JP6540158B2 - Porous laminate - Google Patents

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寿 嶋
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Description

本発明は、メソポーラスな多孔質層を有する積層体に関し、より詳しくは、メソポーラスな多孔質層がシリカの多孔質層であり、その少なくとも一方の面に、特定の性質を有する高分子の層を設けた積層体に関する。   The present invention relates to a laminate having a mesoporous layer, and more specifically, the mesoporous layer is a porous layer of silica, and at least one surface thereof is a layer of a polymer having specific properties. The present invention relates to a laminated body provided.

メソポーラスな多孔質体は、内部に光の波長より短い空間を有することにより、その多孔質体としての屈折率を、内部に空間のないものより低くすることができる。
例えば、シリカを用いたメソポーラスな多孔質体は、シリカ自身が可視光に対し透明であることから、屈折率の低い透明な物質として用いることができる。このような可視光に対し透明な多孔質体は、透明粒子の分散液を塗布、乾燥させるもの(例えば特許文献1な
ど)から、アルコキシシラン類の加水分解物と有機高分子の混合液を塗布し、これを加熱
してシリカ膜を作成すると同時に、有機高分子を焼き跳ばすことにより多孔質体としたりすること(例えば特許文献2)などにより得ることができる。
By having a space shorter than the wavelength of light inside the mesoporous body, the refractive index as the porous body can be made lower than that without the space inside.
For example, a mesoporous porous body using silica can be used as a transparent substance having a low refractive index because silica itself is transparent to visible light. Such a porous body that is transparent to visible light applies a mixture of a hydrolyzate of alkoxysilanes and an organic polymer, from one that applies and dries a dispersion of transparent particles (for example, Patent Document 1). It can be obtained by heating it to form a silica membrane and burning it into an organic polymer to make it a porous body (for example, Patent Document 2).

そしてこのようなメソポーラスな多孔質体は、薄い膜のような形で用いられることが多い。
特にガラスの表面にこのメソポーラスな多孔質体を設けた場合、多孔質体側から来た光を反射せず、ガラス内に取り込みやすい。また一方、ガラス側からの光に対しては、白色や鏡面にして反射させるより、メソポーラス多孔質体のような低屈折率の膜を設けて、全反射する光の割合を増やすように用いることもできる。
Such mesoporous bodies are often used in the form of thin films.
In particular, when the mesoporous body is provided on the surface of glass, the light coming from the side of the porous body is not reflected and is easily taken into the glass. On the other hand, for light from the glass side, use a film with a low refractive index such as a mesoporous body to increase the proportion of light that is totally reflected rather than using white or specular light for reflection. You can also.

このような、光学的な特徴を向上させるために用いられるメソポーラス多孔質体の表面に、他の部品等を設けようとすることがある。このような場合、接着材を用いて他の物質を接着することが通常考えられる。つまりメソポーラス多孔質層と接着層の積層体を作って、他のものと接着しようするものである。   There are cases where it is intended to provide other parts etc. on the surface of the mesoporous body used to improve such optical characteristics. In such cases, it is usually conceivable to use the adhesive to adhere other substances. That is, a laminate of a mesoporous layer and an adhesive layer is made to be bonded to another.

特開2004−258348号公報JP 2004-258348 A 特開2006−265530号公報JP, 2006-265530, A

メソポーラス多孔質体の表面に接着材を用いて他の物質を接着しようとする場合、メソポーラス多孔質層の孔は、文字通り孔がメソ孔であって、径が小さいため、接着剤のような高分子が膜中に深く入り込むことはないと考えられていた。しかしながら、実際に接着層を設けようとすると、その接着層に含まれる接着剤が、メソポーラス多孔質層の穴の中に入り込んだり、メソポーラス多孔質層の一部を荒らしてしまい、屈折率が上がってしまうという課題を生じた。この課題は、メソポーラス多孔質層の屈折率を下げる(孔の割合が増える)ほど、メソポーラス多孔質層中の空隙の割合が増えるため、接着剤が穴の中を満たしやすくなり、屈折率がより上昇してしまうという課題を生じた。特に接着剤の多くは、高い接着強度を持つようにするため、接着表面の凹凸に接着剤が入り込んで固まったり、表面を荒らして食い込んだりすることにより、いわゆるアンカー効果を得て接着強度を上げるため、この傾向が激しいことが判った。   When it is intended to adhere other substances to the surface of the mesoporous body using an adhesive, the pores of the mesoporous layer are literally mesopores and the diameter is small, so that the adhesive has a high height. It was thought that the molecule did not penetrate deep into the membrane. However, when an adhesive layer is to be actually provided, the adhesive contained in the adhesive layer may penetrate into the pores of the mesoporous porous layer or roughen part of the mesoporous porous layer, resulting in an increase in refractive index. Created the problem of The problem is that the lower the refractive index of the mesoporous layer (the higher the percentage of pores), the higher the percentage of voids in the mesoporous layer, so that the adhesive tends to fill the inside of the holes, and the refractive index is higher. It raises the task of rising. In particular, in order to have high adhesive strength, many of the adhesives infiltrate into the unevenness of the adhesive surface and harden, or roughen and bite the surface to obtain a so-called anchor effect and increase adhesive strength. Therefore, it turned out that this tendency is intense.

また、更に最終的に硬化することにより接着する接着剤よりも、いわゆる粘着剤と言わ
れる、硬化することなく接着する接着剤の方が、普通に考えればいつまでも変形可能であるため、メソ孔中に入りやすいと思われたが、意外なことにメソ孔中に入らず、メソポーラス多孔質層の光学的特性を維持しやすいことも判った。
そしてまた本発明者らは、多孔質層の膜の孔の径の分布に着目した。すなわち多孔質層を形成するマトリクスに囲まれている内部と、外側に解放されている表面では、わずかであるが孔の径が異なり、表面の方が大きいこと、そしてこの孔の径の差については、多孔質層の形成方法により多少の差が有るにしても、表面と内部の構造的な差により、必ず発生するものであることを見出した。
In addition, since the adhesive which is so-called adhesive, which adheres without curing, is more likely to be deformed, as it is generally considered, rather than the adhesive which is adhered by the final curing. However, it was also found that, surprisingly, it did not enter into the mesopores and it was easy to maintain the optical properties of the mesoporous layer.
Also, the present inventors paid attention to the distribution of the pore diameter of the membrane of the porous layer. That is, in the inside surrounded by the matrix forming the porous layer and the surface released to the outside, the diameter of the pores is slightly different but the surface is larger, and the difference in diameter of the pores It has been found that even if there is a slight difference depending on the method of forming the porous layer, it is necessarily generated due to the structural difference between the surface and the inside.

そこで本発明者らは、鋭意検討の結果、上述の知見に基づき、この多孔質層の表面の細孔径が拡張された領域のみに接着剤が浸み込み、そこより奥には染み込まないようにすることにより、接着力と多孔質であることによる低屈折率の両方を兼ね備えた積層体を得ることができることを見出した。そして、組み合わせる多孔質層の、細孔径拡張領域のみに接着剤が浸み込むことは、その多孔質層に対する接着力を目安とすることができること、そして単に接着力が弱いだけで、多孔質層中に浸み込んで多孔質層全体に入り込んでしまうような接着剤を排除するために、反射スペクトルの形状が利用できることを見出し、本発明に到達した。すなわち、メソポーラス多孔質層に隣接して、特定の特性を示す接着層を設けることにより、メソポーラス多孔質層が、低屈折率を維持でき、メソポーラス多孔質層のメソ孔を大量に満たすこと、例えばメソポーラス多孔質層全体に染み込んで固まるような現象が起こらず、接着剤が多孔質層の表面およびその近傍のみにとどまるような接着層を有する積層体を作成した。   Therefore, as a result of intensive studies, the present inventors based on the above-mentioned findings, so that the adhesive penetrates only in the region where the pore diameter of the surface of the porous layer is expanded, and does not penetrate into the depth from there. It has been found that, by doing this, it is possible to obtain a laminate having both the adhesive strength and the low refractive index due to being porous. Then, that the adhesive penetrates only into the pore diameter expansion region of the porous layer to be combined means that the adhesive strength to the porous layer can be used as a standard, and the porous layer is only weak in adhesive strength. We have found that the shape of the reflection spectrum can be used to eliminate adhesives that would penetrate into the entire porous layer and reached the present invention. That is, by providing an adhesive layer exhibiting specific properties adjacent to the mesoporous layer, the mesoporous layer can maintain a low refractive index and fill the mesopores of the mesoporous layer in a large amount, for example A laminate having an adhesive layer in which the adhesive agent was retained only on the surface of the porous layer and in the vicinity thereof did not occur because the phenomenon of solidifying into the entire mesoporous layer did not occur.

この原理に関しては、上述のとおり、多孔性層のマトリクスが乾燥や焼成の際に収縮するが、この時表面の方が周囲のマトリクスに引っ張られない分だけ収縮し、その結果表面近傍に孔の径が大きくなった細孔径拡張領域が生じる。この細孔径が拡張された部分にのみ接着剤が入り込み、接着力を発揮すると同時に、接着剤が細孔径拡張領域より下に浸み込まないようにすることにより、多孔性層により得られる低屈折率と、この多孔質層上に、他の部品等を貼り付けることができるという利便性を両立させることができたと考えられる。簡単に言えば、その下地に対し、適当に浸み込むことは、その下地に対し適当な接着力を発揮するか否かにより判別することができ、また、単に接着力が弱いだけのものを排除するために、耐久試験前と後の反射スペクトルのシフトの値を用いることができるというものである。   With regard to this principle, as described above, the matrix of the porous layer shrinks during drying or firing, but at this time the surface shrinks by the amount not pulled by the surrounding matrix, and as a result, pores near the surface An enlarged pore diameter area is created. The low refractive index obtained by the porous layer is that the adhesive penetrates only in the portion where the pore diameter is expanded and exerts the adhesive force while preventing the adhesive from penetrating below the pore diameter expanded region. It is thought that the rate and the convenience that other parts etc. can be stuck on this porous layer could be made to be compatible. Simply put, it is possible to determine whether or not the substrate is appropriately infiltrated into the substrate depending on whether or not the substrate exhibits adequate adhesion to the substrate, and only those having only weak adhesion. It is said that the values of the shift of the reflection spectrum before and after the endurance test can be used to eliminate it.

すなわち本発明の要旨は、以下に存する。
(1)メソポーラスな多孔質層と、隣接する接着層とからなる積層体であって、該接着層の、180°剥離試験における、剥離速度30mm/minの際に測定される剥離強度が0.05N/25mm以上14N/25mm以下の範囲であり、80℃、50%RHで10日間の耐久試験前後での反射スペクトルのシフトの値が、−30nm以上、200nm以下であることを特徴とする積層体。
That is, the gist of the present invention resides in the following.
(1) A laminate comprising a mesoporous layer and an adjacent adhesive layer, wherein the adhesive layer has a peel strength measured at a peel rate of 30 mm / min in a 180 ° peel test of 0. It is a range of 05 N / 25 mm or more and 14 N / 25 mm or less, and the value of the shift of the reflection spectrum before and after the endurance test for 10 days at 80 ° C. and 50% RH is −30 nm or more and 200 nm or less body.

(2)該接着層の厚さが5μm以上、100μm以下である(1)に記載の積層体。
(3)該高分子化合物がアクリル系樹脂であることを特徴とする(1)又は(2)に記載の積層体。
(4)該多孔質層が多孔質シリカである(1)乃至(3)のいずれかに記載の積層体。
(5)該多孔質層の屈折率が1.30以下である(1)乃至(4)のいずれかに記載の積層体。
(2) The laminate according to (1), wherein the thickness of the adhesive layer is 5 μm or more and 100 μm or less.
(3) The laminate according to (1) or (2), wherein the polymer compound is an acrylic resin.
(4) The laminate according to any one of (1) to (3), wherein the porous layer is porous silica.
(5) The laminate according to any one of (1) to (4), wherein the refractive index of the porous layer is 1.30 or less.

(6)該多孔質層が屈折率1.40以上の他の層と隣接していることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の積層体。   (6) The laminate according to any one of (1) to (5), wherein the porous layer is adjacent to another layer having a refractive index of 1.40 or more.

本発明の積層体によれば、多孔質体層の低屈折率を維持したまま、表面に他の物質を接着することができる。   According to the laminate of the present invention, other substances can be adhered to the surface while maintaining the low refractive index of the porous body layer.

図1は、本発明の積層体の基材-多孔質層界面の反射スペクトルから反射率差を求める計算の説明に使用する図である。FIG. 1 is a view used for explaining the calculation for determining the reflectance difference from the reflection spectrum of the base material-porous layer interface of the laminate of the present invention. 図2は、本発明の環境試験前後の積層体の基材-多孔質層界面の反射スペクトルから、反射スペクトルのシフト値(ピークシフト値)を求める計算の説明に使用する図である。FIG. 2 is a diagram used for explaining the calculation for determining the shift value (peak shift value) of the reflection spectrum from the reflection spectrum of the substrate-porous layer interface of the laminate before and after the environmental test of the present invention.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変更して実施できる。   Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily changed and implemented without departing from the scope of the present invention.

[積層体]
本発明の積層体は、メソポーラスな多孔質層と隣接する接着層とからなる積層体である。もちろんこの積層体に隣接して他の層が存在していても良い。好ましくはメソポーラスな多孔質層が、屈折率1.40以上の層に隣接していることであり、より好ましくはかかる層が、ポリエチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリル系樹脂、ガラス等の実質的に無着色透明な層であることである。透明であることで、ディスプレイや照明用の導光板などの光学デバイス等への応用が期待できる。そしてもっとも好ましいメソポーラスな多孔質層に隣接し、接着層の反対側にある層は、ガラスから成る層である。
[Laminate]
The laminate of the present invention is a laminate comprising a mesoporous layer and an adjacent adhesive layer. Of course, another layer may be present adjacent to this laminate. Preferably, the mesoporous layer is adjacent to the layer having a refractive index of 1.40 or more, and more preferably, the layer is substantially composed of polyethylene resin, polyethylene terephthalate resin, acrylic resin, glass, etc. It is a non-colored transparent layer. By being transparent, application to optical devices such as displays and light guide plates for illumination can be expected. The layer adjacent to the most preferred mesoporous layer, opposite to the adhesive layer, is a layer of glass.

[接着層]
本発明に用いられる接着層は、接着能力を有する層であり、通常接着剤である高分子化合物を含み、その180°剥離試験における、剥離速度30mm/minの際に測定される剥離強度が0.05N/25mm以上、14N/25mm以下の範囲であることを特徴としている。
[Adhesive layer]
The adhesive layer used in the present invention is a layer having an adhesive ability, contains a polymer compound which is usually an adhesive, and has a peel strength of 0 at a peel rate of 30 mm / min in its 180 ° peel test. It is characterized in that it is in the range of .05 N / 25 mm or more and 14 N / 25 mm or less.

一般に接着剤は貼り合せる時点では高い流動性を有する液体であり、容易に被着体に濡れ、その後化学反応や熱により硬化し、すなわち液体→固体の状態変化を起こし、強固に界面で接着する。しかし、接着剤の一部には、感圧性接着剤(狭い意味での粘着剤)の様に、流動性と凝集力を持つ柔らかい固体で、そのままの状態で、すなわち状態変化を伴うことなく、固体のままで、被着体に濡れ、接着するものもある。しかしながら、そのような接着剤であっても、本発明のように多孔質層に隣接して存在する場合、接着力が高過ぎる接着剤は、濡れ性、流動性が高い傾向があり、固体であるものの、容易に多孔質層の細孔内部まで濡れ広がり、多孔質層の屈折率を上昇させてしまう。特に、高温環境ではその傾向が顕著になる。一方、接着力が低過ぎる接着剤は、流動性が低い傾向があり、その分柔軟性に乏しく、積層体を高温環境に曝した際に多孔質層との熱膨張率差によって剥離したり、多孔質層が破壊されたり、(それによって生じた隙間に高温下で流動性の増加した接着剤が浸入し、)屈折率を上昇させてしまうことがある。また、接着層の柔軟性が低いと、接着層‐多孔質層界面を境にしたどちらか一方の界面に水平方向に負荷あるいは衝撃力が加わった際に、接着層がその力あるいは衝撃を吸収できず、その分界面あるいは多孔質層にかかる力が大きくなり、界面、あるいは多孔質層の破壊を招く恐れがある。   In general, an adhesive is a liquid having high fluidity at the time of bonding, and is easily wetted to an adherend and then cured by a chemical reaction or heat, that is, it causes a state change of liquid → solid and strongly bonds at the interface . However, some of the adhesives, like pressure sensitive adhesives (adhesives in a narrow sense), are soft solids with flowability and cohesion, as they are, ie without state change, Some are wet and adhere to an adherend while remaining solid. However, even if such an adhesive is present adjacent to the porous layer as in the present invention, the adhesive having too high adhesion tends to be highly wettable and flowable, and is solid Although it is easily wetted to the inside of the pores of the porous layer, the refractive index of the porous layer is increased. Especially in high temperature environments, the tendency becomes remarkable. On the other hand, an adhesive having too low adhesive strength tends to have low fluidity, and is poor in flexibility, and peels off due to the difference in thermal expansion coefficient with the porous layer when the laminate is exposed to a high temperature environment, The porous layer may be broken (an adhesive having increased fluidity may penetrate into the resulting gap at high temperature) to increase the refractive index. In addition, when the flexibility of the adhesive layer is low, the adhesive layer absorbs the force or impact when a load or an impact force is horizontally applied to one of the interfaces bordering the adhesive layer-porous layer interface. In this case, the force applied to the interface or the porous layer is increased, and the interface or the porous layer may be destroyed.

ところが上述のような特徴を有する接着層を使用すると、その理由は定かではないが、例えば多孔質層への侵入防止という観点において適正な濡れ性、流動性、柔軟性を有しているために、高温環境下においても、接着層の濡れ広がりが多孔質膜の外表面および/ま
たは細孔入り口近傍に止まる。また、高温環境下に曝された際の、膨張による膜の破壊(、それに伴う浸み込みや屈折率上昇)が起こらなくなる。
However, when the adhesive layer having the above-mentioned characteristics is used, the reason is not clear, but for example, because it has appropriate wettability, flowability, and flexibility from the viewpoint of preventing intrusion into the porous layer. Even in a high temperature environment, the wetting and spreading of the adhesive layer remains near the outer surface of the porous membrane and / or the pore entrance. In addition, when the film is exposed to a high temperature environment, the film does not break due to the expansion (and the penetration and the increase in the refractive index).

剥離強度の下限は、貼り付けるべきものを貼り付けられる大きさであればよいが、接着層としての機能を果たすために0.05N/25mm以上とする。好ましくは、1N/25mm以上であり、より好ましくは2N/25mm以上である。一方上限は、14N/25mm以下であり、より好ましくは12N/25mm以下、最も好ましくは10N/25mm以下である。この剥離強度は、種々の下地に対し、前述の細孔拡張領域にのみ接着剤が侵入するための、必須条件である。   The lower limit of the peel strength may be any size that allows the material to be attached to be attached, but the lower limit is 0.05 N / 25 mm or more in order to function as an adhesive layer. Preferably, it is 1 N / 25 mm or more, more preferably 2 N / 25 mm or more. On the other hand, the upper limit is 14 N / 25 mm or less, more preferably 12 N / 25 mm or less, and most preferably 10 N / 25 mm or less. This peel strength is an essential condition for the adhesive to penetrate only into the above-mentioned pore expansion region with respect to various substrates.

このような接着層に用いられる、高分子を用いた接着剤の中でも、通常粘着剤と言われる、硬化することなく接着する接着剤の方が、メソポーラスな孔の中に深く入ることなく、メソポーラスな多孔質層の光学的特性を維持しやすいため好ましい。
またこの接着層は、本発明の積層体が光学的な作用を期待して用いられることを考えると、アクリル系樹脂であることが好ましい。また、アクリル系樹脂は本発明の多孔質層の好ましい材料であるシリカ材料との親和性が高く、層間の密着性の観点からも好ましい。アクリル系樹脂とはアクリル酸エステルおよび/又はメタクリル酸エステルの重合体またはそれらの共重合体を示す。
Among polymer-based adhesives used for such adhesive layers, an adhesive that is generally referred to as a pressure-sensitive adhesive and that adheres without curing does not penetrate deep into the mesoporous pores. The optical properties of the porous layer are easily maintained.
The adhesive layer is preferably an acrylic resin, considering that the laminate of the present invention is used in expectation of an optical function. In addition, the acrylic resin has high affinity to the silica material which is a preferable material of the porous layer of the present invention, and is also preferable from the viewpoint of adhesion between the layers. The acrylic resin refers to a polymer of acrylic ester and / or methacrylic ester or a copolymer thereof.

