was added dropwise over 2 hours. After dropping, stirring was continued for 6 hours, and then diluted with 34 g of isopropanol (abbreviated as “IPA” in the following table) to obtain a dispersion of specific particles.
From an image obtained by observing the dispersion with a scanning electron microscope (TEM), it was confirmed that core-shell particles (specific particles) composed of a polymer core and a shell of a silica component could be formed.
1.5 g of SNOWTEX (registered trademark) OS (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 8 nm to 11 nm, solid content 20%, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) which is a dispersion of metal oxide particles 48.5 g of isopropanol was added and stirred at room temperature (25 ° C.), and then mixed with 50 g of an isopropanol dispersion of the obtained specific particles to prepare the porous membrane composition 1 of Example 1.
以下に示す各成分の詳細は以下に示すとおりである。各成分は、表1〜表3において略称で示すことがある。なお、下記金属酸化物粒子の粒径は、表面積平均粒径を示す。
(ポリマー粒子)
ネオクリル(登録商標)XK−30(カチオン性アクリル粒子、数平均粒径49nm、固形分45.5%、DSMネオレジンズ(株)製)
(シリケート化合物:メチルシリケートオリゴマー)
MKCシリケートMS51(SiO2分52%、三菱化学工業(株))
(金属酸化物粒子:シリカ粒子)
スノーテックス(登録商標)OXS(pH2.0〜4.0、球状、粒径4nm〜6nm、固形分10%、日産化学工業(株))
スノーテックス(登録商標)OS(pH2.0〜4.0、球状、粒径8nm〜11nm、固形分20%、日産化学工業(株))
スノーテックス(登録商標)O−40(pH2.0〜4.0、球状、粒径20nm〜25nm、固形分40%、日産化学工業(株))
スノーテックス(登録商標)OL(pH2.0〜4.0、球状、粒径40nm〜50nm、固形分20%、日産化学工業(株))
スノーテックス(登録商標)OYL(pH2.0〜4.0、球状、粒径50nm〜80nm、固形分20%、日産化学工業(株))
スノーテックス(登録商標)OUP(pH2.0〜4.0、鎖状、一次粒子径10nm〜20nm、二次粒子径40nm〜100nm、固形分15%、日産化学工業(株))
オルガノシリカゾルIPA−ST(イソプロパノール分散液、粒径10〜15nm、固形分30%、日産化学工業(株))
(金属酸化物粒子:アルミナ粒子)
アルミナゾルAS−520(pH3〜5、粒径15nm〜30nm、固形分20%、日産化学工業(株))
The detail of each component shown below is as showing below. Each component may be abbreviated in Tables 1 to 3. In addition, the particle size of the following metal oxide particle shows a surface area average particle diameter.
(Polymer particles)
Neokrill (registered trademark) XK-30 (cationic acrylic particles, number average particle size 49 nm, solid content 45.5%, manufactured by DSM Neo Resins Co., Ltd.)
(Silicate compound: methyl silicate oligomer)
MKC silicate MS51 (SiO 2 min 52%, Mitsubishi Chemical Co., Ltd.)
(Metal oxide particles: silica particles)
Snowtex (registered trademark) OXS (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 4 nm to 6 nm, solid content 10%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
Snowtex (registered trademark) OS (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 8 nm to 11 nm, solid content 20%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
Snowtex (registered trademark) O-40 (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 20 nm to 25 nm, solid content 40%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
Snowtex (registered trademark) OL (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 40 nm to 50 nm, solid content 20%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
Snowtex (registered trademark) OYL (pH 2.0 to 4.0, spherical, particle size 50 nm to 80 nm, solid content 20%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
Snowtex (registered trademark) OUP (pH 2.0 to 4.0, chain, primary particle size 10 nm to 20 nm, secondary particle size 40 nm to 100 nm, solid content 15%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
Organosilica sol IPA-ST (isopropanol dispersion, particle size 10-15 nm, solid content 30%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
(Metal oxide particles: Alumina particles)
Alumina sol AS-520 (pH 3-5, particle size 15 nm-30 nm, solid content 20%, Nissan Chemical Industries, Ltd.)
