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JP2010111787A - Coating agent and hard coat member using the same - Google Patents

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JP2010111787A
JP2010111787A JP2008286115A JP2008286115A JP2010111787A JP 2010111787 A JP2010111787 A JP 2010111787A JP 2008286115 A JP2008286115 A JP 2008286115A JP 2008286115 A JP2008286115 A JP 2008286115A JP 2010111787 A JP2010111787 A JP 2010111787A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating agent
hard coat
film
functional group
unpaired electron
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008286115A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Kobayashi
章洋 小林
Tadashi Koike
匡 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Exsymo Co Ltd
Original Assignee
Ube Nitto Kasei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Nitto Kasei Co Ltd filed Critical Ube Nitto Kasei Co Ltd
Priority to JP2008286115A priority Critical patent/JP2010111787A/en
Publication of JP2010111787A publication Critical patent/JP2010111787A/en
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Abstract

【課題】基材上に薄膜でも耐擦傷性などに優れるハードコート膜を形成し得るコーティング剤、および該コーティング剤を用いたハードコート部材を提供する。
【解決手段】(A)分子中に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドの加水分解・縮合物と、(B)亜鉛イオンとを含むコーティング剤、および基材の少なくとも片面に、上記コーティング剤を塗布、乾燥させてハードコート膜を形成してなるハードコート部材である。
【選択図】なし
The present invention provides a coating agent capable of forming a hard coat film having excellent scratch resistance and the like on a substrate, and a hard coat member using the coating agent.
A coating agent containing (A) a hydrolyzed / condensed product of a metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom in the molecule, and (B) a zinc ion, and a substrate It is a hard coat member formed by applying the coating agent on at least one surface and drying to form a hard coat film.
[Selection figure] None

Description

本発明は、コーティング剤およびそれを用いたハードコート部材に関する。さらに詳しくは、本発明は、基材上に薄膜でも硬度の高いハードコート膜を形成し得るコーティング剤、および基材上に該コーティング剤を用いて形成されたハードコート膜を有するハードコート部材に関するものである。   The present invention relates to a coating agent and a hard coat member using the same. More specifically, the present invention relates to a coating agent capable of forming a hard coat film having a high hardness even on a thin film on a substrate, and a hard coat member having a hard coat film formed using the coating agent on a substrate. Is.

従来、ハードコート部材は、各種画像表示装置、例えばLCD(液晶表示体)、タッチパネル、CRT(ブラウン管)、PDP(プラズマディスプレイパネル)、EL(エレクトロルミネッセンス)などにおいて、表面保護を始め、防眩性や反射防止などの目的で用いられている。また、LCDにおいては、偏光子を保護するために用いられている。   Conventionally, hard coat members have been used for various image display devices such as LCD (Liquid Crystal Display), touch panel, CRT (CRT), PDP (Plasma Display Panel), EL (Electroluminescence), etc., as well as anti-glare properties. It is used for purposes such as antireflection. Moreover, in LCD, it is used in order to protect a polarizer.

このハードコート部材は、一般に例えばアクリル系バインダー中にシリカ粒子等を分散させたものをフイルム上に塗布硬化させることで作製されるが、粒子の分散状態が悪いとコーティング剤中で沈殿物が発生したり、塗膜としたときの均一性が悪くなったりする。特に透明なハードコート部材の場合、凝集物が多いと透明性が低下する問題がある。また添加する粒子の粒子径が小さければ小さいほど透明性が良好になるが、一般的に粒径の小さな粒子ほど分散性が悪く、かつコストが高くなる。また、粒子を分散させる方法として、数mmから数十μmのジルコニアボールを用いたボールミルやビーズミルと呼ばれる装置が知られているが、これらを導入するためのコストも必要となる。   This hard coat member is generally produced by, for example, applying and curing a silica particle dispersed in an acrylic binder on a film. If the particle dispersion state is poor, precipitates are generated in the coating agent. Or the uniformity when the coating film is formed. In particular, in the case of a transparent hard coat member, there is a problem that the transparency is lowered when there are many aggregates. Further, the smaller the particle size of the particles to be added, the better the transparency, but generally the smaller the particle size, the worse the dispersibility and the higher the cost. Further, as a method for dispersing particles, devices called ball mills and bead mills using zirconia balls of several mm to several tens of μm are known, but the cost for introducing these is also required.

ハードコート性を付与するため、金属(金属酸化物)粒子を添加する一方、金属酸化物粒子が機能を有する場合、例えば酸化亜鉛であれば紫外線吸収能、アンチモン酸亜鉛、ITO粒子では導電性(帯電防止性)を付与することが可能となるが、これら機能性金属(金属酸化物)粒子はシリカ粒子に比べて高価であるため、必要以上の機能として付与するにはコストが高くなるという問題がある。
また、アンチモン酸亜鉛は青緑色であるため、塗膜が着色する問題がある。
In order to impart hard coat properties, metal (metal oxide) particles are added, while when the metal oxide particles have a function, for example, zinc oxide has an ultraviolet absorbing ability, zinc antimonate, and ITO particles have conductivity ( However, since these functional metal (metal oxide) particles are more expensive than silica particles, there is a problem that the cost is high to give them as an unnecessary function. There is.
Further, since zinc antimonate is blue-green, there is a problem that the coating film is colored.

一方、ゾル−ゲル法によって、ハードコート膜を形成する技術として、プラスチック基材の少なくとも片面にコーティングされた、ハードコート膜であって、アルコキシシランおよび亜鉛化合物を含有する組成物をゾル−ゲル法によって加水分解および重縮合して得られる薄膜からなることを特徴とするプラスチック基材用透明ハードコート膜が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平7−304873号公報
On the other hand, as a technique for forming a hard coat film by a sol-gel method, a composition containing an alkoxysilane and a zinc compound, which is a hard coat film coated on at least one surface of a plastic substrate, is applied to the sol-gel method. There is disclosed a transparent hard coat film for plastic substrates, characterized in that it comprises a thin film obtained by hydrolysis and polycondensation by (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 7-304873

上記特許文献1に開示されている技術において用いられるアルコキシシランは、一般に使用されている通常のアルコキシシラン化合物であって、分子内に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基は導入されておらず、また、亜鉛化合物として、亜鉛アルコキシドを用いているため、加水分解によって酸化亜鉛を形成し、得られるハードコート膜の性能については、必ずしも充分なものではない。   The alkoxysilane used in the technique disclosed in Patent Document 1 is a commonly used normal alkoxysilane compound, and a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom is introduced into the molecule. In addition, since zinc alkoxide is used as the zinc compound, the performance of the hard coat film obtained by forming zinc oxide by hydrolysis is not necessarily sufficient.

