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JPS63145370A - Coating solution for use in forming transparent film - Google Patents

Coating solution for use in forming transparent film

Info

Publication number
JPS63145370A
JPS63145370A JP29193586A JP29193586A JPS63145370A JP S63145370 A JPS63145370 A JP S63145370A JP 29193586 A JP29193586 A JP 29193586A JP 29193586 A JP29193586 A JP 29193586A JP S63145370 A JPS63145370 A JP S63145370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
zirconium
film
coating
solution
derivative
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP29193586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Goro Sato
護郎 佐藤
Michio Komatsu
通郎 小松
Toshiharu Hirai
俊晴 平井
Keiichi Mihara
三原 恵一
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.)
JGC Catalysts and Chemicals Ltd
Original Assignee
Catalysts and Chemicals Industries 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 Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd filed Critical Catalysts and Chemicals Industries Co Ltd
Priority to JP29193586A priority Critical patent/JPS63145370A/en
Publication of JPS63145370A publication Critical patent/JPS63145370A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To form a coating soln. for use in forming a transparent film, which can form a silicon oxide film having excellent durability and transparency and has excellent shelf stability, by homogeneously mixing an oxy compound of zirconium with a silicon alkoxide or its derivative in a solvent mixture of water with an org. solvent. CONSTITUTION:An oxy compound of zirconium and a silicon alkoxide or its derivative are homogeneously mixed in a solvent mixture of water with an org. solvent. When the silicon oxide or its derivative is used together with a non-precipitating silica soln., the whole light transmittance of the resulting zirconium oxide/silicon oxide film is increased and the transparency is improved. Preferred examples of the oxy compound of zirconium are zirconium oxychloride and zirconium oxynitrate. As the silicon alkoxide or its derivative, compds. of Si(RO)4 (wherein R is CH3, C2H5, n- or iso-C2H5 etc.) and mixtures of two or more of them are preferred.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、透明性被膜形成用塗布液に関し、さらに詳し
くは、ガラス、プラスチック等の基板上に、耐擦傷性、
基板との密着性に優れた透明性の被膜を形成しうるよう
な透明性被膜形成粗塗’Qi液に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a coating solution for forming a transparent film, and more particularly, it relates to a coating solution for forming a transparent film on a substrate such as glass or plastic.
The present invention relates to a transparent film-forming rough coating Qi liquid capable of forming a transparent film with excellent adhesion to a substrate.

発明の技術的前日ならびにその問題点 プラスチック、ガラス、セラミック、金属等の基板上に
、種々の目的で無機酸化物被膜を形成させることが、広
く行なわれている。このような無機酸化物被膜は、膜中
に含まれる金属元素に応じて特有の電気的特性、光学的
特性、化学的特性あるいは機械的特性等の殿能を有し、
導電膜、絶縁膜、配向膜、フォトマスク、アルカリ溶出
防止膜、可視光線無反射膜、赤外線反射膜、紫外線吸収
膜、機械的な保温膜等の機能を宋たし、エレクトロニク
ス分野、光学的機器分野を始めとする広範な分野におい
て利用されている。
Technical Priority of the Invention and Problems Thereof It is widely practiced to form inorganic oxide films on substrates such as plastics, glass, ceramics, metals, etc. for various purposes. Such an inorganic oxide film has specific electrical properties, optical properties, chemical properties, mechanical properties, etc. depending on the metal element contained in the film,
It has functions such as conductive film, insulating film, alignment film, photomask, alkali elution prevention film, visible light non-reflection film, infrared reflection film, ultraviolet absorption film, mechanical heat insulation film, etc., and is used in the electronics field and optical equipment. It is used in a wide range of fields, including the

このような無機酸化物被膜を基板上に形成するための方
法としては、CVD法、PVD法、蒸着法などの気相法
あるいはアルコキシド化合物を用いた液相法が行なわれ
ている。このうらCVD法などの気相法では、真空蒸着
装置が必要であり、しかもその装置の大きざによって被
膜か形成される基板の面積あるいは形状がtll限され
るという問題点がある。
As a method for forming such an inorganic oxide film on a substrate, a vapor phase method such as a CVD method, a PVD method, or an evaporation method, or a liquid phase method using an alkoxide compound is used. On the other hand, vapor phase methods such as the CVD method require a vacuum evaporation device, and there is a problem in that the area or shape of the substrate on which the film is formed is limited depending on the size of the device.