(アクリル酸エステル)
アクリル系樹脂に用いられるアクリル酸エステルの種類に制限は無い。好適なものの例を挙げると、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n‐プロピル、アクリル酸i‐プロピル、アクリル酸n‐ブチル、アクリル酸sec‐ブチル、アクリル酸i‐ブチル、アクリル酸t‐ブチル、アクリル酸n‐ペンチル、アクリル酸1‐メチルブチル、アクリル酸1‐エチルプロピル、アクリル酸1,1‐ジメチルプロピル、アクリル酸2−メチルブチル、アクリル酸2‐エチルプロピル、アクリル酸2,2‐ジメチルプロピル、アクリル酸‐3メチルブチル、アクリル酸n‐ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸n‐ヘプチル、アクリル酸n‐オクチル、アクリル酸2‐エチルヘキシル、アクリル酸n‐ノニル、アクリル酸n‐デシル、アクリル酸n‐ウンデシル、アクリル酸n‐ドデシル、アクリル酸n‐トリデシル、アクリル酸n‐テトラデシル、アクリル酸n‐ペンタデシル、アクリル酸n‐ヘキサデシル、アクリル酸n‐ヘプタデシル、アクリル酸n‐オクタデシル、アクリル酸β‐シアノエチル、アクリル酸β‐クロロエチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジルなどが挙げられる。
(Acrylate ester)
There is no restriction in the kind of acrylic ester used for acrylic resin. Examples of suitable ones are methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butyl acrylate, sec-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-acrylate Butyl, n-pentyl acrylate, 1-methylbutyl acrylate, 1-ethylpropyl acrylate, 1,1-dimethylpropyl acrylate, 2-methylbutyl acrylate, 2-ethylpropyl acrylate, 2,2-dimethyl acrylate Propyl, 3-methylbutyl acrylate, n-hexyl acrylate, cyclohexyl acrylate, n-heptyl acrylate, n-octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-nonyl acrylate, n-decyl acrylate, acrylic acid n-undecyl, n-dodecyl acrylate, N-Tridecyl lactate, n-tetradecyl acrylate, n-pentadecyl acrylate, n-hexadecyl acrylate, n-heptadecyl acrylate, n-octadecyl acrylate, β-cyanoethyl acrylate, β-chloroethyl acrylate, acrylate Phenyl, benzyl acrylate and the like can be mentioned.

上記のアクリル酸エステル中でも、適切な流動性、濡れ性のバランスを取るため、また結晶化による接着層の異方的な膨張・収縮を防ぐためには、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシルがより好ましい。
(メタクリル酸エステル)
アクリル系樹脂に用いられるメタクリル酸エステルの種類に制限は無い。好適なものの例を挙げると、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n‐プロピル、メタクリル酸i‐プロピル、メタクリル酸n‐ブチル、メタクリル酸sec‐ブチル、メタクリル酸i‐ブチル、メタクリル酸t‐ブチル、メタクリル酸n‐ペンチル、メタクリル酸1‐メチルブチル、メタクリル酸1‐エチルプロピル、メタクリル酸1,1‐ジメチルプロピル、メタクリル酸2−メチルブチル、メタクリル酸2‐エチルプロピル、メタクリル酸2,2‐ジメチルプロピル、メタクリル酸‐3メチルブチル、メタクリル酸n‐ヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸n‐ヘプチル、メタクリル酸n‐オクチル、メタクリル酸2‐エチルヘキシル、メタクリル酸n‐ノニル、メタクリル酸n‐デシル、メタクリル酸n‐ウンデシル、メタクリル酸n‐ドデシル、メタクリル酸n‐トリデシル、メタクリル酸n‐テトラデシル、メタクリル酸n‐ペンタデシル、メタクリル酸n‐ヘキサデシル、メタクリル酸n‐ヘプタデシル、メタクリル酸n‐オクタデシル、
メタクリル酸β‐シアノエチル、メタクリル酸β‐クロロエチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジルなどが挙げられる。
Among the above-mentioned acrylic esters, methyl acrylate, ethyl acrylate and butyl acrylate in order to balance the appropriate fluidity and wettability and to prevent the anisotropic expansion and contraction of the adhesive layer due to crystallization. And 2-ethylhexyl acrylate are more preferred.
(Methacrylic acid ester)
There is no restriction on the type of methacrylic acid ester used for the acrylic resin. Examples of suitable ones are methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t- methacrylate Butyl, n-pentyl methacrylate, 1-methylbutyl methacrylate, 1-ethylpropyl methacrylate, 1,1-dimethylpropyl methacrylate, 2-methylbutyl methacrylate, 2-ethylpropyl methacrylate, 2,2-dimethyl methacrylate Propyl, 3-methylbutyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, n-heptyl methacrylate, n-octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-nonyl methacrylate, n-decyl methacrylate, methacrylate Le acid n- undecyl methacrylate n- dodecyl, methacrylic acid n- tridecyl methacrylate n- tetradecyl methacrylate n- pentadecyl methacrylate n- hexadecyl methacrylate n- heptadecyl methacrylate n- octadecyl,
Examples thereof include β-cyanoethyl methacrylate, β-chloroethyl methacrylate, phenyl methacrylate, and benzyl methacrylate.

上記のメタクリル酸エステル中でも、適切な流動性、濡れ性を取るため、また結晶化による接着層の異方的な膨張・収縮を防ぐためには、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシルがより好ましい。
(アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの好ましい組み合わせ)
アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルを2種以上併用する場合、流動性と凝集力のバランスという観点では、その組み合わせとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等のエステルのアルキル基が短いものとアクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸2‐エチルヘキシルなどのエステルのアルキル基が比較的長いものとの組み合わせが好ましい。アルキル基の炭素鎖の長さが、1〜3のエステルは比較的流動性が低く、そのため濡れ性が低い。また、結晶化傾向が小さい。一方アルキル基の炭素鎖の長さが4〜8程度のエステルは比較的流動性が高く、そのため濡れ性が高い。すなわち、両者の配合比率の制御によって、流動性すなわち濡れ性のより精密な制御が可能となる。
Among the above-mentioned methacrylic acid esters, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, methacrylic acid are also used to obtain appropriate fluidity and wettability, and to prevent anisotropic expansion and contraction of the adhesive layer due to crystallization. More preferred is 2-ethylhexyl acid.
(Preferred combination of acrylic acid ester and methacrylic acid ester)
When two or more kinds of acrylic acid ester and / or methacrylic acid ester are used in combination, from the viewpoint of balance of fluidity and cohesion, as the combination, methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate etc. A combination of short ester alkyl groups with relatively long alkyl groups of esters such as butyl acrylate, hexyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate is preferred. Esters of alkyl groups having a carbon chain length of 1 to 3 are relatively low in fluidity, and therefore low in wettability. In addition, the crystallization tendency is small. On the other hand, an ester having a carbon chain length of about 4 to 8 of the alkyl group is relatively high in fluidity, and therefore high in wettability. That is, by controlling the mixing ratio of the two, more precise control of the flowability, ie, the wettability, becomes possible.

接着層がアクリル系であることは、赤外分光法、13C‐NMRあるいはH‐NMRスペクトル測定などで確認できる。
接着層の膜厚は、0.1μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましく、1000μm以下が好ましく500μm以下がより好ましく、300μm以下がさらに好ましく、最も好ましくは5μm以上、100μm以下である。上記範囲の膜厚であれば、貼付時に容易に破れることはなく、また、十分な透明性を確保できる。接着層の膜厚は厚さ計などで測定できる。
The fact that the adhesive layer is acrylic can be confirmed by infrared spectroscopy, 13 C-NMR or 1 H-NMR spectrum measurement.
The thickness of the adhesive layer is preferably 0.1 μm or more, more preferably 1 μm or more, preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, still more preferably 300 μm or less, and most preferably 5 μm to 100 μm. If it is a film thickness of the said range, it will not be easily torn at the time of sticking, and sufficient transparency can be ensured. The thickness of the adhesive layer can be measured with a thickness gauge or the like.

一方、多孔質膜の屈折率維持の観点からは接着層の膜厚は3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、15μm以上がさらに好ましく、20μm以上が最も好ましい。
接着層の膜厚をこのように高めにすることにより、接着層に含まれる接着剤の流動性が十分に得られ、その分柔軟性に富み、より優れた粘着力を得ることができる。
同様に、多孔質膜の生産性向上の観点から、接着層の膜厚は通常600μm以下、好ましくは200μm以下、より好ましくは100μm以下であり、特に好ましくは80μm以下であり、最も好ましくは60μm以下である。一般に接着剤、あるいは粘着剤とよばれるものは、膜厚を厚くするほど、内部に溶剤が残留しやすくなる。これを防ぐためには長時間の乾燥が必要になる。したがって、上述の膜厚の上限値以下にすることにより、乾燥時間を短く、乾燥温度を下げられるという生産上の利点が得られる。
On the other hand, from the viewpoint of maintaining the refractive index of the porous film, the thickness of the adhesive layer is preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, still more preferably 15 μm or more, and most preferably 20 μm or more.
By increasing the film thickness of the adhesive layer in this manner, the flowability of the adhesive contained in the adhesive layer can be sufficiently obtained, the flexibility can be enhanced accordingly, and a more excellent adhesive force can be obtained.
Similarly, from the viewpoint of improving the productivity of the porous film, the thickness of the adhesive layer is usually 600 μm or less, preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, particularly preferably 80 μm or less, most preferably 60 μm or less It is. Generally, in the case of an adhesive or a so-called adhesive, as the film thickness increases, the solvent tends to remain inside. In order to prevent this, drying for a long time is required. Therefore, by setting the film thickness to the upper limit value or less, the drying time can be shortened and the drying temperature can be lowered.

〔環境試験前後の反射スペクトルの波長シフト〕
本発明においては、80℃、50%RHで10日間の耐久試験(環境試験)前後での反射スペクトルのシフトが、−30nm以上、200nm以下であることを要件としている。以下この反射スペクトルのピークの波長シフトについて説明する。
多孔質層の上に接着層を形成した直後と耐久試験(環境試験)後の反射スペクトルの400−1000nmの間での、接着層形成直後の反射スペクトルの最小反射率ピークのピーク波長が変化していた場合、その試験後のシフト幅を「ピークシフト」と呼び、試験後にピークが低波長シフトした場合を正にとり、高波長シフトした場合を負にとる(例:耐久試験(環境試験)前に最小反射率波長が650nmで、そのピークが環境試験後に615nmに変化した場合、ピークシフト=650nm − 615nm = +35nm)。
[Wavelength shift of reflection spectrum before and after environmental test]
In the present invention, the shift of the reflection spectrum before and after 10 days of endurance test (environmental test) at 80 ° C. and 50% RH is required to be −30 nm or more and 200 nm or less. The wavelength shift of the peak of this reflection spectrum will be described below.
The peak wavelength of the minimum reflectance peak of the reflection spectrum immediately after the formation of the adhesive layer changes between 400-1000 nm of the reflection spectrum immediately after forming the adhesive layer on the porous layer and after the endurance test (environmental test) If the shift width after the test is called “peak shift”, the case where the peak is shifted to a low wavelength after the test is taken as positive, and the shift to a high wavelength is taken as negative (eg before the endurance test (environmental test) If the minimum reflectance wavelength is 650 nm and its peak changes to 615 nm after environmental testing, peak shift = 650 nm-615 nm = +35 nm).

反射スペクトルのピーク波長は、多孔質層の膜厚に関係しており、ピークシフトが正の場合、膜厚が薄くなったことを意味しており、ピークのシフトの値が負の場合、膜厚が厚
くなったことを意味している。
ピークシフトは、−10nm以上、+10nm以下の範囲であれば、耐久試験(環境試験)の前後で多孔質層がほぼ変化していないことを意味しているため、最も好ましい。
The peak wavelength of the reflection spectrum is related to the film thickness of the porous layer, and when the peak shift is positive, it means that the film thickness becomes thin, and when the value of the peak shift is negative, the film It means that the thickness has increased.
The peak shift in the range of −10 nm or more and +10 nm or less is the most preferable because it means that the porous layer hardly changes before and after the endurance test (environmental test).

ピークシフトが正の場合、200nm以下が好ましく、150nm以下がより好ましく、100nm以下がさらに好ましく、50nm以下がより一層好ましい。多孔質層の基材の反対側の界面近傍は、焼成の際の収縮率が内部よりも高いため、多孔質層の表面近傍、特に多孔質層をガラス等を隣接する層(基材)として、設けた場合には、その反対側、すなわち接着層との界面近傍の細孔の入り口およびその近傍は内部に比べて多少細孔径が拡張されている細孔径拡張領域が生じていると考えられる。ピークシフトが200nm以下の場合は、接着剤が多孔質層の入り口近傍の細孔径拡張領域に浸み込みが起こったものの、細孔径拡張領域で浸み込みが止まったものと考えられる。しかしながら、200nmを超えるピークシフトが生じた場合、細孔径拡張領域を超える範囲での浸み込みが起こったことを意味しており、このような特性を有していると、浸み込みが止まらず、いずれ完全に浸み込んでしまうことが考えられる。さらに、200nmを超えるピークシフトが生じた場合、80℃の環境下で多孔質層に浸み込んだ接着剤が膨張することにより、多孔質層が大きく損傷したり、圧潰したりすることにより、クラックを生じ、ここに接着層から接着剤が浸み込んで、屈折率等の特性を悪化させる。   When the peak shift is positive, 200 nm or less is preferable, 150 nm or less is more preferable, 100 nm or less is more preferable, and 50 nm or less is still more preferable. In the vicinity of the interface on the opposite side of the base of the porous layer, the shrinkage rate at the time of firing is higher than that in the inside, so the vicinity of the surface of the porous layer, in particular the porous layer is made a layer (base) adjacent to glass etc. If provided, the opposite side, that is, the entrance of the pore in the vicinity of the interface with the adhesive layer and its vicinity are considered to have a pore diameter expanded region in which the pore diameter is somewhat expanded compared to the inside . When the peak shift is 200 nm or less, although the adhesive penetrates into the pore diameter expansion region in the vicinity of the inlet of the porous layer, it is considered that the penetration stops in the pore diameter expansion region. However, when a peak shift of more than 200 nm occurs, it means that penetration has occurred in the range beyond the pore diameter expansion region, and with such characteristics, the penetration stops. In addition, it is conceivable that they will completely infiltrate. Furthermore, if a peak shift of more than 200 nm occurs, the adhesive that has penetrated into the porous layer expands under an environment of 80 ° C., causing the porous layer to be greatly damaged or crushed. A crack is generated, and the adhesive penetrates from the adhesive layer to deteriorate the characteristics such as the refractive index.

ピークシフトが負の場合、−30nm以上が好ましく、−20nm以上がより好ましく、−10nm以上がさらに好ましい。ピークシフトがマイナス、特に−30nmより小さい場合、膜厚が厚くなったことになるが、シリカなどの無機系多孔質膜が80℃程度の加熱で膨張することは考えられないので、この場合、理由は不明であるが、例えば細孔径拡張領域に浸み込んでいた接着剤が膨張するなど、膜に何らかの変質が生じたことが予想され、そのため、−30nmよりマイナス方向に大きく変化すると、高温での連続使用の際に一定の品質を保つことができない恐れがある。   When the peak shift is negative, −30 nm or more is preferable, −20 nm or more is more preferable, and −10 nm or more is more preferable. When the peak shift is negative, particularly smaller than -30 nm, the film thickness is increased, but it is not conceivable that the inorganic porous film such as silica is expanded by heating at about 80 ° C., in this case, Although the reason is unknown, it is expected that some deterioration occurs in the film, for example, expansion of the adhesive that has penetrated into the pore diameter expansion region, so if it changes significantly in the negative direction from -30 nm, the high temperature There is a possibility that a constant quality can not be maintained during continuous use.

他方、接着力の観点からは、接着剤が前述の細孔径拡張領域に浸み込むことが好ましいため、ピークシフトを5nm以上とすることが好ましく、より好ましくは15nm以上、最も好ましくは30nm以上である。上限の好ましい範囲は、200nm以下が好ましく、より好ましくは70nm以下、最も好ましくは60nm以下である。耐久試験(環境試験)によるピークシフトは、その接着剤が接着後も多孔質膜の細孔径拡張領域に浸み込むことを意味しているが、一方でその分多孔質膜表面との親和力が高いことを意味しており、結果として接着力を高める効果が期待できる。したがって上記範囲以内のピークシフトならば、本発明にとって好適な範囲で接着力が向上し、かつ屈折率の低さも保つことができるという効果が期待できる。そしてピークシフトを上記範囲とすることにより多孔質層の厚さ方向にも、多孔質層内の横方向にも接着剤が広がりにくく、高温下での使用時にも適している。   On the other hand, it is preferable that the peak shift be 5 nm or more, more preferably 15 nm or more, and most preferably 30 nm or more, because the adhesive preferably penetrates into the above-mentioned pore diameter expanded region from the viewpoint of adhesive strength. is there. The upper limit is preferably 200 nm or less, more preferably 70 nm or less, and most preferably 60 nm or less. The peak shift by the endurance test (environmental test) means that the adhesive penetrates into the pore diameter expansion region of the porous membrane even after bonding, while the affinity with the surface of the porous membrane is It means that it is high, and as a result it can be expected to have the effect of enhancing the adhesive strength. Therefore, if the peak shift is within the above range, it is possible to expect the effect that the adhesion can be improved within the range suitable for the present invention and the low refractive index can be maintained. And by making peak shift into the said range, an adhesive agent does not spread easily also to the thickness direction of a porous layer, and the horizontal direction in a porous layer, and it is suitable also at the time of the use under high temperature.

[多孔質層]
本発明のより好ましい形態としては、多孔質層が可視光に対し、実質的に透明であることであり、具体的には透過率が90%以上であることが好ましい。本発明は多孔質層の低屈折率を維持したまま、他の物質を接着層を介して多孔質層と接着できる。
多孔質層を構成する元素として、陽イオンにケイ素以外を含んでいても良いが、好ましくは陽イオン中、ケイ素が90mol%以上となることが好ましく、より好ましくは95
mol%以上、最も好ましくは不可避不純物や微量添加物を除く残りがケイ素単独であることである。
[Porous layer]
In a more preferred embodiment of the present invention, the porous layer is substantially transparent to visible light, and specifically, the transmittance is preferably 90% or more. In the present invention, other substances can be adhered to the porous layer through the adhesive layer while maintaining the low refractive index of the porous layer.
As an element constituting the porous layer, the cation may contain other than silicon, but preferably the silicon in the cation is preferably 90 mol% or more, more preferably 95
The remainder is mol% or more, most preferably silicon alone, excluding unavoidable impurities and trace additives.

多孔質層の屈折率は1.10以上が好ましく、1.13以上がより好ましく、1.15以上がさらに好ましい。上限としては、1.30以下が好ましく、1.27以下がより好
ましく、1.23以下がさらに好ましい。屈折率が1.15以上であると、本発明で規定する特性を満たす接着層を、比較的容易に、その多孔質層上に設け、かつ十分な接着力が得られるため、好ましい。また屈折率が1.30以下であると、ガラスに対し、屈折率が低くなるため、光学的な効果(全反射のしやすさや、ガラス−多孔質層界面の屈折率差)を得ることができる。一方下限の屈折率1.10以上であると、層として接着層貼り付け時にかかる力や接着層の上に別の層を設けた際に、その荷重に耐える、あるいは温度変化による接着層−多孔質層界面での熱膨張率差による多孔質層破壊が容易に起こらない程度に十分な強度が得られやすいので好ましく、また、接着層の成分が容易に浸入できるほど多孔質層の穴が大きく、あるいは多くなりすぎたりすることも無いため好ましい。
The refractive index of the porous layer is preferably 1.10 or more, more preferably 1.13 or more, and still more preferably 1.15 or more. As an upper limit, 1.30 or less is preferable, 1.27 or less is more preferable, and 1.23 or less is more preferable. It is preferable that the refractive index is 1.15 or more, because an adhesive layer satisfying the characteristics defined in the present invention can be provided relatively easily on the porous layer, and sufficient adhesion can be obtained. Further, when the refractive index is 1.30 or less, the refractive index is lower than that of glass, so that it is possible to obtain an optical effect (easiness of total reflection, refractive index difference of glass-porous layer interface) it can. On the other hand, when the lower limit of the refractive index is 1.10 or more, the force applied at the time of adhesion of the adhesive layer or when another layer is provided on the adhesive layer, withstands the load or the adhesive layer-porous due to temperature change The strength of the porous layer is not easily caused by the difference in the thermal expansion coefficient at the interface of the porous layer, and sufficient strength is easily obtained. It is preferable because it does not increase too much.

また多孔質層の厚さとしては、光学的な効果を発揮し、かつ細孔径拡張領域を有し、そして強度を得るため、50nm以上であることが好ましい。一方厚さの上限に関しては、特に限定されないが、経済性や均一な構造が均一化しやすい範囲として、1mm以下が好ましい。
さらに、接着層を設けた後の積層体の光学的性能・剥離強度の観点からは、250nm以上が好ましく、より好ましくは300nm以上、そして最も好ましくは500nm以上である。また上限値としては3μm以下が好ましく、2μm以下がより好ましく、最も好ましくは1.2μmである。250nm以上とすることにより接着層に極めて微量の低分子量成分や残留溶剤が入った場合の影響、特に屈折率の上昇を防ぐことができ、工業的に好ましい。また、多孔質層は、光学的特性を出すための層であるので、いたずらに厚くするのは無駄である点から上述の上限値以下であることが好ましい。
The thickness of the porous layer is preferably 50 nm or more in order to exert an optical effect, have a pore diameter expanded region, and obtain strength. On the other hand, the upper limit of the thickness is not particularly limited, but 1 mm or less is preferable as a range in which economical efficiency and uniform structure are easily uniformed.
Furthermore, from the viewpoint of the optical performance and peel strength of the laminate after the adhesive layer is provided, it is preferably 250 nm or more, more preferably 300 nm or more, and most preferably 500 nm or more. The upper limit is preferably 3 μm or less, more preferably 2 μm or less, and most preferably 1.2 μm. By setting the thickness to 250 nm or more, it is possible to prevent the influence of a very small amount of low molecular weight components and residual solvent in the adhesive layer, especially the increase of the refractive index, which is industrially preferable. In addition, since the porous layer is a layer for obtaining optical characteristics, it is preferable that the porous layer is equal to or less than the above-mentioned upper limit value from the point of being unnecessarily thick.

