JP2015049319A - Article having transparent base material and antifouling-antireflection film and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、透明基材と防汚性反射防止膜とを備える物品およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an article comprising a transparent substrate and an antifouling antireflection film and a method for producing the same.
反射防止膜をガラス板等の透明基材の表面に有する物品は、太陽電池のカバー部材、各種ディスプレイおよびそれらの前面板、各種窓ガラス、タッチパネルのカバー部材等として用いられている。
反射防止膜は、その機能上、物品の最表層に配置されている。そのため、反射防止膜には防汚性(汚れが付着しにくいこと、付着しても除去しやすいこと)が要求される。
Articles having an antireflection film on the surface of a transparent substrate such as a glass plate are used as cover members for solar cells, various displays and their front plates, various window glasses, touch panel cover members, and the like.
The antireflection film is disposed on the outermost layer of the article because of its function. For this reason, the antireflection film is required to have antifouling properties (that dirt is difficult to adhere and can be easily removed even if it adheres).
ガラス板等の透明基材に用いられる反射防止膜の一つとしてシリカ系多孔質膜がある(たとえば特許文献1)。シリカ系多孔質膜は、シリカを主成分とするマトリックス中に空孔を有することから、空孔を有さない場合に比べて屈折率が低くなっている。
しかし、シリカ系多孔質膜は、表面に微細な開放孔や凹凸が多数存在しているため、油汚れや樹脂等の汚れが付着しやすく、また付着した汚れが除去し難い。
たとえば太陽電池の製造工程では、カバー部材と太陽電池を封止材で接着する工程が行われる。反射防止膜としてシリカ系多孔質膜を用いると、該製造工程にて、封止材であるEVAがシリカ系多孔質膜に浸み込み、反射防止性能が低下する問題がある。また、浸み込んだEVAはシリカ系多孔質膜から除去しにくく、除去した後も、シリカ系多孔質膜のEVAが浸み込んだ部分が、他の部分とは異なった色味となり見栄えが悪い等の問題もある。
One example of an antireflection film used for a transparent substrate such as a glass plate is a silica-based porous film (for example, Patent Document 1). Since the silica-based porous film has pores in a matrix containing silica as a main component, the refractive index is lower than that in the case where there are no pores.
However, since the silica-based porous film has many fine open holes and irregularities on the surface, dirt such as oil dirt and resin is likely to adhere, and the attached dirt is difficult to remove.
For example, in the manufacturing process of the solar cell, a step of bonding the cover member and the solar cell with a sealing material is performed. When a silica-based porous film is used as the antireflection film, there is a problem that EVA, which is a sealing material, penetrates into the silica-based porous film in the manufacturing process and the antireflection performance is lowered. Moreover, the soaked EVA is difficult to remove from the silica-based porous membrane, and even after the removal, the portion of the silica-based porous membrane soaked with EVA has a different color from the other portions and looks good. There are also problems such as bad.
上記の製造工程等における問題への対策として、シリカ系多孔質膜の表面に、フッ素系のコート剤を塗布する方法が提案されている(たとえば特許文献2)。すなわち、この方法では、フッ素系のコート剤を塗布することにより、油脂汚れやEVAに対する防汚性を向上させることができる。
しかし、コート剤によっては、塗布時にシリカ系多孔質膜中に浸み込んで反射防止性能を低下させる懸念がある。
As a countermeasure against the problems in the above manufacturing process and the like, a method of applying a fluorine-based coating agent to the surface of a silica-based porous film has been proposed (for example, Patent Document 2). That is, in this method, the antifouling property against oil stains and EVA can be improved by applying a fluorine-based coating agent.
However, depending on the coating agent, there is a concern that the antireflection performance may be deteriorated by immersing in the silica-based porous film during coating.
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、シリカ系多孔質膜の反射防止性能を維持しつつ防汚性を高めた、透明基材と防汚性反射防止膜とを備える物品およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an article comprising a transparent base material and an antifouling antireflection film, which has improved antifouling properties while maintaining the antireflection performance of the silica-based porous film, and its An object is to provide a manufacturing method.
本発明は以下の態様を有する。
[1]透明基材と、前記透明基材上に設けられた防汚性反射防止膜とを備え、
前記防汚性反射防止膜は、前記透明基材側から順にシリカ系多孔質膜、防汚層を有し、
前記シリカ系多孔質膜は、中空微粒子とシリカ系マトリックスとを含み、前記中空微粒子と前記シリカ系マトリックスのSiO2換算固形分の質量比(中空微粒子/シリカ系マトリックス比)が30/70〜65/35であり、
前記防汚層は、屈折率が1.4〜1.65の低屈折材料からなる複数のナノシートを含み、前記防汚層の平均膜厚が0.4〜15nmである、物品。
[2]前記中空微粒子の平均一次粒子径が5〜150nmである、[1]に記載の物品。
[3]前記防汚層と前記シリカ系多孔質膜の平均膜厚の比(防汚層の平均膜厚/シリカ系多孔質膜の平均総膜厚)が0.0013〜0.5である、[1]または[2]に記載の物品。
[4]前記ナノシートが、層状ポリケイ酸塩および粘土鉱物から選ばれる無機層状化合物に由来するものである、[1]〜[3]のいずれか一に記載の物品。
[5]前記透明基材が、前記防汚性反射防止膜側にアンダーコート層を有する、[1]〜[4]のいずれか一に記載の物品。
[6]透明基材と、前記透明基材上に設けられた防汚性反射防止膜とを備える、物品の製造方法であって、
分散媒、中空微粒子、およびシリカ系マトリックス前駆体を含むシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を前記透明基材上に塗布し、焼成または乾燥することによって、中空微粒子とシリカ系マトリックスのSiO2換算固形分の質量比(中空微粒子/シリカ系マトリックス比)が30/70〜65/35であるシリカ系多孔質膜を形成する工程と、
前記シリカ系多孔質膜の表面に、屈折率1.4〜1.65の低屈折材料からなる複数のナノシートと該ナノシートの分散媒とを含有する防汚層形成用塗料組成物を塗布し、乾燥して、前記乾燥後の平均膜厚が0.4〜15nmである防汚層を形成する工程と、
を有する、物品の製造方法。
[7]前記防汚層を形成する工程における前記乾燥の温度が300℃以下である、[6]に記載の物品の製造方法。
The present invention has the following aspects.
[1] A transparent substrate and an antifouling antireflection film provided on the transparent substrate,
The antifouling antireflection film has a silica-based porous film and an antifouling layer in order from the transparent substrate side,
The silica-based porous membrane includes hollow fine particles and a silica-based matrix, and the mass ratio (hollow fine particle / silica-based matrix ratio) of the hollow fine particles and the silica-based matrix in terms of SiO 2 solid content is 30/70 to 65. / 35,
The antifouling layer comprises a plurality of nanosheets made of a low refractive material having a refractive index of 1.4 to 1.65, and the average film thickness of the antifouling layer is 0.4 to 15 nm.
[2] The article according to [1], wherein the hollow fine particles have an average primary particle diameter of 5 to 150 nm.
[3] The ratio of the average film thickness of the antifouling layer and the silica-based porous film (average film thickness of the antifouling layer / average total film thickness of the silica-based porous film) is 0.0013 to 0.5. [1] or [2].
[4] The article according to any one of [1] to [3], wherein the nanosheet is derived from an inorganic layered compound selected from a layered polysilicate and a clay mineral.
[5] The article according to any one of [1] to [4], wherein the transparent substrate has an undercoat layer on the antifouling antireflection film side.
[6] A method for producing an article, comprising a transparent base material and an antifouling antireflection film provided on the transparent base material,
A silica-based porous film-forming coating composition containing a dispersion medium, hollow microparticles, and a silica-based matrix precursor is applied onto the transparent substrate, and calcined or dried, whereby the hollow microparticles and the silica-based matrix SiO 2. A step of forming a silica-based porous film having a mass ratio of converted solids (hollow fine particles / silica-based matrix ratio) of 30/70 to 65/35;
On the surface of the porous silica film, a coating composition for forming an antifouling layer containing a plurality of nanosheets made of a low refractive material having a refractive index of 1.4 to 1.65 and a dispersion medium for the nanosheets is applied. Drying and forming an antifouling layer having an average film thickness after drying of 0.4 to 15 nm;
A method for producing an article, comprising:
[7] The method for producing an article according to [6], wherein the drying temperature in the step of forming the antifouling layer is 300 ° C. or lower.
本発明によれば、シリカ系多孔質膜の反射防止性能を維持しつつ防汚性を高めた、透明基材と防汚性反射防止膜とを備える物品およびその製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the article | item provided with the transparent base material and antifouling antireflection film which improved antifouling property, maintaining the antireflection performance of a silica type porous membrane, and its manufacturing method can be provided.
<本発明の一実施形態>
図1に、本発明の物品の一実施形態の概略断面図を示す。
本実施形態の物品1は、透明基材10と、透明基材10の表面に形成された防汚性反射防止膜20とを有する。
<One Embodiment of the Present Invention>
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of the article of the present invention.
The article 1 of the present embodiment includes a transparent substrate 10 and an antifouling antireflection film 20 formed on the surface of the transparent substrate 10.
(透明基材10)
透明基材10の形状としては、板、フィルム等が挙げられる。
透明基材10の材料としては、ガラス、樹脂等が挙げられる。
ガラスとしては、たとえば、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。
樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。
(Transparent substrate 10)
Examples of the shape of the transparent substrate 10 include a plate and a film.
Examples of the material of the transparent substrate 10 include glass and resin.
Examples of the glass include soda lime glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and alkali-free glass.
Examples of the resin include polyethylene terephthalate, polycarbonate, triacetyl cellulose, polymethyl methacrylate, and the like.
透明基材10としては、ガラス板が好ましい。
ガラス板は、フロート法等により成形された平滑なガラス板であってもよく、表面に凹凸を有する型板ガラスであってもよい。また、平坦なガラスのみでなく曲面形状を有するガラスでもよい。
ガラス板の厚みは特に限定されるものではなく、厚さ10mm以下のガラスを使用することができる。厚さが薄いほど光の吸収を低く抑えられるため、透過率向上を目的とする用途にとって好ましい。
As the transparent substrate 10, a glass plate is preferable.
The glass plate may be a smooth glass plate formed by a float method or the like, or may be a template glass having irregularities on the surface. Further, not only flat glass but also glass having a curved surface shape may be used.
The thickness of the glass plate is not particularly limited, and glass having a thickness of 10 mm or less can be used. The thinner the thickness, the lower the light absorption, which is preferable for the purpose of improving the transmittance.
ガラス板がソーダライムガラスの場合、下記の組成を有するものが好ましい。
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO2 :65〜75%、
Al2O3:0〜10%、
CaO :5〜15%、
MgO :0〜15%、
Na2O :10〜20%、
K2O :0〜3%、
Li2O :0〜5%、
Fe2O3:0〜3%、
TiO2 :0〜5%、
CeO2 :0〜3%、
BaO :0〜5%、
SrO :0〜5%、
B2O3 :0〜15%、
ZnO :0〜5%、
ZrO2 :0〜5%、
SnO2 :0〜3%、
SO3 :0〜0.5%、を含む。
When a glass plate is soda lime glass, what has the following composition is preferable.
In mass percentage display based on oxide,
SiO 2: 65~75%,
Al 2 O 3: 0~10%,
CaO: 5 to 15%,
MgO: 0 to 15%,
Na 2 O: 10~20%,
K 2 O: 0 to 3%,
Li 2 O: 0 to 5%,
Fe 2 O 3 : 0 to 3%,
TiO 2: 0~5%,
CeO 2 : 0 to 3%,
BaO: 0 to 5%,
SrO: 0 to 5%,
B 2 O 3: 0~15%,
ZnO: 0 to 5%,
ZrO 2 : 0 to 5%,
SnO 2 : 0 to 3%,
SO 3 : 0 to 0.5%.
ガラス板が無アルカリガラスの場合、下記の組成を有するものが好ましい。
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO2 :39〜70%、
Al2O3:3〜25%、
B2O3 :1〜30%、
MgO :0〜10%、
CaO :0〜17%、
SrO :0〜20%、
BaO :0〜30%、を含む。
When a glass plate is an alkali free glass, what has the following composition is preferable.
In mass percentage display based on oxide,
SiO 2: 39~70%,
Al 2 O 3 : 3 to 25%,
B 2 O 3: 1~30%,
MgO: 0 to 10%,
CaO: 0 to 17%,
SrO: 0 to 20%,
BaO: 0 to 30%.
ガラス板が混合アルカリ系ガラスの場合、下記の組成を有するものが好ましい。
酸化物基準の質量百分率表示で、
SiO2 :50〜75%、
Al2O3:0〜15%、
MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO:6〜24%、
Na2O+K2O:6〜24%、を含む。
When the glass plate is a mixed alkali glass, those having the following composition are preferred.
In mass percentage display based on oxide,
SiO 2: 50~75%,
Al 2 O 3: 0~15%,
MgO + CaO + SrO + BaO + ZnO: 6 to 24%,
Na 2 O + K 2 O: 6~24%, including.
太陽電池用カバーガラスとして使用する場合、ガラス板としては表面に凹凸をつけた梨地模様の型板ガラスが好ましい。型板ガラスとしては、通常の窓ガラス等に用いられるソーダライムガラス(青板ガラス)よりも鉄の成分比が少ない(透明度が高い)ソーダライムガラス(白板ガラス)が好ましい。 When used as a cover glass for a solar cell, the glass plate is preferably a satin-patterned template glass with an uneven surface. As the template glass, soda lime glass (white plate glass) having a lower iron component ratio (high transparency) than soda lime glass (blue plate glass) used for ordinary window glass or the like is preferable.
ガラス板には予め強化処理が施されていてもよい。強化処理としては、ガラス板を高温下に晒した後に風冷する物理強化、または、ガラス板を、アルカリ金属を含む溶融塩中に浸漬させ、ガラス基板の最表面に存在する原子径の小さなアルカリ金属(イオン)を、溶融塩中に存在する原子径の大きなアルカリ金属(イオン)と置換する化学強化が挙げられる。強化処理により、ガラスの強度が向上し、たとえば強度を維持しながら板厚みを削減することが可能となる。 The glass plate may be tempered in advance. The strengthening treatment includes physical strengthening in which the glass plate is air-cooled after being exposed to a high temperature, or an alkali with a small atomic diameter present on the outermost surface of the glass substrate by immersing the glass plate in a molten salt containing an alkali metal. Examples include chemical strengthening that replaces a metal (ion) with an alkali metal (ion) having a large atomic diameter present in a molten salt. By the strengthening treatment, the strength of the glass is improved, and for example, it is possible to reduce the plate thickness while maintaining the strength.
(防汚性反射防止膜20)
防汚性反射防止膜20は、透明基材10側から順にシリカ系多孔質膜21、防汚層24を有する。
(Anti-fouling antireflection film 20)
The antifouling antireflection film 20 includes a silica-based porous film 21 and an antifouling layer 24 in order from the transparent substrate 10 side.
{シリカ系多孔質膜21}
シリカ系多孔質膜21は、中空微粒子22とシリカ系マトリックス23とを含み、前記中空微粒子22と前記シリカ系マトリックス23の質量比(中空微粒子/シリカ系マトリックス比)が30/70〜65/35である。
また、シリカ系多孔質膜21の防汚層24側は、防汚層24に最も近い中空微粒子22の形状に対応したなだらかな凹凸を有する。
{Silica porous film 21}
The silica-based porous membrane 21 includes hollow fine particles 22 and a silica-based matrix 23, and a mass ratio (hollow fine particles / silica-based matrix ratio) of the hollow fine particles 22 and the silica-based matrix 23 is 30/70 to 65/35. It is.
Further, the antifouling layer 24 side of the silica-based porous membrane 21 has gentle irregularities corresponding to the shape of the hollow fine particles 22 closest to the antifouling layer 24.
シリカ系多孔質膜21の表面側は、開放孔が少ないことが好ましく、開放孔を有していないことがより好ましい。開放孔が少ないまたは有していなければ、防汚層24との相乗効果により、たとえば太陽電池の製造工程におけるEVAの浸み込みによる不具合の発生を大幅に抑制できる。 The surface side of the silica-based porous membrane 21 preferably has few open holes, and more preferably has no open holes. If there are few or no open holes, the synergistic effect with the antifouling layer 24 can greatly suppress the occurrence of defects due to, for example, the penetration of EVA in the solar cell manufacturing process.
