JP2014214063A - Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article - Google Patents

Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article Download PDF

Info

Publication number
JP2014214063A
JP2014214063A JP2013093957A JP2013093957A JP2014214063A JP 2014214063 A JP2014214063 A JP 2014214063A JP 2013093957 A JP2013093957 A JP 2013093957A JP 2013093957 A JP2013093957 A JP 2013093957A JP 2014214063 A JP2014214063 A JP 2014214063A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silica
compound
based porous
porous film
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013093957A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
晋平 森田
Shinpei Morita
晋平 森田
洋平 河合
Yohei Kawai
洋平 河合
拓紀 松尾
Hiroki Matsuo
拓紀 松尾
雄一 ▲桑▼原
雄一 ▲桑▼原
Yuichi Kuwabara
達也 宮嶋
Tatsuya Miyajima
達也 宮嶋
中村 有希
Yuki Nakamura
有希 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2013093957A priority Critical patent/JP2014214063A/en
Publication of JP2014214063A publication Critical patent/JP2014214063A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D7/12
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a silica-based porous film that has good antireflection performance and antifouling property and is produced in a simple production process, to provide an article having the silica-based porous film and to provide a method for producing the article.SOLUTION: The silica-based porous film has a plurality of holes in a matrix composed mainly of silica, has a refractive index in the range of 1.10-1.38. The holes include a hole having a diameter of not less than 20 nm. The number of holes having a diameter of not less than 20 nm opening to the outermost surface of the film is 13/10nmor less and the outermost surface has a water contact angle of 70° or more.

Description

本発明は、シリカ系多孔質膜、シリカ系多孔質膜付き物品およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a silica-based porous membrane, an article with a silica-based porous membrane, and a method for producing the same.

反射防止膜をガラス板等の透明基材の表面に有する物品は、太陽電池のカバー部材、各種ディスプレイおよびそれらの前面板、各種窓ガラス、タッチパネルのカバー部材等として用いられている。
ガラス板等に用いられる反射防止膜の一つとしてシリカ系多孔質膜がある。シリカ系多孔質膜は、シリカを主成分とするマトリックス中に空孔を有することから、空孔を有さない場合に比べて屈折率が低くなっている。
シリカ系多孔質膜の製造方法としては様々な方法が提案されている。その一つとして、アルコキシシラン等のシリカ前駆体と、空孔形成用粒子とを含むコーティング液を塗工、熱処理する方法がある(たとえば特許文献1)。該方法では、熱処理によるマトリックスの形成と同時に、またはマトリックスの形成後に空孔形成用粒子が除去され、空孔が形成される。該方法は、プロセスが簡便で、鋳型となる空孔形成用粒子の大きさや配合量によって空孔の大きさや空孔率を制御できる利点がある。
Articles having an antireflection film on the surface of a transparent substrate such as a glass plate are used as cover members for solar cells, various displays and their front plates, various window glasses, touch panel cover members, and the like.
One of antireflection films used for glass plates and the like is a silica-based porous film. Since the silica-based porous film has pores in a matrix containing silica as a main component, the refractive index is lower than that in the case where there are no pores.
Various methods have been proposed as a method for producing a silica-based porous membrane. As one of them, there is a method of applying and heat-treating a coating liquid containing a silica precursor such as alkoxysilane and pore forming particles (for example, Patent Document 1). In this method, the pore-forming particles are removed simultaneously with the formation of the matrix by the heat treatment or after the formation of the matrix, thereby forming the pores. This method has an advantage that the process is simple and the size and porosity of the pores can be controlled by the size and blending amount of the pore-forming particles used as a template.

反射防止膜は、その機能上、物品の最表層に配置されている。そのため、反射防止膜には防汚性(汚れが付着しにくいこと、付着しても除去しやすいこと)が要求される。
しかし、前述のシリカ系多孔質膜は、最表面に開放孔や凹凸が多数存在しているため、汚れが付着しやすく、また付着した汚れが除去し難い問題がある。
たとえば太陽電池の製造工程では、カバー部材と太陽電池を封止材で接着する工程が行われる。反射防止膜としてシリカ系多孔質膜を用いると、該製造工程にて、封止材であるEVAがシリカ系多孔質膜に浸み込み、反射防止性能が低下する問題がある。また、浸み込んだEVAはシリカ系多孔質膜から剥がしにくく、剥がした後も、EVAが浸み込んだ部分のシリカ系多孔質膜の色味が他の部分とは異なった色味になる等の問題もある。
The antireflection film is disposed on the outermost layer of the article because of its function. For this reason, the antireflection film is required to have antifouling properties (that dirt is difficult to adhere and can be easily removed even if it adheres).
However, since the above-mentioned silica-based porous film has a large number of open holes and irregularities on the outermost surface, there is a problem that dirt easily adheres and it is difficult to remove the adhered dirt.
For example, in the manufacturing process of the solar cell, a step of bonding the cover member and the solar cell with a sealing material is performed. When a silica-based porous film is used as the antireflection film, there is a problem that EVA, which is a sealing material, penetrates into the silica-based porous film in the manufacturing process and the antireflection performance is lowered. In addition, the soaked EVA is difficult to peel off from the silica-based porous film, and even after peeling, the color of the silica-based porous film where the EVA has soaked becomes different from the other parts. There are also problems such as.

上記の製造工程等における問題への対策としては、シリカ系多孔質膜の上に保護フィルムを設けることが行われている。しかしこの方法は、コストが高く、手間もかかる。
防汚性を付与する方法として、フッ素系等の撥水性のコート剤を塗布する方法がある。この方法をシリカ系多孔質膜に適用すると、保護フィルムを設ける場合に比べ、低コストで簡便に、油脂汚れやEVAに対する防汚性の向上を図ることができる。しかしこの場合、塗布したコート剤がシリカ系多孔質膜中に浸み込んで空孔を塞ぎ、反射防止性能を低下させる懸念がある。さらに、太陽電池用途等に使用する際には、安全性の観点から強化ガラスが用いられるが、ガラスを強化する手法として、ガラスを600〜700℃に加熱した後に表面に空気を吹き付けて急冷する熱強化法、およびナトリウムイオンを含有したガラスを、カリウムイオンを含有した300〜500℃の溶融塩に含浸させることで、ガラス表面でイオン交換を行う化学強化法により強化処理を行った場合、通常の撥水コート剤は熱分解してしまう。そのため、防汚性を付与するためには、ガラス強化工程後に、再度撥水コート剤を塗布する必要があるため、製造工程が煩雑になる。
As a countermeasure against the problems in the above manufacturing process and the like, a protective film is provided on a silica-based porous film. However, this method is expensive and time-consuming.
As a method for imparting antifouling properties, there is a method of applying a fluorine-based water-repellent coating agent. When this method is applied to a silica-based porous membrane, the antifouling property against oil and fat stains and EVA can be easily improved at a lower cost than when a protective film is provided. However, in this case, there is a concern that the applied coating agent soaks into the silica-based porous film, closes the pores, and reduces the antireflection performance. Furthermore, tempered glass is used from the viewpoint of safety when used for solar cell applications, etc., and as a technique for strengthening the glass, the glass is heated to 600 to 700 ° C. and then rapidly cooled by blowing air onto the surface. When tempering is performed by a chemical strengthening method in which ion exchange is performed on a glass surface by impregnating a glass containing sodium ions with a molten salt containing 300 to 500 ° C. containing potassium ions, The water repellent coating agent is thermally decomposed. Therefore, in order to impart antifouling properties, it is necessary to apply the water-repellent coating agent again after the glass strengthening step, which makes the manufacturing process complicated.

特表2010−509175号公報Special table 2010-509175

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、良好な反射防止性能と防汚性とを有し、製造工程も簡便なシリカ系多孔質膜、これを備える物品およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a silica-based porous film having good antireflection performance and antifouling property, and having a simple manufacturing process, an article including the same, and a method for manufacturing the same. For the purpose.

本発明は以下の態様を有する。
[1]シリカを主成分とするマトリックス中に複数の空孔を有するシリカ系多孔質膜であって、
屈折率が1.10〜1.38の範囲内であり、
前記空孔として、直径20nm以上の空孔を含み、
最表面に開口した直径20nm以上の空孔の数が13個/10nm以下であり、
前記最表面の水接触角が70°以上であることを特徴とする、シリカ系多孔質膜。
[2]前記最表面から、該最表面下に存在する空孔の最上部までの距離の平均値が10〜80nmである、[1]に記載のシリカ系多孔質膜。
[3]前記空孔の平均直径が15〜100nmである、[1]または[2]に記載のシリカ系多孔質膜。
[4]当該シリカ系多孔質膜の内部に存在する直径20nm以上の空孔が独立孔である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜。
[5]前記最表面の算術平均粗さ(Sa)が3.0nm以下である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜。
[6][1]〜[5]のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜を物品の表面に有するシリカ系多孔質膜付き物品。
The present invention has the following aspects.
[1] A silica-based porous film having a plurality of pores in a matrix mainly composed of silica,
The refractive index is in the range of 1.10 to 1.38;
As the holes, including holes having a diameter of 20 nm or more,
The number of holes having a diameter of 20 nm or more opened on the outermost surface is 13/10 6 nm 2 or less,
A silica-based porous membrane having a water contact angle of 70 ° or more on the outermost surface.
[2] The silica-based porous membrane according to [1], wherein an average value of the distance from the outermost surface to the uppermost portion of the pores existing below the outermost surface is 10 to 80 nm.
[3] The silica-based porous membrane according to [1] or [2], wherein the average diameter of the pores is 15 to 100 nm.
[4] The silica-based porous membrane according to any one of [1] to [3], wherein pores having a diameter of 20 nm or more existing inside the silica-based porous membrane are independent pores.
[5] The silica-based porous membrane according to any one of [1] to [4], wherein the outermost surface has an arithmetic average roughness (Sa) of 3.0 nm or less.
[6] An article with a silica-based porous film having the silica-based porous film according to any one of [1] to [5] on the surface of the article.

[7]シリカを主成分とするマトリックス中に複数の空孔を有するシリカ系多孔質膜を物品の表面に有するシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法であって、
マトリックス前駆体と、マトリックス中から除去可能な粒子と、液体媒体とを含有する塗布液を、物品の表面に塗布し、熱処理する工程を含み、
前記マトリックス前駆体が、下記化合物(A)と、下記化合物(B1)と、下記化合物(B2)とを含有し、かつ下記条件(I)を満たし、
前記化合物(A)の含有量が、前記塗布液に含まれる全固形分に対して5質量%以上であり、
前記粒子の平均一次粒子径が20〜130nmであることを特徴とする、シリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。
化合物(A):下記一般式(1)で表されるシラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物、ならびに前記シラン化合物(1)と下記一般式(2)で表されるシラン化合物(2)との共加水分解物および部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、且つ少なくとも、前記一般式(1)中のnが2であるシラン化合物に由来する構造を有する化合物。
SiX4−n …(1)
SiX …(2)
[式中、Xは加水分解性基を示し、Yは、Y−OHの誘電率が50F/m以下である非加水分解性基を示し、nは1〜3の整数を示す。]
化合物(B1):前記一般式(1)中のnが1または3であるシラン化合物、その加水分解および部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物。
化合物(B2):前記シラン化合物(2)、その加水分解物および部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物。
条件(I):前記化合物(A)を形成するシラン化合物(2)のモル数と前記化合物(B2)を形成するシラン化合物(2)のモル数との合計量に対する、前記化合物(A)を形成するシラン化合物(1)のモル数と前記化合物(B1)を形成するシラン化合物(1)のモル数との合計量の比率[(1)/(2)]が、0.1〜25.0の範囲内である。
[7] A method for producing an article with a silica-based porous film having a silica-based porous film having a plurality of pores in a matrix mainly composed of silica on the surface of the article,
Applying a coating liquid containing a matrix precursor, particles removable from the matrix, and a liquid medium to the surface of the article and heat-treating the coating liquid;
The matrix precursor contains the following compound (A), the following compound (B1), and the following compound (B2), and satisfies the following condition (I):
The content of the compound (A) is 5% by mass or more based on the total solid content contained in the coating solution,
The method for producing an article with a silica-based porous film, wherein the particles have an average primary particle diameter of 20 to 130 nm.
Compound (A): Hydrolyzate and partial condensate of silane compound (1) represented by the following general formula (1), and silane compound (1) and silane compound represented by the following general formula (2) ( 2) at least one compound selected from the group consisting of co-hydrolysates and partial condensates, and at least a structure derived from a silane compound in which n in the general formula (1) is 2. Compound.
Y n SiX 4-n (1)
SiX 4 (2)
[Wherein, X represents a hydrolyzable group, Y represents a non-hydrolyzable group whose dielectric constant of Y-OH is 50 F / m or less, and n represents an integer of 1 to 3. ]
Compound (B1): At least one compound selected from the group consisting of a silane compound in which n in the general formula (1) is 1 or 3, its hydrolysis and partial condensate.
Compound (B2): At least one compound selected from the group consisting of the silane compound (2), a hydrolyzate and a partial condensate thereof.
Condition (I): The compound (A) with respect to the total amount of the number of moles of the silane compound (2) forming the compound (A) and the number of moles of the silane compound (2) forming the compound (B2). The ratio [(1) / (2)] of the total amount of the number of moles of the silane compound (1) to be formed and the number of moles of the silane compound (1) to form the compound (B1) is 0.1 to 25. It is in the range of 0.

[8]前記化合物(B1)が、前記Yとして、二重結合を含む構造の基を有する、[7]に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。
[9]前記塗布液中、前記粒子の含有量に対する、前記マトリックス前駆体の含有量(SiO換算)の質量比[マトリックス前駆体/粒子]が、0.7〜6.0の範囲内である、[7]または[8]に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。
[10]前記粒子が、カーボンまたは有機ポリマーからなる、[7]〜[9]のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。
[11]前記有機ポリマーが、メタクリル酸メチル、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエンおよびイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーの単独重合体または共重合体からなる、[10]に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。
[8] The method for producing an article with a silica-based porous film according to [7], wherein the compound (B1) has a group having a double bond as Y.
[9] The mass ratio [matrix precursor / particles] of the content of the matrix precursor (in terms of SiO 2 ) to the content of the particles in the coating solution is within a range of 0.7 to 6.0. A method for producing an article with a silica-based porous film according to [7] or [8].
[10] The method for producing an article with a silica-based porous film according to any one of [7] to [9], wherein the particles are made of carbon or an organic polymer.
[11] The silica-based porous material according to [10], wherein the organic polymer comprises a homopolymer or a copolymer of at least one monomer selected from the group consisting of methyl methacrylate, styrene, acrylonitrile, butadiene, and isoprene. A method for producing an article with a membrane.

本発明によれば、良好な反射防止性能と防汚性とを有し、製造工程も簡便なシリカ系多孔質膜、これを備える物品およびその製造方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a silica-based porous film having good antireflection performance and antifouling property and having a simple manufacturing process, an article provided with the same, and a method for manufacturing the same.

本発明におけるシリカ系多孔質膜付き物品の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the articles | goods with a silica type porous membrane in this invention. 図1に示すシリカ系多孔質膜付き物品におけるシリカ系多孔質膜の構成を模式的に説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which illustrates typically the structure of the silica type porous membrane in the article with a silica type porous membrane shown in FIG. 本発明におけるシリカ系多孔質膜付き物品の一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the articles | goods with a silica type porous membrane in this invention. 例1で得たシリカ系多孔質膜付きガラス板のSEM写真((a)表面、(b)断面)である。2 is a SEM photograph ((a) surface, (b) cross section) of a glass plate with a silica-based porous film obtained in Example 1. FIG. 例2で得たシリカ系多孔質膜付きガラス板のSEM写真((a)表面、(b)断面)である。4 is a SEM photograph ((a) surface, (b) cross section) of a glass plate with a silica-based porous film obtained in Example 2. FIG. 例10で得たシリカ系多孔質膜付きガラス板のSEM写真((a)表面、(b)断面)である。It is a SEM photograph ((a) surface, (b) cross section) of the glass plate with a silica type porous membrane obtained in Example 10. FIG. 例13で得たシリカ系多孔質膜付きガラス板のSEM写真((a)表面、(b)断面)である。It is a SEM photograph ((a) surface, (b) cross section) of the glass plate with a silica type porous membrane obtained in Example 13. 例14で得たシリカ系多孔質膜付きガラス板のSEM写真((a)表面、(b)断面)である。It is a SEM photograph ((a) surface, (b) cross section) of the glass plate with a silica type porous membrane obtained in Example 14. 例15で得たシリカ系多孔質膜付きガラス板のSEM写真((a)表面、(b)断面)である。It is a SEM photograph ((a) surface, (b) cross section) of the glass plate with a silica type porous membrane obtained in Example 15. 例16で得たシリカ系多孔質膜付きガラス板のSEM写真((a)表面、(b)断面)である。It is a SEM photograph ((a) surface, (b) cross section) of the glass plate with a silica type porous membrane obtained in Example 16.

以下、実施形態例を示して本発明を説明する。
<第一実施形態のシリカ系多孔質膜付き物品>
図1は、本発明のシリカ系多孔質膜を物品の表面に有するシリカ系多孔質膜付き物品の第一実施形態を示す断面図である。
本実施形態のシリカ系多孔質膜付き物品10は、ガラス板12と、ガラス板12の表面に形成されたシリカ系多孔質膜14とを有する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to exemplary embodiments.
<Article with Silica-based Porous Membrane of First Embodiment>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of an article with a silica-based porous film having the silica-based porous film of the present invention on the surface of the article.
The article 10 with a silica-based porous film of the present embodiment has a glass plate 12 and a silica-based porous film 14 formed on the surface of the glass plate 12.

(ガラス板12)
ガラスとしては、たとえば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。
ガラス板12は、フロート法等により成形された平滑なガラス板であってもよく、表面に凹凸を有する型板ガラスであってもよい。また、平坦なガラスのみでなく曲面形状を有するガラスでもよい。
ガラス板12の厚みは特に限定されない。たとえば厚さ0.2〜10mmのガラスを使用することが出来る。厚さが薄いほど、光の吸収を低く抑えられるため、透過率向上を目的とする用途にとって好ましい。
(Glass plate 12)
Examples of the glass include soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and alkali-free glass.
The glass plate 12 may be a smooth glass plate formed by a float method or the like, or may be a template glass having irregularities on the surface. Further, not only flat glass but also glass having a curved surface shape may be used.
The thickness of the glass plate 12 is not particularly limited. For example, glass having a thickness of 0.2 to 10 mm can be used. The thinner the thickness, the lower the light absorption, which is preferable for the purpose of improving the transmittance.

ガラス板12が建築用または車両用の窓ガラスの場合、下記の組成を有するソーダライムガラスが好ましい。
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO :65〜75%、
Al:0〜10%、
CaO :5〜15%、
MgO :0〜15%、
NaO :10〜20%、
O :0〜3%、
LiO :0〜5%、
Fe:0〜3%、
TiO:0〜5%、
CeO :0〜3%、
BaO :0〜5%、
SrO :0〜5%、
:0〜15%、
ZnO :0〜5%、
ZrO :0〜5%、
SnO :0〜3%、
SO :0〜0.5%、を含む。
When the glass plate 12 is an architectural or vehicle window glass, soda lime glass having the following composition is preferred.
In mass percentage display based on oxide,
SiO 2: 65~75%,
Al 2 O 3: 0~10%,
CaO: 5 to 15%,
MgO: 0 to 15%,
Na 2 O: 10~20%,
K 2 O: 0 to 3%,
Li 2 O: 0 to 5%,
Fe 2 O 3 : 0 to 3%,
TiO 2: 0~5%,
CeO 2 : 0 to 3%,
BaO: 0 to 5%,
SrO: 0 to 5%,
B 2 O 3: 0~15%,
ZnO: 0 to 5%,
ZrO 2 : 0 to 5%,
SnO 2 : 0 to 3%,
SO 3 : 0 to 0.5%.

ガラス板12が無アルカリガラスの場合、下記の組成を有するものが好ましい。
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO :39〜70%、
Al:3〜25%、
:1〜30%、
MgO :0〜10%、
CaO :0〜17%、
SrO :0〜20%、
BaO :0〜30%、を含む。
When the glass plate 12 is an alkali free glass, what has the following composition is preferable.
In mass percentage display based on oxide,
SiO 2: 39~70%,
Al 2 O 3 : 3 to 25%,
B 2 O 3: 1~30%,
MgO: 0 to 10%,
CaO: 0 to 17%,
SrO: 0 to 20%,
BaO: 0 to 30%.

ガラス板12が混合アルカリ系ガラスの場合、下記の組成を有するものが好ましい。
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO :50〜75%、
Al:0〜15%、
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:6〜24%、
NaO+KO:6〜24%、を含む。
When the glass plate 12 is a mixed alkali glass, those having the following composition are preferred.
In mass percentage display based on oxide,
SiO 2: 50~75%,
Al 2 O 3: 0~15%,
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO: 6 to 24%,
Na 2 O + K 2 O: 6~24%, including.

ガラス板12が太陽電池用カバーガラスの場合、表面に凹凸をつけた梨地模様の型板ガラスが好ましい。型板ガラスとしては、通常の窓ガラス等に用いられるソーダライムガラス(青板ガラス)よりも鉄の成分比が少ない(透明度が高い)ソーダライムガラス(白板ガラス)が好ましい。   When the glass plate 12 is a solar cell cover glass, a satin-patterned template glass with an uneven surface is preferable. As the template glass, soda lime glass (white plate glass) having a lower iron component ratio (high transparency) than soda lime glass (blue plate glass) used for ordinary window glass or the like is preferable.

(シリカ系多孔質膜14)
図2に、シリカ系多孔質膜14の構成を模式的に説明する概略断面図を示す。
シリカ系多孔質膜14は、シリカを主成分とするマトリックス21中に、複数の直径20nm以上の空孔22を有する。
シリカ系多孔質膜14は、マトリックス21がシリカを主成分とすることから、比較的屈折率(反射率)が低い。また化学的安定性、ガラス板12との密着性、耐摩耗性等に優れる。さらにマトリックス21中に空孔22を有することで、空孔22を有さない場合に比べて屈折率が低くなっている。
シリカ系多孔質膜14は、マトリックス21中に、図示しない直径20nm未満の空孔を有していてもよい。
(Silica-based porous film 14)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view schematically illustrating the configuration of the silica-based porous film 14.
The silica-based porous film 14 has a plurality of pores 22 having a diameter of 20 nm or more in a matrix 21 mainly composed of silica.
The silica-based porous film 14 has a relatively low refractive index (reflectance) because the matrix 21 is mainly composed of silica. Moreover, it is excellent in chemical stability, adhesiveness with the glass plate 12, abrasion resistance, and the like. Furthermore, by having the holes 22 in the matrix 21, the refractive index is lower than when the holes 22 are not provided.
The silica-based porous film 14 may have pores with a diameter of less than 20 nm (not shown) in the matrix 21.