本発明は、このような事情のもとで、基材上に薄膜でも硬度の高いハードコート膜を形成し得るコーティング剤、および該コーティング剤を用いたハードコート部材を提供することを目的とするものである。   Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a coating agent capable of forming a hard coat film having a high hardness even on a thin film on a substrate, and a hard coat member using the coating agent. Is.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、下記の知見を得た。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have obtained the following knowledge.

金属と配位可能な不対電子含有官能基を有する、例えばアルコキシシラン化合物をゾル−ゲル法により加水分解・縮合反応させることでシロキサン結合のネットワークが形成されると共に、亜鉛イオンを含むことで亜鉛イオンとの配位結合によるネットワークが形成されることによって、塗膜のハードコート性が付与されるものと思われる。一方、ハードコート剤は均一系で反応が進み沈殿物の発生はない。得られる膜は無色透明である。なお亜鉛イオンを添加しているが、酸化亜鉛ではない(X線回折(XRD)により確認)ため、紫外線吸収能は発現しない(紫外線可視分光光度計UV−VISより確認)、などを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
A siloxane bond network is formed by hydrolyzing and condensing an alkoxysilane compound having an unpaired electron-containing functional group capable of coordinating with a metal, for example, by a sol-gel method. It is considered that the hard coat property of the coating film is imparted by forming a network by coordination bonds with ions. On the other hand, the hard coat agent reacts in a homogeneous system and no precipitate is generated. The resulting film is colorless and transparent. In addition, although zinc ion was added, since it was not zinc oxide (confirmed by X-ray diffraction (XRD)), it discovered that ultraviolet absorptivity was not expressed (confirmed by ultraviolet visible spectrophotometer UV-VIS).
The present invention has been completed based on such findings.

すなわち、本発明は、
(1) (A)分子中に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドの加水分解・縮合物と、(B)亜鉛イオンとを含むことを特徴とするコーティング剤、
(2) 分子中に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドが、一般式(I)
(m−n)M(OR) …(I)
(式中、Rの少なくともひとつは不対電子含有官能基であり、Rが複数の場合、同一であってもまた異なっていてもよく、Rは炭素数1〜6のアルキル基、MはSi、Ti、ZrまたはAl、mはMの価数で、3または4を示し、nはSi、TiまたはZrの場合は1〜3であり、Alの場合は1または2である。)
で表される化合物である上記(1)項に記載のコーティング剤、
(3) 金属アルコキシドがアルコキシシランである上記(1)または(2)項に記載のコーティング剤、
(4) 酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基が、メルカプトアルキル基および/またはアミノアルキル基である上記(1)〜(3)項のいずれか1項に記載のコーティング剤、
(5) 亜鉛イオンに対する酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基の含有割合が、モル基準で0.5〜200倍である上記(1)〜(4)項のいずれか1項に記載のコーティング剤、
(6) 固形分中の亜鉛イオン濃度が、0.1〜40質量%である上記(1)〜(5)項のいずれか1項に記載のコーティング剤、および
(7) 基材の少なくとも片面に、上記(1)〜(6)項のいずれか1項に記載のコーティング剤を塗布、乾燥させてハードコート膜を形成したことを特徴とするハードコート部材、
を提供するものである。
That is, the present invention
(1) (A) a hydrolyzing / condensation product of a metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom in the molecule; and (B) a zinc ion.
(2) A metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom in the molecule is represented by the general formula (I)
R 1 (mn) M (OR 2 ) n (I)
(In the formula, at least one of R 1 is an unpaired electron-containing functional group, and when R 1 is plural, they may be the same or different, and R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, M is Si, Ti, Zr or Al, m is the valence of M, 3 or 4, n is 1 to 3 in the case of Si, Ti or Zr, and 1 or 2 in the case of Al. )
The coating agent according to item (1), which is a compound represented by:
(3) The coating agent according to (1) or (2) above, wherein the metal alkoxide is alkoxysilane,
(4) The coating agent according to any one of (1) to (3) above, wherein the functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom is a mercaptoalkyl group and / or an aminoalkyl group.
(5) In any one of the above items (1) to (4), the content ratio of the functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom with respect to zinc ions is 0.5 to 200 times on a molar basis. The coating agent described,
(6) The coating agent according to any one of (1) to (5) above, wherein the zinc ion concentration in the solid content is 0.1 to 40% by mass, and (7) at least one side of the substrate. A hard coat member, characterized in that a hard coat film is formed by applying and drying the coating agent according to any one of (1) to (6) above,
Is to provide.

本発明によれば、基材上に薄膜でも硬度の高いハードコート膜を形成し得るコーティング剤、および基材上に該コーティング剤を用いて形成されたハードコート膜を有するハードコート部材を提供することができる。   According to the present invention, there are provided a coating agent that can form a hard coat film having a high hardness even on a thin film on a substrate, and a hard coat member having a hard coat film formed using the coating agent on a substrate. be able to.

まず、本発明のコーティング剤について説明する。
本発明のコーティング剤は、(A)分子中に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドの加水分解・縮合物と、(B)亜鉛イオンとを含むことを特徴とする。
First, the coating agent of the present invention will be described.
The coating agent of the present invention comprises (A) a hydrolyzed / condensed product of a metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom in the molecule, and (B) a zinc ion. To do.

前記(A)成分は、本発明のコーティング剤によって形成されるハードコート膜におけるバインダー成分としての機能を有する。   The component (A) has a function as a binder component in the hard coat film formed by the coating agent of the present invention.

この(A)成分の金属アルコキシドは、金属との配位可能な不対電子含有元素を含む官能基を有しているので、該金属アルコキシドをゾル−ゲル法により加水分解・縮合反応させることで、たとえば前記金属アルコキシドとしてアルコキシシラン化合物を用いた場合、シロキサン結合のネットワークを形成すると共に、亜鉛イオンとの配位結合によるネットワークを形成されることによって塗膜のハードコート性が付与されるものと思われる。   Since the metal alkoxide of the component (A) has a functional group containing an unpaired electron-containing element capable of coordinating with a metal, the metal alkoxide can be hydrolyzed and condensed by a sol-gel method. For example, when an alkoxysilane compound is used as the metal alkoxide, a hard coat property of the coating film is imparted by forming a network of siloxane bonds and forming a network by coordination bonds with zinc ions. Seem.