中空微粒子22:
中空微粒子22は、内部に空洞を有するため、中実微粒子に比べ屈折率が低い。よって、中空微粒子22が充填されたシリカ系多孔質膜21は、屈折率が充分に低くなり、その結果、反射率が低い。
Hollow fine particles 22:
Since the hollow fine particles 22 have cavities inside, the refractive index is lower than that of the solid fine particles. Therefore, the silica-based porous film 21 filled with the hollow fine particles 22 has a sufficiently low refractive index, and as a result, has a low reflectance.
中空微粒子22としては、金属酸化物の外殻を有し、外殻内が空洞とされたものが挙げられ、比較的屈折率が低く、化学的安定性に優れる点から、中空SiO2微粒子が好ましい。 Examples of the hollow fine particles 22 include those having a metal oxide outer shell and a hollow inside the outer shell. From the viewpoint of relatively low refractive index and excellent chemical stability, hollow SiO 2 fine particles are preferable.
中空微粒子22の平均一次粒子径は、5〜150nmが好ましく、50〜100nmがより好ましい。中空微粒子22の平均一次粒子径が5nm以上であれば、シリカ系多孔質膜21の反射率が充分に低くなる。中空微粒子22の平均一次粒子径が150nm以下であれば、シリカ系多孔質膜21の最表面の凹凸が小さくなり、防汚性が向上し、また、中空微粒子22が密に充填されて屈折率が充分に低くなる。 The average primary particle diameter of the hollow fine particles 22 is preferably 5 to 150 nm, and more preferably 50 to 100 nm. If the average primary particle diameter of the hollow fine particles 22 is 5 nm or more, the reflectance of the silica-based porous film 21 is sufficiently low. If the average primary particle diameter of the hollow fine particles 22 is 150 nm or less, the irregularities on the outermost surface of the silica-based porous membrane 21 are reduced, the antifouling property is improved, and the hollow fine particles 22 are densely packed and have a refractive index. Is sufficiently low.
中空微粒子22の平均一次粒子径は、以下のようにして求める。
中空微粒子22を走査型電子顕微鏡(以下、SEMと記す。)または透過型電子顕微鏡(以下、TEMと記す。)にて観察し、100個の中空微粒子22を無作為に選び出し、各中空微粒子22の粒子径を測定し、100個の中空微粒子22の粒子径を平均して求める。
The average primary particle diameter of the hollow fine particles 22 is obtained as follows.
The hollow fine particles 22 are observed with a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM) or a transmission electron microscope (hereinafter referred to as TEM), and 100 hollow fine particles 22 are randomly selected and each hollow fine particle 22 is selected. The particle diameters of 100 hollow fine particles 22 are averaged to determine the particle diameter.
中空微粒子22の平均一次粒子径の変動係数は、0.5以下が好ましく、0.3以下がより好ましい。変動係数が0.5以下である、すなわち粒度分布が充分に狭く、中空微粒子22の粒子径が揃っていれば、中空微粒子22が密に充填しやくすなり、中空微粒子22間の空隙を少なくできる。また、中空微粒子22間の空隙のバラツキが少なくなり、中空微粒子22間の空隙にシリカ系マトリックス23が浸入しやすい。また、シリカ系多孔質膜21の最表面の凹凸が小さくなり、防汚性が向上する。 The variation coefficient of the average primary particle diameter of the hollow fine particles 22 is preferably 0.5 or less, and more preferably 0.3 or less. If the coefficient of variation is 0.5 or less, that is, if the particle size distribution is sufficiently narrow and the particle diameters of the hollow fine particles 22 are uniform, the hollow fine particles 22 are easily packed closely, and the voids between the hollow fine particles 22 are reduced. it can. Further, the variation in the gap between the hollow fine particles 22 is reduced, and the silica-based matrix 23 easily enters the gap between the hollow fine particles 22. Moreover, the unevenness | corrugation of the outermost surface of the silica type porous membrane 21 becomes small, and antifouling property improves.
中空微粒子22の平均一次粒子径の変動係数は、以下のようにして求める。
中空微粒子22をSEMまたはTEMにて観察し、100個の中空微粒子22を無作為に選び出し、各中空微粒子22の粒子径を測定して、粒度分布の標準偏差および平均一次粒子径を求め、変動係数(標準偏差/平均一次粒子径)を求める。
The coefficient of variation of the average primary particle diameter of the hollow fine particles 22 is obtained as follows.
The hollow fine particles 22 are observed by SEM or TEM, 100 hollow fine particles 22 are randomly selected, the particle diameter of each hollow fine particle 22 is measured, the standard deviation of the particle size distribution and the average primary particle diameter are obtained, and the fluctuation The coefficient (standard deviation / average primary particle size) is determined.
中空微粒子22の球形度は、0.8以上が好ましく、0.9以上がより好ましい。中空微粒子22の球形度が0.8以上である、すなわち真球に近ければ、中空微粒子22が密に充填しやくすなり、中空微粒子22間の空隙を少なくできる。また、中空微粒子22間の空隙のバラツキが少なくなり、中空微粒子22間の空隙にシリカ系マトリックス23が浸入しやすい。また、シリカ系多孔質膜21の最表面の凹凸が小さくなり、防汚性が向上する。 The sphericity of the hollow fine particles 22 is preferably 0.8 or more, and more preferably 0.9 or more. If the sphericity of the hollow fine particles 22 is 0.8 or more, that is, close to a true sphere, the hollow fine particles 22 are easily packed densely, and the voids between the hollow fine particles 22 can be reduced. Further, the variation in the gap between the hollow fine particles 22 is reduced, and the silica-based matrix 23 easily enters the gap between the hollow fine particles 22. Moreover, the unevenness | corrugation of the outermost surface of the silica type porous membrane 21 becomes small, and antifouling property improves.
中空微粒子22の球形度は、以下のようにして求める。
中空微粒子22をSEMまたはTEMにて観察し、100個の中空微粒子22を無作為に選び出し、各中空微粒子22の長径および短径を測定して球形度(短径/長径)を求め、100個の中空微粒子22の球形度を平均する。
The sphericity of the hollow fine particles 22 is obtained as follows.
The hollow fine particles 22 are observed with an SEM or a TEM, 100 hollow fine particles 22 are randomly selected, the major axis and minor axis of each hollow fine particle 22 are measured, and the sphericity (minor axis / major axis) is obtained. The sphericity of the hollow fine particles 22 is averaged.
シリカ系マトリックス23:
シリカ系マトリックス23は、中空微粒子22間の空隙を充填するためのマトリックスである。また、シリカ系マトリックス23は、シリカ系多孔質膜21の防汚層24側にある中空微粒子22が防汚層24に直接接しないように、該中空微粒子22の防汚層24側を覆っていてもよい。
Silica-based matrix 23:
The silica matrix 23 is a matrix for filling the voids between the hollow fine particles 22. The silica matrix 23 covers the antifouling layer 24 side of the hollow fine particles 22 so that the hollow fine particles 22 on the antifouling layer 24 side of the silica porous membrane 21 do not directly contact the antifouling layer 24. May be.
「シリカ系マトリックス」とは、シリカを主成分とするマトリックスをいう。マトリックスがシリカを主成分とすれば、シリカ系多孔質膜21の屈折率(反射率)が低くなりやすい。また、化学的安定性、ガラス板等の透明基材10との密着性、耐摩耗性等も良好となる。 “Silica-based matrix” refers to a matrix mainly composed of silica. If the matrix is mainly composed of silica, the refractive index (reflectance) of the silica-based porous film 21 tends to be low. In addition, chemical stability, adhesion to the transparent substrate 10 such as a glass plate, wear resistance, and the like are improved.
マトリックスがシリカを主成分とするとは、シリカの割合がマトリックス(100質量%)のうち90質量%以上であることを意味する。
マトリックスとしては、実質的にシリカからなるものが好ましい。実質的にシリカからなるとは、不可避不純物を除いてシリカのみから構成されていることを意味する。
That the matrix is mainly composed of silica means that the proportion of silica is 90% by mass or more of the matrix (100% by mass).
As a matrix, what consists essentially of silica is preferable. The phrase “consisting essentially of silica” means that it is composed only of silica excluding inevitable impurities.
マトリックスはシリカ以外の成分を少量含んでもよい。該成分としては、Li,B,C,N,F,Na,Mg,Al,P,S,K,Ca,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Sr,Y,Zr,Nb,Ru,Pd,Ag,In,Sn,Hf,Ta,W,Pt,Au,Biおよびランタノイド元素より選ばれる1つもしくは複数のイオンおよびまたは酸化物等の化合物が挙げられる。 The matrix may contain a small amount of components other than silica. The components include Li, B, C, N, F, Na, Mg, Al, P, S, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, and Sr. , Y, Zr, Nb, Ru, Pd, Ag, In, Sn, Hf, Ta, W, Pt, Au, Bi and compounds such as one or more ions and oxides selected from lanthanoid elements .
シリカ系マトリックス23は、たとえば、後の「物品10の製造方法」で説明するように分散媒と、前記分散媒中に分散した前記中空微粒子22と、前記分散媒中に溶解または分散したマトリックス前駆体とを含む防汚性反射防止膜形成用塗布組成物を塗布し、焼成されて得られる。マトリックス前駆体としては、たとえば、アルコキシシランの加水分解物が用いられる。 The silica-based matrix 23 includes, for example, a dispersion medium, the hollow fine particles 22 dispersed in the dispersion medium, and a matrix precursor dissolved or dispersed in the dispersion medium, as will be described later in the “Product 10 Production Method”. A coating composition for forming an antifouling antireflection film containing a body is applied and baked. As the matrix precursor, for example, a hydrolyzate of alkoxysilane is used.
中空微粒子22とシリカ系マトリックス23の質量比:
中空微粒子22とシリカ系マトリックス23のSiO2換算固形分の質量比(中空微粒子/シリカ系マトリックス比)は、30/70〜65/35である。防汚性の向上の点から、中空微粒子/シリカ系マトリックス比は50/50〜60/40であることが好ましい。
上述したとおり、シリカ系マトリックス23は実質的にシリカからなるが、不可避不純物を含むことがある。本明細書において、シリカ系マトリックスのSiO2換算固形分の質量とは、該不可避不純物等を除いたシリカのみの質量を意味する。
中空微粒子/シリカ系マトリックス比が前記下限値以上であれば、中空微粒子22がシリカ系多孔質膜21中に密に充填されやすくなるため、屈折率が低くなり、反射率を充分に低く抑えることができる。一方、前記上限値以下であれば、中空微粒子22間にシリカ系マトリックス23が充分に充填され、中空微粒子22間に空隙ができにくいことから、防汚性が向上する。
Mass ratio of hollow fine particles 22 and silica-based matrix 23:
The mass ratio (hollow particle / silica matrix ratio) of the hollow fine particles 22 and the silica-based matrix 23 in terms of SiO 2 is 30/70 to 65/35. From the viewpoint of improving the antifouling property, the hollow fine particle / silica matrix ratio is preferably 50/50 to 60/40.
As described above, the silica-based matrix 23 is substantially made of silica, but may contain inevitable impurities. In the present specification, the mass of SiO 2 converted solid content of the silica-based matrix means the mass of only silica excluding the inevitable impurities.
If the hollow fine particle / silica matrix ratio is equal to or higher than the lower limit value, the hollow fine particles 22 are likely to be densely packed in the silica porous film 21, so that the refractive index is lowered and the reflectance is kept sufficiently low. Can do. On the other hand, if it is less than or equal to the above upper limit value, the silica matrix 23 is sufficiently filled between the hollow fine particles 22, and voids are hardly formed between the hollow fine particles 22, so that the antifouling property is improved.
他の微粒子:
シリカ系多孔質膜21は、前記中空微粒子22以外に、他の微粒子を含んでいてもよい。
他の微粒子としては、金属酸化物微粒子、金属微粒子、顔料系微粒子、樹脂微粒子等が挙げられる。他の微粒子の形状は、たとえば中空構造でも、中実構造であってもよい。
Other fine particles:
The silica-based porous membrane 21 may contain other fine particles in addition to the hollow fine particles 22.
Examples of the other fine particles include metal oxide fine particles, metal fine particles, pigment-based fine particles, and resin fine particles. The shape of the other fine particles may be, for example, a hollow structure or a solid structure.
金属酸化物微粒子の材料としては、Al2O3、SiO2、SnO2、TiO2、ZrO2、ZnO、CeO2、Sb含有SnOX(ATO)、Sn含有In2O3(ITO)、RuO2等が挙げられる。
金属微粒子の材料としては、金属(Ag、Ru等)、合金(AgPd、RuAu等)等が挙げられる。
顔料系微粒子としては、無機顔料(チタンブラック、カーボンブラック等)、有機顔料が挙げられる。
樹脂微粒子の材料としては、ポリスチレン、メラニン樹脂等が挙げられる。
As the material of the metal oxide fine particles, Al 2 O 3 , SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , ZnO, CeO 2 , Sb-containing SnO X (ATO), Sn-containing In 2 O 3 (ITO), RuO 2 etc. are mentioned.
Examples of the material of the metal fine particles include metals (Ag, Ru, etc.), alloys (AgPd, RuAu, etc.) and the like.
Examples of the pigment-based fine particles include inorganic pigments (titanium black, carbon black, etc.) and organic pigments.
Examples of the resin fine particle material include polystyrene and melanin resin.
他の微粒子の形状としては、球状、楕円状、針状、板状、棒状、円すい状、円柱状、立方体状、長方体状、ダイヤモンド状、星状、不定形状等が挙げられる。他の微粒子は、各微粒子が独立した状態で存在していてもよく、各微粒子が鎖状に連結していてもよく、各微粒子が凝集していてもよい。
他の微粒子は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the shape of the other fine particles include a spherical shape, an elliptical shape, a needle shape, a plate shape, a rod shape, a cone shape, a columnar shape, a cube shape, a rectangular shape, a diamond shape, a star shape, and an indefinite shape. The other fine particles may be present in a state where each fine particle is independent, each fine particle may be linked in a chain, or each fine particle may be aggregated.
Other fine particles may be used alone or in combination of two or more.
他の微粒子の量は、本発明の効果を損なわない程度が好ましく、具体的には、中空微粒子22を100質量部とした場合に200質量部以下が好ましく、100質量部以下がより好ましい。
他の微粒子の平均一次粒子径、平均一次粒子径の変動係数、球形度は、中空微粒子22と同程度であることが好ましい。
The amount of the other fine particles is preferably such that the effect of the present invention is not impaired. Specifically, when the hollow fine particles 22 are 100 parts by mass, 200 parts by mass or less is preferable, and 100 parts by mass or less is more preferable.
The average primary particle diameter of other fine particles, the coefficient of variation of the average primary particle diameter, and the sphericity are preferably the same as those of the hollow fine particles 22.
他の任意成分:
シリカ系多孔質膜21は、中空微粒子22、シリカ系マトリックス23、他の微粒子以外に、テルペン誘導体、添加剤等の他の任意成分を含んでもよい。
なお、テルペン誘導体、添加剤等については、後述の「物品10の製造方法」の「他の任意成分」で詳述する。
Other optional ingredients:
The silica-based porous membrane 21 may contain other optional components such as terpene derivatives and additives in addition to the hollow fine particles 22, the silica-based matrix 23, and other fine particles.
The terpene derivatives, additives, and the like will be described in detail in “Other optional components” in “Product 10 production method” described later.
シリカ系多孔質膜21の平均総膜厚:
シリカ系多孔質膜21の平均総膜厚は、30〜300nmが好ましく、40〜200nmがより好ましい。シリカ系多孔質膜21の平均総膜厚が30nm以上であれば、光の干渉が起こり、反射防止性能が発現する。シリカ系多孔質膜21の平均総膜厚が300nm以下であれば、クラックが発生せずに成膜できる。
シリカ系多孔質膜21の平均総膜厚は、反射分光膜厚計により測定される。
シリカ系多孔質膜21の反射率は、波長300〜1200nmの範囲内における最も低い値(いわゆるボトム反射率)で、2.6%以下が好ましく、1.0%以下がより好ましい。
Average total film thickness of the silica-based porous film 21:
30-300 nm is preferable and, as for the average total film thickness of the silica type porous membrane 21, 40-200 nm is more preferable. If the average total film thickness of the silica type porous membrane 21 is 30 nm or more, light interference will occur and antireflection performance will be expressed. If the average total film thickness of the silica-based porous film 21 is 300 nm or less, the film can be formed without generating cracks.
