JP2008272741A - Method of manufacturing composite silica particle film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリカ粒子間の空隙に液体が保持されてなる複合シリカ粒子膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a composite silica particle film in which a liquid is held in voids between silica particles.
従来より、支持体上に粒子膜を形成した積層体が知られている。例えば特許文献1には、支持体上に塗布により形成された機能性微粒子含有層を圧縮することにより得られる機能性微粒子の圧縮層を含む機能性膜が開示されている。また特許文献1には、前記機能性膜に透明物質を含浸させることにより、粒子膜表面の光散乱を抑制できることも開示されている。 Conventionally, a laminate in which a particle film is formed on a support is known. For example, Patent Document 1 discloses a functional film including a compressed layer of functional fine particles obtained by compressing a functional fine particle-containing layer formed by coating on a support. Patent Document 1 also discloses that light scattering on the surface of the particle film can be suppressed by impregnating the functional film with a transparent substance.
しかしながら、前記の粒子膜は、機能性微粒子含有層を形成した後、該層を圧縮する必要があった。そのため、粒子膜における粒子の配列が歪んだり、粒子自体がダメージを受けることがあった。
本発明者らは、機能性微粒子として特定の材料を用いることにより、圧縮することなく粒子膜を形成することが可能となることを見出し、本発明に至った。
However, it is necessary to compress the layer after forming the functional fine particle-containing layer. Therefore, the arrangement of the particles in the particle film may be distorted or the particles themselves may be damaged.
The present inventors have found that by using a specific material as the functional fine particles, a particle film can be formed without compression, and the present invention has been achieved.
すなわち本発明は、粒子間の空隙に液体が保持されてなる複合シリカ粒子膜の製造方法であって、
シリカが溶媒にコロイド状に分散されてなるコロイダルシリカ塗布液を支持体上に塗布し、塗布膜を形成する工程、
前記塗布膜から溶媒を除去してシリカ粒子膜を作製する工程、
前記シリカ粒子膜を形成するシリカ粒子間の空隙に液体を供給し、前記液体を保持させる工程
からなる複合シリカ粒子膜の製造方法である。
That is, the present invention is a method for producing a composite silica particle film in which a liquid is held in voids between particles,
A step of applying a colloidal silica coating liquid in which silica is colloidally dispersed in a solvent on a support to form a coating film;
Removing the solvent from the coating film to produce a silica particle film,
It is a manufacturing method of the composite silica particle film | membrane consisting of the process of supplying a liquid to the space | gap between the silica particles which form the said silica particle film, and hold | maintaining the said liquid.
本発明によれば、圧縮することなく粒子膜を形成することが可能であるため、材料として用いるコロイダルシリカの性状を維持し、かつ粒子の配列に乱れのないシリカ粒子膜を形成することができる。このようなシリカ粒子膜に、目的に応じた液体を保持させることにより、優れた機能を発現し得る複合シリカ粒子膜とすることができる。 According to the present invention, since it is possible to form a particle film without compression, it is possible to form a silica particle film that maintains the properties of the colloidal silica used as the material and does not disturb the particle arrangement. . By holding a liquid according to the purpose in such a silica particle film, a composite silica particle film that can exhibit an excellent function can be obtained.
本発明における支持体の材料は特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の公知の樹脂や、ガラス等を挙げることができる。支持体は、単一の層からなる単層基材であってもよく、2層以上の層からなる多層基材であってもよい。また薬剤や各種添加剤などを含有していてもよい。
透明性および可とう性の観点からは、オレフィン系樹脂、塩素含有樹脂、フッ素含有樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、セルロース系樹脂、ポリカーボネート樹脂等から形成される支持体であることが好ましい。支持体は、シリカ粒子膜、あるいは複合シリカ粒子膜を作製した後、任意の方法で除去することもできる。支持体の形状、大きさ、厚さは特に限定されるものではない。
The material for the support in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include known resins such as thermoplastic resins and thermosetting resins, and glass. The support may be a single-layer substrate composed of a single layer or a multilayer substrate composed of two or more layers. Moreover, a chemical | medical agent, various additives, etc. may be contained.
From the viewpoint of transparency and flexibility, it is a support formed from an olefin resin, chlorine-containing resin, fluorine-containing resin, polyester resin, acrylic resin, styrene resin, cellulose resin, polycarbonate resin, or the like. It is preferable. The support can be removed by any method after producing a silica particle film or a composite silica particle film. The shape, size, and thickness of the support are not particularly limited.