本発明のコーティング剤において、(A)成分の加水分解・縮合物の原料である、分子中に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドとしては、例えば一般式(I)
(m−n)M(OR) …(I)
で表される化合物を用いることができる。
In the coating agent of the present invention, the metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom in the molecule, which is a raw material for the hydrolysis / condensation product of the component (A), is, for example, the general formula (I )
R 1 (mn) M (OR 2 ) n (I)
The compound represented by these can be used.

前記一般式(I)において、Rは酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を示す。この不対電子含有元素を含む官能基としては、不対電子をもつ酸素原子以外の元素(例えば硫黄原子、窒素原子など)を有する官能基であればよく、特に制限はないが、例えば炭素数2〜5程度のメルカプトアルキル基やアミノアルキル基などを好ましく挙げることができる。具体的には2−メルカプトエチル基、3−メルカプトプロピル基、2−メルカプトプロピル基、4−メルカプトブチル基、3−メルカプトブチル基、2−メルカプトブチル基、2−アミノエチル基、3−アミノプロピル基、2−アミノプロピル基、4−アミノブチル基、3−アミノブチル基、2−アミノブチル基などが挙げられる。 In the general formula (I), R 1 represents a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom. The functional group containing the unpaired electron-containing element is not particularly limited as long as it is a functional group having an element other than an oxygen atom having an unpaired electron (for example, a sulfur atom, a nitrogen atom, etc.). Preferred examples include about 2 to 5 mercaptoalkyl groups and aminoalkyl groups. Specifically, 2-mercaptoethyl group, 3-mercaptopropyl group, 2-mercaptopropyl group, 4-mercaptobutyl group, 3-mercaptobutyl group, 2-mercaptobutyl group, 2-aminoethyl group, 3-aminopropyl Group, 2-aminopropyl group, 4-aminobutyl group, 3-aminobutyl group, 2-aminobutyl group and the like.

一方、Rは炭素数1〜6のアルキル基を示し、直鎖状、分岐状、環状のいずれであってもよく、その例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。 On the other hand, R 2 represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, which may be linear, branched or cyclic, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group. N-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like.

MはSi、Ti、ZrまたはAlを示し、mはMの価数で、3または4を示し、nはSi、TiまたはZr(いずれも価数4)の場合は1〜3であり、Al(価数3)の場合は1または2である。   M represents Si, Ti, Zr or Al, m represents the valence of M, 3 or 4, n represents 1 to 3 in the case of Si, Ti or Zr (all valence 4), Al In the case of (valence 3), it is 1 or 2.

本発明においては、前記MがSiであるものが好ましく、前記一般式(I)で表される金属アルコキシドとしては、例えば2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリ−n−プロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリイソプロポキシシラン、2−メルカプトエチルトリ−n−ブトキシシラン、2−メルカプトエチルトリイソブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリイソプロポキシシラン、3−メルカプトプロピルトリ−n−ブトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリイソブトキシシラン、2−アミノエチルトリメトキシシラン、2−アミノエチルトリエトキシシラン、2−アミノエチルトリ−n−プロポキシシラン、2−アミノエチルトリイソプロポキシシラン、2−アミノエチルトリ−n−ブトキシシラン、2−アミノエチルトリイソブトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリ−n−プロポキシシラン、3−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、3−アミノプロピルトリ−n−ブトキシシラン、3−アミノプロピルトリイソブトキシシランなどを挙げることができる。これは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In the present invention, it is preferable that M is Si. Examples of the metal alkoxide represented by the general formula (I) include 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, and 2-mercapto. Ethyltri-n-propoxysilane, 2-mercaptoethyltriisopropoxysilane, 2-mercaptoethyltri-n-butoxysilane, 2-mercaptoethyltriisobutoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltri Ethoxysilane, 3-mercaptopropyltri-n-propoxysilane, 3-mercaptopropyltriisopropoxysilane, 3-mercaptopropyltri-n-butoxysilane, 3-mercaptopropyltriisobutoxysilane, 2-aminoethyl Limethoxysilane, 2-aminoethyltriethoxysilane, 2-aminoethyltri-n-propoxysilane, 2-aminoethyltriisopropoxysilane, 2-aminoethyltri-n-butoxysilane, 2-aminoethyltriisobutoxy Silane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltri-n-propoxysilane, 3-aminopropyltriisopropoxysilane, 3-aminopropyltri-n-butoxysilane, 3 -Aminopropyltriisobutoxysilane etc. can be mentioned. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.

本発明においては、前記の酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有するアルコキシシラン化合物と共に、形成される塗膜の硬度を向上させるために、必要に応じ他の金属アルコキシド化合物やそのオリゴマーを併用することができる。他の金属アルコキシド化合物(II)としては、ケイ素、チタン、ジルコニアなどのアルコキシド化合物があり、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラ−sec−ブトキシシラン、テトラ−tert−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシラン、並びにこれらに対応するテトラアルコキシチタンおよびテトラアルコキシジルコニウム、さらにはトリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリ−n−プロポキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、トリ−n−ブトキシアルミニウム、トリイソブトキシアルミニウム、トリ−sec−ブトキシアルミニウム、トリ−tert−ブトキシアルミニウムなどが挙げられる。また、金属アルコキシド化合物のオリゴマーとしては、例えば市販品のアルコキシシランオリゴマーである「メチルシリケート51」、「エチルシリケート40」(いずれもコルコート社製商品名)、「MS−51」、「MS−56」(いずれも三菱化学社製商品名)などが挙げられる。   In the present invention, together with the alkoxysilane compound having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than the oxygen atom, to improve the hardness of the formed coating film, other metal alkoxide compounds and their An oligomer can be used in combination. Other metal alkoxide compounds (II) include alkoxide compounds such as silicon, titanium and zirconia. For example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane. Tetraalkoxysilanes such as tetraisobutoxysilane, tetra-sec-butoxysilane, tetra-tert-butoxysilane, and the corresponding tetraalkoxytitanium and tetraalkoxyzirconium, trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum, tri- n-propoxyaluminum, triisopropoxyaluminum, tri-n-butoxyaluminum, triisobutoxyaluminum, tri-sec-butoxyaluminum, tri Such as tert- butoxy aluminum. Moreover, as an oligomer of a metal alkoxide compound, for example, “methyl silicate 51”, “ethyl silicate 40” (both are trade names manufactured by Colcoat), “MS-51”, “MS-56” which are commercially available alkoxysilane oligomers. (Both are trade names manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

その他、柔軟性や屈折率調整など、各種用途に合わせて塗膜の特性を変化させたい場合には、必要に応じて非加水分解性基を有する金属アルコキシド化合物を組み合わせてもよい。   In addition, when it is desired to change the properties of the coating film in accordance with various uses such as flexibility and refractive index adjustment, a metal alkoxide compound having a non-hydrolyzable group may be combined as necessary.