The average total film thickness of the silica-based porous film 21 is measured by a reflection spectral film thickness meter.
The reflectance of the silica-based porous film 21 is the lowest value (so-called bottom reflectance) within a wavelength range of 300 to 1200 nm, preferably 2.6% or less, and more preferably 1.0% or less.
{防汚層24}
防汚層24は、複数のナノシートを含有する。該ナノシートは屈折率1.4〜1.65の低屈折材料からなる。
低屈折材料の屈折率は、1.4〜1.65であり、1.4〜1.6が好ましい。
ナノシートを構成する低屈折材料の屈折率は、分光反射率測定により得られた反射率より算出して求められる値である。
{Anti-fouling layer 24}
The antifouling layer 24 contains a plurality of nanosheets. The nanosheet is made of a low refractive material having a refractive index of 1.4 to 1.65.
The refractive index of the low refractive material is 1.4 to 1.65, preferably 1.4 to 1.6.
The refractive index of the low refractive material constituting the nanosheet is a value obtained by calculating from the reflectance obtained by spectral reflectance measurement.
ナノシート:
屈折率が1.4〜1.65の低屈折材料としては、屈折率が上記の範囲内であるものであればよく、公知のナノシートから適宜選択できる。ここで、ナノシートは無機層状化合物を剥離することにより得られる平面状の物質である。
該低屈折率材料からなるナノシートとしては、層状ポリケイ酸塩(屈折率1.45)および粘土鉱物(屈折率1.56〜1.58)から選ばれる無機層状化合物に由来するものが好ましい。該無機層状化合物由来のナノシートは、フッ素系のコート剤に比べて疎水性が低く、形成される防汚層表面の撥水性が比較的低い。そのため、物品1は、無機層状化合物由来のナノシートを含む防汚層24を備えていれば、屋外に設置したときに、フッ素系のコート剤で生じやすい、汚れが雨水等により均一に流れ落ちず点在して残る、雨水等により流水跡が付く、といった問題が生じにくくなる。また、長期に渡って良好な外観を維持しやすくなる。
該無機層状化合物は、複数のナノシートが積層した構造を有しており、天然品、合成品等が市販されている。該無機層状化合物を構成する層を剥離することでナノシートが得られる。
本発明において、粘土鉱物は、結晶構造中にAlO6等の八面体構造を有するものを意味し、層状ポリケイ酸塩は、該八面体構造を有さない点で粘土鉱物と相違する。
Nanosheet:
The low refractive material having a refractive index of 1.4 to 1.65 may be any material having a refractive index within the above range, and can be appropriately selected from known nanosheets. Here, the nanosheet is a planar substance obtained by peeling off the inorganic layered compound.
The nanosheet made of the low refractive index material is preferably derived from an inorganic layered compound selected from layered polysilicate (refractive index 1.45) and clay mineral (refractive index 1.56 to 1.58). The nanosheet derived from the inorganic layered compound has a lower hydrophobicity than the fluorine-based coating agent, and has a relatively low water repellency on the surface of the antifouling layer formed. Therefore, if the article 1 includes the antifouling layer 24 including the nanosheet derived from the inorganic stratiform compound, it is likely to be generated by a fluorine-based coating agent when installed outdoors, and the dirt does not flow down uniformly due to rainwater or the like. It is difficult to cause problems such as remaining rainwater and traces of running water. Moreover, it becomes easy to maintain a favorable external appearance over a long period of time.
The inorganic layered compound has a structure in which a plurality of nanosheets are laminated, and natural products and synthetic products are commercially available. A nanosheet can be obtained by peeling off the layer constituting the inorganic layered compound.
In the present invention, the clay mineral means one having an octahedral structure such as AlO 6 in the crystal structure, and the layered polysilicate is different from the clay mineral in that it does not have the octahedral structure.
層状ポリケイ酸塩としては、たとえば、カネマイト、マカタイト、マガディアイト、ケニヤイト、オクトシリケート等が挙げられる。
層状ポリケイ酸塩の組成は、下記の組成式(1)で表すことができる。Mにおけるアルカリ金属原子としては、Na、K、Li等が挙げられる。
M2O・xSiO2・yH2O …(1)[式中、Mはアルカリ金属原子子であり、xは2〜40の整数であり、yは1〜20の整数である。]
Examples of the layered polysilicate include kanemite, macatite, magadiite, kenyanite, octosilicate and the like.
The composition of the layered polysilicate can be represented by the following composition formula (1). Examples of the alkali metal atom in M include Na, K, and Li.
M 2 O · xSiO 2 · yH 2 O (1) [wherein, M is an alkali metal atom, x is an integer of 2 to 40, and y is an integer of 1 to 20. ]
粘土鉱物としては、スメクタイト、バーミキュライト、層状複水酸化物(LDH)等が挙げられる。スメクタイトとしては、2−八面体型(サポナイト、ヘクトライト等)、3−八面体型(モンモリロナイト、バイデライト等)等が挙げられる。 Examples of the clay mineral include smectite, vermiculite, layered double hydroxide (LDH) and the like. Examples of the smectite include 2-octahedron type (saponite, hectorite, etc.) and 3-octahedron type (montmorillonite, beidellite, etc.).
2−八面体型スメクタイトの組成は、下記の組成式(2)で表すことができる(層間カチオンを含む)。3−八面体型スメクタイトの組成は、下記の組成式(3)で表すことができる(層間カチオンを含む)。
(M1,M2)0.3(M3,M4)3(Si,Al)4O10(F,OH)2・4H2O …(2)
(M1,M2)0.3(M3,M4)2(Si,Al)4O10(F,OH)2・4H2O …(3)
式中、M1〜M4はそれぞれ独立にはアルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子または遷移金属原子である。アルカリ金属原子としては前記と同様のものが挙げられる。アルカリ土類金属としては、Mg、Ca等が挙げられる。遷移金属原子としては、Fe、Al等が挙げられる。
The composition of 2-octahedral smectite can be expressed by the following composition formula (2) (including interlayer cations). The composition of 3-octahedron smectite can be expressed by the following composition formula (3) (including interlayer cations).
(M 1 , M 2 ) 0.3 (M 3 , M 4 ) 3 (Si, Al) 4 O 10 (F, OH) 2 .4H 2 O (2)
(M 1 , M 2 ) 0.3 (M 3 , M 4 ) 2 (Si, Al) 4 O 10 (F, OH) 2 .4H 2 O (3)
In the formula, M 1 to M 4 are each independently an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or a transition metal atom. Examples of the alkali metal atom are the same as described above. Examples of the alkaline earth metal include Mg and Ca. Examples of transition metal atoms include Fe and Al.
バーミキュライトの組成は、下記の組成式(4)で表すことができる。
(Mg,Fe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2・4H2O …(4)
The composition of vermiculite can be expressed by the following composition formula (4).
(Mg, Fe, Al) 3 (Al, Si) 4 O 10 (OH) 2 .4H 2 O (4)
LDHの組成は、下記の組成式(5)で表すことができる(層間アニオンを含む)。
[M5 1−pM6 p(OH)2]・[Ap/n・qH2O] …(5)
式中、M5は2価の金属イオン(Mg2+、Ca2+、Zn2+、Ni2+等)であり、M6は3価の金属イオン(Al3+、Fe3+、Cr3+等)であり、Aはn価のアニオンであり、nは1〜3の整数である。Aとしては、たとえばCl−、NO3−、CO3 2−等が挙げられる。
The composition of LDH can be expressed by the following composition formula (5) (including interlayer anions).
[M 5 1-p M 6 p (OH) 2 ] · [A p / n · qH 2 O] (5)
In the formula, M 5 is a divalent metal ion (Mg 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ , Ni 2+ etc.), M 6 is a trivalent metal ion (Al 3+ , Fe 3+ , Cr 3+ etc.), A is an n-valent anion, and n is an integer of 1 to 3. Examples of A include Cl − , NO 3− , CO 3 2− and the like.
無機層状化合物としては、上記のなかでも、粘土鉱物が好ましく、スメクタイトが特に好ましい。層状ポリケイ酸塩は層表面に水酸基が露出しているのに対し、粘土鉱物は水酸基が層表面に露出していない。このため、層状ポリケイ酸塩から得られるナノシートに比べ、粘土鉱物から得られるナノシートはシリカ系多孔質膜21に対する密着性が弱く、屋外での暴露などにより防汚層24が流去しやすい。防汚層24が経時的に無くなることによって、シリカ系多孔質膜21の低反射特性が十分発現するようになる。 Of the above, the inorganic layered compound is preferably a clay mineral, and particularly preferably smectite. In the layered polysilicate, hydroxyl groups are exposed on the layer surface, whereas in the clay mineral, the hydroxyl groups are not exposed on the layer surface. For this reason, compared with the nanosheet obtained from the layered polysilicate, the nanosheet obtained from the clay mineral has weak adhesion to the silica-based porous membrane 21, and the antifouling layer 24 is easily washed away by exposure outdoors. As the antifouling layer 24 disappears with time, the low reflection characteristics of the silica-based porous film 21 are sufficiently developed.
なお、ナノシートの材料として、Ti0.91O2、Ti1.73Li0.27O2等の酸化チタン系、MnO2等の酸化マンガン系、Nb6O17、Nb3O8等の酸化ニオブ系、WO3等の酸化タングステン系などの遷移金属酸化物系のもの;MoS2等の遷移金属カルコゲナイド系のもの;Ca2Nb3O10、La2Nb2O7等の層状ペロブスカイト系のもの;等もあるが、これらの材料は、透明性が低かったり、透明でも屈折率が高い。そのため、これらの材料に由来するナノシートを防汚層に用いた場合、反射防止性能が低下するため好ましくない。 As the nanosheet material, titanium oxides such as Ti 0.91 O 2 and Ti 1.73 Li 0.27 O 2 , manganese oxides such as MnO 2 , oxidations such as Nb 6 O 17 and Nb 3 O 8, etc. Transition metal oxides such as niobium and tungsten oxides such as WO 3 ; transition metal chalcogenides such as MoS 2 ; layered perovskites such as Ca 2 Nb 3 O 10 and La 2 Nb 2 O 7 However, these materials have low transparency or are transparent but have a high refractive index. Therefore, when a nanosheet derived from these materials is used for the antifouling layer, the antireflection performance is lowered, which is not preferable.
前記ナノシートの平均厚みは0.4〜15nmであることが好ましく、0.4〜10nmがより好ましい。ナノシートの平均厚みが0.4nm以上であれば、個々のナノシートの構造が破壊されにくくなり、防汚層24の耐久性が増す。ナノシートの平均厚みが15nm以下であれば、薄膜の防汚層24、たとえば平均膜厚が15nm以下の防汚層24を形成しやすい。 The average thickness of the nanosheet is preferably 0.4 to 15 nm, and more preferably 0.4 to 10 nm. If the average thickness of the nanosheet is 0.4 nm or more, the structure of the individual nanosheets is not easily destroyed, and the durability of the antifouling layer 24 is increased. If the average thickness of the nanosheet is 15 nm or less, it is easy to form a thin antifouling layer 24, for example, an antifouling layer 24 having an average thickness of 15 nm or less.
前記ナノシートの面積は、100nm2以上であることが好ましく、200nm2以上がより好ましく、400nm2以上がさらに好ましい。ナノシートの面積が100nm2以上であれば、後述する防汚層形成用塗料組成物を塗布して防汚層24を形成する際に、ナノシートがシリカ系多孔質膜21中に入り込みにくく、シリカ系多孔質膜の表面がうまくナノシートで被覆される。ナノシートの面積の上限は特に限定されないが、防汚層形成用塗料組成物中での分散性、入手しやすさ等を考慮すると、1000000nm2以下が好ましく、250000nm2以下がより好ましい。 Area of the nanosheet is preferably 100 nm 2 or more, more preferably 200 nm 2 or more, more preferably 400 nm 2 or more. If the area of the nanosheet is 100 nm 2 or more, when the antifouling layer forming coating composition described later is applied to form the antifouling layer 24, the nanosheet is less likely to enter the silica-based porous film 21, and the silica-based The surface of the porous membrane is successfully coated with the nanosheet. The upper limit of the area of nanosheets is not particularly limited, dispersibility in an antifouling layer forming coating composition, in view of easy availability and the like, preferably 1000000Nm 2 or less, 250000Nm 2 or less being more preferred.
これらのことを考慮すると、前記ナノシートとしては、0.4〜15nmの平均厚みと100〜1000000nm2の平均面積とを有するものが好ましく、0.4〜10nmの平均厚みと200〜1000000nm2の平均面積とを有するものがより好ましく、0.4〜10nmの平均厚みと200〜250000nm2の平均面積とを有するものがさらに好ましい。 In view of these, examples of the nanosheet, preferably has an average mean area of thickness and 100~1000000Nm 2 of 0.4~15Nm, mean average thickness and 200~1000000Nm 2 of 0.4~10nm Those having an area are more preferable, and those having an average thickness of 0.4 to 10 nm and an average area of 200 to 250,000 nm 2 are more preferable.
ナノシートとして、界面活性剤等の処理剤で表面修飾されたナノシートを含有してもよい。表面修飾されているナノシートを含有することで、付着した汚れが剥離しやすくなり、少量で充分な防汚性を得ることができる。
界面活性剤としては、オクタン酸ナトリウム、オクタン酸カリウム、デカン酸ナトリウム、デカン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム等のアルキルカルボン酸塩、ヘキサンスルホン酸ナトリウム、ヘキサンスルホン酸カリウム、オクタンスルホン酸ナトリウム、オクタンスルホン酸カリウム、デカンスルホン酸ナトリウム、デカンスルホン酸カリウム、ドデカンスルホン酸ナトリウム、ドデカンスルホン酸カリウム等のアルキルスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウム、ラウリル硫酸カリウム、ミリスチル硫酸ナトリウム、ミリスチル硫酸カリウム等の硫酸エステル、ラウリルリン酸ナトリウムやトリポリリン酸ナトリウム等のリン酸エステル、テトラメチルアンモニウムブロミド、テトラメチルアンモニウムクロライド、テトラブチルアンモニウムブロミド、テトラブチルアンモニウムクロライド、オクチルトリメチルアンモニウムクロライド、オクチルトリメチルアンモニウムブロミド、デシルトリメチルアンモニウムクロライド、デシルトリメチルアンモニウムブロミド、トリエタノールアミンクロライド、トリエタノールアミンブロミド、トリプロパノールアミンクロライド、トリプロパノールアミンブロミド、ポリオキシエチレンアルキルアンモニウムクロライド、ポリオキシエチレンアルキルアンモニウムブロミド等の4級アルキルアンモニウムや、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、セタノール、オレイルアルコール等の非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
界面活性剤以外の処理剤としては、トリメチルシリルクロライド、トリエチルシリルクロライド、t−ブチルジメチルシラン、トリ−i−プロピルシリルクロライド、クロロメチルトリメチルシラン、トリエチルシラン、ブチルジメチルシラン、トリメチルビニルシラン、アリルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラザンをはじめとするシリル化剤等が挙げられる。
なお、無機層状化合物からナノシートを剥離するときに、該剥離を、界面活性剤を含む水中で行うことがある。こうして得られるナノシート分散液中には、界面活性剤で表面修飾されたナノシートが含まれる。
防汚層24に含まれるナノシートは1種でも2種以上でもよい。
As a nanosheet, you may contain the nanosheet surface-modified with processing agents, such as surfactant. By containing the surface-modified nanosheet, the attached dirt can be easily peeled off, and sufficient antifouling property can be obtained with a small amount.
