JP5103906B2 - Porous silica fine particles and method for producing the same - Google Patents

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    • C01B33/113Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/124Preparation of adsorbing porous silica not in gel form and not finely divided, i.e. silicon skeletons, by acidic treatment of siliceous materials

Description

本発明は、多孔質シリカ微粒子及びその製造方法に関する。特に、本発明は、反射防止膜の低屈折率膜等に使用される多孔質シリカ微粒子及びその製造方法に関する。   The present invention relates to porous silica fine particles and a method for producing the same. In particular, the present invention relates to porous silica fine particles used for a low refractive index film or the like of an antireflection film and a method for producing the same.

現在、マルチメディアの発達に伴い、各種の表示装置(ディスプレイ装置)において種々の発展が見られている。そして、各種の表示装置のうち、特に、携帯用を中心に屋外で使用されるものでは、その視認性の向上がますます重要となってきており、大型表示装置においても、より見易くすることが需要者に要求されており、この事項がそのまま技術課題となっている。   Currently, with the development of multimedia, various developments have been seen in various display devices (display devices). Among various types of display devices, especially those used outdoors, mainly for portable use, the improvement in visibility has become increasingly important, and even in large display devices, it is easier to see. This is a technical issue as it is required by consumers.

従来、表示装置の視認性を向上させるための一手段として、低屈折率材料から構成される反射防止膜を、表示装置の基板に被覆することが行われており、反射防止膜を形成する方法としては、例えば、フッ素化合物の薄膜を蒸着法により形成する方法が知られている。然るに、近年では、液晶表示装置を中心として、低いコストで、しかも大型の表示装置に対しても、反射防止膜を形成することのできる技術が求められている。しかしながら、蒸着法による場合には、大面積の基板に対して、高い効率で均一な反射防止膜を形成することが困難であり、しかも真空装置を必要とするために、コストを低くすることが困難である。   Conventionally, as one means for improving the visibility of a display device, an antireflection film made of a low refractive index material is coated on a substrate of the display device, and a method of forming the antireflection film For example, a method of forming a fluorine compound thin film by a vapor deposition method is known. However, in recent years, there has been a demand for a technique capable of forming an antireflection film for a large display device at a low cost centering on a liquid crystal display device. However, in the case of the vapor deposition method, it is difficult to form a high-efficiency and uniform antireflection film on a large-area substrate, and a vacuum apparatus is required, so that the cost can be reduced. Have difficulty.

このような事情から、屈折率の低い材料を有機溶剤に溶解して液状の組成物を調製し、これを基板の表面に塗布することによって反射防止膜を形成する方法が検討されている。このような低屈折率層を構成する具体的な材料としては、フッ素含有有機材料、低屈折率の微粒子等が挙げられ、これらの材料を単独に、あるいは組み合わせることが提案されている。   Under such circumstances, a method of forming an antireflection film by preparing a liquid composition by dissolving a material having a low refractive index in an organic solvent and applying it to the surface of a substrate has been studied. Specific materials constituting such a low refractive index layer include fluorine-containing organic materials, low refractive index fine particles, and the like, and these materials have been proposed to be used alone or in combination.

低屈折率の微粒子として、例えばシリカ粒子が挙げられる。シリカ粒子の製造方法には、アルコキシシランを有機溶媒中で重縮合させる方法(特許文献1)、SiO粒子に他の無機化合物、有機ケイ素化合物を装飾する方法(特許文献2、特許文献3)等が知られている。また、シリカ粒子を含む膜として、シリカ粒子とマトリックスを含む膜(特許文献4)、粒径100〜150nmのSiO等の微粒子を分散させてなる膜(特許文献5)、有機ケイ素化合物中にシリカ中空粒子を添加した膜(特許文献6)等が知られている。
特開平4−50112号公報 特開2001−233611号公報 特開平7−10522号公報 特開2001−167637号 特開平5−13021号公報 特開2002−317152号公報
Examples of the low refractive index fine particles include silica particles. Silica particle production methods include polycondensation of alkoxysilane in an organic solvent (Patent Document 1), and decoration of other inorganic compounds and organosilicon compounds on SiO 2 particles (Patent Document 2 and Patent Document 3). Etc. are known. Further, as a film containing silica particles, a film containing silica particles and a matrix (Patent Document 4), a film in which fine particles such as SiO 2 having a particle diameter of 100 to 150 nm are dispersed (Patent Document 5), and an organosilicon compound A membrane (Patent Document 6) to which silica hollow particles are added is known.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-50112 JP 2001-233611 A JP 7-10522 A JP 2001167676 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-13021 JP 2002-317152 A

しかしながら、低屈折率膜にシリカ粒子を用いる場合、平均粒径が大きいと可視光の散乱が生じて光線透過率が低下し表示装置の輝度が低下する場合があり、また、比表面積が小さいと屈折率が低下しにくいという問題があった。
従って、本発明の目的は、平均粒径が微細な多孔質シリカ微粒子及びその製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、耐水性に優れた多項質シリカ微粒子及びその製造方法を提供することである。
However, when silica particles are used in the low refractive index film, if the average particle size is large, visible light scattering may occur, the light transmittance may decrease, and the luminance of the display device may decrease, and the specific surface area may be small. There was a problem that the refractive index was difficult to decrease.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a porous silica fine particle having a fine average particle diameter and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide polycrystalline silica fine particles having excellent water resistance and a method for producing the same.

本発明によれば、以下の多孔質シリカ微粒子及びその製造方法が提供される。
1.下記式(1)で表されるケイ素化合物及び下記式(2)で表されるケイ素化合物の加水分解物及び/又は加水分解縮合物からなり、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子。
SiX4−m ・・・(1)
SiX4−n ・・・(2)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボキシル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、mは0〜1の整数を示す。Rは炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、nは1〜3の整数を示す。尚、式(1)のXと式(2)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
2.式(1)で表されるケイ素化合物及び式(2)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%としたとき、前記加水分解物及び/又は加水分解縮合物が、式(1)で表されるケイ素化合物70〜99モル%と、式(2)で表されるケイ素化合物30〜1モル%の反応物である上記1記載の多孔質シリカ微粒子。
3.下記式(1)で表されるケイ素化合物、下記式(2)で表されるケイ素化合物及び下記式(3)で表されるケイ素化合物の加水分解物及び/又は加水分解縮合物からなり、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子。
SiX4−m ・・・(1)
SiX4−n ・・・(2)
SiX4−p ・・・(3)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボキシル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、mは0〜1の整数を示す。Rは炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、nは1〜3の整数を示す。Rは炭素数1〜12のフッ素置換アルキル基、pは1〜3の整数を示す。尚、式(1)のX、式(2)のX及び式(3)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
4.式(1)で表されるケイ素化合物、式(2)で表されるケイ素化合物及び式(3)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%としたとき、前記加水分解物及び/又は加水分解縮合物が、式(1)で表されるケイ素化合物60〜98モル%、式(2)で表されるケイ素化合物1〜30モル%及び式(3)で表されるケイ素化合物1〜20モル%の反応物である、上記3記載の多孔質シリカ微粒子。
5.式(1)で表されるケイ素化合物において、mが0である上記1〜4のいずれか記載の多孔質シリカ微粒子。
6.前記式(1)で表されるケイ素化合物及び前記式(2)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合する上記1、2及び4のいずれか記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
7.式(1)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合し、ついで式(2)で表されるケイ素化合物を加えてさらに加水分解縮合する上記6記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
8.前記式(1)で表されるケイ素化合物、前記式(2)で表されるケイ素化合物及び前記式(3)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合する上記3〜5のいずれか記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
9.式(1)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合し、ついで式(2)及び式(3)で表されるケイ素化合物を加えてさらに加水分解縮合する上記8記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
10.下記式(4)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合させた後、さらに、下記式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は下記式(6)で表されるケイ素化合物を加えて加水分解縮合させることを特徴とする、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子の製造方法。
SiX ・・・(4)
SiX4−p ・・・(5)
SiX4−q ・・・(6)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボニル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、pは1〜3の整数を示す。Rは炭素数1〜12のフッ素含有アルキル基、qは1〜3の整数を示す。尚、式(4)のX、式(5)のX及び式(6)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
11.式(4)で表されるケイ素化合物を、20℃〜100℃で1〜12時間の反応条件で加水分解縮合させ、さらに、式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は式(6)で表されるケイ素化合物を加え、20℃〜100℃で0.5〜12時間の反応条件で加水分解縮合させることを特徴とする上記10記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
12.水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、下記式(4)で表されるケイ素化合物並びに、下記式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は式(6)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合させた後、非プロトン性有機溶媒と純水又は酸水溶液を添加し、非プロトン性有機溶媒層中へ多孔質シリカ粒子を抽出することを特徴とする、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子の製造方法。
SiX ・・・(4)
SiX4−p ・・・(5)
SiX4−q ・・・(6)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルコキシカルボニル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、pは1〜3の整数を示す。Rは炭素数1〜12のフッ素含有アルキル基、qは1〜3の整数を示す。尚、式(4)のX、式(5)のX及び式(6)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
13.式(4)で表されるケイ素化合物、式(5)で表されるケイ素化合物及び式(6)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%として、式(4)で表されるケイ素化合物を70〜99モル%の割合で加水分解縮合させることを特徴とする上記10〜12のいずれか記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
14.反応液中の、式(4)で表されるケイ素化合物、式(5)で表されるケイ素化合物及び式(6)で表されるケイ素化合物の合計濃度が、0.5〜10質量%であることを特徴とする上記1〜3のいずれか記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
15.前記非プロトン性有機溶媒が、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤及び炭化水素系溶剤の群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記12〜14のいずれか記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
16.前記酸水溶液の酸が、プロトン酸であることを特徴とする上記12〜15のいずれか記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。
17.反応液/非プロトン性有機溶媒/純水又は酸水溶液の割合が、1/0.2〜2/0.1〜2(質量比)であることを特徴とする上記12〜16のいずれか記載の多孔質シリカ粒子の製造方法。
18.抽出後、非プロトン性有機溶媒層を濃縮することを特徴とする上記12〜17のいずれか記載の多孔質シリカ粒子の製造方法。
19.非プロトン性有機溶媒層を濃縮する際に、該非プロトン性有機溶媒よりも沸点の高い有機溶媒を加えることを特徴とする上記18記載の多孔質シリカ粒子の製造方法。
20.上記10〜19のいずれか記載の製造方法により得られることを特徴とする多孔質シリカ微粒子。
21.上記1〜5及び20のいずれか記載の多項質シリカ微粒子及び有機溶媒を含有することを特徴とする硬化性組成物。
22.上記1〜5及び20のいずれか記載の多項質シリカ微粒子を含有する低屈折率層を有することを特徴とする反射防止膜。
According to the present invention, the following porous silica fine particles and a method for producing the same are provided.
1. Porous silica fine particles comprising a silicon compound represented by the following formula (1) and a hydrolyzate and / or hydrolysis condensate of the silicon compound represented by the following formula (2) and having an average particle diameter of 5 to 50 nm .
R 1 m SiX 4-m (1)
R 2 n SiX 4-n (2)
(R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is independently an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, or a carbon group having 2 to 4 carbon atoms. alkyloxy carboxyl group or alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, m is an integer of 0 to 1 .R 2 is alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, acryloxyalkyl group or a carbon number of 4 to 8 carbon atoms A methacryloxyalkyl group of 5 to 8, n represents an integer of 1 to 3. X in formula (1) and X in formula (2) may be the same or different)
2. When the total of the silicon compound represented by Formula (1) and the silicon compound represented by Formula (2) is 100 mol%, the hydrolyzate and / or hydrolysis condensate is represented by Formula (1). 2. The porous silica fine particle according to 1 above, which is a reaction product of 70 to 99 mol% of a silicon compound and 30 to 1 mol% of a silicon compound represented by the formula (2).
3. It consists of a silicon compound represented by the following formula (1), a silicon compound represented by the following formula (2) and a hydrolyzate and / or hydrolysis condensate of the silicon compound represented by the following formula (3), Porous silica fine particles having a particle size of 5 to 50 nm.
R 1 m SiX 4-m (1)
R 2 n SiX 4-n (2)
R 3 p SiX 4-p (3)
(R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is independently an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, or a carbon group having 2 to 4 carbon atoms. alkyloxy carboxyl group or alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, m is an integer of 0 to 1 .R 2 is alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, acryloxyalkyl group or a carbon number of 4 to 8 carbon atoms A methacryloxyalkyl group of 5 to 8, n represents an integer of 1 to 3. R 3 represents a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and p represents an integer of 1 to 3. In the formula (1), X, X in formula (2) and X in formula (3) may be the same or different)
4). When the total of the silicon compound represented by the formula (1), the silicon compound represented by the formula (2) and the silicon compound represented by the formula (3) is 100 mol%, the hydrolyzate and / or hydrolyzate The decomposition condensate is 60 to 98 mol% of a silicon compound represented by the formula (1), 1 to 30 mol% of a silicon compound represented by the formula (2), and 1 to 20 silicon compounds represented by the formula (3). 4. The porous silica fine particles according to 3 above, which is a mol% reactant.
5. The porous silica fine particle according to any one of 1 to 4 above, wherein m is 0 in the silicon compound represented by the formula (1).
6). The silicon compound represented by the formula (1) and the silicon compound represented by the formula (2) are obtained from water, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms, a basic compound, and a half ether of acid amide, diol and diol. 5. The method for producing porous silica fine particles according to any one of the above 1, 2 and 4, which is hydrolytically condensed in the presence of at least one selected.
7). 7. The method for producing porous silica fine particles according to 6 above, wherein the silicon compound represented by the formula (1) is hydrolytically condensed, and then the silicon compound represented by the formula (2) is added and further hydrolytically condensed.
8). The silicon compound represented by the formula (1), the silicon compound represented by the formula (2), and the silicon compound represented by the formula (3) are mixed with water, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms, and a basic compound. And the method for producing porous silica fine particles according to any one of 3 to 5 above, wherein the hydrolytic condensation is carried out in the presence of at least one selected from acid amides, diols, and half ethers of diols.
9. 9. Production of porous silica fine particles according to 8 above, wherein the silicon compound represented by formula (1) is hydrolytically condensed, and then the silicon compound represented by formula (2) and formula (3) is added to further hydrolytically condense. Method.
10. The silicon compound represented by the following formula (4) is hydrolyzed in the presence of at least one selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols, and half ethers of diols. After the condensation, a silicon compound represented by the following formula (5) and / or a silicon compound represented by the following formula (6) is added to cause hydrolytic condensation, and the average particle size is 5 A method for producing porous silica fine particles of ˜50 nm.
SiX 4 (4)
R 4 p SiX 4-p (5)
R 5 q SiX 4-q (6)
(R 4 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an acryloxyalkyl group having 4 to 8 carbon atoms or a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, and X is independently carbon. An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms or an alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, p is 1 to R represents an integer of 3. R 5 represents a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, q represents an integer of 1 to 3. X in Formula (4), X in Formula (5), and Formula (6) X may be the same or different)
11. The silicon compound represented by the formula (4) is hydrolyzed and condensed under reaction conditions of 20 to 100 ° C. for 1 to 12 hours, and further the silicon compound and / or the formula (6) represented by the formula (5). 11. The method for producing porous silica fine particles according to 10 above, wherein the silicon compound represented by the formula (1) is added and hydrolytic condensation is carried out at 20 to 100 ° C. under reaction conditions for 0.5 to 12 hours.
12 In the presence of at least one selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols and half ethers of diols, silicon compounds represented by the following formula (4), and the following formulas: After hydrolytic condensation of the silicon compound represented by (5) and / or the silicon compound represented by formula (6), an aprotic organic solvent and pure water or an aqueous acid solution are added, and the aprotic organic solvent is added. A method for producing porous silica fine particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm, wherein porous silica particles are extracted into a layer.
SiX 4 (4)
R 4 p SiX 4-p (5)
R 5 q SiX 4-q (6)
(R 4 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an acryloxyalkyl group having 4 to 8 carbon atoms or a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, and X is independently carbon. An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms or an alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, p is 1 to 3 R 5 represents a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, q represents an integer of 1 to 3. X in Formula (4), X in Formula (5), and Formula (6) X may be the same or different)
13. The silicon compound represented by the formula (4), wherein the sum of the silicon compound represented by the formula (4), the silicon compound represented by the formula (5) and the silicon compound represented by the formula (6) is 100 mol%. The method for producing porous silica fine particles according to any one of 10 to 12 above, wherein the hydrolytic condensation is carried out at a ratio of 70 to 99 mol%.
14 The total concentration of the silicon compound represented by formula (4), the silicon compound represented by formula (5) and the silicon compound represented by formula (6) in the reaction solution is 0.5 to 10% by mass. 4. The method for producing porous silica fine particles according to any one of 1 to 3 above, wherein
15. The porous material according to any one of 12 to 14 above, wherein the aprotic organic solvent is at least one selected from the group consisting of ester solvents, ether solvents, ketone solvents and hydrocarbon solvents. A method for producing silica fine particles.
16. 16. The method for producing porous silica fine particles according to any one of 12 to 15, wherein the acid in the acid aqueous solution is a protonic acid.
17. The ratio of reaction liquid / aprotic organic solvent / pure water or aqueous acid solution is 1 / 0.2 to 2 / 0.1 to 2 (mass ratio), any one of 12 to 16 above Of producing porous silica particles.
18. The method for producing porous silica particles according to any one of 12 to 17 above, wherein the aprotic organic solvent layer is concentrated after the extraction.
19. 19. The method for producing porous silica particles according to 18 above, wherein an organic solvent having a boiling point higher than that of the aprotic organic solvent is added when the aprotic organic solvent layer is concentrated.
20. A porous silica fine particle obtained by the production method according to any one of 10 to 19 above.
21. 21. A curable composition comprising the polycrystalline silica fine particles according to any one of 1 to 5 and 20 and an organic solvent.
22. 21. An antireflection film comprising a low refractive index layer containing the polycrystalline silica fine particles according to any one of 1 to 5 and 20 above.