本発明では、シリカが溶媒にコロイド状に分散されてなるコロイダルシリカ塗布液を用いる。前記溶媒は、通常水である。該塗布液には、シリカの分散の安定化などを目的として、例えば界面活性剤、有機系電解質などの添加剤を添加してもよい。塗布液が界面活性剤を含む場合、その含有量は溶媒100重量部に対し、通常0.1重量部以下である。用いられる界面活性剤は特に限定されるものではなく、例えばアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。 In the present invention, a colloidal silica coating liquid in which silica is colloidally dispersed in a solvent is used. The solvent is usually water. For the purpose of stabilizing the dispersion of silica, an additive such as a surfactant or an organic electrolyte may be added to the coating solution. When a coating liquid contains surfactant, the content is 0.1 weight part or less normally with respect to 100 weight part of solvents. The surfactant used is not particularly limited, and examples thereof include an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant.
アニオン性界面活性剤としては、カルボン酸のアルカリ金属塩が挙げられ、具体的にはカプリル酸ナトリウム、カプリル酸カリウム、デカン酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ステアリン酸テトラメチルアンモニウム、ステアリン酸ナトリウムなどが挙げられる。特に、炭素原子数6〜10のアルキル鎖を有するカルボン酸のアルカリ金属塩が好ましい。 Examples of the anionic surfactant include alkali metal salts of carboxylic acid, specifically sodium caprylate, potassium caprylate, sodium decanoate, sodium caproate, sodium myristate, potassium oleate, tetramethyl stearate. Examples include ammonium and sodium stearate. In particular, an alkali metal salt of a carboxylic acid having an alkyl chain having 6 to 10 carbon atoms is preferable.
カチオン性界面活性剤としては、例えば、塩化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ジ
オクタデシルジメチルアンモニウム、臭化−N−オクタデシルピリジニウム、臭化セチルトリエチルホスホニウムなどが挙げられる。
Examples of the cationic surfactant include cetyltrimethylammonium chloride, dioctadecyldimethylammonium chloride, -N-octadecylpyridinium bromide, cetyltriethylphosphonium bromide, and the like.
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ソルビタン脂肪酸エステルグリセリン脂肪酸エステルなどが挙げられる。
両性界面活性剤としては、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタインなどが挙げられる。
Examples of the nonionic surfactant include sorbitan fatty acid ester glycerin fatty acid ester and the like.
Examples of amphoteric surfactants include 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolinium betaine and lauric acid amidopropyl betaine.
塗布液が有機系電解質を含む場合、その含有量は溶媒100重量部に対し、通常0.01重量部以下である。本発明における有機系電解質とは、電離性イオン性基を有する有機化合物のうちで界面活性剤でないものを指す。例えば、p−トルエンスルホン酸ナトリウム、ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ブチルスルホン酸カリウム、フェニルホスフィン酸ナトリウム、ジエチルリン酸ナトリウムなどが挙げられる。該有機系電解質はベンゼンスルホン酸誘導体であることが好ましい。 When the coating solution contains an organic electrolyte, the content is usually 0.01 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the solvent. The organic electrolyte in the present invention refers to an organic compound having an ionizable ionic group that is not a surfactant. Examples thereof include sodium p-toluenesulfonate, sodium benzenesulfonate, potassium butylsulfonate, sodium phenylphosphinate, sodium diethylphosphate, and the like. The organic electrolyte is preferably a benzenesulfonic acid derivative.
使用するコロイダルシリカは、形成される層の均一さと緻密さの観点から、球状であることが好ましい。球状のシリカ粒子が鎖状に連なった、いわゆる鎖状シリカなどのコロイダルシリカを使用することもできる。コロイダルシリカを用いることにより、圧縮することなく、粒子同士が強固に結合した粒子膜を作製することができる。 The colloidal silica to be used is preferably spherical from the viewpoint of uniformity and density of the formed layer. Colloidal silica such as so-called chain silica in which spherical silica particles are linked in a chain can also be used. By using colloidal silica, it is possible to produce a particle film in which particles are firmly bonded to each other without being compressed.