本発明においては、前記の酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシド化合物(I)とともに他の金属アルコキシド化合物(II)を使用する場合には、それらの使用割合は、それぞれに含まれる金属元素の比として、通常モル比((I)モル/(II)モル)で0.10〜15.00程度である。この使用割合が上記範囲にあれば、後述の(B)成分である亜鉛イオンに対して良好な相互作用を有し、かつ塗膜の硬度を向上させることができる。好ましい使用割合は、モル比((I)モル/(II)モル)で0.20〜12.00であり、より好ましくは0.25〜5.00であり、さらに好ましくは0.25〜2.50である。   In the present invention, when using another metal alkoxide compound (II) together with the metal alkoxide compound (I) having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than the oxygen atom, the use ratio thereof is as follows: The ratio of the metal elements contained in each is usually about 0.10 to 15.00 in molar ratio ((I) mole / (II) mole). If this use ratio is in the above-mentioned range, it has a good interaction with zinc ions as the component (B) described later, and the hardness of the coating film can be improved. A preferred use ratio is 0.20 to 12.00, more preferably 0.25 to 5.00, and further preferably 0.25 to 2 in terms of molar ratio ((I) mole / (II) mole). .50.

これらの金属アルコキシドを加水分解・縮合させることにより、本発明のコーティング剤における(A)成分が形成される。加水分解・縮合方法については、後で述べるコーティング剤の製造方法の説明において詳述する。   By hydrolyzing and condensing these metal alkoxides, the component (A) in the coating agent of the present invention is formed. The hydrolysis / condensation method will be described in detail in the description of the coating agent production method described later.

本発明のコーティング剤において、(B)成分として含まれる亜鉛はイオンの形態で含まれることが、不対電子含有官能基による配位結合によって形成されるネットワークの形成性の観点から必要である。亜鉛イオン源としては、塩化亜鉛、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛などの無機酸亜鉛、酢酸亜鉛などの有機酸亜鉛等を用いることが好ましい。   In the coating agent of the present invention, it is necessary that zinc contained as the component (B) is contained in an ionic form from the viewpoint of the formability of a network formed by coordination bond with an unpaired electron-containing functional group. As the zinc ion source, it is preferable to use inorganic acid zinc such as zinc chloride, zinc sulfate and zinc nitrate, organic acid zinc such as zinc acetate, and the like.

本発明のコーティング剤においては、亜鉛イオンに対する不対電子含有官能基の含有割合は、該不対電子含有官能基が亜鉛イオンに対して良好な相互作用を有し、かつ所望の物性を有する塗膜を形成し得る観点から、モル基準で0.5〜200倍程度が好ましく、0.8〜100倍がより好ましく、1〜50倍が特に好ましい。   In the coating agent of the present invention, the content ratio of the unpaired electron-containing functional group to the zinc ion is such that the unpaired electron-containing functional group has a good interaction with the zinc ion and has desired physical properties. From the viewpoint of forming a film, it is preferably about 0.5 to 200 times, more preferably 0.8 to 100 times, and particularly preferably 1 to 50 times on a molar basis.

また、固形分中の亜鉛イオン濃度は、形成される塗膜の硬度および他の物性のバランスなどの観点から、Znとして0.1〜40質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましい。   Moreover, 0.1-40 mass% is preferable as Zn, and, as for the zinc ion density | concentration in solid content, from viewpoints, such as the balance of the hardness of the coating film formed, and another physical property, 5-20 mass% is more preferable.

本発明のコーティング剤には、通常有機溶媒が用いられる。この有機溶媒としては、アルコール類が好ましく、炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類が、加水分解−縮合反応の制御および縮合物の安定化の点からさらに好ましい。この炭素数3以上のエーテル系酸素を有するアルコール類としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのセロソルブ系溶剤、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルなどを挙げることができる。これらの中で、特にセロソルブ系溶剤が好ましい。これらの溶媒は1種を単独で用いもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   An organic solvent is usually used for the coating agent of the present invention. As the organic solvent, alcohols are preferable, and alcohols having an etheric oxygen having 3 or more carbon atoms are more preferable from the viewpoint of controlling the hydrolysis-condensation reaction and stabilizing the condensate. Examples of alcohols having ether oxygen having 3 or more carbon atoms include cellosolv solvents such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol mono Examples thereof include ethyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether and propylene glycol monobutyl ether. Among these, cellosolve solvents are particularly preferable. These solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

本発明のコーティング剤における固形分濃度についは、塗布するのに適した濃度であればよく、特に制限はないが、通常0.5〜30質量%程度、好ましくは1〜20質量%、さらに好ましくは1.25〜15重量%である。   The solid content concentration in the coating agent of the present invention is not particularly limited as long as it is a concentration suitable for application, but is usually about 0.5 to 30% by mass, preferably 1 to 20% by mass, and more preferably. Is 1.25 to 15% by weight.

次に、本発明のコーティング剤を製造する方法については特に制限はないが、例えば以下に示す方法を採用することができる。   Next, although there is no restriction | limiting in particular about the method of manufacturing the coating agent of this invention, For example, the method shown below is employable.

まず、前記有機溶媒中に、酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドと、所望により用いられる他の金属アルコキシド化合物やそのオリゴマーを溶解してなる溶液を調製する。次いで、この溶液を攪拌しながら、この溶液に、水、触媒および亜鉛イオン源の化合物を含む水溶液を添加し、前記の金属アルコキシドを加水分解、縮合させる。   First, a solution is prepared by dissolving, in the organic solvent, a metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom, and other metal alkoxide compounds and oligomers used as desired. Next, while stirring this solution, an aqueous solution containing water, a catalyst and a compound of a zinc ion source is added to this solution to hydrolyze and condense the metal alkoxide.