本発明によれば、平均粒径が微細な多孔質シリカ微粒子及びその製造方法が提供できる。本発明によれば、耐水性に優れた多項質シリカ微粒子及びその製造方法が提供できる。   According to the present invention, porous silica fine particles having a fine average particle diameter and a method for producing the same can be provided. According to the present invention, it is possible to provide polycrystalline silica fine particles having excellent water resistance and a method for producing the same.

本発明の反射防止膜の一実施形態にかかる断面図である。It is sectional drawing concerning one Embodiment of the anti-reflective film of this invention.

以下、本発明を態様毎に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail for each embodiment.

I.第1及び第2の態様
本発明の第1の態様の多項質シリカ微粒子は、下記式(1)で表されるケイ素化合物及び下記式(2)で表されるケイ素化合物の加水分解物及び/又は加水分解縮合物からなり、平均粒径が5〜50nmであることを特徴とし、下記式(1)で表されるケイ素化合物と下記式(2)で表されるケイ素化合物の加水分解縮合により得られる。
SiX4−m ・・・(1)
SiX4−n ・・・(2)
I. First and Second Aspects The polycrystalline silica fine particles according to the first aspect of the present invention include a silicon compound represented by the following formula (1) and a hydrolyzate of the silicon compound represented by the following formula (2) and / or Or it consists of a hydrolysis-condensation product, The average particle diameter is 5-50 nm, By hydrolytic condensation of the silicon compound represented by following formula (1) and the silicon compound represented by following formula (2), can get.
R 1 m SiX 4-m (1)
R 2 n SiX 4-n (2)

本発明の第2の態様の多項質シリカ微粒子は、下記式(1)で表されるケイ素化合物、下記式(2)で表されるケイ素化合物及び下記式(3)で表されるケイ素化合物の加水分解物及び/又は加水分解縮合物からなり、平均粒径が5〜50nmであることを特徴とし、下記式(1)で表されるケイ素化合物、下記式(2)で表されるケイ素化合物及び下記式(3)で表されるケイ素化合物の加水分解縮合により得られる。
SiX4−m ・・・(1)
SiX4−n ・・・(2)
SiX4−p ・・・(3)
The polycrystalline silica fine particles of the second aspect of the present invention are composed of a silicon compound represented by the following formula (1), a silicon compound represented by the following formula (2), and a silicon compound represented by the following formula (3). A silicon compound represented by the following formula (1) and a silicon compound represented by the following formula (2), comprising a hydrolyzate and / or a hydrolysis condensate and having an average particle diameter of 5 to 50 nm. And obtained by hydrolytic condensation of a silicon compound represented by the following formula (3).
R 1 m SiX 4-m (1)
R 2 n SiX 4-n (2)
R 3 p SiX 4-p (3)

式(1)中、Rは炭素数1〜8のアルキル基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基である。
式(1)、(2)及び(3)中において、複数存在しうるXはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基(ハロゲン原子)、イソシアネート基、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボニル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基であり、好ましくは炭素数1〜4アルコキシ基、ハロゲノ基であり、より好ましくは炭素数1〜4のアルコキシ基である。
また、各式(1)、(2)及び(3)におけるXは、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式(1)中、mは0〜1の整数であり、好ましくは0である。
式(1)で表される化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラクロロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
式(2)中、Rは炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基であり、好ましくはビニル基、アリル基、アクリロキシエチル基、アクリロキシプロピル基、アクリロキシブチル基、メタクリロキシエチル基、メタクリロキシプロピル基、メタクリロキシブチル基である。
式(2)中、nは1〜3の整数であり、好ましくは1〜2である。
式(2)で表される化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
式(3)中、Rは炭素数1〜12のフッ素置換アルキル基であり、好ましくは炭素数3〜12のフッ素置換アルキル基であり、より好ましくは炭素数3〜10のフッ素置換アルキル基である。
式(3)中、pは1〜3の整数であり、好ましくは1〜2である。
式(3)で表される化合物としては、例えば、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、2−パーフルオロヘキシルメチルトリメトキシシラン、2−パーフルオロヘキシルエチルトリメトキシシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、3,3−ジ(トリフルオロメチル)−3−フルオロプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
尚、式(1)で表されるケイ素化合物、式(2)で表されるケイ素化合物及び式(3)で表されるケイ素化合物は、それぞれ、2種以上用いてもよい。
In Formula (1), R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.
In the formulas (1), (2) and (3), a plurality of X which may exist are each independently an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group (halogen atom), an isocyanate group, a carboxyl group, or 2 to 2 carbon atoms. 4 alkyloxycarbonyl group or C1-C4 alkylamino group, Preferably it is a C1-C4 alkoxy group and a halogeno group, More preferably, it is a C1-C4 alkoxy group.
Moreover, X in each formula (1), (2) and (3) may be mutually the same, or may be different.
In formula (1), m is an integer of 0 to 1, preferably 0.
Examples of the compound represented by the formula (1) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, tetrachlorosilane, methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrichlorosilane, and ethyltrimethoxy. Examples include silane and ethyltriethoxysilane.
In the formula (2), R 2 is an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an acryloxyalkyl group having 4 to 8 carbon atoms or a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, preferably a vinyl group, an allyl group, An acryloxyethyl group, an acryloxypropyl group, an acryloxybutyl group, a methacryloxyethyl group, a methacryloxypropyl group, and a methacryloxybutyl group.
In Formula (2), n is an integer of 1-3, Preferably it is 1-2.
Examples of the compound represented by the formula (2) include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, acryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the like.
In formula (3), R 3 is a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably a fluorine-substituted alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, more preferably a fluorine-substituted alkyl group having 3 to 10 carbon atoms. It is.
In Formula (3), p is an integer of 1-3, Preferably it is 1-2.
Examples of the compound represented by the formula (3) include 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 2-perfluorohexylmethyltrimethoxysilane, 2-perfluorohexylethyltrimethoxysilane, and 2-par. Examples include fluorooctylethyltrimethoxysilane, 2-perfluorooctylethyltriethoxysilane, and 3,3-di (trifluoromethyl) -3-fluoropropyltriethoxysilane.
In addition, you may use 2 or more types respectively of the silicon compound represented by Formula (1), the silicon compound represented by Formula (2), and the silicon compound represented by Formula (3).

本発明の第1の態様においては、式(1)で表されるケイ素化合物及び式(3)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%としたとき、式(1)で表されるケイ素化合物/式(2)で表されるケイ素化合物は、好ましくは、70〜99/1〜30(モル比)、より好ましくは80〜97/3〜20(モル比)の割合で加水分解縮合される。   In the first aspect of the present invention, when the total of the silicon compound represented by the formula (1) and the silicon compound represented by the formula (3) is 100 mol%, the silicon represented by the formula (1) The silicon compound represented by the compound / formula (2) is preferably hydrolyzed and condensed at a ratio of 70 to 99/1 to 30 (molar ratio), more preferably 80 to 97/3 to 20 (molar ratio). The

本発明の第2の態様においては、式(1)で表されるケイ素化合物、式(2)で表されるケイ素化合物及び式(3)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%としたとき、式(1)で表されるケイ素化合物/式(2)で表されるケイ素化合物/式(3)で表されるケイ素化合物は、好ましくは、60〜98/1〜30/1〜20(モル%)、より好ましくは65〜96/2〜20/2〜15(モル%)の割合で加水分解縮合される。   In the second aspect of the present invention, the total of the silicon compound represented by the formula (1), the silicon compound represented by the formula (2) and the silicon compound represented by the formula (3) is 100 mol%. The silicon compound represented by the formula (1) / the silicon compound represented by the formula (2) / the silicon compound represented by the formula (3) is preferably 60 to 98/1 to 30/1 to 20 (Mol%), more preferably hydrolytic condensation at a ratio of 65 to 96/2 to 20/2 to 15 (mol%).

本発明の第1及び第2の態様の多孔質シリカ微粒子は、アルケニル基、アクリロキシアルキル基又は炭素メタクリロキシアルキル基を有することにより光硬化が可能となる。
また、本発明の第2の態様の多孔質シリカ微粒子は、フルオロアルキル基を含むことで塗膜にした際の耐汚染性に優れる。
The porous silica fine particles of the first and second aspects of the present invention can be photocured by having an alkenyl group, an acryloxyalkyl group or a carbon methacryloxyalkyl group.
Moreover, the porous silica fine particle of the 2nd aspect of this invention is excellent in the stain resistance at the time of making it a coating film by including a fluoroalkyl group.

本発明の第1及び第2の態様の多孔質シリカ微粒子は、平均粒径が5〜50nmであり、好ましくは5〜45nmであり、より好ましくは5〜40nmである。平均粒径は、数平均粒径であり、透過型電子顕微鏡観察像により測定する。また、本発明でいう「多孔質」とは、比表面積が50〜1000m/gであること、好ましくは50〜800m/gであり、より好ましくは100〜800m/gであることを意味する。比表面積は、BET法により測定する。
平均粒径が上記範囲内であれば、得られる塗膜の可視光領域での散乱が抑制できる。また、多孔質であることにより、密度が低下し、このような多孔質シリカ微粒子を含む膜の屈折率が低くなる。
The porous silica fine particles of the first and second aspects of the present invention have an average particle size of 5 to 50 nm, preferably 5 to 45 nm, and more preferably 5 to 40 nm. The average particle diameter is a number average particle diameter, and is measured by a transmission electron microscope observation image. The term “porous” as used in the present invention means that the specific surface area is 50 to 1000 m 2 / g, preferably 50 to 800 m 2 / g, more preferably 100 to 800 m 2 / g. means. The specific surface area is measured by the BET method.
When the average particle size is within the above range, scattering of the obtained coating film in the visible light region can be suppressed. Further, due to being porous, the density is lowered, and the refractive index of the film containing such porous silica fine particles is lowered.

本発明のような平均粒径と比表面積を有する多孔質シリカ微粒子は、以下に説明する製造方法により得られる。
本発明の第1の態様の多孔質シリカ微粒子は、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、上記式(1)で表されるケイ素化合物及び上記式(2)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合して、製造できる。
また、本発明の第2の態様の多孔質シリカ微粒子は、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、上記式(1)で表されるケイ素化合物、上記式(2)で表されるケイ素化合物及び上記式(3)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合して、製造できる。
The porous silica fine particles having an average particle diameter and a specific surface area as in the present invention can be obtained by the production method described below.
In the presence of at least one selected from the group consisting of water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols, and half ethers of diols, the porous silica fine particles according to the first aspect of the present invention are It can be produced by hydrolytic condensation of the silicon compound represented by the formula (1) and the silicon compound represented by the above formula (2).
The porous silica fine particles of the second aspect of the present invention are present in the presence of at least one selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols, and semi-ethers of diols. The silicon compound represented by the above formula (1), the silicon compound represented by the above formula (2) and the silicon compound represented by the above formula (3) can be produced by hydrolysis condensation.

塩基性化合物として、例えばアミン化合物が用いられ、具体例として、ピリジン、ピロール、ピペラジン、ピロリジン、ピペリジン、ピコリン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジメチルモノエタノールアミン、モノメチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジアザビシクロオクラン、ジアザビシクロノナン、ジアザビシクロウンデセン、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラエチルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラプロピルアンモニウムハイドロオキサイド、テトラブチルアンモニウムハイドロオキサイド、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、N,N−ジメチルアミン、N,N−ジエチルアミン、N,N−ジプロピルアミン、N,N−ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン等を挙げることができる。好ましくはアンモニア、エタノールアミン、水酸化テトラメチルアミン等が用いられる。
これらの塩基性化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
Examples of basic compounds include amine compounds. Specific examples include pyridine, pyrrole, piperazine, pyrrolidine, piperidine, picoline, monoethanolamine, diethanolamine, dimethylmonoethanolamine, monomethyldiethanolamine, triethanolamine, diazabicyclooctane. , Diazabicyclononane, diazabicycloundecene, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, N, N-dimethylamine, N, N-diethylamine, N, N-dipropylamine, N, N-dibutyla Down, it can be mentioned trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine and the like. Preferably, ammonia, ethanolamine, tetramethylamine hydroxide and the like are used.
These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

酸アミド、ジオール又はジオールの半エーテルは、水及びアルコールと相溶性を有することが好ましい。
酸アミドとして、例えばN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン等が用いられ、好ましくはN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドが用いられる。
The acid amide, diol or diol half ether is preferably compatible with water and alcohol.
As the acid amide, for example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like are used, and preferably N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are used.

ジオールとして、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール等が用いられ、好ましくはエチレングリコール、プロピレングリコールが用いられる。
ジオールの半エーテルとして、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルが用いられる。
本発明では、多孔質シリカ微粒子合成時に酸アミド、ジオール又はジオールの半エーテルを共存させることで粒子を多孔質化することができる。
As the diol, for example, ethylene glycol, propylene glycol, 1,2-butanediol and the like are used, and preferably ethylene glycol and propylene glycol are used.
As the diol half ether, for example, ethylene glycol monomethyl ether or propylene glycol monomethyl ether is used.
In the present invention, the particles can be made porous by the coexistence of acid amide, diol or diol half ether during the synthesis of the porous silica fine particles.

本発明の第1の態様における反応液中の式(1)及び式(2)のケイ素化合物の合計濃度、又は本発明の第2の態様における式(1)〜(3)のケイ素化合物の合計濃度は、完全加水分解縮合物換算で通常0.5〜10質量%、好ましくは1〜8質量%である。ここで、「完全加水分解縮合物換算」とは、ケイ素化合物が完全に加水分解縮合したと仮定して計算した理論値であり、式(1)及び式(2)のケイ素化合物のX、又は式(1)〜式(3)のケイ素化合物のXを、Xの1/2モルの酸素原子に置換した場合の質量に相当する。粒子合成時のケイ素化合物の濃度を上記範囲にすることで、粒子の粗大化を防ぎ、平均粒径5〜50nmの微粒子とできる。   The total concentration of the silicon compounds of formula (1) and formula (2) in the reaction solution in the first aspect of the present invention, or the total of the silicon compounds of formulas (1) to (3) in the second aspect of the present invention A density | concentration is 0.5-10 mass% normally in conversion of a complete hydrolysis condensate, Preferably it is 1-8 mass%. Here, “in terms of complete hydrolysis condensate” is a theoretical value calculated on the assumption that the silicon compound has been completely hydrolyzed and condensed, and X of the silicon compound of formula (1) and formula (2), or This corresponds to the mass in the case where X in the silicon compounds of the formulas (1) to (3) is substituted with ½ mol of oxygen atoms. By making the concentration of the silicon compound at the time of particle synthesis in the above range, coarsening of the particles can be prevented and fine particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm can be obtained.

本発明の第1の態様の多項質シリカ微粒子は、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、上記式(1)で表されるケイ素化合物及び上記式(2)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合して、製造できる。
また、本発明の第2の態様の多項質シリカ微粒子の製造においては、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の半エーテル化合物の存在下で、式(1)、式(2)及び式(3)で表されるケイ素化合物は同時に混合して加水分解縮合させてもよく、また、式(1)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合し、ついで式(2)及び(3)で表されるケイ素化合物を加えてさらに加水分解縮合させてもよい。
In the presence of at least one selected from the group consisting of water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols, and half ethers of diols, the polycrystalline silica fine particles according to the first aspect of the present invention are the above. It can be produced by hydrolytic condensation of the silicon compound represented by the formula (1) and the silicon compound represented by the above formula (2).
In the production of the polycrystalline silica fine particles of the second aspect of the present invention, at least one kind selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols and diol half ethers. In the presence of a half ether compound, the silicon compounds represented by formula (1), formula (2) and formula (3) may be simultaneously mixed and hydrolytically condensed, or represented by formula (1). The silicon compound may be hydrolyzed and condensed, and then the silicon compounds represented by the formulas (2) and (3) may be added for further hydrolytic condensation.

本発明の第1及び第2の態様における加水分解縮合の反応温度は、使用するアルコール及び酸アミド類の沸点及び反応時間を考慮して任意に決めることができる。反応時間は式(1)及び式(2)、又は式(1)、式(2)及び式(3)で表されるケイ素化合物の種類、反応速度、塩基の種類と量等に依存してその最適値は変化する性質のものであり、限定されない。
得られた加水分解縮合反応液に有機溶媒を加え、さらに必要に応じて不要な成分を蒸留や液液抽出等の方法で除去することにより、多孔質シリカ粒子が有機溶媒に分散した硬化性組成物を得ることができる。
In the first and second embodiments of the present invention, the hydrolysis condensation reaction temperature can be arbitrarily determined in consideration of the boiling point and reaction time of the alcohol and acid amide to be used. The reaction time depends on the type of silicon compound represented by formula (1) and formula (2), or formula (1), formula (2) and formula (3), reaction rate, type and amount of base, etc. The optimum value is of a changing nature and is not limited.
A curable composition in which porous silica particles are dispersed in an organic solvent by adding an organic solvent to the obtained hydrolysis-condensation reaction liquid and further removing unnecessary components by a method such as distillation or liquid-liquid extraction as necessary. You can get things.

この硬化性組成物は、本発明の第1又は第2の態様の多孔質シリカ微粒子が有機溶媒に均一に分散している。有機溶媒としては、炭素数1〜8のアルコール系、炭素数3〜10のケトン系、炭素数3〜10のエステル系の有機溶媒が使用できる。多孔質シリカ微粒子は、有機溶媒に、好ましくは0.5〜30質量%の濃度で分散している。   In this curable composition, the porous silica fine particles of the first or second aspect of the present invention are uniformly dispersed in an organic solvent. As an organic solvent, a C1-C8 alcohol type | system | group, a C3-C10 ketone type | system | group, and a C3-C10 ester type organic solvent can be used. The porous silica fine particles are dispersed in an organic solvent at a concentration of preferably 0.5 to 30% by mass.