一方アルコキシド化合物を用いたいわゆるゾル−ゲル法
では、一般にアルコキシド化合物の加水分解によって被
膜が得られるため、アルコキシド化合物が分散あるいは
溶解されてなる塗布液を基板上に塗布することによって
被膜を1qることかできるという利点がある。ところが
アルコキシド化合物は、シリコンアルコキシドを除いて
その加水分解速度が非常に速いため、その速度を制御す
ることは困難であり、シリコンアルコキシド以外のアル
コキシド化合物が分散あるいは溶解されてなる塗布液を
基板上に塗布した場合には、空気中の水分によって該ア
ルコキシド化合物が加水分解される。したがって得られ
る被膜の性状が空気中の水分量によって左右されること
がおり、一定の性状を有する被膜を得ることが困難であ
った。
On the other hand, in the so-called sol-gel method using an alkoxide compound, a film is generally obtained by hydrolysis of an alkoxide compound, so 1 q of a film can be formed by applying a coating liquid in which the alkoxide compound is dispersed or dissolved onto a substrate. It has the advantage of being able to However, since the rate of hydrolysis of alkoxide compounds, except for silicon alkoxide, is extremely fast, it is difficult to control the rate. When applied, the alkoxide compound is hydrolyzed by moisture in the air. Therefore, the properties of the resulting coating may depend on the amount of moisture in the air, making it difficult to obtain a coating with constant properties.

上記のような理由によって、基板上に金属酸化物被膜を
形成するには、シリコンアルコキシドが溶媒中に分散あ
るいは溶解されてなる塗布液が主として用いられてきた
。ところがこのようなシリコンアルコキシドを用いて得
られる酸化珪素(S!02>被膜は、酸、アルカリ、有
機溶剤に侵されやすかったり、おるいは゛水蒸気、海水
などと接触すると基板から剥れやすくなり、耐久性に劣
るという問題点がめった。しかも酸化珪素被膜を形成す
るには、基板上に塗布液を塗布して得られる被膜を少な
くとも450’C以上の温度で焼成しなければならなか
った。
For the reasons mentioned above, a coating liquid in which silicon alkoxide is dispersed or dissolved in a solvent has been mainly used to form a metal oxide film on a substrate. However, the silicon oxide (S!02) film obtained using such silicon alkoxide is easily attacked by acids, alkalis, and organic solvents, or easily peels off from the substrate when it comes into contact with water vapor, seawater, etc. In addition, in order to form a silicon oxide film, the film obtained by applying a coating liquid onto a substrate had to be baked at a temperature of at least 450'C.

上記のような酸化珪素被膜が耐久性に劣るという問題点
を解決するため、特開昭57−100943号公報には
、酸化ジルコニウムを1〜30モル%含む酸化珪素被膜
が提案されている。この特開昭57−100943号公
報に記載された酸化ジルコニウム−酸化珪素被膜では、
ジルコニウム化合物として、ZrCl2、ZrCl3、
ZrC1など塩化ジルコニウム、Zr(NO3>4・5
日20などの硝酸ジルコニウム、ジルコニウムアルコキ
シド、ジルコニウムジケトネートか用いられると記載さ
れている。
In order to solve the problem that the silicon oxide coating has poor durability as described above, JP-A-57-100943 proposes a silicon oxide coating containing 1 to 30 mol % of zirconium oxide. In the zirconium oxide-silicon oxide coating described in JP-A-57-100943,
Zirconium compounds include ZrCl2, ZrCl3,
Zirconium chloride such as ZrC1, Zr(NO3>4・5
It is stated that zirconium nitrate, zirconium alkoxide, zirconium diketonate, etc., can be used.

しかしながら塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、ジ
ルコニウムアルコキシドあるいはジルコニウムジケトネ
ートおよびシリコンアルコキシドを含む塗イh液を用い
て酸化ジルコニウム−酸化珪素被膜を形成しようとする
と、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウムが水に対して
不安定であるため、塗布液を長時間にわたって保存する
ことができず、ポットライフが短かいという大きな問題
点がある口とか本発明者らによって見出された。しかも
、上記のような塩イヒジルコニウムなどを含む塗布液を
用いて酸化ジルコニウム−酸化珪素被膜を形成しようと
すると、やはり少なくとも450℃以上の温度で塗布膜
を焼成しなければならなかった。
However, when attempting to form a zirconium oxide-silicon oxide film using a coating solution containing zirconium chloride, zirconium nitrate, zirconium alkoxide, or zirconium diketonate and silicon alkoxide, zirconium chloride and zirconium nitrate are unstable to water. The inventors of the present invention have discovered that, as a result, the coating solution cannot be stored for a long period of time, and the pot life is short, which is a major problem. Moreover, when attempting to form a zirconium oxide-silicon oxide coating using a coating solution containing the above-mentioned dihydric zirconium salt, the coating must be baked at a temperature of at least 450 DEG C. or higher.

