KR102237333B1 - Liquid composition for forming low-refractive film - Google Patents

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Abstract

이 저굴절률막 형성용 액 조성물은, 규소알콕시드로서의 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란의 알코올 용액에 물과 질산의 혼합물을 첨가하여 교반함으로써 생성된 규소알콕시드의 가수분해물과, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 액체 매체 중에 분산된 실리카 졸을 혼합하고, 추가로 글리콜에테르의 유기 용매를 혼합 하여 조제된다. 상기 글리콜에테르는 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하의 인화점을 갖는 용매이다.This low-refractive-index film-forming liquid composition comprises a hydrolyzate of silicon alkoxide produced by adding and stirring a mixture of water and nitric acid to an alcohol solution of tetramethoxysilane or tetraethoxysilane as a silicon alkoxide, and a beaded colo. It is prepared by mixing silica sol in which silica particles are dispersed in a liquid medium, and further mixing an organic solvent of glycol ether. The glycol ether is a solvent having a flash point of 140°C or more and 160°C or less.

Description

저굴절률막 형성용 액 조성물{LIQUID COMPOSITION FOR FORMING LOW-REFRACTIVE FILM}Liquid composition for forming a low refractive index film {LIQUID COMPOSITION FOR FORMING LOW-REFRACTIVE FILM}

본 발명은, 저굴절률막 형성용 액 조성물에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은, 디스플레이 패널이나 태양 전지, 광학 렌즈, 카메라 모듈, 센서 모듈, 미러, 안경 등에 사용되는 저굴절률막을 형성하기 위한 액 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 액 조성물 중의 콜로이달 실리카 입자가 잘 응집되지 않고, 저굴절률이며, 막 표면의 물 젖음성과 방담성이 우수한 저굴절률막을 형성하기 위한 액 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid composition for forming a low refractive index film. Specifically, the present invention relates to a liquid composition for forming a low refractive index film used for a display panel, a solar cell, an optical lens, a camera module, a sensor module, a mirror, and glasses. More specifically, it relates to a liquid composition for forming a low-refractive-index film in which colloidal silica particles in the liquid composition are not well agglomerated, have a low refractive index, and are excellent in water wettability and anti-fog properties on the surface of the film.

본원은, 2015년 1월 20일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2015-008192호, 및 2015년 2월 13일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2015-025889호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-008192 filed in Japan on January 20, 2015, and Japanese Patent Application No. 2015-025889 filed in Japan on February 13, 2015, I use the content here.

유리나 플라스틱 등의 투명 기재의 표면에 형성된 저굴절률의 막은, 브라운관, 액정, 유기 EL 등의 디스플레이 패널이나 태양 전지, 광학 렌즈, 쇼케이스용 유리 등에 있어서, 입사하는 광의 반사를 방지하기 위한 반사 방지막으로서 이용되고 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널의 표시면측에는 시인성을 향상시키기 위한 반사 방지막이 형성되거나, 또, 태양 전지의 분야에서는, 입사되는 태양광의 반사를 방지하여 광의 흡수율을 올리기 위하여, 유리 기재의 표면 등에 저굴절률의 막을 반사 방지막으로서 형성하는 등의 대책이 이루어져 있다.A low-refractive-index film formed on the surface of a transparent substrate such as glass or plastic is used as an antireflection film to prevent reflection of incident light in display panels such as CRT, liquid crystal, and organic EL, solar cells, optical lenses, and glass for showcase. Has become. For example, an antireflection film is formed on the display side of the display panel to improve visibility, or in the field of solar cells, in order to increase the absorption rate of light by preventing reflection of incident sunlight, a low refractive index on the surface of a glass substrate, etc. Countermeasures such as forming a film of as an antireflection film are taken.

이와 같은 반사를 방지하기 위한 막으로는, 종래, 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 기상법에 의해 형성한 MgF2 나 빙정석 등으로 이루어지는 단층막이 실용화되어 있다. 또, SiO2 등의 저굴절률 피막과, TiO2 나 ZrO2 등의 고굴절률 피막을, 기재 상에 교대로 적층하여 형성된 다층막 등도, 높은 반사 방지 효과가 얻어지는 것이 알려져 있다. 그러나, 진공 증착법이나 스퍼터링법 등의 기상법에서는, 장치 등이 고가인 점에서 제조 비용 등의 면에서 문제가 있다. 또, 저굴절률 피막과 고굴절률 피막을 교대로 적층하여 다층막을 형성하는 방법에서는, 제조 공정이 번잡하고, 시간과 수고가 드는 점에서 그다지 실용적이지 않다. As a film for preventing such reflection, conventionally, a single layer film made of MgF 2 , cryolite, etc. formed by a vapor phase method such as a vacuum evaporation method or sputtering method has been put into practical use. Further, it is known that a multilayer film formed by alternately laminating a low refractive index coating such as SiO 2 and a high refractive index coating such as TiO 2 or ZrO 2 on a substrate, etc., can obtain a high antireflection effect. However, in vapor phase methods such as vacuum evaporation and sputtering, there is a problem in terms of manufacturing cost and the like because the apparatus is expensive. In addition, in the method of forming a multilayer film by alternately stacking a low refractive index film and a high refractive index film, it is not very practical in that the manufacturing process is complicated and time and labor are required.

그 때문에, 최근에는, 제조 비용 등의 면에서, 졸겔법 등의 도포법이 주목받고 있다. 졸겔법에서는, 일반적으로, 졸겔액을 조제하고, 이것을 유리 등의 투명 기판에 도포한 후, 건조나 소성 등을 실시함으로써 막의 형성을 실시한다. 그러나, 졸겔법에 의해 형성된 막은, 진공 증착법 등의 기상법으로 형성된 막에 비하여 원하는 저굴절률이 얻어지지 않거나, 기판과의 밀착성 불량이나 크랙의 발생과 같은 여러 가지 과제가 남아 있었다.Therefore, in recent years, in terms of manufacturing cost, etc., coating methods such as a sol-gel method are attracting attention. In the sol-gel method, generally, a sol-gel solution is prepared, applied to a transparent substrate such as glass, and then dried or calcined to form a film. However, in the film formed by the sol-gel method, compared to the film formed by a vapor deposition method such as a vacuum evaporation method, a desired low refractive index is not obtained, or various problems such as poor adhesion to the substrate and occurrence of cracks remain.

이와 같은 졸겔법을 이용한 저굴절률막으로서, 소정의 평균 입경을 갖는 실리카 입자가 분산되는 실리카 졸 (a) 와, 알콕시실란의 가수분해물, 금속 알콕시드의 가수분해물 및 금속염으로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1 종의 성분 (b) 를 함유하고, 실리카 졸 (a) 와 성분 (b) 를 원하는 비율로 유기 용매와 혼합하여 얻는 도포액을, 기재에 도포한 후, 경화시킨 저굴절률 반사 방지막이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 상기 도포액에 있어서의 실리카 졸로서, 수성 실리카 졸 중의 물을 증류법 등에 의해 유기 용제로 치환함으로써 얻어지는 유기 용제계 실리카 졸 (오르가노 실리카 졸) 이 개시된다. 유기 용제계 실리카 졸에 사용하는 유기 용제로서 바람직하게는, 메탄올 (인화점 12 ℃), 에탄올 (인화점 13 ℃), 이소프로판올 (인화점 15 ℃), 부탄올 (인화점 37 ℃) 등의 알코올류, 에틸셀로솔브 (인화점 43 ℃), 부틸셀로솔브 (인화점 64 ℃), 에틸카르비톨 (인화점 94 ℃), 부틸카르비톨 (인화점 113 ℃), 디에틸셀로솔브 (인화점 35 ℃), 디에틸카르비톨 (인화점 82 ℃) 등의 글리콜에테르류의 친수성 용제가 사용된다. 이 특허문헌 1 에는, 상기 실리카 입자를 특정의 비율로 사용함으로써, 특허문헌 1 의 도포액을 사용하여 얻은 막은, 그 피막 표면에 미소한 요철이 형성되어, 굴절률을 저하시키는 데에 양호한 반사 방지 효과가 얻어지는 것이 기재되어 있다.As a low-refractive-index film using such a sol-gel method, at least one selected from the group consisting of a silica sol (a) in which silica particles having a predetermined average particle diameter are dispersed, a hydrolyzate of an alkoxysilane, a hydrolyzate of a metal alkoxide, and a metal salt Disclosed is a low-refractive-index antireflection film comprising a species component (b) and curing after applying a coating solution obtained by mixing a silica sol (a) and a component (b) with an organic solvent in a desired ratio to a substrate. (See, for example, Patent Document 1). As the silica sol in the coating liquid, an organic solvent-based silica sol (organo silica sol) obtained by substituting water in an aqueous silica sol with an organic solvent by a distillation method or the like is disclosed. As the organic solvent used for the organic solvent-based silica sol, preferably, alcohols such as methanol (flash point 12° C.), ethanol (flash point 13° C.), isopropanol (flash point 15° C.), butanol (flash point 37° C.), ethyl cello Solve (flash point 43°C), butyl cellosolve (flash point 64°C), ethylcarbitol (flash point 94°C), butylcarbitol (flash point 113°C), diethylcellosolve (flash point 35°C), diethylcarbitol Hydrophilic solvents such as glycol ethers such as (flash point 82°C) are used. In this Patent Document 1, by using the silica particles in a specific ratio, the film obtained by using the coating solution of Patent Document 1 has fine irregularities formed on the surface of the film, and has a good antireflection effect in reducing the refractive index. It is described that is obtained.