本発明の第1又は第2の態様の多孔質シリカ微粒子と有機溶媒を含む本発明の第1又は第2の態様の硬化性組成物は、低屈折率膜を形成するための組成物として好適に使用できる。さらに、この組成物は、好ましくはラジカル発生剤を含む。ラジカル発生剤としては、例えば、熱的に活性ラジカル種を発生させる化合物等(熱重合開始剤)、及び放射線(光)照射により活性ラジカル種を発生させる化合物等(放射線(光)重合開始剤)を挙げることができる。   The curable composition of the first or second aspect of the present invention containing the porous silica fine particles of the first or second aspect of the present invention and an organic solvent is suitable as a composition for forming a low refractive index film. Can be used for In addition, the composition preferably includes a radical generator. Examples of the radical generator include a compound that thermally generates active radical species (thermal polymerization initiator) and a compound that generates active radical species by radiation (light) irradiation (radiation (light) polymerization initiator). Can be mentioned.

放射線(光)重合開始剤としては、光照射により分解してラジカルを発生して重合を開始せしめるものであれば特に制限はなく、例えば、アセトフェノン、アセトフェノンベンジルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、チオキサントン、ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル(2−ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキシド、オリゴ(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−(4−(1−メチルビニル)フェニル)プロパノン)等を挙げることができる。   The radiation (photo) polymerization initiator is not particularly limited as long as it can be decomposed by light irradiation to generate radicals to initiate polymerization. For example, acetophenone, acetophenone benzyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2 , 2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, xanthone, fluorenone, benzaldehyde, fluorene, anthraquinone, triphenylamine, carbazole, 3-methylacetophenone, 4-chlorobenzophenone, 4,4′-dimethoxybenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, benzoin propyl ether, benzoin ethyl ether, benzyl dimethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 2-hydroxy Roxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, thioxanthone, diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane -1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, oligo (2-hydroxy-2-methyl-1- (4- (1-methylvinyl) phenyl) propanone) .

放射線(光)重合開始剤の市販品としては、例えば、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製 商品名:イルガキュア 184、369、379、651、500、819、907、784、2959、CGI1700、CGI1750、CGI1850、CG24−61、ダロキュア 1116、1173、BASF社製 商品名:ルシリン TPO、UCB社製 商品名:ユベクリル P36、フラテツリ・ランベルティ社製 商品名:エザキュアー KIP150、KIP65LT、KIP100F、KT37、KT55、KTO46、KIP75/B等を挙げることができる。   As a commercial item of a radiation (photo) polymerization initiator, for example, Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd. trade name: Irgacure 184, 369, 379, 651, 500, 819, 907, 784, 2959, CGI 1700, CGI 1750, CGI1850, CG24-61, Darocur 1116, 1173, manufactured by BASF, Inc. Product name: Lucillin TPO, manufactured by UCB, Inc. Product name: Ubekril P36, manufactured by Fratteri Lamberti, Inc. Product names: Ezacure KIP150, KIP65LT, KIP100F, KT37, KT55, KTO46 , KIP75 / B and the like.

第1及び第2の態様において、有機溶媒及びラジカル発生剤の配合量は適宜調節できるが、有機溶媒は、通常多孔質シリカ粒子100質量部に対し500〜10,000質量部、ラジカル発生剤は、通常多孔質シリカ微粒子100質量部に対し1〜10質量部である。   In the first and second embodiments, the blending amount of the organic solvent and the radical generator can be adjusted as appropriate. The organic solvent is usually 500 to 10,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the porous silica particles, and the radical generator is The amount is usually 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the porous silica fine particles.

第1及び第2の態様の硬化性組成物は、その他の成分として、光増感剤、重合禁止剤、重合開始助剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、無機充填剤、有機充填剤、顔料、染料等を含むことができる。   The curable composition of the first and second embodiments includes, as other components, a photosensitizer, a polymerization inhibitor, a polymerization initiation assistant, a leveling agent, a wettability improver, a surfactant, a plasticizer, and an ultraviolet absorber. Agents, antioxidants, antistatic agents, inorganic fillers, organic fillers, pigments, dyes and the like.

第1及び第2の態様の硬化性組成物は、焼成あるいは紫外線及び/又は電子線を照射すると、硬化する。例えば、組成物を基板に塗布し、乾燥後、焼成あるいは紫外線及び/又は電子線を照射すると、光学用低屈折率膜を形成できる。乾燥条件は、通常、40〜150℃で0.5〜30分である。硬化条件は、焼成の場合、通常、150〜500℃で1〜120分間加熱する。紫外線の場合、通常、嫌気的条件下で50〜3000mJ/cmであり、電子線の場合、0.1〜100Mradであり、併用の場合、前記範囲内で組み合わせて使用できる。The curable compositions of the first and second embodiments are cured when fired or irradiated with ultraviolet rays and / or electron beams. For example, an optical low-refractive-index film can be formed by applying the composition to a substrate, drying, and firing or irradiating with ultraviolet rays and / or electron beams. The drying conditions are usually 40 to 150 ° C. and 0.5 to 30 minutes. In the case of firing, the curing conditions are usually heated at 150 to 500 ° C. for 1 to 120 minutes. In the case of ultraviolet rays, it is usually 50 to 3000 mJ / cm 2 under anaerobic conditions, and in the case of an electron beam, it is 0.1 to 100 Mrad.

基板としては公知の反射防止膜等に用いられる基板を使用できる。例えば、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート樹脂(東レ(株)製ルミラー等)、ガラス、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、スチリル樹脂、アリレート樹脂、ノルボルネン系樹脂(JSR(株)製アートン、日本ゼオン(株)製ゼオネックス等)、メチルメタクリレート/スチレン共重合体樹脂、ポリオレフィン樹脂等の各種透明プラスチック板、フィルム等を挙げることができる。好ましくは、トリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート樹脂(東レ(株)製ルミラー等)、ノルボルネン系樹脂(JSR(株)製アートン等)を例示できる。   As the substrate, a substrate used for a known antireflection film or the like can be used. For example, triacetyl cellulose, polyethylene terephthalate resin (Lumirror etc. manufactured by Toray Industries, Inc.), glass, polycarbonate resin, acrylic resin, styryl resin, arylate resin, norbornene resin (Arton manufactured by JSR Corporation, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) ZEONEX etc.), various transparent plastic plates such as methyl methacrylate / styrene copolymer resin, polyolefin resin, and films. Preferable examples include triacetyl cellulose, polyethylene terephthalate resin (Lumilar manufactured by Toray Industries, Inc.) and norbornene resin (Arton manufactured by JSR Co., Ltd.).

反射防止膜は、基板上に低屈折率膜が形成されているものであるが、本発明の多孔質シリカ微粒子を含む低屈折率膜は屈折率が低いので、反射防止膜に好適に使用できる。反射防止膜では、基板上に、低屈折率膜の他、高屈折率膜、中屈折率膜、ハードコート層、帯電防止層等を積層できる。
図1に、本発明の一実施形態を示す反射防止膜10を示す。図1に示すように、基材12の上に、ハードコート層14及び低屈折率層16が積層されている。
また、ハードコート層14と低屈折率層16の間に、さらに、高屈折率層(図示せず。)を設けてもよい。
さらに、基材12とハードコート層14の間に、さらに、帯電防止層(図示せず。)を設けてもよいし、ハードコート層14を形成せずに、帯電防止層の上に、直接、低屈折率層16を形成してもよい。
上記層構造の他、本発明の第1又は第2の態様の多項質シリカ微粒子を含有する低屈折率層16を含む限り、本発明の第1又は第2の態様の反射防止膜は、公知の如何なる層構成をとっていてもよい。
The antireflective film is a film in which a low refractive index film is formed on a substrate, but the low refractive index film containing the porous silica fine particles of the present invention has a low refractive index, and therefore can be suitably used as an antireflective film. . In the antireflection film, a low refractive index film, a high refractive index film, a medium refractive index film, a hard coat layer, an antistatic layer, and the like can be laminated on the substrate.
FIG. 1 shows an antireflection film 10 showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a hard coat layer 14 and a low refractive index layer 16 are laminated on a substrate 12.
Further, a high refractive index layer (not shown) may be further provided between the hard coat layer 14 and the low refractive index layer 16.
Further, an antistatic layer (not shown) may be further provided between the base material 12 and the hard coat layer 14, or directly on the antistatic layer without forming the hard coat layer 14. The low refractive index layer 16 may be formed.
In addition to the above layer structure, the antireflection film of the first or second aspect of the present invention is known as long as it includes the low refractive index layer 16 containing the polycrystalline silica fine particles of the first or second aspect of the present invention. Any layer structure may be adopted.

本発明の第1又は第2の態様の多孔質シリカ微粒子は、例えば、上記の製造方法により得られたシリカ粒子の液体分散体を真空乾燥し、さらに好ましくは有機物を除去できる温度、通常、40℃以上の温度で処理することにより、粉体として得ることもできる。
本発明の第1及び第2の態様の多孔質シリカ微粒子は、上記の光学用途の他、吸着剤、各種のカラム用充填剤、易滑剤、塗料、樹脂、ゴム及び紙の充填剤、改質剤、化粧品等に使用することができる。
The porous silica fine particle according to the first or second aspect of the present invention is, for example, a temperature at which a liquid dispersion of silica particles obtained by the production method described above is vacuum-dried, and more preferably organic matter can be removed. It can also be obtained as a powder by treating at a temperature of ℃ or higher.
The porous silica fine particles according to the first and second aspects of the present invention are not limited to the optical applications described above, but include adsorbents, various column fillers, lubricants, paints, resins, rubber and paper fillers, and modifications. It can be used for preparations, cosmetics and the like.

II.第3の態様
本発明の第3の態様の多孔質シリカ微粒子の製造方法は、下記式(4)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合させた後、さらに、下記式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は下記式(6)で表されるケイ素化合物を加えて加水分解縮合させることを特徴とし、得られる多項質シリカ微粒子の平均粒径は5〜50nmである。
SiX ・・・(4)
SiX4−p ・・・(5)
SiX4−q ・・・(6)
II. 3rd aspect The manufacturing method of the porous silica fine particle of the 3rd aspect of this invention makes water, a C1-C3 alcohol, a basic compound, and an acid the silicon compound represented by following formula (4). After hydrolytic condensation in the presence of at least one selected from amides, diols, and half ethers of diols, the silicon compounds represented by the following formula (5) and / or the following formula (6) It is characterized by adding and hydrolyzing and condensing a silicon compound, and the average particle size of the obtained polycrystalline silica fine particles is 5 to 50 nm.
SiX 4 (4)
R 4 p SiX 4-p (5)
R 5 q SiX 4-q (6)

4官能性シラン化合物のみから得られる多孔質シリカ粒子は、シラノール性水酸基が残存するため耐水性が悪い(吸湿しやすい)。本発明の第3の態様では、1〜3官能性ケイ素化合物と共縮合することにより残存水酸基が減少し、耐水性が向上する。   The porous silica particles obtained from only the tetrafunctional silane compound have poor water resistance (easy to absorb moisture) because silanolic hydroxyl groups remain. In the 3rd aspect of this invention, a residual hydroxyl group reduces by co-condensing with 1-3 functional silicon compound, and water resistance improves.

式(4)〜(6)中において、複数存在しうるXはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基(ハロゲン原子)、イソシアネート基、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボニル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基であり、好ましくは炭素数1〜4アルコキシ基、ハロゲノ基であり、より好ましくは炭素数1〜4アルコキシ基である。
また、各式(4)、(5)及び(6)におけるXは、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式(4)で表される化合物としては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラクロロシラン等を挙げることができる。
In formulas (4) to (6), a plurality of X which may be present independently represent an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group (halogen atom), an isocyanate group, a carboxyl group, or an alkyloxy group having 2 to 4 carbon atoms. It is a carbonyl group or an alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a halogeno group, and more preferably an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.
Moreover, X in each formula (4), (5) and (6) may be mutually the same, or may be different.
Examples of the compound represented by the formula (4) include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, and tetrachlorosilane.

式(5)中、Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基、炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数2〜4のアルケニル基、炭素数5〜8のアクリロキシアルキル基、炭素数6〜8のメタクリロキシアルキル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ビニル基、アリル基、アクリロキシエチル基、アクリロキシプロピル基、アクリロキシブチル基、メタクリロキシエチル基、メタクリロキシプロピル基、メタクリロキシブチル基である。
式(5)中、pは1〜3の整数であり、好ましくは1〜2である。
式(5)で表される化合物としては、例えば、メチルトリクロロシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができる。
In formula (5), R 4 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an acryloxyalkyl group having 4 to 8 carbon atoms, or a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms. Preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms, an acryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, and a methacryloxyalkyl group having 6 to 8 carbon atoms, more preferably a methyl group. Ethyl group, propyl group, vinyl group, allyl group, acryloxyethyl group, acryloxypropyl group, acryloxybutyl group, methacryloxyethyl group, methacryloxypropyl group, methacryloxybutyl group.
In Formula (5), p is an integer of 1-3, Preferably it is 1-2.
Examples of the compound represented by the formula (5) include methyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrichlorosilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy. Examples include silane, vinyltrichlorosilane, acryloxypropyltrimethoxysilane, and methacryloxypropyltrimethoxysilane.

式(6)中、Rは炭素数1〜12のフッ素置換アルキル基であり、好ましくは炭素数3〜12のフッ素置換アルキル基であり、より好ましくは炭素数3〜10のフッ素置換アルキル基である。
式(6)中、qは1〜3の整数であり、好ましくは1〜2である。
式(6)で表される化合物としては、例えば、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、2−パーフルオロヘキシルメチルトリメトキシシラン、2−パーフルオロヘキシルエチルトリメトキシシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリメトキシシラン、2−パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン、3,3−ジ(トリフルオロメチル)−3−フルオロプロピルトリエトキシシラン等を挙げることができる。
尚、式(4)で表されるケイ素化合物、式(5)で表されるケイ素化合物及び式(6)で表されるケイ素化合物は、それぞれ、2種以上用いてもよい。
In formula (6), R 5 is a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably a fluorine-substituted alkyl group having 3 to 12 carbon atoms, more preferably a fluorine-substituted alkyl group having 3 to 10 carbon atoms. It is.
In Formula (6), q is an integer of 1-3, Preferably it is 1-2.
Examples of the compound represented by the formula (6) include 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 2-perfluorohexylmethyltrimethoxysilane, 2-perfluorohexylethyltrimethoxysilane, and 2-par. Examples include fluorooctylethyltrimethoxysilane, 2-perfluorooctylethyltriethoxysilane, and 3,3-di (trifluoromethyl) -3-fluoropropyltriethoxysilane.
In addition, you may use 2 or more types of silicon compounds represented by Formula (4), the silicon compound represented by Formula (5), and the silicon compound represented by Formula (6), respectively.

加水分解縮合と共縮合の反応温度、反応時間は、使用するアルコール、塩基性化合物、酸アミド類、ケイ素化合物等の種類、量等を考慮して適宜に決めることができる。しかし、通常、式(4)で表されるケイ素化合物を、20℃〜100℃で1〜12時間、好ましくは20℃〜80℃で1〜10時間の反応条件で加水分解縮合させる。また、通常、式(5)及び/又は(6)で表されるケイ素化合物を、20℃〜100℃で0.5〜12時間、好ましくは20℃〜80℃で0.5〜8時間の反応条件で共縮合させる。   The reaction temperature and reaction time for hydrolysis condensation and cocondensation can be appropriately determined in consideration of the type, amount, and the like of the alcohol, basic compound, acid amide, silicon compound and the like to be used. However, usually, the silicon compound represented by the formula (4) is hydrolyzed and condensed under reaction conditions of 20 to 100 ° C. for 1 to 12 hours, preferably 20 to 80 ° C. for 1 to 10 hours. Moreover, the silicon compound represented by the formula (5) and / or (6) is usually used at 20 ° C to 100 ° C for 0.5 to 12 hours, preferably 20 ° C to 80 ° C for 0.5 to 8 hours. Co-condensation under reaction conditions.

本発明の第3の態様の製造方法において、式(4)〜(6)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%として、式(4)のケイ素化合物は、好ましくは、70〜99モル%、より好ましくは75〜97モル%の割合で加水分解縮合される。   In the production method of the third aspect of the present invention, the total amount of silicon compounds represented by formulas (4) to (6) is 100 mol%, and the silicon compound of formula (4) is preferably 70 to 99 mols. %, More preferably 75 to 97 mol%.

本発明の第3の態様の製造方法において用いる塩基化合物としては、前記本発明の第1及び第2の態様において例示した化合物が挙げられる。
これらの塩基性化合物は、1種あるいは2種以上を同時に使用してもよい。
Examples of the basic compound used in the production method of the third aspect of the present invention include the compounds exemplified in the first and second aspects of the present invention.
These basic compounds may be used alone or in combination of two or more.

酸アミド、ジオール又はジオールの半エーテルは、水及びアルコールと相溶性を有することが好ましい。
酸アミドとしては、前記本発明の第1及び第2の態様において例示した化合物が挙げられる。
The acid amide, diol or diol half ether is preferably compatible with water and alcohol.
Examples of the acid amide include the compounds exemplified in the first and second aspects of the present invention.

ジオール及びジオールの半エーテルとしては、前記本発明の第1及び第2の態様において例示した化合物が挙げられる。
本発明では、多孔質シリカ微粒子合成時に酸アミド、ジオール又はジオールの半エーテルを共存させることで粒子を多孔質化することができる。
Examples of the diol and the half ether of the diol include the compounds exemplified in the first and second embodiments of the present invention.
In the present invention, the particles can be made porous by the coexistence of acid amide, diol or diol half ether during the synthesis of the porous silica fine particles.