本発明で用いる塗布液は、シリカ以外の固形成分を含んでいてもよい。シリカ以外の固形成分を含む塗布液を用いた場合には、形成される粒子膜はシリカと該固形成分から形成される膜となる。使用する塗布液がシリカ以外の固形成分を含む場合、その含有量は、通常シリカ100重量部に対し10重量部以下である。 The coating liquid used in the present invention may contain a solid component other than silica. When a coating solution containing a solid component other than silica is used, the formed particle film is a film formed from silica and the solid component. When the coating liquid to be used contains a solid component other than silica, the content is usually 10 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of silica.
本発明で用いるコロイダルシリカの粒子径(Da)は、1〜1000nmであることが好ましく、50〜1000nmであることがより好ましく、70〜500nmであることがさらに好ましい。このような粒子径のコロイダルシリカを用いることにより、毛管現象によって液が粒子間の空隙に供給されやすくなる。なお、使用するコロイダルシリカのうち、80重量%以上のコロイダルシリカの粒子径が前記範囲であることが好ましく、90重量%以上のコロイダルシリカの粒子径が前記範囲であることがより好ましい。
コロイダルシリカの粒子径(Da)は、動的光散乱法やシアーズ法、BET法、レーザー回折散乱法等により、球相当径として求めることができる。測定方法は、コロイダルシリカの大きさにより適宜選定すればよい。たとえば数十nm以下の微小な粒子はBET法またはレーザー回折散乱法を用いることが好ましい。動的光散乱法による粒子径の測定は、市販の粒度分布測定装置を使用して行なうことができる。シアーズ法とは、Analytical Chemistry,vol.28,P.1981−1983,1956に記載された方法であって、コロイダルシリカの平均粒子径の測定に適用される分析手法であり、pH=3のコロイダルシリカ分散液をpH=9にするまでに消費されるNaOHの量から表面積を求め、求めた表面積から球相当径を算出する方法である。
The particle diameter (Da) of the colloidal silica used in the present invention is preferably 1-1000 nm, more preferably 50-1000 nm, and even more preferably 70-500 nm. By using colloidal silica having such a particle size, the liquid is easily supplied to the voids between the particles by capillary action. In addition, it is preferable that the particle diameter of 80 weight% or more colloidal silica is the said range among the colloidal silica to be used, and it is more preferable that the particle diameter of 90 weight% or more colloidal silica is the said range.
The particle diameter (Da) of colloidal silica can be determined as a sphere equivalent diameter by a dynamic light scattering method, a Sears method, a BET method, a laser diffraction scattering method, or the like. What is necessary is just to select a measuring method suitably with the magnitude | size of colloidal silica. For example, the BET method or the laser diffraction / scattering method is preferably used for fine particles of several tens of nm or less. The particle diameter can be measured by a dynamic light scattering method using a commercially available particle size distribution measuring apparatus. The Sears method is referred to Analytical Chemistry, vol. 28, p. 1981-1983, 1956, which is an analytical technique applied to the measurement of the average particle size of colloidal silica, and is consumed until the pH = 3 colloidal silica dispersion is brought to pH = 9. In this method, the surface area is determined from the amount of NaOH, and the equivalent sphere diameter is calculated from the determined surface area.
また、本発明のシリカに替えて、圧縮工程を経ずに粒子膜を形成できる性状を有する粒子であれば素材に特に限定は無く、無機微粒子、有機微粒子、いずれも粒子膜に用いることができる。無機微粒子の例としては、金属微粒子、金属酸化物微粒子、金属水酸化物微粒子、金属炭酸塩微粒子、金属硫酸塩微粒子等が挙げられる。金属微粒子の金属元素としては、金、パラジウム、白金、銀などが挙げられる。金属酸化物微粒子、金属水酸化物微粒子、金属炭酸塩微粒子、金属硫酸塩微粒子における金属元素としては、珪素、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、マンガン、鉄、セリウム、ニッケル、スズなどが挙げられる。有機微粒子の例としては、スチレン系重合体、アクリル系重合体、シロキサン系重合体、アミン系重合体、ウレタン系重合体の微粒子等が挙げられる。具体的にはポリスチレン,ポリアクリル,ポリアミド,ポリイミド,ポリウレタン,ポリカーボネート,シリコン系等の有機微粒子が挙げられる。
In addition, the material is not particularly limited as long as it is a particle having a property capable of forming a particle film without undergoing a compression step instead of the silica of the present invention, and any of inorganic fine particles and organic fine particles can be used for the particle film. . Examples of the inorganic fine particles include metal fine particles, metal oxide fine particles, metal hydroxide fine particles, metal carbonate fine particles, and metal sulfate fine particles. Examples of the metal element of the metal fine particles include gold, palladium, platinum, and silver. As metal elements in metal oxide fine particles, metal hydroxide fine particles, metal carbonate fine particles, metal sulfate fine particles, silicon, aluminum, zinc, magnesium, calcium, barium, titanium, zirconium, manganese, iron, cerium, nickel, Examples include tin. Examples of the organic fine particles include fine particles of a styrene polymer, an acrylic polymer, a siloxane polymer, an amine polymer, a urethane polymer, and the like. Specific examples include organic particles such as polystyrene, polyacryl, polyamide, polyimide, polyurethane, polycarbonate, and silicon.