前記触媒としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸などの酸、あるいは固体酸としてのカチオン交換樹脂が用いられ、通常0〜100℃、好ましくは20〜60℃の温度にて加水分解処理し、固体酸を用いた場合には、それを除去する。温度が低すぎる場合は加水分解が進まず、高すぎる場合は逆に加水分解・重合反応が速く進みすぎ、制御が困難となる。   As the catalyst, for example, an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or a cation exchange resin as a solid acid is used, which is usually hydrolyzed at a temperature of 0 to 100 ° C., preferably 20 to 60 ° C. If used, remove it. If the temperature is too low, the hydrolysis does not proceed. If the temperature is too high, the hydrolysis / polymerization reaction proceeds too quickly, making control difficult.

また本発明のコーティング剤に対して、目的に応じて種々の添加物を添加することができる。例えば、帯電防止を目的に帯電防止剤となるイオン性液体や種々の界面活性剤等、コーティング後の薄膜の屈折率調整のために、屈折率の異なるTiOやSiO等の数〜数十nmサイズの微粒子、易滑性を目的とした数百nm〜数μmの微粒子などが挙げられる。
このようにして、本発明のコーティング剤を得ることができる。
Various additives can be added to the coating agent of the present invention depending on the purpose. For example, in order to adjust the refractive index of a thin film after coating, such as an ionic liquid that serves as an antistatic agent and various surfactants for the purpose of antistatic, several to several tens of TiO 2 and SiO 2 having different refractive indexes. Examples thereof include nanometer-sized fine particles and fine particles of several hundred nm to several μm for the purpose of easy slipping.
In this way, the coating agent of the present invention can be obtained.

次に、本発明のハードコート部材について説明する。
本発明のハードコート部材は、基材の少なくとも片面に、前述した本発明のコーティング剤を塗布、乾燥させてハードコート膜を形成したことを特徴とする。
Next, the hard coat member of the present invention will be described.
The hard coat member of the present invention is characterized in that a hard coat film is formed by applying and drying the above-described coating agent of the present invention on at least one surface of a substrate.

本発明のハードコート部材に用いる基材としては、透明なものであればよく、特に制限はないが、従来ハードコート部材の基材として公知のプラスチックフイルムの中から、適宜選択して用いることができる。このようなプラスチックフイルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステルフイルム、ポリエチレンフイルム、ポリプロピレンフイルム、セロファン、ジアセチルセルロースフイルム、トリアセチルセルロースフイルム、アセチルセルロースブチレートフイルム、ポリ塩化ビニルフイルム、ポリ塩化ビニリデンフイルム、ポリビニルアルコールフイルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フイルム、ポリスチレンフイルム、ポリカーボネートフイルム、ポリメチルペンテンフイルム、ポリスルホンフイルム、ポリエーテルエーテルケトンフイルム、ポリエーテルスルホンフイルム、ポリエーテルイミドフイルム、ポリイミドフイルム、フッ素樹脂フイルム、ポリアミドフイルム、アクリル樹脂フイルム、ノルボルネン系樹脂フイルム、シクロオレフィン樹脂フイルム等を挙げることができる。   The base material used for the hard coat member of the present invention is not particularly limited as long as it is transparent, but it can be appropriately selected and used from known plastic films as the base material of conventional hard coat members. it can. Examples of such plastic films include polyester films such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate, polyethylene films, polypropylene films, cellophane, diacetyl cellulose films, triacetyl cellulose films, acetyl cellulose butyrate films, and polyvinyl chloride. Film, polyvinylidene chloride film, polyvinyl alcohol film, ethylene-vinyl acetate copolymer film, polystyrene film, polycarbonate film, polymethylpentene film, polysulfone film, polyetheretherketone film, polyethersulfone film, polyetherimide film, Polyimide film, fluororesin film, poly Amide film, acrylic resin film, norbornene resin film, a cycloolefin resin film or the like.

これらの基材フイルムは、透明、半透明のいずれであってもよく、また、着色されていてもよいし、無着色のものでもよく、用途に応じて適宜選択すればよい。例えば液晶表示体の保護用として用いる場合には、無色透明のフイルムが好適である。   These substrate films may be transparent or translucent, may be colored, or may be uncolored, and may be appropriately selected depending on the application. For example, when used for protecting a liquid crystal display, a colorless and transparent film is suitable.

これらの基材フイルムの厚さは特に制限はなく、状況に応じて適宜選定されるが、通常15〜300μm、好ましくは20〜200μmの範囲である。また、この基材フイルムは、その表面に設けられる層との密着性を向上させる目的で、所望により片面又は両面に、酸化法や凹凸化法などにより表面処理を施すことができる。上記酸化法としては、例えばコロナ放電処理、プラズマ処理、クロム酸処理(湿式)、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理などが挙げられ、また凹凸化法としては、例えばサンドブラスト法、溶剤処理法などが挙げられる。これらの表面処理法は基材フイルムの種類に応じて適宜選ばれるが、一般にはコロナ放電処理法が効果及び操作性などの面から、好ましく用いられる。   The thickness of these substrate films is not particularly limited and is appropriately selected depending on the situation, but is usually in the range of 15 to 300 μm, preferably 20 to 200 μm. Moreover, this base film can be surface-treated by an oxidation method, an unevenness method, or the like on one side or both sides as desired for the purpose of improving adhesion to a layer provided on the surface. Examples of the oxidation method include corona discharge treatment, plasma treatment, chromic acid treatment (wet), flame treatment, hot air treatment, ozone / ultraviolet irradiation treatment, and the like. Law. These surface treatment methods are appropriately selected depending on the type of the base film, but generally, the corona discharge treatment method is preferably used from the viewpoints of effects and operability.

本発明のハードコート部材は、前記基材フイルムの少なくとも一方の面に、前述した本発明のコーティング剤を、従来公知の方法、例えばバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法などを用いて、コーティングして塗膜を形成させ、乾燥、処理してハードコート膜を形成することにより、作製することができる。   In the hard coat member of the present invention, the coating agent of the present invention described above is applied to at least one surface of the substrate film by a conventionally known method such as a bar coating method, a knife coating method, a roll coating method, a blade coating method, Using a die coating method, a gravure coating method, or the like, coating can be performed to form a coating film, followed by drying and processing to form a hard coating film.