일본 공개특허공보 평8-122501호 (청구항 1, 단락 [0008], 단락 [0020])Japanese Laid-Open Patent Publication No. Hei 8-122501 (Claim 1, paragraph [0008], paragraph [0020])

그러나, 특허문헌 1 에 나타낸 저굴절률 반사 방지막을 형성하는 도포액 (저굴절률막 형성용 액 조성물) 에서는, 그 용매 및 유기 용제계 실리카 졸에 사용되는 알코올류, 글리콜에테르류의 모든 친수성 용제의 인화점이 140 ℃ 미만으로 낮다. 따라서, 도포액을 대기 중에서의 장시간 연속 도포 프로세스에 사용하여, 대기 중에 도포액을 방치한 경우, 용매 및 유기 용제가 도포액으로부터 휘발되기 쉬워져, 도포액 중의 실리카 입자의 분산이 불안정해진다. 이 실리카 입자가 응집되면, 응집물이 균일한 박막 상에 돌기와 같이 부착되고, 균일한 막이 되지 않는 점에서, 광학막으로서 기능하지 않을 우려가 있다. 또, 이 종류의 투명 기재의 위에 형성되는 저굴절률막에서는, 모든 환경에서의 투명성을 유지할 수 있도록 방담성이 요구되고 있지만, 특허문헌 1 에서 개시되어 있는 도포액으로 얻어지는 저굴절률막에서는 방담성이 불충분하였다.However, in the coating liquid (liquid composition for forming a low refractive index film) for forming the low refractive index antireflection film shown in Patent Document 1, the flash point of all hydrophilic solvents such as alcohols and glycol ethers used in the solvent and organic solvent-based silica sol It is as low as less than 140°C. Therefore, when the coating liquid is used in a continuous coating process in the air for a long time and the coating liquid is left in the air, the solvent and the organic solvent are liable to volatilize from the coating liquid, and the dispersion of silica particles in the coating liquid becomes unstable. When the silica particles are agglomerated, the agglomerates adhere like projections on a uniform thin film and do not form a uniform film, and thus there is a concern that they may not function as an optical film. In addition, in the low-refractive-index film formed on this kind of transparent substrate, anti-fogging properties are required so as to maintain transparency in all environments, but the low-refractive-index film obtained with the coating liquid disclosed in Patent Document 1 has anti-fogging properties. It was insufficient.

본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하는 것으로, 액 조성물 중의 콜로이달 실리카 입자가 잘 응집되지 않고, 저굴절률이며, 막 표면의 물 젖음성과 방담성이 우수한 저굴절률막을 형성하기 위한 액 조성물을 제공하는 것에 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, to provide a liquid composition for forming a low-refractive-index film that is not well agglomerated, has a low refractive index, and has excellent water wettability and anti-fogging properties on the surface of the liquid composition. It is in doing.

본 발명자들은, 저굴절률막 형성용 액 조성물 전체에 대해, 일정 비율의 고비점 용매, 즉, 140 ∼ 160 ℃ 의 인화점을 갖는 용매를 함유시키면, 저굴절률막 형성용 액 조성물 전체의 조성이 안정되고, 응집이 억제되는 것을 지견하여 본 발명에 도달하였다.The present inventors believe that if a certain ratio of a high boiling point solvent, that is, a solvent having a flash point of 140 to 160°C, is contained with respect to the entire low refractive index film-forming liquid composition, the composition of the entire low-refractive-index film-forming liquid composition is stabilized. , The present invention was reached by finding that aggregation is inhibited.

본 발명의 제 1 관점은, 규소알콕시드로서의 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란의 알코올 용액에 물과 질산의 혼합물을 첨가하여 교반함으로써 생성된 규소알콕시드의 가수분해물과, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 액체 매체 중에 분산된 실리카 졸을 혼합하고, 추가로 글리콜에테르의 유기 용매를 혼합하여 조제되고, 상기 글리콜에테르가 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하의 인화점을 갖는 용매인 저굴절률막 형성용 액 조성물이다.The first aspect of the present invention is a hydrolyzate of silicon alkoxide produced by adding and stirring a mixture of water and nitric acid to an alcohol solution of tetramethoxysilane or tetraethoxysilane as a silicon alkoxide, and a beaded colloidal silica. It is a liquid composition for forming a low refractive index film, which is a solvent prepared by mixing a silica sol in which particles are dispersed in a liquid medium and further mixing an organic solvent of glycol ether, and the glycol ether has a flash point of 140°C or more and 160°C or less. .

본 발명의 제 2 관점은, 제 1 관점에 기초하는 발명으로서, 상기 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하의 인화점을 갖는 용매인 글리콜에테르가, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜디메틸에테르 또는 디에틸렌글리콜모노벤질에테르이다.A second aspect of the present invention is an invention based on the first aspect, wherein glycol ether, which is a solvent having a flash point of 140°C or more and 160°C or less, is polyethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, and tetraethylene glycol. Dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, or diethylene glycol monobenzyl ether.

본 발명의 제 3 관점은, 제 1 또는 제 2 관점의 저굴절률막 형성용 액 조성물을 사용하여 저굴절률막을 형성하는 방법이다.A third aspect of the present invention is a method of forming a low refractive index film using the liquid composition for forming a low refractive index film of the first or second aspect.

본 발명의 제 4 관점은, 제 3 관점의 방법에 의해 형성된 저굴절률막이다.A fourth aspect of the present invention is a low refractive index film formed by the method of the third aspect.

본 발명의 제 5 관점은, 제 4 관점의 저굴절률막과 적외선 차폐막을 구비한 복합막이다.A fifth aspect of the present invention is a composite film comprising the low-refractive-index film and the infrared shielding film of the fourth aspect.

본 발명의 제 1 관점의 액 조성물에 의하면, 액 조성물 중의 유기 용매로서 인화점이 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하인 용매인 글리콜에테르를 사용하기 때문에, 액 조성물의 액성분이 잘 휘발되지 않게 되고, 콜로이달 실리카 입자의 분산이 안정되어, 콜로이달 실리카 입자가 잘 응집되지 않게 된다. 한편, 인화점이 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하인 글리콜에테르는 3 ∼ 30 cP 로 점도가 높아, 액 조성물 중에서 콜로이달 실리카 입자끼리가 충돌하지 않는다. 이 결과, 장시간 연속 도포 프로세스에 있어서도, 저굴절률의 막을 형성할 수 있다. 또 상기 액 조성물로 얻어진 막은, 표면에 미소한 요철 구조가 형성되고, 막 표면의 물 젖음성과 방담성이 우수하다.According to the liquid composition of the first aspect of the present invention, since glycol ether, which is a solvent having a flash point of 140°C or higher and 160°C or lower, is used as the organic solvent in the liquid composition, the liquid component of the liquid composition is not easily volatilized, and colloidal silica particles Is stable, and colloidal silica particles are not easily agglomerated. On the other hand, glycol ethers having a flash point of 140°C or more and 160°C or less have a high viscosity of 3 to 30 cP, and colloidal silica particles do not collide with each other in the liquid composition. As a result, even in a continuous coating process for a long time, a film having a low refractive index can be formed. Further, the film obtained from the liquid composition has a fine uneven structure on its surface, and is excellent in water wettability and anti-fogging properties on the surface of the film.

본 발명의 제 2 관점의 액 조성물에 의하면, 인화점이 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하인 용매인 글리콜에테르가, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜디메틸에테르 또는 디에틸렌글리콜모노벤질에테르이므로, 이러한 글리콜에테르를 액 조성물의 용매로서 사용하면, 액 조성물 중의 콜로이달 실리카가 보다 잘 응집되지 않고, 보다 확실하게 저굴절률이며, 막 표면의 물 젖음성과 방담성이 우수한 저굴절률막을 형성할 수 있다.According to the liquid composition of the second aspect of the present invention, glycol ether, which is a solvent having a flash point of 140°C or more and 160°C or less, is polyethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, or Since it is diethylene glycol monobenzyl ether, when such glycol ether is used as a solvent for the liquid composition, colloidal silica in the liquid composition is less agglomerated, more reliably low refractive index, and excellent water wettability and anti-fogging properties on the surface of the film. A low refractive index film can be formed.

본 발명의 제 3 방법에 의하면, 제 1 또는 제 2 관점의 저굴절률막 형성용 액 조성물을 사용하여 저굴절률이며, 막 표면의 물 젖음성과 방담성이 우수한 저굴절률막을 형성할 수 있다.According to the third method of the present invention, a low refractive index film having a low refractive index and excellent in water wettability and anti-fogging properties on the surface of the film can be formed using the liquid composition for forming a low refractive index film of the first or second aspect.