マトリックス21がシリカを主成分とするとは、シリカの割合がマトリックス(100質量%)のうち90質量%以上であることを意味する。
マトリックス21としては、実質的にシリカからなるものが好ましい。実質的にシリカからなるとは、不可避不純物(たとえば後述するシラン化合物(1)が有する非加水分解性基Yに由来する構造)を除いてシリカのみから構成されていることを意味する。
マトリックス21はシリカ以外の成分を少量含んでもよい。該成分としては、Li,B,C,N,F,Na,Mg,Al,P,S,K,Ca,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Sr,Y,Zr,Nb,Ru,Pd,Ag,In,Sn,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biおよびランタノイド元素より選ばれる1つもしくは複数のイオンおよびまたは酸化物等の化合物が挙げられる。
マトリックス21は、2次元的に重合されたマトリックス成分だけでなく、3次元的に重合されたナノ粒子を含んでも良い。ナノ粒子の組成としてAl,SiO,SnO,TiO,ZnO,ZrO等が挙げられる。ナノ粒子のサイズは1〜100nmが好ましい。ナノ粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、針状、中空状、シート状、角状等が挙げられる。
That the matrix 21 has silica as a main component means that the proportion of silica is 90% by mass or more in the matrix (100% by mass).
The matrix 21 is preferably made of silica substantially. Being substantially composed of silica means that it is composed of only silica except for inevitable impurities (for example, a structure derived from a non-hydrolyzable group Y included in a silane compound (1) described later).
The matrix 21 may contain a small amount of components other than silica. The components include Li, B, C, N, F, Na, Mg, Al, P, S, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, and Sr. , Y, Zr, Nb, Ru, Pd, Ag, In, Sn, Hf, Ta, W, Pt, Au, Bi, and compounds such as one or more ions and oxides selected from lanthanoid elements .
The matrix 21 may include not only two-dimensionally polymerized matrix components but also three-dimensionally polymerized nanoparticles. Examples of the composition of the nanoparticles include Al 2 O 3 , SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ZnO, and ZrO 2 . The size of the nanoparticles is preferably 1 to 100 nm. The shape of the nanoparticles is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a needle shape, a hollow shape, a sheet shape, and a square shape.

シリカ系多孔質膜14中には、直径20nm以上の空孔22が複数存在している。これにより、優れた反射防止性能が得られる。
空孔の直径は、走査型電子顕微鏡(以下、SEMともいう。)を用いてシリカ系多孔質膜14の断面を観察して得られる像から測定される。該像における空孔の形状が真円状でない場合は、短径と長径の平均値を直径とする。
A plurality of pores 22 having a diameter of 20 nm or more exist in the silica-based porous film 14. Thereby, the excellent antireflection performance is obtained.
The diameter of the pores is measured from an image obtained by observing a cross section of the silica-based porous film 14 using a scanning electron microscope (hereinafter also referred to as SEM). When the shape of the hole in the image is not a perfect circle, the average value of the minor axis and the major axis is taken as the diameter.

マトリックス21中に含まれる空孔の平均直径(以下「平均空孔直径」ともいう。)は、15〜100nmであることが好ましく、20〜80nmがより好ましい。平均空孔直径が15nm以上であれば、反射防止膜として充分な反射防止性能が得られ、100nm以下であれば、シリカ系多孔質膜14の耐久性、光透過性等が良好である。
平均空孔直径は、SEMを用いてシリカ系多孔質膜14の断面を観察して得られる像により100個の空孔の直径を計測し、それらの平均値を算出することで求められる。
The average diameter of the pores contained in the matrix 21 (hereinafter also referred to as “average pore diameter”) is preferably 15 to 100 nm, and more preferably 20 to 80 nm. When the average pore diameter is 15 nm or more, sufficient antireflection performance as an antireflection film is obtained, and when it is 100 nm or less, the durability and light transmittance of the silica-based porous film 14 are good.
The average pore diameter can be obtained by measuring the diameter of 100 pores from an image obtained by observing the cross section of the silica-based porous film 14 using SEM and calculating the average value thereof.

シリカ系多孔質膜14は、最表面(ガラス板12側とは反対側の表面)14a側に、最表面緻密層14bを有する。最表面緻密層14bは、直径20nm以上の空孔22を実質的に含まない領域である。
実質的に含まないとは、シリカ系多孔質膜14の最表面14aに開口した空孔22(開放孔)の数(以下「最表面開放孔数」ともいう。)が13個/10nm以下であることを示す。最表面開放孔数は、10個/10nm以下が好ましく、0個であることが特に好ましい。すなわち、最表面緻密層14bは、直径が20nm以上の空孔22が存在しない領域であることが特に好ましい。
最表面開放孔数は、シリカ系多孔質膜14の最表面14aをSEMにて観察して得られる像から、1000nm×1000nmの領域内に存在する、直径20nm以上の大きさの開口の数を計測することで求められる。該像における開口の形状が真円状でない場合は、短径と長径の平均値を直径とする。
The silica-based porous film 14 has an outermost surface dense layer 14b on the outermost surface (surface opposite to the glass plate 12 side) 14a side. The outermost surface dense layer 14b is a region that substantially does not include the holes 22 having a diameter of 20 nm or more.
The term “substantially free” means that the number of pores 22 (open holes) opened in the outermost surface 14a of the silica-based porous film 14 (hereinafter also referred to as “the number of outermost open holes”) is 13/10 6 nm. 2 or less. The number of holes on the outermost surface is preferably 10/10 6 nm 2 or less, particularly preferably 0. That is, it is particularly preferable that the outermost surface dense layer 14b is a region where there are no holes 22 having a diameter of 20 nm or more.
The number of open holes on the outermost surface is the number of openings having a diameter of 20 nm or more existing in an area of 1000 nm × 1000 nm from an image obtained by observing the outermost surface 14a of the silica-based porous film 14 with an SEM. It is calculated by measuring. When the shape of the opening in the image is not a perfect circle, the average value of the minor axis and the major axis is taken as the diameter.

シリカ系多孔質膜14の最表面開放孔数が13個/10nm以下であり、最表面に大径の空孔がほとんど存在しないことは、防汚性の向上に寄与する。大径の空孔をほとんど有さないことで、汚れがシリカ系多孔質膜14内部の空孔に浸透しにくく、付着した汚れが除去しやすい。
最表面に大径の空孔がほとんど存在しないことは、耐久性の向上にも寄与する。
従来のシリカ系多孔質膜は、直径20nm以上の空孔を含む場合、空孔が連通化し、膜表面にも多くの開放孔が形成されるため、耐久性が悪く、耐湿試験や摩耗試験を行ったときに多孔質構造が壊れて反射防止性能が低下しやすい。たとえば、従来のシリカ系多孔質膜をガラス板12の表面に直接形成した場合、湿熱条件下でガラス板12と接する部分の多孔質構造がアルカリの影響により壊れ、反射防止性能が低下する。
これに対し、本発明においては、最表面開放孔数が少ないため、マトリックス21中に直径20nm以上の空孔22を含んでいるにもかかわらず、優れた耐久性を有する。たとえばシリカ系多孔質膜14を、ガラス板12の表面に直接形成して湿熱条件下においた場合でも、長期に渡って多孔質構造が維持され、反射防止性能が低下しにくい。また、耐摩耗性にも優れる。湿熱条件下での反射防止性能の低下を抑制する効果は、最表面緻密層14bによって、外気中の水分がシリカ系多孔質膜14を透過しガラス板12に到達してアルカリが生成することを抑制できることによると考えられる。
このように、防汚性、耐久性(耐湿熱性、耐摩耗性等)が向上することで、シリカ系多孔質膜14の反射防止膜としての有用性が向上する。
なお、直径20nm未満の空孔が耐久性に与える影響は少ない。そのため、シリカ系多孔質膜14は、最表面緻密層14bやその他の領域のマトリックス21中に、図示しない直径20nm未満の空孔を有していてもよい。
The number of open pores on the outermost surface of the silica-based porous film 14 is 13/10 6 nm 2 or less, and the absence of large-diameter pores on the outermost surface contributes to the improvement of the antifouling property. By having almost no large-diameter pores, dirt hardly penetrates into the pores inside the silica-based porous film 14, and the attached dirt is easy to remove.
The fact that there are almost no large-diameter holes on the outermost surface also contributes to improved durability.
When conventional porous silica membranes contain pores with a diameter of 20 nm or more, the pores communicate with each other and many open pores are formed on the membrane surface. When performed, the porous structure is broken and the antireflection performance tends to be lowered. For example, when a conventional silica-based porous film is directly formed on the surface of the glass plate 12, the porous structure at the portion in contact with the glass plate 12 under wet heat conditions is broken by the influence of alkali, and the antireflection performance is lowered.
On the other hand, in the present invention, since the number of outermost surface open holes is small, the matrix 21 has excellent durability even though the holes 21 having a diameter of 20 nm or more are included in the matrix 21. For example, even when the silica-based porous film 14 is formed directly on the surface of the glass plate 12 and placed under wet heat conditions, the porous structure is maintained over a long period of time, and the antireflection performance is unlikely to deteriorate. It also has excellent wear resistance. The effect of suppressing the deterioration of the antireflection performance under wet heat conditions is that the outermost surface dense layer 14b allows moisture in the outside air to pass through the silica-based porous film 14 and reach the glass plate 12 to generate alkali. It is thought that it can be suppressed.
Thus, the antifouling property and durability (moisture heat resistance, wear resistance, etc.) are improved, so that the usefulness of the silica-based porous film 14 as an antireflection film is improved.
In addition, the influence which the void | hole less than 20 nm in diameter has on durability is small. Therefore, the silica-based porous film 14 may have pores having a diameter of less than 20 nm (not shown) in the outermost surface dense layer 14b and the matrix 21 in other regions.

シリカ系多孔質膜14の最表面14a、つまり最表面緻密層14bの表面は、水接触角が70°以上であり、75°以上が好ましく、80°以上が特に好ましい。
シリカ系多孔質膜14の最表面14aに開口した空孔22の数(最表面開放孔数)が13個/10nm以下であるとともに、最表面14aの水接触角が70°以上であることで、油脂汚れ、EVA等の疎水性汚れが最表面14aに付着しにくく、付着しても除去しやすく、優れた防汚性が発揮される。たとえば太陽電池用透明基板、特にカバーガラス用途において、太陽電池モジュールの製造工程で溶融した封止材(EVA等)が最表面14aに付着しても、該封止材を容易に剥離でき、また、浸み込んだ封止材による変色が生じにくい。
最表面14aの水接触角の上限は、防汚性の点では特に限定されないが、化合物(A)が有するY基の表面エネルギーの点から、通常、120°以下である。
水接触角の測定方法は後述する実施例に示すとおりである。
最表面14aの水接触角は、最表面緻密層14bを構成する材質(たとえば後述する製造方法で挙げる化合物(A))によって調整できる。
The outermost surface 14a of the silica-based porous film 14, that is, the surface of the outermost dense layer 14b, has a water contact angle of 70 ° or more, preferably 75 ° or more, particularly preferably 80 ° or more.
The number of holes 22 (the number of outermost surface open holes) opened on the outermost surface 14a of the silica-based porous film 14 is 13/10 6 nm 2 or less, and the water contact angle of the outermost surface 14a is 70 ° or more. As a result, hydrophobic stains such as oil stains and EVA are less likely to adhere to the outermost surface 14a, and even if they adhere, they are easy to remove and exhibit excellent antifouling properties. For example, in the case of a transparent substrate for solar cells, especially cover glass, even if a sealing material (such as EVA) melted in the manufacturing process of the solar cell module adheres to the outermost surface 14a, the sealing material can be easily peeled off. Discoloration due to the soaked sealing material hardly occurs.
The upper limit of the water contact angle of the outermost surface 14a is not particularly limited in terms of antifouling properties, but is usually 120 ° or less from the viewpoint of the surface energy of the Y group that the compound (A) has.
The method for measuring the water contact angle is as shown in the examples described later.
The water contact angle of the outermost surface 14a can be adjusted by the material (for example, the compound (A) mentioned by the manufacturing method mentioned later) which comprises the outermost surface dense layer 14b.

本発明において、シリカ系多孔質膜14の内部に存在する直径20nm以上の空孔22は、連結孔ではなく、独立孔であることが好ましい。
独立孔であるとは、マトリックス中に独立して存在している粒状の空孔を示す。シリカ系多孔質膜14の内部に存在する空孔22が独立孔であることにより、水蒸気等がガラスと膜の界面に浸透しにくく、耐湿熱性に優れるため好ましい。
たとえば後述する製造方法に示すように、マトリックス前駆体と、マトリックス中から除去可能な粒子(C)と、液体媒体(D)とを含有する塗布液を、物品の表面に塗布し、熱処理する工程を経てシリカ系多孔質膜14を形成する場合に、粒子(C)として有機ポリマーナノ粒子を用い、これを熱分解して得られるシリカ系多孔質膜の内部に存在する空孔22は独立孔であり、複数の空孔22が1個ずつ分かれて存在する。
一方、従来、シリカ系多孔質膜の製造方法として一般的な、無機ナノ粒子を積層する方法により得られるシリカ系多孔質膜は、粒子同士の間にある空隙が連結孔を形成する。膜内部が連結孔からなる場合は、最表面に緻密層が形成されても水蒸気等がガラスと膜の界面に浸透しやすいため、耐湿熱性が不足しやすい。
In the present invention, the pores 22 having a diameter of 20 nm or more existing inside the silica-based porous membrane 14 are preferably independent holes, not connecting holes.
The term “independent pores” refers to granular pores that exist independently in the matrix. It is preferable that the pores 22 existing inside the silica-based porous membrane 14 are independent pores, so that water vapor or the like hardly penetrates the interface between the glass and the membrane and is excellent in heat and moisture resistance.
For example, as shown in the manufacturing method described later, a step of applying a coating liquid containing a matrix precursor, particles (C) that can be removed from the matrix, and a liquid medium (D) to the surface of the article and heat-treating it. When the silica-based porous film 14 is formed through the process, organic polymer nanoparticles are used as the particles (C), and the pores 22 existing inside the silica-based porous film obtained by pyrolyzing the particles are independent pores. And a plurality of holes 22 are present one by one.
On the other hand, in the conventional silica-based porous film obtained by a method of laminating inorganic nanoparticles, which is a general method for producing a silica-based porous film, voids between the particles form connection holes. In the case where the inside of the film is composed of connecting holes, even if a dense layer is formed on the outermost surface, moisture and the like are likely to permeate into the interface between the glass and the film, so that the moisture and heat resistance tends to be insufficient.

最表面緻密層14bの平均膜厚(以下「最表面緻密層平均膜厚」ともいう。)dは、10〜80nmであることが好ましく、13〜60nmであることがより好ましい。最表面緻密層平均膜厚dが10nm以上であれば、外気中の水分がガラスに到達することを抑制する効果が良好である。最表面緻密層平均膜厚dが80nm以下であれば、膜全体の屈折率を低く抑えることができるため反射防止性能が良好である。
最表面緻密層平均膜厚は、シリカ系多孔質膜14の最表面14aから、該最表面14a下に存在する直径20nm以上の空孔22の最上部までの距離の平均値を示す。
最表面緻密層平均膜厚の測定方法は後述の実施例に示すとおりである。
The average film thickness (hereinafter also referred to as “the outermost surface dense layer average film thickness”) d of the outermost surface dense layer 14b is preferably 10 to 80 nm, and more preferably 13 to 60 nm. When the outermost surface dense layer average film thickness d is 10 nm or more, the effect of suppressing moisture in the outside air from reaching the glass is good. If the average thickness d of the outermost surface dense layer is 80 nm or less, the refractive index of the entire film can be kept low, and the antireflection performance is good.
The outermost surface dense layer average film thickness indicates an average value of the distance from the outermost surface 14a of the silica-based porous film 14 to the uppermost part of the pores 22 having a diameter of 20 nm or more existing under the outermost surface 14a.
The measuring method of the average thickness of the outermost surface dense layer is as shown in the examples described later.

シリカ系多孔質膜14の平均総膜厚(nm)に対する最表面緻密層平均膜厚d(nm)の割合は、所望の最表面緻密層平均膜厚d、平均総膜厚等を考慮して適宜設定でき特に限定されないが、8〜40%が好ましく、10〜30%がより好ましい。   The ratio of the outermost surface dense layer average film thickness d (nm) to the average total film thickness (nm) of the silica-based porous film 14 takes into consideration the desired outermost surface dense layer average film thickness d, average total film thickness, and the like. Although it can set suitably and it is not specifically limited, 8 to 40% is preferable and 10 to 30% is more preferable.

シリカ系多孔質膜14の平均総膜厚は、40〜300nmが好ましく、80〜200nmがより好ましい。シリカ系多孔質膜14の平均総膜厚が40nm以上であれば、可視光領域において光の干渉が起こり、反射防止性能が発現する。シリカ系多孔質膜14の平均総膜厚が300nm以下であれば、クラックが発生せずに成膜できる。
平均総膜厚の測定方法は後述の実施例に示すとおりである。
40-300 nm is preferable and, as for the average total film thickness of the silica type porous membrane 14, 80-200 nm is more preferable. When the average total film thickness of the silica-based porous film 14 is 40 nm or more, light interference occurs in the visible light region, and antireflection performance is exhibited. If the average total film thickness of the silica-based porous film 14 is 300 nm or less, the film can be formed without generating cracks.
The method for measuring the average total film thickness is as shown in the examples described later.

シリカ系多孔質膜14の屈折率は、1.10〜1.38の範囲内であり、1.15〜1.35の範囲内が好ましい。シリカ系多孔質膜14の屈折率が1.38以下であれば、シリカ系多孔質膜14中に充分な空孔22が存在し、シリカ系多孔質膜14の反射率が充分に低くなり、優れた反射防止性能を発揮する。シリカ系多孔質膜14の屈折率が1.10以上であれば、シリカ系多孔質膜14の空隙率が高くなりすぎず、耐久性が向上する。
シリカ系多孔質膜14の屈折率は、シリカ系多孔質膜14全体での平均値であり、エリプソメーターによって測定される。具体的な測定方法は後述の実施例に示すとおりである。なお、シリカ系多孔質膜14中、最表面緻密層とその他の領域とでは、屈折率が異なる。
The refractive index of the silica-based porous film 14 is in the range of 1.10 to 1.38, preferably in the range of 1.15 to 1.35. If the refractive index of the silica-based porous film 14 is 1.38 or less, sufficient pores 22 are present in the silica-based porous film 14, and the reflectance of the silica-based porous film 14 is sufficiently low, Excellent anti-reflection performance. If the refractive index of the silica type porous membrane 14 is 1.10 or more, the porosity of the silica type porous membrane 14 will not become too high, and durability will improve.
The refractive index of the silica-based porous film 14 is an average value of the entire silica-based porous film 14 and is measured by an ellipsometer. The specific measurement method is as shown in the examples described later. In the silica-based porous film 14, the outermost surface dense layer and other regions have different refractive indexes.

シリカ系多孔質膜14の最表面14aの算術平均粗さ(Sa)は、3.0nm以下であることが好ましく、2.5nm以下がより好ましい。
最表面14aが、算術平均粗さ(Sa)が3.0nm以下となる平滑性を有していれば、耐久性、たとえば耐摩耗性等が向上する。また、汚れが付着しにくく、付着した汚れが除去しやすいなど、防汚性が向上し、反射防止膜としての有用性が向上する。表面に多くの開放孔を有する膜や、コア−シェル型粒子または中空粒子を用いて得られる膜は、算術平均粗さ(Sa)が大きいために好ましくない。
算術平均粗さ(Sa)の測定方法は後述の実施例に示すとおりである。
The arithmetic average roughness (Sa) of the outermost surface 14a of the silica-based porous membrane 14 is preferably 3.0 nm or less, and more preferably 2.5 nm or less.
If the outermost surface 14a has smoothness with an arithmetic average roughness (Sa) of 3.0 nm or less, durability, such as wear resistance, is improved. In addition, the antifouling property is improved such that the dirt is difficult to adhere and the attached dirt is easy to remove, and the usefulness as an antireflection film is improved. A film having many open pores on the surface or a film obtained by using core-shell type particles or hollow particles is not preferable because of high arithmetic average roughness (Sa).
The method of measuring the arithmetic average roughness (Sa) is as shown in the examples described later.

シリカ系多孔質膜14の表面に入射角5°で入射する波長400〜1100nmの光の平均反射率(以下「平均反射率(5°入射)」ともいう。)は、2.0%以下であることが好ましく、1.7%以下がより好ましい。シリカ系多孔質膜14の平均反射率(5°入射)が2.0%以下であれば、太陽電池のカバーガラス等に要求される反射防止性能を充分に満足する。
本明細書における入射角は、光の入射方向とシリカ系多孔質膜の表面の法線とのなす角度である。
平均反射率(5°入射)の測定方法は後述の実施例に示すとおりである。
The average reflectance (hereinafter also referred to as “average reflectance (5 ° incidence)”) of light having a wavelength of 400 to 1100 nm incident on the surface of the silica-based porous film 14 at an incident angle of 5 ° is 2.0% or less. It is preferable that it is 1.7% or less. If the average reflectance (5 ° incidence) of the silica-based porous film 14 is 2.0% or less, the antireflection performance required for a solar cell cover glass or the like is sufficiently satisfied.
The incident angle in this specification is an angle formed by the incident direction of light and the normal line of the surface of the silica-based porous film.
The measuring method of the average reflectance (5 ° incidence) is as shown in the examples described later.

シリカ系多孔質膜付き物品10のシリカ系多孔質膜14側の表面に入射角0°で入射する波長400〜1100nmの光の平均透過率(以下「平均透過率(0°入射)」ともいう。)は、94.0%以上であることが好ましく、94.5%以上がより好ましい。シリカ系多孔質膜付き物品10の平均透過率(0°入射)が94.0%以上であれば、太陽電池のカバーガラス等に要求される光透過性を充分に満足する。
シリカ系多孔質膜付き物品10におけるガラス板12の代わりに他の透光性基板を用いたシリカ系多孔質膜付き物品の平均透過率も、上記と同様、94.0%以上であることが好ましい。
平均透過率(0°入射)の測定方法は後述の実施例に示すとおりである。
The average transmittance of light having a wavelength of 400 to 1100 nm that is incident on the surface of the article 10 with a silica-based porous membrane on the silica-based porous membrane 14 side at an incident angle of 0 ° (hereinafter also referred to as “average transmittance (0 ° incidence)”) .) Is preferably 94.0% or more, more preferably 94.5% or more. If the average transmittance (0 ° incidence) of the article 10 with a silica-based porous film is 94.0% or more, the light transmittance required for a cover glass of a solar cell is sufficiently satisfied.
The average transmittance of an article with a silica-based porous film using another light-transmitting substrate instead of the glass plate 12 in the article with a silica-based porous film 10 may be 94.0% or more as described above. preferable.
The measuring method of the average transmittance (0 ° incidence) is as shown in the examples described later.

<第一実施形態のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法>
シリカ系多孔質膜付き物品10は、ガラス板12上にシリカ系多孔質膜14を形成することにより製造できる。
シリカ系多孔質膜14の形成においては、まず、以下に示すマトリックス前駆体と、マトリックス中から除去可能な粒子(以下、粒子(C)ともいう。)と、液体媒体(以下、液体媒体(D)ともいう。)とを含有する塗布液を、ガラス板12の表面に塗布し、熱処理する。
該塗布液の塗膜を熱処理することで、マトリックス前駆体からマトリックス21が形成される。
粒子(C)が熱処理により除去可能であれば、該熱処理により粒子(C)が除去され、シリカ系多孔質膜14が形成される。具体的には、粒子(C)が、熱分解性材料(たとえば熱分解性の有機ポリマー等)で構成される場合、マトリックス21を形成する際の熱処理温度を、熱分解性材料の熱分解温度以上の温度とすることにより、粒子(C)が気化し、マトリックス21中の微細な空孔を通過してマトリックス21外に放出され、シリカ系多孔質膜14が形成される。マトリックス21を形成するための熱処理を、該熱分解温度よりも低い温度で行い、成膜後、再度、熱分解温度以上の温度での熱処理を行ってもよい。
熱処理により粒子(C)を除去しない場合は、熱処理によりマトリックス21を形成する前、または形成した後に、粒子(C)を構成する材料に応じた除去処理を行うことで、シリカ系多孔質膜14を形成できる。
<The manufacturing method of the article with a silica type porous membrane of a first embodiment>
The article 10 with a silica-based porous film can be produced by forming a silica-based porous film 14 on a glass plate 12.
In the formation of the silica-based porous film 14, first, a matrix precursor shown below, particles that can be removed from the matrix (hereinafter, also referred to as particles (C)), and a liquid medium (hereinafter, liquid medium (D) The coating liquid containing the above is applied to the surface of the glass plate 12 and heat-treated.
The matrix 21 is formed from the matrix precursor by heat-treating the coating film of the coating solution.
If the particles (C) can be removed by heat treatment, the particles (C) are removed by the heat treatment, and the silica-based porous film 14 is formed. Specifically, when the particles (C) are composed of a thermally decomposable material (for example, a thermally decomposable organic polymer), the heat treatment temperature when forming the matrix 21 is the thermal decomposition temperature of the thermally decomposable material. By setting the above temperature, the particles (C) are vaporized, pass through the fine pores in the matrix 21 and are released to the outside of the matrix 21, and the silica-based porous film 14 is formed. The heat treatment for forming the matrix 21 may be performed at a temperature lower than the thermal decomposition temperature, and after the film formation, the heat treatment may be performed again at a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature.
When the particles (C) are not removed by the heat treatment, the silica-based porous film 14 is subjected to a removal treatment corresponding to the material constituting the particles (C) before or after the formation of the matrix 21 by the heat treatment. Can be formed.