ハードコート膜の厚さは、通常0.2〜10μm程度、好ましくは0.25〜5μmである。また、ハードコート部材におけるハードコート膜自体の性能については、基材フイルムの光学特性をできるだけ損なわないのが好ましく、ハードコート部材を形成したフイルムのヘイズ値から基材フイルムのヘイズ値を差し引いた値(ΔHz)は、3%以下が好ましく、2%以下がより好ましい。また、鉛筆硬度は、通常H以上である。さらに、紫外光を吸収する成分をあえて添加しない場合においては、ハードコート部材における波長360nm紫外光の透過率は、通常50%以上、好ましくは70%以上である。
なお、上記の各物性の測定方法については、後で説明する。
The thickness of the hard coat film is usually about 0.2 to 10 μm, preferably 0.25 to 5 μm. As for the performance of the hard coat film itself in the hard coat member, it is preferable not to impair the optical properties of the base film as much as possible, and the value obtained by subtracting the haze value of the base film from the haze value of the film forming the hard coat member (ΔHz) is preferably 3% or less, and more preferably 2% or less. The pencil hardness is usually H or higher. Further, when a component that absorbs ultraviolet light is not added, the transmittance of the ultraviolet light having a wavelength of 360 nm in the hard coat member is usually 50% or more, preferably 70% or more.
The method for measuring each physical property will be described later.

本発明のハードコート部材は、各種画像表示装置、例えばLCD、タッチパネル、CRT、PDP、ELなどにおいて、表面保護部材として好適に用いられる。   The hard coat member of the present invention is suitably used as a surface protective member in various image display devices such as LCDs, touch panels, CRTs, PDPs and ELs.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.

なお、各例で得られたハードコート膜およびハードコート部材の性能の評価、並びにコーティング剤固化物のX線回折は、以下に示す方法に従って行う。   In addition, evaluation of the performance of the hard coat film and hard coat member obtained in each example, and X-ray diffraction of the solidified coating agent are performed according to the following methods.

<ハードコート膜・部材>
(1)鉛筆硬度
JIS K 5400に準拠し、ヨシミツ精機社製、機種名「C221A」を用いて測定する。
(2)ヘイズ値(ΔHz:測定値−基材のHz値)
ヘイズメーター[日本電色工業社製、機種名「NDH2000」]を用い、JIS K 7361に準拠してヘイズ値(ΔHz)を測定する。
(3)波長360nm紫外光の透過率
紫外・可視分光光度計[日本分光社製、機種名「V−670」]を用い、波長360nm紫外光の透過率を測定する。
<Hard coat film / member>
(1) Pencil hardness Based on JIS K5400, it measures using the model name "C221A" by Yoshimitsu Seiki Co., Ltd.
(2) Haze value (ΔHz: measured value−Hz value of substrate)
Using a haze meter [manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., model name “NDH2000”], a haze value (ΔHz) is measured according to JIS K 7361.
(3) Transmittance of ultraviolet light having a wavelength of 360 nm The transmittance of ultraviolet light having a wavelength of 360 nm is measured using an ultraviolet / visible spectrophotometer [manufactured by JASCO Corporation, model name “V-670”].

<コーティング剤>
(4)固形物のX線回折
コーティング剤を乾燥固化し、得られた粉末について、X線回折装置[セイコーインスツルメンツ社製、機種名「SEA−2120」]を用いてX線回折を行う。
<Coating agent>
(4) X-ray diffraction of solid matter The coating agent was dried and solidified, and the obtained powder was subjected to X-ray diffraction using an X-ray diffractometer [manufactured by Seiko Instruments Inc., model name “SEA-2120”].

実施例1
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(104.2g)と、MS−51(34.6g)の混合物にエチルセロソルブ(EC)(602.6g)を添加した。攪拌しながら0.1モル/L硝酸(10.3g)と水(73.6g)とZnCl(24.1g)、EC(150.6g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて24時間撹拌し無色透明なコーティング剤を得た。
Example 1
Ethyl cellosolve (EC) (602.6 g) was added to a mixture of mercaptopropyltrimethoxysilane (104.2 g) and MS-51 (34.6 g). While stirring, a mixture of 0.1 mol / L nitric acid (10.3 g), water (73.6 g), ZnCl 2 (24.1 g) and EC (150.6 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 24 hours to obtain a colorless and transparent coating agent.