Surfactants include alkyl carboxylic acid salts such as sodium octoate, potassium octoate, sodium decanoate, potassium decanoate, sodium laurate, potassium laurate, sodium stearate, potassium stearate, sodium hexanesulfonate, hexane Alkyl sulfonates such as potassium sulfonate, sodium octane sulfonate, potassium octane sulfonate, sodium decane sulfonate, potassium decane sulfonate, sodium dodecane sulfonate, potassium dodecane sulfonate, sodium lauryl sulfate, potassium lauryl sulfate, myristyl sulfate Sulfate esters such as sodium and potassium myristyl sulfate, phosphate esters such as sodium lauryl phosphate and sodium tripolyphosphate, tetramethylammonium Mubromide, tetramethylammonium chloride, tetrabutylammonium bromide, tetrabutylammonium chloride, octyltrimethylammonium chloride, octyltrimethylammonium bromide, decyltrimethylammonium chloride, decyltrimethylammonium bromide, triethanolamine chloride, triethanolamine bromide, tripropanolamine Non-ionic such as quaternary alkyl ammonium such as chloride, tripropanolamine bromide, polyoxyethylene alkyl ammonium chloride, polyoxyethylene alkyl ammonium bromide, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, cetanol, oleyl alcohol, etc. Surface activity Agent, and the like.
Treatment agents other than surfactants include trimethylsilyl chloride, triethylsilyl chloride, t-butyldimethylsilane, tri-i-propylsilyl chloride, chloromethyltrimethylsilane, triethylsilane, butyldimethylsilane, trimethylvinylsilane, allyltrimethylsilane, Examples of the silylating agent include hexamethyldisilazane.
In addition, when peeling a nanosheet from an inorganic layered compound, this peeling may be performed in water containing a surfactant. The nanosheet dispersion liquid thus obtained contains nanosheets surface-modified with a surfactant.
The nanosheet contained in the antifouling layer 24 may be one type or two or more types.
バインダー:
防汚層24は、ナノシートのほかに、バインダーを含有してもよい。バインダーを含有させることで、複数のナノシート間の密着性、防汚層24の緻密性、屋外暴露時の防汚層24の除去性等を高めることができる。
バインダーとしては、特に限定されないが、後述する防汚層形成用塗料組成物(オーバーコート液)に用いられる分散媒に溶解するものが好ましい。防汚層形成用塗料組成物の分散媒が水を含むことが多いため、バインダーとしては、バインダー自体またはその前駆体が水溶性であるものが好ましく、たとえば、加水分解性シラン化合物の加水分解物(シラン加水分解ゾル)やその縮合物、水溶性高分子等が挙げられる。バインダーとしては水溶性高分子がより好ましい。水溶性高分子は、屋外暴露時に紫外線や風雨などによって容易に劣化するため、防汚層24の除去性を高める効果がある。
binder:
The antifouling layer 24 may contain a binder in addition to the nanosheet. By including a binder, the adhesion between the plurality of nanosheets, the denseness of the antifouling layer 24, the removability of the antifouling layer 24 during outdoor exposure, and the like can be enhanced.
Although it does not specifically limit as a binder, The thing melt | dissolved in the dispersion medium used for the coating composition for antifouling layer formation (overcoat liquid) mentioned later is preferable. Since the dispersion medium of the coating composition for forming an antifouling layer often contains water, the binder itself or its precursor is preferably water-soluble, for example, a hydrolyzate of a hydrolyzable silane compound. (Silane hydrolysis sol), condensates thereof, water-soluble polymers and the like. A water-soluble polymer is more preferable as the binder. Since the water-soluble polymer is easily deteriorated by ultraviolet rays, wind and rain, etc. when exposed outdoors, it has an effect of improving the removal property of the antifouling layer 24.
加水分解性シラン化合物としては、たとえば、SiXmY4−m(mは2〜4の整数であり、Xは加水分解性基であり、Yは非加水分解性基である。)で表される化合物が挙げられる。加水分解性シラン化合物の加水分解物は、加水分解によりSiXmY4−mのSi−X基がSi−OHとなった構造を有しており、Si−OHはナノシート表面に結合し得る。該加水分解物は、Si−OHを2以上有することで、ナノシート同士を結合し得る。また、加水分解物同士が縮合して縮合物を形成し得る。 The hydrolyzable silane compound is represented by, for example, SiX m Y 4-m (m is an integer of 2 to 4, X is a hydrolyzable group, and Y is a non-hydrolyzable group). Compounds. The hydrolyzate of the hydrolyzable silane compound has a structure in which the Si—X group of SiX m Y 4-m becomes Si—OH by hydrolysis, and Si—OH can be bonded to the nanosheet surface. The hydrolyzate can bind nanosheets by having two or more Si—OH. Moreover, hydrolyzate may condense and form a condensate.
mは3または4であることが好ましい。
Xの加水分解性基とは、加水分解によりSi−X基をSi−OH基に変換し得る基である。加水分解性基としては、ハロゲン原子(たとえば塩素原子)、アルコキシ基、アシルオキシ基、アミノキシ基、アミド基、ケトキシメート基、水酸基、エポキシ基、グリシジル基、イソシアネート基等が挙げられ、アルコキシ基が特に好ましい。
Yの非加水分解性基とは、加水分解によりSi−X基がSi−OH基となる条件下で、構造が変化しない官能基である。非加水分解性基としては、特に限定されず、シランカップリング剤等における非加水分解性基として公知の基であってよい。
m is preferably 3 or 4.
The hydrolyzable group of X is a group that can convert a Si—X group into a Si—OH group by hydrolysis. Examples of the hydrolyzable group include a halogen atom (for example, a chlorine atom), an alkoxy group, an acyloxy group, an aminoxy group, an amide group, a ketoximate group, a hydroxyl group, an epoxy group, a glycidyl group, and an isocyanate group, and an alkoxy group is particularly preferable. .
The non-hydrolyzable group of Y is a functional group whose structure does not change under conditions where the Si—X group becomes a Si—OH group by hydrolysis. The non-hydrolyzable group is not particularly limited, and may be a known group as a non-hydrolyzable group in a silane coupling agent or the like.
加水分解性シラン化合物の具体例としては、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等)、アルキル基を有するアルコキシシラン(メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエトキシシラン等)、アリール基を有するアルコキシシラン(フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等)、ペルフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン(ペルフルオロポリエーテルトリエトキシシラン等)、ペルフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン(パーフルオロエチルトリエトキシシラン等)、ビニル基を有するアルコキシシラン(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等)、エポキシ基を有するアルコキシシラン(2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等)、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン(3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等)等が挙げられる。
上記のうち、防汚層24を親水性とする場合には、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等のテトラルコキシシランンが好ましい。防汚層24を撥水性とする場合には、アルキル基を有するアルコキシシランやペルフルオロアルキル基を有するアルコキシシランが好ましい。
Specific examples of hydrolyzable silane compounds include tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.), alkoxysilane having an alkyl group (methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, etc.), alkoxysilanes having aryl groups (phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, etc.) , Alkoxysilane having a perfluoropolyether group (perfluoropolyether triethoxysilane, etc.), alkoxysilane having a perfluoroalkyl group (perfluoro Tiltriethoxysilane, etc.), alkoxysilanes having vinyl groups (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc.), alkoxysilanes having epoxy groups (2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3- Glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, etc.), alkoxysilanes having an acryloyloxy group (3-acryloyloxypropyltrimethoxysilane, etc.), etc. Is mentioned.
Among the above, when making the antifouling layer 24 hydrophilic, tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane are preferable. In the case of making the antifouling layer 24 water-repellent, an alkoxysilane having an alkyl group or an alkoxysilane having a perfluoroalkyl group is preferable.
加水分解性シラン化合物の加水分解は、加水分解性シラン化合物の加水分解性基をすべて加水分解できる量の水(たとえばテトラアルコキシシランの場合、テトラアルコキシシランの4倍モル以上の水)および触媒として酸またはアルカリを用いて行う。酸としては、無機酸(HNO3、H2SO4、HCl等)、有機酸(ギ酸、しゅう酸、モノクロル酢酸、ジクロルム酢酸、トリクロル酢酸等)が挙げられる。アルカリとしては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。触媒としては、長期保存性の点から、酸が好ましい。また、触媒としては、ナノシートの分散を妨げないものが好ましい。 Hydrolysis of the hydrolyzable silane compound is carried out by using an amount of water that can hydrolyze all hydrolyzable groups of the hydrolyzable silane compound (for example, in the case of tetraalkoxysilane, four times or more moles of water of tetraalkoxysilane) and catalyst. Perform using acid or alkali. Examples of the acid include inorganic acids (HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, etc.) and organic acids (formic acid, oxalic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, etc.). Examples of the alkali include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. The catalyst is preferably an acid from the viewpoint of long-term storage. Moreover, as a catalyst, what does not disturb dispersion | distribution of a nanosheet is preferable.
水溶性高分子としては、たとえばポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、ポリ乳酸、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ポリビニル硫酸ナトリウム、カルボキシビニルポリマー、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、グアーガム、カチオン化グアーガム、カラギーナン、アルギン酸ナトリウム、コーンスターチ、キサンタンガム、コンドロイチン硫酸ナトリウム、ヒアルロン酸ナトリウム、デンプン、加工デンプン、にかわ、ゼラチン、アラビアガム、アルギン酸ナトリウム、ペクチン等が挙げられる。
水溶性高分子の分子量は1000〜100000が好ましい。分子量が1000未満であると、シリカ系多孔質膜21の内部に水溶性高分子が浸み込みやすく、透過率の低下を起こしやすい。分子量が100000より大きいと、溶媒に溶けにくくなり、かつ塗料中でナノシートと凝集物を生成し、塗料の安定性が低下する可能性がある。
Examples of the water-soluble polymer include polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene imine, polydiallyl dimethyl ammonium chloride, sodium polyacrylate, polyacrylamide, polylactic acid, sodium polystyrene sulfonate, sodium polyvinyl sulfate, carboxy Vinyl polymer, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, guar gum, cationized guar gum, carrageenan, sodium alginate, corn starch, xanthan gum, sodium chondroitin sulfate, sodium hyaluronate, starch, modified starch, glue, gelatin, gum arabic, sodium alginate, pectin Etc.
The molecular weight of the water-soluble polymer is preferably 1000 to 100,000. When the molecular weight is less than 1000, the water-soluble polymer is likely to enter the inside of the silica-based porous film 21 and the transmittance is likely to be lowered. When the molecular weight is larger than 100,000, it becomes difficult to dissolve in a solvent, and nanosheets and aggregates are generated in the paint, which may reduce the stability of the paint.
他の成分:
防汚層24は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、ナノシートおよびバインダー以外の他の成分を含有してもよい。該他の成分としては、たとえば、ナノシートの表面を修飾していない界面活性剤、シリカ微粒子、チタニア微粒子等が挙げられる。チタニア微粒子を含有する場合、光触媒効果により、付着汚れの分解が期待できる。
Other ingredients:
The antifouling layer 24 may contain other components other than the nanosheet and the binder as needed, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the other components include surfactants that do not modify the surface of the nanosheet, silica fine particles, and titania fine particles. In the case of containing titania fine particles, it is expected that the attached dirt is decomposed by the photocatalytic effect.
防汚層24の平均膜厚:
防汚層24の平均膜厚は、0.4〜15nmであり、1〜10nmが好ましい。防汚層24の平均膜厚が0.4nm以上であると、充分な防汚性が得られる。15nm以下であると、防汚層24がシリカ系多孔質膜21の反射防止性能に与える影響が少なく、防汚層24を設けることによる最大透過率の低下を抑制できる。
防汚層24の平均膜厚の測定方法は、後述する実施例に示すとおりである。
防汚層24は、必ずしもシリカ系多孔質膜21の表面全体を被覆している必要はないが、シリカ系多孔質膜21の表面全体を被覆していることが、防汚性の点からは好ましい。
Average film thickness of the antifouling layer 24:
The average film thickness of the antifouling layer 24 is 0.4 to 15 nm, preferably 1 to 10 nm. Sufficient antifouling property is acquired as the average film thickness of the antifouling layer 24 is 0.4 nm or more. When the thickness is 15 nm or less, the antifouling layer 24 has little influence on the antireflection performance of the silica-based porous film 21, and a decrease in the maximum transmittance due to the provision of the antifouling layer 24 can be suppressed.
The method for measuring the average film thickness of the antifouling layer 24 is as shown in the examples described later.
The antifouling layer 24 does not necessarily have to cover the entire surface of the silica-based porous film 21, but from the viewpoint of antifouling properties, the entire surface of the silica-based porous film 21 is covered. preferable.
防汚層24とシリカ系多孔質膜21の平均膜厚の比:
防汚層24とシリカ系多孔質膜21の平均膜厚の比(防汚層の平均膜厚/シリカ系多孔質膜の平均総膜厚)は、0.0013〜0.5の範囲にあるのが好ましく、より好ましくは0.005〜0.25である。
「防汚層の平均膜厚/シリカ系多孔質膜の平均総膜厚」が前記下限値以上であれば、充分な防汚性能が確保できる。一方、前記上限値以下であれば、充分な反射防止性能が確保できる。すなわち、防汚層とシリカ系多孔質膜の平均膜厚の比が上記範囲内であることにより、防汚性と反射防止性能が充分に両立できる。
Ratio of average film thickness of antifouling layer 24 and silica-based porous film 21:
The ratio of the average film thickness of the antifouling layer 24 and the silica-based porous film 21 (the average film thickness of the antifouling layer / the average total film thickness of the silica-based porous film) is in the range of 0.0013 to 0.5. Is more preferable, and 0.005-0.25 is more preferable.
If “the average film thickness of the antifouling layer / the average total film thickness of the silica-based porous film” is not less than the above lower limit value, sufficient antifouling performance can be ensured. On the other hand, if it is not more than the above upper limit value, sufficient antireflection performance can be ensured. That is, when the ratio of the average film thickness of the antifouling layer and the silica-based porous film is within the above range, the antifouling property and the antireflection performance can be sufficiently achieved.
防汚層24をシリカ系多孔質膜21の表面に設けることで、反射防止性能を低下させることなく、防汚性を高めることができる。
ナノシートが低屈折材料からなり、防汚層全体の厚みが薄いため、シリカ系多孔質膜に比べて緻密ではあるものの、防汚性反射防止膜20全体の反射防止性能にはほとんど影響しない。
防汚層24は、複数のナノシートが液体媒体中に分散した防汚層形成用塗料組成物をシリカ系多孔質膜21の表面に塗布し、乾燥して形成される。その際、複数のナノシートはシリカ系多孔質膜21表面上に堆積する。そのため、複数のナノシートが堆積して形成される防汚層24は、シリカ系多孔質膜21に比べ、緻密で表面平滑性が高まるため、汚れが入り込みにくい。そのため汚れが付着しにくい。
本発明のシリカ系多孔質膜21は、中空微粒子22間の空隙や表面側の開放孔をより少なく設定すれば、シリカ系多孔質膜21だけでもEVA等の汚れの侵入を充分抑制できる。本発明では、防汚層24をさらに形成させることにより、EVA等の汚れの侵入をさらに抑制でき、また、表面に汚れが付着しても汚れとともにナノシートの一部がはがれるため、汚れの跡が残りにくいという効果も得られる。
By providing the antifouling layer 24 on the surface of the silica-based porous film 21, the antifouling property can be improved without reducing the antireflection performance.
Since the nanosheet is made of a low refractive material and the entire antifouling layer is thin, it is denser than the silica-based porous film, but hardly affects the antireflection performance of the entire antifouling antireflection film 20.
The antifouling layer 24 is formed by applying a coating composition for forming an antifouling layer in which a plurality of nanosheets are dispersed in a liquid medium to the surface of the silica-based porous film 21 and drying it. At that time, the plurality of nanosheets are deposited on the surface of the silica-based porous film 21. Therefore, the antifouling layer 24 formed by depositing a plurality of nanosheets is denser and has higher surface smoothness than the silica-based porous film 21, so that dirt does not easily enter. Therefore, it is difficult for dirt to adhere.
The silica-based porous membrane 21 of the present invention can sufficiently suppress the invasion of dirt such as EVA even if only the silica-based porous membrane 21 is set by setting fewer voids between the hollow fine particles 22 and open holes on the surface side. In the present invention, by further forming the antifouling layer 24, entry of dirt such as EVA can be further suppressed, and even if dirt adheres to the surface, a part of the nanosheet is peeled off together with the dirt, so that a trace of dirt is left. The effect that it is hard to remain is also acquired.