[実施例2]
〔多孔質膜形成用組成物2の調製〕
水 9.7g、10%酢酸水溶液0.8gを混合した後、ネオクリルXK−30 2.35g及びスノーテックスOS 1.5gを加えて室温で撹拌し、混合物を得た。得られた混合物にMKCシリケートMS51 3.15gを2時間かけて滴下した。滴下後、6時間撹拌を継続した後、イソプロパノール 82.5gで希釈して、特定粒子の分散物である実施例2の多孔質膜用組成物2を作製した。
[Example 2]
[Preparation of Composition 2 for Forming Porous Film]
After mixing 9.7 g of water and 0.8 g of 10% acetic acid aqueous solution, 2.35 g of Neokryl XK-30 and 1.5 g of Snowtex OS were added and stirred at room temperature to obtain a mixture. To the obtained mixture, 3.15 g of MKC silicate MS51 was added dropwise over 2 hours. After dripping, stirring was continued for 6 hours, and then diluted with 82.5 g of isopropanol to prepare a porous membrane composition 2 of Example 2 as a dispersion of specific particles.
[実施例3〜実施例8、比較例1、比較例2、比較例4、比較例5]
〔多孔質膜形成用組成物の調製〕
組成物の調製に用いるシリカ粒子の含有量、イソプロパノールの含有量を下記表1〜表2に記載の如く変更した以外は、実施例2と同様にして、実施例3〜実施例8、比較例1、比較例2、比較例4及び比較例5の多孔質膜形成用組成物を作製した。
[Examples 3 to 8, Comparative Example 1, Comparative Example 2, Comparative Example 4, Comparative Example 5]
(Preparation of porous film forming composition)
Except that the content of silica particles and the content of isopropanol used in the preparation of the composition were changed as described in Tables 1 and 2 below, Examples 3 to 8 and Comparative Examples were made in the same manner as Example 2. The composition for forming a porous film of 1, Comparative Example 2, Comparative Example 4 and Comparative Example 5 was prepared.
[比較例3]
実施例1において、シリケート化合物であるMKCシリケートMS51を用いず、スノーテックスOS、イソプロパノール等を表2の記載に従った量で含有する組成物を混合により調製して、比較例3の多孔質膜用組成物を作製した。
[Comparative Example 3]
In Example 1, a porous film of Comparative Example 3 was prepared by mixing a composition containing Snowtex OS, isopropanol and the like according to the description in Table 2 without using MKC silicate MS51 which is a silicate compound. A composition for use was prepared.
[実施例9〜実施例13、比較例7、比較例8]
組成物の調製に用いる金属酸化物粒子の種類と量、イソプロパノールの添加量を下記表3に記載の如く変更した以外は、実施例2と同様にして、実施例9〜実施例13、比較例7及び比較例8の多孔質膜形成用組成物を作製した。
[Examples 9 to 13, Comparative Example 7, Comparative Example 8]
Example 9 to Example 13, Comparative Example, except that the type and amount of metal oxide particles used in the preparation of the composition and the amount of isopropanol added were changed as shown in Table 3 below. 7 and the composition for forming a porous film of Comparative Example 8 were prepared.
〔多孔質膜の作製〕
得られた各多孔質膜用組成物を、無アルカリガラスOA−10G(日本電気硝子(株)、厚さ7mm)に、スピンコーターを用いて回転数1000rpm(回/分)で塗布した後、100℃のオーブンに入れ2分間加熱乾燥させで組成物層を形成した。得られた組成物層を有するガラス基材をマッフル炉にて700℃で2分間焼成して、ガラス基材上に多孔質膜を形成させた。
[Preparation of porous membrane]
After apply | coating each obtained composition for porous membranes to alkali free glass OA-10G (Nippon Electric Glass Co., Ltd., thickness 7mm) using a spin coater at rotation speed 1000rpm (times / min), The composition layer was formed by heating in a 100 ° C. oven for 2 minutes. The obtained glass substrate having the composition layer was fired at 700 ° C. for 2 minutes in a muffle furnace to form a porous film on the glass substrate.