反応液中の式(4)〜式(6)で表されるケイ素化合物の合計濃度は、完全加水分解縮合物換算で通常0.5〜10質量%、好ましくは1〜8質量%である。ここで、「完全加水分解縮合物換算」とは、ケイ素化合物が完全に加水分解縮合したと仮定して計算した理論値であり、式(4)〜式(6)のケイ素化合物のXを、Xの1/2モルの酸素原子に置換した場合の質量に相当する。粒子合成時のケイ素化合物の濃度を上記範囲とすることで、粒子の粗大化を防ぎ、平均粒径5〜50nmの微粒子とできる。   The total concentration of the silicon compounds represented by the formulas (4) to (6) in the reaction solution is usually 0.5 to 10% by mass, preferably 1 to 8% by mass in terms of complete hydrolysis condensate. Here, “in terms of complete hydrolysis condensate” is a theoretical value calculated on the assumption that the silicon compound has been completely hydrolyzed and condensed, and X of the silicon compound of formulas (4) to (6) is This corresponds to the mass when X is substituted by 1/2 mole of oxygen atom of X. By setting the concentration of the silicon compound at the time of particle synthesis within the above range, particle coarsening can be prevented and fine particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm can be obtained.

本発明の第3の態様の製造方法によれば、平均粒径が5〜50nmの多孔質シリカ微粒子を得ることができる。好ましくは、平均粒径は5〜45nmであり、より好ましくは、5〜40nmである。平均粒径は、数平均粒径であり、透過型電子顕微鏡観察像により測定する。また、本発明でいう「多孔質」とは、比表面積が50〜1000m/gであること、好ましくは50〜800m/gであり、より好ましくは100〜800m/gであることを意味する。比表面積は、BET法により測定する。
平均粒径が上記範囲であれば、得られる塗膜の可視光領域での散乱が抑制できる。また、多孔質であることにより、密度が低下し、このような多孔質シリカ微粒子を含む膜の屈折率が低くなる。
According to the production method of the third aspect of the present invention, porous silica fine particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm can be obtained. Preferably, the average particle size is 5 to 45 nm, more preferably 5 to 40 nm. The average particle diameter is a number average particle diameter, and is measured by a transmission electron microscope observation image. The term “porous” as used in the present invention means that the specific surface area is 50 to 1000 m 2 / g, preferably 50 to 800 m 2 / g, more preferably 100 to 800 m 2 / g. means. The specific surface area is measured by the BET method.
When the average particle diameter is in the above range, scattering in the visible light region of the obtained coating film can be suppressed. Further, due to being porous, the density is lowered, and the refractive index of the film containing such porous silica fine particles is lowered.

本発明の第3の態様の製造方法で得られた多孔質シリカ微粒子を有機溶媒に分散させることにより本発明の第3の態様の硬化性組成物が得られる。有機溶媒としては、炭素数1〜8のアルコール系、炭素数3〜10のケトン系、炭素数3〜10のエステル系の有機溶媒が使用できる。多孔質シリカ微粒子は、有機溶媒に、好ましくは0.5〜30質量%の濃度で分散している。
第3の態様の硬化性組成物は、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の半エーテル化合物の存在下で、式(4)、式(5)及び式(6)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合した後、必要に応じて有機溶媒を加え、さらに必要に応じて不要な成分を蒸留や液液抽出等の方法で除去することにより製造することができる。
The curable composition of the third aspect of the present invention is obtained by dispersing the porous silica fine particles obtained by the production method of the third aspect of the present invention in an organic solvent. As an organic solvent, a C1-C8 alcohol type | system | group, a C3-C10 ketone type | system | group, and a C3-C10 ester type organic solvent can be used. The porous silica fine particles are dispersed in an organic solvent at a concentration of preferably 0.5 to 30% by mass.
The curable composition of the third aspect is in the presence of water, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms, a basic compound, and at least one half ether compound selected from acid amides, diols and half ethers of diols, After hydrolytic condensation of the silicon compounds represented by formula (4), formula (5) and formula (6), an organic solvent is added if necessary, and further unnecessary components are distilled or liquid-liquid extracted if necessary. It can manufacture by removing by methods, such as.

本発明の第3の態様の多孔質シリカ微粒子と有機溶媒を含む硬化性組成物は、低屈折率膜を形成するための組成物として好適に使用できる。さらに、この組成物は、好ましくはラジカル発生剤を含む。ラジカル発生剤としては例えば、熱的に活性ラジカル種を発生させる化合物等(熱重合開始剤)、及び放射線(光)照射により活性ラジカル種を発生させる化合物等(放射線(光)重合開始剤)を挙げることができる。   The curable composition containing the porous silica fine particles and the organic solvent according to the third aspect of the present invention can be suitably used as a composition for forming a low refractive index film. In addition, the composition preferably includes a radical generator. Examples of the radical generator include a compound that thermally generates active radical species (thermal polymerization initiator) and a compound that generates active radical species by radiation (light) irradiation (radiation (light) polymerization initiator). Can be mentioned.

放射線(光)重合開始剤及び放射線(光)重合開始剤の市販品としては、本発明の第1及び第2の態様の説明において例示したものを挙げることができる。   As a commercial item of a radiation (photo) polymerization initiator and a radiation (photo) polymerization initiator, what was illustrated in description of the 1st and 2nd aspect of this invention can be mentioned.

本発明の第3の態様における多孔質シリカ微粒子及びラジカル発生剤の配合量は適宜調節できるが、多孔質シリカ微粒子は、通常有機溶媒100質量部に対し1〜20質量部、ラジカル発生剤は、通常多孔質シリカ微粒子100質量部に対し1〜10質量部である。   The blending amount of the porous silica fine particles and the radical generator in the third aspect of the present invention can be adjusted as appropriate, but the porous silica fine particles are usually 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the organic solvent. Usually, it is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the porous silica fine particles.

本発明の第3の態様の硬化性組成物は、その他の成分として、光増感剤、重合禁止剤、重合開始助剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、無機充填剤、有機充填剤、顔料、染料等を含むことができる。   The curable composition of the third aspect of the present invention includes, as other components, a photosensitizer, a polymerization inhibitor, a polymerization initiation assistant, a leveling agent, a wettability improver, a surfactant, a plasticizer, and an ultraviolet absorber. Agents, antioxidants, antistatic agents, inorganic fillers, organic fillers, pigments, dyes and the like.

第3の態様の硬化性組成物は、焼成あるいは紫外線及び/又は電子線を照射すると、硬化する。例えば、組成物を基板に塗布し、乾燥後、焼成あるいは紫外線及び/又は電子線を照射すると、低屈折率膜を形成できる。乾燥条件は、通常、40〜150℃で0.5〜30分である。硬化条件は、焼成の場合、通常、150〜500℃で1〜120分間加熱する。紫外線の場合、通常、嫌気的条件下で50〜3000mJ/cmの照射量であり、電子線の場合、0.1〜100Mradの照射量であり、併用の場合、前記範囲内で組み合わせて使用できる。The curable composition of the third aspect is cured when fired or irradiated with ultraviolet rays and / or electron beams. For example, a low refractive index film can be formed by applying the composition to a substrate, drying, and baking or irradiating with ultraviolet rays and / or electron beams. The drying conditions are usually 40 to 150 ° C. and 0.5 to 30 minutes. In the case of firing, the curing conditions are usually heated at 150 to 500 ° C. for 1 to 120 minutes. In the case of ultraviolet rays, the irradiation amount is usually 50 to 3000 mJ / cm 2 under anaerobic conditions, and in the case of electron beams, the irradiation amount is 0.1 to 100 Mrad. it can.

基板としては公知の反射防止膜等に用いられる基板を使用でき、例えば、本発明の第1及び第2の態様の説明において例示したものが挙げられる。   As the substrate, a substrate used for a known antireflection film or the like can be used, and examples thereof include those exemplified in the description of the first and second aspects of the present invention.

反射防止膜は、基板上に低屈折率膜が形成されているものであるが、本発明の多孔質シリカ微粒子を含む低屈折率膜は屈折率が低いので、反射防止膜に好適に使用できる。反射防止膜では、基板上に、低屈折率膜の他、高屈折率膜、中屈折率膜、ハードコート層、帯電防止層等を積層できる。
図1に、本発明の一実施形態を示す反射防止膜10を示す。図1に示すように、基材12の上に、ハードコート層14及び低屈折率層16が積層されている。
また、ハードコート層14と低屈折率層16の間に、さらに、高屈折率層(図示せず。)を設けてもよい。
さらに、基材12とハードコート層14の間に、さらに、帯電防止層(図示せず。)を設けてもよいし、ハードコート層14を形成せずに、帯電防止層の上に、直接、低屈折率層16を形成してもよい。
上記層構造の他、本発明の第3の態様の多項質シリカ微粒子を含有する低屈折率層16を含む限り、本発明の第3の態様の反射防止膜は、公知の如何なる層構成をとっていてもよい。
The antireflective film is a film in which a low refractive index film is formed on a substrate, but the low refractive index film containing the porous silica fine particles of the present invention has a low refractive index, and therefore can be suitably used as an antireflective film. . In the antireflection film, a low refractive index film, a high refractive index film, a medium refractive index film, a hard coat layer, an antistatic layer, and the like can be laminated on the substrate.
FIG. 1 shows an antireflection film 10 showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a hard coat layer 14 and a low refractive index layer 16 are laminated on a substrate 12.
Further, a high refractive index layer (not shown) may be further provided between the hard coat layer 14 and the low refractive index layer 16.
Further, an antistatic layer (not shown) may be further provided between the base material 12 and the hard coat layer 14, or directly on the antistatic layer without forming the hard coat layer 14. The low refractive index layer 16 may be formed.
In addition to the above layer structure, the antireflection film of the third aspect of the present invention has any known layer structure as long as it includes the low refractive index layer 16 containing the polycrystalline silica fine particles of the third aspect of the present invention. It may be.

本発明の第3の態様の多孔質シリカ微粒子は、例えば、本発明の第3の態様の製造方法により得られたシリカ微粒子の液体分散体を真空乾燥し、さらに好ましくは有機物を除去できる温度、通常40℃以上の温度で処理することにより、粉体として得ることもできる。
本発明の第3の態様の多孔質シリカ微粒子は、上記の光学用途の他、吸着剤、各種のカラム用充填剤、易滑剤、塗料、樹脂、ゴム及び紙の充填剤、改質剤、化粧品等に使用することができる。
III.第4の態様
本発明の第4の態様の多孔質シリカ微粒子の製造方法は、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、下記式(4)で表されるケイ素化合物並びに、下記式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は式(6)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合させた後、非プロトン性有機溶媒と純水又は酸水溶液を添加し、非プロトン性有機溶媒層中へ多孔質シリカ粒子を抽出することを特徴とし、得られる多項質シリカ微粒子の平均粒径は5〜50nmである。
SiX ・・・(4)
SiX4−p ・・・(5)
SiX4−q ・・・(6)
上記式(4)〜(6)中のR、X、p、R、qの定義及び具体例は、いずれも前記本発明の第3の態様の説明において述べた通りであるため、ここでは省略する。
The porous silica fine particles of the third aspect of the present invention are, for example, a temperature at which a liquid dispersion of silica fine particles obtained by the production method of the third aspect of the present invention is vacuum-dried, and more preferably organic substances can be removed, Usually, it can also be obtained as a powder by treating at a temperature of 40 ° C. or higher.
The porous silica fine particles according to the third aspect of the present invention include adsorbents, various column fillers, lubricants, paints, resins, rubber and paper fillers, modifiers, cosmetics in addition to the optical applications described above. Can be used for etc.
III. Fourth aspect The method for producing porous silica fine particles according to the fourth aspect of the present invention is at least one selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols, and half ethers of diols. After hydrolyzing and condensing the silicon compound represented by the following formula (4) and the silicon compound represented by the following formula (5) and / or the silicon compound represented by the formula (6) in the presence of seeds In addition, an aprotic organic solvent and pure water or an aqueous acid solution are added, and porous silica particles are extracted into the aprotic organic solvent layer, and the average particle size of the obtained polycrystalline silica fine particles is 5 to 50 nm. It is.
SiX 4 (4)
R 4 p SiX 4-p (5)
R 5 q SiX 4-q (6)
The definitions and specific examples of R 4 , X, p, R 5 , and q in the above formulas (4) to (6) are all as described in the description of the third aspect of the present invention. I will omit it.

加水分解縮合後の多孔質シリカ微粒子を含む反応液をそのまま塗布すると、粒子孔内に酸アミド等が残存し、塗膜の屈折率が高くなる原因になっていた。本発明の第4の態様では、加水分解縮合後に液液抽出処理を行うことにより、粒子孔内に残存する酸アミド等を除去できるため、得られる塗膜の屈折率を低くすることができる。   When the reaction liquid containing the porous silica fine particles after hydrolysis and condensation is applied as it is, acid amides and the like remain in the pores of the particles, leading to an increase in the refractive index of the coating film. In the fourth aspect of the present invention, the acid-amide etc. remaining in the particle pores can be removed by performing a liquid-liquid extraction treatment after hydrolysis condensation, so that the refractive index of the resulting coating film can be lowered.

式(4)〜(6)で表されるケイ素化合物は同時に混合して加水分解縮合させることができる。また、式(4)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合させた後、さらに、式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は式(6)で表されるケイ素化合物を加えて加水分解縮合してもよい。この後、非プロトン性有機溶媒と純水又は酸水溶液を添加し、非プロトン性有機溶媒中へ多孔質シリカ粒子を抽出する。   The silicon compounds represented by the formulas (4) to (6) can be mixed and hydrolyzed and condensed simultaneously. Further, the silicon compound represented by the formula (4) is hydrolyzed in the presence of at least one selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols, and diol half ethers. After decomposing and condensing, the silicon compound represented by the formula (5) and / or the silicon compound represented by the formula (6) may be added for hydrolysis condensation. Thereafter, an aprotic organic solvent and pure water or an acid aqueous solution are added to extract porous silica particles into the aprotic organic solvent.

本発明の第4の態様における製造方法において、式(4)〜(6)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%として、式(4)のケイ素化合物は、好ましくは、70〜99モル%、より好ましくは75〜97モル%の割合で加水分解縮合される。   In the production method according to the fourth aspect of the present invention, the total amount of silicon compounds represented by formulas (4) to (6) is 100 mol%, and the silicon compound of formula (4) is preferably 70 to 99 mols. %, More preferably 75 to 97 mol%.

本発明の第4の態様の製造方法において用いる、塩基性化合物、酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルの具体例は、第1及び第2の態様において説明した通りであるため、ここでは省略する。   Specific examples of the basic compound, acid amide, diol, and half ether of diol used in the production method of the fourth aspect of the present invention are as described in the first and second aspects, and are omitted here. .

加水分解縮合と共縮合の反応温度、反応時間は、使用するアルコール、塩基性化合物、酸アミド類、ケイ素化合物等の種類、量等を考慮して適宜に決めることができる。通常、20℃〜100℃で1〜24時間加水分解縮合させる。   The reaction temperature and reaction time for hydrolysis condensation and cocondensation can be appropriately determined in consideration of the type, amount, and the like of the alcohol, basic compound, acid amide, silicon compound and the like to be used. Usually, it hydrolyze-condenses at 20 to 100 degreeC for 1 to 24 hours.

反応液中の式(4)〜(6)で表されるケイ素化合物の合計濃度は、完全加水分解縮合物換算で通常0.5〜10質量%、好ましくは1〜8質量%である。「完全加水分解縮合物換算」とは、第3の態様において説明した通りである。粒子合成時のケイ素化合物の濃度を上記範囲にすることで、粒子の粗大化を防ぎ、平均粒径5〜50nmの微粒子とできる。
ここで、反応液とは、非プロトン性有機溶媒と純水又は酸水溶液は含まない。
The total concentration of the silicon compounds represented by the formulas (4) to (6) in the reaction solution is usually 0.5 to 10% by mass, preferably 1 to 8% by mass in terms of complete hydrolysis condensate. “Conversion to complete hydrolysis condensate” is as described in the third embodiment. By making the concentration of the silicon compound at the time of particle synthesis in the above range, coarsening of the particles can be prevented and fine particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm can be obtained.
Here, the reaction solution does not include an aprotic organic solvent and pure water or an acid aqueous solution.

加水分解縮合の後に非プロトン性有機溶媒と純水又は酸水溶液を添加し、非プロトン性有機溶媒中へシリカ粒子を抽出する。
非プロトン性溶媒は、好ましくは、例えば、ジエチルカーボネート、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、酢酸n−プロピル、酢酸i−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸i−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル等のエステル系溶剤、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、エチルエーテル、i−プロピルエーテル、n−ブチルエーテル、n−ヘキシルエーテル、2−エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2−プロピレンオキシド、ジオキソラン、4−メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル−i−ブチルケトン、メチル−n−ペンチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、メチル−n−ヘキシルケトン、ジ−i−ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、2−ヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン等のケトン系溶剤及びn−ペンタン、i−ペンタン、n−ヘキサン、i−ヘキサン、n−ヘプタン、i−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、i−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンセン、i−プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−i−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン、トリメチルベンゼン等の炭化水素系溶剤等から選択され、単独で用いても2種類以上組み合わせて用いてもよい。
After the hydrolysis condensation, an aprotic organic solvent and pure water or an aqueous acid solution are added to extract silica particles into the aprotic organic solvent.
The aprotic solvent is preferably, for example, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n-acetate -Butyl, i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methyl pentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2-ethylhexyl acetate, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, acetic acid Methyl cyclohexyl, n-nonyl acetate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl acetate Diethylene glycol mono-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate , Glycol diacetate, methoxytriglycol acetate, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, etc. Ester solvents, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, Lenglycol dipropyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol di Butyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol dibutyl ether, ethyl ether, i-propyl ether, n-butyl ether, n-hexyl ether, 2 Ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4-methyldioxolane, dioxane, dimethyldioxane, tetrahydrofuran, ether solvents such as 2-methyltetrahydrofuran, acetone, methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n -Butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-i-butyl ketone, trimethylnonanone, cyclohexanone, 2-hexanone, methylcyclohexanone , 2,4-pentanedione, acetonylacetone, diacetone alcohol, acetophenone, fenchon and other ketone solvents, and n-pentane, i-pentane, n-hex Sun, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i-octane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, Selected from hydrocarbon solvents such as n-propyl benzene, i-propyl benzene, diethylbenzene, i-butylbenzene, triethylbenzene, di-i-propyl benzene, n-amylnaphthalene, trimethylbenzene, etc. Two or more types may be used in combination.

