具有包含官能团和硅的外壳、以及其内侧的空腔的粒子的分散液，以及该分散液的制造方法与流程

本公开涉及具有包含官能团和硅的外壳、以及其内侧的空腔的粒子的分散液，以及该分散液的制造方法。

背景技术：

1、以往，为了防止玻璃、塑料片材或塑料透镜等基材的表面的反射，在其表面形成防反射膜。例如，通过涂覆法、蒸镀法或cvd法等，在玻璃或塑料的基材表面形成氟树脂或氟化镁等低折射率物质的覆膜。然而，这些方法成本昂贵。因此，已知以下的方法(例如，日本特开平7-133105号公报)。在该方法中，通过在基材表面涂布含有由二氧化硅等构成的低折射率粒子的涂布液，来形成防反射膜。

2、另外，已知具有包含硅的外壳、以及其内侧的空腔的粒子的制造方法(例如，参照日本特开2001-233611号公报以及日本特开2013-226539号公报)。该粒子具有低折射率。使用其所形成的透明覆膜具有低折射率，防反射性能优异。

3、进一步地，已知在基材或显示装置等的表面形成具有硬涂层功能的透明覆膜，从而提高基材或显示装置等的铅笔硬度(硬度)和耐擦伤性(强度)。具体而言，在玻璃、塑料或显示装置等的表面形成具有透明性的有机树脂膜或无机膜。此时，已知通过在覆膜中配合二氧化硅等粒子，来提高与基材的密合性和强度等。已知在使用这样的粒子的情况下，为了提高向基质成分的分散性，使用有机硅化合物实施表面处理(例如，参照wo2011/059081号)。

4、但是，在使用有机硅化合物表面处理后的粒子中，存在粒子表面的oh基与有机硅化合物化学结合而成的层、以及两者物理吸附而成的层。已知由于存在该化学结合层，具有抑制树脂中的粒子彼此的凝集的效果，同时，已知由于存在物理吸附层，对树脂的相溶性提高(例如，参照日本特开2005-298740号公报以及日本特开2015-189637号公报)。

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、包含内部具有空腔的粒子的带覆膜基材要求高硬度和强度。但是，在该粒子上存在物理吸附的有机硅化合物的情况下，通过粒子对树脂的相溶性的提高，从而期待硬度和强度的提高。但是，在使用这样的表面处理粒子的带覆膜基材中，硬度和强度的提高不足。考虑其理由如下。即，认为对于粒子而言，当存在物理吸附的有机硅化合物和游离的有机硅化合物中的至少1种时，粒子与树脂化学结合而使三维交联受到阻碍，作为覆膜的致密性变得不足，因此带覆膜基材的硬度和强度的提高变得不足。另外，在将这样的粒子的分散液用于防反射膜的情况下，由于对致密化没有贡献的有机硅化合物的存在，折射率上升。因此，防反射性能也降低。因此，需要与有机硅化合物更精密地化学结合的粒子。另外，要求该粒子在分散介质中或在树脂中分散性高。进一步地，在使用该粒子的带覆膜基材中，要求粒子的凝集被抑制，具有足够的硬度和强度。

3、解决技术问题的技术手段

4、本发明人等为了解决上述技术问题，发现了以下这样的粒子的分散液。本公开的一个实施方式所述的分散液包含粒子，所述粒子具有包含官能团和硅的外壳、以及其内侧的空腔。由该粒子的图像解析得到的一次粒径的平均值(d)为20nm～250nm。另外，该粒子中所含的碳量为0.5质量％～10质量％。进一步地，相对于粒子100质量份，从分散液中除去该粒子后的液体中的有机硅化合物的量以固体成分计为0.50质量份以下。

5、以下，该“具有包含官能团和硅的外壳、以及其内侧的空腔的粒子”有时简称为“粒子”或“分散液中的粒子”。

6、该粒子具有高分散性。另外，该粒子具有很多与基质形成成分的聚合点。进一步地，该粒子中，阻碍防反射性能、阻碍与基质形成成分的聚合的“未反应”的有机硅化合物的量少。此处，“未反应”表示有机硅化合物相对于粒子为“仅物理吸附的状态或游离的状态”。根据含有这样的粒子的涂布液，能够得到防反射性能优异、具有高硬度和强度的带覆膜基材。