また、上記のような塗布液は、シリコンアルコキシドの
加水分解に際して、新たに塩酸などの鉱酸を塗布液に添
加して叶1を2〜6に調整しなければならないという問
題点があった。
In addition, the above-mentioned coating solution has a problem in that when hydrolyzing silicon alkoxide, a mineral acid such as hydrochloric acid must be newly added to the coating solution to adjust the number of leaves 1 to 2 to 6.

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、耐久性および透明性に優れ
た酸化珪素系被膜を形成することができるとともに、安
定性に優れて長期間にわたって保存することができ、し
かも酸化珪素系被膜の形成時に新たに酸を添加する必要
がなく、その上塗布膜を高温で焼成する必要がないよう
な、透明性被膜形成用塗布液を提供することを目的とし
ている。
Purpose of the Invention The present invention aims to solve the problems associated with the prior art as described above, and is capable of forming a silicon oxide film with excellent durability and transparency, as well as being stable. Formation of a transparent film that has excellent properties and can be stored for a long period of time, does not require the addition of new acid when forming a silicon oxide film, and does not require baking the coated film at high temperatures. The purpose is to provide a coating solution for

発明の概要 本発明に係る第1の透明性被膜形成用塗ギ「液は、ジル
コニウムオキシ酸塩と、シリコンアルコキシドまたはぞ
の誘導体とが、水および有機溶媒からなる混合溶媒中に
均一に混合されてなることを特徴としている。
Summary of the Invention The first transparent film-forming coating according to the present invention is a liquid in which a zirconium oxyacid salt and a silicon alkoxide or a derivative thereof are uniformly mixed in a mixed solvent consisting of water and an organic solvent. It is characterized by the fact that

また本発明に係る第2の透明性被膜形成用塗布液は、ジ
ルコニウムオキシ酸塩と、シリコンアルコキシドまたは
その誘導体と、非沈降性シリカとが、水および有機溶媒
からなる混合溶媒中に均一に混合されてなることを特徴
としている。
Further, in the second coating liquid for forming a transparent film according to the present invention, a zirconium oxyacid salt, a silicon alkoxide or a derivative thereof, and a non-precipitating silica are uniformly mixed in a mixed solvent consisting of water and an organic solvent. It is characterized by being done.

本発明に係る透明性被膜形成用塗布液は、ジルコニウム
オキシ酸塩と、シリコンアルコキシ]へまたはその誘導
体と、必要に応じて非沈降性シリカとが、水および有機
溶媒からなる混合溶媒中に均−に混合されているので、
この塗布液は安定性に優れて長期間にわたって保存する
ことができ、しかも被膜の形成時に、塗布液に新たな酸
を添加する必要がなく、かつ塗布膜を450°Cもの高
温で焼成する必要がなく、その上1qられる被膜は耐久
性および透明性に優れている。
The coating solution for forming a transparent film according to the present invention includes a zirconium oxyacid, silicon alkoxy or a derivative thereof, and optionally non-precipitating silica in a mixed solvent consisting of water and an organic solvent. - Since it is mixed with
This coating solution has excellent stability and can be stored for a long period of time, and there is no need to add new acid to the coating solution when forming a film, and it is not necessary to bake the coating film at a high temperature of 450°C. In addition, the coating has excellent durability and transparency.

発明の詳細な説明 以下本発明に係る透明性被股形成用塗イ「液について具
体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The transparent crotch-forming coating liquid according to the present invention will be specifically explained below.

本発明に係る透明l被膜形成用塗布液は、ジルコニウム
オキシ酸塩と、シリコンアルコキシドまたはその誘導体
と、必要に応じて非沈降性シリカ液とが、水および有機
溶媒からなる混合溶媒中に溶解または均一に分散されて
構成されているが、以下に各成分について説明する。
The coating liquid for forming a transparent l film according to the present invention includes a zirconium oxyacid salt, a silicon alkoxide or a derivative thereof, and optionally a non-sedimentable silica liquid dissolved in a mixed solvent consisting of water and an organic solvent. Although the composition is uniformly dispersed, each component will be explained below.