このような細孔径拡張領域を有する多孔質層は公知の様々なメソポーラスな多孔質体の製造方法で作成することができ、特に制限はない。単にシリカ粒子を塗布乾燥するタイプでも、乾燥収縮により、細孔径拡張領域は形成されるため、問題ないが、より好ましくは、乾燥後に加熱工程を有し、その際に180℃以上の熱をかけた多孔質層が、細孔径拡張領域が顕著に表れるため好ましい。   The porous layer having such a pore diameter expanded region can be produced by various known methods for producing a mesoporous body, and is not particularly limited. There is no problem even in the type of simply applying and drying silica particles, because the pore diameter expanded region is formed by drying shrinkage, but more preferably, it has a heating step after drying, at which time heat of 180 ° C. or more is applied The porous layer is preferable because the pore diameter expanded region appears notably.

以下に、本発明に好適なメソポーラスな多孔質層の一例として、シリカ多孔質の製造方法の一例を説明するが、本発明に用いるメソポーラス多孔質層は、メソポーラスな多孔質層であれば特に限定されず、またその材質がシリカである場合でも、その製造方法は、以下の方法に限定されるものではない。
尚、メソポーラスとは、多孔質であって、その内部の孔が、2−50nm程度の細孔であるものを意味する。
Hereinafter, an example of a method for producing silica porous will be described as an example of the mesoporous porous layer suitable for the present invention, but the mesoporous layer used in the present invention is particularly limited as long as it is a mesoporous layer. However, even if the material is silica, the manufacturing method is not limited to the following method.
In addition, a mesoporous means what is porous and whose inside pore is a pore of about 2-50 nm.

本発明に用いられるメソポーラス多孔質層として好適なシリカ多孔質から成る層(以下「シリカ多孔質層」ということがある)は、例えば、アルコキシシラン、水、及び有機溶媒を含む組成物を用いて製造される。
本発明に用いられるシリカ多孔質層(以下、単に「シリカ多孔質層」ということがある)を製造するには、まず、原料となる組成物を調合し、これを膜化した後、加熱してシリカ多孔質層を得る。
The layer (hereinafter sometimes referred to as "silica porous layer") made of a silica porous suitable as the mesoporous layer used in the present invention uses, for example, a composition containing alkoxysilane, water, and an organic solvent. Manufactured.
In order to produce the silica porous layer (hereinafter, sometimes referred to simply as "silica porous layer") used in the present invention, first, a composition as a raw material is prepared, formed into a film, and then heated. To obtain a porous silica layer.

通常、アルコキシシラン、水、有機溶媒、必要に応じて鋳型材としての有機ポリマーを含む組成物を基板上に塗布(製膜工程)してシリカ系前駆体膜の層を形成し、必要に応じて有機ポリマーの抽出工程を経てシリカ多孔質層を有する積層体を得る。
また、本発明に用いられるシリカ多孔質層の製造においては、必要に応じて、その他の操作を行なってもよい。即ち、本発明の効果を著しく損なわない限り、以下に説明する各工程の前、工程中及び工程後の任意の段階で、任意の工程を行なってもよい。例えば、本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物の調合中又は調合後に熟成を行なってもよく、硬化後の本発明のシリカ多孔質膜の冷却及び後処理などを行なってもよい。
Usually, a composition containing an alkoxysilane, water, an organic solvent, and, if necessary, an organic polymer as a template material is applied on a substrate (film forming step) to form a layer of a silica-based precursor film, as necessary The organic polymer extraction step is carried out to obtain a laminate having a porous silica layer.
In addition, in the production of the porous silica layer used in the present invention, other operations may be performed as necessary. That is, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, optional steps may be performed before, during, and after each step described below. For example, aging may be performed during or after preparation of the composition used for producing the porous silica membrane of the present invention, and cooling and post-treatment of the porous porous membrane of the present invention after curing may be performed.

{本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物}
まず、本発明に好適なシリカ多孔質層の製造に用いる組成物について、その配合成分、調合方法を説明する。
{Composition used for producing the porous silica membrane of the present invention}
First, with respect to the composition used for producing the porous silica layer suitable for the present invention, its blending components and preparation method will be described.

<アルコキシシラン>
アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン、モノアルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン、トリアルキルアルコキシシラン、これらの加水分解物及び部分縮合物(オリゴマー等)などが挙げられる。
<Alkoxysilane>
Examples of alkoxysilanes include tetraalkoxysilanes, monoalkyltrialkoxysilanes, dialkyldialkoxysilanes, trialkylalkoxysilanes, their hydrolysates and partial condensates (oligomers etc.) and the like.

アルコキシシランは、2種以上併用することが好ましく、また、これらのアルコキシシランの加水分解物及び部分縮合物を含むことが好ましい。アルコキシシランを2種以上併用することにより、その配合比率を制御することにより、形成されるシリカ骨格の強度と屈折率を制御することが可能であるという利点がある。   The alkoxysilane is preferably used in combination of two or more, and preferably contains a hydrolyzate and a partial condensate of these alkoxysilanes. By using two or more kinds of alkoxysilane in combination, there is an advantage that it is possible to control the strength and the refractive index of the formed silica skeleton by controlling the compounding ratio.

(テトラアルコキシシラン)
テトラアルコキシシランの種類に制限は無い。好適なものの例を挙げると、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ(n−プロポキシ)シラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ(n−ブトキシ)シラン、テトラ(t−ブトキシ)シラン、テトラ(n−ペントキシ)シラン、テトラ(イソペントキシ)シランなどが挙げられる。
(Tetraalkoxysilane)
There is no restriction on the type of tetraalkoxysilane. Examples of suitable ones include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra (n-propoxy) silane, tetraisopropoxysilane, tetra (n-butoxy) silane, tetra (t-butoxy) silane, tetra (n-pentoxy) And the like.) Silane, tetra (isopentoxy) silane and the like.

後述の粗乾燥工程におけるシリカ系前駆体膜の安定性の観点では、テトラメトキシシラン及びテトラエトキシシラン並びにそれらの部分縮合物が好ましく、テトラエトキシシランがさらに好ましい。ただし、テトラアルコキシシランは経時的に加水分解及び部分縮合を生じやすいため、テトラアルコキシシランのみを用意した場合でも、通常はそのテトラアルコキシシランの加水分解物及び部分縮合物がテトラアルコキシシランと共存することが多い。   From the viewpoint of the stability of the silica-based precursor film in the rough drying step described later, tetramethoxysilane and tetraethoxysilane and partial condensates thereof are preferable, and tetraethoxysilane is more preferable. However, since tetraalkoxysilane tends to cause hydrolysis and partial condensation over time, even when only tetraalkoxysilane is prepared, the hydrolyzate and partial condensate of the tetraalkoxysilane usually coexist with the tetraalkoxysilane There are many things.

(モノアルキルトリアルコキシシラン)
モノアルキルトリアルコキシシランの種類に制限は無い。好適なものの例を挙げると、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシシラン、トリイソプロポキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリ−n−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリ−n−プロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−プロピルトリ−n−プロポキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリ−n−プロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシランなどが挙げられる。また、ケイ素原子に置換するアルキル基が反応性官能基を有する3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロイロキシプロピルトリメトキシシラン、3−カルボキシプロピルトリメトキシシラン、3−トリハイドロキシシリル−1−プロパン−スルフォン酸などを用いることもできる。
(Monoalkyl trialkoxysilane)
There is no limitation on the type of monoalkyltrialkoxysilane. Examples of suitable ones are trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, triisopropoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltri-n-propoxysilane, methyltriisopropoxysilane Ethyltrimethoxysilane ethyltriethoxysilane ethyltri-n-propoxysilane ethyltriisopropoxysilane n-propyltrimethoxysilane n-propyltriethoxysilane n-propyltri-n-propoxysilane isopropyltriol Methoxysilane, isopropyltriethoxysilane, isopropyltri-n-propoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyltri-n-propoxysilane, phenylate Such as isopropoxycarbonyl silane. In addition, 3-aminopropyltrimethoxysilane, an alkyl group substituted on a silicon atom has a reactive functional group, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3 -Triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane , 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidyloxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 3-carboxypropyltrimethoxysilane, 3-trihydroxysilyl -1- Propane - such as sulfonic acid can also be used.

(ジアルキルジアルコキシシラン)
ジアルキルジアルコキシシランの種類に制限は無い。好適なものの例を挙げると、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルジ−n−プロポキシシラン、メチルジイソプロポキシシラン、エチルジメトキシシラン、エチルジエトキシシラン、エチルジ−n−プロポキシシラン、エチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−プロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジ−n−プロポキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジ−n−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−プロピルエトキシシラン、ジ−n−プロピルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−プロピルジイソプロポキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソプロピルエトキシシラン、ジイソプロピルジ−n−プロポキシシラン、ジイソプロピルジイソプロポキシシラン、ジ−n−ブチルジメトキシシラン、ジ−n−ブチルエトキシシラン、ジ−n−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−n−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルエトキシシラン、ジ−sec−ブチルジ−sec−プロポキシシラン、ジ−sec−ブチルジイソプロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジメトキシシラン、ジ−tert−ブチルエトキシシラン、ジ−tert−ブチルジ−n−プロポキシシラン、ジ−tert−ブチルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジ−n−プロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシランなどが挙げられる。また、ケイ素原子に置換するアルキル基が反応性官能基を有するN−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシランなどを用いることもできる。
(Dialkyldialkoxysilane)
There is no limitation on the type of dialkyldialkoxysilane. Examples of suitable ones are methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, methyldi-n-propoxysilane, methyldiisopropoxysilane, ethyldimethoxysilane, ethyldiethoxysilane, ethyldi-n-propoxysilane, ethyldiisopropoxy Silane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, dimethyldi-n-propoxysilane, dimethyldiisopropoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldi-n-propoxysilane, diethyldiisopropoxysilane, di-n- Propyldimethoxysilane, di-n-propylethoxysilane, di-n-propyldi-n-propoxysilane, di-n-propyldiisopropoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, di- Propylethoxysilane, diisopropyl di-n-propoxysilane, diisopropyl diisopropoxysilane, di-n-butyldimethoxysilane, di-n-butylethoxysilane, di-n-butyldi-n-propoxysilane, di-n-butylsilane Diisopropoxysilane, di-sec-butyldimethoxysilane, di-sec-butylethoxysilane, di-sec-butyldi-sec-propoxysilane, di-sec-butyldiisopropoxysilane, di-tert-butyldimethoxysilane, Di-tert-butylethoxysilane, di-tert-butyldi-n-propoxysilane, di-tert-butyldiisopropoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldi-n-propoxysilane, diphe Such distearate isopropoxycarbonyl silane. In addition, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane or the like in which an alkyl group substituted on a silicon atom has a reactive functional group can also be used.

(トリアルキルアルコキシシラン)
トリアルキルアルコキシシランの種類に制限は無い。好適なものの例を挙げると、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリ−n−プロピルメトキシシラン、トリ−n−プロピルエトキシシランなどが挙げられる。
(Trialkylalkoxysilane)
There is no limitation on the type of trialkylalkoxysilane. Examples of suitable ones include trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, triethylethoxysilane, tri-n-propylmethoxysilane, tri-n-propylethoxysilane and the like.

(他のアルコキシシラン)
アルコキシシランとしては、上記のもの以外に、ビス(トリメトキシシリル)メタン、ビス(トリエトキシシリル)メタン、1,2−ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2−ビス(トリエトキシシリル)エタン、1,4−ビス(トリメトキシシリル)ベンゼン、1,4−ビス(トリエトキシシリル)ベンゼン、1,3,5−トリス(トリメトキシシリル)ベンゼン等の有機残基が2つ以上のトリアルコキシシリル基を結合したものなどを用いることもできる。
(Other alkoxysilanes)
As the alkoxysilane, bis (trimethoxysilyl) methane, bis (triethoxysilyl) methane, 1,2-bis (trimethoxysilyl) ethane, 1,2-bis (triethoxysilyl) ethane other than those described above Trialkoxy with two or more organic residues such as 1,4-bis (trimethoxysilyl) benzene, 1,4-bis (triethoxysilyl) benzene and 1,3,5-tris (trimethoxysilyl) benzene It is also possible to use one having a silyl group bonded thereto.

上記のアルコキシシランの中でも、多孔質構造の骨格を強固にするためには、テトラアルコキシシラン、モノアルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシランが好ましく、テトラアルコキシシランがより好ましい。さらに、多孔質層の耐環境性の観点では、芳香族炭化水素基又は脂肪族炭化水素基を有するモノアルキルトリアルコキシシラン及びジアルキルジアルコキシシランが好ましい。具体的には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエチルシランなどが好ましいものとして挙げられる。   Among the above alkoxysilanes, tetraalkoxysilane, monoalkyltrialkoxysilane, and dialkyldialkoxysilane are preferable and tetraalkoxysilane is more preferable in order to strengthen the skeleton of the porous structure. Furthermore, from the viewpoint of the environmental resistance of the porous layer, monoalkyltrialkoxysilanes and dialkyldialkoxysilanes having an aromatic hydrocarbon group or an aliphatic hydrocarbon group are preferable. Specifically, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethylsilane and the like are mentioned as preferable.

(アルコキシシランの好ましい組み合わせ)
アルコキシシランを2種以上併用する場合、ゾル−ゲル反応の制御という観点では、その組み合わせとしては、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシラン、モノアルキルトリアルコキシシラン同士が好ましく、中でも、テトラアルコキシシランとモノアルキルトリアルコキシシランの組み合わせがより好ましい。テトラアルコシシランによってシリカ骨格が強固になり、モノアルキルトリアルコキシシランによって屈折率を低下させることができる。即ち、両者の配合比率の制御によってシリカ骨格強度と屈折率
の制御が可能となる。また、基材への濡れ性の観点では、テトラアルコキシシランとジアルキルジアルコキシシラン、モノアルキルトリアルコキシシランとジアルキルジアルコキシシランが好ましい。
(Preferred combination of alkoxysilanes)
When two or more alkoxysilanes are used in combination, from the viewpoint of control of the sol-gel reaction, tetraalkoxysilane, monoalkyltrialkoxysilane, and monoalkyltrialkoxysilane are preferable as the combination, and among them, tetraalkoxysilane and More preferred is a combination of monoalkyltrialkoxysilanes. The tetraalkoxysilane can strengthen the silica skeleton and the monoalkyltrialkoxysilane can lower the refractive index. That is, control of the silica skeleton strength and the refractive index becomes possible by control of the blending ratio of the two. Further, from the viewpoint of wettability to a substrate, tetraalkoxysilane and dialkyldialkoxysilane, monoalkyltrialkoxysilane and dialkyldialkoxysilane are preferable.

(アルコキシシランの比率)
2種以上のアルコキシシランを併用する場合、その配合比率は、本発明の効果を著しく損なわない限り特に制限はない。2種のアルコキシシランを併用する場合、例えば、形成されるシリカ体の耐水性の観点から、アルコキシシランのケイ素原子換算で、0.5:9.5〜5:5が好ましく、2:8〜5:5がより好ましく、2.5:7.5〜5:5が最も好ましい。
(Proportion of alkoxysilane)
When two or more alkoxysilanes are used in combination, the compounding ratio is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. When using 2 types of alkoxysilanes together, 0.5: 9.5-5: 5 are preferable in silicon atom conversion of alkoxysilane from a viewpoint of the water resistance of the silica body formed, for example, 2: 8- 5: 5 is more preferable, and 2.5: 7.5-5: 5 is the most preferable.

さらに、多孔質構造の骨格を強固する観点では、テトラアルコキシシランを含むことが有効であり、テトラアルコキシシラン由来のケイ素原子の、全アルコキシシランのケイ素原子に対する割合が、通常0.15(mol/mol)以上、好ましくは0.3(mol/mol)以上、より好ましくは0.35(mol/mol)以上であり、また、通常0.95(mol/mol)以下、好ましくは0.90(mol/mol)以下、より好ましくは0.8(mol/mol)以下である。   Furthermore, from the viewpoint of strengthening the skeleton of the porous structure, it is effective to include a tetraalkoxysilane, and the ratio of the silicon atom derived from tetraalkoxysilane to the silicon atom of all alkoxysilanes is usually 0.15 (mol / l). mol) or more, preferably 0.3 (mol / mol) or more, more preferably 0.35 (mol / mol) or more, and usually 0.95 (mol / mol) or less, preferably 0.90 (mol / mol) or less. or less, more preferably 0.8 (mol / mol) or less.

ここで、全アルコキシシランのケイ素原子とは、組成物に含有される全てのアルコキシシランが有するケイ素原子の数の合計をいう。従って、組成物がアルコキシシラン以外にケイ素原子を有する化合物を含有していたとしても、当該化合物が有するケイ素原子は前記の割合の算出には関与しない。なお、前記のアルコキシシランのケイ素原子の割合は、29Si−NMRにより測定することができる。 Here, the silicon atoms of all the alkoxysilanes refer to the sum of the number of silicon atoms that all the alkoxysilanes contained in the composition have. Therefore, even if the composition contains a compound having a silicon atom in addition to the alkoxysilane, the silicon atom of the compound does not contribute to the calculation of the ratio. In addition, the ratio of the silicon atom of the said alkoxysilane can be measured by < 29 > Si-NMR.

本発明に好適な多孔質層の製造に用いる組成物中には、前述のアルコキシシランを含めて、ケイ素を含有する化合物(ケイ素原子含有化合物)が、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、より好ましくは0.5重量%以上、さらに好ましくは1重量%以上含有されていることが好ましく、また通常50重量%以下、好ましくは30重量%以下、より好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下含有されていることが好ましい。組成物中のケイ素原子含有化合物の含有量が0.01重量%を下回ると、加熱工程において多孔質膜の表面性が悪化し、外観不良になる恐れがある。一方、50重量%を超えると基材の平面性の影響を受けやすくなり、製膜工程におけるゾル−ゲル反応が面方向で不均一になる恐れがある。   In the composition used for producing the porous layer suitable for the present invention, the content of the silicon-containing compound (silicon atom-containing compound) is usually 0.01% by weight or more, preferably 0, including the above-mentioned alkoxysilane. .1 wt% or more, more preferably 0.5 wt% or more, further preferably 1 wt% or more, and usually 50 wt% or less, preferably 30 wt% or less, more preferably 20 wt% % Or less, more preferably 15% by weight or less. If the content of the silicon atom-containing compound in the composition is less than 0.01% by weight, the surface properties of the porous film may be deteriorated in the heating step, and the appearance may be poor. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the base material tends to be influenced by the flatness of the substrate, and there is a possibility that the sol-gel reaction in the film forming process may become uneven in the surface direction.

また、得られるシリカ多孔質層の膜厚制御の観点から、本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物中の前記ケイ素原子含有化合物や下記に説明する鋳型材としての有機ポリマーなどを含む固形分濃度は通常0.02重量%以上であり、好ましくは0.5重量%以上、より好ましくは1重量%以上である。また通常50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、35重量%以下がさらに好ましい。   In addition, from the viewpoint of controlling the thickness of the obtained porous silica layer, the silicon atom-containing compound in the composition used for producing the porous silica layer of the present invention, an organic polymer as a template material described below, etc. The solid concentration is usually 0.02% by weight or more, preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 1% by weight or more. Moreover, 50 weight% or less is preferable normally, 40 weight% or less is more preferable, and 35 weight% or less is more preferable.

<水>
本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物は水を含有する。水はゾル−ゲル反応においては必須であるが、本製造法では組成物の表面張力を制御し、製膜工程において良質なシリカ系前駆体膜を形成する上で重要な役割をする。用いる水の純度には特に制限はないが、通常は、イオン交換及び蒸留のうち、いずれか一方又は両方の処理を施した水を用いればよい。ただし、例えば光学用途積層体のような微小不純物を特に嫌う用途分野に、本発明の積層体を用いる場合には、より純度の高いシリカ多孔質層が望ましいため、蒸留水をさらにイオン交換した超純水を用いることが好ましい。また、不純物の中でも100nm以上のコンタミはゾル−ゲル反応の進行に影響を与える恐れがある。従って、例えば0.01μm〜2.5μmの孔径を有するフィルターを通した水を用いることが好ましい
<Water>
The composition used for producing the porous silica layer of the present invention contains water. Water is essential in the sol-gel reaction, but in the present production method, it plays an important role in controlling the surface tension of the composition and forming a high quality silica precursor film in the film forming process. Although there is no restriction | limiting in particular in the purity of the water to be used, Usually, you may use the water which processed any one or both in ion exchange and distillation. However, in the case of using the laminate of the present invention in a field of application particularly disfavoring minute impurities such as optical use laminates, it is desirable to use a porous silica layer having a higher purity. It is preferable to use pure water. Further, among impurities, contamination of 100 nm or more may affect the progress of the sol-gel reaction. Therefore, it is preferable to use water that has passed through a filter having a pore size of, for example, 0.01 μm to 2.5 μm.