(物品1の製造方法)
物品1は、分散媒、中空微粒子、およびシリカ系マトリックス前駆体を含むシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を透明基材10上に塗布し、焼成または乾燥することによって、シリカ系多孔質膜を形成する工程(以下、「第一工程」という。)と、
前記シリカ系多孔質膜の表面に、防汚層形成用塗料組成物を塗布し、乾燥して、防汚層を形成する工程(以下、「第二工程」という。)と、により製造される。
(Method for manufacturing article 1)
The article 1 is obtained by applying a silica-based porous film-forming coating composition containing a dispersion medium, hollow fine particles, and a silica-based matrix precursor onto a transparent substrate 10 and firing or drying the silica-based porous film. Forming a step (hereinafter referred to as “first step”);
A process for applying an antifouling layer-forming coating composition on the surface of the silica-based porous film and drying to form an antifouling layer (hereinafter referred to as “second process”). .
{第一工程}
第一工程は、分散媒、中空微粒子、およびシリカ系マトリックス前駆体を含むシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を透明基材10上に塗布し、焼成または乾燥することによって、シリカ系多孔質膜を形成する工程である。これにより、アルコキシシランの加水分解物の焼成物(SiO2)からなるマトリックス中に中空微粒子が分散した膜が形成される。
{First step}
The first step is to apply a silica-based porous film-forming coating composition containing a dispersion medium, hollow fine particles, and a silica-based matrix precursor onto the transparent substrate 10, and then calcinate or dry the silica-based porous film. This is a step of forming a film. As a result, a film in which hollow fine particles are dispersed in a matrix made of a calcined product (SiO 2 ) of a hydrolyzate of alkoxysilane is formed.
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物:
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物は、分散媒と中空微粒子22とシリカ系マトリックス前駆体とを含み、必要に応じて、他の微粒子や他の添加剤を含む。
中空微粒子22、他の微粒子についての説明は前記と同じである。
Silica-based porous film-forming coating composition:
The coating composition for forming a silica-based porous film contains a dispersion medium, hollow fine particles 22 and a silica-based matrix precursor, and contains other fine particles and other additives as necessary.
The description of the hollow fine particles 22 and other fine particles is the same as described above.
分散媒:
分散媒は、中空微粒子を分散する液体である。分散媒は、シリカ系マトリックス前駆体を溶解する溶媒であってもよい。
シリカ系マトリックス前駆体がアルコキシシランの加水分解物である場合、加水分解に水が必要となるため、分散媒は少なくとも水を含むことが好ましい。
水と他の液体とを併用してもよい。該他の液体としては、たとえば、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エーテル類(テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル等)、グリコールエーテル類(エチレングリコールモノアルキルエーテル等)、含窒素化合物(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等)、含硫黄化合物(ジメチルスルホキシド等)等が挙げられる。
前記他の液体のうち、シリカ系マトリックス前駆体の溶媒としては、アルコール類が好ましく、メタノール、エタノールが特に好ましい。
Dispersion medium:
The dispersion medium is a liquid that disperses the hollow fine particles. The dispersion medium may be a solvent that dissolves the silica-based matrix precursor.
In the case where the silica-based matrix precursor is a hydrolyzate of alkoxysilane, water is required for hydrolysis, and therefore, the dispersion medium preferably contains at least water.
Water and other liquids may be used in combination. Examples of the other liquid include alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, butanol, diacetone alcohol, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), ethers (tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, etc.). ), Cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, etc.), glycol ethers (ethylene glycol monoalkyl ether, etc.), nitrogen-containing compounds (N, N-dimethylacetamide, N, N -Dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, etc.), sulfur-containing compounds (dimethylsulfoxide, etc.) and the like.
Among the other liquids, as the solvent for the silica-based matrix precursor, alcohols are preferable, and methanol and ethanol are particularly preferable.
シリカ系マトリックス前駆体:
シリカ系マトリックス前駆体としては、アルコキシシランの加水分解物が好ましい。
アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン(テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等)、パーフルオロポリエーテル基を有するアルコキシシラン(パーフルオロポリエーテルトリエトキシシラン等)、パーフルオロアルキル基を有するアルコキシシラン(パーフルオロエチルトリエトキシシラン等)、ビニル基を有するアルコキシシラン(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等)、エポキシ基を有するアルコキシシラン(2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等)、アクリロイルオキシ基を有するアルコキシシラン(3−アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等)等が挙げられる。
アルコキシシランの加水分解は、前記加水分解性シラン化合物の加水分解と同様の方法で実施できる。加水分解時に用いる触媒としては、中空微粒子の分散を妨げないものが好ましい。
Silica-based matrix precursor:
As the silica-based matrix precursor, a hydrolyzate of alkoxysilane is preferable.
Examples of alkoxysilane include tetraalkoxysilane (tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, etc.), alkoxysilane having a perfluoropolyether group (perfluoropolyether triethoxysilane, etc.), perfluoroalkyl. Group-containing alkoxysilane (perfluoroethyltriethoxysilane, etc.), vinyl group-containing alkoxysilane (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc.), epoxy group-containing alkoxysilane (2- (3,4-epoxycyclohexyl), etc. ) Ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, etc.) Alkoxysilanes (3-acryloyloxy propyl trimethoxysilane and the like) or the like having a Riroiruokishi group.
Hydrolysis of the alkoxysilane can be carried out in the same manner as the hydrolysis of the hydrolyzable silane compound. As the catalyst used at the time of hydrolysis, a catalyst that does not hinder the dispersion of the hollow fine particles is preferable.
中空微粒子22とシリカ系マトリックス前駆体の配合比:
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物に含ませる中空微粒子22とシリカ系マトリックス前駆体とは、シリカ系多孔質膜形成後の中空微粒子22とシリカ系マトリックス23のSiO2換算固形分の質量比(中空微粒子/シリカ系マトリックス比)が、30/70〜65/35となるように配合する。防汚性の向上の点から、中空微粒子/シリカ系マトリックス比は50/50〜60/40であることが好ましい。
中空微粒子/シリカ系マトリックス比が前記下限値以上であれば、中空微粒子22がシリカ系多孔質膜21中に密に充填されやすくなるため、屈折率が低くなり、反射率を充分に低く抑えることができる。一方、前記上限値以下であれば、中空微粒子22間にシリカ系マトリックス23が充分に充填され、中空微粒子22間に空隙ができにくいことから、防汚性が向上する。
Mixing ratio of the hollow fine particles 22 and the silica-based matrix precursor:
The hollow fine particles 22 and the silica-based matrix precursor included in the silica-based porous film-forming coating composition are a mass ratio of the solid content of the hollow fine particles 22 and the silica-based matrix 23 in terms of SiO 2 in the silica-based porous film. It mix | blends so that (hollow microparticles / silica-type matrix ratio) may be set to 30 / 70-65 / 35. From the viewpoint of improving the antifouling property, the hollow fine particle / silica matrix ratio is preferably 50/50 to 60/40.
If the hollow fine particle / silica matrix ratio is equal to or higher than the lower limit value, the hollow fine particles 22 are likely to be densely packed in the silica porous film 21, so that the refractive index is lowered and the reflectance is kept sufficiently low. Can do. On the other hand, if it is less than or equal to the above upper limit value, the silica matrix 23 is sufficiently filled between the hollow fine particles 22, and voids are hardly formed between the hollow fine particles 22, so that the antifouling property is improved.
他の任意成分:
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物は、必要に応じて、テルペン誘導体、添加剤等を含んでもよい。
テルペンとは、イソプレン(C5H8)を構成単位とする(C5H8)n(ただし、nは1以上の整数である。)の組成の炭化水素を意味する。テルペン誘導体とは、テルペンから誘導される官能基を有するテルペン類を意味する。テルペン誘導体は、不飽和度を異にするものも包含する。なお、テルペン誘導体には分散媒として機能するものもあるが、「イソプレンを構成単位とする(C5H8)nの組成の炭化水素」であるものは、テルペン誘導体に該当し、分散媒には該当しないものとする。
テルペン誘導体としては、シリカ系多孔質膜21の反射防止効果の点から、分子中に水酸基および/またはカルボニル基を有するテルペン誘導体が好ましく、分子中に水酸基、アルデヒド基(−CHO)、ケト基(−C(=O)−)、エステル結合(−C(=O)O−)、カルボキシ基(−COOH)からなる群から選ばれる1種以上を有するテルペン誘導体がより好ましく、分子中に水酸基、アルデヒド基およびケト基からなる群から選ばれる1種以上を有するテルペン誘導体がさらに好ましい。
Other optional ingredients:
The silica-based porous film-forming coating composition may contain a terpene derivative, an additive, or the like, if necessary.
The terpene means a hydrocarbon having a composition of (C 5 H 8 ) n (where n is an integer of 1 or more) having isoprene (C 5 H 8 ) as a structural unit. The terpene derivative means terpenes having a functional group derived from terpene. Terpene derivatives include those with different degrees of unsaturation. Although some terpene derivatives function as a dispersion medium, those having “a hydrocarbon having a composition of (C 5 H 8 ) n having isoprene as a structural unit” fall under the category of terpene derivatives. Shall not apply.
The terpene derivative is preferably a terpene derivative having a hydroxyl group and / or a carbonyl group in the molecule from the viewpoint of the antireflection effect of the silica-based porous film 21, and the hydroxyl group, aldehyde group (—CHO), keto group ( -C (= O)-), an ester bond (-C (= O) O-), a terpene derivative having one or more selected from the group consisting of a carboxy group (-COOH) is more preferred, a hydroxyl group in the molecule, A terpene derivative having one or more selected from the group consisting of an aldehyde group and a keto group is more preferable.
テルペン誘導体としては、テルペンアルコール(α−テルピネオール、テルピネン4−オール、L−メントール、(±)シトロネロール、ミルテノール、ネロール、ボルネオール、ファルネソール、フィトール等)、テルペンアルデヒド(シトラール、β−シクロシトラール、ペリラアルデヒド等)、テルペンケトン((±)しょうのう、β−ヨノン等)、テルペンカルボン酸(シトロネル酸、アビエチン酸等)、テルペンエステル(酢酸テルピニル、酢酸メンチル等)等が挙げられる。特に、テルペンアルコールが好ましい。
テルペン誘導体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Terpene derivatives include terpene alcohol (α-terpineol, terpinene 4-ol, L-menthol, (±) citronellol, myrtenol, nerol, borneol, farnesol, phytol, etc.), terpene aldehyde (citral, β-cyclocitral, perila). Aldehydes), terpene ketones ((±) camphor, β-ionone, etc.), terpene carboxylic acids (citronellic acid, abietic acid, etc.), terpene esters (terpinyl acetate, menthyl acetate, etc.) and the like. In particular, terpene alcohol is preferable.
A terpene derivative may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
他の添加剤としては、レベリング性向上のための界面活性剤、シリカ系多孔質膜21の耐久性向上のための金属化合物等が挙げられる。
界面活性剤としては、シリコーンオイル系、アクリル系等が挙げられる。
金属化合物としては、ジルコニウムキレート化合物、チタンキレート化合物、アルミニウムキレート化合物等が好ましい。ジルコニウムキレート化合物としては、ジルコニウムテトラアセチルアセトナート、ジルコニウムトリブトキシステアレート等が挙げられる。
Examples of other additives include a surfactant for improving leveling properties, a metal compound for improving durability of the silica-based porous membrane 21, and the like.
Examples of the surfactant include silicone oil and acrylic.
As the metal compound, a zirconium chelate compound, a titanium chelate compound, an aluminum chelate compound and the like are preferable. Examples of the zirconium chelate compound include zirconium tetraacetylacetonate and zirconium tributoxy systemate.
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の粘度は、1.0〜10.0mPa・sであることが好ましく、2.0〜5.0mPa・sであることがより好ましい。シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の粘度が1.0mPa・s以上であれば、透明基材10上に塗布されるシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の膜厚を制御しやすい。シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の粘度が10.0mPa・s以下であれば、乾燥または焼成時間や塗布時間が短くなる。
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の粘度は、B型粘度計により測定される。
The viscosity of the silica-based porous film-forming coating composition is preferably 1.0 to 10.0 mPa · s, and more preferably 2.0 to 5.0 mPa · s. When the viscosity of the silica-based porous film-forming coating composition is 1.0 mPa · s or more, it is easy to control the film thickness of the silica-based porous film-forming coating composition applied on the transparent substrate 10. If the viscosity of the coating composition for forming a silica-based porous film is 10.0 mPa · s or less, drying or baking time and coating time are shortened.
The viscosity of the coating composition for forming a silica-based porous film is measured with a B-type viscometer.
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の固形分濃度は、1〜9質量%が好ましく、2〜6質量%がより好ましい。固形分濃度が1質量%以上であれば、透明基材10上に塗布されるシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の塗膜の膜厚を薄くでき、最終的に得られるシリカ系多孔質膜21の膜厚を均一にしやすい。固形分濃度が9質量%以下であれば、透明基材10上に塗布されるシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の塗膜の膜厚を均一にしやすい。
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の固形分とは、中空微粒子22およびシリカ系マトリックス前駆体(ただし、シリカ系マトリックス前駆体の固形分は、アルコキシシランのSiO2換算量である。)の合計を意味する。
1-9 mass% is preferable and, as for the solid content concentration of the coating composition for silica type porous membrane formation, 2-6 mass% is more preferable. If the solid content concentration is 1% by mass or more, the thickness of the coating film of the silica-based porous film-forming coating composition applied on the transparent substrate 10 can be reduced, and the finally obtained silica-based porous material It is easy to make the film 21 uniform. If solid content concentration is 9 mass% or less, it will be easy to make the film thickness of the coating film of the silica type porous film forming coating composition apply | coated on the transparent base material 10 uniform.
The solid content of the coating composition for forming a silica-based porous film refers to the hollow fine particles 22 and the silica-based matrix precursor (however, the solid content of the silica-based matrix precursor is the SiO 2 equivalent amount of alkoxysilane). Mean total.
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物は、たとえば、中空微粒子分散液と、シリカ系マトリックス前駆体溶液と、必要に応じて追加の分散媒、テルペン誘導体、他の添加剤とを混合することにより調製される。 The coating composition for forming a silica-based porous film is obtained by, for example, mixing a hollow fine particle dispersion, a silica-based matrix precursor solution, and an additional dispersion medium, a terpene derivative, and other additives as necessary. Prepared.
以上説明したシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物にあっては、分散媒と中空微粒子とシリカ系マトリックス前駆体とを含むため、反射防止効果を有するシリカ系多孔質膜を低コストで、かつ比較的低温であっても形成できる。
さらにシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物がテルペン誘導体を含む場合、中空微粒子22の周囲に空隙が形成され、反射防止効果が大きくなる。ただし、テルペン誘導体の含有量は、中空微粒子22の周囲に形成される空隙へのEVA等の浸み込みによる不具合が発生しない程度に制御される。
The silica-based porous film-forming coating composition described above includes a dispersion medium, hollow fine particles, and a silica-based matrix precursor, and therefore, a silica-based porous film having an antireflection effect can be obtained at low cost, and It can be formed even at relatively low temperatures.
Furthermore, when the silica-based porous film-forming coating composition contains a terpene derivative, voids are formed around the hollow fine particles 22 and the antireflection effect is increased. However, the content of the terpene derivative is controlled to such an extent that troubles due to the penetration of EVA or the like into the voids formed around the hollow fine particles 22 do not occur.
塗布方法:
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の塗布方法としては、公知のウェットコート法(スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法等)等が挙げられる。
中でも、幅の広い透明基材10に対応でき、透明基材10の搬送速度を比較的速くでき、必要とされるシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の量が比較的少ない点から、ロールコート法が好ましく、均一な膜厚の防汚性反射防止膜20を形成でき、かつ光学設計可能な任意の膜厚の防汚性反射防止膜20を形成しやすい(膜厚制御性に優れる)点から、リバースロールコート法がより好ましい。
塗布温度(雰囲気)は、室温〜80℃が好ましく、室温〜60℃がより好ましい。
Application method:
As a method for applying the coating composition for forming a silica-based porous film, known wet coating methods (spin coating method, spray coating method, dip coating method, die coating method, curtain coating method, screen coating method, ink jet method, flow coating method) Method, gravure coating method, bar coating method, flexo coating method, slit coating method, roll coating method, etc.).