ジルコニウムオキシ酸塩としては、オキシ塩化ジルコニ
ウム、オキシ硝酸ジルコニウム、オキシ!Il¥酸ジル
コニウム、オキシシュウ酸ジルコニウムなどが用いられ
、このうち待にオキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジ
ルコニウムが好ましい。このようなジルコニウムオキシ
酸塩は、水およびアルコールなどの有機溶媒に溶解し、
溶液中に水が存在すると酸性を示す。
Examples of zirconium oxyacids include zirconium oxychloride, zirconium oxynitrate, and oxy! Zirconium Il yate, zirconium oxyoxalate, etc. are used, and among these, zirconium oxychloride and zirconium oxynitrate are particularly preferred. Such zirconium oxylates dissolve in organic solvents such as water and alcohol,
It becomes acidic when water is present in the solution.

シリコンアルコキシドまたはその誘導体としては、炭素
数1〜8のアルコキシ基1〜4個を有するSiH,(O
R>b (a=o〜3.b=1〜4゜a+b=4.Rは
アルキル基)または(R”’0)aS i (RO>b
、R−aS i (RO> b (a十り=4)で示さ
れる化合物または縮合体(5量体まで)あるいは上記式
においてHの一部をC1またはビニル基等で置換した誘
導体が用いられる。
Examples of silicon alkoxides or derivatives thereof include SiH, (O
R>b (a=o~3.b=1~4゜a+b=4.R is an alkyl group) or (R'''0)aS i (RO>b
, R-aS i (RO > b (a = 4) or a condensate (up to a pentamer) or a derivative in which a part of H in the above formula is replaced with C1 or a vinyl group, etc. is used. .

このうち特に5i(RO>   (式中、RはCl−1
3、C2H5、nおよび1so−C3H7、n−,1s
o−,5ec−およびtert−C4ト13 >で示さ
れる化合物の1種または2種以上の混合液が好ましい。
Among these, especially 5i(RO> (wherein, R is Cl-1
3, C2H5,n and 1so-C3H7,n-,1s
A mixture of one or more of the compounds represented by o-, 5ec-, and tert-C4 is preferred.

非沈降性シリカ液は、必要に応じて、上記のようなジル
コニウムオキシ酸塩と、シリコンアルコキシドまたはそ
の誘導体とともに用いられる。この非沈降性シリカ液を
シリコンアルコキシドの一部に代えて用いると、得られ
る酸化ジルコニウム−酸化珪素被膜の全光線透過率が高
まり透明性が向上し、しかも該被膜の耐久性もまた損な
われることがない。
The non-precipitating silica liquid is used together with the above-mentioned zirconium oxylate and silicon alkoxide or its derivative, if necessary. When this non-sedimenting silica liquid is used in place of a part of the silicon alkoxide, the total light transmittance of the resulting zirconium oxide-silicon oxide coating increases and the transparency improves, but the durability of the coating is also impaired. There is no.

本発明で用いられる非沈降性シリカ液とは、S i O
2濃度20重量%の水溶液を250.0OOGで1時間
遠心沈降させたとき、沈降物が全SiO2の30Iff
1部以下であるものをいう。このような非沈降性シリカ
液は、珪酸アルカリ水溶液から大部分のアルカリを除去
した非沈降性シリカ分散液に成長防止^11を加え、こ
れが希釈剤に分散されている。成長防止剤としては、エ
チレングリコール、N−メチル−2−ピロリドン、モル
ホリン、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メチルエーテル、ジメチルホルムア
ミドなどが単独でまたは組み合せて、非沈降性シリカ1
モルに対して少なくとし0.5モル以上の足で用いられ
る。
The non-precipitating silica liquid used in the present invention is S i O
2 When an aqueous solution with a concentration of 20% by weight was centrifuged at 250.0OOG for 1 hour, the sediment was 30Iff of the total SiO2.
1 copy or less. Such a non-precipitating silica solution is made by adding a growth inhibitor to a non-precipitating silica dispersion obtained by removing most of the alkali from an aqueous alkali silicate solution, and dispersing this in a diluent. Growth inhibitors include ethylene glycol, N-methyl-2-pyrrolidone, morpholine, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, dimethyl formamide, etc. alone or in combination with non-precipitating silica.
It is used in amounts of at least 0.5 mole or more.