본 발명의 제 4 저굴절률막은, 저굴절률이며, 막 표면의 물 젖음성과 방담성이 우수하다.The fourth low-refractive-index film of the present invention has a low refractive index, and is excellent in water wettability and anti-fog properties on the surface of the film.

본 발명의 제 5 관점의 복합막은, 제 4 관점의 저굴절률막과 적외선 차폐막을 구비하기 때문에, 이 복합막은, 적외선을 차폐하는 효과를 가짐과 함께, 저굴절률이며, 복합막 표면의 물 젖음성과 방담성이 우수하다.Since the composite film of the fifth aspect of the present invention includes the low-refractive-index film and the infrared shielding film of the fourth aspect, this composite film has an effect of shielding infrared rays, and has a low refractive index, and has a water wettability on the surface of the composite film. It has excellent anti-fogging properties.

다음으로 본 발명을 실시하기 위한 실시형태를 설명한다.Next, an embodiment for carrying out the present invention will be described.

본 실시형태의 저굴절률막 형성용 액 조성물 (이하, 액 조성물로 생략하는 경우가 있다) 은, 규소알콕시드로서의 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란의 알코올 용액에 물과 질산과 글리콜에테르의 유기 용매의 혼합물을 첨가하여 교반함으로써 생성된 규소알콕시드의 가수분해물과, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 액체 매체 중에 분산된 실리카 졸을 혼합하여 조제된다. 그리고 상기 글리콜에테르가 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하의 인화점을 갖는 용매인 것을 특징으로 하는 저굴절률막 형성용 액 조성물이다.The liquid composition for forming a low refractive index film of the present embodiment (hereinafter, a liquid composition may be omitted) is an organic solution of water, nitric acid and glycol ether in an alcohol solution of tetramethoxysilane or tetraethoxysilane as a silicon alkoxide. It is prepared by mixing a hydrolyzate of silicon alkoxide produced by adding and stirring a mixture of solvents and a silica sol in which beaded colloidal silica particles are dispersed in a liquid medium. And the glycol ether is a low refractive index film forming solution composition, characterized in that the solvent has a flash point of 140 ℃ 160 ℃ or less.

본 실시형태의 저굴절률막 형성용 액 조성물을 제조하려면, 먼저, 규소알콕시드로서의 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란 1 질량부에 대해, 0.5 ∼ 8.0 질량부가 되는 양의 알코올 용액을 첨가하는 것이 바람직하다. 알코올 용액으로는, 에탄올, 이소프로판올 (IPA), 프로필렌글리콜모노메틸에테르 (PGME) 등의 유기 용매를 사용할 수 있다. 상기 규소알콕시드와 상기 알코올 용액의 혼합 용액을, 바람직하게는 30 ∼ 40 ℃ 의 온도에서 5 ∼ 20 분간 교반함으로써 제 1 액이 조제된다. 규소알콕시드로는, 범용성 및 원료의 안전성의 면에서, 테트라에톡시실란이 바람직하다.To prepare the low-refractive-index film-forming liquid composition of this embodiment, first, adding an alcohol solution in an amount of 0.5 to 8.0 parts by mass per 1 part by mass of tetramethoxysilane or tetraethoxysilane as a silicon alkoxide. desirable. As the alcohol solution, organic solvents such as ethanol, isopropanol (IPA), and propylene glycol monomethyl ether (PGME) can be used. The first liquid is prepared by stirring the mixed solution of the silicon alkoxide and the alcohol solution at a temperature of preferably 30 to 40°C for 5 to 20 minutes. As the silicon alkoxide, tetraethoxysilane is preferable from the viewpoint of versatility and safety of raw materials.

한편, 이 제 1 액과는 별도로, 상기 규소알콕시드 1 질량부에 대해, 물을 0.5 ∼ 5.0 질량부, 질산을 0.005 ∼ 0.5 질량부의 비율로 첨가하고, 30 ∼ 40 ℃ 의 온도에서 5 ∼ 20 분간 교반함으로써 제 2 액을 조제한다.On the other hand, separately from this first liquid, 0.5 to 5.0 parts by mass of water and 0.005 to 0.5 parts by mass of nitric acid are added to 1 part by mass of the silicon alkoxide, and 5 to 20 parts by mass at a temperature of 30 to 40°C. A 2nd liquid is prepared by stirring for a minute.

다음으로, 상기 조제한 제 1 액을, 워터 배스 등을 사용하여 바람직하게는 30 ∼ 80 ℃ 의 온도로 유지하고 나서, 제 1 액에 제 2 액을 첨가하고, 상기 온도를 유지한 상태에서 바람직하게는 30 ∼ 180 분간 교반한다. 이로써, 상기 규소알콕시드의 가수분해물이 생성된다.Next, the prepared first liquid is maintained at a temperature of preferably 30 to 80°C using a water bath or the like, and then a second liquid is added to the first liquid, and the temperature is maintained. Is stirred for 30 to 180 minutes. Thereby, a hydrolyzate of the silicon alkoxide is produced.

다음으로, 상기 얻어진 규소알콕시드의 가수분해물과, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 분산된 실리카 졸을, 상기 규소알콕시드의 가수분해물 중의 SiO2 분 (分) 1 질량부에 대한 실리카 졸 중의 SiO2 분이 3 ∼ 45 질량부가 되는 비율로, 교반하여 혼합한다. 또한, 규소알콕시드의 가수분해물과 실리카 졸과의 혼합 용액에, 인화점 140 ℃ 이상이고 친수성 용매인 글리콜에테르를 첨가 혼합하여 교반함으로써, 본 실시형태의 저굴절률막 형성용 액 조성물이 얻어진다. 이 때, 규소알콕시드의 가수분해물 중의 SiO2 분 1 질량부에 대해, 글리콜에테르를 5 ∼ 50 질량부 첨가하는 것이 바람직하다.Next, the hydrolyzate of silicon alkoxide, wherein the resulting salt columnar colloidal silica particles are dispersed silica sol, SiO 2 of the silica sol on SiO 1 parts by weight of 2 minutes (分) of the hydrolyzate of the silicon alkoxide The mixture is stirred and mixed at a ratio of 3 to 45 parts by mass of a minute. In addition, glycol ether, which is a hydrophilic solvent having a flash point of 140° C. or higher, is added and stirred to a mixed solution of a hydrolyzate of silicon alkoxide and a silica sol to obtain a liquid composition for forming a low refractive index film of the present embodiment. At this time, it is preferable to add 5 to 50 parts by mass of glycol ether with respect to 2 minutes and 1 part by mass of SiO in the hydrolyzate of the silicon alkoxide.

상기 인화점이 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하인 용매인 글리콜에테르로는, 구체적으로는, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르 (인화점 145 ℃), 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 (인화점 156 ℃), 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르 (인화점 141 ℃), 폴리에틸렌글리콜디메틸에테르 (인화점 147 ℃) 또는 디에틸렌글리콜모노벤질에테르 (인화점 158 ℃) 등의 친수성 용매를 들 수 있다. 인화점이 140 ℃ 미만인 글리콜에테르에서는, 대기 중에 액 조성물을 방치한 경우, 유기 용매가 액 조성물로부터 휘발되기 쉬워져, 염주상 콜로이달 실리카 입자의 분산이 불안정해진다. 또 160 ℃ 를 초과하는 글리콜에테르에서는, 이 글리콜에테르를 사용하여 저굴절률막을 형성할 때에 이 글리콜에테르를 휘발시키기 위한 온도를 250 ℃ 를 초과한 높은 온도로 할 필요가 있어, 저굴절률막의 기재가 내열성이 있는 것에 한정된다.Examples of glycol ethers that are solvents having a flash point of 140° C. or more and 160° C. or less include polyethylene glycol monomethyl ether (flash point 145° C.), triethylene glycol monobutyl ether (flash point 156° C.), and tetraethylene glycol dimethyl ether (flash point 141°C), polyethylene glycol dimethyl ether (flash point 147°C), or diethylene glycol monobenzyl ether (flash point 158°C). In a glycol ether having a flash point of less than 140°C, when the liquid composition is left in the air, the organic solvent is liable to volatilize from the liquid composition, and dispersion of the beaded colloidal silica particles becomes unstable. In addition, in the case of a glycol ether exceeding 160°C, when forming a low refractive index film using this glycol ether, the temperature for volatilizing the glycol ether needs to be set to a high temperature exceeding 250°C, so that the substrate of the low refractive index film is heat resistant. It is limited to what there is.