〔多孔質膜の評価〕
得られた多孔質膜を、以下の基準にて評価した。結果を下記表1〜表3に示す。
[Evaluation of porous membrane]
The obtained porous membrane was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Tables 1 to 3 below.
<屈折率>
ガラス基材上に多孔質膜を形成した積層体をエリプソメーターで測定し、波長633nmの屈折率を求めた。
<Refractive index>
The laminate in which the porous film was formed on the glass substrate was measured with an ellipsometer, and the refractive index at a wavelength of 633 nm was determined.
<水接触角>
接触角計(協和界面科学(株)製)を用いて、水滴1μLを多孔質膜の表面に滴下して、水滴の静的接触角を測定した。
<Water contact angle>
Using a contact angle meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.), 1 μL of a water droplet was dropped on the surface of the porous membrane, and the static contact angle of the water droplet was measured.
<反射防止性>
紫外可視赤外分光光度計(型番:UV3100PC、(株)島津製作所製)を用いて、多孔質膜を形成したガラス基材の波長400nm〜1100nmの透過スペクトルを測定した。
得られた透過スペクトルの波長400nm〜1100nmの平均透過率(Tav)と、多孔質膜を形成していないガラス基材の平均透過率(T0av)の差分(ΔT)を、下記式(1)に従い算出した。なお、ΔTは、数値が高いほど反射防止(AR)性に優れることを示す。なお、表中での評価項目は「AR性」と記載する。
ΔT=Tav−T0av 式(1)
<Antireflection>
Using a UV-visible infrared spectrophotometer (model number: UV3100PC, manufactured by Shimadzu Corporation), the transmission spectrum of the glass substrate having the porous film formed thereon was measured at a wavelength of 400 nm to 1100 nm.
The difference (ΔT) between the average transmittance (Tav) at a wavelength of 400 nm to 1100 nm of the obtained transmission spectrum and the average transmittance (T 0 av) of the glass substrate not forming the porous film is expressed by the following formula (1 ). In addition, (DELTA) T shows that it is excellent in antireflection (AR) property, so that a numerical value is high. The evaluation item in the table is described as “AR property”.
ΔT = Tav−T 0 av equation (1)
<指紋拭き取り性>
反射防止膜に指紋を付けた後、水で湿らしたベンコット(登録商標:旭化成(株)不織布ワイパー)で5回拭き取った後、指紋残りを目視にて観察した。
A:指紋が無くなった
B:指紋が僅かに残った
C:指紋が明らかに残り、実用上問題がある
<Fingerprint wiping>
After attaching a fingerprint to the antireflection film, it was wiped five times with Bencot (registered trademark: non-woven wiper manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) moistened with water, and the remaining fingerprint was visually observed.
A: Fingerprints disappeared B: Fingerprints remained slightly C: Fingerprints remained clearly, causing problems in practical use
<テープ剥離性>
ニチバン製セロテープ(登録商標)CT−24(幅25mm)を反射防止膜に貼り付け、テンシロンを用いて180°剥離した際の剥離力(N)を測定した。剥離力が小さいほど、テープ剥離性が良いことを示す。
なお、下記表1〜表3における「シリカ成分」の含有比率は、「組成物中に含まれるシリケート化合物由来のシリカ成分」の含有比率を表す。
<Tape peelability>
Nichiban cello tape (registered trademark) CT-24 (width 25 mm) was attached to the antireflection film, and the peel force (N) when peeled 180 ° using Tensilon was measured. It shows that tape peelability is so good that peeling force is small.
In addition, the content ratio of the “silica component” in the following Tables 1 to 3 represents the content ratio of the “silica component derived from the silicate compound contained in the composition”.