本発明の第一の工程は、前記したようなコロイダルシリカ塗布液を支持体上に塗布し、塗布膜を形成する工程である。
本発明において、コロイダルシリカ塗布液を支持体上に塗布する方法は特に限定されるものではなく、例えば、グラビアコーティング、リバースコーティング、刷毛ロールコーティング、スプレーコーティング、キスコーティング、ダイコーティング、ディッピング、バーコーティングなどの公知の方法で塗布することができる。コロイダルシリカ塗布液の塗布量、塗布回数は特に限定されるものではないが、塗布膜厚みの均一性の観点から、1回の塗工で塗布する量を1〜20g/m2とすることが好ましい。
The first step of the present invention is a step of applying a colloidal silica coating solution as described above onto a support to form a coating film.
In the present invention, the method for applying the colloidal silica coating solution on the support is not particularly limited. For example, gravure coating, reverse coating, brush roll coating, spray coating, kiss coating, die coating, dipping, bar coating It can apply | coat by well-known methods, such as. The coating amount of the colloidal silica coating solution and the number of coatings are not particularly limited, but from the viewpoint of the uniformity of the coating film thickness, the coating amount in one coating may be 1 to 20 g / m 2. preferable.
コロイダルシリカ塗布液を塗布する前に、支持体表面にコロナ処理、オゾン処理、プラズマ処理、フレーム処理、電子線処理、アンカーコート処理、洗浄処理などの前処理を行なってもよい。 Before applying the colloidal silica coating solution, pretreatment such as corona treatment, ozone treatment, plasma treatment, flame treatment, electron beam treatment, anchor coating treatment, and washing treatment may be performed on the support surface.
本発明の第二の工程は、前記塗布膜から溶媒を除去してシリカ粒子膜を作製する工程である。溶媒の除去は、例えば、常圧下、または減圧下における加熱により行なうことができる。溶媒を除去する際の圧力、加熱温度は、使用する溶媒に応じて適宜選択することができる。例えば、溶媒が水であるときは、一般的には20〜80℃で乾燥することができる。 The second step of the present invention is a step of producing a silica particle film by removing the solvent from the coating film. The removal of the solvent can be performed, for example, by heating under normal pressure or reduced pressure. The pressure at the time of removing the solvent and the heating temperature can be appropriately selected according to the solvent to be used. For example, when the solvent is water, it can be generally dried at 20 to 80 ° C.
第二の工程によって形成されるシリカ粒子膜の厚みは特に限定されず、目的によって適宜設定することができる。通常、前記シリカ粒子膜は0.3〜9μmであり、好ましくは2〜6μmである。 The thickness of the silica particle film formed by the second step is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the purpose. Usually, the said silica particle film is 0.3-9 micrometers, Preferably it is 2-6 micrometers.
本発明の第三の工程は、前記シリカ粒子膜を形成するシリカ粒子間の空隙に液体を供給し、前記液体を保持させる工程である。第二の工程で形成するシリカ粒子膜は、粒子同士が部分的に接して形成されているため、粒子間に空隙が存在する。本発明のように、まず粒子膜を作製し、その後粒子膜の空隙に液体を供給することで、粒子間への液体の供給率を自由に制御し、様々な機能を付与することができる。 The third step of the present invention is a step of supplying a liquid to the gaps between the silica particles forming the silica particle film and holding the liquid. Since the silica particle film formed in the second step is formed so that the particles are partially in contact with each other, voids exist between the particles. As in the present invention, first, a particle film is prepared, and then liquid is supplied to the voids of the particle film, whereby the liquid supply rate between the particles can be freely controlled and various functions can be imparted.