水の使用量は、組成物中の全アルコキシシランのケイ素原子に対する水の割合が、通常1(mol/mol)以上、好ましくは3(mol/mol)以上、より好ましくは5(mol/mol)以上とする。また、通常300(mol/mol)以下、好ましくは200(mol/mol)以下とする。全アルコキシシランのケイ素原子に対する水の割合が前記の範囲内とすることにより、ゾル−ゲル反応のコントロールが容易で、ポットライフも長く、また、均質な多孔質層が形成され、表面が平滑になって耐摩耗性にも優れる。また、前記の範囲とすることにより、この範囲よりも大きいときより、ゾル−ゲル反応が進みやすくなり反応が短い時間で進み、耐水性が向上する。なお、水の量は、カールフィッシャー法(電量滴定法)により算出できる。   The amount of water used is such that the ratio of water to silicon atoms of all alkoxysilanes in the composition is usually 1 (mol / mol) or more, preferably 3 (mol / mol) or more, more preferably 5 (mol / mol) And above. Also, it is usually 300 (mol / mol) or less, preferably 200 (mol / mol) or less. When the ratio of water to silicon atoms of all the alkoxysilanes is in the above range, the control of the sol-gel reaction is easy, the pot life is long, and a homogeneous porous layer is formed, and the surface is smooth. And excellent in wear resistance. In addition, by setting the above-mentioned range, the sol-gel reaction easily progresses, the reaction progresses in a short time, and the water resistance is improved, when larger than this range. The amount of water can be calculated by the Karl Fischer method (coulometric titration method).

<有機溶媒>
本発明に好適なシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物は有機溶媒を含有する。有機溶媒としてはアルコール類が最も適している。アルコール類は、前記アルコキシシラン、その加水分解物、さらには部分縮合物に対して親和性を有するため、シリカ多孔質膜形成中のゾル−ゲル反応を均質に進行させるために好ましい。さらに製膜工程に生じる気−液(組成物)界面、固(基材)−液(組成物)界面において安定した状態を保つことで、良質なシリカ系前駆体膜を形成するために有効である。
<Organic solvent>
The composition used to produce the porous silica membrane suitable for the present invention contains an organic solvent. Alcohols are most suitable as the organic solvent. Alcohols are preferred in order to allow the sol-gel reaction to proceed homogeneously during the formation of the porous silica film, since they have an affinity for the alkoxysilane, its hydrolyzate, and partial condensates. Further, by maintaining a stable state at the gas-liquid (composition) interface and the solid (base material) -liquid (composition) interface generated in the film forming step, it is effective to form a high quality silica precursor film. is there.

アルコール類の種類に制限は無い。好適なものの例を挙げると、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−プロパノール、2−メチル−1−ブタノール、3−メチル−1−ブタノール、2−メチル−2−ブタノール、3−メチル−2−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、2−エトキシエタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどの1価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどの2価アルコール、グリセリンなどの3価アルコール、シクロヘキサノールなどの脂環式アルコール、ベンジルアルコールなどの芳香族アルコールなどが挙げられる。なお、これらの1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   There is no restriction on the type of alcohol. Examples of suitable ones are methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl -1-propanol, 2-methyl-1-butanol, 3-methyl-1-butanol, 2-methyl-2-butanol, 3-methyl-2-butanol, 2, 2-dimethyl-1-propanol, 1-hexanol Monohydric alcohols such as 2-hexanol, 3-hexanol, ethylene glycol monomethyl ether, 2-ethoxyethanol, propylene glycol monomethyl ether, dihydric alcohols such as ethylene glycol and diethylene glycol, trihydric alcohols such as glycerin, cyclohexanol and the like Alicyclic Alcohol, and other aromatic alcohols such as benzyl alcohol. One of these may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.

これらの中でも、含有するアルコキシシランの加水分解反応の進行の観点から1価アルコール、2価アルコールが好ましく、1価アルコールがより好ましい。また、得られるシリカ多孔質層の表面性の観点から、メタノール、エタノール、1−プロパノール、t−ブタノール、2−プロパノール、2−メチル−1−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、エチルアセテート、酢酸メチル、イソブチルアセテートなどが好ましい。従って、これらの中から選ばれる少なくとも1種を用いることが好ましい。   Among these, monohydric alcohols and dihydric alcohols are preferable, and monohydric alcohols are more preferable, from the viewpoint of the progress of the hydrolysis reaction of the contained alkoxysilane. In addition, from the viewpoint of the surface properties of the obtained silica porous layer, methanol, ethanol, 1-propanol, t-butanol, 2-propanol, 2-methyl-1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, ethyl acetate , Methyl acetate, isobutyl acetate and the like are preferable. Therefore, it is preferable to use at least one selected from these.

また、多孔質層の製造工程におけるシリカ系前駆体層の構造形成を容易にし、基材との濡れ性向上の観点から、用いる有機溶媒の沸点は110℃以下が好ましく、100℃以下がより好ましく、90℃以下がさらに好ましい。このようなものとして、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、t−ブタノール、2−プロパノールなどが好ましい。一方、加熱工程において多孔質構造の変形を抑制する観点から、有機溶媒の沸点は100℃以上が好ましく、110℃以上がより好ましく、120℃以上がより好ましい。このようなものとしては例えば、2−メチル−1−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノールが好ましい。   In addition, the boiling point of the organic solvent used is preferably 110 ° C. or less, more preferably 100 ° C. or less, in order to facilitate the formation of the structure of the silica-based precursor layer in the production process of the porous layer and to improve the wettability with the substrate. And 90 ° C. or less are more preferable. As such a thing, methanol, ethanol, 1-propanol, t-butanol, 2-propanol etc. are preferable, for example. On the other hand, from the viewpoint of suppressing deformation of the porous structure in the heating step, the boiling point of the organic solvent is preferably 100 ° C. or more, more preferably 110 ° C. or more, and more preferably 120 ° C. or more. As such a thing, 2-methyl- 1-propanol, 1-butanol, 1-pentanol is preferable, for example.

さらに上記の沸点が異なるアルコール類を混合して用いてもよく、その際、各工程における共沸を抑制するために、組み合わせるアルコール類の沸点の差は5℃以上であること
が好ましく、10℃以上がより好ましく、20℃以上がさらに好ましい。また、全アルコール類に対する高沸点側のアルコール類の割合は、通常5重量%以上であり、好ましくは10重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは60重量%以上、特に好ましくは80重量%以上とする。なお、当該割合の上限は通常98重量%である。この範囲にすることにより、得られるシリカ多孔質層の表面の平滑性が向上する。
Furthermore, the above-mentioned alcohols having different boiling points may be mixed and used, and in that case, the difference in the boiling points of the alcohols to be combined is preferably 5 ° C. or more, 10 ° C. in order to suppress the azeotrope in each step. The above is more preferable, and 20 ° C. or more is more preferable. The ratio of the high boiling point alcohol to the total alcohol is usually 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, still more preferably 60% by weight or more, particularly preferably 80% by weight or more. The upper limit of the ratio is usually 98% by weight. By setting this range, the smoothness of the surface of the obtained silica porous layer is improved.

本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物には、上記アルコール類以外の有機溶媒を含有してもよい。例えば、後述の基材との濡れ性や製膜工程における造膜性をより向上させるために、アルコール類以外の有機溶媒を用いることができる。
好適な有機溶媒の例を挙げると、酢酸メチル、エチルアセテート、イソブチルアセテート、エチ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メチルエーテルアセテート等のエーテル類又はエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−エチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N−ホルミルモルホリン、N−アセチルモルホリン、N−ホルミルピペリジン、N−アセチルピペリジン、N−ホルミルピロリジン、N−アセチルピロリジン、N,N’−ジホルミルピペラジン、N,N’−ジホルミルピペラジン、N,N’−ジアセチルピペラジン等のアミド類;Y−ブチロラクトン等のラクトン類;テトラメチルウレア、N,N’−ジメチルイミダゾリジン等のウレア類;ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。
The composition used for producing the porous silica layer of the present invention may contain an organic solvent other than the above-mentioned alcohols. For example, in order to improve the wettability with the below-mentioned base material and the film forming property in a film forming process, organic solvents other than alcohol can be used.
Examples of suitable organic solvents include ethers or esters such as methyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, ethylene glycol dimethyl ether and propylene glycol methyl ether acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; formamide, N-methyl formamide N-ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N-ethylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N -Formyl morpholine, N-acetyl morpholine, N-formyl piperidine, N-acetyl piperidine, N-formyl pyrrolidine, N-acetyl pyrrolidine, N, N'- diformyl piperazine, N, N Amides such as' -diformyl piperazine and N, N'-diacetyl piperazine; Lactones such as Y-butyrolactone; Ureas such as tetramethyl urea and N, N'-dimethyl imidazolidine; dimethyl sulfoxide and the like.

有機溶媒の使用量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物中の含有量として、通常0.05重量%以上、中でも0.1重量%以上が好ましく、1重量%以上がより好ましく、10重量%以上がさらに好ましい。また、通常50重量%以下、中でも40重量%以下が好ましく、30重量%以下がより好ましい。有機溶媒の使用量をこの範囲にすることで、多孔質層を安定して製造することができる。   The amount of the organic solvent used is optional as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but the content in the composition used for producing the porous silica layer of the present invention is usually 0.05% by weight or more. 1% by weight or more is preferable, 1% by weight or more is more preferable, and 10% by weight or more is more preferable. Also, the content is usually 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, and more preferably 30% by weight or less. By setting the amount of the organic solvent to be in this range, the porous layer can be stably produced.

<触媒>
本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物には触媒を含有していてもよく、触媒としては、例えば上述したアルコキシシランの加水分解及び脱水縮合反応を促進させる物質を任意に用いることができる。
その例を挙げると、フッ酸、燐酸、ホウ酸、塩酸、硝酸、硫酸、ギ酸、酢酸、シュウ酸、マレイン酸、メチルマロン酸、ステアリン酸、リノレン酸、安息香酸、フタル酸、クエン酸、コハク酸、乳酸、リンゴ酸、マンデル酸、ピルビン酸、マロン酸、アジピン酸、グルタル酸、サリチル酸、アコニット酸などの酸類;アンモニア、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類;水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の塩基性アンモニウム塩類;ピリジンなどの塩基類;アルミニウムのアセチルアセトン錯体などのルイス酸類;その他、酸性及び塩基性のアミノ酸類などが挙げられる。
<Catalyst>
The composition used for the production of the porous silica layer of the present invention may contain a catalyst. As the catalyst, for example, a substance that promotes the hydrolysis and dehydration condensation reaction of the alkoxysilane described above may optionally be used it can.
For example, hydrofluoric acid, phosphoric acid, boric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, formic acid, acetic acid, oxalic acid, maleic acid, methyl malonic acid, stearic acid, linolenic acid, benzoic acid, phthalic acid, citric acid, succinic acid Acids such as lactic acid, malic acid, mandelic acid, pyruvic acid, malonic acid, adipic acid, glutaric acid, glialic acid, salicylic acid, aconitic acid; amines such as ammonia, butylamine, dibutylamine and triethylamine; tetramethylammonium hydroxide, water Basic ammonium salts such as tetraethylammonium oxide, tetrapropylammonium hydroxide and tetrabutylammonium hydroxide; bases such as pyridine; Lewis acids such as acetylacetone complex of aluminum; and other such as acidic and basic amino acids .

また、触媒の例としては、金属キレート化合物も挙げられる。この金属キレート化合物の金属種としては、例えば、チタン、アルミニウム、ジルコニウム、スズ、アンチモン等が挙げられる。金属キレート化合物の具体例としては、以下のようなものが挙げられる。
アルミニウム錯体としては、例えば、ジ−エトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−イソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−プロポキ
シ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)アルミニウム、トリス(アセチルアセトナート)アルミニウム、ジエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、ジ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、モノ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)アルミニウム、トリス(エチルアセトアセテート)アルミニウム等のアルミニウムキレート化合物等を挙げることができる。
In addition, examples of the catalyst also include metal chelate compounds. Examples of the metal species of the metal chelate compound include titanium, aluminum, zirconium, tin, antimony and the like. As specific examples of the metal chelate compound, the following may be mentioned.
As an aluminum complex, for example, di-ethoxy mono (acetylacetonato) aluminum, di-n-propoxy mono (acetylacetonato) aluminum, di-isopropoxy mono (acetylacetonato) aluminum, di-n- Butoxy mono (acetylacetonato) aluminum, di-sec-butoxy mono (acetylacetonato) aluminum, di-tert-butoxy mono (acetylacetonato) aluminum, monoethoxy bis (acetylacetonato) aluminum, mono N-propoxy bis (acetylacetonato) aluminum, monoisopropoxy bis (acetylacetonato) aluminum, mono n-butoxy bis (acetylacetonato) aluminum, mono-sec-buto Di-bis (acetylacetonato) aluminum, mono-tert-butoxy-bis (acetylacetonato) aluminum, tris (acetylacetonato) aluminum, diethoxy mono (ethylacetoacetate) aluminum, di-n-propoxy mono ( Ethylacetoacetate) Aluminum, diisopropoxy mono (ethylacetoacetate) aluminum, di-n-butoxy mono (ethylacetoacetate) aluminum, di-sec-butoxy mono (ethylacetoacetate) aluminum, di-tert- Butoxy mono (ethylacetoacetate) aluminum, monoethoxy bis (ethylacetoacetate) aluminum, mono-n-propoxy bis (ethylacetoacetate) aluminum, mono Sopropoxy.bis (ethylacetoacetate) aluminum, mono-n-butoxy.bis (ethylacetoacetate) aluminum, mono-sec-butoxy.bis (ethylacetoacetate) aluminum, mono-tert-butoxy.bis (ethylacetoacetate) Aluminum chelate compounds such as aluminum and tris (ethylacetoacetate) aluminum can be mentioned.

チタン錯体としては、トリエトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(アセチルアセトナート)チタン、モノエトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(アセチルアセトナート)チタン、テトラキス(アセチルアセトナート)チタン、トリエトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−プロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリイソプロポキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−n−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−sec−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、トリ−tert−ブトキシ・モノ(エチルアセトアセテート)チタン、ジエトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−プロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジイソプロポキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−n−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−sec−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、ジ−tert−ブトキシ・ビス(エチルアセトアセテート)チタン、モノエトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−プロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノイソプロポキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−n−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−sec−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ−tert−ブトキシ・トリス(エチルアセトアセテート)チタン、テトラキス(エチルアセトアセテート)チタン、モノ(アセチルアセトナート)トリス(エチルアセトアセテート)チタン、ビス(アセチルアセトナート)ビス(エチルアセトアセテート)チタン、トリス(アセチルアセトナート)モノ(エチルアセトアセテート)チタン等を挙げることができる。   Examples of titanium complexes include triethoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-n-propoxy mono (acetylacetonato) titanium, triisopropoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-n-butoxy mono (acetyl) Acetonato) titanium, tri-sec-butoxy mono (acetylacetonato) titanium, tri-tert-butoxy mono (acetylacetonato) titanium, diethoxy bis (acetylacetonato) titanium, di-n-propoxy bis (Acetylacetonato) titanium, diisopropoxy.bis (acetylacetonato) titanium, di-n-butoxy.bis (acetylacetonato) titanium, di-sec-butoxy.bis (acetylacetonato) titanium, di-tert. -Butoxy, bis (ace Ruacetonato) titanium, monoethoxy tris (acetylacetonato) titanium, mono-n-propoxy tris (acetylacetonato) titanium, monoisopropoxy tris (acetylacetonato) titanium, mono-n-butoxy tris (acetyl) Acetonato) titanium, mono-sec-butoxy tris (acetylacetonate) titanium, mono-tert-butoxy tris (acetylacetonato) titanium, tetrakis (acetylacetonato) titanium, triethoxy mono (ethylacetoacetate) titanium Tri-n-propoxy mono (ethylacetoacetate) titanium, triisopropoxy mono (ethylacetoacetate) titanium, tri-n-butoxy mono (ethylacetoacetate) titanium, tri-sec-b X-mono (ethylacetoacetate) titanium, tri-tert-butoxy mono (ethylacetoacetate) titanium, diethoxy bis (ethylacetoacetate) titanium, di-n-propoxy bis (ethylacetoacetate) titanium, diiso Propoxy-bis (ethylacetoacetate) titanium, di-n-butoxy-bis (ethylacetoacetate) titanium, di-sec-butoxy-bis (ethylacetoacetate) titanium, di-tert-butoxy-bis (ethylacetoacetate) Titanium, monoethoxy tris (ethylacetoacetate) titanium, mono-n-propoxy tris (ethylacetoacetate) titanium, monoisopropoxy tris (ethylacetoacetate) titanium, mono-n-butoxy tris (ethylaceto) Acetate) Titanium, mono-sec-butoxy tris (ethylacetoacetate) titanium, mono-tert-butoxy tris (ethylacetoacetate) titanium, tetrakis (ethylacetoacetate) titanium, mono (acetylacetonato) tris (ethylacetoate) Acetate) titanium, bis (acetylacetonato) bis (ethylacetoacetate) titanium, tris (acetylacetonato) mono (ethylacetoacetate) titanium and the like can be mentioned.

上述したものの中でも、アルコキシシラン化合物の加水分解及び脱水縮合反応をより容
易に制御するためには、酸類若しくは金属キレート化合物が好ましく、酸類がさらに好ましい。なお、触媒は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
触媒の使用量は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物中のアルコキシシランに対して、通常0.001mol倍以上、中でも0.003mol倍以上、特には0.005mol倍以上が好ましく、また、通常0.8mol倍以下、中でも0.5mol倍以下、特には0.1mol倍以下が好ましい。触媒の使用量をこの範囲にすることで、加水分解反応が適度に進み、製造後にシリカ多孔質層中にシラノール基などの活性基が少なくなり、シリカ多孔質層の耐水性が向上し、反応制御が容易になり、製造中に触媒濃度が更に高くなることで、シリカ多孔質層の表面性が向上する。
Among the above-mentioned ones, in order to control the hydrolysis and dehydration condensation reaction of the alkoxysilane compound more easily, acids or metal chelate compounds are preferable, and acids are more preferable. In addition, only 1 type may be used for a catalyst and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and ratios.
The amount of the catalyst used is optional, as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but the amount is usually 0.001 mol or more, preferably 0. 1 to 10 mol per alkoxysilane in the composition used for producing the porous silica membrane of the present invention. The amount is preferably 003 mol or more, particularly preferably 0.005 mol or more, and usually 0.8 mol or less, preferably 0.5 mol or less, particularly preferably 0.1 mol or less. By setting the amount of the catalyst used in this range, the hydrolysis reaction proceeds appropriately, and after the preparation, active groups such as silanol groups decrease in the porous silica layer, the water resistance of the porous silica layer is improved, and the reaction Control is facilitated, and the surface concentration of the porous silica layer is improved by further increasing the catalyst concentration during production.

<pH>
本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物は、造膜性の観点で、pHが6以下であることが好ましい。組成物のpHはより好ましくは5.5以下、さらに好ましくは5.0以下、特に好ましくは4.5以下である。この範囲にすることで、本発明のシリカ多孔質膜の製造時に後述の基材の表面改質を同時に行うことができ、より造膜性が向上する傾向になる。
<PH>
The composition used for producing the porous silica layer of the present invention preferably has a pH of 6 or less from the viewpoint of film formation. The pH of the composition is more preferably 5.5 or less, still more preferably 5.0 or less, and particularly preferably 4.5 or less. By setting it in this range, the surface modification of the below-mentioned base material can be performed simultaneously at the time of manufacture of the silica porous membrane of the present invention, and the film forming property tends to be further improved.

<その他>
本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物には、上述したアルコキシシラン、水、有機溶媒、触媒以外の成分を含有していても良い。また、当該成分は1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(有機ポリマー)
本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物は、鋳型材として有機ポリマーを含有していてもよく、有機ポリマーを含有する組成物を基材に塗布してシリカ系前駆体膜を形成した後、抽出工程で有機ポリマーの全部又は一部を除去することで、より高い空隙率を有するシリカ多孔質膜が得られる。
<Others>
The composition used for producing the porous silica membrane of the present invention may contain components other than the above-mentioned alkoxysilane, water, organic solvent and catalyst. Moreover, the said component may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
(Organic polymer)
The composition used for producing the porous silica membrane of the present invention may contain an organic polymer as a template material, and the composition containing the organic polymer was applied to a substrate to form a silica-based precursor film Thereafter, by removing all or part of the organic polymer in the extraction step, a porous silica membrane having higher porosity can be obtained.

多孔質構造形成の観点から、用いる有機ポリマーの数平均分子量は、通常500以上であり、1,000以上が好ましく、2,000以上がより好ましく、5,000以上が特に好ましい。数平均分子量をこの範囲にすることにより、得られるシリカ多孔質層の多孔度を高く維持することが容易になり、低屈折率なシリカ多孔質層を安定して製造することができる。一方、有機ポリマーの数平均分子量の上限に制限はないが、通常100,000以下、好ましくは70,000以下、より好ましくは40,000以下である。数平均分子量をこの範囲にすることで組成物の増粘を防ぎ、造膜性が向上する。   From the viewpoint of forming a porous structure, the number average molecular weight of the organic polymer used is usually 500 or more, preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, and particularly preferably 5,000 or more. By making the number average molecular weight in this range, it becomes easy to maintain high porosity of the obtained silica porous layer, and it is possible to stably produce a low refractive index silica porous layer. While the upper limit of the number average molecular weight of the organic polymer is not limited, it is usually 100,000 or less, preferably 70,000 or less, and more preferably 40,000 or less. By making the number average molecular weight in this range, thickening of the composition is prevented, and the film forming property is improved.