[マトリックス前駆体]
マトリックス前駆体は、下記の化合物(A)と、化合物(B1)と、化合物(B2)とを含有する。化合物(A)、(B1)、(B2)は、下記のシラン化合物(1)および(2)のいずれか一方または両方に由来するものである。
[Matrix precursor]
The matrix precursor contains the following compound (A), compound (B1), and compound (B2). The compounds (A), (B1), and (B2) are derived from one or both of the following silane compounds (1) and (2).

シラン化合物(1)は、下記一般式(1)で表される化合物である。
SiX4−n …(1)
[式中、Xは加水分解性基を示し、Yは、Y−OHの誘電率が50F/m以下である非加水分解性基を示し、nは1〜3の整数を示す。]
The silane compound (1) is a compound represented by the following general formula (1).
Y n SiX 4-n (1)
[Wherein, X represents a hydrolyzable group, Y represents a non-hydrolyzable group whose dielectric constant of Y-OH is 50 F / m or less, and n represents an integer of 1 to 3. ]

式(1)中、Xは加水分解性基を示す。加水分解性基とは、加水分解によりSi−X基をSi−OH基に変換し得る基である。
Xとしては、ハロゲン原子(たとえば塩素原子)、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノキシ基、アミド基、ケトキシメート基、水酸基、エポキシ基、グリシジル基、イソシアネート基等が挙げられ、大気中での取り扱いが容易で加水分解重縮合反応が制御しやすい点から、アルコキシ基が特に好ましい。アルコキシ基としては、炭素数1〜4のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基がより好ましい。
In formula (1), X represents a hydrolyzable group. The hydrolyzable group is a group that can convert a Si—X group into a Si—OH group by hydrolysis.
Examples of X include halogen atoms (for example, chlorine atoms), alkoxy groups, acyloxy groups, aminoxy groups, amide groups, ketoximate groups, hydroxyl groups, epoxy groups, glycidyl groups, isocyanate groups, and the like. An alkoxy group is particularly preferable because the hydrolysis polycondensation reaction can be easily controlled. As an alkoxy group, a C1-C4 alkoxy group is preferable and a methoxy group or an ethoxy group is more preferable.

Yは、Y−OHの誘電率が50F/m以下である非加水分解性基を示す。
非加水分解性基とは、加水分解によりSi−X基がSi−OH基となる条件下で、構造が変化しない官能基である。
Y−OHの誘電率は、文献値を用いても良いが、以下の測定方法によって測定することができる。
Y−OHの誘電率は、JIS−R1627の規定に則り、ネットワークアナライザ(アジレント・テクノロジー社製、PNAマイクロ波ベクトル・ネットワーク・アナライザ)を用いて、ブリッジ回路によって試料に電場を印加し、反射係数と位相を測定した値から算出した。
Y represents a non-hydrolyzable group in which the dielectric constant of Y—OH is 50 F / m or less.
The non-hydrolyzable group is a functional group whose structure does not change under the condition that the Si—X group becomes a Si—OH group by hydrolysis.
A literature value may be used for the dielectric constant of Y—OH, but it can be measured by the following measurement method.
The dielectric constant of Y-OH is determined by applying an electric field to the sample by a bridge circuit using a network analyzer (manufactured by Agilent Technologies, PNA microwave vector network analyzer) in accordance with JIS-R1627. And the phase was calculated from the measured values.

Yとしては、たとえば、フッ素原子で置換されていてもよい炭化水素基が挙げられる。炭化水素基としては、芳香族炭化水素基でも脂肪族炭化水素基でもよい。脂肪族炭化水素基としては、飽和炭化水素基でも、二重結合等の不飽和結合を含む不飽和炭化水素基でもよい。
Yの具体例としては、ペルフルオロポリエーテル基、ペルフルオロアルキル基、アルキル基、アリール基(フェニル基等)、二重結合を含む構造の基(以下、基(Y1)ともいう。)等が挙げられる。基(Y1)としては、例えばビニル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシアルキル基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシアルキル基、スチリル基等が挙げられる。
Examples of Y include a hydrocarbon group that may be substituted with a fluorine atom. The hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group containing an unsaturated bond such as a double bond.
Specific examples of Y include a perfluoropolyether group, a perfluoroalkyl group, an alkyl group, an aryl group (such as a phenyl group), a group having a double bond (hereinafter also referred to as a group (Y1)), and the like. . Examples of the group (Y1) include a vinyl group, an acryloyl group, an acryloyloxyalkyl group, a methacryloyl group, a methacryloyloxyalkyl group, and a styryl group.

nが1または2である場合、シラン化合物(1)が有する複数のXは、同じでも異なってもよい。入手しやすさ、加水分解反応の制御のしやすさ等の点では、同じ基であることが好ましい。
nが2または3である場合、シラン化合物(1)が有する複数のYは、同じでも異なってもよい。入手しやすさ、加水分解反応の制御のしやすさ等の点では、同じ基であることが好ましい。
When n is 1 or 2, the plurality of Xs that the silane compound (1) has may be the same or different. The same group is preferable in terms of availability, ease of controlling the hydrolysis reaction, and the like.
When n is 2 or 3, the plurality of Y possessed by the silane compound (1) may be the same or different. The same group is preferable in terms of availability, ease of controlling the hydrolysis reaction, and the like.

シラン化合物(1)の具体例としては、たとえば、モノアルキルトリアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン等)、ジアルキルジアルコキシシラン(ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン等)、トリアルキルモノアルコキシシラン(トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、トリプロピルエトキシシラン等)、モノアリールトリアルコキシシラン(フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等)、ジアリールジアルコキシシラン(ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等)、トリアリールモノアルコキシシラン(トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等)、ペルフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン(ペルフルオロポリエーテルトリエトキシシラン等)、ペルフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン(ペルフルオロエチルトリエトキシシラン等)等が挙げられる。これらはいずれか1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Specific examples of the silane compound (1) include, for example, monoalkyltrialkoxysilane (methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, etc.) , Dialkyl dialkoxysilane (dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, dipropyldimethoxysilane, dipropyldiethoxysilane, etc.), trialkylmonoalkoxysilane (trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane) Triethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, tripropylmethoxysilane, tripropylethoxysilane, etc.), monoaryltrialkoxysila (Phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, etc.), diaryl dialkoxysilane (diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, etc.), triarylmonoalkoxysilane (triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, etc.), perfluoropolyether Examples thereof include alkoxysilanes having a group (perfluoropolyether triethoxysilane and the like), alkoxysilanes having a perfluoroalkyl group (perfluoroethyltriethoxysilane and the like), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

シラン化合物(2)は、下記一般式(2)で表される化合物である。
SiX …(2)
[式中、Xは加水分解性基を示す。]
The silane compound (2) is a compound represented by the following general formula (2).
SiX 4 (2)
[Wherein, X represents a hydrolyzable group. ]

式(2)中、Xとしては、前記式(1)中のXと同様のものが挙げられる。
シラン化合物(2)が有する4つのXは、同じでも異なってもよい。入手しやすさ、加水分解反応の制御のしやすさ等の点では、同じ基であることが好ましい。
シラン化合物(2)の具体例としては、たとえば、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等)等が挙げられる。
In the formula (2), examples of X include the same as X in the formula (1).
The four Xs that the silane compound (2) has may be the same or different. The same group is preferable in terms of availability, ease of controlling the hydrolysis reaction, and the like.
Specific examples of the silane compound (2) include, for example, tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.).

{化合物(A)}
化合物(A)は、前記シラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物、ならびに前記シラン化合物(1)と前記シラン化合物(2)との共加水分解物および部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、且つ少なくとも、前記シラン化合物(1−2)に由来する構造を有する化合物である。
つまり、化合物(A)を形成するシラン化合物(1)は、少なくとも、シラン化合物(1−2)を含む。
シラン化合物(1−2)としては、上記のなかでも、多くのYと縮合に十分な量のXを兼ね備える点から、ジアルキルジアルコキシシラン、ジアリールジアルコキシシランが好ましく、ジアルキルジアルコキシシランがより好ましい。
化合物(A)を形成するシラン化合物(1)は、シラン化合物(1−2)のみでもよく、シラン化合物(1−2)と、前記一般式(1)中のnが1または3であるシラン化合物との混合物であってもよい。
化合物(A)を形成するシラン化合物(1)の合計量のうち、シラン化合物(1−2)の割合は、20モル%以上が好ましく、40モル%以上であることがより好ましい。上限は特に限定されず、100%であってもよい。
{Compound (A)}
The compound (A) is selected from the group consisting of the hydrolyzate and partial condensate of the silane compound (1), and the cohydrolyzate and partial condensate of the silane compound (1) and the silane compound (2). And a compound having a structure derived from at least the silane compound (1-2).
That is, the silane compound (1) forming the compound (A) includes at least the silane compound (1-2).
Of the above, the silane compound (1-2) is preferably a dialkyl dialkoxy silane or a diaryl dialkoxy silane, more preferably a dialkyl dialkoxy silane, from the viewpoint of having a large amount of X and a sufficient amount of X for condensation. .
The silane compound (1) forming the compound (A) may be only the silane compound (1-2), and the silane compound (1-2) and the silane in which n in the general formula (1) is 1 or 3 It may be a mixture with a compound.
20 mol% or more is preferable and, as for the ratio of the silane compound (1-2), in the total amount of the silane compound (1) which forms a compound (A), it is more preferable that it is 40 mol% or more. The upper limit is not particularly limited, and may be 100%.

シラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物、シラン化合物(1)とシラン化合物(2)との共加水分解物および部分縮合物はそれぞれ常法により得ることができる。
たとえば、シラン化合物(1)に対し、またはシラン化合物(1)およびシラン化合物(2)に対し、水を添加、混合することで、加水分解物や部分縮合物を得ることができる。シラン化合物(1)、(2)は反応性が高く、水を添加するだけでも加水分解反応や部分縮合反応が進行し得る。
このとき、水とともに触媒を添加することが好ましい。触媒としては、酸またはアルカリを用いることができる。酸としては、無機酸(硝酸、硫酸、塩酸等)、有機酸(ギ酸、シュウ酸、モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、トリクロル酢酸等)が挙げられる。アルカリとしては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。触媒としては、生成する加水分解物や部分縮合物の長期保存性の点から、酸が好ましい。
得られた反応液は、通常、そのまま、または適宜希釈して、前記塗布液の調製に用いられる。そのため、加水分解に用いる触媒としては、粒子(C)の分散を妨げないものが好ましい。
加水分解、部分重縮合反応を行う際の温度は、5〜80℃が好ましく、10〜70℃がより好ましい。5℃以上であれば、加水分解重縮合反応が充分に進行し、80℃以下であれば、加水分解重縮合反応制御が容易である。
なお、Yの数が少ないほど、加水分解および縮合反応が進行しやすく、シラン化合物(2)の方が、シラン化合物(1)よりも縮合しやすい。そのため、シラン化合物(1)とシラン化合物(2)とを共加水分解した場合、反応液中には、シラン化合物(1)とシラン化合物(2)との共加水分解物や部分縮合物だけでなく、シラン化合物(2)の加水分解物や部分縮合物、すなわち化合物(B2)も生成する。この反応液は、そのまま塗布液の調製に用い得る。
The hydrolyzate and partial condensate of the silane compound (1), and the cohydrolyzate and partial condensate of the silane compound (1) and the silane compound (2) can be obtained by ordinary methods.
For example, a hydrolyzate or a partial condensate can be obtained by adding and mixing water to the silane compound (1) or to the silane compound (1) and the silane compound (2). The silane compounds (1) and (2) are highly reactive, and a hydrolysis reaction or a partial condensation reaction can proceed even by adding water.
At this time, it is preferable to add a catalyst together with water. An acid or an alkali can be used as the catalyst. Examples of the acid include inorganic acids (such as nitric acid, sulfuric acid, and hydrochloric acid) and organic acids (such as formic acid, oxalic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, and trichloroacetic acid). Examples of the alkali include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. The catalyst is preferably an acid from the viewpoint of long-term storage stability of the hydrolyzate or partial condensate to be produced.
The obtained reaction solution is usually used as it is or after appropriately diluted to prepare the coating solution. Therefore, the catalyst used for hydrolysis is preferably one that does not hinder the dispersion of the particles (C).
5-80 degreeC is preferable and the temperature at the time of performing a hydrolysis and a partial polycondensation reaction has more preferable 10-70 degreeC. If it is 5 degreeC or more, a hydrolysis polycondensation reaction will fully advance, and if it is 80 degrees C or less, hydrolysis polycondensation reaction control is easy.
The smaller the number of Y, the easier the hydrolysis and condensation reaction proceeds, and the silane compound (2) is more easily condensed than the silane compound (1). Therefore, when the silane compound (1) and the silane compound (2) are co-hydrolyzed, the reaction solution contains only a co-hydrolyzate or partial condensate of the silane compound (1) and the silane compound (2). However, a hydrolyzate or partial condensate of the silane compound (2), that is, the compound (B2) is also produced. This reaction solution can be used as it is for preparing a coating solution.

化合物(A)中には、Xが未反応のまま残存していてもよい。化合物(A)中に残存するXの含有量は、化合物(A)が低誘電率を保持し、塗布膜中で最表層を形成しやすい点から、一般式(1)で表される未縮合体が含有するXの総モル量に対し、29モル%未満であることが好ましく、15モル%未満であることがより好ましい。
化合物(A)中のXの含有量は、化合物(A)のnの値、加水分解反応、縮合反応時における反応温度、反応時間、水添加量、触媒添加量等の条件により調整できる。
In the compound (A), X may remain unreacted. The content of X remaining in the compound (A) is an uncondensed compound represented by the general formula (1) because the compound (A) maintains a low dielectric constant and easily forms the outermost layer in the coating film. The total molar amount of X contained in the body is preferably less than 29 mol%, and more preferably less than 15 mol%.
Content of X in a compound (A) can be adjusted with conditions, such as the value of n of a compound (A), the reaction temperature at the time of a hydrolysis reaction and a condensation reaction, reaction time, water addition amount, catalyst addition amount.

化合物(A)の平均分子量は、200〜2000の範囲が好ましく、300〜1500の範囲がより好ましい。平均分子量が200以上であれば、未反応成分の揮発が抑えられ、2000以下であれば、充分な透明性が確保できる。
平均分子量は、水の添加量、反応温度、および前駆体(シラン化合物(1)、またはシラン化合物(1)および(2))の含有量等によって制御可能である。
平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算の重量平均分子量である。
The average molecular weight of the compound (A) is preferably in the range of 200 to 2000, and more preferably in the range of 300 to 1500. If the average molecular weight is 200 or more, volatilization of unreacted components is suppressed, and if it is 2000 or less, sufficient transparency can be secured.
The average molecular weight can be controlled by the amount of water added, the reaction temperature, the content of the precursor (silane compound (1) or silane compounds (1) and (2)), and the like.
The average molecular weight is a polystyrene-reduced weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC).

{化合物(B1)}
化合物(B1)は、前記一般式(1)中のnが1または3であるシラン化合物、その加水分解物および部分縮合物から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
化合物(B1)を形成するシラン化合物(1)に、前記シラン化合物(1−2)は含まれない。
化合物(B1)を形成するシラン化合物(1)は、nが1であるシラン化合物(以下、シラン化合物(1−1)ともいう。)のみでもよく、nが3であるシラン化合物(以下、シラン化合物(1−3)ともいう。)のみでもよく、シラン化合物(1−1)とシラン化合物(1−3)との混合物であってもよい。
化合物(B1)を形成するシラン化合物(1)としては、シラン化合物(1−1)が好ましい。
シラン化合物(1−1)としては、上記のなかでも、入手が容易で熱分解時に不活性ガスを発生しない点から、モノアルキルトリアルコキシシラン、モノアリールトリアルコキシシランが好ましく、モノアルキルトリアルコキシシランがより好ましい。
シラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物は、前記と同様、常法により得ることができる。
{Compound (B1)}
The compound (B1) is at least one compound selected from a silane compound in which n in the general formula (1) is 1 or 3, a hydrolyzate thereof, and a partial condensate thereof.
The silane compound (1-2) is not included in the silane compound (1) forming the compound (B1).
The silane compound (1) forming the compound (B1) may be only a silane compound in which n is 1 (hereinafter also referred to as silane compound (1-1)), or a silane compound in which n is 3 (hereinafter referred to as silane). Compound (1-3) only) or a mixture of the silane compound (1-1) and the silane compound (1-3).
As a silane compound (1) which forms a compound (B1), a silane compound (1-1) is preferable.
Of the above, the silane compound (1-1) is preferably monoalkyltrialkoxysilane or monoaryltrialkoxysilane, because it is easily available and does not generate an inert gas during thermal decomposition. Is more preferable.
The hydrolyzate and partial condensate of the silane compound (1) can be obtained by a conventional method as described above.

化合物(B1)としては、特に、耐久性の向上効果に優れることから、Yとして、基(Y1)(二重結合を含む構造の基)を有するものが好ましい。基(Y1)は、二重結合開裂縮合反応によりSi原子間に炭素鎖を形成し、可撓性が増すことによって、耐久性の向上に寄与すると考えられる。基(Y1)としては、前記と同様のものが挙げられる。
化合物(B1)は、Yとして、基(Y1)以外の基を有してもよい。
As the compound (B1), a compound having a group (Y1) (a group having a double bond) as Y is particularly preferable since it is excellent in the durability improving effect. The group (Y1) is considered to contribute to improvement in durability by forming a carbon chain between Si atoms by a double bond cleavage condensation reaction and increasing flexibility. Examples of the group (Y1) include the same groups as described above.
The compound (B1) may have a group other than the group (Y1) as Y.

化合物(B1)の平均分子量は、200〜2000の範囲が好ましく、300〜1500の範囲がより好ましい。平均分子量が200以上であれば、未反応成分の揮発が抑えられ、2000以下であれば、充分な透明性が確保できる。
平均分子量は、水の添加量、反応温度、および前駆体(シラン化合物(1−1)、(1−3))の含有量等によって制御可能である。
The average molecular weight of the compound (B1) is preferably in the range of 200 to 2000, and more preferably in the range of 300 to 1500. If the average molecular weight is 200 or more, volatilization of unreacted components is suppressed, and if it is 2000 or less, sufficient transparency can be secured.
The average molecular weight can be controlled by the amount of water added, the reaction temperature, the content of precursors (silane compounds (1-1), (1-3)), and the like.

{化合物(B2)}
化合物(B2)は、前記シラン化合物(2)、その加水分解物および部分縮合物から選ばれる少なくとも1種の化合物である。
シラン化合物(2)の加水分解物および部分縮合物は、前記と同様、常法により得ることができる。
シラン化合物(1)とシラン化合物(2)とを予め混合して共加水分解重縮合反応を行ってもよい。この場合、得られる反応液中には、シラン化合物(1)の加水分解物や部分縮合物と、シラン化合物(2)の加水分解物や部分縮合物とが含まれる。この反応液は、そのまま塗布液の調製に用い得る。
化合物(B2)としては、シラン化合物(2)として、アルコキシ基の炭素数が1または2であるテトラアルコキシシランを用いたものが好ましい。
{Compound (B2)}
The compound (B2) is at least one compound selected from the silane compound (2), a hydrolyzate thereof, and a partial condensate thereof.
The hydrolyzate and partial condensate of the silane compound (2) can be obtained by a conventional method as described above.
The silane compound (1) and the silane compound (2) may be mixed in advance to perform a cohydrolysis polycondensation reaction. In this case, the obtained reaction solution contains a hydrolyzate or partial condensate of the silane compound (1) and a hydrolyzate or partial condensate of the silane compound (2). This reaction solution can be used as it is for preparing a coating solution.
The compound (B2) is preferably a silane compound (2) using tetraalkoxysilane in which the alkoxy group has 1 or 2 carbon atoms.

化合物(B2)の平均分子量は、200〜2000の範囲が好ましく、300〜1500の範囲がより好ましい。平均分子量が200以上であれば、未反応成分の揮発が抑えられ、2000以下であれば、充分な透明性が確保できる。
平均分子量は、水の添加量、反応温度、および前駆体(シラン化合物(2))の含有量等によって制御可能である。
The average molecular weight of the compound (B2) is preferably in the range of 200 to 2000, and more preferably in the range of 300 to 1500. If the average molecular weight is 200 or more, volatilization of unreacted components is suppressed, and if it is 2000 or less, sufficient transparency can be secured.
The average molecular weight can be controlled by the amount of water added, the reaction temperature, the content of the precursor (silane compound (2)), and the like.

{化合物(A)、(B1)、(B2)の含有量}
塗布液中、化合物(A)の含有量は、塗布液に含まれる全固形分に対して5質量%以上であり、5〜70質量%が好ましく、10〜51質量%がより好ましい。
該含有量は、SiO換算固形分(塗布液中に含まれる化合物(A)のすべてのSiがSiOに転化したときの固形分)である。
塗布液中の化合物(A)の含有量を5質量%以上とすることで、最表面緻密層14bが充分な厚みで形成され、シリカ系多孔質膜12の最表面開放孔数を13個/10nm以下にすることができる。また、最表面14aの平滑性が高く、算術平均粗さSaを3.0nm以下とすることができる。また、シリカ系多孔質膜14の最表面の疎水性が充分に高く(たとえば水接触角が70°以上)なる。
最表面開放孔数が少なく、最表面の平滑性および疎水性が高いことで、汚れが付着しにくくなる、付着した汚れが除去しやすくなる等、防汚性が向上する。また、最表面開放孔数が少ないことで、優れた耐湿性が得られる。また、最表面の平滑性が高いことで、耐摩耗性も向上する。
{Contents of compounds (A), (B1), (B2)}
In the coating solution, the content of the compound (A) is 5% by mass or more, preferably 5 to 70% by mass, and more preferably 10 to 51% by mass with respect to the total solid content contained in the coating solution.
The content is a solid content in terms of SiO 2 (solid content when all Si of the compound (A) contained in the coating liquid is converted to SiO 2 ).
By setting the content of the compound (A) in the coating solution to 5% by mass or more, the outermost surface dense layer 14b is formed with a sufficient thickness, and the number of open pores on the outermost surface of the silica-based porous film 12 is 13 / It can be 10 6 nm 2 or less. Moreover, the smoothness of the outermost surface 14a is high, and arithmetic mean roughness Sa can be 3.0 nm or less. Further, the hydrophobicity of the outermost surface of the silica-based porous film 14 is sufficiently high (for example, the water contact angle is 70 ° or more).
Antifouling properties are improved such that the number of pores on the outermost surface is small and the smoothness and hydrophobicity of the outermost surface are high, making it difficult for dirt to adhere and facilitating removal of attached dirt. Moreover, the outstanding moisture resistance is acquired because there are few outermost surface open | release holes. Moreover, wear resistance is also improved because the smoothness of the outermost surface is high.