供給する液体の種類は特に限定されるものではなく、発現させたい機能に応じた各種液体を供給することができ、例えば各種樹脂やその前駆体、溶媒、イオン性液体、活性物質等が挙げられる。
例えばシリカと屈折率が近い非揮発性の有機溶媒を液体として用いると、粒子膜の空隙に該液体を供給することで粒子の規則的配列が原因で生じる特異的な反射ピークを、全体的な反射率を低く抑えたまま平坦化することができる。また、揮発性薬剤を液体として用いると、粒子間の空隙に供給された薬剤は粒子間の空隙で非常に微小な液滴となるため蒸気圧降下が起こり、薬剤の揮発速度が遅くなる。この機能を用いて薬剤徐放膜を作製することが可能である。本発明の複合シリカ粒子膜は、強度に優れ、支持体としてフィルムを用いた際は可とう性にも優れるため、高い強度を持つフレキシブルな膜として、様々な用途に用いることができる。
The type of liquid to be supplied is not particularly limited, and various liquids can be supplied according to the function desired to be expressed. Examples thereof include various resins and precursors thereof, solvents, ionic liquids, active substances, and the like. .
For example, when a non-volatile organic solvent having a refractive index close to that of silica is used as the liquid, a specific reflection peak caused by the regular arrangement of the particles by supplying the liquid to the voids of the particle film, Flattening can be performed while keeping the reflectance low. In addition, when a volatile drug is used as a liquid, the drug supplied to the gaps between the particles becomes very fine droplets in the gaps between the particles, so that a vapor pressure drop occurs and the volatilization rate of the drug is slowed down. It is possible to produce a drug sustained-release membrane using this function. The composite silica particle film of the present invention is excellent in strength and is excellent in flexibility when a film is used as a support. Therefore, the composite silica particle film can be used for various applications as a flexible film having high strength.
シリカ粒子膜に供給する液体液体の粘度は限定されるものではないが、粒子膜への供給しやすさの観点から200Pa・s以下であることが好ましく、1.5Pa・s以下であることがより好ましい。シリカ粒子膜に供給する液体の粘度の測定は、市販の粘度計を使用して行うことができる。 The viscosity of the liquid liquid supplied to the silica particle film is not limited, but is preferably 200 Pa · s or less, more preferably 1.5 Pa · s or less from the viewpoint of easy supply to the particle film. preferable. The viscosity of the liquid supplied to the silica particle film can be measured using a commercially available viscometer.
本発明において、シリカ粒子膜に液体を供給する方法は特に限定されるものではなく、例えば、グラビアコーティング、スプレーコーティング、ディッピング、バーコーティングなどの公知の方法での塗布のほか、必要量の液体をスポイトなど任意の方法を用いて粒子膜表面に滴下し、供給することもできる。また、液体は必ずしも粒子膜の最表層から供給する必要はなく、支持体中に該液体を含有させておき、支持体表面からブリードさせることにより、支持体と粒子膜の接触面から液体を供給することも可能である。溶液の接触量、接触回数は特に限定されるものではないが、粒子膜の溶液保持力の観点から1回の操作で供給する量は1〜10g/m2であることが好ましい。液体は粒子膜の毛管力などにより、粒子膜全体に浸透する。 In the present invention, the method for supplying the liquid to the silica particle film is not particularly limited, and for example, a known amount of liquid such as gravure coating, spray coating, dipping, bar coating, etc. It can also be dropped and supplied to the surface of the particle film using any method such as a dropper. The liquid is not necessarily supplied from the outermost layer of the particle film, and the liquid is supplied from the contact surface between the support and the particle film by allowing the liquid to be contained in the support and bleeding from the support surface. It is also possible to do. The amount of contact and the number of times of contact of the solution are not particularly limited, but the amount supplied in one operation is preferably 1 to 10 g / m 2 from the viewpoint of the solution holding power of the particle film. The liquid penetrates the entire particle film due to the capillary force of the particle film.
粒子膜内への液体の供給状態は、複合シリカ粒子膜の用途により任意に設定できる。粒子膜内の粒子の空隙全てに液体を供給してもよいし、各粒子表面をコーティングするために最低限必要な量の液体を供給してもよい。また粒子膜表面には液体を残してもよいし、拭取りなどの方法によって粒子膜表面から液体を除去してもよい。液体として、固体成分を溶媒に溶解させた溶液を用いる場合には、該溶液を粒子間に供給した後、乾燥させるなどの方法で溶媒を除去し、固体成分のみを粒子間、あるいは粒子表面に残存させることもできる。 The supply state of the liquid into the particle film can be arbitrarily set depending on the use of the composite silica particle film. The liquid may be supplied to all the voids of the particles in the particle film, or the minimum amount of liquid necessary for coating each particle surface may be supplied. The liquid may remain on the particle film surface, or the liquid may be removed from the particle film surface by a method such as wiping. When a solution in which a solid component is dissolved in a solvent is used as the liquid, the solvent is removed by a method such as drying after supplying the solution between the particles, and only the solid component is placed between the particles or on the particle surface. It can also be left.