酸水溶液の酸は、好ましくはプロトン酸であり、より好ましくは酢酸、プロピオン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、アジピン酸、セバシン酸、没食子酸、酪酸、メリット酸、アラキドン酸、シキミ酸、2−エチルヘキサン酸、オレイン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸、サリチル酸、安息香酸、p−アミノ安息香酸、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ギ酸、マロン酸、スルホン酸、フタル酸、フマル酸、クエン酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、グルタル酸の加水分解物、無水マレイン酸の加水分解物、無水フタル酸の加水分解物等である。酸水溶液の濃度は通常0.01〜5質量%である。   The acid in the acid aqueous solution is preferably a protonic acid, more preferably acetic acid, propionic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, oxalic acid, maleic acid, methylmalon. Acid, adipic acid, sebacic acid, gallic acid, butyric acid, meritic acid, arachidonic acid, shikimic acid, 2-ethylhexanoic acid, oleic acid, stearic acid, linoleic acid, linolenic acid, salicylic acid, benzoic acid, p-aminobenzoic acid , P-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, formic acid, malonic acid, sulfonic acid, phthalic acid, fumaric acid, citric acid, tartaric acid, succinic acid, fumaric acid, itacone Acid, mesaconic acid, citraconic acid, malic acid, glutaric acid hydrolyzate, maleic anhydride Hydrolyzate is a hydrolyzate such as phthalic anhydride. The concentration of the acid aqueous solution is usually 0.01 to 5% by mass.

抽出操作を行う際、反応液/非プロトン性有機溶媒/純水又は酸水溶液の割合は、通常1/0.2〜2/0.1〜2(質量比)である。   When performing extraction operation, the ratio of reaction liquid / aprotic organic solvent / pure water or acid aqueous solution is usually 1 / 0.2 to 2 / 0.1 to 2 (mass ratio).

抽出操作後、非プロトン性有機溶媒層を濃縮することによりゾル状のシリカ粒子溶液が得られる。非プロトン性有機溶媒層を濃縮する際、好ましくはこの溶媒よりも沸点が高い溶媒を加える。   After the extraction operation, the aprotic organic solvent layer is concentrated to obtain a sol-like silica particle solution. When the aprotic organic solvent layer is concentrated, a solvent having a boiling point higher than that of this solvent is preferably added.

本発明の第4の態様の製造方法によれば、平均粒径が5〜50nmの多孔質シリカ微粒子を得ることができる。平均粒径は、好ましくは5〜45nmであり、より好ましくは、5〜40nmである。平均粒径は、数平均粒径であり、透過型電子顕微鏡観察像により測定する。また、本発明でいう「多孔質」とは、比表面積が50〜1000m/gであること、好ましくは50〜800m/gであり、より好ましくは100〜800m/gであることを意味する。比表面積は、BET法により測定する。
平均粒径が上記範囲内であれば、得られる塗膜の可視光領域での散乱が抑制できる。また、多孔質であることにより、密度が低下し、このような多孔質シリカ微粒子を含む膜の屈折率が低くなる。
According to the production method of the fourth aspect of the present invention, porous silica fine particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm can be obtained. The average particle diameter is preferably 5 to 45 nm, and more preferably 5 to 40 nm. The average particle diameter is a number average particle diameter, and is measured by a transmission electron microscope observation image. The term “porous” as used in the present invention means that the specific surface area is 50 to 1000 m 2 / g, preferably 50 to 800 m 2 / g, more preferably 100 to 800 m 2 / g. means. The specific surface area is measured by the BET method.
When the average particle size is within the above range, scattering of the obtained coating film in the visible light region can be suppressed. Further, due to being porous, the density is lowered, and the refractive index of the film containing such porous silica fine particles is lowered.

本発明の第4の態様の多孔質シリカ微粒子を有機溶媒に分散させることにより、本発明の第4の態様の硬化性組成物が得られる。有機溶媒としては、上記の非プロトン性有機溶媒が使用でき、また、炭素数1〜8のアルコール系、炭素数3〜10のケトン系、炭素数3〜10のエステル系の有機溶媒が使用できる。多孔質シリカ微粒子は、有機溶媒に、好ましくは0.5〜30質量%の濃度で分散している。
このような組成物は、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の半エーテル化合物の存在下で、式(4)と式(5)及び/又は式(6)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合した後、必要に応じて有機溶媒を加え、さらに必要に応じて不要な成分を蒸留や液液抽出等の方法で除去することにより製造することができる。
The curable composition of the fourth aspect of the present invention is obtained by dispersing the porous silica fine particles of the fourth aspect of the present invention in an organic solvent. As the organic solvent, the above aprotic organic solvents can be used, and alcohols having 1 to 8 carbon atoms, ketones having 3 to 10 carbon atoms, and ester based organic solvents having 3 to 10 carbon atoms can be used. . The porous silica fine particles are dispersed in an organic solvent at a concentration of preferably 0.5 to 30% by mass.
Such a composition is represented by the formula (4) in the presence of water, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms, a basic compound, and at least one half ether compound selected from acid amides, diols and half ethers of diols. And hydrolyzing and condensing the silicon compound represented by formula (5) and / or formula (6), adding an organic solvent as necessary, and further removing unnecessary components such as distillation or liquid-liquid extraction as necessary It can manufacture by removing by a method.

本発明の第4の態様の多孔質シリカ微粒子と有機溶媒を含む硬化性組成物は、低屈折率膜を形成するための組成物として好適に使用できる。さらに、この組成物は、好ましくはラジカル発生剤を含む。ラジカル発生剤としては例えば、熱的に活性ラジカル種を発生させる化合物等(熱重合開始剤)、及び放射線(光)照射により活性ラジカル種を発生させる化合物等(放射線(光)重合開始剤)を挙げることができる。   The curable composition containing the porous silica fine particles and the organic solvent of the fourth aspect of the present invention can be suitably used as a composition for forming a low refractive index film. In addition, the composition preferably includes a radical generator. Examples of the radical generator include a compound that thermally generates active radical species (thermal polymerization initiator) and a compound that generates active radical species by radiation (light) irradiation (radiation (light) polymerization initiator). Can be mentioned.

放射線(光)重合開始剤の具体例は、前記本発明の第1及び第2の態様において説明した通りであるため、ここでは省略する。   Specific examples of the radiation (photo) polymerization initiator are the same as those described in the first and second aspects of the present invention, and are omitted here.

本発明の第4の態様における有機溶媒及びラジカル発生剤の配合量は適宜調節できるが、有機溶媒は、通常多孔質シリカ粒子100質量部に対し500〜10,000質量部、ラジカル発生剤は、通常多孔質シリカ微粒子100質量部に対し1〜10質量部である。   The blending amount of the organic solvent and the radical generator in the fourth aspect of the present invention can be adjusted as appropriate, but the organic solvent is usually 500 to 10,000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the porous silica particles, and the radical generator is Usually, it is 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the porous silica fine particles.

第4の態様の硬化性組成物は、その他の成分として、光増感剤、重合禁止剤、重合開始助剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、無機充填剤、有機充填剤、顔料、染料等を含むことができる。   The curable composition of the fourth aspect includes, as other components, a photosensitizer, a polymerization inhibitor, a polymerization initiation assistant, a leveling agent, a wettability improver, a surfactant, a plasticizer, an ultraviolet absorber, an oxidation agent. An inhibitor, an antistatic agent, an inorganic filler, an organic filler, a pigment, a dye, and the like can be included.

第4の態様の硬化性組成物は、焼成あるいは紫外線及び/又は電子線を照射すると硬化する。例えば、組成物を基板に塗布し、乾燥後、焼成あるいは紫外線及び/又は電子線を照射すると、低屈折率膜を形成できる。乾燥条件は、通常、40〜150℃で0.5〜30分である。硬化条件は、焼成の場合、通常、150〜500℃で1〜120分間加熱する。紫外線の場合、通常、嫌気的条件下で50〜3000mJ/cmであり、電子線の場合、0.1〜100Mradであり、併用の場合、前記範囲内で組み合わせて使用できる。The curable composition of the fourth aspect is cured by firing or irradiation with ultraviolet rays and / or electron beams. For example, a low refractive index film can be formed by applying the composition to a substrate, drying, and baking or irradiating with ultraviolet rays and / or electron beams. The drying conditions are usually 40 to 150 ° C. and 0.5 to 30 minutes. In the case of firing, the curing conditions are usually heated at 150 to 500 ° C. for 1 to 120 minutes. In the case of ultraviolet rays, it is usually 50 to 3000 mJ / cm 2 under anaerobic conditions, and in the case of an electron beam, it is 0.1 to 100 Mrad.

基板としては公知の反射防止膜等に用いられる基板を使用できる。基板素材の具体例は前記第1及び第2の態様において説明した通りであるため、ここでは省略する。   As the substrate, a substrate used for a known antireflection film or the like can be used. Specific examples of the substrate material are the same as those described in the first and second aspects, and are omitted here.

反射防止膜は、基板上に低屈折率膜が形成されているものであるが、本発明の第4の態様の多孔質シリカ微粒子を含む低屈折率膜は屈折率が低いので、反射防止膜に好適に使用できる。反射防止膜では、基板上に、低屈折率膜の他、高屈折率膜、中屈折率膜、ハードコート層、帯電防止層等を積層できる。
図1に、本発明の一実施形態を示す反射防止膜10を示す。図1に示すように、基材12の上に、ハードコート層14及び低屈折率層16が積層されている。
また、ハードコート層14と低屈折率層16の間に、さらに、高屈折率層(図示せず。)を設けてもよい。
さらに、基材12とハードコート層14の間に、さらに、帯電防止層(図示せず。)を設けてもよいし、ハードコート層14を形成せずに、帯電防止層の上に、直接、低屈折率層16を形成してもよい。
上記層構造の他、本発明の第4の態様の多項質シリカ微粒子を含有する低屈折率層16を含む限り、本発明の第4の態様の反射防止膜は、公知の如何なる層構成をとっていてもよい。
The antireflective film is a film in which a low refractive index film is formed on the substrate, but the low refractive index film containing the porous silica fine particles according to the fourth aspect of the present invention has a low refractive index. Can be suitably used. In the antireflection film, a low refractive index film, a high refractive index film, a medium refractive index film, a hard coat layer, an antistatic layer, and the like can be laminated on the substrate.
FIG. 1 shows an antireflection film 10 showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a hard coat layer 14 and a low refractive index layer 16 are laminated on a substrate 12.
Further, a high refractive index layer (not shown) may be further provided between the hard coat layer 14 and the low refractive index layer 16.
Further, an antistatic layer (not shown) may be further provided between the base material 12 and the hard coat layer 14, or directly on the antistatic layer without forming the hard coat layer 14. The low refractive index layer 16 may be formed.
In addition to the above layer structure, the antireflection film of the fourth aspect of the present invention has any known layer structure as long as it includes the low refractive index layer 16 containing the polycrystalline silica fine particles of the fourth aspect of the present invention. It may be.

本発明の第4の態様の多孔質シリカ微粒子は、例えば、本発明の第4の態様の製造方法により得られたシリカ粒子の液体分散体を真空乾燥し、さらに好ましくは有機物を除去できる温度、通常、40℃以上の温度で処理することにより、粉体として得ることもできる。
本発明の第4の態様の多孔質シリカ微粒子は、上記の光学用途の他、吸着剤、各種のカラム用充填剤、易滑剤、塗料、樹脂、ゴム及び紙の充填剤、改質剤、化粧品等に使用することができる。
The porous silica fine particles of the fourth aspect of the present invention are, for example, a temperature at which a liquid dispersion of silica particles obtained by the production method of the fourth aspect of the present invention is vacuum-dried, and more preferably organic substances can be removed, Usually, it can also obtain as a powder by processing at the temperature of 40 degreeC or more.
The porous silica fine particles according to the fourth aspect of the present invention include adsorbents, various column fillers, lubricants, paints, resins, rubber and paper fillers, modifiers, cosmetics in addition to the optical applications described above. Can be used for etc.

[実施例]
以下、実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例の記載に限定されるものではない。また、実施例中、各成分の配合量は特に記載のない限り、「部」は質量部を、「%」は質量%を意味している。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail, the scope of the present invention is not limited to description of these Examples. In the examples, unless otherwise specified, the amount of each component means “parts” by mass and “%” means mass%.

[第1の態様の多項質シリカ微粒子]
実施例1−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−101)64.85g、エタノール692.72g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で6時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ6300)2.43gを添加し50℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液1−1を得た。
得られた溶液1−1の1gにエタノール10gを加えて混合後、透過型電子顕微鏡用カーボングリッド上に1滴を滴下し、次いで室温で24時間乾燥し、日本電子社製フィールドエミッション電子顕微鏡JEM−2010Fを用いて観察を行い、多孔質シリカ粒子の平均粒径を測定した。
得られた溶液1−1の10gをアルミ皿に取り、150℃のホットプレート上で1時間乾燥し、多孔質シリカ粒子1の粉末サンプルを得た。得られた多孔質シリカ粒子粉末のBET比表面積をQuantachrome Instruments社製AUTOSORB−1を用いて測定した。
測定結果を表1に示す。
[Polymeric silica fine particles of the first aspect]
Example 1-1
In a quartz separable flask, add 64.85 g of tetraethoxysilane (manufactured by Dow Corning Silicone Co., Ltd., AY43-101), 692.72 g of ethanol, 40.00 g of N, N-dimethylacetamide, and uniformly After mixing, 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 6 hours while stirring, and 2.43 g of vinyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ6300) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 1-1.
After adding 10 g of ethanol to 1 g of the obtained solution 1-1 and mixing, one drop was dropped on a carbon grid for a transmission electron microscope, and then dried at room temperature for 24 hours, and field emission electron microscope JEM manufactured by JEOL Ltd. Observation was performed using −2010F, and the average particle diameter of the porous silica particles was measured.
10 g of the obtained solution 1-1 was placed in an aluminum dish and dried on a hot plate at 150 ° C. for 1 hour to obtain a powder sample of porous silica particles 1. The BET specific surface area of the obtained porous silica particle powder was measured using AUTOSORB-1 manufactured by Quantachrome Instruments.
The measurement results are shown in Table 1.

実施例1−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−04)48.58g、ビニルトリメトキシシラン20.28g、エタノール328.14g、エチレングリコール300.00gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液1−2を得た。
実施例1−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表1に示す。
Example 1-2
In a quartz separable flask, 48.58 g of tetramethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-04), 20.28 g of vinyltrimethoxysilane, 328.14 g of ethanol, and 300.00 g of ethylene glycol were uniformly added. After mixing, 303.00 g of a 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added and stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, and then concentrated to a solid content concentration of 5% by a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 1-2.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 1-1. The measurement results are shown in Table 1.

実施例1−3
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン27.99g、メタノール838.05g、プロピレングリコール30.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの1%水溶液101.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら40℃で8時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン1.11g、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ−6030)1.85gを添加し40℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液1−3を得た。
実施例1−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表1に示す。
Example 1-3
In a quartz separable flask, 29.99 g of tetraethoxysilane, 838.05 g of methanol, and 30.00 g of propylene glycol were added and mixed uniformly, and then 101.00 g of a 1% aqueous solution of ammonia was added. Then, the solution was reacted at 40 ° C. for 8 hours with stirring, and 1.11 g of vinyltrimethoxysilane and 1.85 g of methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ-6030) were added. The mixture was added and reacted at 40 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain porous silica particle solution 1-3.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 1-1. The measurement results are shown in Table 1.

実施例1−4
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン106.24g、メタノール420.49g、1,2−ブタンジオール200.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの10%水溶液100.00gと超純水160.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら30℃で12時間反応させ、さらにアクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−310M)13.28gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液1−4を得た。
実施例1−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表1に示す。
Example 1-4
In a quartz separable flask, 106.24 g of tetraethoxysilane, 420.49 g of methanol, and 200.00 g of 1,2-butanediol were added and mixed uniformly, and then 100.00 g of a 10% aqueous solution of ammonia and ultrapure water. 160.00 g was added. Then, the solution was allowed to react at 30 ° C. for 12 hours while stirring, and further 13.28 g of acryloxypropyltrimethoxysilane (AY43-310M, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) was added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. I let you. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of propylene glycol methyl ether acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated and concentrated with a rotary evaporator until the solid content concentration became 5% to obtain a porous silica particle solution 1-4.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 1-1. The measurement results are shown in Table 1.

比較例1−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン69.35g、エタノール690.65g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で8時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gを加え、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液1−5を得た。
実施例1−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表1に示す。
Comparative Example 1-1
In a quartz separable flask, 69.35 g of tetraethoxysilane, 690.65 g of ethanol, and 40.00 g of N, N-dimethylacetamide were added and mixed uniformly, and then 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 8 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone was added and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain porous silica particle solution 1-5.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 1-1. The measurement results are shown in Table 1.

比較例1−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン48.58g、ビニルトリメトキシシラン20.28g、エタノール628.14gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、シリカ粒子溶液1−6を得た。
実施例1−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表1に示す。
Comparative Example 1-2
In a quartz separable flask, add 48.58 g of tetramethoxysilane, 20.28 g of vinyltrimethoxysilane, and 628.14 g of ethanol, and after mixing uniformly, add 303.00 g of 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. did. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added and stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, followed by concentration to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain silica particle solution 1-6.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 1-1. The measurement results are shown in Table 1.