有機ポリマーの種類は本発明の効果を著しく損なわない限り特に制限はないが、例えば、(メタ)アクリレート系高分子、ポリアンハイドライド系高分子、ポリエーテル系高分子、ポリカーボネート系高分子、ポリエステル系高分子等の有機高分子が挙げられる。
(メタ)アクリレート系高分子は、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、それらの誘導体より構成される。具体例として、ジエチレングリコールアクリレート、ジプロピレングリコールアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、アクリルアミド、ビニルピリジン、N−メチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジエチレングリコールメタクリレート、ジプロピレングリコールメタクリレート、メトキシジエチレングリコールメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、アミルアクリレート、2−メトキシプロピルアクリレート、2−エトキシプロピルアクリレート
、2−エチルヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、アミルメタクリレート、2−メトキシプロピルメタクリレート、2−エトキシプロピルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The type of organic polymer is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, (meth) acrylate polymers, polyanhydride polymers, polyether polymers, polycarbonate polymers, polyester polymers And organic polymers such as molecules.
The (meth) acrylate polymer is composed of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, and derivatives thereof. Specific examples include diethylene glycol acrylate, dipropylene glycol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, acrylamide, vinyl pyridine, N-methyl acrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, diethylene glycol methacrylate, dipropylene glycol methacrylate, methoxy Diethylene glycol methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, methacrylamide, N-methyl methacrylamide, N, N-dimethyl methacrylamide, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, amyl acrylate, 2-methoxypropyl acrylate, 2-Ethoxypropyl Aclay , 2-ethylhexyl acrylate, benzyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, amyl methacrylate, 2-methoxypropyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, benzyl methacrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリアンハイドライド系高分子は、炭素数2以上の脂肪族ジカルボン酸から得られる。具体例として、ポリマロニックアンハイドライド、ポリスクシニックアンハイドライド、ポリオキサリックアンハイドライド、ポリグルタリックアンハイドライド等、それらのメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The polyanhydride polymer is obtained from an aliphatic dicarboxylic acid having 2 or more carbon atoms. Specific examples thereof include polymalonic anhydride, polysuccinic anhydride, polyoxalic anhydride, polyglutaric anhydride, etc., and their methyl esters, ethyl esters, propyl esters and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリエーテル系高分子は、炭素数2以上のポリアルキレングリコール化合物から構成される。具体例として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリトリメチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリペンタメチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリエチレングリコール−ポリテトラメチレングリコールブロック共重合体、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール−ポリエチレングリコールブロック共重合体等、それらのメチルエーテル、エチルエーテル;ポリエチレングリコールモノ−p−メチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノ−p−エチルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールモノ−p−プロピルフェニルエーテル、それらのメチルエーテル、エチルエーテル;ポリエチレングリコールモノペンタン酸エステル、ポリエチレングリコールモノヘキサン酸エステル、ポリエチレングリコールモノヘプタン酸エステル、それらのメチルエーテル、エチルエーテル等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The polyether polymer is composed of a polyalkylene glycol compound having 2 or more carbon atoms. Specific examples include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytrimethylene glycol, polytetramethylene glycol, polypentamethylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyethylene glycol-polytetramethylene glycol block copolymer, polyethylene glycol- Polypropylene glycol-polyethylene glycol block copolymers and the like, methyl ethers thereof, ethyl ethers; polyethylene glycol mono-p-methylphenyl ether, polyethylene glycol mono-p-ethylphenyl ether, polyethylene glycol mono-p-propylphenyl ether, etc. Methyl ether, ethyl ether; polyethylene glycol monopentanoic acid Ester, polyethylene glycol mono-hexanoic acid ester, polyethylene glycol mono-heptanoic acid esters, their methyl ether, ethyl ether, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

ポリカーボネート系高分子は、炭素数2以上の脂肪族ポリカーボネートであり、具体例として、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ポリトリメチレンカーボネート、ポリペンタメチレンカーボネート、それらのメチルエーテル、エチルエーテルが挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリエステル系高分子は炭素数2以上の脂肪族鎖及びエステル結合からなる化合物で構成されている。具体例として、ポリエチレンオキサレート、ポリエチレンマロネート、ポリエチレンスクシネート、ポリエチレングリタレート、ポリプロピレンオキサレート、ポリプロピレンマロネート、ポリプロピレンスクシネート、ポリプロピレングリタレート、これらのメチルエーテル、エチルエーテル、プロピルエーテル等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The polycarbonate-based polymer is an aliphatic polycarbonate having 2 or more carbon atoms, and specific examples thereof include polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, polytrimethylene carbonate, polypentamethylene carbonate, methyl ether thereof and ethyl ether thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
The polyester-based polymer is composed of a compound comprising an aliphatic chain having 2 or more carbon atoms and an ester bond. Specific examples thereof include polyethylene oxalate, polyethylene malonate, polyethylene succinate, polyethylene glitalate, polypropylene oxalate, polypropylene malonate, polypropylene succinate, polypropylene glitalate, methyl ether thereof, ethyl ether, propyl ether etc. It can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物のポットライフ、製膜工程におけるシリカ系前駆体膜の安定性の観点から、有機ポリマーとしては、(メタ)アクリル系高分子、ポリエーテル系高分子が好ましく、ポリエーテル系高分子がより好ましい。中でも加水分解基含有シランとの親和性の観点から、ポリエーテル系高分子を構成する繰り返し単位のアルキレングリコール化合物の炭素数が2〜4のものが好ましく、2若しくは3のものがより好ましい。   From the viewpoint of the pot life of the composition used for producing the porous silica membrane of the present invention and the stability of the silica precursor film in the film forming process, as the organic polymer, (meth) acrylic polymers, polyether polymers Molecules are preferred, and polyether polymers are more preferred. Among them, from the viewpoint of the affinity with the hydrolyzable group-containing silane, the alkylene glycol compound of the repeating unit constituting the polyether polymer preferably has 2 to 4 carbon atoms, and more preferably 2 or 3 carbon atoms.

さらにシリカ系前駆体膜の構造を製膜工程から加熱工程まで安定に維持するためには、有機ポリマーとしては、炭素数の異なるアルキレングリコール化合物を組み合わせた共重合体が好ましい。この際、アルキレングリコール化合物の合計に占める炭素数の少ない、つまり加水分解基含有シランのシラノール基との親和性の高いアルキレングリコール化合物の含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常20重量%以上、好ましくは23重量%以上、より好ましくは25重量%以上であり、また、通常100重量%以下、好ましくは90重量%以下、より好ましくは85重量%以下である。上記の
範囲に収めることで、加水分解基含有シランのゾル−ゲル反応中において形成される加水分解基含有シランの加水分解物や縮合物に対して、鋳型材としての有機ポリマーがさらに安定に存在することができる。
Furthermore, in order to stably maintain the structure of the silica-based precursor film from the film forming step to the heating step, as the organic polymer, a copolymer obtained by combining alkylene glycol compounds having different carbon numbers is preferable. At this time, the content of the alkylene glycol compound having a small number of carbon atoms in the total of the alkylene glycol compound, that is, the content of the alkylene glycol compound having high affinity with the silanol group of the hydrolyzable group-containing silane is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, it is usually 20 wt% or more, preferably 23 wt% or more, more preferably 25 wt% or more, and is usually 100 wt% or less, preferably 90 wt% or less, more preferably 85 wt% or less. Within the above range, the organic polymer as a template material is more stably present against the hydrolyzate or condensate of the hydrolyzable group-containing silane formed in the sol-gel reaction of the hydrolyzable group-containing silane. can do.

有機ポリマーを用いる場合、本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物の有機ポリマーの含有量は、0.1重量%以上であることが好ましく、0.5重量%以上であることがより好ましく、1.2重量%以上がさらに好ましく、1.4重量%以上が特に好ましい。組成物中の有機ポリマーの含有量がこの下限以上であれば製膜工程における加水分解基含有シランのゾル−ゲル反応を安定にすることができる。組成物中の有機ポリマーの含有量の上限に制限はないが、50重量%以下が好ましく、40重量%以下がより好ましく、30重量%以下が特に好ましい。この上限値を超えないことで、組成物の増粘を防ぎ、造膜性が向上する。   When an organic polymer is used, the content of the organic polymer in the composition used for producing the porous silica membrane of the present invention is preferably 0.1% by weight or more, and more preferably 0.5% by weight or more. Preferably, 1.2% by weight or more is more preferable, and 1.4% by weight or more is particularly preferable. When the content of the organic polymer in the composition is at least the lower limit, the sol-gel reaction of the hydrolyzable group-containing silane in the film forming step can be stabilized. Although the upper limit of the content of the organic polymer in the composition is not limited, 50% by weight or less is preferable, 40% by weight or less is more preferable, and 30% by weight or less is particularly preferable. By not exceeding this upper limit, thickening of the composition is prevented, and the film forming property is improved.

(界面活性剤)
本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物には、本発明の効果を著しく損なわない限り、界面活性剤を含有してもよく、特に基材の大面積化においては、界面活性剤を添加することで造膜性が著しく向上する場合がある。界面活性剤としては公知の何れを用いることもでき、その種類、組み合わせ、比率には特に制限はなく、以下の2種以上の界面活性剤を用いてもよい。
(Surfactant)
The composition used for the production of the porous silica layer of the present invention may contain a surfactant as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Film formation may be significantly improved by the addition. As the surfactant, any of known ones may be used, and the kind, combination, and ratio thereof are not particularly limited, and the following two or more surfactants may be used.

界面活性剤の具体的な例として、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリイソブチレングリコールなどのノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、親油基がフッ化炭素基のフッ素系界面活性剤、親油基がシロキサン鎖のシリコーン系界面活性剤、親油基がアルキル基の界面活性剤等が挙げられる。界面活性剤は組成物の造膜性の点で、これらのうちの2種以上が選択されることが好ましく、中でもノニオン系界面活性剤とフッ素系界面活性剤(特にパーフルオロアルキル基を含有するもの)との組合せ、及びノニオン系界面活性剤とシリコーン系界面活性剤(特にシロキサン結合を含有するもの)との組合せから選択されることが好ましい。これらの界面活性剤の親水基は、例えば、水酸基、カルボニル基、カルボキシル基等が好ましい。またポリエーテル、ポリグリセリン等も好ましい。   Specific examples of the surfactant include nonionic surfactants such as polyethylene glycol, polypropylene glycol and polyisobutylene glycol, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and lipophilic groups Examples thereof include fluorocarbon surfactants having a carbon group, silicone surfactants having an oleophilic group of a siloxane chain, and surfactants having an oleophilic group of an alkyl group. The surfactant is preferably selected from two or more of them from the viewpoint of the film forming property of the composition, and among them, a nonionic surfactant and a fluorosurfactant (especially containing a perfluoroalkyl group) And the combination of the nonionic surfactant and the silicone surfactant (in particular, those containing a siloxane bond). The hydrophilic group of these surfactants is preferably, for example, a hydroxyl group, a carbonyl group or a carboxyl group. Also, polyether, polyglycerin and the like are preferable.

フッ素系界面活性剤として、例えば、ヘキサエチレングリコール(1,1,2,2,3,3−ヘキサフロロペンチル)エーテル、1,1,2,2−テトラフロロオクチル(1,1,2,2、−テトラフロロプロピル)エーテル、パーフロロドデシルスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
また、シリコーン系界面活性剤として、例えばSH21シリーズ、SH28シリーズ(東レ・ダウコーニング株式会社)などが挙げられる。
As a fluorochemical surfactant, for example, hexaethylene glycol (1,1,2,2,3,3-hexafluoropentyl) ether, 1,1,2,2-tetrafluorooctyl (1,1,2,2 And-tetrafluoropropyl) ether, sodium perfluorododecyl sulfonate and the like.
Moreover, as silicone type surfactant, SH21 series, SH28 series (Toray Dow Corning Co., Ltd.) etc. are mentioned, for example.

本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物中の界面活性剤の含有量は、組成物中の全加水分解基含有シランのケイ素原子に対する界面活性剤の割合として、得られるシリカ多孔質膜の表面性の観点から、通常0.001(mol/mol)以上、好ましくは0.002(mol/mol)以上、より好ましくは0.003(mol/mol)以上であり、また、通常0.05(mol/mol)以下、好ましくは0.04(mol/mol)以下、より好ましくは0.03(mol/mol)以下である。   The content of the surfactant in the composition used for producing the porous silica membrane of the present invention is the obtained porous silica membrane as the ratio of the surfactant to the silicon atoms of the total hydrolyzable group-containing silane in the composition. From the viewpoint of the surface properties of the above, it is usually 0.001 (mol / mol) or more, preferably 0.002 (mol / mol) or more, more preferably 0.003 (mol / mol) or more, and usually 0. It is at most 05 (mol / mol), preferably at most 0.04 (mol / mol), more preferably at most 0.03 (mol / mol).

<組成物の調合>
上述した組成物を構成する各成分を混合して、本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物を調合する。この際、各成分の混合の順番に制限は無い。また、各成分は、全量を一回で混合しても良く、2回以上に分けて連続又は断続的に混合しても良い。
ただし、従来、制御困難とされているゾル−ゲル反応を制御して、組成物をより工業的
に有利に調合するためには、以下の要領で混合することが好ましい。即ち、アルコキシシラン、水、溶媒、触媒を混合し、その混合物(以下、「アルコキシシラン混合物」と称す場合がある。)を一定のゾル−ゲル反応(熟成)させることでアルコキシシランをある程度加水分解及び脱水重縮合させる。そして、鋳型材として有機ポリマーを用いる場合は、アルコキシシラン混合物に有機ポリマーを混合して組成物を調合する。これにより、ゾル−ゲル反応条件下で、シランと鋳型材としての有機ポリマーとの親和性を維持することができる。なお、熟成は前記の混合物と有機ポリマーとを混合した後で行なってもよい。
<Composition of composition>
Each component which comprises the composition mentioned above is mixed, and the composition used for manufacture of the silica porous layer of this invention is prepared. At this time, the order of mixing the respective components is not limited. Moreover, each component may mix the whole amount at once, may divide it into 2 or more times, and may mix it continuously or intermittently.
However, in order to control the sol-gel reaction, which is conventionally considered to be difficult to control, to prepare the composition more industrially and advantageously, it is preferable to mix in the following manner. That is, the alkoxysilane is mixed with water, a solvent, and a catalyst, and the mixture (hereinafter sometimes referred to as "alkoxysilane mixture") is subjected to a certain sol-gel reaction (aging) to hydrolyze the alkoxysilane to some extent. And dehydration polycondensation. And when using an organic polymer as a template material, an organic polymer is mixed with an alkoxysilane mixture, and a composition is prepared. Thereby, the affinity between the silane and the organic polymer as a template material can be maintained under sol-gel reaction conditions. Aging may be carried out after mixing the mixture and the organic polymer.

<熟成>
(アルコキシシラン混合物の熟成)
前記熟成の際、アルコキシシランの加水分解・脱水重縮合反応を進めるためには、加熱することが好ましい。加熱条件として、用いる溶媒の沸点を超えなければ、特に制限は無いが、通常5℃以上、中でも10℃以上が好ましく、20℃以上とすることがさらに好ましく、30℃以上とすることが最も好ましい。加熱温度を適当にすることにより、十分なゾル−ゲル反応が進行し、アルコキシシランの縮合体の成長が十分行われ、形成される膜の強度が高くなる。また、十分なゾル−ゲル反応が進行すれば、多孔質の孔を作る鋳型材として有機ポリマーを用いる場合、有機ポリマーとの親和性が得られやすい。一方、加熱温度の上限は、90℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましい。加熱温度をこの上限以下にすることで、アルコキシシランの縮合反応が進行しすぎて、縮合体が沈殿を形成して、アルコキシシラン混合物が不均一になることを防げる。また、シラン混合物中の鋳型材である有機ポリマーの分子運動が激しくなり、シランと有機ポリマーとの親和性が制御できなくなる可能性も抑えられる。
<Aging>
(Aging of alkoxysilane mixture)
In the case of the said ripening, in order to advance the hydrolysis * dehydration-polycondensation reaction of an alkoxysilane, it is preferable to heat. The heating conditions are not particularly limited as long as they do not exceed the boiling point of the solvent used, but usually 5 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, more preferably 20 ° C. or higher, and most preferably 30 ° C. or higher . By making the heating temperature appropriate, a sufficient sol-gel reaction proceeds, the condensation product of the alkoxysilane is sufficiently grown, and the strength of the formed film becomes high. In addition, when a sufficient sol-gel reaction proceeds, when using an organic polymer as a template material for forming porous pores, affinity with the organic polymer is easily obtained. On the other hand, 90 degrees C or less is preferable and, as for the upper limit of heating temperature, 80 degrees C or less is more preferable. By making heating temperature below this upper limit, the condensation reaction of an alkoxysilane advances too much, a condensate can form a precipitate and it can prevent that an alkoxysilane mixture becomes non-uniform | heterogenous. In addition, the molecular motion of the organic polymer as the template material in the silane mixture becomes intense, and the possibility that the affinity between the silane and the organic polymer can not be controlled is also suppressed.

また、加熱を伴う熟成時間に制限は無いが、通常0分以上、好ましくは10分以上、より好ましくは20分以上、より好ましくは30分以上、また、通常20時間以下、好ましくは15時間以下、より好ましくは8時間以下、さらに好ましくは4時間以下である。熟成時間をこの範囲にすることで均一に反応を進めやすくなり十分なゾル−ゲル反応が進み、アルコキシシランと有機ポリマー(鋳型材)との親和性が得られやすい。   Also, there is no limitation on the aging time accompanied by heating, but it is usually 0 minutes or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 20 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and usually 20 hours or less, preferably 15 hours or less More preferably, it is 8 hours or less, More preferably, it is 4 hours or less. By setting the aging time in this range, the reaction can be easily proceeded uniformly, a sufficient sol-gel reaction proceeds, and the affinity between the alkoxysilane and the organic polymer (template material) can be easily obtained.

さらに、アルコキシシラン混合物の熟成時の圧力条件に制限は無いが、通常は常圧で熟成を行なうことが好ましい。常圧にすると圧力の変化が少ないため、圧力の変化に起因する、溶媒の沸点の変化と、熟成中の溶媒が揮発(蒸発)することで、組成比が変化することが防げ、混合物の安定性が高くなる。
また、上記熟成後、製膜工程前に用いる組成物は有機溶媒を更に混合して希釈することが好ましい。これにより、組成物内でのゾル−ゲル反応速度を低下させることができ、組成物のポットライフを長く維持することが可能となる。また、シリカ多孔質膜の製造における歩留まりの観点では、加熱を伴わない熟成を行うことが好ましい。加熱を伴わない熟成は、組成物の調製後に行ってもよい。組成物のポットライフの観点では、中和工程を行ったり、触媒除去工程を行ってもよい。
Furthermore, there is no limitation on the pressure condition at the time of aging of the alkoxysilane mixture, but in general, it is preferable to carry out the aging under normal pressure. At normal pressure, there is little change in pressure, so changes in the boiling point of the solvent due to changes in pressure and evaporation of the solvent during ripening prevent changes in the composition ratio and stabilize the mixture. Sex is high.
Moreover, after the said ripening, it is preferable to further mix and dilute the organic solvent for the composition used before a film forming process. This makes it possible to reduce the sol-gel reaction rate in the composition and to maintain the pot life of the composition for a long time. Further, from the viewpoint of yield in the production of the porous silica membrane, it is preferable to carry out aging without heating. Aging without heating may be performed after preparation of the composition. From the viewpoint of the pot life of the composition, a neutralization step or a catalyst removal step may be performed.

{製膜工程}
製膜工程では、上述の本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物を基材上に塗布、展開することで、シリカ系前駆体膜を製造する。
なお、製膜工程は一回で行なってもよいが、二回以上に分けて行なってもよい。例えば、後述する粗乾燥工程を介して、製膜工程を二回以上行なうようにすれば、積層構造を有するシリカ多孔質膜を形成することが可能である。これは、例えば屈折率が異なるシリカ多孔質膜を積層して形成したい場合などに有用である。
{Film forming process}
In the film forming step, the composition used for producing the above-mentioned porous silica layer of the present invention is applied onto a substrate and developed to produce a silica-based precursor film.
In addition, although the film forming process may be performed once, it may be divided into two or more times and may be performed. For example, if the film forming step is performed twice or more through a rough drying step described later, it is possible to form a porous silica membrane having a laminated structure. This is useful, for example, when it is desired to form a porous silica film having different refractive indices by laminating.

尚、使用される基材としては、特に限定されず、接着層や後で除去できるシート等、あるいは接着層の反対側に設ける屈折率1.40以上の物質など、どれでも構わないが、好
ましくは光学用途に使用できる可視光を透過する材質であり、樹脂でもガラスでもよいが、好ましくはガラスであり、特に好ましくは光学ガラスである。この基材は、多孔質層に隣接することとなる。この時の基材の屈折率は、1.40以上であることが、多孔質層との屈折率の差による光学的効果が得られやすいため好ましい。
The base material to be used is not particularly limited, and it may be any of an adhesive layer, a sheet which can be removed later, or a substance having a refractive index of 1.40 or more provided on the opposite side of the adhesive layer. Is a material that transmits visible light that can be used for optical applications, and may be resin or glass, preferably glass, and particularly preferably optical glass. This substrate will be adjacent to the porous layer. The refractive index of the base material at this time is preferably 1.40 or more because an optical effect due to the difference in refractive index with the porous layer can be easily obtained.

また、基材のシリカ多孔質膜形成面の中心線平均粗さも任意である。ただし、形成するシリカ多孔質膜の製膜性の観点から、当該中心線平均粗さは10nm以下が好ましく、8nm以下がより好ましく、5nm以下が更に好ましく、3nm以下が特に好ましい。また、基材の表面粗さの最大高さRmaxについては、形成するシリカ多孔質膜の製膜性の観点から、100μm以下、特に10μm以下であることが好ましい。 Moreover, the center line average roughness of the silica porous membrane formation surface of a base material is also arbitrary. However, from the viewpoint of film formability of the porous silica film to be formed, the center line average roughness is preferably 10 nm or less, more preferably 8 nm or less, still more preferably 5 nm or less, and particularly preferably 3 nm or less. The maximum height R max of the surface roughness of the substrate is preferably 100 μm or less, particularly 10 μm or less, from the viewpoint of the film formability of the porous silica membrane to be formed.