片面にハードコート処理された厚さ188μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フイルム[きもと社製、商品名「KB−G01」]のPET面に、前記コーティング剤をバーコート法(No.10)により塗布し、120℃で1.5分間乾燥処理することにより、厚さ2μmのハードコート膜を形成し、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。   The coating agent was applied to the PET surface of a polyethylene terephthalate (PET) film [trade name “KB-G01” manufactured by Kimoto Co., Ltd.] having a thickness of 188 μm, which was hard-coated on one side, by the bar coating method (No. 10). Then, a hard coat film having a thickness of 2 μm was formed by drying at 120 ° C. for 1.5 minutes, thereby producing a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例2
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(48.0g)と、チタンテトライソプロポキシド(TTIP)(146.0g)と、MS−51(40.0g)の混合物にエチレングリコール−t−ブチルエーテル(ETB)(549.0g)を添加した。攪拌しながら濃硝酸(49.0g)と水(14.0g)とZnCl(16.0g)、ETB(137.0g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて4時間撹拌し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 2
Mercaptopropyltrimethoxysilane (48.0 g), titanium tetraisopropoxide (TTIP) (146.0 g), and a mixture of MS-51 (40.0 g) with ethylene glycol-t-butyl ether (ETB) (549. 0 g) was added. While stirring, a mixture of concentrated nitric acid (49.0 g), water (14.0 g), ZnCl 2 (16.0 g) and ETB (137.0 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 4 hours to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例3
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(84.6g)と、MS−51(28.1g)の混合物にエチルセロソルブ(EC)(608.3g)を添加した。攪拌しながら0.1モル/L硝酸(8.4g)と水(59.8g)とZnCl(58.7g)、EC(152.1g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて24時間撹拌し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 3
Ethyl cellosolve (EC) (608.3 g) was added to a mixture of mercaptopropyltrimethoxysilane (84.6 g) and MS-51 (28.1 g). While stirring, a mixture of 0.1 mol / L nitric acid (8.4 g), water (59.8 g), ZnCl 2 (58.7 g), EC (152.1 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 24 hours to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例4
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(116.9g)と、MS−51(38.9g)の混合物にエチルセロソルブ(EC)(598.8g)を添加した。攪拌しながら0.1モル/L硝酸(11.6g)と水(82.5g)とZnCl(1.6g)、EC(149.7g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて24時間撹拌し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 4
Ethyl cellosolve (EC) (598.8 g) was added to a mixture of mercaptopropyltrimethoxysilane (116.9 g) and MS-51 (38.9 g). While stirring, a mixture of 0.1 mol / L nitric acid (11.6 g), water (82.5 g), ZnCl 2 (1.6 g) and EC (149.7 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 24 hours to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例5
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(117.3g)と、MS−51(39.0g)の混合物にエチルセロソルブ(EC)(598.7g)を添加した。攪拌しながら0.1モル/L硝酸(11.6g)と水(82.9g)とZnCl(0.8g)、EC(149.7g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて24時間撹拌し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 5
Ethyl cellosolve (EC) (598.7 g) was added to a mixture of mercaptopropyltrimethoxysilane (117.3 g) and MS-51 (39.0 g). While stirring, a mixture of 0.1 mol / L nitric acid (11.6 g), water (82.9 g), ZnCl 2 (0.8 g), EC (149.7 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 24 hours to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例6
フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン(100.2g)と、MS−51(35.8g)の混合物にエチルセロソルブ(EC)(621.0g)を添加した。攪拌しながら0.1モル/L硝酸(8.7g)と水(61.2g)とZnCl(17.8g)、EC(155.2g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて24時間撹拌し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 6
Ethyl cellosolve (EC) (621.0 g) was added to a mixture of phenylaminopropyltrimethoxysilane (100.2 g) and MS-51 (35.8 g). While stirring, a mixture of 0.1 mol / L nitric acid (8.7 g), water (61.2 g), ZnCl 2 (17.8 g), EC (155.2 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 24 hours to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例7
実施例1で得られたコーティング剤500.0gにエチルセロソルブ(EC)(500.0g)を添加し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、厚さ1μmのハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 7
Ethyl cellosolve (EC) (500.0 g) was added to 500.0 g of the coating agent obtained in Example 1 to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member having a thickness of 1 μm. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例8
実施例1で得られたコーティング剤125.0gにエチルセロソルブ(EC)(875.0g)を添加し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、厚さ0.25μmのハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 8
Ethyl cellosolve (EC) (875.0 g) was added to 125.0 g of the coating agent obtained in Example 1 to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member having a thickness of 0.25 μm. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例9
実施例1で得られたコーティング剤81.0gにエチルセロソルブ(EC)(875.0g)を添加した後、攪拌しながら10wt%の酸化チタンスラリー(電子顕微鏡による1次粒子径が20nm、分散媒:イソプロピルアルコール)44.0gを添加し白色のコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、厚さ0.25μmのハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 9
After adding ethyl cellosolve (EC) (875.0 g) to 81.0 g of the coating agent obtained in Example 1, a 10 wt% titanium oxide slurry (primary particle diameter by electron microscope of 20 nm, dispersion medium) was stirred. : Isopropyl alcohol) 44.0 g was added to obtain a white coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member having a thickness of 0.25 μm. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例10
実施例1で得られたコーティング剤50.0gにエチルセロソルブ(EC)(875.0g)を添加した後、攪拌しながら10wt%のシリカスラリー(電子顕微鏡による1次粒子径が15nm、分散媒:イソプロピルアルコール)75.0gを添加し薄白色のコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、厚さ0.25μmのハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 10
After adding ethyl cellosolve (EC) (875.0 g) to 50.0 g of the coating agent obtained in Example 1, 10 wt% silica slurry (primary particle diameter by electron microscope of 15 nm, dispersion medium: 75.0 g of isopropyl alcohol) was added to obtain a light white coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member having a thickness of 0.25 μm. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

実施例11
実施例1で得られたコーティング剤50.0gにエチルセロソルブ(EC)(875.0g)を添加した後、攪拌しながら10wt%のフッ化マグネシウムスラリー(電子顕微鏡による1次粒子径が20nm、分散媒:イソプロピルアルコール)75.0gを添加し薄白色のコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、厚さ0.25μmのハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Example 11
After adding ethyl cellosolve (EC) (875.0 g) to 50.0 g of the coating agent obtained in Example 1, 10 wt% magnesium fluoride slurry (with a primary particle diameter of 20 nm by an electron microscope, dispersed) with stirring. 75.0 g of medium: isopropyl alcohol) was added to obtain a light white coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member having a thickness of 0.25 μm. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

比較例1
塩化亜鉛を添加しない以外は実施例1と同様に行った。メルカプトプロピルトリメトキシシラン(117.8g)と、MS−51(39.2g)の混合物にエチルセロソルブ(EC)(598.5g)を添加した。攪拌しながら0.1モル/L硝酸(11.7g)と水(83.2g)、EC(149.6g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて24時間撹拌し無色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Comparative Example 1
The same procedure as in Example 1 was performed except that zinc chloride was not added. Ethyl cellosolve (EC) (598.5 g) was added to a mixture of mercaptopropyltrimethoxysilane (117.8 g) and MS-51 (39.2 g). While stirring, a mixture of 0.1 mol / L nitric acid (11.7 g), water (83.2 g) and EC (149.6 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 24 hours to obtain a colorless and transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

比較例2
メルカプトプロピルトリメトキシシラン(109.4g)と、MS−51(36.4g)の混合物にエチルセロソルブ(EC)(595.3g)を添加した。攪拌しながら0.1モル/L硝酸(10.8g)と水(77.3g)とVCl(21.9g)、EC(148.8g)の混合物を添加した。得られた溶液を30℃にて24時間撹拌し濃緑色透明なコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Comparative Example 2
Ethyl cellosolve (EC) (595.3 g) was added to a mixture of mercaptopropyltrimethoxysilane (109.4 g) and MS-51 (36.4 g). While stirring, a mixture of 0.1 mol / L nitric acid (10.8 g), water (77.3 g), VCl 3 (21.9 g) and EC (148.8 g) was added. The resulting solution was stirred at 30 ° C. for 24 hours to obtain a dark green transparent coating agent.
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

比較例3
比較例1で得られた塗工液(850.0g)にEC(100.0g)を加え、攪拌しながら30質量%の酸化亜鉛スラリー(50.0g)を添加し白色のコーティング剤を得た。
以下、実施例1と同様な操作を行い、ハードコート部材を作製した。諸特性の評価結果を表1に示す。
Comparative Example 3
EC (100.0 g) was added to the coating liquid (850.0 g) obtained in Comparative Example 1, and a 30% by mass zinc oxide slurry (50.0 g) was added with stirring to obtain a white coating agent. .
Thereafter, the same operation as in Example 1 was performed to produce a hard coat member. The evaluation results of various characteristics are shown in Table 1.