マトリックス前駆体における化合物(A)、(B1)、(B2)の含有量は、下記の条件(I)を満たす。
条件(I):前記化合物(A)を形成するシラン化合物(2)のモル数と前記化合物(B2)を形成するシラン化合物(2)のモル数との合計量[シラン化合物(2)の総モル数]に対する、前記化合物(A)を形成するシラン化合物(1)のモル数と前記化合物(B1)を形成するシラン化合物(1)のモル数との合計量[シラン化合物(1)の総モル数]の比率[(1)/(2)]が、0.1〜25.0の範囲内である。(1)/(2)は、0.1〜10.0が好ましく、0.5〜5.0がより好ましい。
(1)/(2)の値を25.0以下とすることで、さらには化合物(A)の含有量を70質量%以下とすることで、充分な反射防止性能、耐久性が得られる。(1)/(2)の値が25.0を超える場合、シラン化合物(2)の量が少なすぎるために、空孔22の存在する下層域の厚みが薄くなり、反射防止性能が、またマトリクス前駆体の縮合度が低くなり耐久性が不十分となるおそれがある。
The contents of the compounds (A), (B1), and (B2) in the matrix precursor satisfy the following condition (I).
Condition (I): Total amount of the number of moles of the silane compound (2) forming the compound (A) and the number of moles of the silane compound (2) forming the compound (B2) [total number of silane compounds (2) The total amount of the number of moles of the silane compound (1) forming the compound (A) and the number of moles of the silane compound (1) forming the compound (B1) with respect to the number of moles] [total number of silane compounds (1) The [number of moles] ratio [(1) / (2)] is in the range of 0.1 to 25.0. (1) / (2) is preferably 0.1 to 10.0, and more preferably 0.5 to 5.0.
By setting the value of (1) / (2) to 25.0 or less, and further setting the content of the compound (A) to 70% by mass or less, sufficient antireflection performance and durability can be obtained. When the value of (1) / (2) exceeds 25.0, since the amount of the silane compound (2) is too small, the thickness of the lower layer region where the pores 22 are present becomes thin, and the antireflection performance is also improved. There is a possibility that the degree of condensation of the matrix precursor is low and the durability is insufficient.

塗布液は、本発明の効果を損なわない範囲で、化合物(A)、(B1)、(B2)以外のマトリックス前駆体を含有してもよい。化合物(A)、(B1)、(B2)以外のマトリックス前駆体としては、たとえば化合物(B1)に該当しないモノアルキルトリアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン等)、トリアルキルモノアルコキシシラン(トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリプロピルメトキシシラン、トリプロピルエトキシシラン等)、モノアリールトリアルコキシシラン(フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等)、ジアリールジアルコキシシラン(ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等)、トリアリールモノアルコキシシラン(トリフェニルメトキシシラン、トリフェニルエトキシシラン等)、ペルフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン(ペルフルオロポリエーテルトリエトキシシラン等)、ペルフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン(ペルフルオロエチルトリエトキシシラン等)、に加えシリコーンオイル、シリコーンオリゴマー、シリコーンレジン、水ガラス等が挙げられる。   The coating solution may contain a matrix precursor other than the compounds (A), (B1), and (B2) as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of matrix precursors other than the compounds (A), (B1), and (B2) include monoalkyltrialkoxysilanes that do not correspond to the compound (B1) (methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyl) Triethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, etc.), trialkylmonoalkoxysilane (trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, triethylmethoxysilane, triethylethoxysilane, tripropylmethoxysilane, tripropylethoxysilane, etc.), Monoaryltrialkoxysilane (phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, etc.), diaryl dialkoxysilane (diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxy) Silane), triarylmonoalkoxysilane (triphenylmethoxysilane, triphenylethoxysilane, etc.), alkoxysilane having a perfluoropolyether group (perfluoropolyethertriethoxysilane, etc.), alkoxysilane having a perfluoroalkyl group (perfluoroethyl) In addition to triethoxysilane, etc., silicone oil, silicone oligomer, silicone resin, water glass and the like can be mentioned.

塗布液中のマトリックス前駆体の含有量は、塗布液が塗布可能な範囲内であれば特に限定されないが、塗布液の全量(100質量%)に対し、SiO換算固形分濃度として、0.2〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましい。0.2質量%以上であると、加水分解重縮合反応が充分に進み、20質量%以下であると、加水分解重縮合反応制御が容易であり長期保存性が良好である。
なお、SiO換算固形分は、塗布液中に含まれるマトリックス前駆体のすべてのSiがSiOに転化したときの固形分である。
The content of the matrix precursor in the coating liquid is a coating liquid is not particularly limited as long as it is within the range of possible application, the total amount of the coating liquid with respect to (100 mass%), as calculated as SiO 2 solid content concentration, 0. 2-20 mass% is preferable and 0.5-15 mass% is more preferable. If it is 0.2% by mass or more, hydrolysis polycondensation reaction proceeds sufficiently, and if it is 20% by mass or less, hydrolysis polycondensation reaction control is easy and long-term storage stability is good.
Incidentally, SiO 2 in terms of solids are solids when all the Si matrix precursor contained in the coating liquid was converted into SiO 2.

[粒子(C)]
粒子(C)は、マトリックス中から除去可能な粒子であり、たとえば熱処理により除去可能な粒子、プラズマ処理により除去可能な粒子、溶剤浸漬により除去可能な粒子、酸またはアルカリ浸漬により除去可能な粒子、光照射により除去可能な粒子等が挙げられる。
最表面緻密層14bを形成するには熱処理が必要なため、粒子(C)は熱処理により除去可能な粒子であることが好ましいが、熱処理前または後に、プラズマ処理、溶剤浸漬、酸もしくはアルカリ浸漬、または光照射により除去した後に熱処理をして最表面緻密層14bを形成しても良い。
[Particle (C)]
The particles (C) are particles that can be removed from the matrix, for example, particles that can be removed by heat treatment, particles that can be removed by plasma treatment, particles that can be removed by solvent immersion, particles that can be removed by acid or alkali immersion, Examples thereof include particles that can be removed by light irradiation.
Since heat treatment is required to form the outermost surface dense layer 14b, the particles (C) are preferably particles that can be removed by heat treatment, but before or after the heat treatment, plasma treatment, solvent immersion, acid or alkali immersion, Alternatively, the outermost surface dense layer 14b may be formed by heat treatment after removal by light irradiation.

熱処理により除去可能な粒子としては、熱分解性材料または熱昇華性材料からなる粒子が挙げられる。
熱分解性材料の熱分解温度は、100〜800℃が好ましく、200〜700℃がより好ましい。
熱分解性材料としては、たとえばカーボン、有機ポリマー、界面活性剤ミセル等が挙げられる。これらの中でも、経時安定性の点から、カーボンまたは有機ポリマーが好ましい。
なお、空気中でのカーボンの熱分解温度は500℃程度である。空気中での有機ポリマーの熱分解温度は、有機ポリマーの種類や分子量によっても異なるが、一般的には200〜600℃程度である。有機ポリマーの熱分解温度は、示差熱−熱重量同時測定(TG−DTA)により測定できる。
熱処理により除去可能な粒子は、熱処理により除去されないSiO等の無機酸化物によって被覆されたコア−シェル粒子でもよい。シェルの厚みが厚いと膜表面に粒子由来の凹凸が形成されやすく、耐摩耗性の不足や汚れが付着しやすくなるために、シェルの厚みは5nm以下が好ましい。反射防止性能の観点からは、加熱により除去できない成分が含まれないことがより好ましい。
Examples of particles that can be removed by heat treatment include particles made of a thermally decomposable material or a thermally sublimable material.
100-800 degreeC is preferable and, as for the thermal decomposition temperature of a thermally decomposable material, 200-700 degreeC is more preferable.
Examples of the thermally decomposable material include carbon, organic polymer, and surfactant micelle. Among these, carbon or an organic polymer is preferable from the viewpoint of stability over time.
The thermal decomposition temperature of carbon in air is about 500 ° C. The thermal decomposition temperature of the organic polymer in air varies depending on the type and molecular weight of the organic polymer, but is generally about 200 to 600 ° C. The thermal decomposition temperature of the organic polymer can be measured by differential thermal-thermogravimetric simultaneous measurement (TG-DTA).
The particles that can be removed by the heat treatment may be core-shell particles coated with an inorganic oxide such as SiO 2 that is not removed by the heat treatment. When the thickness of the shell is thick, irregularities derived from particles are likely to be formed on the film surface, and the shell thickness is preferably 5 nm or less because insufficient wear resistance and dirt are likely to adhere. From the viewpoint of antireflection performance, it is more preferable that a component that cannot be removed by heating is not included.

前記有機ポリマーとしては、所望の粒子径のナノ粒子を合成が得られれば特に限定されるものではないが、(メタ)アクリル系モノマー、スチレン系モノマー、ジエン系モノマー、イミド系モノマー、アミド系モノマーからなる群(以下「特定モノマー群」ともいう。)から選ばれるモノマーの単独重合体または共重合体が好ましい。
アクリル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシプロピル、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールのジアクリル酸エステル、ジエチルグリコールのジアクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジアクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジアクリル酸エステル、エチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、プロピレングリコールのジメタクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジメタクリル酸エステル等が挙げられる。
スチレン系モノマーとしては、アルキルスチレンとしては;スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレン、フロロスチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、クロルメチルスチレン、ニトロスチレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−スチレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。
ジエン系モノマーとしては、ブタジエン、イソプレイン、シクロペンタジエン、1,3−ペンタジエン、ジシクロペンタジエン等が挙げられる。
イミド系モノマーとしては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、6−アミノヘキシルコハク酸イミド、2−アミノエチルコハク酸イミド等が挙げられる。
アミド系モノマーとしては、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミドなどのアクリルアミド系誘導体、N、N−ジメチルアクリルアミド、N、N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアリルアミン系誘導体、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等のアクリルアミド系誘導体、N−アミノスチレン等のアミノスチレン類等が挙げられる。
The organic polymer is not particularly limited as long as synthesis of nanoparticles having a desired particle size can be obtained, but (meth) acrylic monomers, styrene monomers, diene monomers, imide monomers, amide monomers. Homopolymers or copolymers of monomers selected from the group consisting of (hereinafter also referred to as “specific monomer group”) are preferred.
Acrylic monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, (meth ) Pentyl acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid dodecyl, (meth) acrylic acid phenyl, (meth) acrylic acid methoxyethyl, (meth) acrylic acid ethoxyethyl, (meth) acrylic acid propoxyethyl, (meth) acrylic acid butoxyethyl, (meth) acrylic acid Ethoxypropyl, diethylaminoethyl (meth) acrylate , Dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, diacetone acrylamide, glycidyl (meth) acrylate, ethylene glycol diacrylate, diethyl glycol diacrylate, triethylene glycol Diacrylic acid ester, polyethylene glycol diacrylic acid ester, dipropylene glycol diacrylic acid ester, tripropylene glycol diacrylic acid ester, ethylene glycol dimethacrylic acid ester, diethylene glycol dimethacrylic acid ester, triethylene glycol dimethacrylic acid ester , Polyethylene glycol diacrylate, propylene glycol dimethacrylate , Dimethacrylates of dipropylene glycol, dimethacrylate ester of tripropylene glycol.
Examples of styrene monomers include alkyl styrene; styrene, methyl styrene, dimethyl styrene, trimethyl styrene, ethyl styrene, diethyl styrene, triethyl styrene, propyl styrene, butyl styrene, hexyl styrene, heptyl styrene, octyl styrene, fluorostyrene, chloro. Examples include styrene, bromostyrene, dibromostyrene, chloromethylstyrene, nitrostyrene, acetylstyrene, methoxystyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, sodium p-styrenesulfonate, and the like.
Examples of the diene monomer include butadiene, isoprene, cyclopentadiene, 1,3-pentadiene, dicyclopentadiene, and the like.
Examples of the imide monomers include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, 6-aminohexyl succinimide, 2-aminoethyl succinimide, and the like.
Examples of amide monomers include acrylamide derivatives such as acrylamide and N-methylacrylamide, allylamine derivatives such as N, N-dimethylacrylamide and N, N-dimethylaminopropylacrylamide, and acrylamide derivatives such as acrylamide and N-methylacrylamide. And aminostyrenes such as N-aminostyrene.

前記有機ポリマーが、前記特定モノマー群から選ばれるモノマーの共重合体である場合、該共重合体は、前記特定モノマー群から選ばれる2種以上のモノマーを共重合させたものであってもよく、前記特定モノマー群から選ばれる少なくとも1種と、特定モノマー群から選ばれるモノマー以外の他のモノマーの少なくとも1種とを共重合させたものであってもよい。
該他のモノマーとしては、ジビニルベンゼン、酢酸ビニル、ビニルピリジン、アクリル酸、メタアクリル酸、テトラヒドロフタル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、メチレンマロン酸、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノプロピル、マレイン酸モノオクチル、カルボキシアルキルビニルエーテル、カルボキシアルキルビニルエステル、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン−5,6−ジカルボン酸無水物、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチルなどのアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル系誘導体、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミンなどのビニルアミン系誘導体、アリルアミン、メタクリルアミン、N−メチルアクリルアミン、N、N−ジメチルアクリルアミド、N、N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミドなどのアリルアミン系誘導体、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸ベンジル、サリチル酸ビニル、塩化ビニリデン、クロロヘキサンカルボン酸ビニル、アクリル酸−2−クロロエチル、メタクリル酸−2−クロロエチル、アクリルニトリル、メタクリロニトリル、メタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メトキシエチルメタクリルアミド、N−ブトキシメチルメタクリルアミド、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチル、メタクリル酸シクロヘキシルアミノエチル、アクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル系誘導体、N−ビニルジエチルアミン、N−アセチルビニルアミン等のビニルアミン系誘導体、アリルアミン、メタクリルアミン、N−メチルアクリルアミン、N、N−ジメチルアクリルアミド、N、N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアリルアミン系誘導体、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等のアクリルアミド系誘導体、p−アミノスチレン、N-メチロール(メタ)アクリルアミド及びジアセトンアクリルアミド、6−アミノヘキシルコハク酸イミド、2−アミノエチルコハク酸イミド、グリシジルメタクリレート、マレイン酸のモノ及びジグリシジルエステル、フマル酸のモノ及びジグリシジルエステル、クロトン酸のモノ及びジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸のモノ及びジグリシジルエステル、イタコン酸のモノ及びグシジルエステル、ブテントリカルボン酸のモノ及びジグリシジルエステル、シトラコン酸のモノ及びジグリシジルエステル、アリルコハク酸のモノ及びグリシジルエステル等のジカルボン酸モノ及びアルキルグリシジルエステル、p−スチレンカルボン酸のアルキルグリシジルエステル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸グリシジルエテール、メタアクリル酸グリシジルエテール、アクリル酸−2−エチルグリシジルエテール、メタアクリル酸−2−エチルグリシジルエテール、2−メチルアリルグリシジルエーテル、スチレン−p−グリシジルエーテル、グリシジルアクリレート、アクリル酸−2−ヒドリキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドリキシエチル、アクリル酸−2−ヒドリキシプロピル、アクリル酸又はメタクリル酸とポリプロピレングリコール又はポリエチレングリコールとのモノエステル、ラクトン類と(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチルとの付加物、(メタ)アクリル酸トリフルオロメチルメチル、(メタ)アクリル酸−2−トリフルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸−2−パ−フルオロメチルエチル、(メタ)アクリル酸−2−パ−フルオロエチル−2−パ−フルオロブチルエチル、(メタ)アクリル酸−2−パ−フルオロエチル、(メタ)アクリル酸パ−フルオロメチル、(メタ)アクリル酸ジパ−フルオロメチルメチル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、n−酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、パーサティック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、p−t−ブチル安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、塩化ビニリデン、クロロヘキサンカルボン酸ビニル、アクリル酸−2−クロロエチル、メタクリル酸−2−クロロエチル、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクレート、β−メタクロリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクレレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジアクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリアクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート、N−メチロールアクリルアマイド等が挙げられる。
共重合体中、特定モノマー群から選ばれるモノマー単位の割合は、全モノマー単位の合計に対し、80モル%以上が好ましく、100モル%が特に好ましい。
When the organic polymer is a copolymer of a monomer selected from the specific monomer group, the copolymer may be a copolymer of two or more monomers selected from the specific monomer group. In addition, at least one selected from the specific monomer group and at least one monomer other than the monomer selected from the specific monomer group may be copolymerized.
Examples of the other monomers include divinylbenzene, vinyl acetate, vinylpyridine, acrylic acid, methacrylic acid, tetrahydrophthalic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, citraconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, norbornene dicarboxylic acid, methylene Malonic acid, monoethyl itaconate, monobutyl itaconate, monomethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, monopropyl maleate, monooctyl maleate, carboxyalkyl vinyl ether, carboxyalkyl vinyl ester, bicyclo [2,2,1] Hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid Acrylic acid such as water, aminoethyl (meth) acrylate, propylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, aminopropyl (meth) acrylate, phenylaminoethyl methacrylate, cyclohexylaminoethyl methacrylate or the like Alkyl ester derivatives of methacrylic acid, vinylamine derivatives such as N-vinyldiethylamine, N-acetylvinylamine, allylamine, methacrylamine, N-methylacrylamine, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide Allylamine derivatives such as phenyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, vinyl salicylate, vinylidene chloride, vinyl chlorohexanecarboxylate, 2-chloroacrylate Chill, 2-chloroethyl methacrylate, acrylonitrile, methacrylonitrile, methacrylamide, N-methylol methacrylamide, N-methoxyethyl methacrylamide, N-butoxymethyl methacrylamide, aminoethyl (meth) acrylate, (meth) Propylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, aminopropyl (meth) acrylate, phenylaminoethyl methacrylate, cyclohexylaminoethyl methacrylate, alkyl ester derivatives of acrylic acid or methacrylic acid, N-vinyldiethylamine, N- Vinylamine derivatives such as acetylvinylamine, allylamine, methacrylamine, N-methylacrylamine, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylamine Allylamine derivatives such as acrylamide, acrylamide derivatives such as acrylamide and N-methylacrylamide, p-aminostyrene, N-methylol (meth) acrylamide and diacetone acrylamide, 6-aminohexyl succinimide, 2-aminoethyl succinic acid Imides, glycidyl methacrylate, mono and diglycidyl esters of maleic acid, mono and diglycidyl esters of fumaric acid, mono and diglycidyl esters of crotonic acid, mono and diglycidyl esters of tetrahydrophthalic acid, mono and glycidyl esters of itaconic acid Mono and diglycidyl esters of butenetricarboxylic acid, mono and diglycidyl esters of citraconic acid, mono and glycidyl esters of allyl succinic acid, and the like Ricidyl ester, alkyl glycidyl ester of p-styrene carboxylic acid, allyl glycidyl ether, glycidyl ether acrylate, glycidyl methacrylate, -2-ethyl glycidyl acrylate, 2-ethyl glycidyl methacrylate Tail, 2-methylallyl glycidyl ether, styrene-p-glycidyl ether, glycidyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, acrylic acid or methacrylic acid Monoester of acid and polypropylene glycol or polyethylene glycol, adduct of lactones and 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, trifluoromethyl methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic 2-trifluoromethyl ethyl oxalate, (meth) acrylic acid-2-perfluoromethyl ethyl, (meth) acrylic acid-2-perfluoroethyl-2-perfluorobutyl ethyl, (meth) acrylic acid 2-perfluoroethyl, perfluoromethyl (meth) acrylate, dipa-fluoromethyl methyl (meth) acrylate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl n-butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, capron Vinyl acetate, vinyl persate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl pt-butyl benzoate, vinyl salicylate, vinylidene chloride, vinyl chlorohexanecarboxylate, 2-chloroethyl acrylate, methacrylic acid 2-chloroethyl, 3-chloro-2-hydroxypropyl methacrylate , Β-methacryloyloxyethyl hydrogen phthalate, phenoxyethyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di ( (Meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,1,1 -Trishydroxymethylethane diacrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethane triacrylate, 1,1,1-trishydroxymethylprop N triacrylate, N-methylol acrylic amide and the like.
In the copolymer, the proportion of monomer units selected from the specific monomer group is preferably 80 mol% or more, particularly preferably 100 mol%, based on the total of all monomer units.

前記単独重合体または共重合体の熱分解温度は、200〜600℃が好ましく、300〜500℃がより好ましい。
有機ポリマーとして、前記特定モノマー群の単独重合体または共重合体以外に、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリイソブチレングリコール、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイドのジブロックポリマー、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−ポリエチレンオキサイドのトリブロックポリマー、ポリビニルアルコール、シリコーン等を用いることもできる。
200-600 degreeC is preferable and, as for the thermal decomposition temperature of the said homopolymer or copolymer, 300-500 degreeC is more preferable.
As the organic polymer, in addition to the homopolymer or copolymer of the specific monomer group, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyisobutylene glycol, polyethylene oxide-polypropylene oxide diblock polymer, polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide triblock A polymer, polyvinyl alcohol, silicone or the like can also be used.

プラズマ処理により除去可能な粒子は、マトリックス前駆体および粒子(C)からなる膜にプラズマを照射することで分解、除去できる。該粒子の材質としては、前記の有機ポリマーが挙げられる。
溶剤浸漬により除去可能な粒子は、マトリックス前駆体および粒子(C)からなる膜を溶剤中に浸漬させることで溶解、除去できる。該粒子の材質としては、たとえば、ジグライム、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、酢酸エチル、アセト酢酸エチル、N−メチル−2−ピロリジノン、2−ピロリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、トルエン、キシレン、ベンゼン、トリクレン、ミネラルスピリット、ベンゾール、キシロール、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、アセトン、ジクロロメタン、クロロホルム、塩化メチレン等の溶剤に溶解するものとして、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル等が挙げられる。
酸またはアルカリ浸漬により除去可能な粒子は、マトリックス前駆体および粒子(C)からなる膜を酸またはアルカリ中に浸漬させることで溶解、除去できる。該粒子の材質としては、たとえば塩酸、硝酸、硫酸等の酸に溶解するものとして、酸化亜鉛、塩基性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム等が挙げられる。水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア等のアルカリに溶解するものとして、酸化亜鉛等が挙げられる。
光照射により除去可能な粒子は、マトリックス前駆体および粒子(C)からなる膜に対し、光(たとえば紫外線等)を照射し、光溶解することで除去できる。該粒子の材質としては、たとえば酸化亜鉛、硫化カドミウム等が挙げられる。
前記プラズマ処理、溶剤浸漬、酸もしくはアルカリ浸漬、または光照射により粒子(C)を除去する場合、最表面緻密層を形成するため、粒子(C)を除去する工程の前およびまたは後に熱処理を行うことが好ましい。
The particles that can be removed by the plasma treatment can be decomposed and removed by irradiating the film made of the matrix precursor and the particles (C) with plasma. Examples of the material of the particles include the organic polymers described above.
The particles that can be removed by immersion in the solvent can be dissolved and removed by immersing the film made of the matrix precursor and the particles (C) in the solvent. Examples of the material of the particles include diglyme, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, ethyl acetate, ethyl acetoacetate, N-methyl-2-pyrrolidinone, 2-pyrrolidinone, 1,3-dimethyl- Polystyrene as soluble in solvents such as 2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide, toluene, xylene, benzene, trichlene, mineral spirits, benzol, xylol, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, methyl ethyl ketone, acetone, dichloromethane, chloroform, methylene chloride And polymethyl acrylate.
Particles that can be removed by acid or alkali immersion can be dissolved and removed by immersing a film made of the matrix precursor and particles (C) in acid or alkali. Examples of the material of the particles include zinc oxide, basic zinc carbonate, calcium carbonate and the like which can be dissolved in acids such as hydrochloric acid, nitric acid, and sulfuric acid. Zinc oxide etc. are mentioned as what melt | dissolves in alkalis, such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonia.
Particles that can be removed by light irradiation can be removed by irradiating light (for example, ultraviolet rays, etc.) to the film composed of the matrix precursor and the particles (C) and photodissolving. Examples of the material of the particles include zinc oxide and cadmium sulfide.
When the particles (C) are removed by the plasma treatment, solvent immersion, acid or alkali immersion, or light irradiation, heat treatment is performed before and / or after the step of removing the particles (C) in order to form the outermost surface dense layer. It is preferable.