この中心線平均粗さ及び表面粗さの最大高さRmaxは、JIS−B0601:1994に従った汎用の表面粗さ計(例えば、(株)東京精密社製サーフコム570A)により測定される。
<製膜方法>
本発明において、基材への本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物の製膜方法に特に制限はなく、例えば、スピンコーター、スプレーコーター、ダイコーター、バーコーター、テーブルコーター、アプリケーター、ドクターブレードコーターなどを用いて塗布する方法や、ディップコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法などが挙げられる。
The center line average roughness and the maximum height R max of the surface roughness are measured by a general-purpose surface roughness meter (for example, Surfcom 570A manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) according to JIS-B 0601: 1994.
<Film forming method>
In the present invention, the film forming method of the composition used for producing the porous silica layer of the present invention on a substrate is not particularly limited. For example, a spin coater, a spray coater, a die coater, a bar coater, a table coater, an applicator, The method of apply | coating using a doctor blade coater etc., the dip coating method, the inkjet method, the screen printing method, the gravure printing method, the flexographic printing method etc. are mentioned.

ディップコート法においては、任意の速度で、基材を本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物に浸漬して引き上げればよい。この際の引き上げ速度に制限は無いが、通常0.01mm/秒以上、好ましくは0.05mm/秒以上、より好ましくは0.1mm/秒以上、また、通常50mm/秒以下、好ましくは30mm/秒以下、より好ましくは20mm/秒以下である。引き上げ速度をこの範囲に保つことにより、膜厚にムラができることを防ぐことができ。一方、基材を組成物中に浸漬する速度に制限はないが、通常は、引き上げ速度と同程度の速度で基材を組成物中に浸漬することが好ましい。さらに、基材を組成物中に浸漬してから引き上げるまでの間、適当な時間浸漬を継続してもよい。この浸漬を継続する時間に制限は無いが、通常1秒以上、好ましくは3秒以上、より好ましくは5秒以上、また、通常48時間以下、好ましくは24時間以下、より好ましくは12時間以下である。この範囲の時間で浸漬することにより、基材への密着性と平滑性を高めることができる。   In the dip coating method, the substrate may be dipped in the composition used for producing the porous silica membrane of the present invention and pulled up at an arbitrary speed. There is no limitation on the pulling speed at this time, but usually 0.01 mm / sec or more, preferably 0.05 mm / sec or more, more preferably 0.1 mm / sec or more, and usually 50 mm / sec or less, preferably 30 mm / sec. Or less, more preferably 20 mm / second or less. By keeping the pulling speed in this range, it is possible to prevent the film thickness from becoming uneven. On the other hand, the speed at which the substrate is immersed in the composition is not limited, but in general, it is preferable to immerse the substrate in the composition at a rate similar to the pulling speed. In addition, immersion may be continued for an appropriate time between immersion of the substrate in the composition and pulling up. There is no limitation on the time for which this immersion is continued, but it is usually 1 second or more, preferably 3 seconds or more, more preferably 5 seconds or more, and usually 48 hours or less, preferably 24 hours or less, more preferably 12 hours or less is there. By immersing for a time in this range, adhesion to the substrate and smoothness can be enhanced.

さらに、スピンコート法で、本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物を塗布する場合、回転速度は、通常10回転/分以上、好ましくは50回転/分以上、より好ましくは100回転/分以上、また、通常100000回転/分以下、好ましくは50000回転/分以下、より好ましくは10000回転/分以下である。この回転速度の範囲にすることによりムラの発生を防ぎ溶媒の過剰な気化を防ぐことができ、アルコキシシラン類の加水分解等の反応が十分進み、耐水性も向上する。   Furthermore, when the composition used for producing the porous silica layer of the present invention is applied by spin coating, the rotation speed is usually 10 rotations / minute or more, preferably 50 rotations / minute or more, more preferably 100 rotations / minute. It is more than a minute, and usually 100,000 rotations / minute or less, preferably 50,000 rotations / minute or less, more preferably 10,000 rotations / minute or less. By setting the rotation speed within this range, it is possible to prevent the occurrence of unevenness and to prevent the excessive vaporization of the solvent, the reaction such as hydrolysis of alkoxysilanes sufficiently proceeds, and the water resistance is also improved.

特に、製膜時のゾル−ゲル反応を組成物の組成に依らず、安定した状態でシリカ系前駆体膜とするためには、組成物の吐出部と基材との距離を制御し、さらに該組成物を流延することが好ましい。吐出部と基材からできる限られた空間の中で膜化することで、一定の環境下でゾル−ゲル反応を進めることができ、均質なシリカ系前駆体膜を形成できる。具体的には組成物の吐出部と基材との距離は100μm以下が好ましく、80μm以下がより好ましく、70μm以下がさらに好ましく、50μm以下が最も好ましい。この距離が100μmを超えないことで、吐出部周辺と基材周辺でゾル−ゲル反応の進行が均等になり、ウェット状態での膜中の対流発生を防ぎ、安定してシリカ多孔質膜を得ることができる。一方、この距離の下限としては0.1μm以上が好ましく、0.3μm以上がより好
ましく、0.5μm以上がさらに好ましく、0.8μm以上が最も好ましい。0.1μm以上とすることで組成物への流延時のシェアが大きくなることなく、ゾル−ゲル反応が安定に進む。
In particular, in order to form a sol precursor based on a sol-gel during film formation in a stable state regardless of the composition of the composition, the distance between the discharge portion of the composition and the substrate is controlled, and It is preferred to cast the composition. By forming a film in a limited space formed from the discharge part and the base material, the sol-gel reaction can be advanced under a certain environment, and a homogeneous silica-based precursor film can be formed. Specifically, the distance between the discharge portion of the composition and the substrate is preferably 100 μm or less, more preferably 80 μm or less, still more preferably 70 μm or less, and most preferably 50 μm or less. When this distance does not exceed 100 μm, the progress of the sol-gel reaction becomes even around the discharge part and around the base material, preventing the occurrence of convection in the film in the wet state, and the silica porous film is stably obtained. be able to. On the other hand, the lower limit of this distance is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.3 μm or more, still more preferably 0.5 μm or more, and most preferably 0.8 μm or more. When the thickness is 0.1 μm or more, the sol-gel reaction proceeds stably without an increase in shear during casting to a composition.

さらに、光学機能層として信頼性の高い膜厚制御を広範囲(大面積)で実現するためには、ダイコーター、バーコーター、テーブルコーター、アプリケーター、ドクターブレードコーターなどを用いる方法が好ましく、ダイコーターを用いる方法がより好ましい。
ダイコート法は、溶液供給点より本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物を一定流量で供給し、それをスリットを経てダイリップより吐出することにより基材表面上にシリカ系前駆体膜を形成させるものであり、この際、基材を一定速度で搬送させることにより、目的とするシリカ多孔質層を形成することができる。
Furthermore, in order to realize highly reliable film thickness control over a wide range (large area) as an optical functional layer, a method using a die coater, a bar coater, a table coater, an applicator, a doctor blade coater or the like is preferable. The method used is more preferred.
In the die coating method, the composition used for producing the porous silica film of the present invention is supplied at a constant flow rate from a solution supply point, and the composition is discharged from a die lip through a slit to discharge the silica precursor film on the substrate surface. At this time, the target porous silica layer can be formed by transporting the substrate at a constant speed.

上記スリットの幅には特に制限はないが、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、また、通常、100μm以下、好ましくは80μm以下、より好ましくは50μm以下である。スリットの幅が上記下限値以上とすることでコンタミによる目詰まりを防ぎ、上記上限値以下とすることで膜を均一に製膜できる。
また、ダイリップ(スリット)と基板との間隔(距離)であるGapには特に制限はないが、通常、5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、さらに好ましくは30μm以上、また、通常、100μm以下、好ましくは80μm以下、より好ましくは50μm以下の範囲にすることにより、良質なシリカ系前駆体膜を得ることができる。
The width of the slit is not particularly limited, but is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 80 μm or less, more preferably 50 μm or less. When the width of the slit is equal to or more than the above lower limit value, clogging due to contamination is prevented, and when it is equal to or less than the above upper limit value, the film can be formed uniformly.
The gap (distance) between the die lip (slit) and the substrate is not particularly limited, but is usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, further preferably 30 μm or more, and usually By setting the thickness to 100 μm or less, preferably 80 μm or less, more preferably 50 μm or less, a good quality silica-based precursor film can be obtained.

ダイリップからの吐出流量には特に制限はないが、通常1〜100cc/分、好ましくは1〜50cc/分、より好ましくは1〜20cc/分、さらに好ましくは2〜10cc/分、最も好ましくは3〜6cc/分である。吐出流量が上記下限値以上とすることで、流延時のスリット速度精度の許容幅が広がり、基材の大面積化が容易になる傾向がある。一方、上記上限値以下とすることで吐出した組成物に対流が生じることを防ぎ、安定なウェット膜を形成することが容易にできる。   The discharge flow rate from the die lip is not particularly limited, but is usually 1 to 100 cc / min, preferably 1 to 50 cc / min, more preferably 1 to 20 cc / min, still more preferably 2 to 10 cc / min, and most preferably 3 ~ 6 cc / min. By setting the discharge flow rate to the above lower limit or more, the allowable range of the slit speed accuracy at the time of casting is expanded, and there is a tendency that the substrate can be easily enlarged. On the other hand, by setting the upper limit value or less, convection can be prevented from occurring in the discharged composition, and a stable wet film can be easily formed.

塗工速度には特に制限はないが、通常5〜300mm/秒、好ましくは10〜200mm/秒、より好ましくは20〜100mm/秒、さらに好ましくは30〜80mm/秒、最も好ましくは40〜60mm/秒である。塗工速度が上記下限値以上とすることで、製膜工程におけるシリカ系前駆体膜の流延条件の許容度が広がり、生産性が向上する、また上記上限値以下とすることで製膜工程においてシリカ系前駆体膜にかかるせん断応力が減少し、鋳型材である有機ポリマーとシリカ成分とで構成される構造を安定して維持できる。   The coating speed is not particularly limited, but is usually 5 to 300 mm / sec, preferably 10 to 200 mm / sec, more preferably 20 to 100 mm / sec, still more preferably 30 to 80 mm / sec, and most preferably 40 to 60 mm / Second. By setting the coating speed to the above lower limit or more, the tolerance of the casting conditions of the silica-based precursor film in the film forming step is broadened, the productivity is improved, and the film forming step is achieved by setting the above upper limit or less. In the above, the shear stress applied to the silica-based precursor film is reduced, and the structure composed of the organic polymer as the template material and the silica component can be stably maintained.

塗工停止時間には特に制限はないが、通常0.1〜3秒、好ましくは0.1〜2秒、より好ましくは0.2〜1秒、さらに好ましくは0.2〜0.8秒、最も好ましくは0.3〜0.6秒である。塗工停止時間が上記下限値以上とすることで基材とシリカ系前駆体膜の界面状態が安定し、基材との密着性が向上し、膜表面のレベリングが進み、膜の外観が美しく保たれる。上記上限値以下とすることで基材とシリカ系前駆体膜との界面でのゾル−ゲル反応が進行しすぎることなく、流延時に局所的な欠陥が生じることもない。   Although there is no restriction | limiting in particular in coating stop time, Usually 0.1 to 3 second, Preferably 0.1 to 2 second, More preferably 0.2 to 1 second, Still more preferably 0.2 to 0.8 second , Most preferably 0.3 to 0.6 seconds. By setting the application stop time to the above lower limit value or more, the interface state between the substrate and the silica-based precursor film is stabilized, adhesion with the substrate is improved, leveling of the film surface progresses, and the appearance of the film is beautiful Will be kept. By setting the content to the above upper limit or less, the sol-gel reaction at the interface between the base material and the silica-based precursor film does not proceed excessively, and local defects do not occur during casting.

塗工距離には特に制限はないが、通常0.05〜500m、好ましくは0.1〜300m、より好ましくは0.5〜100m、さらに好ましくは0.8〜50m、最も好ましくは1〜5mである。塗工距離が上記下限値以上とすることで製膜工程における流延初期の不安定な状態をシリカ系前駆体膜全体に及ぼす恐れがなくなり、上記上限値以下とすることで組成物中の局所的な不均一を抑えシリカ多孔質膜の表面性に影響を与える恐れがなくなる。   The coating distance is not particularly limited, but is usually 0.05 to 500 m, preferably 0.1 to 300 m, more preferably 0.5 to 100 m, still more preferably 0.8 to 50 m, and most preferably 1 to 5 m It is. When the coating distance is at least the above lower limit value, there is no fear that the unstable state at the initial stage of casting in the film forming process is exerted on the entire silica precursor film, and if it is at most the above upper limit value And the possibility of affecting the surface properties of the porous silica membrane is eliminated.

ダイリップと基板支持台の水平出し精度は、通常±5μm以下、好ましくは±2μm以下、より好ましくは±1μm以下とすることで再現性よく塗布することができる。
使用し得るダイの形状としては、溶液等を横方向に均一に分配し得るものであれば特に制限はない。例としては、一般のフィルムキャスティング時に使用されるTダイ形状のもの、あるいはフィッシュテイルダイ形状のもの、あるいはコートハンガーダイ形状のもの等が挙げられる。さらには、ダイ横方向への分配をより均一にしやすくするために、ダイリップ間隔の調整機構を有するものであることが望ましい。
The leveling accuracy of the die lip and the substrate support is normally ± 5 μm or less, preferably ± 2 μm or less, more preferably ± 1 μm or less.
The shape of the die that can be used is not particularly limited as long as it can uniformly distribute the solution etc. in the lateral direction. Examples include those having a T-die shape used in general film casting, or those having a fishtail die shape, or those having a coat hanger die shape. Furthermore, in order to make the distribution in the die lateral direction more uniform, it is desirable to have a die lip spacing adjustment mechanism.

製膜時のウェット膜厚には特に制限はないが、通常、0.1〜100μmであり、0.5〜80μmが好ましく、1〜55μmがより好ましく、5〜40μmがさらに好ましく、10〜25μmが最も好ましい。この範囲内とすることで製膜工程における組成物のゾル−ゲル反応の進行を制御しやすくなり、基材との濡れ性の影響を受けにくく、それに伴い膜のレベリング効果が向上し、膜の外観が良化する。   The wet film thickness at the time of film formation is not particularly limited, but usually 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 80 μm, more preferably 1 to 55 μm, still more preferably 5 to 40 μm, and 10 to 25 μm. Is most preferred. Within this range, it becomes easy to control the progress of the sol-gel reaction of the composition in the film forming process, and is less susceptible to the wettability with the substrate, thereby improving the leveling effect of the film, The appearance is improved.

例えば、ダイコートの場合、該ウェット膜厚は吐出液量と基板の移動速度で制御する機構が好ましく、通常5μm以上、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、また、通常60μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下の範囲にすることにより、塗布ムラの少ない均一なシリカ多孔質膜を得ることができる。   For example, in the case of die coating, the wet film thickness is preferably controlled by the discharge liquid amount and the moving speed of the substrate, usually 5 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and usually 60 μm or less, preferably 50 μm By setting the thickness to 40 μm or less, it is possible to obtain a uniform porous silica film with less uneven coating.

<製膜環境>
製膜工程を行う際の相対湿度には特に制限はないが、相対湿度を制御することによりさらに安定した連続コーティングが可能となる。
<Film deposition environment>
There is no particular limitation on the relative humidity at the time of the film forming step, but by controlling the relative humidity, a more stable continuous coating becomes possible.

例えば、相対湿度が通常5%RH以上、好ましくは10%RH以上、より好ましくは15%RH以上、さらに好ましくは20%RH以上、また、通常85%RH以下、好ましくは80%RH以下、より好ましくは75%以下RHの環境下においてシリカ系前駆体膜の製膜を行なうようにすることが好ましい。
製膜工程を行なう際の温度に制限は無いが、通常0℃以上、好ましくは10℃以上、より好ましくは15℃以上、さらに好ましくは20℃以上、最も好ましくは25℃以上、また、通常100℃以下、好ましくは80℃以下、より好ましくは70℃以下、さら好ましくは60℃以下、最も好ましくは50℃以下である。シリカ系前駆体膜を製造する際の温度をこの範囲とすることで適切な速度でゾル−ゲル反応が進み、均質なシリカ系前駆体膜を得られやすく、未加水分解のアルコキシシランが少なくなり、得られるシリカ多孔質膜の耐久性が向上する。
For example, the relative humidity is usually 5% RH or more, preferably 10% RH or more, more preferably 15% RH or more, more preferably 20% RH or more, and usually 85% RH or less, preferably 80% RH or less, It is preferable to form the silica-based precursor film under an environment of preferably 75% or less RH.
The temperature at which the film forming step is carried out is not particularly limited, but is usually 0 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, more preferably 15 ° C. or more, still more preferably 20 ° C. or more, most preferably 25 ° C. or more, usually 100 ° C or less, preferably 80 ° C. or less, more preferably 70 ° C. or less, more preferably 60 ° C. or less, most preferably 50 ° C. or less. By setting the temperature at the time of producing the silica-based precursor film in this range, the sol-gel reaction proceeds at an appropriate rate, it is easy to obtain a homogeneous silica-based precursor film, and the amount of unhydrolyzed alkoxysilane decreases. The durability of the resulting porous silica membrane is improved.

さらに、製膜工程を行う際のクリーン度には特に制限はないが、基材上に存在するコンタミを核とした膜欠陥や核周辺でのゾル−ゲル反応の進行を抑制する観点から、通常、塵埃径0.5μm以上の塵埃数3,000,000以下が好ましく、50,000以下がより好ましく、5,000以下がさらに好ましい。
また、製膜工程における雰囲気に制限は無い。例えば、空気雰囲気中でシリカ系前駆体膜の製膜を行なっても良く、例えばアルゴン等の不活性雰囲気中でシリカ系前駆体膜の製膜を行なってもよい。
Furthermore, there is no particular limitation on the degree of cleanness when the film forming step is carried out, but from the viewpoint of suppressing the progress of the sol-gel reaction around the core defect and the core defect with the contamination existing on the base The number of dust particles having a dust diameter of 0.5 μm or more is preferably 3,000,000 or less, more preferably 50,000 or less, and still more preferably 5,000 or less.
Further, the atmosphere in the film forming process is not limited. For example, the film formation of the silica-based precursor film may be performed in an air atmosphere, or the film formation of the silica-based precursor film may be performed in an inert atmosphere such as argon.

<前処理>
本発明に使用されるシリカ多孔質層の製造方法では、本発明のシリカ多孔質層の製造に用いる組成物を基材上に製膜するに先立って、組成物の濡れ性、製造されるシリカ系前駆体膜の密着性の観点から、基材に表面処理を施してもよい。そのような基材の表面処理の例を挙げると、シランカップリング処理、コロナ処理、UVオゾン処理、プラズマ処理などが挙げられる。このような表面処理は、1種のみを行なってもよく、2種以上を任意に
組み合わせて行なってもよい。
<Pre-processing>
In the method for producing a silica porous layer used in the present invention, the wettability of the composition, the silica to be produced prior to film formation on a substrate of the composition used for producing the silica porous layer of the present invention From the viewpoint of adhesion of the precursor film, the substrate may be subjected to surface treatment. Examples of such surface treatment of the substrate include silane coupling treatment, corona treatment, UV ozone treatment, plasma treatment and the like. Such surface treatment may be performed alone or in combination of two or more.

<後処理>
(粗乾燥)
本発明のシリカ多孔質膜の製造方法では、上述の製膜工程の後に、シリカ系前駆体膜中のアルコール類又は触媒を除去することを目的として、シリカ系前駆体膜を粗乾燥させる粗乾燥工程を行なってもよい。粗乾燥工程を行なうことで、シリカ系前駆体膜中のアルコール類や水や触媒が除去されることで、前駆体膜中に存在する有機ポリマー(鋳型材)とシリカ成分が安定した状態で構造を形成し、シリカ系前駆体膜の構造を安定化することができる。
<Post-processing>
(Coarse drying)
In the method for producing a porous silica membrane of the present invention, rough drying is carried out to roughly dry the silica-based precursor membrane for the purpose of removing the alcohol or catalyst in the silica-based precursor membrane after the above-mentioned film forming step. A process may be performed. By performing the rough drying step, the alcohol, water, and catalyst in the silica-based precursor film are removed, whereby the structure is obtained in a state where the organic polymer (template material) and the silica component present in the precursor film are stable. To stabilize the structure of the silica-based precursor film.

粗乾燥工程における粗乾燥の手法は制限されない。例えば加熱乾燥、減圧乾燥、通風乾燥等が挙げられる。これらは1種を単独で実施してもよく、2種以上を組み合わせて実施してもよい。
粗乾燥の手段も任意である。例えば粗乾燥を加熱乾燥により行なう場合、加熱乾燥の手段の例として、ホットプレート、オーブン、赤外線照射、電磁波照射等が挙げられる。また通風加熱乾燥の手段としては、例えば送風乾燥オーブン等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
The method of rough drying in the rough drying step is not limited. For example, heat drying, reduced pressure drying, ventilation drying, etc. may be mentioned. These may be implemented singly or in combination of two or more.
The means of coarse drying is also optional. For example, when rough drying is performed by heat drying, a hot plate, an oven, infrared irradiation, electromagnetic wave irradiation and the like can be mentioned as an example of the heat drying means. Moreover, as a means of ventilation heat drying, a ventilation drying oven etc. are mentioned, for example. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

粗乾燥時の温度は制限されないが、通常は室温以上であることが好ましい。特に加熱乾燥を行なう場合、その温度は通常20℃以上、好ましくは30℃以上、さらに好ましくは40℃以上、最も好ましくは60℃以上、また、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、さらに好ましくは150℃以下、最も好ましくは100℃以下の範囲が望ましい。なお、加熱乾燥時の温度は一定でもよいが、変動してもよい。   Although the temperature at the time of rough drying is not limited, it is usually preferable to be room temperature or higher. In particular, when heat drying is performed, the temperature is usually 20 ° C. or more, preferably 30 ° C. or more, more preferably 40 ° C. or more, most preferably 60 ° C. or more, and usually 200 ° C. or less, preferably 180 ° C. or less, more preferably Is preferably in the range of 150.degree. C. or less, most preferably 100.degree. C. or less. In addition, although the temperature at the time of heat drying may be constant, you may fluctuate.