この非沈降性シリカ液においては、5i02/M20(
式中、Mはアルカリ全屈を示す)で示される残留アルカ
リ量は200以上好ましくは1000以上であることが
望ましい。
In this non-precipitating silica liquid, 5i02/M20 (
The amount of residual alkali (in the formula, M indicates total alkali concentration) is desirably 200 or more, preferably 1000 or more.

このような非沈降性シリカ液は、たとえば、珪酸アルカ
リ水溶液を水素型陽イオン交換樹脂と接触させて大部分
のアルカリを除去した後、成長防止剤を添加し、次いで
大部分の水を除去し、おるいは除去せずに希釈剤を添加
して分散させることによって製造することができる。
Such a non-sedimentable silica solution is produced by, for example, contacting an aqueous alkali silicate solution with a hydrogen-type cation exchange resin to remove most of the alkali, then adding a growth inhibitor, and then removing most of the water. It can be produced by adding and dispersing a diluent without removing the sieve.

非沈降性シリカ液に用いられる希釈剤としては、メタノ
ール、エタノール、n−プロパツール、i−プロパツー
ル、n−ブタノール、i−ブタノール、t−ブタノール
等のアルコール、酢酸メチルエステル、酢酸エチルエス
テル等の酸性エステル、ジエチルエーテル等のエーテル
、アセトンなどが単独でまたは組み合せて用いられる。
Examples of diluents used for non-precipitating silica solutions include alcohols such as methanol, ethanol, n-propatool, i-propatool, n-butanol, i-butanol, and t-butanol, methyl acetate, ethyl acetate, etc. Acidic esters, ethers such as diethyl ether, acetone, etc. can be used alone or in combination.

なお上記のような非沈降匪シリカ液は、本出願人が先に
出願した11願昭61−187835号に詳細に説明さ
れている。
The above-mentioned non-precipitated silica solution is described in detail in Application No. 11, No. 187835, filed earlier by the present applicant.

本発明に係る透明性被膜形成用塗布液中に用いられる有
機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパ
ツール、i−プロパツール、n−ブタノール、i−ブタ
ノール、t−ブタノール等のアルコール類、酢酸メチル
エステル、酢酸エチルエステル等のエステル類、ジエチ
ルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケ
トン等のケトン類、エチレングリコールモノメチルエー
テルなどが単独または組み合せて用いられる。
Examples of the organic solvent used in the coating solution for forming a transparent film according to the present invention include alcohols such as methanol, ethanol, n-propertool, i-propertool, n-butanol, i-butanol, and t-butanol; Esters such as methyl acetate and ethyl acetate, ethers such as diethyl ether, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and ethylene glycol monomethyl ether are used alone or in combination.

本発明に係る透明性被膜形成用塗布液では、ジルコニウ
ムオキシ酸塩と、シリコンアルコキシドまたはその誘導
体とは、それぞれ酸化物換算でZ r 02 / S 
+ 02 (モ/L/比〉がo、05〜2.0好ましく
は0.2〜1.0の範囲となるような量で用いられる。
In the coating liquid for forming a transparent film according to the present invention, the zirconium oxyacid salt and the silicon alkoxide or its derivative each have Z r 02 /S in terms of oxide.
+02 (Mo/L/ratio) is used in an amount such that the ratio is in the range of 0.05 to 2.0, preferably 0.2 to 1.0.

このZ r02 /S i 02(モル比)が0.05
未満では、得られる被膜の耐久性が充分でないため好ま
しくなく、一方ZrO2/5102(モル比)が2.0
を越すと、被膜の基板への密着性、被膜の光学的特性(
ヘーズ、全光線透過率)が低下するため好ましくない。
This Z r02 /S i 02 (molar ratio) is 0.05
If the ZrO2/5102 (molar ratio) is less than 2.0, it is not preferable because the durability of the obtained film is insufficient.
If the value is exceeded, the adhesion of the film to the substrate and the optical properties of the film (
This is not preferable because the haze and total light transmittance decrease.