マトリックス前駆体をマトリックスとする際の熱処理と同時に粒子(C)を除去することができ、製造工程が簡便になる点では、粒子(C)は、熱分解性材料からなることが好ましい。なかでも、熱分解温度の点で、カーボンまたは有機ポリマーからなることが好ましい。すなわち、粒子(C)は、カーボン粒子または有機ポリマー粒子であること好ましい。
カーボン粒子としては、市販のものを用いてもよく、公知のカーボンナノ粒子の製造方法により製造したものを用いてもよい。
有機ポリマー粒子としては、市販のものを用いてもよく、公知の有機ポリマーナノ粒子の製造方法により製造したものを用いてもよい。たとえば、公知の乳化重合法により、有機ポリマーナノ粒子が分散した分散液を得ることができる。具体的には、界面活性剤を含む水中にモノマーを添加し、混合してミセルを形成させ、重合開始剤を加えて重合させることにより、有機ポリマーナノ粒子の水分散液が得られる。また、界面活性剤を用いないソープフリー重合法によって得られた有機ポリマーナノ粒子を用いても良い。
The particles (C) are preferably made of a thermally decomposable material in that the particles (C) can be removed simultaneously with the heat treatment when the matrix precursor is used as a matrix, and the production process becomes simple. Especially, it is preferable to consist of carbon or an organic polymer at the point of thermal decomposition temperature. That is, the particles (C) are preferably carbon particles or organic polymer particles.
As a carbon particle, a commercially available thing may be used and what was manufactured by the manufacturing method of a well-known carbon nanoparticle may be used.
As an organic polymer particle, a commercially available thing may be used and what was manufactured by the manufacturing method of a well-known organic polymer nanoparticle may be used. For example, a dispersion in which organic polymer nanoparticles are dispersed can be obtained by a known emulsion polymerization method. Specifically, an aqueous dispersion of organic polymer nanoparticles can be obtained by adding a monomer to water containing a surfactant, mixing to form micelles, and adding a polymerization initiator for polymerization. Moreover, you may use the organic polymer nanoparticle obtained by the soap free polymerization method which does not use surfactant.

粒子(C)の平均一次粒子径は、20〜130nmであり、30〜100nmであることが好ましい。粒子(C)の平均一次粒子径が20nm以上であると、直径20nmの空孔を有するシリカ系多孔質膜を形成でき、130nm以下であると、最表面開放孔数を13個/10nm以下にすることができる。また、粒子(C)の平均一次粒子径が20〜130nmの範囲内であると、平均空孔直径が15〜100nmの範囲内となりやすい。
本明細書における平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡にて観察して得られる像から100個の粒子を無作為に選び出し、各粒子の粒子径を測定し、100個の粒子の粒子径を平均したものである。
The average primary particle diameter of the particles (C) is 20 to 130 nm, and preferably 30 to 100 nm. When the average primary particle diameters of the particles (C) is at 20nm or more, can form a silica-based porous membrane having pores with a diameter of 20nm, If it is 130nm or less, the number of outermost surface open pores 13/10 6 nm It can be: Moreover, when the average primary particle diameter of the particles (C) is in the range of 20 to 130 nm, the average pore diameter is likely to be in the range of 15 to 100 nm.
The average primary particle size in this specification is 100 particles randomly selected from an image obtained by observation with a transmission electron microscope, the particle size of each particle is measured, and the particle size of 100 particles is determined. It is average.

粒子(C)としては、1種を単独で用いてもよく、材料、平均一次粒子径等が異なる2種以上を併用してもよい。
塗布液中の粒子(C)の含有量は、粒子(C)の含有量に対する、前記マトリックス前駆体の含有量(SiO換算)の質量比[マトリックス前駆体/粒子]が0.7〜6.0の範囲内となる量であることが好ましく、1.0〜4.0の範囲内となる量であることがより好ましい。
マトリックス前駆体/粒子が6.0以下であれば、シリカ系多孔質膜14中の空隙率が充分に高くなり、シリカ系多孔質膜14の屈折率が充分に低く(たとえば1.38以下)になる。マトリックス前駆体/粒子が0.7以上であれば、シリカ系多孔質膜14中の空隙率が高くなりすぎず、耐久性に優れる。
As particle | grains (C), 1 type may be used independently and 2 or more types from which a material, an average primary particle diameter, etc. differ may be used together.
The content of the particles (C) in the coating solution is such that the mass ratio [matrix precursor / particles] of the content of the matrix precursor (in terms of SiO 2 ) to the content of the particles (C) is 0.7 to 6. The amount is preferably in the range of 0.0, and more preferably in the range of 1.0 to 4.0.
If the matrix precursor / particle is 6.0 or less, the porosity in the silica-based porous film 14 is sufficiently high, and the refractive index of the silica-based porous film 14 is sufficiently low (for example, 1.38 or less). become. When the matrix precursor / particle is 0.7 or more, the porosity in the silica-based porous film 14 does not become too high, and the durability is excellent.

[液体媒体(D)]
液体媒体(D)は、マトリックス前駆体を溶解し、かつ粒子(C)を分散する液体であり、単一の液体からなるものでも2種以上の液体を混合した混合液であってもよい。
シラン化合物(1)、(2)の加水分解に水が必要となるため、液体媒体(D)は少なくとも水を含むことが好ましい。
水と他の液体とを併用してもよい。該他の液体としては、たとえば、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エーテル類(テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル等)、グリコールエーテル類(エチレングリコールモノアルキルエーテル等)、含窒素化合物(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等)、含硫黄化合物(ジメチルスルホキシド等)等が挙げられる。
前記他の液体のうち、マトリックス前駆体の溶媒としては、アルコール類が好ましく、メタノール、エタノール、イソプロパノールが特に好ましい。
前記他の液体のうち、粒子(C)の分散媒としては、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、エステル類、グリコールエーテル類、含窒素化合物、含硫黄化合物等のいずれを用いてもよい。
[Liquid medium (D)]
The liquid medium (D) is a liquid that dissolves the matrix precursor and disperses the particles (C), and may be a single liquid or a mixed liquid in which two or more liquids are mixed.
Since water is required for hydrolysis of the silane compounds (1) and (2), the liquid medium (D) preferably contains at least water.
Water and other liquids may be used in combination. Examples of the other liquid include alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, butanol, diacetone alcohol, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), ethers (tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, etc.). ), Cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, etc.), glycol ethers (ethylene glycol monoalkyl ether, etc.), nitrogen-containing compounds (N, N-dimethylacetamide, N, N -Dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, etc.), sulfur-containing compounds (dimethylsulfoxide, etc.) and the like.
Among the other liquids, as the matrix precursor solvent, alcohols are preferable, and methanol, ethanol, and isopropanol are particularly preferable.
Among the other liquids, as the dispersion medium for the particles (C), any of alcohols, ketones, ethers, cellosolves, esters, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, sulfur-containing compounds and the like may be used. Good.

塗布液は、本発明の効果を損なわない範囲で、マトリックス前駆体、粒子(C)以外の他の成分を含有してもよい。
該他の成分としては、たとえば、マトリックス前駆体の反応性を向上させるための硬化触媒(金属キレート、金属アルコレート、有機スズ等)等が挙げられる。
The coating solution may contain components other than the matrix precursor and the particles (C) as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of the other component include a curing catalyst (metal chelate, metal alcoholate, organotin, etc.) for improving the reactivity of the matrix precursor.

塗布液の調製方法としては、マトリックス前駆体の溶液と、粒子(C)の分散液とを混合する方法が挙げられ、化合物(A)を含む溶液(以下、前駆体溶液Aともいう。)と、化合物(B1)および化合物(B2)を含む溶液(以下、前駆体溶液Bともいう。)と、粒子(C)の分散液とを混合する方法が好ましい。
前駆体溶液Aは、シラン化合物(1−2)を、必要に応じてシラン化合物(1−1)、(1−3)、(2)とともに、加水分解処理することにより調製できる。
前駆体溶液Bは、シラン化合物(1−1)および(1−3)のいずれか一方または両方と、シラン化合物(2)とを、加水分解処理することにより調製できる。
前駆体溶液Bの調製方法としてより具体的には、下記の方法(α)〜(γ)が挙げられる。
(α)溶液中のシラン化合物(1)((1−1)または(1−3))および化合物(2)を加水分解した後、必要に応じて溶媒で希釈する方法。
(β)溶液中のシラン化合物(2)を加水分解した後(好ましくは加水分解から1時間以上経過した後)、シラン化合物(1)((1−1)または(1−3))の溶液を加え、必要に応じて溶媒で希釈する方法。
(γ)溶液中のシラン化合物(2)を加水分解した後、溶媒で希釈し、ついでシラン化合物(1)((1−1)または(1−3))の溶液を加える方法。
これらのなかでも、シラン化合物(1)とシラン化合物(2)の共加水分解が効率的に行われる点から、方法(α)が好ましい。
前駆体溶液Aとして、シラン化合物(1)とシラン化合物(2)との共加水分解物や部分縮合物を含むものや、化合物(A)の他に化合物(B2)を含むものを調製する場合、上述した前駆体溶液Bの調製において、シラン化合物(1)として少なくともシラン化合物(1−2)を用いる以外は、同様の方法で調製できる。また、下記の方法(δ)等によっても調製できる。
(δ)溶液中のシラン化合物(1)(少なくとも(1−2)を含む。)を加水分解した後(好ましくは加水分解から1時間以上経過した後)、シラン化合物(2)の溶液を加えて加水分解し、必要に応じて溶媒で希釈する方法。
Examples of the method for preparing the coating liquid include a method of mixing a solution of a matrix precursor and a dispersion of particles (C), and a solution containing the compound (A) (hereinafter also referred to as precursor solution A). A method of mixing a solution containing compound (B1) and compound (B2) (hereinafter also referred to as precursor solution B) and a dispersion of particles (C) is preferable.
The precursor solution A can be prepared by subjecting the silane compound (1-2) to hydrolysis treatment with the silane compounds (1-1), (1-3), and (2) as necessary.
The precursor solution B can be prepared by hydrolyzing one or both of the silane compounds (1-1) and (1-3) and the silane compound (2).
More specifically, the preparation methods of the precursor solution B include the following methods (α) to (γ).
(Α) A method in which the silane compound (1) ((1-1) or (1-3)) and the compound (2) in the solution are hydrolyzed and then diluted with a solvent as necessary.
(Β) A solution of the silane compound (1) ((1-1) or (1-3)) after hydrolyzing the silane compound (2) in the solution (preferably after elapse of 1 hour or more after hydrolysis) And diluting with a solvent if necessary.
(Γ) A method of hydrolyzing the silane compound (2) in the solution, diluting with a solvent, and then adding a solution of the silane compound (1) ((1-1) or (1-3)).
Among these, the method (α) is preferable because the co-hydrolysis of the silane compound (1) and the silane compound (2) is efficiently performed.
When preparing a precursor solution A containing a co-hydrolyzate or partial condensate of silane compound (1) and silane compound (2), or a compound containing compound (B2) in addition to compound (A) In the preparation of the precursor solution B described above, it can be prepared in the same manner except that at least the silane compound (1-2) is used as the silane compound (1). It can also be prepared by the following method (δ).
(Δ) After hydrolyzing the silane compound (1) (including at least (1-2)) in the solution (preferably after 1 hour or more has passed since hydrolysis), the solution of the silane compound (2) is added. And then diluting with a solvent if necessary.

塗布液の塗布方法としては、公知のウェットコート法(スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法、スポンジコート法等)等を用いることができる。
塗布液の塗布時の液温度は、10〜100℃が好ましく、20〜80℃がより好ましい。
As a coating method of the coating liquid, known wet coating methods (spin coating method, spray coating method, dip coating method, die coating method, curtain coating method, screen coating method, ink jet method, flow coating method, gravure coating method, bar coating method) Method, flexo coat method, slit coat method, roll coat method, sponge coat method, etc.).
10-100 degreeC is preferable and, as for the liquid temperature at the time of application | coating of a coating liquid, 20-80 degreeC is more preferable.

熱処理温度は、ガラス板12、粒子(C)またはマトリックス前駆体に応じて適宜決定すればよい。
マトリックス前駆体をマトリックス21とするためには、80℃以上で熱処理すればよいが、100℃以上が好ましく、200〜700℃がより好ましい。熱処理温度が100℃以上であれば、マトリックス21が緻密化して耐久性が向上する。熱処理温度が700℃以下であれば、ガラスからのアルカリ拡散が低く抑えられるため耐湿性が良好である。
粒子(C)が、カーボン、有機ポリマー等の熱分解性材料で構成され、該粒子(C)を熱処理により除去する場合、該熱分解性材料の熱分解温度以上の温度で熱処理を行うことにより、粒子(C)を除去できる。この場合の熱処理温度は、(熱分解温度+100℃)以上が好ましく、(熱分解温度+50℃)以上がより好ましい。
粒子(C)を熱処理により除去する場合、該熱処理の前に、該熱分解温度よりも低い温度で、マトリックス前駆体をマトリックス21とするための熱処理を行ってもよい。
熱処理はガラスを強化する工程を兼ねることが好ましい。太陽電池用途等にガラスを使用する際には安全性の観点から、強化ガラスが用いられる。強化ガラスは表面に圧縮応力を有しており、一般的なフロート板ガラスに比べ高い強度を持ち、破損しても粒状になるために安全性に優れている。
ガラスを強化する手法としては、ガラスを600〜700℃に加熱した後に表面に空気を吹き付けて急冷する熱強化法および、ナトリウムイオンを含有したガラスを、カリウムイオンを含有した300〜500℃の溶融塩に含浸させることで、ガラス表面でイオン交換を行う化学強化法が挙げられる。
What is necessary is just to determine the heat processing temperature suitably according to the glass plate 12, particle | grains (C), or a matrix precursor.
In order to use the matrix precursor as the matrix 21, heat treatment may be performed at 80 ° C. or higher, but 100 ° C. or higher is preferable, and 200 to 700 ° C. is more preferable. When the heat treatment temperature is 100 ° C. or higher, the matrix 21 is densified and the durability is improved. When the heat treatment temperature is 700 ° C. or lower, the alkali diffusion from the glass can be kept low, and the moisture resistance is good.
When the particles (C) are composed of a thermally decomposable material such as carbon or an organic polymer, and the particles (C) are removed by heat treatment, the heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the heat decomposition temperature of the thermally decomposable material. , Particles (C) can be removed. In this case, the heat treatment temperature is preferably (thermal decomposition temperature + 100 ° C.) or higher, more preferably (thermal decomposition temperature + 50 ° C.) or higher.
When the particles (C) are removed by heat treatment, heat treatment for using the matrix precursor as the matrix 21 may be performed at a temperature lower than the thermal decomposition temperature before the heat treatment.
It is preferable that the heat treatment also serves as a step of strengthening the glass. When using glass for solar cell applications, tempered glass is used from the viewpoint of safety. The tempered glass has a compressive stress on the surface, has a higher strength than a general float plate glass, and is excellent in safety because it becomes granular even when broken.
As a technique for strengthening the glass, a heat strengthening method in which the glass is heated to 600 to 700 ° C. and then rapidly cooled by blowing air onto the surface, and a glass containing sodium ions is melted at 300 to 500 ° C. containing potassium ions. The chemical strengthening method which ion-exchanges on the glass surface by impregnating with salt is mentioned.

熱処理により粒子(C)を除去できない場合は、熱処理の前または後に、粒子(C)を、熱処理以外の除去で除去する。
熱処理以外の除去方法としては、粒子(C)の説明で挙げたように、プラズマ処理、溶剤浸漬、酸またはアルカリ浸漬、光照射などが挙げられる。具体的には、マトリックス前駆体および粒子(C)からなる膜にプラズマを照射する方法、該膜を溶剤中に浸漬する方法、該膜を酸またはアルカリ中に浸漬する方法、該膜に対し光照射する方法等が挙げられる。
製造工程に簡便性の点では、粒子(C)として、カーボン、有機ポリマー等の熱分解性材料で構成されるものを使用し、熱処理により粒子(C)を除去すると同時に、さらにガラスを強化することが好ましい。
When the particles (C) cannot be removed by the heat treatment, the particles (C) are removed by removal other than the heat treatment before or after the heat treatment.
Examples of the removal method other than the heat treatment include plasma treatment, solvent immersion, acid or alkali immersion, and light irradiation as mentioned in the description of the particles (C). Specifically, a method of irradiating a film comprising a matrix precursor and particles (C) with plasma, a method of immersing the film in a solvent, a method of immersing the film in an acid or an alkali, The method of irradiating etc. is mentioned.
In terms of simplicity in the manufacturing process, particles (C) are composed of a thermally decomposable material such as carbon and organic polymer, and the particles (C) are removed by heat treatment and at the same time the glass is further strengthened. It is preferable.

(作用効果)
以上説明した製造方法においては、前記塗布液を、物品10上に塗布し、必要に応じて予熱し、熱処理し、粒子(C)を除去する一連の工程を1回行うことで、空孔22の分布状態が異なる2層構造(直径20nm以上の空孔22が存在しない最表面緻密層14bと、それよりもガラス基板12側の、直径20nm以上の空孔22が存在する層)を有するシリカ系多孔質膜14を形成することができる。
(Function and effect)
In the manufacturing method described above, the coating liquid is applied onto the article 10, preheated as necessary, heat-treated, and a series of steps of removing the particles (C) is performed once, whereby the pores 22 are obtained. Silica having a two-layer structure with different distribution states (the outermost surface dense layer 14b having no pores 22 having a diameter of 20 nm or more and a layer having pores 22 having a diameter of 20 nm or more on the glass substrate 12 side) The system porous membrane 14 can be formed.

本発明の製造方法においては、マトリックス前駆体として、少なくとも3種の化合物(A)、(B1)、(B2)を併用することが重要である。
化合物(A)、(B1)、(B2)は、上述したように、シラン化合物(1)および(2)のいずれか一方または両方に由来するものであり、化合物(A)、(B1)は、シラン化合物(1)に由来して、Y(Y−OHの誘電率が50F/m以下である非加水分解性基)を含み、化合物(B2)はYを含まない。化合物(A)と(B1)とは、nの値、Xの含有量、ひいてはYの含有量が異なる。
シラン化合物(1):下記一般式(1)で表される化合物。
シラン化合物(2):下記一般式(2)で表される化合物。
SiX4−n …(1)
SiX …(2)
[式中、Xは加水分解性基を示し、Yは、Y−OHの誘電率が50F/m以下である非加水分解性基を示し、nは1〜3の整数を示す。]
In the production method of the present invention, it is important to use at least three kinds of compounds (A), (B1) and (B2) in combination as a matrix precursor.
As described above, the compounds (A), (B1), and (B2) are derived from one or both of the silane compounds (1) and (2), and the compounds (A) and (B1) are , Derived from the silane compound (1), containing Y (non-hydrolyzable group having a dielectric constant of Y-OH of 50 F / m or less), and the compound (B2) does not contain Y. Compounds (A) and (B1) differ in the value of n, the content of X, and consequently the content of Y.
Silane compound (1): a compound represented by the following general formula (1).
Silane compound (2): a compound represented by the following general formula (2).
Y n SiX 4-n (1)
SiX 4 (2)
[Wherein, X represents a hydrolyzable group, Y represents a non-hydrolyzable group whose dielectric constant of Y-OH is 50 F / m or less, and n represents an integer of 1 to 3. ]

そのため、化合物(A)、(B1)、(B2)はそれぞれ誘電率(極性)が異なっている。これらの中では、シラン化合物(2)から形成される化合物(B2)が、最も誘電率が大きい。また、化合物(A)と化合物(B1)とでは、化合物(A)の方が、全体として誘電率が低い傾向がある(n=1のシラン化合物(1−1)の場合、n=2のシラン化合物(1−2)の場合よりもYの数が少なく、n=3のシラン化合物(1−3)の場合、ほとんど縮合せずに存在していると考えられるため。)。
本来は化合物(A)、(B1)、(B2)それぞれの誘電率、つまりシラン化合物(1)、(2)それぞれの加水分解物(YSi(OH)4−n、Si(OH))およびその部分縮合物の誘電率、で議論すべきであるが、加水分解物および部分縮合物自体の誘電率を測定することは困難であるため、本発明者らは、類似化合物の誘電率を適用しモデル化して検証を行った。
具体的には、シラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物(化合物(A)、(B1))としてY−OH、シラン化合物(2)の加水分解物および部分縮合物(化合物(B2))の類似化合物としてHO−OH(過酸化水素)を選定した。シラン化合物(2)の加水分解物の大部分はSi(OH)であり、その誘電率はHO−OHに近いものとなる。
結果として、HO−OHとY−OHの誘電率差が大きければ、誘電率の小さい化合物が塗膜中を浮上しやすく、その結果として、最表面緻密層14bが形成されやすいことが判明した。
Therefore, the compounds (A), (B1), and (B2) have different dielectric constants (polarities). Among these, the compound (B2) formed from the silane compound (2) has the largest dielectric constant. Further, in the compound (A) and the compound (B1), the compound (A) tends to have a lower dielectric constant as a whole (in the case of the silane compound (1-1) where n = 1, n = 2). This is because the number of Y is smaller than that in the case of the silane compound (1-2), and in the case of the silane compound (1-3) of n = 3, it is considered that they are present almost without condensation.
Originally, the dielectric constant of each of the compounds (A), (B1), and (B2), that is, the hydrolyzate (Y n Si (OH) 4 -n , Si (OH) 4 of each of the silane compounds (1) and (2). ) And the dielectric constant of the partial condensate, but since it is difficult to measure the dielectric constant of the hydrolyzate and the partial condensate itself, the inventors have The model was applied and verified.
Specifically, the hydrolyzate and partial condensate of silane compound (1) (compounds (A) and (B1)) are Y—OH, the hydrolyzate and partial condensate of silane compound (2) (compound (B2)). )) Was selected as a similar compound. Most of the hydrolyzate of the silane compound (2) is Si (OH) 4 , and its dielectric constant is close to HO—OH.
As a result, it was found that if the dielectric constant difference between HO—OH and Y—OH is large, a compound having a small dielectric constant is likely to float in the coating film, and as a result, the outermost surface dense layer 14b is likely to be formed.