粒子膜を構成するシリカ粒子と、粒子間に供給する液体との親和性を向上させるために、シリカ粒子、またはシリカ粒子膜に疎水化処理などを行ってもよい。処理の方法としては公知の手法を用いることができる。 In order to improve the affinity between the silica particles constituting the particle film and the liquid supplied between the particles, the silica particles or the silica particle film may be subjected to a hydrophobic treatment. A known method can be used as the processing method.
本発明では、支持体の種類や構成、シリカ粒子の種類や粒子径、液体の種類を適宜選択することにより、様々な用途に適した複合シリカ粒子膜を製造することができる。本発明の複合シリカ粒子膜の製造方法によれば、強度に優れた複合シリカ粒子膜を作製することが可能である。例えば、粒子間に供給する液体として屈折率が低い(1.5以下)非揮発性溶媒を選択した場合には、透明性と強度に優れる複合シリカ粒子膜の作製が可能であり、LCD、PDP、CRT、有機EL、無機ELのような各種ディスプレイやスクリーンなどの表面を保護するハードコート材として好適である。 In the present invention, composite silica particle membranes suitable for various applications can be produced by appropriately selecting the type and configuration of the support, the type and particle size of silica particles, and the type of liquid. According to the method for producing a composite silica particle film of the present invention, a composite silica particle film having excellent strength can be produced. For example, when a non-volatile solvent with a low refractive index (1.5 or less) is selected as the liquid to be supplied between the particles, it is possible to produce a composite silica particle film with excellent transparency and strength, such as LCD, PDP, CRT It is suitable as a hard coat material for protecting the surface of various displays and screens such as organic EL and inorganic EL.
シリカ粒子膜および複合シリカ粒子膜の評価方法は、次の通りである。
<鉛筆硬度評価>
JISK5400に準拠し、荷重500gfにて測定を行った。
<透明性評価>
JIS K7105に準拠し、直読式ヘーズコンピューター(HGM−2DP;C光源;スガ試験機製)を用いて測定した。
<内部構造評価>
支持体の粒子膜が積層されていない面に黒色のビニールテープを貼り、紫外可視分光光度計(UV−3150; 島津製作所製)により正反射率(入射角5°)を測定した。
<導電性評価>
超絶縁計(SM−8220; 日置電機製)を用いて粒子膜の表面抵抗率を測定した。
電極はSME−8310(日置電機製)を用い、充電時間10秒、測定時間10秒の条件で測定を行った。
Evaluation methods of the silica particle film and the composite silica particle film are as follows.
<Pencil hardness evaluation>
Based on JISK5400, the measurement was performed with a load of 500 gf.
<Transparency evaluation>
Based on JIS K7105, it measured using the direct-reading type | mold haze computer (HGM-2DP; C light source; Suga Test Instruments make).
<Internal structure evaluation>
A black vinyl tape was affixed to the surface of the support on which the particle film was not laminated, and the regular reflectance (incident angle 5 °) was measured with an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-3150; manufactured by Shimadzu Corporation).
<Electrical conductivity evaluation>
The surface resistivity of the particle film was measured using a super insulation meter (SM-8220; manufactured by Hioki Electric).
The electrode was SME-8310 (manufactured by Hioki Electric), and the measurement was performed under the conditions of a charging time of 10 seconds and a measuring time of 10 seconds.