また上記の塗布液中のジルコニウムオキシ酸塩と、シリ
コンアルコキシドまたはその誘導体との合計量は、それ
ぞれ酸化物換算で5i02+ZrO2として0.5〜2
0重量%好ましくは2〜10重辺%である。しかし、上
記値が20重量%を越えると、塗イ5液のポットライフ
が短くなり、長期間保存に耐えなくなり、また得られる
被膜が厚くなりずぎてクラック発生の原因ともなるため
好ましくない。一方上記値が0.5重量%未満では、所
望膜厚の被膜を17るために数回の塗布を繰返す必要が
生ずるため好ましくない。
In addition, the total amount of zirconium oxylate and silicon alkoxide or its derivative in the above coating solution is 0.5 to 2 as 5i02+ZrO2 in terms of oxide.
0% by weight, preferably 2 to 10% by weight. However, if the above-mentioned value exceeds 20% by weight, the pot life of the coating solution 5 will be shortened, and it will not be able to withstand long-term storage, and the obtained coating will become too thick, which may cause cracks, which is not preferable. On the other hand, if the above-mentioned value is less than 0.5% by weight, it is not preferable because it becomes necessary to repeat coating several times in order to form a film with a desired thickness.

非沈降性シリカ液を用いる場合には、非沈降性シリカ液
中のSiOと、シリコンアルコキシ]へまたはその誘導
体中の換算S i O2との小量比である(非沈降性シ
リカ液中のS + 02 > / (シリコンアルコキ
シドまたはその誘導体中の換算3i02)が9以下であ
ることか好ましい。この値が9を越えると、jqられる
被膜の透明性はざらに増すが、被膜の耐久性を向上ざぜ
るための塗布膜の焼成温度を約300 ’C以上にしな
ければならないという新たな問題点か生ずるため好まし
くない。
When a non-precipitating silica solution is used, it is a small ratio of SiO in the non-precipitating silica solution to S i O2 converted to silicon alkoxy] or its derivatives (S in the non-precipitating silica solution). + 02 > / (3i02 in silicon alkoxide or its derivatives) is preferably 9 or less. If this value exceeds 9, the transparency of the film will increase dramatically, but the durability of the film will improve. This is not preferable because a new problem arises in that the firing temperature of the coated film must be set to about 300'C or higher to cause agitation.

非沈降性シリカを用いた場合であっても、塗布液中のZ
rO2と全5iQ2との比などの条件は、前述のシリコ
ンアルコキシドまたはその誘導体のみを用いた場合と同
様である。
Even when non-sedimenting silica is used, Z in the coating solution
Conditions such as the ratio of rO2 to total 5iQ2 are the same as in the case where only silicon alkoxide or its derivatives are used.

なお本発明では成長防止剤の含まれた非沈降性シリカ液
が用いられるが、場合によっては、成長防止剤が添DI
されていない非沈降性シリカ液−を、ジルコニウムオキ
シ酸塩、シリコンアルコキシドまたはその誘導体、水、
有機溶媒と混合した俊、得られた混合液中にこの成長防
止剤を添加してもよい。
In the present invention, a non-sedimenting silica solution containing a growth inhibitor is used, but in some cases, the growth inhibitor may be added to DI.
The non-sedimented silica liquid is treated with zirconium oxylate, silicon alkoxide or its derivatives, water,
This growth inhibitor may be added to the resulting mixed solution mixed with an organic solvent.

本発明に係る透明性被膜形成用塗布液では、水は、シリ
コンアルコキシドの加水分解反応のために必要で必る。
In the coating liquid for forming a transparent film according to the present invention, water is necessary for the hydrolysis reaction of silicon alkoxide.

塗イ5液中の水の量は、混合液中ののシリコンアルコキ
シドまたはその誘導体の吊に応じて決定されることが好
ましく、混合液中の1−120とシリコンアルコキシド
またはその誘導体(7)t%[s i 02 、!=(
7)−E/L、比820/S!02が少なくとも2以上
となるような量で水が塗布液中に含まれていることが好
ましい。この値が2未満では、被1模形成後も未分解の
シリコンアルコキシドまたはその誘4体が未分解のまま
残留するため、被膜が得られない。
The amount of water in the coating solution 5 is preferably determined depending on the amount of silicon alkoxide or its derivative in the mixed solution, and the amount of water in the mixed solution is determined depending on the amount of silicon alkoxide or its derivative (7) in the mixed solution. %[s i 02 ,! =(
7)-E/L, ratio 820/S! It is preferable that water is contained in the coating liquid in an amount such that 02 is at least 2 or more. If this value is less than 2, undecomposed silicon alkoxide or its derivative remains undecomposed even after the first pattern is formed, so that no film can be obtained.