[第1の態様の多孔質シリカ微粒子を含む組成物からなる膜の評価]
評価例1−1
実施例1−1で得られた溶液1−1の100gに光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア907)を0.25g添加し、均一になるまで混合した後、4インチのシリコンウエハ上にスピンコート法により膜厚100nmとなるように塗布し、次いで、80℃のホットプレート上で3分間乾燥後、窒素下で高圧水銀灯により1J/cmの光照射条件で紫外線を照射し、多孔質シリカ粒子1−1の塗膜を得た。
得られた塗膜の屈折率をn&kテクノロジー社製n&kアナライザー1500を用いて測定した。また、得られた塗膜上にエタノールを滴下し室温で1時間放置後エタノールを拭き取り、塗膜外観を目視で観察し、下記基準に従って硬化性を評価した。
○; 塗膜の外観に変化が認められない(硬化性良好)
×; 塗膜の外観に変化が認められる(硬化性不良)
評価結果を表1に示す。
[Evaluation of film made of composition containing porous silica fine particles of first aspect]
Evaluation Example 1-1
To 100 g of the solution 1-1 obtained in Example 1-1, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one (Ciba Specialty) was used as a photopolymerization initiator. 0.25 g of Chemicals Co., Ltd., Irgacure 907) was added and mixed until uniform, and then applied to a 4-inch silicon wafer to a film thickness of 100 nm by a spin coat method. After drying on a hot plate for 3 minutes, ultraviolet rays were irradiated under a light irradiation condition of 1 J / cm 2 with a high-pressure mercury lamp under nitrogen to obtain a coating film of porous silica particles 1-1.
The refractive index of the obtained coating film was measured using an n & k analyzer 1500 manufactured by n & k Technology. Moreover, ethanol was dripped on the obtained coating film, and it was left to stand at room temperature for 1 hour, and then ethanol was wiped off.
○: No change in appearance of coating film (good curability)
×: Change in appearance of coating film is observed (hardness failure)
The evaluation results are shown in Table 1.

評価例1−2
溶液1−1に代えて実施例1−2で得られた溶液1−2を用いた以外は評価例1−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例1−1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
Evaluation Example 1-2
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 1-1 except that the solution 1-2 obtained in Example 1-2 was used instead of the solution 1-1.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 1.

評価例1−3
溶液1−1に代えて実施例1−3で得られた溶液1−3を用い、光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オンに代えて1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア184)を用いた以外は評価例1−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例1−1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
Evaluation Example 1-3
The solution 1-3 obtained in Example 1-3 was used instead of the solution 1-1, and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane-1 was used as a photopolymerization initiator. A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 1-1 except that 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Irgacure 184) was used instead of -one.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 1.

評価例1−4
溶液1−3に代えて実施例1−4で得られた溶液1−4を用いた以外は評価例1−3と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例1−1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
Evaluation Example 1-4
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 1-3 except that the solution 1-4 obtained in Example 1-4 was used instead of the solution 1-3.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 1.

評価例1−5、1−6
溶液1−1に代えて比較例1−1、1−2で得られた溶液1−5、1−6を用いた以外は評価例1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例1−1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
Evaluation Examples 1-5 and 1-6
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 1 except that the solutions 1-5 and 1-6 obtained in Comparative Examples 1-1 and 1-2 were used in place of the solution 1-1.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 1-1. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 0005103906
Figure 0005103906

[第2の態様の多項質シリカ微粒子]
実施例2−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−101)50.96g、エタノール700.98g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で6時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ6300)2.11gと3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM7103)5.95gを添加し50℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液2−1を得た。
実施例2−1で得られた溶液2−1の1gにエタノール10gを加えて混合後、透過型電子顕微鏡用カーボングリッド上に1滴を滴下し、次いで室温で24時間乾燥し、日本電子社製フィールドエミッション電子顕微鏡JEM−2010Fを用いて観察を行い、多孔質シリカ粒子の粒径を測定した。
実施例2−1で得られた溶液2−1の10gをアルミ皿に取り、150℃のホットプレート上で1時間乾燥し、多孔質シリカ粒子2−1の粉末サンプルを得た。得られた多孔質シリカ粒子粉末のBET比表面積をQuantachrome Instruments社製AUTOSORB−1を用いて測定した。
測定結果を表2に示す。
[Polymeric silica fine particles of the second aspect]
Example 2-1
In a quartz separable flask, add 50.96 g of tetraethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., AY43-101), 700.98 g of ethanol, 40.00 g of N, N-dimethylacetamide, and uniformly After mixing, 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 6 hours while stirring, and further 2.11 g of vinyltrimethoxysilane (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ6300) and 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane. 5.95 g (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM7103) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 2-1.
10 g of ethanol was added to 1 g of the solution 2-1 obtained in Example 2-1, mixed, and then dropped on a carbon grid for a transmission electron microscope, and then dried at room temperature for 24 hours. Observation was performed using a field emission electron microscope JEM-2010F, and the particle size of the porous silica particles was measured.
10 g of the solution 2-1 obtained in Example 2-1 was placed in an aluminum dish and dried on a hot plate at 150 ° C. for 1 hour to obtain a powder sample of porous silica particles 2-1. The BET specific surface area of the obtained porous silica particle powder was measured using AUTOSORB-1 manufactured by Quantachrome Instruments.
The measurement results are shown in Table 2.

実施例2−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−04)44.89g、ビニルトリメトキシシラン19.01g、2−パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−158E)2.61g、エタノール330.49g、エチレングリコール300.00gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液2−2を得た。
実施例2−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表2に示す。
Example 2-2
In a quartz separable flask, 44.89 g of tetramethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-04), 19.01 g of vinyltrimethoxysilane, 2-perfluorooctylethyltriethoxysilane (Toray Dow Corning) -Silicone Co., Ltd. product, AY43-158E) 2.61g, ethanol 330.49g, and ethylene glycol 300.00g were added and mixed uniformly, and then 303.00g of 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added and stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, followed by concentration to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 2-2.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 2-1. The measurement results are shown in Table 2.

実施例2−3
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン22.24g、メタノール841.97g、プロピレングリコール30.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの1%水溶液101.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら40℃で8時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン0.92g、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ−6030)1.54gを添加し40℃で1時間反応させた。次いで、2−パーフルオロヘキシルエチルトリメトキシシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8257)2.33gを添加し40℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液2−3を得た。
実施例2−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表2に示す。
Example 2-3
In a quartz separable flask, 22.24 g of tetraethoxysilane, 841.97 g of methanol and 30.00 g of propylene glycol were added and mixed uniformly, and then 101.00 g of a 1% aqueous solution of ammonia was added. Then, the solution was reacted at 40 ° C. for 8 hours while stirring, and 0.92 g of vinyltrimethoxysilane and 1.54 g of methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ-6030) were added. The mixture was added and reacted at 40 ° C. for 1 hour. Subsequently, 2.33 g of 2-perfluorohexylethyltrimethoxysilane (GE Toshiba Silicone Co., Ltd., TSL8257) was added and reacted at 40 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated and concentrated with a rotary evaporator until the solid content concentration became 5% to obtain a porous silica particle solution 2-3.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 2-1. The measurement results are shown in Table 2.

実施例2−4
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン94.54g、メタノール427.38g、1,2−ブタンジオール200.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの10%水溶液100.00gと超純水160.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら30℃で12時間反応させ、さらにアクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−310M)12.22gと3,3−ジ(トリフルオロメチル)−3−フルオロプロピルトリエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、Z−2858)5.86gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液2−4を得た。
実施例2−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表2に示す。
Example 2-4
In a quartz separable flask, 94.54 g of tetraethoxysilane, 427.38 g of methanol, and 200.00 g of 1,2-butanediol were added and mixed uniformly, and then 100.00 g of a 10% aqueous solution of ammonia and ultrapure water. 160.00 g was added. Thereafter, the solution was reacted at 30 ° C. for 12 hours while stirring, and further 12.22 g of acryloxypropyltrimethoxysilane (AY43-310M, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) and 3,3-di (trifluoro). 5.86 g of methyl) -3-fluoropropyltriethoxysilane (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., Z-2858) was added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of propylene glycol methyl ether acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 2-4.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 2-1. The measurement results are shown in Table 2.

比較例2−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン69.35g、エタノール690.65g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で8時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gを加え、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液2−5を得た。
実施例2−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表2に示す。
Comparative Example 2-1
In a quartz separable flask, 69.35 g of tetraethoxysilane, 690.65 g of ethanol, and 40.00 g of N, N-dimethylacetamide were added and mixed uniformly, and then 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 8 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone was added and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain porous silica particle solution 2-5.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 2-1. The measurement results are shown in Table 2.

比較例2−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン44.89g、ビニルトリメトキシシラン19.01g、エタノール630.49gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、シリカ粒子溶液2−6を得た。
実施例2−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表2に示す。
Comparative Example 2-2
In a quartz separable flask, add 44.89 g of tetramethoxysilane, 19.01 g of vinyltrimethoxysilane, and 630.49 g of ethanol, and after mixing uniformly, add 303.00 g of 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide. did. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added and stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, followed by concentration to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a silica particle solution 2-6.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 2-1. The measurement results are shown in Table 2.

比較例2−3
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン106.24g、メタノール420.49g、1,2−ブタンジオール200.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの10%水溶液100.00gと超純水160.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら30℃で12時間反応させ、さらにアクリロキシプロピルトリメトキシシラン13.28gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液2−7を得た。
実施例2−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表2に示す。
Comparative Example 2-3
In a quartz separable flask, 106.24 g of tetraethoxysilane, 420.49 g of methanol, and 200.00 g of 1,2-butanediol were added and mixed uniformly, and then 100.00 g of a 10% aqueous solution of ammonia and ultrapure water. 160.00 g was added. Thereafter, the solution was reacted at 30 ° C. for 12 hours while stirring, and 13.28 g of acryloxypropyltrimethoxysilane was further added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of propylene glycol methyl ether acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain porous silica particle solution 2-7.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 2-1. The measurement results are shown in Table 2.

[第2の態様の多孔質シリカ微粒子を含む組成物からなる膜の評価]
評価例2−1
実施例2−1で得られた溶液2−1の100gに光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア907)を0.25g添加し、均一になるまで混合した後、4インチのシリコンウエハ上にスピンコート法により膜厚100nmとなるように塗布し、次いで、80℃のホットプレート上で3分間乾燥後、窒素下で高圧水銀灯により1J/cmの光照射条件で紫外線を照射し、多孔質シリカ粒子2−1の塗膜を得た。
得られた塗膜の屈折率をn&kテクノロジー社製n&kアナライザー1500を用いて測定した。また、得られた塗膜上にエタノールを滴下し室温で1時間放置後エタノールを拭き取り、塗膜外観を目視で観察し、下記基準に従って硬化性を評価した。
○; 塗膜の外観に変化が認められない(硬化性良好)
×; 塗膜の外観に変化が認められる(硬化性不良)
得られた塗膜上に指紋をつけた後、不織布(旭化成せんい(株)製、ベンコットS−2)にて塗膜表面を拭き取り、塗膜外観を目視で観察し、下記基準に従って耐汚染性を評価した。
○; 塗膜表面の指紋跡が完全に拭き取られた
△; 塗膜表面の指紋跡がわずかに残存した
×; 塗膜表面の指紋跡がほとんど残存した
評価結果を表2に示す。
[Evaluation of film made of composition containing porous silica fine particles of second aspect]
Evaluation Example 2-1
To 100 g of the solution 2-1 obtained in Example 2-1, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one (Ciba Specialty) was used as a photopolymerization initiator. 0.25 g of Chemicals Co., Ltd., Irgacure 907) was added and mixed until uniform, and then applied to a 4-inch silicon wafer to a film thickness of 100 nm by a spin coat method. After drying on a hot plate for 3 minutes, ultraviolet rays were irradiated under a light irradiation condition of 1 J / cm 2 with a high-pressure mercury lamp under nitrogen to obtain a coating film of porous silica particles 2-1.
The refractive index of the obtained coating film was measured using an n & k analyzer 1500 manufactured by n & k Technology. Moreover, ethanol was dripped on the obtained coating film, and it was left to stand at room temperature for 1 hour, and then ethanol was wiped off.
○: No change in appearance of coating film (good curability)
×: Change in appearance of coating film is observed (hardness failure)
After attaching a fingerprint on the obtained coating film, the surface of the coating film was wiped off with a non-woven fabric (Asahi Kasei Fibers Co., Ltd., Bencott S-2), and the appearance of the coating film was visually observed. Evaluated.
○: Fingerprint traces on the surface of the coating film were completely wiped off. Δ: Fingerprint traces on the surface of the coating film remained slightly. X: Almost fingerprint traces on the surface of the coating film remained. Table 2 shows the evaluation results.

評価例2−2
溶液2−1に代えて実施例2−2で得られた溶液2−2を用いた以外は評価例2−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例2−1と同様に評価した。評価結果を表2に示す。
Evaluation Example 2-2
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 2-1, except that the solution 2-2 obtained in Example 2-2 was used instead of the solution 2-1.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 2-1. The evaluation results are shown in Table 2.

評価例2−3
溶液2−1に代えて実施例2−3で得られた溶液2−3を用い、光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オンに代えて1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア184)を用いた以外は評価例2−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例2−1と同様に評価した。評価結果を表2に示す。
Evaluation Example 2-3
The solution 2-3 obtained in Example 2-3 was used instead of the solution 2-1, and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane-1 was used as a photopolymerization initiator. A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 2-1, except that 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Irgacure 184) was used instead of -one.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 2-1. The evaluation results are shown in Table 2.

評価例2−4
溶液2−3に代えて実施例2−4で得られた溶液2−4を用いた以外は評価例2−3と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例2−1と同様に評価した。評価結果を表2に示す。
Evaluation Example 2-4
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 2-3 except that the solution 2-4 obtained in Example 2-4 was used instead of the solution 2-3.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 2-1. The evaluation results are shown in Table 2.

評価例2−5、2−6
溶液2−1に代えて比較例2−1、2−2で得られた溶液2−5、2−6を用いた以外は評価例2−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例2−1と同様に評価した。評価結果を表2に示す。
Evaluation Examples 2-5 and 2-6
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 2-1, except that the solutions 2-5 and 2-6 obtained in Comparative Examples 2-1 and 2-2 were used in place of the solution 2-1.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 2-1. The evaluation results are shown in Table 2.

評価例2−7
溶液2−3に代えて比較例2−3で得られた溶液2−7を用いた以外は評価例2−3と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例2−1と同様に評価した。評価結果を表2に示す。
Evaluation Example 2-7
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 2-3 except that the solution 2-7 obtained in Comparative Example 2-3 was used in place of the solution 2-3.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 2-1. The evaluation results are shown in Table 2.

Figure 0005103906
表2から本実施例の多孔質シリカ微粒子を用いた低屈折率膜は、屈折率が低くかつ耐汚染性に優れることが分かる。
Figure 0005103906
It can be seen from Table 2 that the low refractive index film using the porous silica fine particles of this example has a low refractive index and excellent stain resistance.

[第3の態様の多項質シリカ微粒子]
実施例3−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−101)64.85g、エタノール692.72g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で6時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ6300)2.43gを添加し50℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液3−1を得た。
実施例3−1で得られた溶液3−1の1gにエタノール10gを加えて混合後、透過型電子顕微鏡用カーボングリッド上に1滴を滴下し、次いで室温で24時間乾燥し、日本電子社製フィールドエミッション電子顕微鏡JEM−2010Fを用いて観察を行い、多孔質シリカ粒子の粒径を測定した。
実施例3−1で得られた溶液1の10gをアルミ皿に取り、150℃のホットプレート上で1時間乾燥し、多孔質シリカ粒子3−1の粉末サンプルを得た。得られた多孔質シリカ粒子粉末のBET比表面積をQuantachrome Instruments社製AUTOSORB−1を用いて測定した。
測定結果を表3に示す。
[Polymeric silica fine particles of the third aspect]
Example 3-1
In a quartz separable flask, add 64.85 g of tetraethoxysilane (manufactured by Dow Corning Silicone Co., Ltd., AY43-101), 692.72 g of ethanol, 40.00 g of N, N-dimethylacetamide, and uniformly After mixing, 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 6 hours while stirring, and 2.43 g of vinyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ6300) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 3-1.
After adding and mixing 10 g of ethanol to 1 g of the solution 3-1 obtained in Example 3-1, one drop was dropped on a carbon grid for a transmission electron microscope and then dried at room temperature for 24 hours. Observation was performed using a field emission electron microscope JEM-2010F, and the particle size of the porous silica particles was measured.
10 g of the solution 1 obtained in Example 3-1 was placed in an aluminum dish and dried on a hot plate at 150 ° C. for 1 hour to obtain a powder sample of porous silica particles 3-1. The BET specific surface area of the obtained porous silica particle powder was measured using AUTOSORB-1 manufactured by Quantachrome Instruments.
Table 3 shows the measurement results.

実施例3−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−04)51.40g、エタノール325.89g、エチレングリコール300.00gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させ、さらにメチルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ6070)19.71gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液3−2を得た。
実施例3−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表3に示す。
Example 3-2
In a separable flask made of quartz, 51.40 g of tetramethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-04), 325.89 g of ethanol, and 300.00 g of ethylene glycol are added and mixed uniformly, and then tetramethylammonium. 303.00 g of a 1% aqueous solution of hydroxide was added. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours while stirring, and 19.71 g of methyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ6070) was added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, and then concentrated to a solid content concentration of 5% by a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 3-2.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 3-1. Table 3 shows the measurement results.

実施例3−3
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン27.99g、メタノール838.05g、プロピレングリコール30.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの1%水溶液101.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら40℃で8時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン1.11g、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ−6030)1.85gを添加し40℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液3−3を得た。
実施例3−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表3に示す。
Example 3-3
In a quartz separable flask, 29.99 g of tetraethoxysilane, 838.05 g of methanol, and 30.00 g of propylene glycol were added and mixed uniformly, and then 101.00 g of a 1% aqueous solution of ammonia was added. Then, the solution was reacted at 40 ° C. for 8 hours with stirring, and 1.11 g of vinyltrimethoxysilane and 1.85 g of methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ-6030) were added. The mixture was added and reacted at 40 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated and concentrated with a rotary evaporator until the solid content concentration became 5% to obtain a porous silica particle solution 3-3.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 3-1. Table 3 shows the measurement results.