粗乾燥時の圧力も制限されないが、特に減圧乾燥を行なう場合、通常は常圧以下、好ましくは10kPa以下、より好ましくは1kPa以下がより好ましい。
粗乾燥時の湿度も制限されないが、シリカ系前駆体膜の吸湿を防ぐため、通常は60%RH程度以下とすることが望ましく、好ましくは常圧で30%RH以下、或いは真空状態(湿度0%RH)とすることが望ましい。
The pressure at the time of rough drying is also not limited, but in particular when drying under reduced pressure, it is usually at normal pressure or less, preferably 10 kPa or less, more preferably 1 kPa or less.
Although the humidity at the time of coarse drying is not limited either, in order to prevent moisture absorption of the silica-based precursor film, it is usually desirable to set it to about 60% RH or less, preferably 30% RH or less at normal pressure or a vacuum state (humidity 0 It is desirable to set% RH).

粗乾燥時の雰囲気も制限されず、大気雰囲気でも、窒素雰囲気等の不活性ガス雰囲気でも、真空雰囲気でもよい。これらはシリカ系前駆体膜の特性等を考慮して選択すればよい。但し、通常はクリーンな雰囲気であることが好ましい。
粗乾燥時間も制限されず、シリカ系前駆体膜中のアルコール類や水や触媒が除去できれば任意であるが、粗乾燥時の温度・圧力・湿度等の条件や、本発明のシリカ多孔質膜の製造に用いる組成物中に含まれるアルコール類や溶媒の沸点、プロセス速度、シリカ系前駆体膜の特性等を考慮して決定することが好ましい。粗乾燥時間は、通常1秒以上、好ましくは1分以上、より好ましくは1時間以上、また、通常100時間以下、好ましくは24時間以下、より好ましくは3時間以下の範囲が望ましい。
The atmosphere at the time of rough drying is also not limited, and may be air atmosphere, inert gas atmosphere such as nitrogen atmosphere, or vacuum atmosphere. These may be selected in consideration of the characteristics of the silica precursor film and the like. However, it is usually preferable to have a clean atmosphere.
The rough drying time is also not limited, and it is optional as long as alcohol, water and catalyst in the silica precursor film can be removed, but conditions such as temperature, pressure and humidity at the time of rough drying, and the porous silica membrane of the present invention It is preferable to determine in consideration of the boiling point of the alcohol and the solvent contained in the composition used for the production of, the process speed, the characteristics of the silica precursor film, and the like. The rough drying time is preferably in the range of usually 1 second or more, preferably 1 minute or more, more preferably 1 hour or more, and usually 100 hours or less, preferably 24 hours or less, more preferably 3 hours or less.

(酸・塩基処理)
上述した製膜工程の後に、シリカ系前駆体膜を酸又は塩基と接触させることもできる。この工程により、シリカ系前駆体膜のアルコキシシラン類の加水分解縮合反応を促進させ、シリカ系前駆体膜の構造体を維持して安定したシリカ多孔質膜を形成することができ、好ましい。
(Acid and base treatment)
The silica-based precursor film can also be contacted with an acid or a base after the above-described film forming step. By this step, the hydrolysis condensation reaction of the alkoxysilanes of the silica-based precursor film can be promoted, and the structure of the silica-based precursor film can be maintained to form a stable porous silica film, which is preferable.

接触させる好ましい酸としては、塩化水素、ぎ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸などの気化しやすい酸類が挙げられる。これらの酸は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、好ましい塩基としては、アンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン
,トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。これらの塩基についても1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Preferred acids to be contacted include readily volatile acids such as hydrogen chloride, formic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid and the like. One of these acids may be used alone, or two or more of these acids may be used in combination. Moreover, as a preferable base, ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine and the like can be mentioned. One of these bases may be used alone, or two or more may be used in combination.

シリカ系前駆体膜を酸又は塩基と接触させる方法としては、酸又は塩基の液体又は溶液もしくは蒸気を用いる方法が挙げられる。また、後述する抽出工程で使用する有機溶媒に酸又は塩基を溶解して抽出工程と同時に接触させることもできる。
また、酸・塩基処理の際に加熱を行なってもよい。加熱温度は、通常室温以上、好ましくは40℃以上、より好ましくは100℃以上で、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、特に好ましくは120℃以下である。
As a method of contacting the silica-based precursor film with an acid or a base, a method using a liquid or solution or a vapor of an acid or a base can be mentioned. Moreover, an acid or a base can be melt | dissolved in the organic solvent used at the extraction process mentioned later, and it can also be made to contact simultaneously with an extraction process.
Moreover, you may heat at the time of an acid * base process. The heating temperature is usually room temperature or more, preferably 40 ° C. or more, more preferably 100 ° C. or more, preferably 200 ° C. or less, more preferably 180 ° C. or less, particularly preferably 120 ° C. or less.

酸・塩基処理を行なう時間は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常30秒以上、好ましくは10分以上、より好ましくは30分以上、また、通常5時間以下、好ましくは2時間以下、より好ましくは1時間以下である。
酸・塩基処理を行なう際の圧力は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、減圧環境としてもよく、加熱を行う場合は、圧力を、通常0.2MPa以下、好ましくは0.15MPa以下、より好ましくは0.1MPa以下とする。一方、圧力の下限に制限は無いが、通常10−4MPa以上、好ましくは10−3MPa以上、より好ましくは10−2MPa以上である。この範囲にすることでアルコキシシランのゾル−ゲル反応よりもアルコール類の揮発が進行し、吸湿性の高いシリカ多孔質膜となることを容易に防ぐことができ、光学特性の環境依存性を減らすことができる。
The time for acid / base treatment is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but it is usually 30 seconds or more, preferably 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and usually 5 hours or less, preferably It is 2 hours or less, more preferably 1 hour or less.
The pressure at the time of the acid / base treatment is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but may be a reduced pressure environment, and when heating, the pressure is usually 0.2 MPa or less, preferably 0.15 MPa Hereinafter, more preferably, it is 0.1 MPa or less. On the other hand, the lower limit of the pressure is not limited, but is usually 10 −4 MPa or more, preferably 10 −3 MPa or more, more preferably 10 −2 MPa or more. By setting it in this range, the volatilization of alcohols proceeds more than the sol-gel reaction of alkoxysilane, and it can be easily prevented from becoming a highly hygroscopic silica porous film, thereby reducing the environmental dependence of optical properties. be able to.

<抽出工程>
上述した製膜工程の後に、必要に応じて、シリカ系前駆体膜を溶媒と接触させることで、鋳型材である有機ポリマーの抽出工程を行なう。溶媒との接触により、鋳型材の有機ポリマーをアルコキシシランからなるシリカ成分により形成された構造から除去することで、より空隙率の高い多孔質構造を得ることができる。さらに得られたシリカ多孔質膜は低い屈折率を有するため、高い光学特性が実現される。
<Extraction process>
After the above-mentioned film forming step, if necessary, the silica-based precursor film is brought into contact with a solvent to carry out an extraction step of the organic polymer which is a template material. A porous structure having a higher porosity can be obtained by removing the organic polymer of the template material from the structure formed by the silica component comprising alkoxysilane by contact with a solvent. Furthermore, since the obtained porous silica film has a low refractive index, high optical properties are realized.

抽出に使用する溶媒としては、特に制限されないが、鋳型材である有機ポリマーと親和性の高い物質がよい。親和性の高い溶媒であれば、有機ポリマーを溶解しやすく、シリカ成分により形成された構造から有機ポリマーを除去しやすいためである。溶媒としては、極性溶媒が好ましく、中でも一価アルコール類、多価アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、アミド類の1種、又は2種以上の親水性溶媒が好ましい。2種類以上の親水性溶媒を組み合わせる際は、混合して用いても、それぞれの溶媒で単独に処理して組み合わせることもできる。さらには、同種の処理液を繰り返し作用させることもできる。   The solvent used for extraction is not particularly limited, but a substance having high affinity to the organic polymer which is a template material is preferable. If the solvent has high affinity, the organic polymer is easily dissolved, and the organic polymer can be easily removed from the structure formed by the silica component. The solvent is preferably a polar solvent, and among them, monohydric alcohols, polyhydric alcohols, ketones, ethers, esters, and amides, or one or more hydrophilic solvents are preferable. When combining two or more types of hydrophilic solvents, they can be mixed and used, or they can be treated alone with each solvent and combined. Furthermore, the same kind of treatment solution can be repeatedly applied.

抽出方法は特に制限されない。例えばシリカ系前駆体膜を溶媒中に浸漬する、シリカ系前駆体膜表面を溶媒で洗浄する、シリカ系前駆体膜に溶媒を噴霧する、シリカ系前駆体膜に溶媒の蒸気を吹きつける、などの方法が挙げられる。また、シリカ系前駆体膜を溶媒に浸漬して、超音波を利用したり、溶媒を攪拌したりして、積極的に有機ポリマーを抽出することも可能である。   The extraction method is not particularly limited. For example, immersing the silica-based precursor film in a solvent, washing the surface of the silica-based precursor film with the solvent, spraying the solvent onto the silica-based precursor film, spraying the solvent vapor onto the silica-based precursor film, etc. Method is mentioned. Alternatively, the organic polymer can be positively extracted by immersing the silica-based precursor film in a solvent and using ultrasonic waves or stirring the solvent.

また、抽出の際に加熱を行ってもよい。この場合の加熱温度は通常200℃以下であればよい。好ましくは180℃以下、より好ましくは120℃以下である。また、通常室温以上、好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上である。
以上のように、抽出処理を行なうことにより、基材上に空隙率の高いシリカ多孔質膜が形成された積層体を得ることができる。
Moreover, you may heat at the time of extraction. The heating temperature in this case may usually be 200 ° C. or less. Preferably it is 180 degrees C or less, More preferably, it is 120 degrees C or less. Also, the temperature is usually room temperature or more, preferably 40 ° C. or more, more preferably 60 ° C. or more.
As described above, by performing the extraction process, it is possible to obtain a laminate in which the porous silica film having a high porosity is formed on the base material.

<乾燥工程>
乾燥工程とは、抽出工程で抽出に使用した溶媒をシリカ系前駆体膜より除去する工程である。
この際、乾燥温度は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常200℃以下、好ましくは180℃以下、より好ましくは120℃以下、更に好ましくは100℃以下で、また通常室温以上、好ましくは40℃以上、より好ましくは60℃以上である。また、乾燥工程における雰囲気は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であり、例えば、真空環境、不活性ガス環境であってもよい。
<Drying process>
The drying step is a step of removing the solvent used for extraction in the extraction step from the silica-based precursor film.
At this time, the drying temperature is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but it is usually 200 ° C. or less, preferably 180 ° C. or less, more preferably 120 ° C. or less, still more preferably 100 ° C. or less, and usually room temperature or more. Preferably it is 40 degreeC or more, More preferably, it is 60 degreeC or more. Further, the atmosphere in the drying step is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, and may be, for example, a vacuum environment or an inert gas environment.

<加熱工程>
前述の製膜工程の後、本発明の積層体の製造に用いる組成物で形成されたシリカ系前駆体膜を加熱する加熱工程を行なう。加熱工程により、シリカ系前駆体膜中の本発明の積層体の製造に用いる組成物中の有機溶媒及び水が乾燥、除去されて、膜が硬化することにより、本発明の積層体に用いられる多孔質層の一例であるシリカ多孔質膜が形成される。
<Heating process>
After the aforementioned film forming step, a heating step of heating the silica-based precursor film formed of the composition used for producing the laminate of the present invention is performed. The organic solvent and water in the composition used for producing the laminate of the present invention in the silica-based precursor film are dried and removed by the heating step, and the film is cured to be used in the laminate of the present invention The silica porous membrane which is an example of a porous layer is formed.

加熱処理の方式は特に制限されないが、例としては、加熱炉(ベーク炉)内に基材を配置して本発明の積層体の製造に用いる組成物よりなるシリカ系前駆体膜を加熱する炉内ベーク方式、プレート(ホットプレート)上に基材を搭載しそのプレートを介して本発明の組成物よりなるシリカ系前駆体膜を加熱するホットプレート方式、前記基材の上面側及び/又は下面側にヒーターを配置し、ヒーターから電磁波(例えば赤外線)を照射して、本発明の積層体の製造に用いる組成物よりなるシリカ系前駆体膜を加熱する方式、などが挙げられる。   Although the method of heat treatment is not particularly limited, as an example, a furnace for arranging a base material in a heating furnace (bake furnace) and heating a silica-based precursor film comprising a composition used for producing a laminate of the present invention In-baking method, hot plate method of mounting a substrate on a plate (hot plate) and heating a silica-based precursor film comprising the composition of the present invention through the plate, upper surface side and / or lower surface of the substrate There is a method of disposing a heater on the side and irradiating an electromagnetic wave (for example, infrared rays) from the heater to heat the silica-based precursor film made of the composition used for producing the laminate of the present invention.

加熱温度に制限は無く、本発明の積層体の製造に用いる組成物よりなるシリカ系前駆体膜を硬化できれば任意であるが、通常80℃以上、好ましくは100℃以上、より好ましくは120℃以上、更に好ましくは150℃以上、最も好ましくは180℃以上、また、通常600℃以下、好ましくは550℃以下、より好ましくは500℃以下、最も好ましくは450℃以下である。加熱温度を下限値以上とすることにより、得られる膜の屈折率が安定して低いものとなり、着色したりすることを防げる。一方、加熱温度を上限値以下とすることにより基材と本発明のシリカ多孔質膜との密着性を向上させることができる。   The heating temperature is not limited, and it is optional as long as it can cure the silica-based precursor film made of the composition used for producing the laminate of the present invention, but generally 80 ° C. or more, preferably 100 ° C. or more, more preferably 120 ° C. or more The temperature is more preferably 150 ° C. or more, most preferably 180 ° C. or more, and usually 600 ° C. or less, preferably 550 ° C. or less, more preferably 500 ° C. or less, most preferably 450 ° C. or less. By making heating temperature more than a lower limit, the refractive index of the film obtained becomes stably low, and it can prevent coloring. On the other hand, by making heating temperature below an upper limit, the adhesiveness of a base material and the silica porous membrane of this invention can be improved.

また、空気中180℃以上で加熱工程を行うことで、前述の抽出工程を行うことなく、有機ポリマーを除去することができる。
さらに、接着層を設けた後の積層体の光学的性能・剥離強度の観点から、加熱温度は70℃〜570℃が好ましく、150℃〜480℃がより好ましく、180℃〜300℃が最も好ましい。シリカは一般的にその表面にシラノール基を有し、シラノール基量は、加熱温度が高くなるほどシラノール基間の縮合反応が進行するために少なくなる。したがって、加熱温度を下限値以上とすることにより、シラノール基量が適切になり、表面が必要以上に親水性が高くなることを防ぎ、結果として多孔質膜の吸湿が抑えられ、多孔質膜の屈折率が低く保たれ、本発明の積層体の光学性能を高く保つ。一方で、加熱温度を上限値以下にすることで、シラノールの縮合反応が適度に進行するため、シリカ骨格に歪が生じにくく、マイクロクラックなどの欠陥が生じにくく、接着層を設けた際に、そのクラック内に接着剤が浸入し、多孔質膜の屈折率が上昇することを防ぎ、結果として積層体の光学的性能を高く保つことができる。
Moreover, an organic polymer can be removed without performing the above-mentioned extraction process by performing a heating process in air 180 degreeC or more.
Furthermore, from the viewpoint of the optical performance and peel strength of the laminate after providing the adhesive layer, the heating temperature is preferably 70C to 570C, more preferably 150C to 480C, and most preferably 180C to 300C. . Silica generally has silanol groups on its surface, and the amount of silanol groups decreases as the heating temperature increases, as condensation reaction between silanol groups proceeds. Therefore, by setting the heating temperature to the lower limit value or more, the amount of silanol groups becomes appropriate, and the surface is prevented from becoming excessively hydrophilic, and as a result, the moisture absorption of the porous film is suppressed, and the porous film The refractive index is kept low and the optical performance of the laminate of the invention is kept high. On the other hand, by setting the heating temperature to the upper limit value or less, the condensation reaction of silanol proceeds appropriately, so distortion is less likely to occur in the silica skeleton, defects such as micro cracks are less likely to occur, and an adhesion layer is provided. The adhesive can be prevented from infiltrating into the cracks to increase the refractive index of the porous film, and as a result, the optical performance of the laminate can be kept high.

なお、加熱工程において、前記の加熱温度で連続的に加熱を行なってもよいが、断続的に加熱を行なうようにしてもよい。
加熱を行なう際、昇温速度は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1℃/分以上、好ましくは10℃/分以上、また、通常500℃/分以下、好ましくは300℃/分以下で昇温する。昇温速度を下限値以上にすることで膜が緻密になりすぎ、膜
歪みが大きくなって耐水性が低くなる可能性を防ぐことができる。また昇温速度を上限値以下とすることで膜歪みが大きくなって耐水性が低くなったり、シリカ多孔質層及び基材のひび割れ、破損等を引き起こす可能性を低くすることができる。
In the heating step, heating may be performed continuously at the above-described heating temperature, but heating may be performed intermittently.
When heating, the temperature rising rate is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but it is usually 1 ° C./min or more, preferably 10 ° C./min or more, and usually 500 ° C./min or less, preferably 300 The temperature is increased at a temperature of at most ° C / min. By setting the heating rate to the lower limit value or more, the film becomes too dense, and the possibility of the film distortion becoming large and the water resistance becoming low can be prevented. Further, by setting the heating rate to the upper limit value or less, the possibility of causing membrane distortion to be increased and water resistance to be lowered, and cracking, breakage and the like of the porous silica layer and the base material can be reduced.

加熱を行なう時間は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常30秒以上、好ましくは1分以上、より好ましくは2分以上、また、通常5時間以下、好ましくは2時間以下、より好ましくは1時間以下である。加熱時間を下限値以上とすることにより十分にシリカ多孔質膜の硬化が進行し、上限値以下とすることでシリカ多孔質膜及び基材のひび割れや破損などを防ぐことができる。   The heating time is optional as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 30 seconds or more, preferably 1 minute or more, more preferably 2 minutes or more, and usually 5 hours or less, preferably 2 hours or less, More preferably, it is 1 hour or less. By setting the heating time to the lower limit value or more, curing of the porous silica membrane proceeds sufficiently, and by setting the heating time to the upper limit value or less, cracking, breakage or the like of the porous silica membrane and the base material can be prevented.

加熱を行なう際の雰囲気は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、中でも、乾燥ムラの生じにくい環境が好ましい。その中でも、大気雰囲気下で加熱を行なうことが好ましい。また、不活性ガス処理を行ない、不活性雰囲気下で加熱を行なうことも可能である。
以上のように、加熱処理を行なうことにより、本発明の積層体に用いられるシリカ多孔質層の製造に用いる組成物よりなるシリカ前駆体膜を硬化させて、本発明に使用できるメソポーラス多孔質層の一例である、シリカ多孔質層を得ることができる。
Although the atmosphere at the time of heating is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, an environment in which drying unevenness hardly occurs is preferable. Among them, it is preferable to carry out heating in the atmosphere. It is also possible to carry out an inert gas treatment and carry out heating in an inert atmosphere.
As described above, the mesoporous layer which can be used in the present invention by curing the silica precursor film comprising the composition used for producing the porous silica layer used in the laminate of the present invention by performing the heat treatment A porous silica layer can be obtained, which is an example of

[積層体の製造方法]
本発明においては、この多孔質層の上の全体あるいは特定の領域に、接着層を設ける。この接着層としては、離型紙など上に、本発明の高分子化合物を含む接着層の成分を乗せ、これを既に形成された多孔質層の上に貼り付けて、接着層から離型紙などを剥がすことにより、本発明の積層体を得ることができる。この時接着層は自身の接着性で多孔質層と接着され、本発明の積層体が得られる。この積層体は、接着層の高分子が本発明の規定の範囲になる場合、温度を上げて加速試験を行っても、多孔質層のごく表面のみに分布し、内部への侵入はごくわずかにとどまる。このため、多孔質層が低屈折膜としての特性を十分に発揮することができる。
[Method of manufacturing laminate]
In the present invention, an adhesive layer is provided on the whole or a specific area on the porous layer. As this adhesive layer, the component of the adhesive layer containing the polymer compound of the present invention is placed on release paper and the like, this is pasted on the porous layer which has already been formed, and By peeling off, the laminate of the present invention can be obtained. At this time, the adhesive layer is adhered to the porous layer with its own adhesive property to obtain the laminate of the present invention. In this laminate, when the polymer of the adhesive layer falls within the range specified in the present invention, even if the temperature is increased and accelerated test is conducted, it is distributed only on the very surface of the porous layer and the penetration into the inside is minimal. Stay in Therefore, the porous layer can fully exhibit the characteristics as a low refractive film.