また本発明に係る塗イ5液中には上記のように水および
アルコールなどの有機溶媒が存在するため、ジルコニウ
ムオキシ酸塩かこれらに溶解し、塗布液はpf−12以
下の酸性を示すようになる。このため、塗イ[液中にシ
リコンアルコキシドまたはその誘導体を加水分解させる
ための塩酸、硝酸なとの酸触媒を特に添加覆る必要かな
い。
In addition, since the coating liquid according to the present invention contains organic solvents such as water and alcohol as described above, the zirconium oxyacid salt dissolves in these, and the coating liquid exhibits acidity of pf-12 or less. become. Therefore, it is not necessary to add an acid catalyst such as hydrochloric acid or nitric acid to the coating solution to hydrolyze the silicon alkoxide or its derivative.

次に本発明に係る透明性被膜形成用塗布液の製造方法に
ついて説明する。
Next, a method for producing a coating liquid for forming a transparent film according to the present invention will be explained.

ジルコニウムオキシ酸塩と、シリコンアルコキシドまた
はその誘導体とを、水および有機溶媒中に溶解または分
散させる。この際の溶解また【よ分散順序は特に限定さ
れることはなく、たとえばジルコニウムオキシ酸塩の水
溶液と、アルコールなどの有機溶媒とを混合し、得られ
た混合物にシリコンアルコキシドまたはその誘導体のア
ルコール溶液を添加してもよく、また上記のような溶液
を一挙に混合してもよい。
The zirconium oxylate and the silicon alkoxide or its derivative are dissolved or dispersed in water and an organic solvent. The dissolution or dispersion order at this time is not particularly limited; for example, an aqueous solution of zirconium oxylate and an organic solvent such as alcohol are mixed, and the resulting mixture is added to an alcohol solution of silicon alkoxide or its derivative. may be added, or the above solutions may be mixed all at once.

このようにして141られだ塗イF液は、カラスまたは
プラスチックなどの基板上に従来公知の方法たとえばス
ピンナー法、スプレー法、バーコード法、ロールコータ
法などによって塗イIされる。次いで基板上に形成され
た塗イUi膜を、常温〜120°C程の温度で乾燥硬化
させれば、基板との密着性、耐1寮傷性、透明性に優れ
た被膜か得られる。この被膜をさらに250’C程度ま
での温度で焼成すれば、耐アルカリ↑(1などの耐久性
がさらに向上された被膜か得られる。もちろん必要なら
ば250 ’C以上の温度たとえば500 ’C以上の
温度で被膜を焼成することもてきる。
In this way, the 141 coating solution F is coated onto a substrate such as glass or plastic by a conventionally known method such as a spinner method, a spray method, a bar code method, a roll coater method, etc. Next, by drying and curing the coated Ui film formed on the substrate at a temperature of about room temperature to 120°C, a film with excellent adhesion to the substrate, scratch resistance, and transparency can be obtained. If this coating is further fired at a temperature of up to about 250'C, a coating with further improved durability such as alkali resistance ↑ (1) can be obtained. It is also possible to sinter the coating at a temperature of .

このように本発明では、250’C程度以下の温度で被
膜を乾燥または焼成づるだ(〕で優れた特性をイjする
被膜を形成することかできるため、プラスチックなどの
耐熱性に優れていない基板上にも被膜を形成することか
できる。
In this way, in the present invention, it is possible to form a film with excellent properties by drying or baking the film at a temperature of about 250'C or less, so it is possible to form a film with excellent properties, which does not have excellent heat resistance such as plastics. A coating can also be formed on the substrate.

本発明に係る塗イ5液をカラス等の透明基板に塗布して
得られる透明性被膜の光学的特性としては、SiO2源
としてシリコンアルコイシドまたはその誘導体を用いて
被膜を形成覆ると、たとえば全光線透過率85%以上、
光沢度(G値)190%以下、ヘーズ2%以下の被膜が
得られ、またこれに非沈降性シリカ液を加えて被膜を形
成すると、たとえば全光線透過率90%以上、光沢度1
70%以下と、さらに高透明できらつきの少ない被膜が
17られる。
The optical properties of the transparent film obtained by applying the coating solution 5 according to the present invention to a transparent substrate such as glass include, for example, when a film is formed using silicon alkoid or its derivative as a SiO2 source, Light transmittance 85% or more,
A film with a glossiness (G value) of 190% or less and a haze of 2% or less can be obtained, and if a non-sedimentable silica solution is added to form a film, for example, a total light transmittance of 90% or more and a glossiness of 1.
70% or less, resulting in a coating with even higher transparency and less glare.