HO−OHの誘電率は89.2F/mである。これよりも誘電率が小さいY−OHにおけるYを有することにより、シラン化合物(1)の加水分解物や部分縮合物の界面自由エネルギーは、シラン化合物(2)の加水分解物(Si(OH))や部分縮合物の界面自由エネルギーよりも低い。
なお、Yが、フッ素原子で置換されていてもよい炭化水素基である場合、以下に示すように、炭化水素基の鎖長が長いほど、または炭化水素基の水素原子を置換するフッ素原子の数が多いほど、Y−OHの誘電率が小さい傾向がある。
[シラン化合物(1)の類似化合物(Y―OH)]
CH−OH(メタノール:誘電率33.1F/m)。
CHCH−OH(エタノール:誘電率23.8F/m)。
CH(CH−OH(1−ヘキサノール:誘電率13.3F/m)。
−OH(フェノール:誘電率2.9F/m)。
CFCH−OH(トリフルオロエタノール:誘電率2.1F/m)。
The dielectric constant of HO—OH is 89.2 F / m. By having Y in Y—OH having a smaller dielectric constant than this, the interface free energy of the hydrolyzate or partial condensate of the silane compound (1) is the hydrolyzate (Si (OH)) of the silane compound (2). 4 ) or lower than the interface free energy of the partial condensate.
When Y is a hydrocarbon group that may be substituted with a fluorine atom, as shown below, the longer the chain length of the hydrocarbon group, or the fluorine atom that replaces the hydrogen atom of the hydrocarbon group. The larger the number, the smaller the dielectric constant of Y—OH.
[Similar compound of silane compound (1) (Y—OH)]
CH 3 -OH (methanol: permittivity 33.1F / m).
CH 3 CH 2 -OH (ethanol: permittivity 23.8F / m).
CH 3 (CH 2) 5 -OH (1- hexanol dielectric constant 13.3F / m).
C 6 H 5 -OH (phenol: permittivity 2.9F / m).
CF 3 CH 2 -OH (trifluoroethanol: permittivity 2.1F / m).

シラン化合物(1)の加水分解物や部分縮合物の界面自由エネルギーが、シラン化合物(2)の加水分解物や部分縮合物の界面自由エネルギーよりも低いことから、化合物(A)、(B1)および(B2)を含む塗布液をガラス板等の物品の表面に塗布すると、Yを有する化合物(A)、(B1)が塗膜中を浮上し、他方、非加水分解性基Yを有さない化合物(B2)は、ほとんど塗膜中を浮上しない。また、平均一次粒子径がある程度大きい粒子(C)もほとんど浮上しない。そのため、塗膜中で、化合物(A)、(B1)、(B2)および粒子(C)の濃度勾配(偏在)が生じる。具体的には、塗膜中の最表面側に化合物(A)、(B1)が偏在し、これに伴って、塗膜中の物品側に化合物(B2)および粒子(C)が偏在することになる。特に化合物(A)は、上述のように、全体として化合物(B1)よりも誘電率が低い傾向があり、より最表面側(上層側)に偏在する傾向がある。
そのため、該塗膜を熱処理して化合物(A)、(B1)および(B2)をそれぞれマトリックスとし、該熱処理と同時に、または熱処理の前または後に、粒子(C)の材質に応じた除去処理を施すことで、下層側は、粒子(C)の形状に対応した形状の空孔22を有する領域となり、上層側は、該空孔22をほとんど有さない領域(最表面緻密層14b)となる。
Since the interface free energy of the hydrolyzate or partial condensate of the silane compound (1) is lower than the interface free energy of the hydrolyzate or partial condensate of the silane compound (2), the compounds (A) and (B1) And a coating solution containing (B2) is applied to the surface of an article such as a glass plate, the compounds (A) and (B1) having Y float up in the coating film, while having a non-hydrolyzable group Y. The compound (B2) not present hardly floats in the coating film. Further, the particles (C) having a certain average primary particle diameter are hardly floated. Therefore, a concentration gradient (local distribution) of the compounds (A), (B1), (B2) and particles (C) occurs in the coating film. Specifically, the compounds (A) and (B1) are unevenly distributed on the outermost surface side in the coating film, and accordingly, the compound (B2) and particles (C) are unevenly distributed on the article side in the coating film. become. In particular, as described above, the compound (A) tends to have a lower dielectric constant than the compound (B1) as a whole, and tends to be unevenly distributed on the outermost surface side (upper layer side).
Therefore, the coating film is heat-treated and the compounds (A), (B1) and (B2) are used as matrices, respectively, and a removal treatment corresponding to the material of the particles (C) is performed simultaneously with the heat treatment or before or after the heat treatment. By applying, the lower layer side becomes a region having pores 22 having a shape corresponding to the shape of the particles (C), and the upper layer side becomes a region having almost no pores 22 (outermost surface dense layer 14b). .

上記のようにして形成されるシリカ系多孔質膜14の上層側(最表面緻密層14b)と下層側(直径20nm以上の空孔22が分布している領域)とでは、マトリックス21の組成が異なると考えられる。つまり、下層側を構成するマトリックス21は、主に化合物(B2)の熱処理物から構成され、非加水分解性基Yに由来する構造を含まないか、含んでもごくわずかである。上層側を構成するマトリックス21は、主に化合物(A)または化合物(B1)の熱処理物から構成され、シラン化合物(1)が有する非加水分解性基Yに由来する構造を含む。
特に最表面14a付近のマトリックス21は、主に化合物(A)の熱処理物から構成される。化合物(A)はXの含有量が低いため、化合物(A)から形成されるマトリックスは、化合物(B1)や化合物(B2)から形成されるマトリックスよりも疎水性が高い。
On the upper layer side (outermost surface dense layer 14b) and the lower layer side (region where pores 22 having a diameter of 20 nm or more are distributed) formed on the silica-based porous film 14 as described above, the composition of the matrix 21 is It is considered different. That is, the matrix 21 constituting the lower layer side is mainly composed of the heat-treated product of the compound (B2), and does not contain or contains very little structure derived from the non-hydrolyzable group Y. The matrix 21 constituting the upper layer side is mainly composed of a heat-treated product of the compound (A) or the compound (B1) and includes a structure derived from the non-hydrolyzable group Y of the silane compound (1).
In particular, the matrix 21 near the outermost surface 14a is mainly composed of a heat-treated product of the compound (A). Since compound (A) has a low X content, the matrix formed from compound (A) is more hydrophobic than the matrix formed from compound (B1) or compound (B2).

したがって、塗布液が化合物(A)を含有すると、これを含まない場合に比べて、形成されるシリカ系多孔質膜14の疎水性が高くなり、たとえば最表面の水接触角が70°以上であるシリカ系多孔質膜14を形成することができる。最表面の水接触角が70°以上であると、防汚性が向上し、反射防止膜としての有用性が向上する。
また、塗布液が化合物(B1)を含有すると、これを含まない場合に比べて、形成されるシリカ系多孔質膜14の摩耗等に対する耐久性が向上する。その効果は特に、基(Y1)を有する場合に顕著である。これは、二重結合解裂重合反応をすることでマトリクスを形成するSi原子間に炭素鎖が形成され、可撓性が増すためと考えられる。
Therefore, when the coating solution contains the compound (A), the hydrophobicity of the silica-based porous film 14 to be formed becomes higher than when the coating solution does not contain the compound (A). For example, the water contact angle on the outermost surface is 70 ° or more. A certain silica-based porous film 14 can be formed. When the water contact angle on the outermost surface is 70 ° or more, the antifouling property is improved and the usefulness as an antireflection film is improved.
Moreover, when a coating liquid contains a compound (B1), durability with respect to abrasion etc. of the silica type porous membrane 14 formed will improve compared with the case where this is not included. The effect is particularly remarkable when the group (Y1) is contained. This is considered to be because a carbon chain is formed between Si atoms forming a matrix by performing a double bond cleavage polymerization reaction, and flexibility is increased.

該製造方法においては、塗布液中のマトリックス前駆体(化合物(A)、(B1)、(B2))の含有量、粒子(C)の平均一次粒子径等により、形成される最表面緻密層の平均膜厚dを調整できる。
たとえば、マトリックス前駆体中、化合物(A)、化合物(B1)の含有割合が多い(化合物(B2)の含有割合が少ない)ほど、最表面緻密層平均膜厚dが厚くなる傾向がある。また、粒子(C)の平均一次粒子径が大きいほど、粒子(C)が最表面側に浮上しにくく、最表面緻密層平均膜厚dが厚くなる傾向がある。
In the production method, the outermost surface dense layer is formed depending on the content of the matrix precursor (compounds (A), (B1), (B2)) in the coating solution, the average primary particle diameter of the particles (C), and the like. The average film thickness d can be adjusted.
For example, in the matrix precursor, as the content ratio of the compound (A) and the compound (B1) increases (the content ratio of the compound (B2) decreases), the outermost surface dense layer average film thickness d tends to increase. Moreover, the larger the average primary particle diameter of the particles (C), the more difficult the particles (C) to float to the outermost surface side, and the outermost surface dense layer average film thickness d tends to increase.

該製造方法においては、化合物(B2)と化合物(A)との誘電率差によって、最表面緻密層14bの平均膜厚dを調整できる。たとえばシラン化合物(2)が有するX(加水分解性基)がアルコキシ基である場合、該アルコキシ基の炭素数が小さいほど、加水分解の進行が速いためSi−OHへの転換が進みやすい。結果として化合物(B2)の誘電率が大きくなる(誘電率:Si−X<Si−OH)り、化合物(B2)と化合物(A)との誘電率差が大きくなり、塗膜中で化合物(A)が最表層側に偏在しやすくなって、最表面緻密層14bの平均膜厚dが厚くなる傾向がある。
最表面緻密層14bの平均膜厚dを厚くする観点では、化合物(B2)は、シラン化合物(2)として、アルコキシ基の炭素数が1または2であるテトラアルコキシシランを用いたものが好ましい。
In the production method, the average film thickness d of the outermost surface dense layer 14b can be adjusted by the difference in dielectric constant between the compound (B2) and the compound (A). For example, when X (hydrolyzable group) of the silane compound (2) is an alkoxy group, the smaller the number of carbon atoms in the alkoxy group, the faster the hydrolysis proceeds and the easier the conversion to Si—OH. As a result, the dielectric constant of the compound (B2) increases (dielectric constant: Si-X <Si-OH), and the dielectric constant difference between the compound (B2) and the compound (A) increases, and the compound (B A) tends to be unevenly distributed on the outermost layer side, and the average film thickness d of the outermost surface dense layer 14b tends to increase.
From the viewpoint of increasing the average film thickness d of the outermost surface dense layer 14b, the compound (B2) is preferably a silane compound (2) using tetraalkoxysilane having an alkoxy group having 1 or 2 carbon atoms.

該製造方法においては、粒子(C)の配合量によって、形成されるシリカ系多孔質膜14の屈折率を調整できる。たとえば塗布液の全固形分に対する粒子(C)の含有量が多いほど、屈折率が低くなる傾向があり、たとえば屈折率を1.38以下とすることができる。屈折率が低いほど、反射率が低くなり、反射防止性能が向上する。
また、該製造方法によれば、形成されるシリカ系多孔質膜14の算術平均粗さを3.0nm以下とすることができる。これは、最表面付近が、多孔質構造ではなく、粒子(C)に由来する空孔がほとんどない緻密な構造であるため、多孔質構造が製造工程での衝撃等により壊れて表面平滑性が低下することを防止できるためと考えられる。最表面付近の空孔算術平均粗さが小さいほど、耐摩耗性、防汚性等が向上し、反射防止膜としての有用性が向上する。
In the production method, the refractive index of the silica-based porous film 14 to be formed can be adjusted by the blending amount of the particles (C). For example, as the content of the particles (C) with respect to the total solid content of the coating liquid increases, the refractive index tends to decrease. For example, the refractive index can be 1.38 or less. The lower the refractive index, the lower the reflectance and the better the antireflection performance.
Moreover, according to this manufacturing method, the arithmetic mean roughness of the silica type porous membrane 14 formed can be 3.0 nm or less. This is because the vicinity of the outermost surface is not a porous structure but a dense structure with almost no pores derived from the particles (C), so that the porous structure is broken by an impact in the manufacturing process and the surface smoothness is reduced. This is considered to be able to prevent the decrease. As the hole arithmetic average roughness in the vicinity of the outermost surface is smaller, the wear resistance, antifouling property and the like are improved, and the usefulness as an antireflection film is improved.

なお、公知のシリカ系多孔質膜の製造方法の一つとして、マトリックス前駆体の溶液中に中空シリカ微粒子を分散させた塗布液を塗布、熱処理する方法がある。この方法の場合、中空シリカ微粒子の大きさが小さければ、表面開放孔数が13個/10nm以下のシリカ系多孔質膜を形成することはできる。ただし、屈折率を1.38以下とするために中空シリカ微粒子の大きさを大きく(たとえば内部の空孔直径が20nm以上)すると、中空シリカ微粒子間に直径20nm以上の空孔が形成され、該空孔が最表面に開口する。また、最表面に中空シリカ微粒子の形状が反映されるため、算術平均粗さ(Sa)が3nmよりも大きくなりやすい。 As one of known methods for producing a silica-based porous membrane, there is a method in which a coating liquid in which hollow silica fine particles are dispersed in a matrix precursor solution is applied and heat-treated. In the case of this method, if the size of the hollow silica fine particles is small, a silica-based porous film having a surface open pore number of 13/10 6 nm 2 or less can be formed. However, when the size of the hollow silica fine particles is increased in order to make the refractive index 1.38 or less (for example, the internal pore diameter is 20 nm or more), pores having a diameter of 20 nm or more are formed between the hollow silica fine particles, A hole opens in the outermost surface. Moreover, since the shape of the hollow silica fine particles is reflected on the outermost surface, the arithmetic average roughness (Sa) tends to be larger than 3 nm.

<第二実施形態のシリカ系多孔質膜付き物品>
図3は、本発明のシリカ系多孔質膜を物品の表面に有するシリカ系多孔質膜付き物品の第二実施形態を示す断面図である。なお、本実施形態において、第一実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態のシリカ系多孔質膜付き物品20は、ガラス板12と、ガラス板12の表面に形成されたアンダーコート層16と、アンダーコート層16の表面に形成されたシリカ系多孔質膜14とを有する。
アンダーコート層16は、アルカリバリア層やワイドバンドの低屈折率層としての機能を有する。アンダーコート層16をガラス板12とシリカ系多孔質膜14との間に有することで、耐久性、特に耐湿熱性がより向上する。また、反射防止性能および反射色が無彩色化するため外観等も向上する。
<Article with Silica-based Porous Membrane of Second Embodiment>
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of an article with a silica-based porous film having the silica-based porous film of the present invention on the surface of the article. In the present embodiment, components corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
An article 20 with a silica-based porous film of the present embodiment includes a glass plate 12, an undercoat layer 16 formed on the surface of the glass plate 12, and a silica-based porous film 14 formed on the surface of the undercoat layer 16. And have.
The undercoat layer 16 has a function as an alkali barrier layer or a wide band low refractive index layer. By having the undercoat layer 16 between the glass plate 12 and the silica-based porous film 14, durability, particularly moisture and heat resistance, is further improved. Further, since the antireflection performance and the reflected color are achromatic, the appearance and the like are improved.

アンダーコート層16としては、シリカを主成分とするマトリックスのみから構成される層、シリカを主成分とするマトリックス中に複数の空孔を有する層、シリカを主成分とするマトリックス中にシリカ中実粒子を有する層、シリカを主成分とするマトリックス中にシリカ中空粒子を有する層等が挙げられる。
シリカを主成分とするマトリックスとしては、ゾルゲルシリカ(アルコキシシランの加水分解物または部分縮合物)の熱処理物、シラザンの熱処理物等が挙げられ、ゾルゲルシリカの熱処理物が好ましい。
アンダーコート層の膜厚は、10〜500nmが好ましい。
アンダーコート層の屈折率は、1.30〜1.50が好ましく、1.35〜1.46がより好ましい。
The undercoat layer 16 includes a layer composed only of a matrix mainly composed of silica, a layer having a plurality of pores in a matrix mainly composed of silica, and a silica solid in a matrix mainly composed of silica. Examples thereof include a layer having particles and a layer having silica hollow particles in a matrix mainly composed of silica.
Examples of the matrix mainly composed of silica include a heat-treated product of sol-gel silica (hydrolyzed product or partial condensate of alkoxysilane), a heat-treated product of silazane, and the like, and a heat-treated product of sol-gel silica is preferable.
The thickness of the undercoat layer is preferably 10 to 500 nm.
The refractive index of the undercoat layer is preferably 1.30 to 1.50, more preferably 1.35 to 1.46.

ゾルゲルシリカに用いるアルコキシシランとしては、前記シラン化合物(1)、シラン化合物(2)、その他公知のアルコキシシランを用いることができる。たとえばテトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等)、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン(パーフルオロポリエーテルトリエトキシシラン等)、パーフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン(パーフルオロエチルトリエトキシシラン等)、ビニル基を有するアルコキシシラン(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等)、エポキシ基を有するアルコキシシラン(2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等)、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン(3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等)等が挙げられる。
アルコキシシランの加水分解物および部分縮合物は、シラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物と同様の方法で得ることができる。
As the alkoxysilane used for the sol-gel silica, the silane compound (1), the silane compound (2), and other known alkoxysilanes can be used. For example, tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.), alkoxysilane having a perfluoropolyether group (perfluoropolyether triethoxysilane, etc.), alkoxy having a perfluoroalkyl group Silane (perfluoroethyltriethoxysilane, etc.), alkoxysilane having vinyl group (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc.), alkoxysilane having epoxy group (2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Silane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane), acryloyloxy group Alkoxysilanes (3-acryloyloxy propyl trimethoxysilane and the like) or the like having the like.
The hydrolyzate and partial condensate of alkoxysilane can be obtained in the same manner as the hydrolyzate and partial condensate of silane compound (1).

<第二実施形態のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法>
シリカ系多孔質膜付き物品20は、たとえば、ガラス板12の上に、アンダーコート層16を形成するための塗布液(以下、下層塗布液ともいう。)、シリカ系多孔質膜14を形成するための塗布液(以下、上層塗布液ともいう。)を順次塗布し、熱処理することによって製造できる。
熱処理は、上層塗布液を塗布した後のみ行ってもよく、下層塗布液を塗布した後および上層塗布液を塗布した後に行ってもよい。また、ガラス板12をあらかじめ熱処理温度に加熱しておき、該ガラス板12の表面に下層塗布液、上層塗布液を順次塗布してもよい。
下層塗布液の塗布後、上層塗布液を塗布する前に熱処理を行う場合の熱処理温度は、50〜300℃が好ましく、100〜200℃がより好ましい。
上層塗布液およびこれを用いたシリカ系多孔質膜14の形成手順は、第一実施形態と同様である。
<The manufacturing method of the article with a silica type porous membrane of a second embodiment>
The article 20 with a silica-based porous film forms, for example, a coating liquid (hereinafter also referred to as a lower layer coating liquid) and a silica-based porous film 14 for forming the undercoat layer 16 on the glass plate 12. Can be manufactured by sequentially applying and heat-treating a coating liquid (hereinafter also referred to as an upper layer coating liquid).
The heat treatment may be performed only after the upper layer coating solution is applied, or may be performed after the lower layer coating solution is applied and after the upper layer coating solution is applied. Alternatively, the glass plate 12 may be heated to a heat treatment temperature in advance, and a lower layer coating solution and an upper layer coating solution may be sequentially applied to the surface of the glass plate 12.
50-300 degreeC is preferable and the heat processing temperature in the case of performing heat processing after apply | coating a lower layer coating liquid and before apply | coating an upper layer coating liquid is more preferable.
The upper layer coating solution and the formation procedure of the silica-based porous film 14 using the same are the same as those in the first embodiment.

[下層塗布液]
下層塗布液としては、マトリックス前駆体の溶液(ゾルゲルシリカの溶液、シラザンの溶液等);粒子(C)または中空粒子の分散液とマトリックス前駆体の溶液との混合物;シリカ中実粒子の分散液とマトリックス前駆体の溶液との混合物等が挙げられる。
下層塗布液は、透過率向上および反射色の無色化のための中空シリカ粒子、レベリング性向上のための界面活性剤、塗膜の耐久性向上のための金属化合物等を含んでいてもよい。
[Lower layer coating solution]
As a lower layer coating solution, a matrix precursor solution (sol-gel silica solution, silazane solution, etc.); a mixture of particles (C) or hollow particle dispersion and matrix precursor solution; silica solid particle dispersion And a mixture of a matrix precursor solution and the like.
The lower layer coating solution may contain hollow silica particles for improving the transmittance and decolorizing the reflected color, a surfactant for improving the leveling property, a metal compound for improving the durability of the coating film, and the like.

マトリックス前駆体としては、ゾルゲルシリカ(アルコキシシランの加水分解物または部分縮合物)、シラザン等が挙げられ、ゾルゲルシリカが好ましい。
アルコキシシランとしては、前記シラン化合物(1)、シラン化合物(2)、その他公知のアルコキシシランを用いることができる。たとえばテトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等)、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン(パーフルオロポリエーテルトリエトキシシラン等)、パーフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン(パーフルオロエチルトリエトキシシラン等)、ビニル基を有するアルコキシシラン(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等)、エポキシ基を有するアルコキシシラン(2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等)、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン(3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等)等が挙げられる。
ゾルゲルシリカは、シラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物と同様の方法で得ることができる。
Examples of the matrix precursor include sol-gel silica (alkoxysilane hydrolyzate or partial condensate), silazane and the like, and sol-gel silica is preferable.
As the alkoxysilane, the silane compound (1), the silane compound (2), and other known alkoxysilanes can be used. For example, tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.), alkoxysilane having a perfluoropolyether group (perfluoropolyether triethoxysilane, etc.), alkoxy having a perfluoroalkyl group Silane (perfluoroethyltriethoxysilane, etc.), alkoxysilane having vinyl group (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc.), alkoxysilane having epoxy group (2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxy Silane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane), acryloyloxy group Alkoxysilanes (3-acryloyloxy propyl trimethoxysilane and the like) or the like having the like.
Sol-gel silica can be obtained by the same method as the hydrolyzate and partial condensate of the silane compound (1).

マトリックス前駆体の溶媒としては、前記液体媒体(D)と同様のものが挙げられ、水とアルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等)との混合溶媒が好ましい。
粒子(C)、中空粒子またはシリカ中実粒子の分散液の分散媒としては、水、アルコール類、ケトン類、エーテル類、セロソルブ類、エステル類、グリコールエーテル類、含窒素化合物、含硫黄化合物等が挙げられ、それぞれ前記液体媒体(D)で挙げたものと同様のものが挙げられる。
Examples of the solvent for the matrix precursor include those similar to the liquid medium (D), and a mixed solvent of water and alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, butanol, diacetone alcohol, etc.) is preferable.
As a dispersion medium for the dispersion liquid of particles (C), hollow particles or silica solid particles, water, alcohols, ketones, ethers, cellosolves, esters, glycol ethers, nitrogen-containing compounds, sulfur-containing compounds, etc. And the same as those mentioned for the liquid medium (D).

アンダーコート層16形成用の塗布液の塗布方法としては、公知のウェットコート法(スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法等)等が挙げられる。
アンダーコート層16形成用の塗布液の塗布時の液温度は、室温〜200℃が好ましく、室温〜150℃がより好ましい。
As a coating method of the coating liquid for forming the undercoat layer 16, known wet coating methods (spin coating method, spray coating method, dip coating method, die coating method, curtain coating method, screen coating method, ink jet method, flow coating method). , Gravure coating method, bar coating method, flexo coating method, slit coating method, roll coating method, etc.).
The liquid temperature during application of the coating liquid for forming the undercoat layer 16 is preferably room temperature to 200 ° C, more preferably room temperature to 150 ° C.