Among these, rolls can be used for a wide transparent substrate 10, the transport speed of the transparent substrate 10 can be made relatively fast, and the amount of the silica-based porous film forming coating composition required is relatively small. The coating method is preferable, and the antifouling antireflection film 20 having a uniform film thickness can be formed, and it is easy to form the antifouling antireflection film 20 having any film thickness that can be optically designed (excellent in film thickness controllability). From the viewpoint, the reverse roll coating method is more preferable.
The coating temperature (atmosphere) is preferably room temperature to 80 ° C, more preferably room temperature to 60 ° C.
乾燥または焼成:
焼成は、シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を塗布した後に行ってもよく、透明基材10をあらかじめ焼成温度に加熱しておき、該透明基材10の表面にシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を塗布してもよい。
焼成温度は、30℃以上が好ましく、透明基材10、中空微粒子22またはシリカ系マトリックス前駆体の材料に応じて適宜決定すればよい。アルコキシシランの加水分解物を速やかに焼成物とするためには、80℃以上で焼成すればよいが、100℃以上が好ましく、200〜700℃がより好ましい。焼成温度が100℃以上であれば、焼成物が緻密化して耐久性が向上する。
透明基材10がガラスの場合、シリカ系多孔質膜21を形成する際の焼成工程とガラスの物理強化工程を兼ねることもできる。物理強化工程では、ガラスは軟化温度付近まで加熱される。この場合、焼成温度は、約600〜700℃前後に設定される。焼成温度は、通常、透明基材10の熱変形温度以下とするのが好ましい。焼成温度の下限値は、シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物の配合に応じて決定される。
自然乾燥であっても重合はある程度進むため、時間に何らの制約もないのであれば、乾燥または焼成温度を室温付近の温度設定とすることも、理論上は可能である。
Drying or baking:
Firing may be performed after the coating composition for forming a silica-based porous film is applied. The transparent substrate 10 is heated to a firing temperature in advance, and a silica-based porous film is formed on the surface of the transparent substrate 10. A coating composition for coating may be applied.
The firing temperature is preferably 30 ° C. or higher, and may be appropriately determined according to the material of the transparent substrate 10, the hollow fine particles 22, or the silica-based matrix precursor. In order to rapidly convert the hydrolyzate of alkoxysilane into a fired product, it may be fired at 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 200 to 700 ° C. When the firing temperature is 100 ° C. or higher, the fired product is densified and durability is improved.
When the transparent base material 10 is glass, it can also serve as the baking process at the time of forming the silica type porous membrane 21, and the physical strengthening process of glass. In the physical strengthening step, the glass is heated to near the softening temperature. In this case, the firing temperature is set to about 600 to 700 ° C. In general, the firing temperature is preferably equal to or lower than the thermal deformation temperature of the transparent substrate 10. The lower limit of the firing temperature is determined according to the formulation of the silica-based porous film-forming coating composition.
Since the polymerization proceeds to some extent even in natural drying, it is theoretically possible to set the drying or calcination temperature to a temperature setting near room temperature if there is no restriction on time.
なお、以上の第一工程は、別の方法で行うこともできる。
たとえば、中空微粒子間を第1のバインダーで結合した低屈折率層をまず形成し、低屈折率層の中空微粒子間の空隙に第2のバインダーを充填する方法が挙げられる。
この方法によれば、中空微粒子間の空隙に第2のバインダーが充填されているため、中空微粒子間の結合が補強され、耐摩耗性が向上する。また、第2のバインダーに含フッ素化合物またはシリコーン化合物を含ませることによって、防汚性も付与できる。
In addition, the above 1st process can also be performed by another method.
For example, a method in which a low refractive index layer in which hollow fine particles are bonded with a first binder is first formed, and a second binder is filled in a space between the hollow fine particles of the low refractive index layer.
According to this method, since the gap between the hollow fine particles is filled with the second binder, the bond between the hollow fine particles is reinforced and the wear resistance is improved. Moreover, antifouling property can also be provided by including a fluorine-containing compound or a silicone compound in the second binder.
ほかに、シリカ系多孔質膜21を形成する工程を以下の2工程、
・中空微粒子22および分散媒を含み、シリカ系マトリックスを含まない第1の塗料組成物を、透明基材10上に塗布し、乾燥することによって中空微粒子層を形成する工程と、
・シリカ系マトリックス、および溶媒または分散媒を含み、中空微粒子22を含まない第2の塗料組成物を前記中空微粒子層に塗布し、前記中空微粒子層に含浸させ、焼成または乾燥することによって、シリカ系多孔質膜を形成する工程
により行う方法も挙げられる。
この方法によれば、シリカ系多孔質膜21の表面側がシリカ系マトリックスで充分に覆われるため、シリカ系多孔質膜21の表面側の凹凸が小さくなり、耐摩耗性および防汚性をさらに向上させることができる。
In addition, the process of forming the silica-based porous film 21 is the following two processes:
Applying a first coating composition containing hollow fine particles 22 and a dispersion medium and not containing a silica-based matrix on the transparent substrate 10 and drying to form a hollow fine particle layer;
A silica-based matrix and a second coating composition containing a solvent or a dispersion medium and not containing hollow fine particles 22 are applied to the hollow fine particle layer, impregnated in the hollow fine particle layer, and baked or dried to obtain silica. The method performed by the process of forming a system porous membrane is also mentioned.
According to this method, since the surface side of the silica-based porous film 21 is sufficiently covered with the silica-based matrix, the unevenness on the surface side of the silica-based porous film 21 is reduced, and wear resistance and antifouling properties are further improved. Can be made.
{第二工程}
第二工程では、前記第一工程により透明基材10の表面に形成したシリカ系多孔質膜21の表面に、複数のナノシートと、該ナノシートの分散媒とを含有する防汚層形成用塗料組成物(以下「オーバーコート液」ともいう。)を塗布し、乾燥して防汚層24を形成する。これにより物品1が得られる。
オーバーコート液は、複数のナノシートと、該ナノシートの分散媒とを含有する。
{Second step}
In the second step, the antifouling layer-forming coating composition containing a plurality of nanosheets and a dispersion medium of the nanosheets on the surface of the silica-based porous film 21 formed on the surface of the transparent substrate 10 in the first step. An object (hereinafter also referred to as “overcoat liquid”) is applied and dried to form the antifouling layer 24. Thereby, the article 1 is obtained.
The overcoat liquid contains a plurality of nanosheets and a dispersion medium for the nanosheets.
ナノシート:
ナノシートについての説明は前記と同じである。
ナノシートは、市販の層状ポリケイ酸塩、層状粘土鉱物などの層状化合物を層剥離させたものを用いてもよく、公知の製造方法により製造したものを用いてもよい。
ナノシートは、たとえば、天然または合成の前記無機層状化合物を構成する層を、常法により剥離することで得ることができる。たとえば、水中に無機層状化合物を添加して膨潤させ、撹拌することで、ナノシートが水に分散したナノシート分散液が得られる。また、無機層状化合物としては、溶媒への分散性を高めるために、あらかじめ界面活性剤等で表面や層間が処理されたものを用いても良い。
ナノシート分散液はそのままオーバーコート液として、またはオーバーコート液の調製に用いることができる。たとえば、ナノシート分散液と、任意成分(バインダーまたはその前駆体等)の溶液とを混合することによりオーバーコート液を調製できる。また、ナノシート分散液からナノシートを回収してオーバーコート液の調製に用いてもよい。
Nanosheet:
The description of the nanosheet is the same as described above.
As the nanosheet, a layered product of a layered compound such as a commercially available layered polysilicate or layered clay mineral may be used, or one manufactured by a known manufacturing method may be used.
The nanosheet can be obtained, for example, by peeling off a layer constituting the natural or synthetic inorganic layered compound by a conventional method. For example, a nanosheet dispersion liquid in which nanosheets are dispersed in water can be obtained by adding an inorganic layered compound to water to swell and stirring. Moreover, as an inorganic layered compound, in order to improve the dispersibility to a solvent, you may use what processed the surface and the interlayer previously with surfactant etc.
The nanosheet dispersion liquid can be used as it is as an overcoat liquid or for the preparation of an overcoat liquid. For example, an overcoat liquid can be prepared by mixing a nanosheet dispersion and a solution of an optional component (such as a binder or a precursor thereof). Moreover, you may collect | recover nanosheets from a nanosheet dispersion liquid, and use it for preparation of an overcoat liquid.
オーバーコート液中、ナノシートの含有量は、オーバーコート液が塗布可能な範囲内であれば特に限定されないが、オーバーコート液の全量(100質量%)に対し、0.05〜0.50質量%が好ましく、0.10〜0.35質量%がより好ましい。ナノシートの含有量が0.05質量%以上であれば、オーバーコート液を塗布したときに、オーバーコート液に溶解した任意成分がシリカ系多孔質膜21に浸み込みにくい。ナノシートの含有量が0.50質量%以下であれば、オーバーコート液の塗布性が良好で、薄膜の防汚層24を形成でき、形成される防汚層24の膜厚の均一性も良好である。 In the overcoat liquid, the content of the nanosheet is not particularly limited as long as the overcoat liquid can be applied, but is 0.05 to 0.50 mass% with respect to the total amount of the overcoat liquid (100 mass%). Is preferable, and 0.10 to 0.35 mass% is more preferable. If the content of the nanosheet is 0.05% by mass or more, an arbitrary component dissolved in the overcoat liquid is less likely to penetrate into the silica-based porous film 21 when the overcoat liquid is applied. If the content of the nanosheet is 0.50% by mass or less, the coating property of the overcoat liquid is good, the thin antifouling layer 24 can be formed, and the uniformity of the film thickness of the antifouling layer 24 formed is also good. It is.
分散媒:
分散媒は、ナノシートを分散する液体である。オーバーコート液にバインダーが配合される場合は、分散媒が、バインダーを溶解する溶媒であることが好ましい。分散媒は、単一の液体からなるものでも2種以上の液体を混合した混合液であってもよい。
分散媒としては、水が好ましく用いられる。必要に応じて、水と有機溶剤とを併用してもよい。分散媒として、有機溶剤単独で用いてもよい。
有機溶剤としては、たとえば、アルコール類(メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール等)、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)、エーテル類(テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル等)、グリコールエーテル類(エチレングリコールモノアルキルエーテル等)、含窒素化合物(N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等)、含硫黄化合物(ジメチルスルホキシド等)等が挙げられる。これらの中でも、溶剤の乾燥性、水との相溶性、表面張力の点で、アルコール類が好ましく、メタノール、エタノールが特に好ましい。
分散媒が水を含む場合、オーバーコート液における水の含有量は、オーバーコート液の総質量に対し、60質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましい。オーバーコート液における水の含有量が60質量%より多いと、塗布後の乾燥工程における溶媒の乾燥が悪く、塗膜の外観不良が発生しやすい。
Dispersion medium:
The dispersion medium is a liquid that disperses the nanosheet. When a binder is blended in the overcoat liquid, the dispersion medium is preferably a solvent that dissolves the binder. The dispersion medium may be a single liquid or a mixed liquid obtained by mixing two or more liquids.
As the dispersion medium, water is preferably used. You may use water and an organic solvent together as needed. As the dispersion medium, an organic solvent may be used alone.
Examples of the organic solvent include alcohols (methanol, ethanol, isopropanol, butanol, diacetone alcohol, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, etc.), ethers (tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, etc.), Cellosolves (methyl cellosolve, ethyl cellosolve, etc.), esters (methyl acetate, ethyl acetate, etc.), glycol ethers (ethylene glycol monoalkyl ether, etc.), nitrogen-containing compounds (N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethyl) Formamide, N-methylpyrrolidone, etc.), sulfur-containing compounds (dimethyl sulfoxide, etc.) and the like. Among these, alcohols are preferable and methanol and ethanol are particularly preferable in terms of solvent drying property, water compatibility, and surface tension.
When the dispersion medium contains water, the content of water in the overcoat liquid is preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less with respect to the total mass of the overcoat liquid. When the content of water in the overcoat liquid is more than 60% by mass, the solvent is not sufficiently dried in the drying step after coating, and the appearance of the coating film is liable to occur.
バインダーまたはその前駆体:
防汚層24としてバインダーを含む層を形成する場合、オーバーコート液にはバインダーまたはその前駆体が配合される。たとえばバインダーが、加水分解性シラン化合物の加水分解物の縮合物である場合、オーバーコート液にはバインダー前駆体が配合される。該バインダー前駆体としては、加水分解性シラン化合物の加水分解物でも、その前駆体である加水分解性シラン化合物でもよい。
バインダーおよびその前駆体についての説明は前記と同じである。
Binder or its precursor:
When a layer containing a binder is formed as the antifouling layer 24, a binder or a precursor thereof is blended in the overcoat liquid. For example, when the binder is a condensate of a hydrolyzate of a hydrolyzable silane compound, a binder precursor is blended in the overcoat liquid. The binder precursor may be a hydrolyzate of a hydrolyzable silane compound or a hydrolyzable silane compound that is a precursor thereof.
The description of the binder and its precursor is the same as described above.
オーバーコート液がバインダーを含有する場合、その含有量は、ナノシートと、バインダーまたはその前駆体との合計量に対するナノシートの含有量の質量比(ナノシート/(ナノシート+バインダー))が0.25以上となる量であることが好ましい。ナノシート/(ナノシート+バインダー)の値は、0.375以上がより好ましく、0.50以上が特に好ましい。ナノシート/(ナノシート+バインダー)が0.25以上であると、バインダーの浸み込みによるシリカ系多孔質膜21の反射防止性能の低下が抑制され、防汚層24を設けることによる最大透過率の低下を充分に抑制できる。ナノシートと、バインダーまたはその前駆体との合計量は、オーバーコート液中の固形分の総質量に対し、80〜100質量%が好ましく、90〜100質量%がより好ましい。
バインダーが加水分解性シラン化合物の加水分解物である場合、バインダーまたはその前駆体の含有量は、SiO2換算固形分である。
When the overcoat liquid contains a binder, the content is such that the mass ratio of the nanosheet content to the total amount of the nanosheet and the binder or its precursor (nanosheet / (nanosheet + binder)) is 0.25 or more. Is preferred. The value of nanosheet / (nanosheet + binder) is more preferably 0.375 or more, and particularly preferably 0.50 or more. When the nanosheet / (nanosheet + binder) is 0.25 or more, the decrease in the antireflection performance of the silica-based porous film 21 due to the penetration of the binder is suppressed, and the maximum transmittance by providing the antifouling layer 24 is reduced. The decrease can be sufficiently suppressed. 80-100 mass% is preferable with respect to the total mass of the solid content in an overcoat liquid, and, as for the total amount of a nanosheet and a binder or its precursor, 90-100 mass% is more preferable.
When the binder is a hydrolyzate of a hydrolyzable silane compound, the content of the binder or its precursor is in terms of SiO 2 solids.
バインダーまたはその前駆体を含む場合、オーバーコート液は、たとえば、ナノシート分散液と、バインダーまたはその前駆体の溶液とを混合することにより調製される。 When the binder or the precursor thereof is included, the overcoat liquid is prepared by, for example, mixing the nanosheet dispersion and a solution of the binder or the precursor thereof.
他の成分:
オーバーコート液には、必要に応じて、ナノシート、バインダーおよびその前駆体以外の他の成分を配合してもよい。
該他の成分としては、界面活性剤が好ましい。
界面活性剤の配合量は、ナノシートの含有量に対する界面活性剤の含有量の質量比(界面活性剤/ナノシート)が1.5以下となる量であることが好ましい。界面活性剤/ナノシートが1.5を超えると、シリカ多孔質膜中への界面活性剤成分の浸み込みによる透過率低下が起こりやすい。
Other ingredients:
You may mix | blend other components other than a nanosheet, a binder, and its precursor with an overcoat liquid as needed.
As the other component, a surfactant is preferable.