[実施例]
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。
〔実施例1〕
〔多孔質膜形成用組成物の調合〕
テトラエトキシシラン 6.8g、メチルトリエトキシシラン 6.9g、エタノール
2.3g、HO 5.6g、及び0.3重量%の塩酸水溶液 13gを混合し、60℃、さらに室温で30分間攪拌することで、混合物(A)を調整した。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be more specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily changed and implemented without departing from the scope of the present invention.
Example 1
[Preparation of composition for forming porous film]
6.8 g of tetraethoxysilane, 6.9 g of methyltriethoxysilane, 2.3 g of ethanol, 5.6 g of H 2 O, and 13 g of 0.3% by weight aqueous solution of hydrochloric acid are mixed and further stirred at 60 ° C. for 30 minutes at room temperature The mixture (A) was adjusted by carrying out.

次に、ポリエチレンオキサイド−ポリプロピレンオキサイド−ポリエチレンオキサイド
トリブロックコポリマー(BASF社製 PLURONIC P123(数平均分子量:Mn〜5800)) 6.2g、エタノール 3.1gとを混合した混合物(B)に、前記混合物(A)を添加し、室温で30分間攪拌し混合物(C)を調整した。
この混合物(C)50mlと、希釈溶媒として1−ブタノール50mlとを混合し、室温で30分間攪拌することで多孔質膜形成用組成物を得た。
Next, the above mixture is added to a mixture (B) obtained by mixing 6.2 g of polyethylene oxide-polypropylene oxide-polyethylene oxide triblock copolymer (PLURONIC P123 (number average molecular weight: Mn to 5800) manufactured by BASF) and 3.1 g of ethanol. (A) was added, and the mixture (C) was adjusted by stirring for 30 minutes at room temperature.
A composition for forming a porous film was obtained by mixing 50 ml of this mixture (C) with 50 ml of 1-butanol as a dilution solvent and stirring for 30 minutes at room temperature.

〔多孔質コート基材の製造〕
得られた組成物を、孔径0.45μmのPTFE製メンブレンフィルターでろ過し、760×520mmのガラス基材(松浪硝子工業社製、MICRO SLIDE GLASS:S9112)に対して、1.5ml滴下した。そして、ミカサ社製スピンコーターにて1200rpmで60秒回転させることで薄膜を作成した。
[Production of porous coated substrate]
The obtained composition was filtered with a PTFE membrane filter with a pore diameter of 0.45 μm, and 1.5 ml was dropped to a 760 × 520 mm glass substrate (MICRO SLIDE GLASS: S9112 manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd.). Then, a thin film was formed by rotating at 1200 rpm for 60 seconds with a spin coater manufactured by Mikasa.

次に得られた薄膜塗工ガラス基材をオーブン(ESPEC社製:パーフェクトオーブン
STPH−201)を用いて240℃で20分間加熱することで、シリカ多孔質コート基材を得た。
〔多孔質層の屈折率・膜厚算出〕
分光膜厚計(大塚電子社製FE−3000)により、ガラス基材(屈折率1.52)上に形成されたシリカ多孔質コート面の反射スペクトルを測定し、Cauthyモデルでフィッティングすることで、屈折率および膜厚を算出したところ、屈折率1.19、膜厚530nmであった。
Next, the thin film-coated glass substrate obtained was heated at 240 ° C. for 20 minutes using an oven (manufactured by ESPEC: Perfect Oven STPH-201) to obtain a porous silica coated substrate.
[Calculation of refractive index and thickness of porous layer]
By measuring the reflection spectrum of the porous silica coated surface formed on the glass substrate (refractive index 1.52) with a spectral film thickness meter (FE-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) and fitting with the Cauthy model, The refractive index and the film thickness were calculated to be 1.19 and 530 nm.

〔多孔質層の空隙率算出〕
上記で得られた屈折率および非多孔体(シリカ)の屈折率:1.46を用いて上記多孔質層の空隙率を算出したところ、63%であった。
〔多孔質コート基材の反射率差〕
上記で得られた反射スペクトルの400〜1000nmの範囲内にある、半値幅が10nm以上の極大、極小ピークの反射率の極大値、極小値についてそれぞれ平均を算出し、極大値の平均から極小値の平均の差をとることで得られた値を反射率差:ΔRとした。測定結果を表1に示す。なお、400〜1000nmの範囲内に半値幅が10nm以上の極大、極小ピークがそれぞれ一つ以上存在しない場合は、「×」と表記する。上記で得られたシリカ多孔質膜のΔRは3.9%であった。
[Calculation of porosity of porous layer]
The porosity of the porous layer was calculated using the refractive index obtained above and the refractive index of the non-porous material (silica): 1.46 to be 63%.
[Reflectance difference of porous coated substrate]
The average is calculated for the maximum value and the minimum value of the maximum and minimum values of the maximum and minimum peak reflectances within the range of 400 nm to 1000 nm of the reflection spectrum obtained above and the half value width is 10 nm or more. The value obtained by taking the difference of the average of was taken as the reflectance difference: ΔR. The measurement results are shown in Table 1. In the case where one or more maximum and minimum peaks each having a half width of 10 nm or more do not exist in the range of 400 to 1000 nm, it is written as “x”. The ΔR of the porous silica membrane obtained above was 3.9%.

〔接着層のIRスペクトル〕
本発明に使用する接着剤のタイプの確認をするため、使用する接着剤が塗布された感圧接着シートの離形フィルムを剥がし、接着剤をGe製ATRプリズムの片面に貼り合わせたサンプルを用い、接着剤のIRスペクトルを下記条件で測定した。
測定条件
装置:FT−IR6100(日本分光社製)
測定手法:ATR法
入射角度:45°
検出器:TGS
積算回数:64回
〔接着シート〕
上記で得られたIRスペクトルは、日本接着学会誌、2000、vol.36、No.1、P19のFig.4のポリアクリル酸ブチルのスペクトルとほぼ一致している。このような手法により、この接着剤が、アクリル系で、ポリアクリル酸ブチルを主成分としていることを判別できる。
[IR spectrum of adhesive layer]
In order to confirm the type of adhesive used in the present invention, the release film of the pressure-sensitive adhesive sheet coated with the used adhesive is peeled off, and a sample is used in which the adhesive is bonded to one side of the Ge ATR prism. The IR spectrum of the adhesive was measured under the following conditions.
Measurement conditions Device: FT-IR 6100 (manufactured by JASCO Corporation)
Measurement method: ATR method Incident angle: 45 °
Detector: TGS
Accumulated frequency: 64 times [adhesive sheet]
The IR spectrum obtained above is described in Journal of Adhesion Society of Japan, 2000, vol. 36, no. 1, Fig. 19 of P19. It almost agrees with the spectrum of butyl polyacrylate of 4. By such a method, it can be determined that this adhesive is acrylic and contains butyl polyacrylate as a main component.

〔積層体作製〕
上記のアクリル系感圧接着シート(接着層膜厚:25μm、20mm角)の片方の離形フィルムを剥がし、接着面を20mm角にカットした前記シリカ多孔質コート基材に、感圧接着シートの接着剤面の片面全体が多孔質コート面に接するように貼り合わせることで、積層体(反射率測定用)を得た。また、幅25mm×長さ55mmにカットした感圧接着シートの離型フィルムの一方の面を剥がし、それを幅25mm×長さ76mmにカットした前記シリカ多孔質コート基材に、感圧接着シートの短辺の一方と多孔質コート基材の短辺の一方が重なり、かつ感圧接着シートの接着剤面の片面全体が多孔質コート面に接するように貼り合わせることで、積層体Aを得た。その後、感圧接着シートの他方の面の剥離フィルムを剥がし、その接着剤面に、25mm幅×長さ200mmにカットした厚さ50μmのPETフィルム(両面易接着層)を、PETフィルムの短辺の一方が、積層体Aの感圧接着シートと接している側の短辺と重なり、かつ接着剤面全面がPETフィルム面と接するように貼り合わせることで、積層体(接着強度測定用)を得た。
[Laminate production]
The pressure-sensitive adhesive sheet is formed on the above-mentioned porous silica-coated base material in which one release film of the above acrylic pressure-sensitive adhesive sheet (adhesive layer thickness: 25 μm, 20 mm square) is peeled off and the adhesive surface is cut into 20 mm square. By bonding so that the whole single side | surface of an adhesive agent surface may contact | connect a porous coating surface, the laminated body (for reflectance measurement) was obtained. In addition, the pressure-sensitive adhesive sheet is a porous silica coated substrate obtained by peeling off one surface of a release film of a pressure-sensitive adhesive sheet cut into 25 mm wide × 55 mm long and cutting it into 25 mm wide × 76 mm long The laminate A is obtained by laminating so that one of the short sides of the above and one of the short sides of the porous coated substrate overlap and the entire one side of the adhesive surface of the pressure-sensitive adhesive sheet is in contact with the porous coated surface. The Thereafter, the release film on the other side of the pressure-sensitive adhesive sheet is peeled off, and a 50 μm-thick PET film (double-sided easy-adhesion layer) cut into 25 mm width × 200 mm length is cut on the adhesive side. The laminate (for adhesive strength measurement) is laminated by laminating so that one side of the laminate A overlaps the short side of the side in contact with the pressure-sensitive adhesive sheet of the laminate A, and the entire adhesive surface contacts the PET film surface. Obtained.

〔剥離強度測定〕
上記積層体(接着強度測定用)を引張試験機(ORIENTEC社製STA−1225)に取り付け、180°剥離試験を行った。180°剥離試験は、試験片のサイズを上記の通りにしたことおよび剥離速度を30mm/minとしたこと以外はJISK6854‐2に従って行い、伸びが、25〜50mmの間の引張強度の平均値を感圧接着シートの接着強度とした。粘着強度は、4.53N/25mmであった。
[Peeling strength measurement]
The laminate (for adhesive strength measurement) was attached to a tensile tester (STA-1225 manufactured by ORIENTEC), and a 180 ° peel test was performed. The 180 ° peel test is conducted according to JIS K 6854-2, except that the size of the test piece is as described above and the peel rate is 30 mm / min, and the elongation is an average value of tensile strength between 25 and 50 mm. It was taken as adhesive strength of a pressure sensitive adhesive sheet. The adhesive strength was 4.53 N / 25 mm.

〔環境試験〕
上記積層体をESPEC社製、小型環境試験器:SH−241に入れ、80℃、50%RHで10日間保管した。
〔Environmental testing〕
The above laminate was placed in a compact environmental tester: SH-241 manufactured by ESPEC, and stored at 80 ° C. and 50% RH for 10 days.

〔ピークシフト〕
分光膜厚計(大塚電子社製、FE−3000)を用いて、上記環境試験前後の積層体の基材の非多孔質コート面側から、基材−多孔質膜界面に焦点を合わせて、反射スペクトルを測定した。反射スペクトルからピークシフトを算出した。図2に環境試験前後の反射スペクトルを示し、また表1に結果を示す。図2中には、反射率が下がったピークが、400nmから500nmの間に1つ、600nmから700nmの間に1つのピークがあるが、このうち600nmから700nmの間のピークの方が反射率が低いので、600nmから700nmのピークが最小反射率ピークとなる。尚、環境試験前後で最小反射率ピークが異なる場合には、環境試験前の最小反射率ピークのシフト量を反射スペクトルのシフトの大きさと考える。このようにして得られた実施例1の反射スペクトルのシフトの値は+6nmであった。
[Peak shift]
Focus on the base material-porous membrane interface from the non-porous coated surface side of the base material of the laminate before and after the above environmental test using a spectral film thickness meter (FE-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) The reflection spectrum was measured. The peak shift was calculated from the reflection spectrum. FIG. 2 shows the reflection spectra before and after the environmental test, and Table 1 shows the results. In FIG. 2, there are one peak with lowered reflectance, one peak between 400 nm and 500 nm, and one peak between 600 nm and 700 nm, of which the peak between 600 nm and 700 nm is the reflectance The peak of 600 nm to 700 nm is the minimum reflectance peak. When the minimum reflectance peak is different before and after the environmental test, the shift amount of the minimum reflectance peak before the environmental test is considered as the magnitude of the shift of the reflection spectrum. The shift value of the reflection spectrum of Example 1 obtained in this manner was +6 nm.

〔積層体の反射率差〕
分光膜厚計(大塚電子社製、FE−3000)を用いて、上記環境試験後の積層体の基材の非多孔質コート面側から、基材−多孔質膜界面に焦点を合わせて、反射スペクトルを測定した。測定結果を図1に示す。 図1の反射スペクトルには、極大ピークが2ヵ所、極小ピークが2ヵ所存在する。極大ピークの反射率値すなわち極大反射率を波長値が小さい順にRmax,1、Rmax,2、とし、それらの平均値を平均極大反射率:Rmax,avとした(図1の場合、Rmax,av = (Rmax,1 + Rmax,2)/2)。同様に極小ピーク反射率値すなわち極小反射率を波長値が小さい順にRmin,1、Rmin,2とし、それらの平均値を平均極大反射率:Rmin,avとした(図1の場合、Rmin,av = (Rmin,1 + Rmin,2)/2)。Rmax,avとRmin,avの差を反射率差:ΔRとした。
[Reflectance difference of laminate]
Focus on the base material-porous membrane interface from the non-porous coated surface side of the base material of the laminate after the above environmental test using a spectral film thickness meter (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., FE-3000), The reflection spectrum was measured. The measurement results are shown in FIG. In the reflection spectrum of FIG. 1, there are two maximum peaks and two minimum peaks. The reflectance values of the maximum peaks, ie, the maximum reflectances, are listed as R max, 1 and R max, 2 in ascending order of wavelength value, and the average value of them is the average maximum reflectance: R max, av (in the case of FIG. 1) Rmax, av = ( Rmax, 1 + Rmax, 2 ) / 2). Similarly, the minimum peak reflectance value, that is, the minimum reflectance is set as R min, 1 and R min, 2 in ascending order of the wavelength value , and the average value thereof is set as the average maximum reflectance: R min, av (in the case of FIG. 1) R min, av = (R min, 1 + R min, 2 ) / 2). The difference between R max, av and R min, av is taken as the reflectance difference: ΔR.

得られたスペクトルの極大値および極小値からΔRを算出した。結果を表1に示す。なお、400〜1000nmの範囲内に半値幅が10nm以上の極大、極小ピークがそれぞれ一つ以上存在しない場合は、0%とすることとした。得られたスペクトルのΔRを算出したところ、3.6%であった。   ΔR was calculated from the maximum value and the minimum value of the obtained spectrum. The results are shown in Table 1. In the case where one or more maximum and minimum peaks each having a half width of 10 nm or more do not exist in the range of 400 to 1000 nm, 0% is set. The ΔR of the obtained spectrum was calculated to be 3.6%.

〔反射率差比〕
上記で得られた、環境試験後の積層体のΔRを多孔質コート基材のΔRで割ることで得られた値を積層体の反射率差比とする。結果を表1に示す。多孔質コート基材の最小・最大反射率差が、「×」であった場合は「×」と表記することとした。上記環境試験後の積層体の反射率差比を算出したところ、0.88であった。
[Reflectance difference ratio]
The value obtained by dividing ΔR of the laminate obtained after the environmental test by ΔR of the porous coated substrate is taken as the reflectance difference ratio of the laminate. The results are shown in Table 1. When the minimum and the maximum reflectance difference of a porous coat base material were "x", it was described as "x." It was 0.88 when the reflectance difference ratio of the laminated body after the said environmental test was calculated.

〔浸み込み判定〕
上記で得られた環境試験後の積層体の反射率比の値から、下記基準で浸み込み判定を行った。結果を表1に示す。上記環境試験後の積層体の浸み込み判定は「◎」であった。
◎:反射率比0.75以上
○:反射率比0.40以上0.75未満
△:反射率比0.20以上0.40未満
×:反射率比0.20未満または×
〔実施例2〕
剥離強度:4.77N/25mm、接着層膜厚:20μmの接着剤を用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行って積層体を製造し、各評価を行った。結果を表1に示す。
[Infiltration judgment]
From the value of the reflectance ratio of the laminate after the environmental test obtained above, the penetration determination was performed based on the following criteria. The results are shown in Table 1. The penetration judgment of the laminate after the above environmental test was “◎”.
:: reflectance ratio 0.75 or more ○: reflectance ratio 0.40 or more and less than 0.75 Δ: reflectance ratio 0.20 or more and less than 0.40 ×: reflectance ratio less than 0.20 or ×
Example 2
A laminated body was manufactured by performing the same operation as in Example 1 except that an adhesive having a peeling strength of 4.77 N / 25 mm and an adhesive layer thickness of 20 μm was used, and each evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

〔実施例3〕
剥離強度:11.46N/25mm、接着層膜厚:25μmを用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行って積層体を製造し、各評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例4〕
剥離強度が11.84N/25mm、接着層膜厚:20μmの接着剤を用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行って積層体を製造し、各評価を行った。結果を表1に示す。
[Example 3]
A laminated body was manufactured by performing the same operation as in Example 1 except that the peel strength: 11.46 N / 25 mm and the adhesive layer thickness: 25 μm were used, and each evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
Example 4
A laminate was manufactured by performing the same operation as in Example 1 except that an adhesive having a peeling strength of 11.84 N / 25 mm and an adhesive layer thickness of 20 μm was used, and each evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

〔実施例5〕
スピンコーターの回転速度を500rpmにしたこと、剥離強度が6.84N/25mm、接着層膜厚:52μmの接着剤を用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行って積層体を製造し、各評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1−5に使用された接着剤は、いずれも粘着剤と呼ばれるものである
[Example 5]
A laminate was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the rotation speed of the spin coater was set to 500 rpm, an adhesive having a peel strength of 6.84 N / 25 mm, and an adhesive layer thickness of 52 μm was used. Each evaluation was done. The results are shown in Table 1.
The adhesives used in Examples 1-5 are all called adhesive.

〔比較例1〕
スピンコーターの回転速度を1500rpmとしたこと、剥離強度が15.31N/25mm、接着層膜厚:20μmの接着シートを用いたこと以外は実施例1と同様の操作を行って積層体を製造し、各評価を行った。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
A laminated body was manufactured by performing the same operation as in Example 1 except that the rotation speed of the spin coater was 1500 rpm, and the adhesive sheet having a peeling strength of 15.31 N / 25 mm and an adhesive layer thickness of 20 μm was used. Each evaluation was done. The results are shown in Table 1.

Figure 0006540158
Figure 0006540158

これらの結果から、本発明の積層体は、多孔質層内に、接着層からの接着剤の浸み込みが少なく、低い屈折率を維持したまま、接着層上に、他の部材を接着することができることがわかる。   From these results, the laminate of the present invention adheres the other members onto the adhesive layer while maintaining low refractive index and little penetration of the adhesive from the adhesive layer in the porous layer. I know that I can do it.

本発明により、低屈折率を利用するメソポーラス多孔質層上に、他の部品等を貼り付けて用いることができる積層体を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a laminate that can be used by pasting other components and the like on a mesoporous porous layer utilizing a low refractive index.

Claims (6)

有機ポリマーを含まないメソポーラスなシリカ多孔質層と、隣接する接着層とからなる
積層体であって、該接着層の、180°剥離試験における、剥離速度30mm/minの
際に測定される剥離強度が0.05N/25mm以上14N/25mm以下の範囲であり
、80℃、50%RHで10日間の耐久試験前後での反射スペクトルのシフトの値が、−
30nm以上、200nm以下であることを特徴とする積層体。
Peeling strength measured at a peeling speed of 30 mm / min in a 180 ° peel test of a laminate comprising a mesoporous silica porous layer containing no organic polymer and an adjacent adhesive layer Is in the range of 0.05 N / 25 mm or more and 14 N / 25 mm or less, and the value of the shift of the reflection spectrum before and after the endurance test for 10 days at 80 ° C. and 50% RH is −
A laminate having a thickness of 30 nm or more and 200 nm or less.
該接着層の厚さが5μm以上、100μm以下である請求項1に記載の積層体。   The layered product according to claim 1 whose thickness of said adhesion layer is 5 micrometers or more and 100 micrometers or less. 該接着層がアクリル系樹脂を含有することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記
載の積層体。
The laminate according to any one of claims 1 and 2, wherein the adhesive layer contains an acrylic resin.
有機ポリマーを含まないメソポーラスなシリカ多孔質層の屈折率が1.30以下であ
る請求項1乃至3のいずれかに記載の積層体。
Laminate according to any one of claims 1 to 3 the refractive index of the mesoporous silica porous layer which does not contain the organic polymer is 1.30 or less.
有機ポリマーを含まないメソポーラスなシリカ多孔質層が屈折率1.40以上の他の
層と隣接していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の積層体。
Laminate according to any one of claims 1 to 4, characterized in that mesoporous silica porous layer which does not contain the organic polymer is adjacent to the refractive index of 1.40 or more other layers.
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の積層体の製造方法であって、It is a manufacturing method of the layered product according to any one of claims 1 to 5,
アルコキシシランの加水分解物及び部分縮合物、水、有機溶媒、有機ポリマーを含む組A set including hydrolyzate and partial condensate of alkoxysilane, water, organic solvent, organic polymer
成物を基板上に塗布してシリカ系前駆体膜の層を形成し、Applying the composition on a substrate to form a layer of a silica-based precursor film;
前記シリカ系前駆体膜から前記有機ポリマーを除去する工程を経てシリカ多孔質膜を形A porous silica membrane is formed through the step of removing the organic polymer from the silica-based precursor membrane
成し、Create
前記シリカ多孔質膜の上の全体あるいは特定の領域に、接着層を設けることを特徴とすAn adhesive layer is provided on the whole or a specific area on the porous silica membrane.
る、積層体の製造方法。Method of manufacturing a laminate.
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