実施例3−4
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン94.54g、メタノール427.38g、1,2−ブタンジオール200.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの10%水溶液100.00gと超純水160.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら30℃で12時間反応させ、さらにアクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−310M)12.22gと3,3−ジ(トリフルオロメチル)−3−フルオロプロピルトリエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、Z−2858)5.86gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液3−4を得た。
実施例3−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表3に示す。
Example 3-4
In a quartz separable flask, 94.54 g of tetraethoxysilane, 427.38 g of methanol, and 200.00 g of 1,2-butanediol were added and mixed uniformly, and then 100.00 g of a 10% aqueous solution of ammonia and ultrapure water. 160.00 g was added. Thereafter, the solution was reacted at 30 ° C. for 12 hours while stirring, and further 12.22 g of acryloxypropyltrimethoxysilane (AY43-310M, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) and 3,3-di (trifluoro). 5.86 g of methyl) -3-fluoropropyltriethoxysilane (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., Z-2858) was added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of propylene glycol methyl ether acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated and concentrated with a rotary evaporator until the solid content concentration became 5% to obtain a porous silica particle solution 3-4.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 3-1. Table 3 shows the measurement results.

比較例3−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン69.35g、エタノール690.65g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で8時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gを加え、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液3−5を得た。
実施例3−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表3に示す。
Comparative Example 3-1
In a quartz separable flask, 69.35 g of tetraethoxysilane, 690.65 g of ethanol, and 40.00 g of N, N-dimethylacetamide were added and mixed uniformly, and then 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 8 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone was added and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain porous silica particle solution 3-5.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 3-1. Table 3 shows the measurement results.

比較例3−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン64.85g、ビニルトリメトキシシラン2.43g、エタノール692.72g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で8時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液3−6を得た。
実施例3−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表3に示す。
Comparative Example 3-2
In a separable flask made of quartz, 64.85 g of tetraethoxysilane, 2.43 g of vinyltrimethoxysilane, 692.72 g of ethanol, 40.00 g of N, N-dimethylacetamide were added and mixed uniformly, and then 25% of ammonia. 200.00 g of aqueous solution was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 8 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain porous silica particle solution 3-6.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 3-1. Table 3 shows the measurement results.

比較例3−3
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン48.58gとエタノール628.14gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン20.28gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、シリカ粒子溶液3−7を得た。
実施例3−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表3に示す。
Comparative Example 3-3
In a quartz separable flask, 48.58 g of tetramethoxysilane and 628.14 g of ethanol were added and mixed uniformly, and then 303.00 g of a 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours with stirring, and 20.28 g of vinyltrimethoxysilane was further added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, followed by concentration to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain silica particle solution 3-7.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 3-1. Table 3 shows the measurement results.

[第3の態様の多孔質シリカ微粒子を含む組成物からなる膜の評価]
評価例3−1
実施例3−1で得られた溶液3−1の100gに光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア907)を0.25g添加し、均一になるまで混合した後、4インチのシリコンウエハ上にスピンコート法により膜厚100nmとなるように塗布し、次いで、80℃のホットプレート上で3分間乾燥後、窒素下で高圧水銀灯により1J/cmの光照射条件で紫外線を照射し、多孔質シリカ粒子3−1の塗膜を得た。
得られた塗膜の屈折率をn&kテクノロジー社製n&kアナライザー1500を用いて測定した。また、得られた塗膜上にエタノールを滴下し室温で1時間放置後エタノールを拭き取り、塗膜外観を目視で観察し、下記基準に従って硬化性を評価した。
○; 塗膜の外観に変化が認められない(硬化性良好)
×; 塗膜の外観に変化が認められる(硬化性不良)
得られた塗膜上に純水を滴下し室温で24時間放置後純水を拭き取り、塗膜外観を目視で観察し、下記基準に従って耐水性を評価した。
○; 塗膜の外観に変化が認められない
×; 塗膜の外観に変化が認められる
評価結果を表3に示す。
[Evaluation of film made of composition containing porous silica fine particles of third aspect]
Evaluation Example 3-1
To 100 g of the solution 3-1 obtained in Example 3-1, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one (Ciba Specialty) was used as a photopolymerization initiator. 0.25 g of Chemicals Co., Ltd., Irgacure 907) was added and mixed until uniform, then applied to a 4-inch silicon wafer by spin coating to a film thickness of 100 nm, and then at 80 ° C. After drying on a hot plate for 3 minutes, ultraviolet rays were irradiated under a light irradiation condition of 1 J / cm 2 with a high-pressure mercury lamp under nitrogen to obtain a coating film of porous silica particles 3-1.
The refractive index of the obtained coating film was measured using an n & k analyzer 1500 manufactured by n & k Technology. Moreover, ethanol was dripped on the obtained coating film, and it was left to stand at room temperature for 1 hour, and then ethanol was wiped off.
○: No change in appearance of coating film (good curability)
×: Change in appearance of coating film is observed (hardness failure)
Pure water was dropped onto the obtained coating film, left at room temperature for 24 hours, wiped off the pure water, the appearance of the coating film was visually observed, and water resistance was evaluated according to the following criteria.
○: No change is observed in the appearance of the coating film ×: Changes in the appearance of the coating film are observed Table 3 shows the evaluation results.

評価例3−2
実施例3−2で得られた溶液3−2を4インチのシリコンウエハ上にスピンコート法により膜厚100nmとなるように塗布し、次いで、大気下80℃のホットプレート上2分間、次いで大気下200℃のホットプレート上で3分間乾燥させた後、窒素下420℃のファーネス中60分間焼成し、多孔質シリカ粒子3−2の塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例3−1と同様に評価した。評価結果を表3に示す。
Evaluation Example 3-2
The solution 3-2 obtained in Example 3-2 was applied on a 4-inch silicon wafer by spin coating so as to have a film thickness of 100 nm, then on an 80 ° C. hot plate in the atmosphere for 2 minutes, and then in the atmosphere. The film was dried on a hot plate at 200 ° C. for 3 minutes and then baked in a furnace at 420 ° C. for 60 minutes under nitrogen to obtain a coating film of porous silica particles 3-2.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 3-1. The evaluation results are shown in Table 3.

評価例3−3
溶液3−1に代えて実施例3−3で得られた溶液3−3を用い、光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オンに代えて1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア184)を用いた以外は評価例3−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例3−1と同様に評価した。評価結果を表3に示す。
Evaluation Example 3-3
The solution 3-3 obtained in Example 3-3 was used in place of the solution 3-1, and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane-1 was used as a photopolymerization initiator. A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 3-1, except that 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., Irgacure 184) was used instead of -one.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 3-1. The evaluation results are shown in Table 3.

評価例3−4
溶液3−3に代えて実施例3−4で得られた溶液3−4を用いた以外は評価例3−3と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例3−1と同様に評価した。評価結果を表3に示す。
Evaluation Example 3-4
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 3-3 except that the solution 3-4 obtained in Example 3-4 was used instead of the solution 3-3.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 3-1. The evaluation results are shown in Table 3.

評価例3−5
溶液3−2に代えて比較例3−1で得られた溶液3−5を用いた以外は評価例3−2と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例3−1と同様に評価した。評価結果を表3に示す。
Evaluation Example 3-5
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 3-2 except that the solution 3-5 obtained in Comparative Example 3-1 was used instead of the solution 3-2.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 3-1. The evaluation results are shown in Table 3.

評価例3−6
溶液3−1に代えて比較例3−2で得られた溶液3−6を用いた以外は評価例3−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例3−1と同様に評価した。評価結果を表3に示す。
Evaluation Example 3-6
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 3-1, except that the solution 3-6 obtained in Comparative Example 3-2 was used instead of the solution 3-1.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 3-1. The evaluation results are shown in Table 3.

評価例3−7
溶液3−3に代えて比較例3−3で得られた溶液3−7を用いた以外は評価例3−3と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例3−1と同様に評価した。評価結果を表3に示す。
Evaluation Example 3-7
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 3-3 except that the solution 3-7 obtained in Comparative Example 3-3 was used instead of the solution 3-3.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 3-1. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 0005103906
Figure 0005103906

[第4の態様の多孔質シリカ微粒子]
実施例4−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−101)64.85g、エタノール692.72g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で6時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ6300)2.43gを添加し50℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液4−1を得た。
実施例4−1で得られた溶液4−1の1gにエタノール10gを加えて混合後、透過型電子顕微鏡用カーボングリッド上に1滴を滴下し、次いで室温で24時間乾燥し、日本電子社製フィールドエミッション電子顕微鏡JEM−2010Fを用いて観察を行い、多孔質シリカ粒子の粒径を測定した。
実施例4−1で得られた溶液4−1の10gをアルミ皿に取り、150℃のホットプレート上で1時間乾燥し、多孔質シリカ粒子4−1の粉末サンプルを得た。得られた多孔質シリカ粒子粉末のBET比表面積をQuantachrome Instruments社製AUTOSORB−1を用いて測定した。
測定結果を表4に示す。
[Porous Silica Fine Particles of Fourth Embodiment]
Example 4-1
In a quartz separable flask, add 64.85 g of tetraethoxysilane (manufactured by Dow Corning Silicone Co., Ltd., AY43-101), 692.72 g of ethanol, 40.00 g of N, N-dimethylacetamide, and uniformly After mixing, 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 6 hours while stirring, and 2.43 g of vinyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ6300) was added and reacted at 50 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and concentrated to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 4-1.
After adding and mixing 10 g of ethanol to 1 g of the solution 4-1 obtained in Example 4-1, one drop was dropped on a carbon grid for a transmission electron microscope and then dried at room temperature for 24 hours. Observation was performed using a field emission electron microscope JEM-2010F, and the particle size of the porous silica particles was measured.
10 g of the solution 4-1 obtained in Example 4-1 was placed in an aluminum dish and dried on a hot plate at 150 ° C. for 1 hour to obtain a powder sample of porous silica particles 4-1. The BET specific surface area of the obtained porous silica particle powder was measured using AUTOSORB-1 manufactured by Quantachrome Instruments.
Table 4 shows the measurement results.

実施例4−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン(信越化学工業(株)製、KBM−04)48.58g、ビニルトリメトキシシラン20.28g、エタノール328.14g、エチレングリコール300.00gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液4−2を得た。
実施例4−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表4に示す。
Example 4-2
In a quartz separable flask, 48.58 g of tetramethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KBM-04), 20.28 g of vinyltrimethoxysilane, 328.14 g of ethanol, and 300.00 g of ethylene glycol were uniformly added. After mixing, 303.00 g of a 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, followed by concentration to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a porous silica particle solution 4-2.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 4-1. Table 4 shows the measurement results.

実施例4−3
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン27.99g、メタノール838.05g、プロピレングリコール30.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの1%水溶液101.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら40℃で8時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン1.11g、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、SZ−6030)1.85gを添加し40℃で2時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液4−3を得た。
実施例4−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表4に示す。
Example 4-3
In a quartz separable flask, 29.99 g of tetraethoxysilane, 838.05 g of methanol, and 30.00 g of propylene glycol were added and mixed uniformly, and then 101.00 g of a 1% aqueous solution of ammonia was added. Then, the solution was reacted at 40 ° C. for 8 hours with stirring, and 1.11 g of vinyltrimethoxysilane and 1.85 g of methacryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., SZ-6030) were added. The mixture was added and reacted at 40 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated and concentrated with a rotary evaporator until the solid content concentration became 5%, to obtain a porous silica particle solution 4-3.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 4-1. Table 4 shows the measurement results.

実施例4−4
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン94.54g、メタノール427.38g、1,2−ブタンジオール200.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの10%水溶液100.00gと超純水160.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら30℃で12時間反応させ、さらにアクリロキシプロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、AY43−310M)12.22gと3,3−ジ(トリフルオロメチル)−3−フルオロプロピルトリエトキシシラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製、Z−2858)5.86gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液4−4を得た。
実施例4−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表4に示す。
Example 4-4
In a quartz separable flask, 94.54 g of tetraethoxysilane, 427.38 g of methanol, and 200.00 g of 1,2-butanediol were added and mixed uniformly, and then 100.00 g of a 10% aqueous solution of ammonia and ultrapure water. 160.00 g was added. Thereafter, the solution was reacted at 30 ° C. for 12 hours while stirring, and further 12.22 g of acryloxypropyltrimethoxysilane (AY43-310M, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.) and 3,3-di (trifluoro). 5.86 g of methyl) -3-fluoropropyltriethoxysilane (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd., Z-2858) was added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of propylene glycol methyl ether acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated and concentrated with a rotary evaporator until the solid content concentration became 5% to obtain a porous silica particle solution 4-4.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 4-1. Table 4 shows the measurement results.

比較例4−1
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラエトキシシラン69.35g、エタノール690.65g、N,N−ジメチルアセトアミド40.00gを加え、均一に混合した後、アンモニアの25%水溶液200.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら50℃で8時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、メチルイソブチルケトン1000.00gを加え、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液4−5を得た。
実施例4−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表4に示す。
Comparative Example 4-1
In a quartz separable flask, 69.35 g of tetraethoxysilane, 690.65 g of ethanol, and 40.00 g of N, N-dimethylacetamide were added and mixed uniformly, and then 200.00 g of a 25% aqueous solution of ammonia was added. Thereafter, the solution was reacted at 50 ° C. for 8 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of methyl isobutyl ketone was added, and the mixture was concentrated with a rotary evaporator until the solid content concentration became 5% to obtain porous silica particle solution 4-5.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 4-1. Table 4 shows the measurement results.

比較例4−2
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン48.58g、ビニルトリメトキシシラン20.28g、エタノール328.14g、エチレングリコール300.00gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、多孔質シリカ粒子溶液4−6を得た。
実施例4−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表4に示す。
Comparative Example 4-2
In a separable flask made of quartz, 48.58 g of tetramethoxysilane, 20.28 g of vinyltrimethoxysilane, 328.14 g of ethanol, and 300.00 g of ethylene glycol were added and mixed uniformly, and then 1% of tetramethylammonium hydroxide. 303.00 g of aqueous solution was added. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours while stirring. After cooling the reaction solution to room temperature, 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added and then concentrated to a solid content concentration of 5% by a rotary evaporator to obtain porous silica particle solution 4-6.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 4-1. Table 4 shows the measurement results.

比較例4−3
石英製セパラブルフラスコ中に、テトラメトキシシラン48.58gとエタノール628.14gを加え、均一に混合した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドの1%水溶液303.00gを添加した。その後、溶液を攪拌しながら60℃で4時間反応させ、さらにビニルトリメトキシシラン20.28gを添加し60℃で1時間反応させた。反応液を室温まで冷却後、酢酸エチル1000.00gとシュウ酸の0.1%水溶液1000.00gとを加え、攪拌、静置した。2層に分離した上層を取り分け、プロピレングリコールモノエチルエーテル500.00gを加えた後、ロータリーエバポレーターで固形分濃度5%となるまで濃縮し、シリカ粒子溶液4−7を得た。
実施例4−1と同様に平均粒径と比表面積を測定した。測定結果を表4に示す。
Comparative Example 4-3
In a quartz separable flask, 48.58 g of tetramethoxysilane and 628.14 g of ethanol were added and mixed uniformly, and then 303.00 g of a 1% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was added. Thereafter, the solution was reacted at 60 ° C. for 4 hours with stirring, and 20.28 g of vinyltrimethoxysilane was further added and reacted at 60 ° C. for 1 hour. After cooling the reaction solution to room temperature, 1000.00 g of ethyl acetate and 1000.00 g of a 0.1% aqueous solution of oxalic acid were added, and the mixture was stirred and allowed to stand. The upper layer separated into two layers was separated, and 500.00 g of propylene glycol monoethyl ether was added, followed by concentration to a solid content concentration of 5% with a rotary evaporator to obtain a silica particle solution 4-7.
The average particle diameter and specific surface area were measured in the same manner as in Example 4-1. Table 4 shows the measurement results.

[第4の態様の多孔質シリカ微粒子を含む組成物からなる膜の評価]
評価例4−1
実施例4−1で得られた溶液4−1の100gに光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製、イルガキュア907)を0.25g添加し、均一になるまで混合した後、4インチのシリコンウエハ上にスピンコート法により膜厚100nmとなるように塗布し、次いで、80℃のホットプレート上で3分間乾燥後、窒素下で高圧水銀灯により1J/cmの光照射条件で紫外線を照射し、多孔質シリカ粒子4−1の塗膜を得た。
得られた塗膜の屈折率をn&kテクノロジー社製n&kアナライザー1500を用いて測定した。また、得られた塗膜上にエタノールを滴下し室温で1時間放置後エタノールを拭き取り、塗膜外観を目視で観察し、下記基準に従って硬化性を評価した。
○; 塗膜の外観に変化が認められない(硬化性良好)
×; 塗膜の外観に変化が認められる(硬化性不良)
評価結果を表4に示す。
[Evaluation of Film Containing Composition Containing Porous Silica Fine Particles of Fourth Embodiment]
Evaluation Example 4-1
To 100 g of the solution 4-1 obtained in Example 4-1, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one (Ciba Specialty) was used as a photopolymerization initiator. 0.25 g of Chemicals Co., Ltd., Irgacure 907) was added and mixed until uniform, then applied to a 4-inch silicon wafer by spin coating to a film thickness of 100 nm, and then at 80 ° C. After drying on a hot plate for 3 minutes, ultraviolet rays were irradiated under a light irradiation condition of 1 J / cm 2 with a high-pressure mercury lamp under nitrogen to obtain a coating film of porous silica particles 4-1.
The refractive index of the obtained coating film was measured using an n & k analyzer 1500 manufactured by n & k Technology. Moreover, ethanol was dripped on the obtained coating film, and it was left to stand at room temperature for 1 hour, and then ethanol was wiped off.
○: No change in appearance of coating film (good curability)
×: Change in appearance of coating film is observed (hardness failure)
The evaluation results are shown in Table 4.

評価例4−2
溶液4−1に代えて実施例4−2で得られた溶液2を用いた以外は評価例4−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例4−1と同様に評価した。評価結果を表4に示す。
Evaluation Example 4-2
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 4-1, except that the solution 2 obtained in Example 4-2 was used instead of the solution 4-1.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 4-1. The evaluation results are shown in Table 4.