The compounding amount of the surfactant is preferably such that the mass ratio of the surfactant content to the nanosheet content (surfactant / nanosheet) is 1.5 or less. When the surfactant / nanosheet exceeds 1.5, the transmittance tends to decrease due to the penetration of the surfactant component into the porous silica membrane.
オーバーコート液中の固形分濃度は、0.05〜0.5質量%であることが好ましく、0.1〜0.4質量%であることがより好ましい。オーバーコート液中の固形分濃度が0.05質量%未満であると防汚性が不足しやすい。一方、0.5質量%より多いと防汚層24が厚くなり過ぎ、透過率が不十分となりやすい。 The solid content concentration in the overcoat liquid is preferably 0.05 to 0.5% by mass, and more preferably 0.1 to 0.4% by mass. If the solid content concentration in the overcoat liquid is less than 0.05% by mass, the antifouling property tends to be insufficient. On the other hand, when it exceeds 0.5 mass%, the antifouling layer 24 becomes too thick and the transmittance tends to be insufficient.
塗布方法:
オーバーコート液の塗布方法としては、公知のウェットコート法(スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ダイコート法、カーテンコート法、スクリーンコート法、インクジェット法、フローコート法、グラビアコート法、バーコート法、フレキソコート法、スリットコート法、ロールコート法、スポンジロールコート法、スキージーコート法等)等を用いることができる。
塗布温度(雰囲気)は、室温〜80℃が好ましく、35〜60℃がより好ましい。
Application method:
As a method for applying the overcoat liquid, known wet coat methods (spin coat method, spray coat method, dip coat method, die coat method, curtain coat method, screen coat method, ink jet method, flow coat method, gravure coat method, bar (Coating method, flexo coating method, slit coating method, roll coating method, sponge roll coating method, squeegee coating method, etc.) can be used.
The coating temperature (atmosphere) is preferably room temperature to 80 ° C, more preferably 35 to 60 ° C.
乾燥:
塗布後、乾燥等を行って防汚層24を形成する。
オーバーコート液が、固形分としてナノシートのみを含有する場合、つまりナノシート以外の任意成分(バインダーまたはその前駆体、界面活性剤等)を含有しない場合、塗布後の乾燥は、分散媒を除去できればよく、乾燥条件に特に制限はないが、以下の乾燥条件1を満たすことが好ましい。
乾燥条件1:300℃以下(より好ましくは250℃以下、さらに好ましくは200℃以下)の乾燥温度で行う。300℃以下であればナノシートとシリカ系多孔質膜間、およびナノシート同士が強く焼結することを防ぐことができ、EVA剥離性が良好となり、また、屋外暴露時の防汚層24の除去性が犠牲とならない。
乾燥温度の下限は、特に制限されないが、基板温度で60℃以上が望ましく80℃以上がより好ましい。60℃以上であれば、分散媒が充分に除去される。
Dry:
After application, the antifouling layer 24 is formed by drying or the like.
When the overcoat liquid contains only the nanosheet as a solid content, that is, when it does not contain any optional component other than the nanosheet (binder or precursor thereof, surfactant, etc.), drying after coating only needs to be able to remove the dispersion medium. The drying conditions are not particularly limited, but preferably satisfy the following drying conditions 1.
Drying condition 1: It is performed at a drying temperature of 300 ° C. or lower (more preferably 250 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower). If it is 300 degrees C or less, it can prevent that a nanosheet, a silica type porous membrane, and nanosheets sinter strongly, EVA peelability becomes favorable, and the removability of the pollution protection layer 24 at the time of outdoor exposure Is not sacrificed.
The lower limit of the drying temperature is not particularly limited, but the substrate temperature is preferably 60 ° C. or higher, and more preferably 80 ° C. or higher. If it is 60 degreeC or more, a dispersion medium will fully be removed.
オーバーコート液がバインダーまたはその前駆体を含有する場合は、塗布後の乾燥を、上記の乾燥条件1を満たし、かつ該バインダーの熱分解温度を超えない温度で行うことが好ましい。熱分解温度以上の温度に加熱すると、防汚層24中のバインダーが熱分解して、バインダーを含有させることによる効果(たとえば防汚層24におけるナノシート同士の密着性向上、防汚層24の緻密性向上等)が損なわれるおそれがある。
乾燥温度の下限は、特に制限されないが、基板温度で60℃以上が望ましく80℃がより好ましい。60℃以上であれば、分散媒が充分に除去される。
When the overcoat liquid contains a binder or a precursor thereof, drying after coating is preferably performed at a temperature that satisfies the above-described drying condition 1 and does not exceed the thermal decomposition temperature of the binder. When heated to a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature, the binder in the antifouling layer 24 is pyrolyzed and the effect of containing the binder (for example, improved adhesion between the nanosheets in the antifouling layer 24, the denseness of the antifouling layer 24) Property improvement) may be impaired.
The lower limit of the drying temperature is not particularly limited, but the substrate temperature is preferably 60 ° C. or higher and more preferably 80 ° C. If it is 60 degreeC or more, a dispersion medium will fully be removed.
オーバーコート液が、バインダーおよびその前駆体以外の有機物、たとえば界面活性剤等を含む場合は、塗布後の乾燥を、上記の乾燥条件1を満たし、かつ該有機物の熱分解温度を超えない温度で乾燥を行うことが好ましい。熱分解温度以上の温度に加熱すると、有機物が熱分解して、含有させることによる効果が損なわれるおそれがある。
乾燥温度の下限は、特に制限されないが、基板温度で60℃以上が望ましく80℃がより好ましい。60℃以上であれば、分散媒が充分に除去される。
有機物の熱分解温度は、示差熱−熱重量同時測定(TG−DTA)により測定できる。
When the overcoat liquid contains an organic substance other than the binder and its precursor, for example, a surfactant, etc., drying after coating is performed at a temperature that satisfies the above-mentioned drying condition 1 and does not exceed the thermal decomposition temperature of the organic substance. It is preferable to perform drying. When heated to a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature, the organic substance may be thermally decomposed and the effects of inclusion may be impaired.
The lower limit of the drying temperature is not particularly limited, but the substrate temperature is preferably 60 ° C. or higher and more preferably 80 ° C. If it is 60 degreeC or more, a dispersion medium will fully be removed.
The thermal decomposition temperature of the organic substance can be measured by differential thermal-thermogravimetric simultaneous measurement (TG-DTA).
(本実施形態による作用効果)
本実施形態では、透明基材10と、上述した所定のシリカ系多孔質膜21および防汚層24を有する防汚性反射防止膜20とを備えることにより、該シリカ系多孔質膜21の反射防止性能を維持しつつ、表面の防汚性が高い物品および製造方法を提供することができる。
(Operational effects of this embodiment)
In the present embodiment, the reflection of the silica-based porous film 21 is provided by including the transparent base material 10 and the antifouling antireflection film 20 having the predetermined silica-based porous film 21 and the antifouling layer 24 described above. It is possible to provide an article and a manufacturing method having high antifouling properties while maintaining the prevention performance.
<本発明の他の実施形態>
透明基材は、防汚性反射防止膜側に機能層を有していてもよい。
本発明が機能層を有する場合の概略断面図を図2に示す。
物品2は、透明基材30が基材層31と機能層32を有するほかは、物品1と同じである。
基材層31は、物品1の透明基材10と同等のものが使用できる。
機能層32としては、アンダーコート層、密着改善層、保護層等が挙げられる。
アンダーコート層は、アルカリバリア層やワイドバンドの低屈折率層としての機能を有するものが挙げられる。アンダーコート層としては、アルコキシシランの加水分解物(シラン加水分解ゾル)を含むアンダーコート用塗料組成物を基材層31上に塗布することによって形成される層が好ましい。また、アンダーコート層はシリカ等を成分とする微粒子を含んでいてもよい。
基材層31にアンダーコート用塗料組成物を塗布した後、シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を塗布する前にアンダーコート層をあらかじめ焼成してもよく、ウェットな状態のままシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を塗布してもよい。本発明がアンダーコート層を備える場合、シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を塗布する際の温度は、室温〜80℃が好ましく、焼成温度は30〜700℃が好ましい。アンダーコート層の膜厚は、10〜500nmが好ましい。
<Other Embodiments of the Present Invention>
The transparent substrate may have a functional layer on the antifouling antireflection film side.
A schematic cross-sectional view when the present invention has a functional layer is shown in FIG.
The article 2 is the same as the article 1 except that the transparent substrate 30 has a substrate layer 31 and a functional layer 32.
The base material layer 31 can be the same as the transparent base material 10 of the article 1.
Examples of the functional layer 32 include an undercoat layer, an adhesion improving layer, and a protective layer.
Examples of the undercoat layer include those having a function as an alkali barrier layer or a wide band low refractive index layer. As the undercoat layer, a layer formed by applying an undercoat coating composition containing a hydrolyzate of alkoxysilane (silane hydrolysis sol) on the base material layer 31 is preferable. The undercoat layer may contain fine particles containing silica or the like as a component.
After the undercoat coating composition is applied to the base material layer 31, the undercoat layer may be baked in advance before applying the silica-based porous film-forming coating composition. A coating composition for forming a film may be applied. When this invention is provided with an undercoat layer, the temperature at the time of apply | coating the coating composition for silica type porous membrane formation has preferable room temperature-80 degreeC, and baking temperature has preferable 30-700 degreeC. The thickness of the undercoat layer is preferably 10 to 500 nm.
以上、本発明について、実施形態例を示して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。上記実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。 While the present invention has been described with reference to the exemplary embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Each configuration in the above embodiment, a combination thereof, and the like are examples, and the addition, omission, replacement, and other modifications of the configuration can be made without departing from the spirit of the present invention.
<評価方法>
(微粒子の平均一次粒子径)
微粒子の分散液をエタノールで0.1質量%に希釈した後、コロジオン膜上に塗布し、乾燥して、これをサンプルとした。
TEM(日立製作所社製、H−9000)を用いて、該サンプルを観察した。TEM像中100個の微粒子を無作為に選び出し、各微粒子の粒子径を測定し、平均した値を微粒子の平均一次粒子径とした。
<Evaluation method>
(Average primary particle size of fine particles)
The fine particle dispersion was diluted to 0.1% by mass with ethanol, and then applied onto the collodion film and dried to prepare a sample.
The sample was observed using TEM (Hitachi Ltd., H-9000). 100 fine particles were randomly selected from the TEM image, the particle diameter of each fine particle was measured, and the average value was taken as the average primary particle diameter of the fine particles.
(シリカ系多孔質膜の平均膜厚)
シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を塗布する前の、透明基材上にシリカ系多孔質膜を形成した段階で、黒のビニールテープを、該透明基材における該シリカ系多孔質膜と反対側の表面に貼り付けた。その後、分光光度計(大塚電子社製、瞬間マルチ測光システムMCPD−3000)を用いて、波長380nm〜780nmの光について測定した。光の入射角度は5°とした。
ボトム反射率Rminと前記透明基材の屈折率nsとから、下式(6)によって、シリカ系多孔質膜の屈折率nを算出した。
Rmin=(n−ns)2/(n+ns)2 …(6)
シリカ系多孔質膜の屈折率nとボトム反射率Rminにおける波長λ(nm)とから、下式(7)によって、シリカ系多孔質膜の平均膜厚d(nm)を算出した。
n×d=λ/4 …(7)
(Average film thickness of silica-based porous film)
At the stage where the silica-based porous film is formed on the transparent substrate before applying the silica-based porous film-forming coating composition, a black vinyl tape is attached to the silica-based porous film on the transparent substrate. Affixed to the opposite surface. Then, it measured about the light of wavelength 380nm -780nm using the spectrophotometer (The Otsuka Electronics company make, instantaneous multiphotometry system MCPD-3000). The incident angle of light was 5 °.
From the bottom reflectance R min and the refractive index ns of the transparent substrate, the refractive index n of the silica-based porous film was calculated by the following formula (6).
R min = (n−ns) 2 / (n + ns) 2 (6)
From the refractive index n of the silica-based porous film and the wavelength λ (nm) at the bottom reflectance Rmin , the average film thickness d (nm) of the silica-based porous film was calculated by the following formula (7).
n × d = λ / 4 (7)
(防汚層の平均膜厚)
防汚層の平均膜厚e(nm)は、次のようにして算出した。
防汚層形成用塗料組成物の塗布前後に反射率を測定し、実測値に最もカーブがフィッティングする各層の屈折率と膜厚をシミュレーションにて計算し、防汚層の屈折率と膜厚を求めた。
(Average film thickness of antifouling layer)
The average film thickness e (nm) of the antifouling layer was calculated as follows.
The reflectance is measured before and after application of the coating composition for forming the antifouling layer, and the refractive index and film thickness of each layer fitting the curve to the actual measurement value are calculated by simulation, and the refractive index and film thickness of the antifouling layer are calculated. Asked.
(反射防止性能)
分光光度計(日本分光社製、V670)を用いて、波長400nm〜1100nmにおける、物品等の光の透過率を測定した。
下式(8)により透過率差Td(%)を算出し、反射防止性能を評価した。
透過率差=物品の透過率−透明基材のみの透過率 …(8)
(Antireflection performance)
Using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, V670), the light transmittance of an article or the like at a wavelength of 400 nm to 1100 nm was measured.
The transmittance difference Td (%) was calculated by the following formula (8), and the antireflection performance was evaluated.
Transmittance difference = transmittance of article−transmittance of only transparent substrate (8)
(樹脂剥離強度試験)
厚さ0.8mmのエチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂(EVA)フィルムを幅5mm、長さ80mmに切り出し、各実施例で得た物品の防汚層側の表面にのせ、160℃で30分間、乾燥炉中で保持することで、該EVAフィルムを該物品に付着させた。EVAフィルムを付着させた物品を乾燥炉から取り出し、透明基板温度が室温まで下がった後、ばね秤を用いて、防汚層に付着したEVAフィルムを引き剥がすのに必要な力(以下、「剥離力」という。単位:g/5mm)を測定した。
剥離力が小さいほど、EVAフィルムが剥がれやすい、つまり防汚性に優れていることを示す。
(Resin peel strength test)
A 0.8 mm thick ethylene-vinyl acetate copolymer resin (EVA) film was cut into a width of 5 mm and a length of 80 mm, and placed on the surface of the antifouling layer side of the article obtained in each example, at 160 ° C. for 30 minutes. The EVA film was adhered to the article by holding it in a drying oven. The article to which the EVA film is adhered is taken out of the drying furnace, and after the temperature of the transparent substrate is lowered to room temperature, the force necessary for peeling off the EVA film adhered to the antifouling layer using a spring balance (hereinafter referred to as “peeling”). Force ”(unit: g / 5 mm) was measured.
It shows that an EVA film is easy to peel, that is, it is excellent in antifouling property, so that peeling force is small.
(樹脂剥離跡試験、明度差・色差試験)
EVAフィルムの幅を25mmに変更した以外は、上記樹脂剥離強度試験と同様の手順にて該EVAフィルムを物品に付着させた。
手でEVAフィルムを引き剥がした後、目視により、以下の評価基準に基づいて、EVA付着跡の評価を行った。
5:跡が見えない
4:跡がほとんど見えない
3:跡がやや見えるが許容できる
2:跡がやや目立つ
1:跡がはっきり目立つ
また、明度差・色差計(コニカミノルタ社製 CR−200)を用いて、EVA付着前後の明度差(ΔY)と色差(ΔExy)を測定した。
(Resin peeling test, brightness difference / color difference test)
Except for changing the width of the EVA film to 25 mm, the EVA film was adhered to the article in the same procedure as the resin peel strength test.
After the EVA film was peeled off by hand, the EVA adhesion trace was evaluated by visual observation based on the following evaluation criteria.
5: Trace is not visible 4: Trace is hardly visible 3: Trace is slightly visible but acceptable 2: Trace is slightly conspicuous 1: Trace is clearly conspicuous Also, lightness difference / color difference meter (CR-200 manufactured by Konica Minolta) Was used to measure the lightness difference (ΔY) and color difference (ΔExy) before and after EVA attachment.