[参考例1]
トリアセチルセルロースフィルム(厚み:80μm)を支持体として用いた。コロイダルシリカ(1)(商品名:スノーテックスST−XL;BET比表面積法による平均粒子径50nm;固形分濃度40wt%;溶媒:水;日産化学工業株式会社製)400g、コロイダルシリカ(2)(商品名:スノーテックスST−XS;シアーズ法による平均粒子径4〜6nm;固形分濃度20重量%;溶媒:水;日産化学工業株式会社製)200g、液体媒体である水1400gを混合し、マグネチックスターラーを用いて攪拌し、コロイダルシリカ塗布液(A)を調製した。該塗布液(A)におけるシリカ(1)とシリカ(2)の合計体積を100%とするとき、シリカ(1)の割合は80%、シリカ(2)の割合は20%である。
該塗布液(A)を、基材上にグラビアロールを用いて13回塗布した。その後、60℃で乾燥して溶媒を除去し、支持体上にシリカ粒子膜を形成し、積層体(1)を得た。
[Reference Example 1]
A triacetyl cellulose film (thickness: 80 μm) was used as a support. Colloidal silica (1) (trade name: Snowtex ST-XL; average particle diameter 50 nm by BET specific surface area method; solid content concentration 40 wt%; solvent: water; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 400 g, colloidal silica (2) ( Product name: Snowtex ST-XS; mean particle diameter 4-6 nm by Sears method; solid content concentration 20% by weight; solvent: water; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 200 g, liquid medium 1400 g is mixed, The mixture was stirred using a tic stirrer to prepare a colloidal silica coating solution (A). When the total volume of silica (1) and silica (2) in the coating solution (A) is 100%, the proportion of silica (1) is 80% and the proportion of silica (2) is 20%.
This coating liquid (A) was apply | coated 13 times using the gravure roll on the base material. Then, it dried at 60 degreeC, the solvent was removed, the silica particle film was formed on the support body, and the laminated body (1) was obtained.
[実施例1]
フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)(和光純薬工業株式会社製)2gを、前記参考例で得た積層体(1)上にスポイトで滴下し、表面に残留した液体をキムタオル(商品名;クレシア株式会社製)を100往復させ拭取り、反射率を測定した。液体供給前の積層体(1)の反射率測定結果で観測された、250、360、700nm付近の粒子膜内部の粒子の規則的配列による反射ピークが消失していることを確認した。また、液体供給前と粒子膜の硬度は変わらず、透明性は向上した。
[Example 1]
2 g of bis (2-ethylhexyl) phthalate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was dropped onto the laminate (1) obtained in the above reference example with a dropper, and the liquid remaining on the surface was removed with Kim Towel (trade name; Crecia) 100) was reciprocated and wiped, and the reflectance was measured. It was confirmed that the reflection peak due to the regular arrangement of particles inside the particle film near 250, 360, and 700 nm, which was observed in the reflectance measurement result of the laminate (1) before the liquid supply, disappeared. In addition, the hardness of the particle film was the same as before the liquid supply, and the transparency was improved.
[参考例2]
トリアセチルセルロースフィルム(厚み:80μm)を支持体として用いた。コロイダルシリカ(3)(商品名:スノーテックスST−ZL;BET比表面積法による平均粒子径70nm;固形分濃度40wt%;溶媒:水;日産化学工業株式会社製)400g、コロイダルシリカ(2)(商品名:スノーテックスST−XS;シアーズ法による平均粒子径4〜6nm;固形分濃度20重量%;溶媒:水;日産化学工業株式会社製)200g、液体媒体である水1400gを混合し、マグネチックスターラーを用いて攪拌し、コロイダルシリカ塗布液(B)を調製した。該塗布液(B)におけるシリカ(3)とシリカ(2)の合計体積を100%とするとき、シリカ(3)の割合は80%、シリカ(2)の割合は20%である。
該塗布液(B)を、基材上にグラビアロールを用いて10回塗布した。その後、60℃で乾燥して溶媒を除去し、支持体上にシリカ粒子膜を形成し、積層体(2)を得た。積層体(2)の粒子膜の表面抵抗率は表2の通りであった。
[Reference Example 2]
A triacetyl cellulose film (thickness: 80 μm) was used as a support. Colloidal silica (3) (trade name: Snowtex ST-ZL; average particle diameter 70 nm by BET specific surface area method; solid content concentration 40 wt%; solvent: water; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 400 g, colloidal silica (2) ( Product name: Snowtex ST-XS; mean particle diameter 4-6 nm by Sears method; solid content concentration 20% by weight; solvent: water; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) 200 g, liquid medium 1400 g is mixed, The mixture was stirred using a tic stirrer to prepare a colloidal silica coating solution (B). When the total volume of silica (3) and silica (2) in the coating solution (B) is 100%, the proportion of silica (3) is 80% and the proportion of silica (2) is 20%.