상기 인화점이 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하인 용매인 글리콜에테르는, 친수성 용매이기 때문에, 액 조성물 중의 물과의 상용성이 우수하다. 또, 상기 인화점이 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하인 용매인 글리콜에테르는, 3 ∼ 30 cP 로 점도가 높아, 액 조성물 중에서 콜로이달 실리카 입자끼리가 잘 충돌되지 않는다.Since glycol ether, which is a solvent having a flash point of 140°C or more and 160°C or less, is a hydrophilic solvent, it has excellent compatibility with water in a liquid composition. In addition, glycol ether, which is a solvent having a flash point of 140°C or more and 160°C or less, has a high viscosity of 3 to 30 cP, and colloidal silica particles do not collide with each other in the liquid composition.

본 실시형태의 저굴절률막 형성용 액 조성물에 함유되는 실리카 졸은, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 액체 매체 중에 분산된 졸이다. 일반적으로, 실리카 졸에 함유되는 실리카 입자로는, 염주상 외에, 구상, 침상 또는 판상의 것 등이 널리 알려져 있는데, 본 실시형태에서는, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 분산된 실리카 졸을 사용한다. 염주상 콜로이달 실리카 입자가 분산된 것에 한정하는 이유는, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 존재함으로써, 형성되는 막에 공공이 발생하기 쉽고, 매우 낮은 굴절률의 막을 형성할 수 있기 때문이다. 또, 염주상 콜로이달 실리카 입자는, 입자의 사이즈가 작고, 막의 헤이즈를 작게 할 수 있다.The silica sol contained in the liquid composition for forming a low refractive index film of the present embodiment is a sol in which beaded colloidal silica particles are dispersed in a liquid medium. In general, as the silica particles contained in the silica sol, in addition to the beads, spherical, needle, or plate are widely known, but in the present embodiment, a silica sol in which beads of colloidal silica particles are dispersed is used. The reason why the beaded colloidal silica particles are dispersed is because, by the presence of the beaded colloidal silica particles, voids are likely to occur in the formed film, and a film having a very low refractive index can be formed. Further, the beaded colloidal silica particles have a small particle size and can reduce the haze of the film.

상기 염주상 콜로이달 실리카 입자는, 평균 입자경이 5 ∼ 50 ㎚ 인 복수의 구상 콜로이달 실리카 입자가, 금속 산화물 함유 실리카에 의해 접합된 것이다. 여기서, 염주상 콜로이달 실리카 입자를 구성하는 복수의 구상 콜로이달 실리카 입자의 평균 입자경을 상기 범위에 한정한 것은, 평균 입자경이 하한치 미만에서는 형성 후의 막의 굴절률이 충분히 저하되지 않고, 한편, 상한치를 초과하면 막 표면의 요철에 의해 막의 헤이즈가 증대하기 때문이다. 이 중, 상기 염주상 콜로이달 실리카 입자를 구성하는 복수의 구상 콜로이달 실리카 입자의 평균 입자경은 5 ∼ 30 ㎚ 의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 상기 구상 콜로이달 실리카 입자의 평균 입자경이란, TEM 관찰에 의해 얻어진 입자 형상을 200 점 계측한 평균치를 사용하였다.In the beaded colloidal silica particle, a plurality of spherical colloidal silica particles having an average particle diameter of 5 to 50 nm are bonded to each other by metal oxide-containing silica. Here, limiting the average particle diameter of the plurality of spherical colloidal silica particles constituting the beaded colloidal silica particles to the above range means that when the average particle diameter is less than the lower limit, the refractive index of the film after formation is not sufficiently lowered, while on the other hand, the upper limit is exceeded. This is because the haze of the film increases due to the irregularities on the surface of the lower film. Among these, the average particle diameter of the plurality of spherical colloidal silica particles constituting the beaded colloidal silica particles is preferably in the range of 5 to 30 nm. In addition, the average particle diameter of the spherical colloidal silica particles used was an average value obtained by measuring 200 points of the particle shape obtained by TEM observation.

또, 구상 콜로이달 실리카 입자를 접합하는 금속 산화물 함유 실리카로는, 예를 들어 비정질의 실리카, 또는, 비정질의 알루미나 등이 예시된다.Moreover, as the metal oxide-containing silica which bonds spherical colloidal silica particles, amorphous silica, amorphous alumina, etc. are illustrated, for example.

사용하는 실리카 졸의 SiO2 농도가 5 ∼ 40 질량% 인 것이 바람직하다. 사용하는 실리카 졸의 SiO2 농도가 지나치게 낮으면 형성 후의 막의 굴절률이 충분히 저하되지 않는 경우가 있고, 한편, 지나치게 높으면 실리카 졸 중의 SiO2 가 응집되기 쉬워 액이 불안정해지는 경우가 있다. 이와 같은 염주상 콜로이달 실리카 입자가 분산된 실리카 졸로는, 예를 들어 일본 특허 제4328935호에 기재되어 있는 실리카 졸 등을 사용할 수 있다. It is preferable that the SiO 2 concentration of the silica sol used is 5 to 40 mass%. If the SiO 2 concentration of the silica sol to be used is too low, the refractive index of the film after formation may not be sufficiently lowered. On the other hand, if it is too high, SiO 2 in the silica sol tends to aggregate and the solution may become unstable. As the silica sol in which such beaded colloidal silica particles are dispersed, for example, a silica sol described in Japanese Patent No. 4 2 28935 can be used.

본 실시형태의 저굴절률막 형성용 액 조성물에 있어서, 상기 가수분해물과 상기 실리카 졸은, 가수분해물 중의 SiO2 분을 1 질량부로 할 때에, 상기 실리카 졸의 SiO2 분이 3 ∼ 45 질량부가 되도록 혼합하여 조제된다. 실리카 졸의 비율이 하한치 미만에서는 형성 후의 막의 굴절률이 충분히 저하되지 않고, 한편, 상한치를 초과하면 막두께가 불균일해짐으로써 막 표면의 요철이 커져 헤이즈가 증대하기 때문이다. 이 중, 실리카 졸의 비율은, 가수분해물 중의 SiO2 분 1 질량부에 대한 실리카 졸의 SiO2 분이 10 ∼ 30 질량부가 되는 비율로 하는 것이 바람직하다.In the liquid composition for forming a low refractive index film of the present embodiment, the hydrolyzate and the silica sol are mixed so that 2 minutes of SiO in the silica sol is 3 to 45 parts by mass when 2 minutes of SiO in the hydrolyzate is 1 part by mass. It is prepared by doing. This is because when the ratio of silica sol is less than the lower limit, the refractive index of the film after formation is not sufficiently lowered, whereas when the ratio of the silica sol exceeds the upper limit, the film thickness becomes non-uniform, resulting in increased unevenness on the surface of the film, resulting in an increase in haze. Among these, the ratio of the silica sol is preferably a ratio of 10 to 30 parts by mass of SiO 2 minutes of the silica sol with respect to 1 part by mass of SiO 2 in the hydrolyzate.

계속해서, 본 실시형태의 저굴절률막을 형성하는 방법에 대해 설명한다. 본 실시형태의 저굴절률막의 형성 방법에서는, 먼저, 유리나 플라스틱 등의 기재를 준비하고, 이 기재 표면에, 상기 서술한 본 실시형태의 저굴절률막 형성용 액 조성물을, 예를 들어 스핀 코트법, 다이코트법 또는 스프레이법 등에 의해 도포한다. 도포한 후에는, 핫 플레이트나 분위기 소성로 등을 사용하여, 바람직하게는 50 ∼ 100 ℃ 의 온도에서 5 ∼ 60 분간 건조시킨 후, 핫 플레이트나 분위기 소성로 등을 사용하여, 바람직하게는 100 ∼ 300 ℃ 의 온도에서 5 ∼ 120 분간 소성하여 경화시킨다. 이와 같이 형성된 막은, 막 내부에 적당한 공공이 발생함으로써, 1.15 ∼ 1.4 정도의 매우 낮은 굴절률을 나타낸다. 또 막 표면의 젖음성이 우수하고, 높은 발수성을 나타내기 때문에, 형성된 막 표면에 또 다른 막을 형성하는 것이 용이한 점에서 범용성 등도 우수하다. 그 때문에, 예를 들어 브라운관, 액정, 유기 EL 등의 디스플레이 패널이나 태양 전지, 쇼케이스용 유리 등에 있어서 입사광의 반사를 방지하기 위하여 사용되는 반사 방지막, 혹은 센서나 카메라 모듈 등에 사용되는 굴절률차를 이용한 중간막 등의 형성에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한 표면의 미세한 요철 구조에 의해 방담성이 우수하기 때문에, 미러, 안경, 적외선 차폐막 등의 표면에 코팅하기 위한 막에 바람직하게 사용할 수 있다.Subsequently, a method of forming the low refractive index film of the present embodiment will be described. In the method for forming a low refractive index film of the present embodiment, first, a substrate such as glass or plastic is prepared, and the liquid composition for forming a low refractive index film of the present embodiment described above is applied to the surface of the substrate, for example, a spin coating method, It is applied by a die coating method or a spray method. After coating, using a hot plate or an atmosphere sintering furnace, preferably, drying for 5 to 60 minutes at a temperature of 50 to 100°C, and then using a hot plate or an atmosphere sintering furnace, or the like, preferably 100 to 300°C. It is cured by firing at a temperature of 5 to 120 minutes. The film thus formed exhibits a very low refractive index of about 1.15 to 1.4 by generating appropriate voids in the film. Further, since the film surface has excellent wettability and high water repellency, it is easy to form another film on the formed film surface, so it is also excellent in versatility and the like. Therefore, for example, an antireflection film used to prevent reflection of incident light in a display panel such as a CRT, a liquid crystal, or an organic EL, a solar cell, or a glass for a showcase, or an interlayer film using a difference in refractive index used for a sensor or a camera module. It can be suitably used for formation of the like. In addition, since it has excellent antifogging properties due to a fine uneven structure on the surface, it can be preferably used for a film for coating the surface of a mirror, eyeglasses, infrared shielding film, or the like.