<製造例>
(シリカ系マトリクス溶液の調製)
変性エタノール(日本アルコール販売社製、ソルミックスAP−11、エタノールを主剤とした混合溶媒、以下同様)の77.6gを撹拌しながら、これにイオン交換水の11.9gと61質量%硝酸の0.1gとの混合液を加え、5分間撹拌した。これに、テトラエトキシシラン(TEOS)(SiO2換算固形分濃度:29質量%)の10.4gを加え、室温で30分間撹拌し、SiO2換算固形分濃度が3.0質量%のシリカ系マトリクス溶液を調製した。
なお、SiO2換算固形分濃度は、テトラエトキシシランのすべてのSiがSiO2に転化したときの固形分濃度である。
<Production example>
(Preparation of silica-based matrix solution)
While stirring 77.6 g of denatured ethanol (manufactured by Japan Alcohol Sales Co., Ltd., Solmix AP-11, a mixed solvent mainly composed of ethanol, the same applies hereinafter), 11.9 g of ion-exchanged water and 61% by mass of nitric acid were added thereto. A mixed solution with 0.1 g was added and stirred for 5 minutes. To this was added 10.4 g of tetraethoxysilane (TEOS) (solid content concentration of SiO 2 : 29% by mass), and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes to obtain a silica system having a solid content concentration of SiO 2 of 3.0% by mass. A matrix solution was prepared.
Incidentally, SiO 2 in terms of solid concentration is a solid content concentration when all Si of tetraethoxysilane was converted to SiO 2.
(中空SiO2微粒子分散液)
中空SiO2微粒子分散液として、日揮触媒化成工業製のスルーリア4110を用いた。このSiO2換算固形分濃度は20.5質量%であり、平均一次粒子径は60nmである。
(Hollow SiO 2 fine particle dispersion)
As the hollow SiO 2 fine particle dispersion, Suriria 4110 manufactured by JGC Catalysts & Chemicals was used. The terms of SiO 2 solid content of 20.5 wt%, average primary particle diameter of 60 nm.
(鎖状SiO2微粒子分散液)
鎖状SiO2微粒子分散液として、日産化学工業社製のスノーテックス OUPを用いた。このSiO2換算固形分濃度は15.5質量%であり、平均一次粒子径は10〜20nmであり、平均凝集粒子径は40〜100nmである。
(Linear SiO 2 fine particle dispersion)
As a chain-like SiO 2 fine particle dispersion, Snowtex OUP manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. was used. The terms of SiO 2 solid content of 15.5 wt%, average primary particle diameter of: 10 to 20 nm, average agglomerated particle size is 40 to 100 nm.
(シリカ系多孔質膜形成用塗料組成物(A)〜(D)の調製)
表1に示す質量で、溶媒を撹拌しながら、マトリクスと微粒子を加え、シリカ系多孔質膜用塗料組成物(A)〜(D)を得た。SiO2換算固形分濃度については3.0質量%となるようにした。
(Preparation of silica-based porous film-forming coating compositions (A) to (D))
While stirring the solvent at the mass shown in Table 1, the matrix and fine particles were added to obtain silica-based porous membrane coating compositions (A) to (D). The solid content concentration in terms of SiO 2 was set to 3.0% by mass.
(防汚層形成用塗料組成物(E)(F)の調整)
表2に示す質量で、溶媒を撹拌しながらナノシート(コープケミカル社製「ルーセンタイトSWN」)を加え、さらに24時間撹拌し、防汚層形成用塗料組成物(E)(F)を得た。
(Adjustment of antifouling layer forming coating composition (E) (F))
The nanosheet ("Lucentite SWN" manufactured by Coop Chemical Co., Ltd.) was added while stirring the solvent at the mass shown in Table 2, and the mixture was further stirred for 24 hours to obtain an antifouling layer-forming coating composition (E) (F). .
(実施例1)
透明基材として型板ガラス(旭硝子社製、Solite、低鉄分のソーダライムガラス(白板ガラス)、サイズ:400mm×400mm、厚さ:3.2mm)を用いた。
型板ガラスの表面を酸化セリウム水分散液で研磨し、水で酸化セリウムを洗い流した後、イオン交換水でリンスし、乾燥させた。
(Example 1)
Template glass (Solite, low iron soda lime glass (white plate glass), size: 400 mm × 400 mm, thickness: 3.2 mm) was used as a transparent substrate.
The surface of the template glass was polished with an aqueous cerium oxide dispersion, and the cerium oxide was washed away with water, rinsed with ion-exchanged water, and dried.
{第一工程}
型板ガラスを予熱炉(ISUZU社製、VTR−115)にて予熱し、ガラス面温が30℃に保温された状態にて、型板ガラス上に、リバースロールコータ(三和精機社製)のコーティングロールによってシリカ系多孔質膜用塗料組成物を塗布した。
塗布条件は、基材の搬送速度:8.5m/分、コーティングロールと搬送ベルトとのギャップ:2.9mm、コーティングロールとドクターロールとの押込み厚:0.6mmとした。
コーティングロールとしては、表面の硬度(JIS−A)が30のゴム(エチレンプロピレンジエンゴム)がライニングされたゴムライニングロールを用いた。
ドクターロールとしては、格子状の溝が表面に形成されたメタルロールを用いた。
次いで、大気中、500℃で30分間焼成した。
{First step}
The template glass is preheated in a preheating furnace (ISUZU, VTR-115), and the glass surface temperature is kept at 30 ° C., and the reverse roll coater (Sanwa Seiki Co., Ltd.) is coated on the template glass. The silica-based porous film coating composition was applied by a roll.
The coating conditions were a substrate conveyance speed of 8.5 m / min, a gap between the coating roll and the conveyor belt: 2.9 mm, and an indentation thickness between the coating roll and the doctor roll: 0.6 mm.
As the coating roll, a rubber lining roll lined with rubber (ethylene propylene diene rubber) having a surface hardness (JIS-A) of 30 was used.
As the doctor roll, a metal roll having lattice-like grooves formed on the surface thereof was used.
Then, it was baked at 500 ° C. for 30 minutes in the atmosphere.
{第二工程}
焼成した物品をガラス面温が45℃となるように保温し、PUローラー(ACケミカル社製)を用い防汚層形成用塗料組成物(E)を塗布し、室温乾燥させることで、透明基材上に防汚性反射防止膜が形成された物品を得た。
シリカ系多孔質膜用塗料組成物と防汚層形成用塗料組成物の種類およびシリカ系多孔質膜と防汚層の膜厚を表3に示す。
また、実施例3で得られた物品の断面の走査型電子顕微鏡像を、図3に示す。
{Second step}
The baked article is kept warm so that the glass surface temperature is 45 ° C., and the antifouling layer-forming coating composition (E) is applied using a PU roller (manufactured by AC Chemical Co., Ltd.) and dried at room temperature. An article having an antifouling antireflection film formed on the material was obtained.
Table 3 shows the types of the coating composition for the silica-based porous film and the coating composition for forming the antifouling layer, and the film thicknesses of the silica-based porous film and the antifouling layer.
Moreover, the scanning electron microscope image of the cross section of the article obtained in Example 3 is shown in FIG.
(実施例2〜9および比較例1〜4)
シリカ系多孔質膜用塗料組成物と防汚層形成用塗料組成物の種類およびシリカ系多孔質膜と防汚層の膜厚を表3に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜9および比較例1〜4の透明基材上に防汚性反射防止膜が形成された物品を得た。
実施例1〜9および比較例1〜4で得られた物品の、防汚性反射防止膜の光の透過率、樹脂剥離強度試験、樹脂剥離跡試験、および明度差・色差試験の評価結果を、表3に示す。
(Examples 2-9 and Comparative Examples 1-4)
Example 1 except that the types of the coating composition for the silica-based porous film and the coating composition for forming the antifouling layer and the thicknesses of the silica-based porous film and the antifouling layer were changed as shown in Table 3. Thus, an article in which an antifouling antireflection film was formed on the transparent substrates of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 was obtained.
Evaluation results of the light transmittance of the antifouling antireflection film, the resin peel strength test, the resin peel trace test, and the brightness difference / color difference test of the articles obtained in Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 4 Table 3 shows.
表3に示されているように、実施例1〜9で得られた物品は、透過率差が2.4%以上と高く、反射防止性が充分であることが分かる。また、実施例1〜9で得られた物品は、樹脂剥離強度が780g/5mm以下であり、樹脂剥離跡が3以上であり、明度差(ΔY)が0.2以下であり、色差(ΔExy)が0.002以下であった。これらの結果は、実施例1〜9で得られた物品が、光の透過率が充分に高く、防汚性が優れていることを示す。特に、中空微粒子/シリカ系マトリックス比が50/50のシリカ系多孔質形成用塗料組成物を用いた実施例1〜4は、樹脂剥離跡がすべて5であった。
一方、中空微粒子/シリカ系マトリックス比が60/40より高いシリカ系多孔質形成用塗料組成物を用いた比較例1,2で得られた物品は、透過率差と樹脂剥離強度は充分であったが、樹脂剥離跡が目立ち、明度差および色差も生じた。
また、鎖状微粒子、すなわち、中実微粒子を用いた比較例3で得られた物品は、透過率差は充分であったが、樹脂剥離強度が高く、樹脂剥離跡も目立った。また、明度差および色差も顕著に生じた。
また、防汚層を備えていない比較例4で得られた物品は、樹脂剥離強度が高く、樹脂剥離跡も目立った。また、明度差および色差も生じた。
As shown in Table 3, it can be seen that the articles obtained in Examples 1 to 9 have a high transmittance difference of 2.4% or more and have sufficient antireflection properties. In addition, the articles obtained in Examples 1 to 9 have a resin peel strength of 780 g / 5 mm or less, a resin peel mark of 3 or more, a lightness difference (ΔY) of 0.2 or less, and a color difference (ΔExy). ) Was 0.002 or less. These results indicate that the articles obtained in Examples 1 to 9 have sufficiently high light transmittance and excellent antifouling properties. In particular, in Examples 1 to 4 using the silica-based porous forming coating composition having a hollow fine particle / silica-based matrix ratio of 50/50, all the resin peeling marks were 5.
On the other hand, the articles obtained in Comparative Examples 1 and 2 using the silica-based porous coating composition having a hollow fine particle / silica-based matrix ratio higher than 60/40 had sufficient transmittance difference and resin peel strength. However, the resin peeling marks were conspicuous, and a brightness difference and a color difference also occurred.
In addition, the article obtained in Comparative Example 3 using chain fine particles, ie, solid fine particles, had a sufficient difference in transmittance, but had high resin peel strength and marked resin peel marks. In addition, the brightness difference and the color difference were remarkably generated.
In addition, the article obtained in Comparative Example 4 that did not have an antifouling layer had high resin peel strength and noticeable resin peel marks. In addition, brightness differences and color differences also occurred.
図3の走査型電子顕微鏡像によれば、実施例3で得られた物品に、防汚層が形成されていることが分かる。シリカ系多孔質膜上に防汚層が形成されるにより、本物品の防汚性が良好なものとなっていることが推察される。 According to the scanning electron microscope image of FIG. 3, it can be seen that an antifouling layer is formed on the article obtained in Example 3. It is presumed that the antifouling property of this article is good due to the formation of the antifouling layer on the silica-based porous membrane.
本発明の物品は、車両用透明部品(ヘッドライトカバー、サイドミラー、フロント透明基板、サイド透明基板、リア透明基板等) 、車両用透明部品(インスツルメントパネル表面等) 、メーター、建築窓、ショーウインドウ、ディスプレイ(ノート型パソコン、モニター、LCD、PDP 、ELD、CRT、PDA等)、LCDカラーフィルター、タッチパネル用基板、ピックアップレンズ、光学レンズ、眼鏡レンズ、カメラ部品、ビデオ部品、CCD用カバー基板、光ファイバー端面、プロジェクター部品、複写機部品、太陽電池用透明基板、携帯電話窓、バックライトユニット部品(たとえば、導光板、冷陰極管等)、バックライトユニット部品液晶輝度向上フィルム(たとえば、プリズム、半透過フィルム等)、液晶輝度向上フィルム、有機EL発光素子部品、無機EL発光素子部品、蛍光体発光素子部品、光学フィルター、光学部品の端面、照明ランプ、照明器具のカバー、増幅レーザー光源、反射防止フィルム、偏光フィルム、農業用フィルム等として有用である。 Articles of the present invention include transparent parts for vehicles (headlight covers, side mirrors, front transparent boards, side transparent boards, rear transparent boards, etc.), transparent parts for vehicles (instrument panel surfaces, etc.), meters, architectural windows, Show windows, displays (notebook computers, monitors, LCDs, PDPs, ELDs, CRTs, PDAs, etc.), LCD color filters, touch panel substrates, pickup lenses, optical lenses, eyeglass lenses, camera components, video components, CCD cover substrates , Optical fiber end face, projector parts, copying machine parts, transparent substrate for solar cell, mobile phone window, backlight unit parts (for example, light guide plate, cold cathode tube, etc.), backlight unit parts, liquid crystal brightness enhancement film (for example, prism, Transflective film, etc.), LCD brightness enhancement film , Organic EL light-emitting element parts, inorganic EL light-emitting element parts, phosphor light-emitting element parts, optical filters, end faces of optical parts, illumination lamps, covers for lighting fixtures, amplified laser light sources, antireflection films, polarizing films, agricultural films, etc. Useful as.
1,2 物品
10,30 透明基材
20 防汚性反射防止膜
21 シリカ系多孔質膜
22 中空微粒子
23 シリカ系マトリックス
24 防汚層
31 基材層
32 機能層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Goods 10,30 Transparent base material 20 Antifouling anti-reflective film 21 Silica type porous film 22 Hollow fine particle 23 Silica type matrix 24 Antifouling layer 31 Base material layer 32 Functional layer
Claims (7)
前記防汚性反射防止膜は、前記透明基材側から順にシリカ系多孔質膜、防汚層を有し、
前記シリカ系多孔質膜は、中空微粒子とシリカ系マトリックスとを含み、前記中空微粒子と前記シリカ系マトリックスのSiO2換算固形分の質量比(中空微粒子/シリカ系マトリックス比)が30/70〜65/35であり、
前記防汚層は、屈折率が1.4〜1.65の低屈折材料からなる複数のナノシートを含み、前記防汚層の平均膜厚が0.4〜15nmである、物品。 A transparent base material, and an antifouling antireflection film provided on the transparent base material,
The antifouling antireflection film has a silica-based porous film and an antifouling layer in order from the transparent substrate side,
The silica-based porous membrane includes hollow fine particles and a silica-based matrix, and the mass ratio (hollow fine particle / silica-based matrix ratio) of the hollow fine particles and the silica-based matrix in terms of SiO 2 solid content is 30/70 to 65. / 35,
The antifouling layer comprises a plurality of nanosheets made of a low refractive material having a refractive index of 1.4 to 1.65, and the average film thickness of the antifouling layer is 0.4 to 15 nm.
分散媒、中空微粒子、およびシリカ系マトリックス前駆体を含むシリカ系多孔質膜形成用塗料組成物を前記透明基材上に塗布し、焼成または乾燥することによって、中空微粒子とシリカ系マトリックスのSiO2換算固形分の質量比(中空微粒子/シリカ系マトリックス比)が30/70〜65/35であるシリカ系多孔質膜を形成する工程と、
前記シリカ系多孔質膜の表面に、屈折率1.4〜1.65の低屈折材料からなる複数のナノシートと該ナノシートの分散媒とを含有する防汚層形成用塗料組成物を塗布し、乾燥して、前記乾燥後の平均膜厚が0.4〜15nmである防汚層を形成する工程と、
を有する、物品の製造方法。 A method for producing an article, comprising: a transparent base material; and an antifouling antireflection film provided on the transparent base material,
A silica-based porous film-forming coating composition containing a dispersion medium, hollow microparticles, and a silica-based matrix precursor is applied onto the transparent substrate, and calcined or dried, whereby the hollow microparticles and the silica-based matrix SiO 2. A step of forming a silica-based porous film having a mass ratio of converted solids (hollow fine particles / silica-based matrix ratio) of 30/70 to 65/35;
On the surface of the porous silica film, a coating composition for forming an antifouling layer containing a plurality of nanosheets made of a low refractive material having a refractive index of 1.4 to 1.65 and a dispersion medium for the nanosheets is applied. Drying and forming an antifouling layer having an average film thickness after drying of 0.4 to 15 nm;
A method for producing an article, comprising:
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