表1〜表3に示すように、実施例の多孔質膜は、反射防止性、防汚性、テープ剥離性のいずれにも優れていた。また、実施例1と実施例2との対比より、ポリマー粒子と金属酸化物粒子との混合物を調製した後、シリケート化合物を添加して特定粒子を調製して得た多孔質膜形成用組成物の焼成物である多孔質膜は、防汚性、テープ剥離性がより良好であることが分る。
他方、金属酸化物粒子を含まない比較例1は防汚性に劣っていた。ポリマー粒子と、シリケート化合物由来のシリカ成分と、金属酸化物粒子とを含んでいても含有量が本開示における組成物にて規定する量の範囲外である比較例2、4及び5では、反射防止性とテープ剥離性のいずれかに劣っていた。また、シリカ被覆層を有しないポリマー粒子を用いた比較例3は、テープ剥離性に劣っていた。さらに、金属酸化物粒子であるシリカ粒子の粒径が大きすぎる比較例7及び8は、いずれも防汚性が不十分であった。
As shown in Tables 1 to 3, the porous membranes of the examples were excellent in all of antireflection properties, antifouling properties, and tape peelability. Further, from the comparison between Example 1 and Example 2, after preparing a mixture of polymer particles and metal oxide particles, a composition for forming a porous film obtained by adding a silicate compound to prepare specific particles It can be seen that the porous film, which is a fired product, has better antifouling properties and tape peelability.
On the other hand, Comparative Example 1 containing no metal oxide particles was inferior in antifouling properties. In Comparative Examples 2, 4, and 5, in which the content is outside the range defined by the composition in the present disclosure even though the polymer particles, the silica component derived from the silicate compound, and the metal oxide particles are included It was inferior to either prevention property or tape peelability. Moreover, the comparative example 3 using the polymer particle which does not have a silica coating layer was inferior to tape peelability. Further, Comparative Examples 7 and 8 in which the particle size of the silica particles, which are metal oxide particles, was too large, were insufficient in antifouling properties.
Claims (9)
シリケート化合物由来のシリカ成分と、
表面積平均粒径が1nm〜30nmである金属酸化物粒子と、
分散媒体と、を含有し、
前記ポリマー粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して28質量%〜37質量%であり、シリケート化合物由来のシリカ成分の含有量が組成物中の全固形分に対して33質量%〜67質量%であり、かつ、前記金属酸化物粒子の含有量が組成物中の全固形分に対して5質量%〜30質量%であり、前記ポリマー粒子の表面の少なくとも一部がシリケート化合物由来のシリカ成分で被覆された、多孔質膜形成用組成物。 Polymer particles;
A silica component derived from a silicate compound;
Metal oxide particles having a surface area average particle size of 1 nm to 30 nm;
A dispersion medium,
The content of the polymer particles is 28% by mass to 37% by mass with respect to the total solid content in the composition, and the content of the silica component derived from the silicate compound is 33% by mass with respect to the total solid content in the composition. ˜67% by mass, the content of the metal oxide particles is 5% by mass to 30% by mass with respect to the total solid content in the composition, and at least a part of the surface of the polymer particles is a silicate compound. A composition for forming a porous film coated with a silica component derived therefrom.
得られた混合物にシリケート化合物を添加して、表面の少なくとも一部がシリカで被覆されたポリマー粒子を得る工程、を含む、
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の多孔質膜形成用組成物の製造方法。 Mixing polymer particles and metal oxide particles having a surface area average particle diameter of 1 nm to 30 nm to prepare a mixture; and
Adding a silicate compound to the resulting mixture to obtain polymer particles having at least a portion of the surface coated with silica,
The manufacturing method of the composition for porous film formation of any one of Claims 1-5.
形成された多孔質膜形成用組成物層を焼成する工程と、
を含む多孔質膜の製造方法。 A step of providing a porous film-forming composition layer by applying the porous film-forming composition according to any one of claims 1 to 5 on a substrate;
Firing the formed porous membrane-forming composition layer; and
The manufacturing method of the porous membrane containing this.
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