評価例4−3
溶液4−1に代えて実施例4−3で得られた溶液4−3を用い、光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンに代えて1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製イルガキュア184)を用いた以外は評価例4−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例4−1と同様に評価した。評価結果を表4に示す。
Evaluation Example 4-3
The solution 4-3 obtained in Example 4-3 was used instead of the solution 4-1, and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropane-1 was used as a photopolymerization initiator. A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 4-1, except that 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (Irgacure 184 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) was used instead of -one.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 4-1. The evaluation results are shown in Table 4.

評価例4−4
溶液4−3に代えて実施例4−4で得られた溶液4−4を用いた以外は評価例4−3と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例4−1と同様に評価した。評価結果を表4に示す。
Evaluation Example 4-4
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 4-3 except that the solution 4-4 obtained in Example 4-4 was used instead of the solution 4-3.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 4-1. The evaluation results are shown in Table 4.

評価例4−5,4−6
溶液4−1に代えて比較例4−1、4−2で得られた溶液4−5、4−6を用いた以外は評価例4−1と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例4−1と同様に評価した。評価結果を表4に示す。
Evaluation Examples 4-5 and 4-6
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 4-1, except that the solutions 4-5 and 4-6 obtained in Comparative Examples 4-1 and 4-2 were used in place of the solution 4-1.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 4-1. The evaluation results are shown in Table 4.

評価例4−7
溶液4−3に代えて比較例4−3で得られた溶液4−7を用いた以外は評価例4−3と同様にして塗膜を得た。
得られた塗膜を評価例4−1と同様に評価した。評価結果を表4に示す。
Evaluation Example 4-7
A coating film was obtained in the same manner as in Evaluation Example 4-3 except that the solution 4-7 obtained in Comparative Example 4-3 was used instead of the solution 4-3.
The obtained coating film was evaluated in the same manner as in Evaluation Example 4-1. The evaluation results are shown in Table 4.

Figure 0005103906
Figure 0005103906

本発明の多孔質シリカ微粒子は、低屈折率膜の材料として使用することができる。また、本発明の多孔質シリカ微粒子を含有する硬化性組成物を硬化させて得られる低屈折率膜は、特に良好な反射防止効果を付与することから反射防止膜の低屈折率形成用材料として使用することができる。   The porous silica fine particles of the present invention can be used as a material for a low refractive index film. In addition, the low refractive index film obtained by curing the curable composition containing the porous silica fine particles of the present invention provides a particularly good antireflection effect, so that it can be used as a low refractive index forming material for the antireflection film. Can be used.

Claims (22)

下記式(1)で表されるケイ素化合物及び下記式(2)で表されるケイ素化合物の加水分解物及び/又は加水分解縮合物からなり、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子。
SiX4−m ・・・(1)
SiX4−n ・・・(2)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボキシル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、mは0〜1の整数を示す。Rは炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、nは1〜3の整数を示す。尚、式(1)のXと式(2)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
Porous silica fine particles comprising a silicon compound represented by the following formula (1) and a hydrolyzate and / or hydrolysis condensate of the silicon compound represented by the following formula (2) and having an average particle diameter of 5 to 50 nm .
R 1 m SiX 4-m (1)
R 2 n SiX 4-n (2)
(R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is independently an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, or a carbon group having 2 to 4 carbon atoms. alkyloxy carboxyl group or alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, m is an integer of 0 to 1 .R 2 is alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, acryloxyalkyl group or a carbon number of 4 to 8 carbon atoms A methacryloxyalkyl group of 5 to 8, n represents an integer of 1 to 3. X in formula (1) and X in formula (2) may be the same or different)
式(1)で表されるケイ素化合物及び式(2)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%としたとき、前記加水分解物及び/又は加水分解縮合物が、式(1)で表されるケイ素化合物70〜99モル%と、式(2)で表されるケイ素化合物30〜1モル%の反応物である請求項1記載の多孔質シリカ微粒子。  When the total of the silicon compound represented by Formula (1) and the silicon compound represented by Formula (2) is 100 mol%, the hydrolyzate and / or hydrolysis condensate is represented by Formula (1). 2. The porous silica fine particle according to claim 1, which is a reaction product of 70 to 99 mol% of a silicon compound and 30 to 1 mol% of a silicon compound represented by the formula (2). 下記式(1)で表されるケイ素化合物、下記式(2)で表されるケイ素化合物及び下記式(3)で表されるケイ素化合物の加水分解物及び/又は加水分解縮合物からなり、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子。
SiX4−m ・・・(1)
SiX4−n ・・・(2)
SiX4−p ・・・(3)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボキシル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、mは0〜1の整数を示す。Rは炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、nは1〜3の整数を示す。Rは炭素数1〜12のフッ素置換アルキル基、pは1〜3の整数を示す。尚、式(1)のX、式(2)のX及び式(3)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
It consists of a silicon compound represented by the following formula (1), a silicon compound represented by the following formula (2) and a hydrolyzate and / or hydrolysis condensate of the silicon compound represented by the following formula (3), Porous silica fine particles having a particle size of 5 to 50 nm.
R 1 m SiX 4-m (1)
R 2 n SiX 4-n (2)
R 3 p SiX 4-p (3)
(R 1 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is independently an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, or a carbon group having 2 to 4 carbon atoms. alkyloxy carboxyl group or alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, m is an integer of 0 to 1 .R 2 is alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, acryloxyalkyl group or a carbon number of 4 to 8 carbon atoms A methacryloxyalkyl group of 5 to 8, n represents an integer of 1 to 3. R 3 represents a fluorine-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and p represents an integer of 1 to 3. In the formula (1), X, X in formula (2) and X in formula (3) may be the same or different)
式(1)で表されるケイ素化合物、式(2)で表されるケイ素化合物及び式(3)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%としたとき、前記加水分解物及び/又は加水分解縮合物が、式(1)で表されるケイ素化合物60〜98モル%、式(2)で表されるケイ素化合物1〜30モル%及び式(3)で表されるケイ素化合物1〜20モル%の反応物である、請求項3記載の多孔質シリカ微粒子。  When the total of the silicon compound represented by the formula (1), the silicon compound represented by the formula (2) and the silicon compound represented by the formula (3) is 100 mol%, the hydrolyzate and / or hydrolyzate The decomposition condensate is 60 to 98 mol% of a silicon compound represented by the formula (1), 1 to 30 mol% of a silicon compound represented by the formula (2), and 1 to 20 silicon compounds represented by the formula (3). The porous silica fine particle according to claim 3, which is a mol% reactant. 式(1)で表されるケイ素化合物において、mが0である請求項1〜4のいずれか一項記載の多孔質シリカ微粒子。  The porous silica fine particle according to any one of claims 1 to 4, wherein m is 0 in the silicon compound represented by the formula (1). 前記式(1)で表されるケイ素化合物及び前記式(2)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合する請求項1、2及び4のいずれか一項記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  The silicon compound represented by the formula (1) and the silicon compound represented by the formula (2) are obtained from water, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms, a basic compound, and a half ether of acid amide, diol and diol. The method for producing porous silica fine particles according to any one of claims 1, 2, and 4, wherein the hydrolytic condensation is performed in the presence of at least one selected. 式(1)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合し、ついで式(2)で表されるケイ素化合物を加えてさらに加水分解縮合する請求項6記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  The method for producing porous silica fine particles according to claim 6, wherein the silicon compound represented by the formula (1) is hydrolytically condensed, and then the silicon compound represented by the formula (2) is added and further hydrolytically condensed. 前記式(1)で表されるケイ素化合物、前記式(2)で表されるケイ素化合物及び前記式(3)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合する請求項3〜5のいずれか一項記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  The silicon compound represented by the formula (1), the silicon compound represented by the formula (2), and the silicon compound represented by the formula (3) are mixed with water, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms, and a basic compound. The method for producing porous silica fine particles according to any one of claims 3 to 5, wherein the hydrolytic condensation is carried out in the presence of at least one selected from acid amides, diols and diol half ethers. 式(1)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合し、ついで式(2)及び式(3)で表されるケイ素化合物を加えてさらに加水分解縮合する請求項8記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  The porous silica fine particle according to claim 8, wherein the silicon compound represented by the formula (1) is hydrolytically condensed, and then the silicon compound represented by the formula (2) and the formula (3) is added for further hydrolytic condensation. Production method. 下記式(4)で表されるケイ素化合物を、水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、加水分解縮合させた後、さらに、下記式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は下記式(6)で表されるケイ素化合物を加えて加水分解縮合させることを特徴とする、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子の製造方法。
SiX ・・・(4)
SiX4−p ・・・(5)
SiX4−q ・・・(6)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルキルオキシカルボニル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、pは1〜3の整数を示す。Rは炭素数1〜12のフッ素含有アルキル基、qは1〜3の整数を示す。尚、式(4)のX、式(5)のX及び式(6)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
The silicon compound represented by the following formula (4) is hydrolyzed in the presence of at least one selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols, and half ethers of diols. After the condensation, a silicon compound represented by the following formula (5) and / or a silicon compound represented by the following formula (6) is added to cause hydrolytic condensation, and the average particle size is 5 A method for producing porous silica fine particles of ˜50 nm.
SiX 4 (4)
R 4 p SiX 4-p (5)
R 5 q SiX 4-q (6)
(R 4 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an acryloxyalkyl group having 4 to 8 carbon atoms or a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, and X is independently carbon. An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms or an alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, p is 1 to R represents an integer of 3. R 5 represents a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, q represents an integer of 1 to 3. X in Formula (4), X in Formula (5), and Formula (6) X may be the same or different)
式(4)で表されるケイ素化合物を、20℃〜100℃で1〜12時間の反応条件で加水分解縮合させ、さらに、式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は式(6)で表されるケイ素化合物を加え、20℃〜100℃で0.5〜12時間の反応条件で加水分解縮合させることを特徴とする請求項10記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  The silicon compound represented by the formula (4) is hydrolyzed and condensed under reaction conditions of 20 to 100 ° C. for 1 to 12 hours, and further the silicon compound and / or the formula (6) represented by the formula (5). The method for producing porous silica fine particles according to claim 10, wherein a silicon compound represented by the formula (1) is added and hydrolytic condensation is performed under reaction conditions of 20 to 100 ° C for 0.5 to 12 hours. 水、炭素数1〜3のアルコール、塩基性化合物、並びに酸アミド、ジオール及びジオールの半エーテルから選ばれる少なくとも1種の存在下で、下記式(4)で表されるケイ素化合物並びに、下記式(5)で表されるケイ素化合物及び/又は式(6)で表されるケイ素化合物を加水分解縮合させた後、非プロトン性有機溶媒と純水又は酸水溶液を添加し、非プロトン性有機溶媒層中へ多孔質シリカ粒子を抽出することを特徴とする、平均粒径が5〜50nmである多孔質シリカ微粒子の製造方法。
SiX ・・・(4)
SiX4−p ・・・(5)
SiX4−q ・・・(6)
(Rは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数2〜8のアルケニル基、炭素数4〜8のアクリロキシアルキル基又は炭素数5〜8のメタクリロキシアルキル基、Xはそれぞれ独立に炭素数1〜4のアルコキシ基、ハロゲノ基、イソシアネート基(−N=C=O)、カルボキシル基、炭素数2〜4のアルコキシカルボニル基又は炭素数1〜4のアルキルアミノ基、pは1〜3の整数を示す。Rは炭素数1〜12のフッ素含有アルキル基、qは1〜3の整数を示す。尚、式(4)のX、式(5)のX及び式(6)のXは、同一であっても異なっていてもよい)
In the presence of at least one selected from water, alcohols having 1 to 3 carbon atoms, basic compounds, and acid amides, diols and half ethers of diols, silicon compounds represented by the following formula (4), and the following formulas: After hydrolytic condensation of the silicon compound represented by (5) and / or the silicon compound represented by formula (6), an aprotic organic solvent and pure water or an aqueous acid solution are added, and the aprotic organic solvent is added. A method for producing porous silica fine particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm, wherein porous silica particles are extracted into a layer.
SiX 4 (4)
R 4 p SiX 4-p (5)
R 5 q SiX 4-q (6)
(R 4 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an acryloxyalkyl group having 4 to 8 carbon atoms or a methacryloxyalkyl group having 5 to 8 carbon atoms, and X is independently carbon. An alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogeno group, an isocyanate group (—N═C═O), a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group having 2 to 4 carbon atoms or an alkylamino group having 1 to 4 carbon atoms, p is 1 to 3 R 5 represents a fluorine-containing alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, q represents an integer of 1 to 3. X in Formula (4), X in Formula (5), and Formula (6) X may be the same or different)
式(4)で表されるケイ素化合物、式(5)で表されるケイ素化合物及び式(6)で表されるケイ素化合物の合計を100モル%として、式(4)で表されるケイ素化合物を70〜99モル%の割合で加水分解縮合させることを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  The silicon compound represented by the formula (4), wherein the sum of the silicon compound represented by the formula (4), the silicon compound represented by the formula (5) and the silicon compound represented by the formula (6) is 100 mol%. The method for producing porous silica fine particles according to any one of claims 10 to 12, wherein the hydrolytic condensation is carried out at a ratio of 70 to 99 mol%. 反応液中の、式(4)で表されるケイ素化合物、式(5)で表されるケイ素化合物及び式(6)で表されるケイ素化合物の合計濃度が、0.5〜10質量%であることを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。The total concentration of the silicon compound represented by formula (4), the silicon compound represented by formula (5) and the silicon compound represented by formula (6) in the reaction solution is 0.5 to 10% by mass. The method for producing porous silica fine particles according to any one of claims 10 to 13 , wherein: 前記非プロトン性有機溶媒が、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤及び炭化水素系溶剤の群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項12〜14のいずれか一項記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  15. The aprotic organic solvent is at least one selected from the group consisting of ester solvents, ether solvents, ketone solvents, and hydrocarbon solvents. Of producing porous silica fine particles. 前記酸水溶液の酸が、プロトン酸であることを特徴とする請求項12〜15のいずれか一項記載の多孔質シリカ微粒子の製造方法。  The method for producing fine porous silica particles according to any one of claims 12 to 15, wherein the acid in the aqueous acid solution is a protonic acid. 反応液/非プロトン性有機溶媒/純水又は酸水溶液の割合が、1/0.2〜2/0.1〜2(質量比)であることを特徴とする請求項12〜16のいずれか一項記載の多孔質シリカ粒子の製造方法。  The ratio of reaction solution / aprotic organic solvent / pure water or acid aqueous solution is 1 / 0.2 to 2 / 0.1 to 2 (mass ratio). A method for producing porous silica particles according to one item. 抽出後、非プロトン性有機溶媒層を濃縮することを特徴とする請求項12〜17のいずれか一項記載の多孔質シリカ粒子の製造方法。  The method for producing porous silica particles according to any one of claims 12 to 17, wherein the aprotic organic solvent layer is concentrated after the extraction. 非プロトン性有機溶媒層を濃縮する際に、該非プロトン性有機溶媒よりも沸点の高い有機溶媒を加えることを特徴とする請求項18記載の多孔質シリカ粒子の製造方法。  19. The method for producing porous silica particles according to claim 18, wherein an organic solvent having a boiling point higher than that of the aprotic organic solvent is added when the aprotic organic solvent layer is concentrated. 請求項10〜19のいずれか一項記載の製造方法により得られることを特徴とする多孔質シリカ微粒子。  A porous silica fine particle obtained by the production method according to any one of claims 10 to 19. 請求項1〜5及び20のいずれか一項記載の多項質シリカ微粒子及び有機溶媒を含有することを特徴とする硬化性組成物。  21. A curable composition comprising the polycrystalline silica fine particles according to any one of claims 1 to 5 and an organic solvent. 請求項1〜5及び20のいずれか一項記載の多項質シリカ微粒子を含有する低屈折率層を有することを特徴とする反射防止膜。  21. An antireflection film comprising a low refractive index layer containing the polycrystalline silica fine particles according to any one of claims 1 to 5 and 20.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008127405A (en) * 2006-11-16 2008-06-05 Toyota Central R&D Labs Inc Core-shell type spherical silica-based mesoporous body and catalyst and adsorbent using the same
JP5179115B2 (en) * 2007-08-10 2013-04-10 パナソニック株式会社 Low refractive index coating resin composition, low refractive index coating, antireflection substrate
CN101981087B (en) * 2008-04-22 2012-11-21 东亚合成株式会社 Curable composition, and process for production of organosilicon compound
JP2009286935A (en) * 2008-05-30 2009-12-10 Shin-Etsu Chemical Co Ltd Organic silicon oxide fine particle and method for producing the same, composition for forming porous membrane, porous membrane and method for producing the same, as well as semiconductor device
DE102011078544A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-03 Wacker Chemie Ag Process for the preparation of organopolysiloxanes
JP2015203114A (en) * 2015-04-06 2015-11-16 大成ファインケミカル株式会社 Organic-inorganic hybrid particle and manufacturing method thereof
JP2017155069A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 古河電気工業株式会社 Silica nanoparticles, manufacturing method of silica nanoparticles, fluid dispersion of silica nanoparticles
JP7034508B1 (en) 2020-10-08 2022-03-14 大成ファインケミカル株式会社 Method for Producing Photocurable Silica Fine Particles, Photocurable Silica Fine Particles and Composition for Photocurable Coating

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001049179A (en) * 1999-06-01 2001-02-20 Jsr Corp Film-forming composition, formation of film and low- density film
JP2004037795A (en) * 2002-07-03 2004-02-05 Asahi Kasei Corp Porous silica zeolite thin film for antireflection film
JP2004165401A (en) * 2002-11-13 2004-06-10 Shin Etsu Chem Co Ltd Composition for forming porous film, porous film and its manufacturing method, interlayer insulation film, and semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001049179A (en) * 1999-06-01 2001-02-20 Jsr Corp Film-forming composition, formation of film and low- density film
JP2004037795A (en) * 2002-07-03 2004-02-05 Asahi Kasei Corp Porous silica zeolite thin film for antireflection film
JP2004165401A (en) * 2002-11-13 2004-06-10 Shin Etsu Chem Co Ltd Composition for forming porous film, porous film and its manufacturing method, interlayer insulation film, and semiconductor device

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