Figure 2010111787
[注]
*1)亜鉛イオンに対する酸素原子以外の不対電子含有官能基の含有割合
*2)コーティング剤固形分中の亜鉛イオン濃度
*3)ΔHz:ハードコート膜自体のヘイズ値(測定値-基材のHz値)
*4)透過率:ハードコート部材の波長360nm紫外光の透過率
*5)XRD:コーティング剤固化物のX線回折
Figure 2010111787
[note]
* 1) Content ratio of functional groups containing unpaired electrons other than oxygen atoms to zinc ions
* 2) Zinc ion concentration in the solid content of the coating agent
* 3) ΔHz: Haze value of hard coat film itself (measured value−Hz value of substrate)
* 4) Transmittance: Transmittance of the hard coat member at 360 nm wavelength ultraviolet light
* 5) XRD: X-ray diffraction of solidified coating agent

実施例12
実施例1、9、10、11で得られたコーティング剤をシリコンウエハーにスピンコート法(1000rpm、0.5分) により塗布し、120℃で1.5分間乾燥処理することによりハードコート膜を形成した。
薄膜測定装置[フイルメトリクス社製、機種名「F−20」]を用い得られたサンプルの屈折率を測定した。結果を表2に示す。
Example 12
The coating agent obtained in Examples 1, 9, 10, and 11 was applied to a silicon wafer by a spin coating method (1000 rpm, 0.5 minutes) and dried at 120 ° C. for 1.5 minutes to form a hard coat film. .
The refractive index of the obtained sample was measured using a thin film measuring apparatus [manufactured by Filmmetrics, model name “F-20”]. The results are shown in Table 2.

Figure 2010111787
Figure 2010111787

実施例13
実施例9で得られたコーティング剤を厚さ125μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フイルム[東レ社製、商品名「ルミラーT−60」]にバーコート法(No.10)により塗布し、120℃で1.5分間乾燥処理することにより、厚さ0.25μmのハードコート膜を形成し、ハードコート部材を作製した。
実施例9で得られたコーティング剤を塗布したサンプルで干渉がほとんどみられなかった。
Example 13
The coating agent obtained in Example 9 was applied to a 125 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film [trade name “Lumirror T-60” manufactured by Toray Industries, Inc.] by the bar coating method (No. 10), and at 120 ° C. By drying for 1.5 minutes, a hard coat film having a thickness of 0.25 μm was formed, and a hard coat member was produced.
In the sample to which the coating agent obtained in Example 9 was applied, almost no interference was observed.

図1に薄膜測定装置[フイルメトリクス社製、機種名「F−20」]を用い得られたサンプルの400nm〜1000nmにおける反射スペクトルを測定した結果を示す。   The result of having measured the reflection spectrum in 400 nm-1000 nm of the sample obtained using the thin film measuring apparatus [The product name company make, model name "F-20"] in FIG. 1 is shown.

本発明のコーティング剤は、基材上に薄膜でも硬度などに優れるハードコート膜を形成することができる。また該ハードコート膜を有する本発明のハードコート部材は、LCD、タッチパネル、CRT、PDP、ELなどにおいて、表面保護部材として好適に用いられる。   The coating agent of the present invention can form a hard coat film having excellent hardness and the like on a substrate. The hard coat member of the present invention having the hard coat film is suitably used as a surface protective member in LCDs, touch panels, CRTs, PDPs, ELs and the like.

実施例13における反射スペクトルの測定結果チャートである。It is a measurement result chart of the reflection spectrum in Example 13.

Claims (7)

(A)分子中に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドの加水分解・縮合物と、(B)亜鉛イオンとを含むことを特徴とするコーティング剤。   A coating agent comprising (A) a hydrolyzed / condensed product of a metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom in the molecule, and (B) a zinc ion. 分子中に酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基を有する金属アルコキシドが、一般式(I)
(m−n)M(OR) …(I)
(式中、Rの少なくともひとつは不対電子含有官能基であり、Rが複数の場合、同一であってもまた異なっていてもよく、Rは炭素数1〜6のアルキル基、MはSi、Ti、ZrまたはAl、mはMの価数で、3または4を示し、nはSi、TiまたはZrの場合は1〜3であり、Alの場合は1または2である。)
で表される化合物である請求項1に記載のコーティング剤。
A metal alkoxide having a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom in the molecule is represented by the general formula (I):
R 1 (mn) M (OR 2 ) n (I)
(In the formula, at least one of R 1 is an unpaired electron-containing functional group, and when R 1 is plural, they may be the same or different, and R 2 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, M is Si, Ti, Zr or Al, m is the valence of M, 3 or 4, n is 1 to 3 in the case of Si, Ti or Zr, and 1 or 2 in the case of Al. )
The coating agent of Claim 1 which is a compound represented by these.
金属アルコキシドがアルコキシシランである請求項1または2に記載のコーティング剤。   The coating agent according to claim 1 or 2, wherein the metal alkoxide is an alkoxysilane. 酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基が、メルカプトアルキル基および/またはアミノアルキル基である請求項1〜3のいずれか1項に記載のコーティング剤。   The coating agent according to any one of claims 1 to 3, wherein the functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom is a mercaptoalkyl group and / or an aminoalkyl group. 亜鉛イオンに対する酸素原子以外の不対電子含有元素を含む官能基の含有割合が、モル基準で0.5〜200倍である請求項1〜4のいずれか1項に記載のコーティング剤。   The coating agent according to any one of claims 1 to 4, wherein a content ratio of a functional group containing an unpaired electron-containing element other than an oxygen atom with respect to zinc ions is 0.5 to 200 times on a molar basis. 固形分中の亜鉛イオン濃度が、0.1〜40質量%である請求項1〜5のいずれか1項に記載のコーティング剤。   The coating agent according to any one of claims 1 to 5, wherein a zinc ion concentration in the solid content is 0.1 to 40% by mass. 基材の少なくとも片面に、請求項1〜6のいずれか1項に記載のコーティング剤を塗布、乾燥させてハードコート膜を形成したことを特徴とするハードコート部材。   A hard coat member, wherein a hard coat film is formed by applying and drying the coating agent according to any one of claims 1 to 6 on at least one side of a substrate.
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