본 실시형태의 액 조성물은, 적외선 차폐막 표면에 도포 (코팅) 하는 것도 가능하다.The liquid composition of the present embodiment can also be applied (coated) to the surface of the infrared shielding film.

상기 적외선 차폐막 표면에 본 실시형태의 저굴절률막을 구비한 복합막에 대해, 상세히 서술한다.The composite film provided with the low refractive index film of this embodiment on the surface of the infrared shielding film will be described in detail.

적외선 차폐막은, 표면 개질 처리한 ITO 분말 (인듐주석 산화물 분말) 과 분산매를 혼합하여 분산액을 조제하고, 이 분산액을 유기 용매와 혼합하여 적외선 차폐막 형성용 도료로 한 후, 유리 기판, 플라스틱 필름 등의 투명 기재 표면에 도포하고, 건조시켜 형성된다. 그리고 상기 복합막은 이 적외선 차폐막 표면에 본 실시형태의 저굴절률막을 상기 서술한 방법으로 형성하여 제작된다. 여기서는 본 실시형태의 저굴절률막 형성용 액 조성물이 도포되는 기재는 적외선 차폐막이다.In the infrared shielding film, a dispersion is prepared by mixing the surface-modified ITO powder (indium tin oxide powder) and a dispersion medium, and the dispersion is mixed with an organic solvent to form a paint for forming an infrared shielding film. It is formed by applying it to the surface of a transparent substrate and drying it. And the said composite film is produced by forming the low-refractive-index film of this embodiment on the surface of this infrared ray shielding film by the above-mentioned method. Here, the base material to which the liquid composition for forming a low refractive index film of the present embodiment is applied is an infrared shielding film.

상기 표면 개질한 ITO 분말은, 다음의 방법에 의해 제조된다. 먼저, 염화인듐 (InCl3) 수용액과, 이염화주석 (SnCl2·2H2O) 을 혼합한 혼합 수용액을 조제한다. 이어서 이 혼합 수용액과 암모니아 (NH3) 수용액을 물에 동시에 적하하고, 소정의 pH 로 조정한 후, 소정의 액온에서 소정 시간 반응시킨다. 다음으로 이 반응에 의해 생성된 침전을 이온 교환수에 의해 반복하여 경사 세정을 실시한다. 상청액의 저항률이 50000 Ω·㎝ 이상이 된 시점에서, 침전물 (In/Sn 공침 수산화물) 을 여과 분리하여, 공침 인듐주석 수산화물을 얻는다. 계속해서 고액 분리한 인듐주석 수산화물을 소정의 온도에서 소정 시간 건조시킨 후, 대기 중에서 소정의 온도에서 소정 시간 소성한다. 이 소성으로 형성된 응집체를 분쇄하여 풀어, 표면 개질 전의 ITO 분말을 얻는다. 계속해서 무수 에탄올에 증류수를 약간 혼합한 표면 처리액에 이 ITO 분말을 함침시킨다. 표면 처리액에 함침한 ITO 분말을 불활성 가스 분위기하, 소정의 온도에서 소정 시간 가열하여 표면 개질 처리한 ITO 분말을 얻는다.The surface-modified ITO powder is produced by the following method. First, a mixed aqueous solution obtained by mixing an aqueous solution of indium chloride (InCl 3 ) and tin dichloride (SnCl 2 ·2H 2 O) is prepared. Subsequently, this mixed aqueous solution and an aqueous ammonia (NH 3 ) aqueous solution are simultaneously added dropwise to water, adjusted to a predetermined pH, and then reacted at a predetermined liquid temperature for a predetermined time. Next, the precipitation produced by this reaction is repeatedly washed with ion-exchanged water to perform decantation washing. When the resistivity of the supernatant becomes 50000 Ω·cm or more, the precipitate (In/Sn coprecipitated hydroxide) is separated by filtration to obtain coprecipitated indium tin hydroxide. Subsequently, the solid-liquid-separated indium tin hydroxide is dried at a predetermined temperature for a predetermined period of time, and then fired in the air at a predetermined temperature for a predetermined period of time. The aggregate formed by this firing is pulverized and released to obtain ITO powder before surface modification. Subsequently, this ITO powder is impregnated into a surface treatment liquid obtained by slightly mixing distilled water with absolute ethanol. The ITO powder impregnated with the surface treatment liquid is heated in an inert gas atmosphere at a predetermined temperature for a predetermined time to obtain a surface-modified ITO powder.

실시예Example

다음으로 본 발명의 실시예를 비교예와 함께 상세하게 설명한다.Next, examples of the present invention will be described in detail together with comparative examples.

<실시예 1><Example 1>

먼저, 규소알콕시드로서 테트라에톡시실란 (TEOS) 을 준비하고, 세퍼러블 플라스크 내에 투입하였다. 이 규소알콕시드 1 질량부에 대해 1.0 질량부가 되는 양의 에탄올을 첨가하고, 30 ℃ 의 온도에서 15 분간 교반함으로써 제 1 액을 조제하였다.First, tetraethoxysilane (TEOS) was prepared as a silicon alkoxide, and it was put into a separable flask. A first liquid was prepared by adding ethanol in an amount equal to 1.0 parts by mass with respect to 1 part by mass of this silicon alkoxide, and stirring at 30°C for 15 minutes.

또, 이 제 1 액과는 별도로, 규소알콕시드 1 질량부에 대해 0.8 질량부가 되는 양의 이온 교환수와, 0.01 질량부가 되는 양의 질산을 비커 내에 투입하여 혼합하고, 30 ℃ 의 온도에서 15 분간 교반함으로써 제 2 액을 조제하였다. 다음으로, 상기 조제한 제 1 액을, 워터 배스에서 55 ℃ 의 온도로 유지하고 나서, 이 제 1 액에 제 2 액을 첨가하고, 상기 온도를 유지한 상태에서 60 분간 교반하였다. 이로써, 상기 규소알콕시드의 가수분해물을 얻었다.In addition to this first liquid, ion-exchanged water in an amount equal to 0.8 parts by mass and nitric acid in an amount equal to 0.01 parts by mass per 1 part by mass of the silicon alkoxide was added to the beaker, followed by mixing. A 2nd liquid was prepared by stirring for a minute. Next, the prepared first liquid was maintained at a temperature of 55°C in a water bath, and then a second liquid was added to the first liquid, followed by stirring for 60 minutes while maintaining the temperature. Thereby, a hydrolyzate of the silicon alkoxide was obtained.

그리고, 상기 얻어진 가수분해물과, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 분산된 실리카 졸을, 가수분해물 중의 SiO2 분 1 질량부에 대한 실리카 졸 중의 SiO2 분이 20 질량부가 되는 비율로, 교반하여 혼합하였다. 또한, 가수분해물과 실리카 졸의 혼합 용액에, 인화점 140 ℃ 이상을 나타내는 글리콜에테르 용매로서 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르 (인화점 145 ℃) 를 상기 가수분해물 중의 SiO2 분 1 질량부에 대해, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르가 22 질량부가 되는 비율로 교반 혼합하여, 액 조성물을 얻었다.Then, the obtained hydrolyzate and the silica sol having beaded colloidal silica particles dispersed therein were stirred and mixed at a ratio of 20 parts by mass of SiO 2 minutes in the silica sol relative to 2 minutes 1 part by mass of SiO in the hydrolyzate. In addition, polyethylene glycol monomethyl ether (flash point 145° C.) as a glycol ether solvent exhibiting a flash point of 140° C. or higher was added to the mixed solution of the hydrolyzate and silica sol, based on 2 minutes and 1 part by mass of SiO in the hydrolyzate. The mixture was stirred and mixed at a ratio of 22 parts by mass of ether to obtain a liquid composition.

<실시예 2><Example 2>

인화점 140 ℃ 이상을 나타내는 글리콜에테르 용매로서, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르 (인화점 156 ℃) 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지로 하여 액 조성물을 조제하였다.A liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that it was changed to triethylene glycol monobutyl ether (flash point 156°C) as a glycol ether solvent exhibiting a flash point of 140°C or higher.

<실시예 3><Example 3>

인화점 140 ℃ 이상을 나타내는 글리콜에테르 용매로서, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르 (인화점 141 ℃) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지로 하여 액 조성물을 조제하였다.A liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that tetraethylene glycol dimethyl ether (flash point 141°C) was used as the glycol ether solvent exhibiting a flash point of 140°C or higher.