7、为了得到该表面处理粒子，本发明人等发现了以下制造方法。

8、首先，准备含有粒子的分散液，所述粒子(以下，有时将其称为“原始粒子”)具有包含硅的外壳、以及其内侧的空腔。通过将下述式(1)所示的有机硅化合物添加到该分散液中，来对该粒子进行表面处理(第一工序)。然后，从第一工序中得到的表面处理后的粒子的分散液中除去未反应的有机硅化合物(第二工序)。

9、rn-six4-n···式(1)

10、(式中，r是碳原子数为1～10的未取代或取代的烃基，可以相互相同也可以不同。作为取代基，例如可以举出烷基、乙烯基、环氧基、丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基、烷氧基、巯基、缩水甘油醚氧基、卤素原子、氨基、苯基和苯基氨基。x是碳原子数为1～4的烷氧基、羟基、卤素原子或氢原子。n表示0～4的任意整数。)

11、该第二工序中得到的分散液中的表面处理粒子的性状以上述分散液中的粒子的性状为基准。即，由粒子的图像解析得到的一次粒径的平均值(d)为20nm～250nm，粒子的碳含量为0.5质量％～10质量％，相对于所述粒子100质量份，从分散液中除去粒子后的液体中的所述未反应的有机硅化合物的量以固体成分计为0.50质量份以下。

12、发明效果

13、根据本公开的一个实施方式的粒子的分散液，可以得到能够制作覆膜的涂布液，所述覆膜具有低反射率，与基材的密合性优异，具有高硬度和强度。

技术特征：

1.一种分散液，所述分散液是具有包含官能团和硅的外壳、以及其内侧的空腔的粒子的分散液，其中，

2.如权利要求1所述的分散液，其中，所述官能团包括选自丙烯酰基、(甲基)丙烯酰基和环氧基中的至少1种。

3.如权利要求1所述的分散液，其中，所述粒子的折射率为1.08～1.38。

4.如权利要求1所述的分散液，其中，在以氧化物为基准将构成所述粒子的所述碳以外的金属元素的量的合计表示为100质量份时，所述粒子以sio2计含有98质量份以上的硅。

5.如权利要求1所述的分散液，其中，

6.如权利要求1所述的分散液，其中，由所述粒子的甲醇分散液的脉冲nmr测定求出的粒子的比表面积(a1)与由所述粒子的图像解析得到的一次粒径的平均值(d)求出的粒子的比表面积(a2)的比值(a1/a2)为0.80以下。

7.一种具有包含官能团和硅的外壳、以及其内侧的空腔的粒子的分散液的制造方法，所述制造方法按顺序包括第一工序和第二工序，其中，

8.如权利要求7所述的分散液的制造方法，其中，相对于在所述第一工序中进行表面处理之前的粒子100质量份，在所述第二工序中得到的分散液中的粒子以固体成分计含有1.0质量份～30质量份的具有官能团的有机硅化合物。

9.如权利要求7所述的分散液的制造方法，其中，在所述第二工序后，再次按顺序进行所述第一工序和所述第二工序。

技术总结本发明提供了一种在分散介质中或在树脂中分散性高的粒子的分散液，其中，所述粒子具有包含硅的外壳、以及其内侧的空腔，有机硅化合物精密地负载于所述粒子的表面。该粒子含有官能团和硅。通过该粒子的图像解析得到的一次粒径的平均值为20nm～250nm，该粒子的碳含量为0.5质量％～10质量％。相对于该粒子100质量份，从含有该粒子的分散液中除去粒子后的液体中所含的有机硅化合物的量以固体成分计为0.50质量份以下。根据该分散液，可以得到能够制作覆膜的涂布液，所述覆膜具有低反射率，与基材的密合性优异，具有高硬度和强度。技术研发人员：林彰吾,二神渉,荒金宏忠,村口良受保护的技术使用者：日挥触媒化成株式会社技术研发日：技术公布日：2024/5/16