以上、本発明について、実施形態例を示して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
たとえば、上記実施形態では、前記塗布液を、ガラス板12上に塗布し、熱処理し、粒子(C)を除去する一連の工程を1回行うことによってシリカ系多孔質膜14を形成する例を示したが、本発明はこれに限定されない。たとえばシリカ系多孔質膜14は、前記の工程を複数回行うことによって形成された膜であってもよい。製造の簡便性、膜の均質性等の点からは、前記の工程を1回または2回行うことによって形成された膜であることが好ましく、前記の工程を1回行うことによって形成された膜であることが特に好ましい。
前記の工程を2回以上行う場合、各工程で用いる塗布液の組成(マトリックス前駆体、粒子(C)の種類や配合量等)は同じでも異なってもよい。
While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Each configuration in the above embodiment, a combination thereof, and the like are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the silica-based porous film 14 is formed by performing a series of steps of applying the coating liquid on the glass plate 12, performing heat treatment, and removing the particles (C) once. Although shown, the present invention is not limited to this. For example, the silica-based porous film 14 may be a film formed by performing the above process a plurality of times. From the viewpoint of ease of production, film homogeneity, etc., it is preferably a film formed by performing the above process once or twice, and a film formed by performing the above process once. It is particularly preferred that
When performing the said process twice or more, the composition (a kind of a matrix precursor, particle | grains (C), a compounding quantity, etc.) of the coating liquid used at each process may be the same or different.

シリカ系多孔質膜付き物品10、20は、ガラス板12とシリカ系多孔質膜14との間に、アンダーコート層16以外の他の層を有してもよい。該他の層としては、たとえば、指紋除去層、帯電防止層、撥水性防汚層、親水性防汚層、紫外線遮蔽層、赤外線遮蔽層、波長変換層等が挙げられる。   Articles 10 and 20 with a silica type porous membrane may have other layers other than undercoat layer 16 between glass board 12 and silica type porous membrane 14. Examples of the other layers include a fingerprint removing layer, an antistatic layer, a water-repellent antifouling layer, a hydrophilic antifouling layer, an ultraviolet shielding layer, an infrared shielding layer, and a wavelength conversion layer.

上記実施形態では、本発明のシリカ系多孔質膜を、ガラス板上に設けた例を示したが、本発明のシリカ系多孔質膜を表面に設ける物品はガラス板に限定されない。たとえば有機樹脂フィルム、有機樹脂板、有機−無機ハイブリッド基板等であってもよい。
本発明のシリカ系多孔質膜を設ける物品としては、ガラス、有機樹脂等の透明材料からなるものが好ましく、ガラス板が好適である。
In the said embodiment, although the example which provided the silica type porous membrane of this invention on the glass plate was shown, the article | item which provides the silica type porous membrane of this invention on the surface is not limited to a glass plate. For example, an organic resin film, an organic resin plate, an organic-inorganic hybrid substrate, or the like may be used.
The article provided with the silica-based porous film of the present invention is preferably made of a transparent material such as glass or organic resin, and a glass plate is preferred.

本発明のシリカ系多孔質膜は、優れた防汚性を有し、反射防止性能も良好である。また、耐湿熱性、耐摩耗性等の耐久性にも優れる。そのため、ガラス板等の各種物品用の反射防止膜として有用である。
本発明のシリカ系多孔質膜を表面に有するシリカ系多孔質膜付き物品は、車両用透明部品(ヘッドライトカバー、サイドミラー、フロント透明基板、サイド透明基板、リア透明基板等) 、車両用透明部品(インスツルメントパネル表面等) 、メーター、建築窓、ショーウインドウ、ディスプレイ(ノート型パソコン、モニター、LCD、PDP 、ELD、CRT、PDA等)、LCDカラーフィルター、タッチパネル用基板、ピックアップレンズ、光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラ部品、ビデオ部品、CCD用カバー基板、光ファイバー端面、プロジェクター部品、複写機部品、太陽電池用透明基板、携帯電話窓、バックライトユニット部品(たとえば、導光板、冷陰極管等)、バックライトユニット部品液晶輝度向上フィルム(たとえば、プリズム、半透過フィルム等)、液晶輝度向上フィルム、有機EL発光素子部品、無機EL発光素子部品、蛍光体発光素子部品、光学フィルター、光学部品の端面、照明ランプ、照明器具のカバー、増幅レーザー光源、反射防止フィルム、偏光フィルム、農業用フィルム等として有用である。
上記のうち、太陽電池用透明基板、特にカバーガラス用途においては、太陽電池の製造工程で、溶融した封止材(EVA等)の付着を防止でき、かつその付着跡がつきにくい防汚性が要求される。本発明の物品は、このような要求を満たすことから、太陽電池用透明基板としての有用性が高い。
The silica-based porous membrane of the present invention has excellent antifouling properties and good antireflection performance. Moreover, it is excellent also in durability, such as moisture heat resistance and abrasion resistance. Therefore, it is useful as an antireflection film for various articles such as glass plates.
Articles with a silica-based porous film having a silica-based porous film on the surface of the present invention are transparent parts for vehicles (headlight covers, side mirrors, front transparent substrates, side transparent substrates, rear transparent substrates, etc.), transparent for vehicles Parts (instrument panel surface, etc.), meters, architectural windows, show windows, displays (notebook computers, monitors, LCDs, PDPs, ELDs, CRTs, PDAs, etc.), LCD color filters, touch panel substrates, pickup lenses, optics Lenses, eyeglass lenses, camera parts, video parts, CCD cover substrates, optical fiber end faces, projector parts, copier parts, transparent substrates for solar cells, mobile phone windows, backlight unit parts (for example, light guide plates, cold cathode tubes, etc.) ), Backlight unit parts LCD brightness enhancement film (for example, Prism, transflective film, etc.), liquid crystal brightness enhancement film, organic EL light-emitting element component, inorganic EL light-emitting element component, phosphor light-emitting element component, optical filter, end face of optical component, illumination lamp, cover of lighting fixture, amplification laser light source It is useful as an antireflection film, a polarizing film, an agricultural film and the like.
Among the above, in the case of transparent substrates for solar cells, particularly cover glass, antifouling properties that can prevent adhesion of melted sealing materials (such as EVA) in the manufacturing process of solar cells and are difficult to adhere to the adhesion marks. Required. Since the article of the present invention satisfies such a requirement, it is highly useful as a transparent substrate for solar cells.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。ただし本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
後述する例1〜16のうち、例1〜12が実施例であり、例13〜16が比較例である。
各例で用いた測定方法、評価方法を以下に示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
Among Examples 1 to 16 described later, Examples 1 to 12 are examples, and Examples 13 to 16 are comparative examples.
The measurement method and evaluation method used in each example are shown below.

(粒子の平均一次粒子径)
粒子分散液を水で0.1質量%に希釈した後、コロジオン膜上にサンプリングして透過型電子顕微鏡(日立製作所社製、型式:H−9000)にて観察し、100個の粒子(B)を無作為に選び出し、各粒子の直径を計測した平均値を粒子の平均一次粒子径とした。
(Average primary particle size of particles)
After the particle dispersion was diluted to 0.1% by mass with water, it was sampled on the collodion membrane and observed with a transmission electron microscope (manufactured by Hitachi, Ltd., model: H-9000), and 100 particles (B ) Were randomly selected, and the average value obtained by measuring the diameter of each particle was defined as the average primary particle size of the particles.

(マトリックス前駆体の重量平均分子量)
マトリックス前駆体をテトラヒドロフランで0.5%に希釈した後、高速GPC装置(東ソー社製、型式:HLC−8320GPC)を用いて測定を行った。
(Weight average molecular weight of matrix precursor)
After the matrix precursor was diluted to 0.5% with tetrahydrofuran, the measurement was performed using a high-speed GPC apparatus (manufactured by Tosoh Corporation, model: HLC-8320GPC).

(平均反射率(5°入射))
製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板の上層(シリカ系多孔質膜)側の表面に入射角5°で入射する光の反射率を分光光度計(日立製作所社製、型式:U−4100)により測定し、波長400〜1100nmの範囲内における平均反射率(%)を求めた。なお、ガラス板の裏面光反射を防ぐために裏面を黒色で塗りつぶして測定を行った。
(Average reflectance (5 ° incidence))
The reflectance of light incident at an incident angle of 5 ° on the surface of the upper layer (silica-based porous film) side of the produced glass plate with a silica-based porous film was measured with a spectrophotometer (manufactured by Hitachi, Ltd., model: U-4100). The average reflectance (%) within the wavelength range of 400 to 1100 nm was determined. In addition, in order to prevent the back surface light reflection of a glass plate, the back surface was painted black and measured.

(平均透過率(0°入射))
製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板の上層(シリカ系多孔質膜)側の表面に入射角0°で入射する光の透過率を分光光度計(日立製作所社製、型式:U−4100)により測定し、波長400〜1100nmの範囲内における平均透過率(%)を求めた。なお、ガラス板の裏面光拡散を防ぐために裏面に石英ガラスをアニソールで張り付けて測定を行った。
(Average transmittance (0 ° incidence))
A spectrophotometer (model: U-4100, manufactured by Hitachi, Ltd.) was used to measure the transmittance of light incident at an incident angle of 0 ° on the surface (silica porous film) side of the manufactured glass plate with a silica porous film. The average transmittance (%) in the wavelength range of 400 to 1100 nm was determined. In addition, in order to prevent the back surface light diffusion of the glass plate, the measurement was performed by attaching quartz glass to the back surface with anisole.

(平均総膜厚、最表面緻密層平均膜厚)
平均総膜厚、最表面緻密層平均膜厚はそれぞれ、製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板の断面を走査型電子顕微鏡SEM(日立製作所社製、型式:S−4300)にて観察して得られる像から、シリカ系多孔質膜、最表面緻密層それぞれの膜厚を100箇所計測し、それらの平均値を算出して求めた。
(Average total film thickness, outermost surface dense layer average film thickness)
Each of the average total film thickness and the outermost surface dense layer average film thickness was observed with a scanning electron microscope SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., model: S-4300) of the cross section of the produced glass plate with a silica-based porous film. From the obtained image, the thickness of each of the silica-based porous film and the outermost surface dense layer was measured at 100 locations, and the average value thereof was calculated.

(平均空孔直径)
製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板の上層(シリカ系多孔質膜)における平均空孔直径は、走査型電子顕微鏡SEM(日立製作所社製、型式:S−4300)により100個の空孔の直径を計測し、それらの平均値を算出して求めた。
(Average hole diameter)
The average pore diameter in the upper layer (silica porous membrane) of the produced glass plate with a silica-based porous membrane is 100 pores measured by a scanning electron microscope SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., model: S-4300). The diameters were measured and the average value was calculated.

(最表面開放孔数)
最表面開放孔数は、製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板の上層(シリカ系多孔質膜)側の最表面を走査型電子顕微鏡SEM(日立製作所社製、型式:S−4300)にて観察し、得られる像から、1000nm×1000nmの領域内に存在する、直径20nm以上の大きさの開口の数を計測することで求めた。
(Number of holes on the outermost surface)
The number of open pores on the outermost surface is determined by scanning electron microscope SEM (manufactured by Hitachi, Ltd., model: S-4300) on the uppermost surface (silica porous membrane) side of the manufactured glass plate with silica porous membrane. The number of openings having a diameter of 20 nm or more present in a region of 1000 nm × 1000 nm was determined from the observed and obtained images.

(上層屈折率)
シリカ系多孔質膜の屈折率は、製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板をエリプソメーター(J.A.Woollam社製、型式:M−2000DI)で測定し、波長589.3nmの屈折率を求めた。なお、ガラス板の裏面反射を防ぐために裏面を黒色で塗りつぶして測定を行った。
(Upper layer refractive index)
The refractive index of the silica-based porous film is determined by measuring the manufactured glass plate with the silica-based porous film with an ellipsometer (manufactured by JA Woollam, model: M-2000DI), and measuring the refractive index at a wavelength of 589.3 nm. Asked. In addition, in order to prevent the back surface reflection of a glass plate, the back surface was painted black and measured.

(算術平均粗さ)
製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板の上層(シリカ系多孔質膜)側の最表面の算術平均粗さ(Sa)は、走査型プローブ顕微鏡装置(SIIナノテクノロジー社製、SPA400DFM)を用いて、測定範囲10μm×10μmにて測定した。
(Arithmetic mean roughness)
The arithmetic average roughness (Sa) of the outermost surface on the upper layer (silica-based porous film) side of the produced glass plate with a silica-based porous film is measured using a scanning probe microscope apparatus (SII Nano Technology, SPA400DFM). The measurement range was 10 μm × 10 μm.

(耐湿試験後平均透過率)
製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板を85℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽に投入し、1000時間保持する耐湿試験を行った。
耐湿試験後のシリカ系多孔質膜付きガラス板について、前記と同じ手順で波長400〜1100nmの平均透過率(0°入射)を求めた。
測定結果から、耐湿試験前後の平均透過率の変化量(耐湿試験前の平均透過率(%)−耐湿試験後の平均透過率(%))を求めた。
該変化量が0に近いほど、シリカ系多孔質膜の耐湿熱性が高いことを示す。該変化量は、0〜1.5が好ましく、0〜0.5が特に好ましい。
(Average transmittance after moisture resistance test)
The manufactured glass plate with a silica-based porous membrane was put into a constant temperature and humidity chamber at 85 ° C. and a relative humidity of 85%, and a moisture resistance test was performed for 1000 hours.
About the glass plate with a silica type porous membrane after a moisture resistance test, the average transmittance | permeability (0 degree incidence) of wavelength 400-1100nm was calculated | required in the same procedure as the above.
From the measurement results, the amount of change in the average transmittance before and after the moisture resistance test (average transmittance before the moisture resistance test (%) − average transmittance after the moisture resistance test (%)) was determined.
The closer the amount of change is to 0, the higher the heat-and-moisture resistance of the silica-based porous membrane. The amount of change is preferably 0 to 1.5, particularly preferably 0 to 0.5.

(摩耗試験後平均透過率)
製造したシリカ系多孔質膜付きガラス板の表面を、湿度50%、温度23℃の雰囲気中にて、4.9cm×1.25cmのフェルトで、1kgの荷重をかけて1000回往復させる磨耗試験を行った。
摩耗試験後のシリカ系多孔質膜付きガラス板について、前記と同じ手順で波長400〜1100nmの平均透過率(0°入射)を求めた。
測定結果から、摩耗試験前後の平均透過率の変化量(摩耗試験前の平均透過率(%)−摩耗試験後の平均透過率(%))を求めた。
該変化量が0に近いほど、シリカ系多孔質膜の耐摩耗性が高いことを示す。該変化量は、0〜1.5が好ましく、0〜0.5が特に好ましい。
(Average transmittance after wear test)
A wear test in which the surface of the produced glass plate with a silica-based porous film is reciprocated 1000 times with a load of 1 kg in a felt of 4.9 cm × 1.25 cm in an atmosphere of 50% humidity and a temperature of 23 ° C. Went.
About the glass plate with a silica type porous membrane after an abrasion test, the average transmittance | permeability (0 degree incidence | injection) of wavelength 400-1100nm was calculated | required in the same procedure as the above.
From the measurement results, the amount of change in average transmittance before and after the wear test (average transmittance before wear test (%) − average transmittance after wear test (%)) was determined.
The closer the amount of change is to 0, the higher the wear resistance of the silica-based porous film. The amount of change is preferably 0 to 1.5, particularly preferably 0 to 0.5.

(水接触角)
注射針から1μLの水滴(20±5℃)を、シリカ系多孔質膜の表面上に、1.5cm間隔で6箇所に滴下し、水平方向より撮影した水滴の半径と高さからθ/2法により、それぞれの接触角を算出し、6点の平均値をその膜の接触角とした。
(Water contact angle)
From the injection needle, 1 μL of water droplets (20 ± 5 ° C.) are dropped onto the surface of the silica-based porous membrane at 6 locations at 1.5 cm intervals, and θ / 2 from the radius and height of the water droplets taken from the horizontal direction. Each contact angle was calculated by the method, and the average value of 6 points was defined as the contact angle of the film.

(EVA剥離力)
厚さ0.8mmのエチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂(EVA)フィルムを幅5mm、長さ40mmに切り出し、シリカ系多孔質膜の表面上に載せ、160℃で30分間、乾燥炉中で保持した。乾燥炉から取り出して基板温度が室温まで下がった後、シリカ系多孔質膜に付着したEVAフィルムを引き剥がすのに必要な力(EVA剥離力、単位:g/5mm)を、ばね秤を用いて測定した。
(EVA peeling force)
A 0.8 mm thick ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA) film is cut into a width of 5 mm and a length of 40 mm, placed on the surface of a silica-based porous membrane, and held in a drying furnace at 160 ° C. for 30 minutes. did. After removing from the drying oven and the substrate temperature has dropped to room temperature, the force necessary to peel off the EVA film adhering to the silica-based porous membrane (EVA peeling force, unit: g / 5 mm) is measured using a spring balance. It was measured.

(マトリックス前駆体溶液)
各例で使用したマトリックス前駆体溶液A−1〜A−6の固形分濃度(質量%)、溶媒、含まれるマトリックス前駆体の種類(化合物(A)、(B2))と組成(マトリックス前駆体の全量を100モル%としたときの各化合物の割合(SiO換算でのモル%))、化合物(A)を形成するシラン化合物(1)のうちn=2の化合物(シラン化合物(1−2))の割合(SiO換算でのモル%)を表1に示す。
各例で使用したマトリックス前駆体溶液B−1〜B−2の固形分濃度(質量%)、溶媒、含まれるマトリックス前駆体の種類(化合物(B1)、(B2))と組成(マトリックス前駆体の全量を100モル%としたときの各化合物の割合(モル%))を表2に示す。
(Matrix precursor solution)
Solid content concentration (mass%) of matrix precursor solutions A-1 to A-6 used in each example, solvent, types of matrix precursors (compounds (A) and (B2)) and compositions (matrix precursors) The ratio of each compound when the total amount is 100 mol% (mol% in terms of SiO 2 )), n = 2 compounds among the silane compounds (1) forming the compound (A) (silane compounds (1- 2)) (mol% in terms of SiO 2 ) is shown in Table 1.
Solid content concentration (mass%) of matrix precursor solutions B-1 and B-2 used in each example, solvent, types of matrix precursors (compounds (B1) and (B2)) and compositions (matrix precursors) Table 2 shows the ratio of each compound (mol%) when the total amount of is 100 mol%.

表1〜2中、固形分濃度は、マトリックス前駆体のSiO換算固形分濃度である。
IPAはイソプロピルアルコールである。
メチルメトキシオリゴマーは、前記一般式(1)中のXがメトキシ基、2つのYがメチル基であるシラン化合物(1)の数分子から数十分子の重合体を示す。
メチルフェニルメトキシオリゴマーは、前記一般式(1)中のXがメトキシ基、Yがメチル基とフェニル基であるシラン化合物(1)の数分子から数十分子の重合体を示す。
化合物(A)を形成するシラン化合物(1)中のn=2の化合物の割合(モル%)、および化合物(A)中に未反応で残存するX含有量(モル%)は、NMR測定により求めた。
メチルシリケートは、メチルトリメトキシシランの数分子から数十分子の重合体を示す。
TEOSは、テトラエトキシシラン(前記一般式(2)中のXがエトキシ基であるシラン化合物)を示す。
VTMSは、ビニルトリメトキシシラン(前記一般式(1)中のXがメトキシ基、Yがビニル基、nが1であるシラン化合物)を示す。
MTMSは、メチルトリメトキシシラン(前記一般式(1)中のXがメトキシ基、Yがメチル基、nが1であるシラン化合物)を示す。
In Tables 1 and 2, the solid content concentration is the SiO 2 equivalent solid content concentration of the matrix precursor.
IPA is isopropyl alcohol.
The methyl methoxy oligomer represents a polymer having several to several tens of silane compounds (1) in which X in the general formula (1) is a methoxy group and two Ys are methyl groups.
The methylphenylmethoxy oligomer represents a polymer having several to several tens of silane compounds (1) in which X in the general formula (1) is a methoxy group and Y is a methyl group and a phenyl group.
The ratio (mol%) of the compound of n = 2 in the silane compound (1) forming the compound (A) and the unreacted X content (mol%) in the compound (A) were determined by NMR measurement. Asked.
Methyl silicate refers to a polymer of several molecules to several tens of molecules of methyltrimethoxysilane.
TEOS represents tetraethoxysilane (a silane compound in which X in the general formula (2) is an ethoxy group).
VTMS indicates vinyltrimethoxysilane (a silane compound in which X in the general formula (1) is a methoxy group, Y is a vinyl group, and n is 1).
MTMS indicates methyltrimethoxysilane (a silane compound in which X in the general formula (1) is a methoxy group, Y is a methyl group, and n is 1).

マトリックス前駆体溶液A−1〜A−6は以下の手順で調製した。
イソプロピルアルコールの所定量と、水4.52gと、触媒として、10質量%濃度の硝酸0.22gとをガラス製容器に仕込み、温度を25℃に保ち撹拌した。そこに化合物(A)と化合物(B2)をそれぞれ所定量加えて1時間攪拌することで、化合物(A)の加水分解、あるいは化合物(A)と化合物(B2)との共加水分解を行ってマトリックス前駆体溶液A−1〜A−6を得た。イソプロピルアルコールの所定量は、イソプロピルアルコール/水の質量比が表1に示す値となる量である。
Matrix precursor solutions A-1 to A-6 were prepared by the following procedure.
A glass container was charged with a predetermined amount of isopropyl alcohol, 4.52 g of water, and 0.22 g of nitric acid having a concentration of 10% by mass as a catalyst, and the mixture was stirred while maintaining the temperature at 25 ° C. A predetermined amount of each of the compound (A) and the compound (B2) was added thereto, and the mixture was stirred for 1 hour, thereby hydrolyzing the compound (A) or co-hydrolyzing the compound (A) and the compound (B2). Matrix precursor solutions A-1 to A-6 were obtained. The predetermined amount of isopropyl alcohol is such an amount that the mass ratio of isopropyl alcohol / water becomes a value shown in Table 1.

マトリックス前駆体溶液B−1〜B−2は以下の手順で調製した。
エタノールの所定量と、水4.52gと、触媒として、10質量%濃度の硝酸0.22gとをガラス製容器に仕込み、温度を25℃に保ち撹拌した。そこに化合物(B1)と化合物(B2)をそれぞれ所定量加えて1時間攪拌することで、化合物(B1)と化合物(B1)との共加水分解を行ってマトリックス前駆体溶液B−1〜B−2を得た。エタノールの所定量は、エタノール/水の質量比が表2に示す値となる量である。
Matrix precursor solutions B-1 to B-2 were prepared by the following procedure.
A predetermined amount of ethanol, 4.52 g of water, and 0.22 g of 10 mass% nitric acid as a catalyst were charged in a glass container, and the temperature was kept at 25 ° C. and stirring was performed. A predetermined amount of each of the compound (B1) and the compound (B2) is added thereto, and the mixture is stirred for 1 hour, so that the co-hydrolysis of the compound (B1) and the compound (B1) is performed, and the matrix precursor solutions B-1 to B -2 was obtained. The predetermined amount of ethanol is such an amount that the mass ratio of ethanol / water becomes the value shown in Table 2.

(粒子分散液)
各例で使用した粒子分散液C−1〜C−3の固形分濃度(質量%)、分散媒、粒子の材質、平均一次粒子径(nm)を表3に示す。
PMMAは、ポリ(メタクリル酸メチル)、PSはポリスチレンを示す。
粒子分散液C−1〜C−3はそれぞれ後述の手順で調製した。
(Particle dispersion)
Table 3 shows the solid content concentration (% by mass), the dispersion medium, the particle material, and the average primary particle diameter (nm) of the particle dispersions C-1 to C-3 used in each example.
PMMA indicates poly (methyl methacrylate) and PS indicates polystyrene.
Each of the particle dispersions C-1 to C-3 was prepared by the following procedure.