<실시예 4><Example 4>

인화점 140 ℃ 이상을 나타내는 글리콜에테르 용매로서, 폴리에틸렌글리콜디메틸에테르 (인화점 147 ℃) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지로 하여 액 조성물을 조제하였다.A liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyethylene glycol dimethyl ether (flash point 147°C) was used as the glycol ether solvent exhibiting a flash point of 140°C or higher.

<실시예 5><Example 5>

인화점 140 ℃ 이상을 나타내는 글리콜에테르 용매로서, 디에틸렌글리콜모노벤질에테르 (인화점 158 ℃) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지로 하여 액 조성물을 조제하였다.A liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that diethylene glycol monobenzyl ether (flash point 158°C) was used as the glycol ether solvent exhibiting a flash point of 140°C or higher.

<비교예 1><Comparative Example 1>

인화점 140 ℃ 미만을 나타내는 글리콜에테르 용매로서, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 (부틸셀로솔브) (인화점 64 ℃) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 마찬가지로 하여 액 조성물을 조제하였다.A liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve) (flash point 64°C) was used as a glycol ether solvent exhibiting a flash point of less than 140°C.

<제 1 비교 시험과 그 평가><The first comparative test and its evaluation>

실시예 1 ∼ 5 및 비교예 1 에서 조제한 액 조성물 중의 콜로이달 실리카 입자의 응집성, 이 액 조성물로부터 형성한 막의 굴절률, 막의 물 젖음성 (접촉각) 및 막의 방담성을 평가하였다. 이들의 결과를 이하의 표 1 에 나타낸다. 평가 시험은 다음의 방법에 의해 실시하였다.The cohesiveness of the colloidal silica particles in the liquid compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1, the refractive index of the film formed from this liquid composition, the water wettability (contact angle) of the film, and the antifogging property of the film were evaluated. These results are shown in Table 1 below. The evaluation test was performed by the following method.

(1) 액 조성물 중의 콜로이달 실리카의 응집성(1) Cohesiveness of colloidal silica in liquid composition

콜로이달 실리카 입자의 응집 상태의 평가는, 다음의 제 1 및 제 2 방법으로 실시하였다.The evaluation of the aggregated state of the colloidal silica particles was performed by the following first and second methods.

제 1 평가 방법에서는, 개방된 유리제 용기에 액 조성물 1 g 을 칭량하고, 이 용기를 45 ℃ 로 유지한 분위기로 내에 6 시간 정치 (靜置) 하였다. 칭량시의 액 조성물의 질량 1 g 을 100 % 로 하고, 정치 후의 액 조성물의 질량을 계측하여, 감소한 질량을 백분율로 평가하였다 (질량 감소율). 또 제 2 평가 방법에서는, 실온 25 ℃ 의 대기 분위기하에 액 조성물을 5 일간 정치시키고, 액 조성물 중의 콜로이달 실리카 입자의 분산이 시간 경과적으로 안정적인지의 여부, 또 콜로이달 실리카 입자의 응집물의 유무를 육안으로 확인하였다. 백색의 부유물이 확인된 것을「불량」으로 하고, 부유물이 없는 것을「양호」로 하였다.In the first evaluation method, 1 g of the liquid composition was weighed in an open glass container, and the container was left standing in an atmosphere furnace maintained at 45°C for 6 hours. The mass of the liquid composition at the time of weighing was set to 100%, the mass of the liquid composition after standing was measured, and the reduced mass was evaluated as a percentage (mass reduction ratio). Further, in the second evaluation method, the liquid composition was allowed to stand for 5 days in an air atmosphere at room temperature of 25° C., and whether the dispersion of colloidal silica particles in the liquid composition was stable over time, and the presence or absence of aggregates of colloidal silica particles. Was confirmed visually. A white floating object was identified as "poor", and a white floating object was determined as "good".

(2) 막의 굴절률(2) the refractive index of the film

조제한 액 조성물을, 유리 기판의 표면에 스핀 코트법에 의해 도포하여 도막을 형성하였다. 이 도막이 형성된 유리 기판을, 분위기 소성로를 사용하여 50 ℃ 의 온도에서 10 분간 건조시킨 후, 분위기 소성로를 사용하여 250 ℃ 의 온도에서 소성하여 경화시킴으로써, 두께 약 80 ㎚ 의 막을 유리 기판의 표면에 형성하였다. 이 막에 대해, 분광 엘립소메트리 장치 (J. A. Woollam Japan 주식회사 제조, 형번 : M-2000) 를 사용하여 굴절률을 측정하였다. 해석한 광학 정수 (定數) 에 있어서의 633 ㎚ 의 값을 굴절률로 하였다.The prepared liquid composition was applied to the surface of a glass substrate by a spin coating method to form a coating film. The glass substrate on which the coating film was formed was dried for 10 minutes at a temperature of 50° C. using an atmosphere sintering furnace, and then calcined and cured at a temperature of 250° C. using an atmosphere sintering furnace, thereby forming a film having a thickness of about 80 nm on the surface of the glass substrate. I did. For this film, the refractive index was measured using a spectroscopic ellipsometry device (manufactured by J. A. Woollam Japan, model number: M-2000). The value of 633 nm in the analyzed optical constant was made into the refractive index.

(3) 막 표면의 물 젖음성 (접촉각) (3) water wettability of the membrane surface (contact angle)

굴절률을 평가하기 위하여 형성한 막과 마찬가지로 제작한 막에 대해, 막 표면의 물 젖음성을 평가하였다. 쿄와 계면 과학 제조 드롭 마스터 DM-700 을 사용하여, 시린지에 이온 교환수를 준비하고, 시린지의 바늘의 선단으로부터 2 μL 의 액적을 튀어나온 상태로 한다. 이어서 평가하는 기판을 이 액적에 근접시켜 기판에 액적을 부착시킨다. 이 부착된 물의 접촉각을 측정하였다. 정지 상태에서 물이 막 표면에 닿은 5 초 후의 접촉각을 θ/2 법에 의해 해석한 값을 물의 접촉각으로 하고, 막 표면의 물 젖음성을 평가하였다.For the film produced in the same manner as the film formed to evaluate the refractive index, the water wettability of the film surface was evaluated. Using the Kyowa Interface Science Drop Master DM-700, ion-exchanged water is prepared in a syringe, and a droplet of 2 μL is protruded from the tip of the needle of the syringe. Subsequently, the substrate to be evaluated is brought close to the droplet, and the droplet is attached to the substrate. The contact angle of the attached water was measured. The contact angle after 5 seconds when water touched the film surface in a stationary state was analyzed by the θ/2 method as the contact angle of water, and the water wettability of the film surface was evaluated.

(4) 막의 방담성 (4) anti-fogging properties of the membrane

굴절률을 평가하기 위하여 형성한 막과 마찬가지로 제작한 막에 대해, 막 표면의 방담성을 평가하였다. 이온 교환수를 넣고 40 ℃ 로 가온한 비커의 개구부에, 유리 기판 상의 막이 대향하도록, 유리 기판을 수평하게 얹고, 유리 기판 상의 막을 비커 내의 온수의 수증기에 노출시켰다. 30 초 경과한 후, 그 상태에서 막을 통한 유리 기판의 투명도를 육안으로 확인하였다. 막 표면에 헤이즈가 발생하지 않아 유리 기판을 통하여 비커 하부가 분명히 보이는 경우에는「양호」로 하고, 유리 기판 상의 막 표면에 헤이즈가 발생했기 때문에, 비커 하부가 희미하게 보일 정도로 흐려진 경우를「불량」으로 하였다.In the same manner as the film formed to evaluate the refractive index, the film surface was evaluated for antifogging properties. A glass substrate was placed horizontally on the opening of the beaker heated to 40° C. with ion-exchanged water so that the film on the glass substrate faced, and the film on the glass substrate was exposed to water vapor of hot water in the beaker. After 30 seconds had elapsed, the transparency of the glass substrate through the film was visually confirmed in that state. If haze does not occur on the film surface and the lower part of the beaker is clearly visible through the glass substrate, it is set as ``good'', and if haze has occurred on the film surface on the glass substrate, the case where the lower part of the beaker becomes faintly visible is ``defective''. I did it.