This coating liquid (B) was apply | coated 10 times using the gravure roll on the base material. Then, it dried at 60 degreeC, the solvent was removed, the silica particle film | membrane was formed on the support body, and the laminated body (2) was obtained. The surface resistivity of the particle film of the laminate (2) was as shown in Table 2.
[参考例3]
1−エチル−2−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(メルク株式会社製)2.5gと水2.5gを混合し、マグネチックスターラーを用いて攪拌し、1−エチル−2−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート水溶液を調整した。該水溶液2gを、トリアセチルセルロースフィルム(厚み:80μm)上にバーコータを用いて塗布した。その後、23℃で24時間乾燥し、表面抵抗率を測定した。表面抵抗率は表2の通りであった。
[Reference Example 3]
2.5 g of 1-ethyl-2-methylimidazolium tetrafluoroborate (manufactured by Merck & Co., Inc.) and 2.5 g of water are mixed, stirred using a magnetic stirrer, and 1-ethyl-2-methylimidazolium tetrafluoro An aqueous borate solution was prepared. 2 g of the aqueous solution was applied onto a triacetyl cellulose film (thickness: 80 μm) using a bar coater. Then, it dried at 23 degreeC for 24 hours, and measured the surface resistivity. The surface resistivity was as shown in Table 2.
[実施例2]
1−エチル−2−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(メルク株式会社製)2.5gと水2.5gを混合し、マグネチックスターラーを用いて攪拌し、1−エチル−2−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート水溶液を調整した。該水溶液2gを、前記参考例2で得た積層体(2)上にバーコータを用いて塗布した。1−エチル−2−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートの塗布量はシリカ粒子1gに対し0.2gである。その後、23℃で24時間乾燥し、表面抵抗率を測定した。表面抵抗率は表2の通りであった。粒子膜間に導電性の機能性液体が保持され、参考例2および3よりも高い導電性を持つ機能性粒子膜が得られた。
[Example 2]
2.5 g of 1-ethyl-2-methylimidazolium tetrafluoroborate (manufactured by Merck & Co., Inc.) and 2.5 g of water are mixed, stirred using a magnetic stirrer, and 1-ethyl-2-methylimidazolium tetrafluoro An aqueous borate solution was prepared. 2 g of the aqueous solution was applied onto the laminate (2) obtained in Reference Example 2 using a bar coater. The coating amount of 1-ethyl-2-methylimidazolium tetrafluoroborate is 0.2 g with respect to 1 g of silica particles. Then, it dried at 23 degreeC for 24 hours, and measured the surface resistivity. The surface resistivity was as shown in Table 2. A conductive functional liquid was retained between the particle films, and functional particle films having higher conductivity than those of Reference Examples 2 and 3 were obtained.
[参考例4]
コロイダルシリカ塗布液(B)に1−エチル−2−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートを混合し、マグネチックスターラーを用いて攪拌し、コロイダルシリカ塗布液(C)を調製した。1−エチル−2−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレートの添加量はシリカ粒子1gに対し0.3gである。該塗布液(C)を、トリアセチルセルロースフィルム(厚み:80μm)にグラビアロールを用いて塗布したところ、支持体上で固形分が塊状となり、粒子膜を形成することができなかった。
[Reference Example 4]
1-ethyl-2-methylimidazolium tetrafluoroborate was mixed with the colloidal silica coating solution (B), and the mixture was stirred using a magnetic stirrer to prepare a colloidal silica coating solution (C). The addition amount of 1-ethyl-2-methylimidazolium tetrafluoroborate is 0.3 g with respect to 1 g of silica particles. When the coating solution (C) was applied to a triacetyl cellulose film (thickness: 80 μm) using a gravure roll, the solid content was agglomerated on the support, and a particle film could not be formed.
Claims (3)
シリカが溶媒にコロイド状に分散されてなるコロイダルシリカ塗布液を支持体上に塗布し、塗布膜を形成する工程、
前記塗布膜から溶媒を除去してシリカ粒子膜を作製する工程、
前記シリカ粒子膜を形成するシリカ粒子間の空隙に液体を供給し、前記液体を保持させる工程
からなる複合シリカ粒子膜の製造方法。 A method for producing a composite silica particle film in which a liquid is held in voids between particles,
A step of applying a colloidal silica coating liquid in which silica is colloidally dispersed in a solvent on a support to form a coating film;
Removing the solvent from the coating film to produce a silica particle film,
A method for producing a composite silica particle film, comprising a step of supplying a liquid to a gap between silica particles forming the silica particle film and holding the liquid.
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