[粒子分散液C−2の調製]
ドデシル乳酸ナトリウム(SDS)と、水とを、ガラス製容器に仕込み、撹拌した。そこに、メタクリル酸メチル(MMA)を加えて撹拌し、乳化させた。そこに重合開始剤として、過硫酸アンモニウム(APS)を加え、70℃まで加熱し、1時間保持することにより、粒子を合成した後に、エタノールを加え固形分濃度2質量%に希釈することで粒子分散液C−2を得た。
[Preparation of Particle Dispersion C-2]
Sodium dodecyl lactate (SDS) and water were charged into a glass container and stirred. Thereto, methyl methacrylate (MMA) was added, stirred and emulsified. As a polymerization initiator, ammonium persulfate (APS) was added, heated to 70 ° C. and held for 1 hour to synthesize particles, and then ethanol was added and diluted to a solid content concentration of 2% by mass to disperse the particles. A liquid C-2 was obtained.

[粒子分散液C−1、C−3の調製]
スチレンと、水とを、ガラス製容器に仕込み、撹拌した。そこに、パラ―スチレンスルホン酸ナトリウム水和物を加えて撹拌し、乳化させた。そこに重合開始剤として、ぺルオキソ二硫酸カリウム(KPS)を加え、70℃まで加熱し、10時間保持することにより、粒子を合成した後に、エタノールを加え固形分濃度2質量%または6質量%に希釈することで、粒子分散液C−1、C−3を得た。
[Preparation of Particle Dispersions C-1 and C-3]
Styrene and water were charged into a glass container and stirred. Thereto was added sodium para-styrenesulfonate hydrate, and the mixture was stirred and emulsified. As a polymerization initiator, potassium peroxodisulfate (KPS) was added, heated to 70 ° C. and held for 10 hours to synthesize the particles, and then ethanol was added and the solid content concentration was 2% by mass or 6% by mass. Were diluted to obtain particle dispersions C-1 and C-3.

〔例1〜8、10〜16〕
エタノールにテトラエトキシシランと中空シリカ粒子を混合し、触媒として0.083質量%の硝酸水溶液を加え、温度を25℃に保ち1時間攪拌したのちに、エタノールを追加し、固形分濃度が2.2質量%となるように希釈することにより、下層(アンダーコート層)塗布液を調製した。
表4〜6に示す種類と配合量(g)の粒子分散液とマトリックス前駆体溶液Aとマトリックス前駆体溶液Bとエタノールとを混合して、上層塗布液を調製した。
[Examples 1-8, 10-16]
Tetraethoxysilane and hollow silica particles are mixed in ethanol, a 0.083 mass% nitric acid aqueous solution is added as a catalyst, the temperature is kept at 25 ° C. and the mixture is stirred for 1 hour, ethanol is added, and the solid content concentration is 2. A lower layer (undercoat layer) coating solution was prepared by diluting to 2% by mass.
The upper layer coating solution was prepared by mixing the particle dispersions of the types and blending amounts (g) shown in Tables 4 to 6, the matrix precursor solution A, the matrix precursor solution B, and ethanol.

ガラス板(ソーダライムガラス、旭硝子社製、サイズ:100mm×100mm、厚さ:3.2mm)の表面に、前記下層塗布液を、スピンコーターにより、回転数500rpm、20秒間のスピンコート条件にて塗布した後、180℃で30秒間熱処理することにより、アンダーコート層を成膜した。
次に、前記アンダーコート層の表面に、前記上層塗布液を、スピンコーターにより、表4〜6に示すスピンコート条件(回転数(rpm)×時間)にて塗布した後、表4〜6に示す焼成条件(温度×時間)にて熱処理することによりシリカ系多孔質膜を成膜して、シリカ系多孔質膜付きガラス板を得た。
表4〜6中の「←」は、同じ行の左側の列に示した条件と同じ条件であることを示す。
The lower layer coating solution is applied to the surface of a glass plate (soda lime glass, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., size: 100 mm × 100 mm, thickness: 3.2 mm) using a spin coater under spin coating conditions of a rotation speed of 500 rpm for 20 seconds. After coating, an undercoat layer was formed by heat treatment at 180 ° C. for 30 seconds.
Next, after coating the upper layer coating liquid on the surface of the undercoat layer with a spin coater under the spin coat conditions (number of revolutions (rpm) × time) shown in Tables 4 to 6, Tables 4 to 6 are applied. A silica-based porous film was formed by heat treatment under the firing conditions shown (temperature × time) to obtain a glass plate with a silica-based porous film.
“←” in Tables 4 to 6 indicates that the conditions are the same as the conditions shown in the left column of the same row.

〔例9〕
表5に示す種類と配合量の粒子分散液とマトリックス前駆体溶液Aとマトリックス前駆体溶液Bとエタノールとを混合して、上層塗布液を調製した。
ガラス板(ソーダライムガラス、旭硝子社製、サイズ:100mm×100mm、厚さ:3.2mm)の表面に、前記上層塗布液を、スピンコート(回転数500rpm×20秒間)にて塗布した後、850℃で3分30秒間熱処理することによりシリカ系多孔質膜を成膜して、シリカ系多孔質膜付きガラス板を得た。
[Example 9]
The particle dispersion liquid of the type and blending amount shown in Table 5, the matrix precursor solution A, the matrix precursor solution B, and ethanol were mixed to prepare an upper layer coating solution.
After applying the upper layer coating solution on the surface of a glass plate (soda lime glass, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., size: 100 mm × 100 mm, thickness: 3.2 mm) by spin coating (rotation speed: 500 rpm × 20 seconds), A silica-based porous film was formed by heat treatment at 850 ° C. for 3 minutes and 30 seconds to obtain a glass plate with a silica-based porous film.

得られたシリカ系多孔質膜付きガラス板について、上記の測定と評価を行った。結果を表4〜6に示す。
また、例1、2、10、13〜16のシリカ系多孔質膜付きガラス板の(a)表面(シリカ系多孔質膜側)、(b)断面それぞれの走査型電子顕微鏡写真を図4〜10に示す。
Said measurement and evaluation were performed about the obtained glass plate with a silica type porous membrane. The results are shown in Tables 4-6.
In addition, scanning electron micrographs of (a) surface (silica porous membrane side) and (b) cross sections of the glass plates with silica-based porous film of Examples 1, 2, 10, 13 to 16 are shown in FIGS. 10 shows.

例1〜12のシリカ系多孔質膜は、最表面の水接触角が70°以上で疎水性が高く、EVA剥離力が小さく、防汚性に優れていた。
特に、化合物(A)の含有量が全固形分に対してそれぞれ5質量%、20質量%の塗布液を用いた例1、2のシリカ系多孔質膜は、EVA剥離力が700g/5mm未満であり防汚性が高かった。また94.5%以上の高い透過率を示し、反射防止性能に優れていた。さらに、耐摩耗性試験後や耐湿性試験後の透過率の変化が0.5%未満であり、耐久性にも優れていた。
この例1、2と、化合物(A)の含有量が全固形分に対してそれぞれ50質量%、63質量%の塗布液を用いた例3、4の結果から、全固形分中の化合物(A)の含有量が大きく増加することで、耐摩耗性試験後や耐湿性試験後の透過率の変化が大きくなり耐久性が低下する傾向にあることが確認された。
実施例ではあるが、マトリックス前駆体中に、二重結合を含む構造を有する化合物(B1)を含有しない例5のシリカ多孔質膜は、二重結合を含む構造を有する化合物(B1)を含有する例2のシリカ多孔質膜と比較し、耐久性試験後の平均透過率変化が大きく、耐久性が悪化していることが確認された。
粒子の含有量に対するマトリックス前駆体の含有量(SiO換算)の質量比[マトリックス前駆体/粒子]が異なる例2、6〜8の結果から、質量比[マトリックス前駆体/粒子]が小さいほど平均透過率が高くなり、質量比[マトリックス前駆体/粒子]が大きいほど耐久性が向上する傾向が確認された。
実施例ではあるが、アンダーコート層を有しない例9のシリカ多孔質膜は、同じ塗布液を使用し同じ条件で成膜した例2に比べて、耐湿性試験後の透過率の変化が大きく、アンダーコート層を有することが好ましいことが確認された。
なお、例1〜12の全ての例において、膜内部の直径20nm以上の空孔は独立孔であった。
The silica-based porous membranes of Examples 1 to 12 had a water contact angle of 70 ° or more on the outermost surface, high hydrophobicity, small EVA peeling force, and excellent antifouling property.
In particular, the silica-based porous membranes of Examples 1 and 2 in which the coating solutions having the compound (A) content of 5% by mass and 20% by mass, respectively, with respect to the total solid content have an EVA peeling force of less than 700 g / 5 mm. And antifouling property was high. Moreover, the high transmittance | permeability of 94.5% or more was shown, and it was excellent in the antireflection performance. Furthermore, the change in transmittance after the wear resistance test and after the moisture resistance test was less than 0.5%, and the durability was excellent.
From the results of Examples 1 and 2 and Examples 3 and 4 in which coating solutions having a compound (A) content of 50% by mass and 63% by mass, respectively, with respect to the total solid content, It was confirmed that when the content of A) is greatly increased, the change in the transmittance after the wear resistance test or after the moisture resistance test is increased, and the durability tends to be lowered.
Although it is an Example, the silica porous membrane of Example 5 which does not contain the compound (B1) having a structure containing a double bond in the matrix precursor contains the compound (B1) having a structure containing a double bond As compared with the porous silica membrane of Example 2, the change in average transmittance after the durability test was large, and it was confirmed that the durability was deteriorated.
From the results of Examples 2 and 6 to 8 in which the mass ratio [matrix precursor / particle] of the matrix precursor content (SiO 2 conversion) to the particle content is different, the smaller the mass ratio [matrix precursor / particle] is, the smaller the mass ratio [matrix precursor / particle] is. It has been confirmed that the average transmittance increases and the durability increases as the mass ratio [matrix precursor / particle] increases.
Although it is an Example, the silica porous membrane of Example 9 which does not have an undercoat layer has a large change in transmittance after the moisture resistance test as compared with Example 2 formed using the same coating solution and under the same conditions. It was confirmed that it was preferable to have an undercoat layer.
In all of Examples 1 to 12, the pores having a diameter of 20 nm or more inside the film were independent holes.

一方、化合物(A)の含有量が全固形分に対して3.0質量%の塗布液を用いた例13と、n=2のシラン化合物(1−2)に由来する構造を含まないメチルメトキシオリゴマーの塗布液を用いた例16のシリカ系多孔質膜は、最表面の水接触角が70°未満で疎水性が低く、EVA剥離力が700g/5mmを超えており、防汚性が低かった。
マトリクス前駆体に、シラン化合物(2)から形成された化合物(B2)を含まない例14のシリカ多孔質膜は、平均透過率が低く、また耐久性も不十分であった。
粒子の含有量に対するマトリックス前駆体の含有量(SiO換算)の質量比[マトリックス前駆体/粒子]が0.7の塗布液を用いて形成され、最表面開放孔数が52個/10nmの例15のシリカ多孔質膜は、耐久性試験後の平均透過率変化が1.5以上となり大きく、耐久性が不十分で、実用性が低かった。
On the other hand, Example 13 using a coating solution having a content of compound (A) of 3.0% by mass relative to the total solid content, and methyl not containing a structure derived from n = 2 silane compound (1-2) The silica-based porous membrane of Example 16 using a coating solution of methoxy oligomer has a water contact angle on the outermost surface of less than 70 °, low hydrophobicity, EVA peel strength of over 700 g / 5 mm, and antifouling properties. It was low.
The silica porous membrane of Example 14 in which the matrix precursor did not contain the compound (B2) formed from the silane compound (2) had a low average transmittance and insufficient durability.
The mass ratio of the matrix precursor content (SiO 2 equivalent) to the particle content (matrix precursor / particles) is formed using a coating liquid having a 0.7, and the outermost surface open pore number is 52/10 6. The silica porous membrane of Example 15 of nm 2 had a large average transmittance change after the durability test of 1.5 or more, was insufficient in durability, and was not practical.

10 シリカ系多孔質膜付き物品
12 ガラス板
14 シリカ系多孔質膜
16 アンダーコート層
20 シリカ系多孔質膜付き物品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Article with silica-based porous film 12 Glass plate 14 Silica-based porous film 16 Undercoat layer 20 Article with silica-based porous film

Claims (11)

シリカを主成分とするマトリックス中に複数の空孔を有するシリカ系多孔質膜であって、
屈折率が1.10〜1.38の範囲内であり、
前記空孔として、直径20nm以上の空孔を含み、
最表面に開口した直径20nm以上の空孔の数が13個/10nm以下であり、
前記最表面の水接触角が70°以上であることを特徴とする、シリカ系多孔質膜。
A silica-based porous film having a plurality of pores in a matrix mainly composed of silica,
The refractive index is in the range of 1.10 to 1.38;
As the holes, including holes having a diameter of 20 nm or more,
The number of holes having a diameter of 20 nm or more opened on the outermost surface is 13/10 6 nm 2 or less,
A silica-based porous membrane having a water contact angle of 70 ° or more on the outermost surface.
前記最表面から、該最表面下に存在する直径20nm以上の空孔の最上部までの距離の平均値が10〜80nmである、請求項1に記載のシリカ系多孔質膜。   2. The silica-based porous membrane according to claim 1, wherein an average value of a distance from the outermost surface to the uppermost portion of pores having a diameter of 20 nm or more existing under the outermost surface is 10 to 80 nm. 前記空孔の平均直径が15〜100nmである、請求項1または2に記載のシリカ系多孔質膜。   The silica-based porous film according to claim 1 or 2, wherein the average diameter of the pores is 15 to 100 nm. 当該シリカ系多孔質膜の内部に存在する直径20nm以上の空孔が独立孔である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜。   The silica-based porous membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein pores having a diameter of 20 nm or more existing inside the silica-based porous membrane are independent pores. 前記最表面の算術平均粗さ(Sa)が3.0nm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜。   The silica-based porous membrane according to any one of claims 1 to 4, wherein the arithmetic average roughness (Sa) of the outermost surface is 3.0 nm or less. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜を物品の表面に有するシリカ系多孔質膜付き物品。   An article with a silica-based porous film having the silica-based porous film according to any one of claims 1 to 5 on the surface of the article. シリカを主成分とするマトリックス中に複数の空孔を有するシリカ系多孔質膜を物品の表面に有するシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法であって、
マトリックス前駆体と、マトリックス中から除去可能な粒子と、液体媒体とを含有する塗布液を、物品の表面に塗布し、熱処理する工程を含み、
前記マトリックス前駆体が、下記化合物(A)と、下記化合物(B1)と、下記化合物(B2)とを含有し、かつ下記条件(I)を満たし、
前記化合物(A)の含有量が、前記塗布液に含まれる全固形分に対して5質量%以上であり、
前記粒子の平均一次粒子径が20〜130nmであることを特徴とする、シリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。
化合物(A):下記一般式(1)で表されるシラン化合物(1)の加水分解物および部分縮合物、ならびに前記シラン化合物(1)と下記一般式(2)で表されるシラン化合物(2)との共加水分解物および部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、且つ少なくとも、前記一般式(1)中のnが2であるシラン化合物に由来する構造を有する化合物。
SiX4−n …(1)
SiX …(2)
[式中、Xは加水分解性基を示し、Yは、Y−OHの誘電率が50F/m以下である非加水分解性基を示し、nは1〜3の整数を示す。]
化合物(B1):前記一般式(1)中のnが1または3であるシラン化合物、その加水分解および部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物。
化合物(B2):前記シラン化合物(2)、その加水分解物および部分縮合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物。
条件(I):前記化合物(A)を形成するシラン化合物(2)のモル数と前記化合物(B2)を形成するシラン化合物(2)のモル数との合計量に対する、前記化合物(A)を形成するシラン化合物(1)のモル数と前記化合物(B1)を形成するシラン化合物(1)のモル数との合計量の比率[(1)/(2)]が、0.1〜25.0の範囲内である。
A method for producing an article with a silica-based porous film having a silica-based porous film having a plurality of pores in a matrix mainly composed of silica on the surface of the article,
Applying a coating liquid containing a matrix precursor, particles removable from the matrix, and a liquid medium to the surface of the article and heat-treating the coating liquid;
The matrix precursor contains the following compound (A), the following compound (B1), and the following compound (B2), and satisfies the following condition (I):
The content of the compound (A) is 5% by mass or more based on the total solid content contained in the coating solution,
The method for producing an article with a silica-based porous film, wherein the particles have an average primary particle diameter of 20 to 130 nm.
Compound (A): Hydrolyzate and partial condensate of silane compound (1) represented by the following general formula (1), and silane compound (1) and silane compound represented by the following general formula (2) ( 2) at least one compound selected from the group consisting of co-hydrolysates and partial condensates, and at least a structure derived from a silane compound in which n in the general formula (1) is 2. Compound.
Y n SiX 4-n (1)
SiX 4 (2)
[Wherein, X represents a hydrolyzable group, Y represents a non-hydrolyzable group whose dielectric constant of Y-OH is 50 F / m or less, and n represents an integer of 1 to 3. ]
Compound (B1): At least one compound selected from the group consisting of a silane compound in which n in the general formula (1) is 1 or 3, its hydrolysis and partial condensate.
Compound (B2): At least one compound selected from the group consisting of the silane compound (2), a hydrolyzate and a partial condensate thereof.
Condition (I): The compound (A) with respect to the total amount of the number of moles of the silane compound (2) forming the compound (A) and the number of moles of the silane compound (2) forming the compound (B2). The ratio [(1) / (2)] of the total amount of the number of moles of the silane compound (1) to be formed and the number of moles of the silane compound (1) to form the compound (B1) is 0.1 to 25. It is in the range of 0.
前記化合物(B1)が、前記Yとして、二重結合を含む構造の基を有する、請求項7に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。   The method for producing an article with a silica-based porous film according to claim 7, wherein the compound (B1) has a group having a structure including a double bond as the Y. 前記塗布液中、前記粒子の含有量に対する、前記マトリックス前駆体の含有量(SiO換算)の質量比[マトリックス前駆体/粒子]が、0.7〜6.0の範囲内である、請求項7または8に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。 The mass ratio [matrix precursor / particles] of the content of the matrix precursor (in terms of SiO 2 ) to the content of the particles in the coating solution is in the range of 0.7 to 6.0. Item 9. A method for producing an article with a silica-based porous film according to Item 7 or 8. 前記粒子が、カーボンまたは有機ポリマーからなる、請求項7〜9のいずれか一項に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。   The method for producing an article with a silica-based porous film according to any one of claims 7 to 9, wherein the particles are made of carbon or an organic polymer. 前記有機ポリマーが、メタクリル酸メチル、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエンおよびイソプレンからなる群から選ばれる少なくとも1種のモノマーの単独重合体または共重合体からなる、請求項10に記載のシリカ系多孔質膜付き物品の製造方法。   The silica-based porous membrane according to claim 10, wherein the organic polymer is composed of a homopolymer or a copolymer of at least one monomer selected from the group consisting of methyl methacrylate, styrene, acrylonitrile, butadiene and isoprene. Article manufacturing method.
JP2013093957A 2013-04-26 2013-04-26 Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article Pending JP2014214063A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013093957A JP2014214063A (en) 2013-04-26 2013-04-26 Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013093957A JP2014214063A (en) 2013-04-26 2013-04-26 Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014214063A true JP2014214063A (en) 2014-11-17

Family

ID=51940188

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013093957A Pending JP2014214063A (en) 2013-04-26 2013-04-26 Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014214063A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016143297A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 日本板硝子株式会社 Glass plate provided with coating film and method for manufacturing same
WO2017056405A1 (en) * 2015-10-01 2017-04-06 日本板硝子株式会社 Coated glass plate and method for manufacturing same
JP2017114950A (en) * 2015-12-21 2017-06-29 旭化成株式会社 Coating film and method for producing coating film
WO2020196851A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 株式会社ニコン Porous film, optical element, optical system, interchangeable lens, optical device and manufacturing method of porous film

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10800700B2 (en) * 2015-03-06 2020-10-13 Nippon Sheet Glass Company, Limited Coated glass sheet and method for producing same
US20180050956A1 (en) * 2015-03-06 2018-02-22 Nippon Sheet Glass Company, Limited Coated glass sheet and method for producing same
WO2016143297A1 (en) * 2015-03-06 2016-09-15 日本板硝子株式会社 Glass plate provided with coating film and method for manufacturing same
JPWO2016143297A1 (en) * 2015-03-06 2017-12-14 日本板硝子株式会社 Glass plate with coating film and method for producing the same
US10908320B2 (en) 2015-10-01 2021-02-02 Nippon Sheet Glass Company, Limited Coated glass sheet and method for producing same
JPWO2017056405A1 (en) * 2015-10-01 2018-07-19 日本板硝子株式会社 Glass plate with coating film and method for producing the same
WO2017056405A1 (en) * 2015-10-01 2017-04-06 日本板硝子株式会社 Coated glass plate and method for manufacturing same
US20180292577A1 (en) * 2015-10-01 2018-10-11 Nippon Sheet Glass Company, Limited Coated glass sheet and method for producing same
JP2021075455A (en) * 2015-10-01 2021-05-20 日本板硝子株式会社 Glass plate with coating film and method for producing the same
JP7242720B2 (en) 2015-10-01 2023-03-20 日本板硝子株式会社 Glass plate with coating film and method for producing the same
JP2017114950A (en) * 2015-12-21 2017-06-29 旭化成株式会社 Coating film and method for producing coating film
JPWO2020196851A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01
WO2020196851A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 株式会社ニコン Porous film, optical element, optical system, interchangeable lens, optical device and manufacturing method of porous film
CN113710735A (en) * 2019-03-28 2021-11-26 株式会社尼康 Porous film, optical element, optical system, exchange lens, optical device, and method for producing porous film
JP7196996B2 (en) 2019-03-28 2022-12-27 株式会社ニコン Porous film, optical element, optical system, interchangeable lens, optical device, and method for producing porous film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014061605A1 (en) Silica based porous film, article with silica based porous film and method for producing same
JP2014079920A (en) Article and production method of the same
US8247026B2 (en) Optical film and method for producing same
KR101757096B1 (en) Copolymer and hydrophilic material comprising same
TW201245240A (en) Organic-inorganic composite body and method for producing same, organic-inorganic composite film and method for producing same, photonic crystal, coating material, thermosetting composition, ultrastructure body, optical material, antireflaction device an
TW201231289A (en) Article having low reflection film
KR20160000456A (en) Substrate having antireflective layer
US20150024191A1 (en) Reflection-Resistant Glass Articles and Methods for Making and Using Same
JP6586897B2 (en) Base material with antiglare film, coating liquid for film formation and method for producing the same
JP6820354B2 (en) Coating composition, antireflection film and its manufacturing method, laminate, and solar cell module
WO2014061606A1 (en) Antifouling antireflection film, article and method for manufacturing same
JP2018002865A (en) Composition for forming antifogging layer, laminate and method for producing laminate
JP2008139581A (en) Substrate with antireflection film
US20200165460A1 (en) Process for making an anti-soiling coating composition and a coating made therefrom
JPWO2015115492A1 (en) Glass plate with anti-glare function for solar cells
JP2014214063A (en) Silica-based porous film, article having silica-based porous film, and method for producing the same article
JP2015049319A (en) Article having transparent base material and antifouling-antireflection film and manufacturing method thereof
JP2020122809A (en) Coating liquid for forming visible light scattering film, and base material for forming visible light scattering film
TW201606356A (en) Anti-glare-layer substrate and article
TW200900353A (en) Hollow micro particle, method for production thereof, coating composition, and article having coating film formed thereon
JP2015075707A (en) Article having transparent base material and stain-resistant anti-reflection film, and manufacturing method for the same
JP6805127B2 (en) Glass plate with coating film and its manufacturing method
WO2023169539A1 (en) Hydrophobic anti-reflective glass for vehicle, fabrication method therefor, and laminated glass
JP6617699B2 (en) Glass article
JP4035148B2 (en) Complex of organic polymer and metal oxide, production method and use thereof