Figure 112017065273634-pct00001
Figure 112017065273634-pct00001

표 1 로부터 분명한 바와 같이, 콜로이달 실리카 입자의 응집성에 관하여, 비교예 1 에서는 질량 감소율이 11.5 % 로 높았다. 이에 반하여, 실시예 1 ∼ 5 에서는 질량 감소율은 2.7 ∼ 4.2 % 로 매우 적어, 실시예 1 ∼ 5 의 액 조성물은 콜로이달 실리카 입자의 응집성이 적은 것을 알 수 있었다. 또 액 조성물의 육안에 의한 관찰에 관하여, 비교예 1 에서는 백색의 부유물이 확인되어, 불량이었다. 이에 반하여, 실시예 1 ∼ 5 에서는 부유물은 전혀 관찰되지 않아, 양호하였다. 또 막의 굴절률에 관하여, 비교예 1 에서는 1.28 인데 반하여, 실시예 1 ∼ 5 에서는 1.22 ∼ 1.27 로서, 비교예 1 에 대해 약간 낮았고, 쌍방의 막은 저굴절률로 양호하였다. 막의 굴절률은 액 조성물의 고형물에 의존하기 때문인 것으로 생각된다.As is clear from Table 1, regarding the cohesiveness of colloidal silica particles, in Comparative Example 1, the mass reduction rate was as high as 11.5%. On the other hand, in Examples 1 to 5, the mass reduction ratio was very small, from 2.7 to 4.2%, and it was found that the liquid compositions of Examples 1 to 5 had little cohesiveness of colloidal silica particles. Moreover, with respect to the visual observation of the liquid composition, in Comparative Example 1, a white floating substance was confirmed, and it was defective. On the other hand, in Examples 1-5, no floating matter was observed, and it was favorable. In addition, the refractive index of the film was 1.28 in Comparative Example 1, whereas it was 1.22 to 1.27 in Examples 1 to 5, which was slightly lower than that of Comparative Example 1, and both films were good at low refractive index. It is thought that this is because the refractive index of the film depends on the solid material of the liquid composition.

또 막의 물 젖음성 (접촉각) 에 관하여, 비교예 1 에서는 7.1 도로 높았다. 이에 반하여 실시예 1 ∼ 5 에서는 3.2 ∼ 4.6 도로 낮아, 실시예 1 ∼ 5 의 막의 물 젖음성이 높은 것을 알 수 있었다. 또한 막의 방담성에 관하여, 비교예 1 에서는 유리 기판 위의 막 표면에 헤이즈가 발생하여, 방담 효과가 불량이었다. 이에 반하여 실시예 1 ∼ 5 에서는 유리 기판 상의 막 표면에 헤이즈가 전혀 발생하지 않아 클리어하여, 양호하였다.Moreover, about the water wettability (contact angle) of a film, it was 7.1 degrees high in Comparative Example 1. On the other hand, in Examples 1-5, it was low 3.2-4.6 degrees, and it turned out that the water wettability of the membrane|membrane of Examples 1-5 was high. Further, regarding the antifogging properties of the film, in Comparative Example 1, haze occurred on the surface of the film on the glass substrate, and the antifogging effect was poor. On the other hand, in Examples 1 to 5, no haze occurred on the surface of the film on the glass substrate, and it was clear and satisfactory.

<실시예 6><Example 6>

표면 개질 처리한 ITO 분말이 분산된 ITO 분산액 1.0 g 과 에탄올 3.0 g 을 혼합하여 적외선 차폐막 형성용 도료를 제작하였다. 이 도료를 유리 기판에 1000 rpm 의 회전 속도로 스핀 코트하였다. 스핀 코트 후, 분위기 소성로에서 50 ℃ 의 온도에서 10 분간 건조시켜, 유리 기판 상에 적외선 차폐막을 형성하였다. 이 적외선 차폐막의 표면에, 실시예 2 에서 얻어진 저굴절률막 형성용 액 조성물을 실시예 2 와 동일한 방법으로 도포하여, 저굴절률막을 형성하였다. 이로써 적외선 차폐막 표면에 저굴절률막을 구비한 복합막을 얻었다.A coating for forming an infrared shielding film was prepared by mixing 1.0 g of an ITO dispersion in which the surface-modified ITO powder was dispersed and 3.0 g of ethanol. This paint was spin-coated on a glass substrate at a rotational speed of 1000 rpm. After spin coating, it was dried for 10 minutes at a temperature of 50°C in an atmosphere sintering furnace to form an infrared shielding film on the glass substrate. On the surface of this infrared shielding film, the low-refractive-index film-forming liquid composition obtained in Example 2 was applied in the same manner as in Example 2 to form a low-refractive-index film. Thus, a composite film provided with a low refractive index film on the surface of the infrared shielding film was obtained.

실시예 6 에서 사용한 표면 개질 처리한 ITO 분말은, 다음의 방법에 의해 제조하였다. 염화인듐 (InCl3) 수용액 (In 금속 18 g 함유) 50 mL 와, 이염화주석 (SnCl2·2H2O) 3.6 g 을 혼합하고, 이 혼합 수용액과 암모니아 (NH3) 수용액을 물 500 ㎖ 에 동시에 적하하고, pH 7 로 조정하고, 30 ℃ 의 액온에서 30 분간 반응시켰다. 생성된 침전을 이온 교환수에 의해 반복하여 경사 세정을 실시하였다. 상청액의 저항률이 50000Ω·㎝ 이상이 된 시점에서, 침전물 (In/Sn 공침 수산화물) 을 여과 분리하여, 공침 인듐주석 수산화물을 얻었다. 고액 분리한 인듐주석 수산화물을 110 ℃ 에서 하룻밤 건조시킨 후, 대기 중 550 ℃ 에서 3 시간 소성하였다. 이 소성으로 형성된 응집체를 분쇄하여 풀어, 표면 개질전의 ITO 분말 약 25 g 을 얻었다. 이 ITO 분말 25 g 을, 무수 에탄올과 증류수를 혼합한 표면 처리액 (혼합 비율은 에탄올 95 중량부에 대해 증류수 5 중량부) 에 넣어 함침시킨 후, 유리 샬레에 넣어 질소 가스 분위기하, 330 ℃ 에서 2 시간 가열하여 표면 개질 처리한 ITO 분말을 얻었다.The surface-modified ITO powder used in Example 6 was prepared by the following method. 50 mL of indium chloride (InCl 3 ) aqueous solution (containing 18 g of In metal ) and 3.6 g of tin dichloride (SnCl 2 ·2H 2 O) were mixed, and the mixed aqueous solution and ammonia (NH 3 ) aqueous solution were added to 500 ml of water. At the same time, it was added dropwise, adjusted to pH 7, and reacted for 30 minutes at a liquid temperature of 30°C. The resulting precipitate was repeatedly washed with ion-exchanged water to perform decantation washing. When the resistivity of the supernatant reached 50000 Ω·cm or more, the precipitate (In/Sn coprecipitated hydroxide) was separated by filtration to obtain a coprecipitated indium tin hydroxide. The solid-liquid-separated indium tin hydroxide was dried overnight at 110°C, and then calcined at 550°C in air for 3 hours. The aggregate formed by this firing was pulverized and released to obtain about 25 g of ITO powder before surface modification. 25 g of this ITO powder was impregnated in a surface treatment liquid (mixing ratio of 5 parts by weight of distilled water per 95 parts by weight of ethanol) and impregnated in a mixture of absolute ethanol and distilled water, and then put into a glass dish and placed in a nitrogen gas atmosphere at 330°C. Heated for 2 hours to obtain ITO powder subjected to surface modification treatment.

또 실시예 6 에서 사용한 표면 개질 처리한 ITO 분말이 분산된 ITO 분산액은 다음의 방법으로 제작하였다. 상기 표면 개질 처리한 ITO 분말 20 g 과 분산매 29.42 g 을, 0.5 ㎜φ 의 ZrO2 비드 100 g 과 함께 라보란 규격병 No.10 에 넣고, 페인트 셰이커로 10 시간 분산시킴으로써 상기 ITO 분산액을 얻었다. ZrO2 비드는 ITO 분말을 분산매에 균일하게 분산시키기 위하여 사용하였다. 이 분산매는, 증류수 0.020 g, 트리에틸렌글리콜-디-2-에틸헥사노에이트 23.8 g, 무수 에탄올 2.1 g, 인산폴리에스테르 1.0 g, 2-에틸헥산산 2.0 g, 및 2,4-펜탄디온 0.5 g 의 혼합액이다.In addition, the ITO dispersion in which the surface-modified ITO powder used in Example 6 was dispersed was prepared by the following method. 20 g of the surface-modified ITO powder and 29.42 g of a dispersion medium were put together with 100 g of 0.5 mmφ ZrO 2 beads into a Laboran standard bottle No. 10, and dispersed for 10 hours with a paint shaker to obtain the ITO dispersion. ZrO 2 beads were used to uniformly disperse the ITO powder in the dispersion medium. This dispersion medium is distilled water 0.020 g, triethylene glycol-di-2-ethylhexanoate 23.8 g, absolute ethanol 2.1 g, phosphoric acid polyester 1.0 g, 2-ethylhexanoic acid 2.0 g, and 2,4-pentanedione 0.5 It is a mixture of g.

<실시예 7><Example 7>

무수 에탄올 15 g 과, 에폭시아크릴레이트 수지 빔 세트 577 (아라카와 화학 제조) 0.99 g 과, 광중합 개시제 이르가큐어 907 (BASF 제조) 0.01 g 을 혼합, 용해시킨 혼합액에, 실시예 6 과 동일한 방법으로 제작한 ITO 분산액 4.0 g 을 첨가하여 적외선 차폐막 형성용 도료를 제작하였다. 이 도료를 유리 기판에 1000 rpm 의 회전 속도로 스핀 코트하였다. 스핀 코트 후, 분위기 소성로에서 50 ℃ 의 온도에서 10 분간 건조시켰다. 건조 후, UV 조사 장치 (USHIO 제조) 를 사용하여, 메탈할라이드 램프 출력 80 W, 이송 속도 5.0 m/s 로 3 패스 자외선을 조사함으로써, 수지를 경화시켜, 적외선 차폐막을 형성하였다. 이 적외선 차폐막의 표면에, 실시예 2 에서 얻어진 저굴절률막 형성용 액 조성물을 실시예 2 와 동일한 방법으로 도포하여, 저굴절률막을 형성하였다. 이로써 적외선 차폐막 표면에 저굴절률막을 구비한 복합막을 얻었다.15 g of anhydrous ethanol, epoxy acrylate resin beam set 577 (manufactured by Arakawa Chemical) 0.99 g, and 0.01 g of photopolymerization initiator Irgacure 907 (manufactured by BASF) were mixed and dissolved in a mixed solution, prepared in the same manner as in Example 6. One ITO dispersion was added to 4.0 g to prepare a paint for forming an infrared shielding film. This paint was spin-coated on a glass substrate at a rotational speed of 1000 rpm. After spin coating, it was dried for 10 minutes at a temperature of 50°C in an atmosphere sintering furnace. After drying, the resin was cured by irradiating 3-pass ultraviolet rays at a metal halide lamp output of 80 W and a feed rate of 5.0 m/s using a UV irradiation apparatus (manufactured by USHIO) to form an infrared shielding film. On the surface of this infrared shielding film, the low-refractive-index film-forming liquid composition obtained in Example 2 was applied in the same manner as in Example 2 to form a low-refractive-index film. Thus, a composite film provided with a low refractive index film on the surface of the infrared shielding film was obtained.

<실시예 8><Example 8>

실시예 6 과 동일한 방법으로 제작한 ITO 분산액 0.33 g 과 무수 에탄올 1.30 g 을 혼합하여 혼합액 1.63 g 을 조제하였다. 이 혼합액에 실시예 1 에서 제작한 규산알콕시드의 가수분해물 1.00 g 을 혼합하여 적외선 차폐막 형성용 도료를 제작하였다. 이 도료를 유리 기판에 1000 rpm 의 회전 속도로 스핀 코트하였다. 스핀 코트 후, 분위기 소성로에서 50 ℃ 의 온도에서 10 분간 건조시켜, 적외선 차폐막을 형성하였다. 이 적외선 차폐막의 표면에, 실시예 2 에서 얻어진 저굴절률막 형성용 액 조성물을 실시예 2 와 동일한 방법으로 도포하여, 저굴절률막을 형성하였다. 이로써 적외선 차폐막 표면에 저굴절률막을 구비한 복합막을 얻었다.0.33 g of an ITO dispersion prepared in the same manner as in Example 6 and 1.30 g of absolute ethanol were mixed to prepare 1.63 g of a mixed solution. To this mixed solution, 1.00 g of a hydrolyzate of alkoxide silicate prepared in Example 1 was mixed to prepare a paint for forming an infrared shielding film. This paint was spin-coated on a glass substrate at a rotational speed of 1000 rpm. After spin coating, it was dried for 10 minutes at a temperature of 50°C in an atmosphere sintering furnace to form an infrared shielding film. On the surface of this infrared shielding film, the low-refractive-index film-forming liquid composition obtained in Example 2 was applied in the same manner as in Example 2 to form a low-refractive-index film. Thus, a composite film provided with a low refractive index film on the surface of the infrared shielding film was obtained.

<제 2 비교 시험과 그 평가><The 2nd comparative test and its evaluation>

실시예 6 ∼ 8 에서 얻어진 복합막에 대해, 굴절률, 막의 물 젖음성 (접촉각) 및 막의 방담성의 평가에 더하여, 적외선 차폐 특성을 다음의 방법에 의해 평가하였다. 굴절률, 막의 물 젖음성 (접촉각) 및 막의 방담성은, 상기 서술한 방법에 의해 평가하였다.For the composite films obtained in Examples 6 to 8, in addition to the evaluation of the refractive index, the water wettability of the film (contact angle), and the antifogging property of the film, infrared shielding properties were evaluated by the following method. The refractive index, the water wettability (contact angle) of the film, and the antifogging property of the film were evaluated by the method described above.

(5) 적외선 차폐 특성(5) Infrared shielding properties

적외선 차폐 특성은, 자외 가시 분광 광도계 (히타치 하이테크놀로지스 : U-4100) 를 사용하여, 복합막에 파장 1500 ㎚ 의 적외선을 조사하고, 그 투과율을 측정하였다.Infrared shielding properties were irradiated with infrared rays having a wavelength of 1500 nm to the composite film using an ultraviolet visible spectrophotometer (Hitachi High Technologies: U-4100), and the transmittance was measured.

Figure 112017065273634-pct00002
Figure 112017065273634-pct00002

표 2 로부터 분명한 바와 같이, 실시예 6 ∼ 8 에서 얻어진 복합막은, 막의 굴절률이 1.22 ∼ 1.24 로 낮고, 막의 물 젖음성 (접촉각) 이 3.2 ∼ 3.4 도로 낮아, 막의 물 젖음성이 높은 것을 알 수 있었다. 또 실시예 6 ∼ 8 에서 얻어진 복합막에서는 유리 기판 상의 막 표면에 헤이즈가 전혀 발생하지 않아 클리어하고, 양호하였다. 또한, 파장 1500 ㎚ 의 적외선을 실시예 6 ∼ 8 에서 얻어진 복합막에 조사했을 때의 투과율은 12 ∼ 35 % 로서, 적외선을 충분히 차폐하고 있는 것을 알 수 있었다. As is clear from Table 2, the composite membranes obtained in Examples 6 to 8 had a low refractive index of 1.22 to 1.24 of the membrane, and a low water wettability (contact angle) of 3.2 to 3.4 degrees, and it was found that the water wettability of the membrane was high. Further, in the composite films obtained in Examples 6 to 8, no haze occurred on the surface of the film on the glass substrate, and it was clear and satisfactory. Further, the transmittance when irradiating infrared rays having a wavelength of 1500 nm to the composite films obtained in Examples 6 to 8 was 12 to 35%, indicating that the infrared rays were sufficiently shielded.

산업상 이용가능성Industrial applicability

본 발명의 액 조성물은, 디스플레이 패널이나 태양 전지, 광학 렌즈, 카메라 모듈, 센서 모듈, 미러, 안경, 적외선 차폐막 등의 표면을 코팅하기 위하여 사용되는 저굴절률막을 형성하는 것에 이용할 수 있다.The liquid composition of the present invention can be used to form a low refractive index film used to coat the surface of a display panel, a solar cell, an optical lens, a camera module, a sensor module, a mirror, glasses, an infrared shielding film, and the like.

Claims (5)

규소알콕시드로서의 테트라메톡시실란 또는 테트라에톡시실란의 알코올 용액에 물과 질산의 혼합물을 첨가하여 교반함으로써 생성된 규소알콕시드의 가수분해물과, 염주상 콜로이달 실리카 입자가 액체 매체 중에 분산된 실리카 졸을 혼합하고, 추가로 글리콜에테르의 유기 용매를 혼합하여 조제되고, 상기 글리콜에테르가 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하의 인화점을 갖는 용매이고,
상기 140 ℃ 이상 160 ℃ 이하의 인화점을 갖는 용매인 글리콜에테르가, 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜디메틸에테르 또는 디에틸렌글리콜모노벤질에테르인 저굴절률막 형성용 액 조성물.
Silica in which a hydrolyzate of silicon alkoxide produced by adding and stirring a mixture of water and nitric acid to an alcohol solution of tetramethoxysilane or tetraethoxysilane as a silicon alkoxide, and beaded colloidal silica particles are dispersed in a liquid medium A sol is mixed and prepared by further mixing an organic solvent of glycol ether, and the glycol ether is a solvent having a flash point of 140°C or more and 160°C or less,
The low refractive index of glycol ether, which is a solvent having a flash point of 140°C or more and 160°C or less, is polyethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether or diethylene glycol monobenzyl ether Film-forming liquid composition.
제 1 항에 기재된 저굴절률막 형성용 액 조성물을 사용하여 저굴절률막을 형성하는 방법.A method of forming a low-refractive-index film using the liquid composition for forming a low-refractive-index film according to claim 1. 제 2 항에 기재된 방법에 의해 저굴절률막을 형성하고, 이 저굴절률막을 적외선 차폐막 표면에 형성하여 복합막을 형성하는 방법.A method of forming a low-refractive-index film by the method according to claim 2, and forming a composite film by forming the low-refractive-index film on the surface of the infrared shielding film. 삭제delete 삭제delete
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