本発明によって17られる塗布液は、ガラス基板のアル
カリイオン溶出防止膜、液晶セルの透明絶縁被膜等の用
途に適用すればすぐれた効果を発揮する。
The coating liquid according to the present invention exhibits excellent effects when applied to applications such as an alkali ion elution prevention film for glass substrates and a transparent insulation coating for liquid crystal cells.

発明の効果 本発明に係る透明性被膜形成用塗布液は、ジルコニウム
オキシ酸塩と、シリコンアルコキシドまたはその誘導体
と、必要に応じて非沈降性シリカとが、水および有機溶
媒からなる混合溶媒中に均一に混合されているので、こ
の塗布液は安定性に優れて長期間にわたって保存するこ
とができ、しかも被膜の形成時に、塗布液に新たな酸を
添加する必要がなく、かつ被膜を450’Cもの高温で
焼成する必要がなく、その上jqられる被膜は耐久性お
よび透明性に優れている。したがってプラスチックなど
の耐熱性に劣る基板上にも被膜を形成することかできる
Effects of the Invention The coating solution for forming a transparent film according to the present invention contains a zirconium oxyacid salt, a silicon alkoxide or a derivative thereof, and optionally non-precipitating silica in a mixed solvent consisting of water and an organic solvent. Because it is uniformly mixed, this coating solution has excellent stability and can be stored for a long period of time.Moreover, there is no need to add new acid to the coating solution when forming a film, and the coating solution can be maintained for up to 450 minutes. There is no need to bake at temperatures as high as C, and the resulting coating has excellent durability and transparency. Therefore, a film can be formed even on a substrate having poor heat resistance such as plastic.

以下本発明を実施例によって説明するが、本発明はこれ
ら実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 7rO2として25重量%のオキシ塩化ジルコニウム水
溶液112g、エタノール696Jおよび水126cJ
8f1合し、オキシ塩化ジルコニウムの水−アルコール
溶液を調製した。
Example 1 112 g of 25% by weight aqueous zirconium oxychloride solution as 7rO2, 696 J of ethanol and 126 cJ of water
8f1 were combined to prepare a water-alcoholic solution of zirconium oxychloride.

1 oogのエチルシリケート2Bにエタノール833
gを加えてj!Iられたエチルシリケートのアルコール
溶液に、前記のオキシ塩化ジルコニウム溶液を加えて透
明性被膜形成用塗布液を調製した。
1 oog of ethyl silicate 2B to ethanol 833
Add g and j! The above zirconium oxychloride solution was added to the alcohol solution of ethyl silicate prepared above to prepare a coating solution for forming a transparent film.

この塗布液の組成などを表1に示す。Table 1 shows the composition of this coating liquid.

実施例2 ZrO2として25重量%のオキシ硝酸ジルコニウム水
溶液1609、エタノール5803および水60gを混
合し、オキシ硝酸ジルコニウムの水−アルコール溶液を
調製した。
Example 2 A 25% by weight ZrO2 aqueous solution of zirconium oxynitrate 1609, ethanol 5803 and 60 g of water were mixed to prepare a water-alcoholic solution of zirconium oxynitrate.

50yのエチルシリケート40にエタノール350gを
加えて得られたエチルシリケートのアルコール溶液に、
前記のオキシ硝酸ジルコニウム溶液を加えて透明性被膜
形成用塗布液を調製した。
To an alcoholic solution of ethylsilicate obtained by adding 350g of ethanol to 50y of ethylsilicate 40,
A coating solution for forming a transparent film was prepared by adding the above-mentioned zirconium oxynitrate solution.

この塗イ5液の組成なとを表1に示1゜実施例3〜5 希釈剤として実施例1のエタノールの代わりに、メタノ
ール−エタノールの1:1混合液(弔呈比、以下同じ実
施例3)、メタノール−〇−ブタノールの1=1混合液
(実施例4)、エチレングリコールモノメチルエーテル
−酢酸エチルの1:1混合液(実施例5)を用いた以外
は、実施例1と同様の方法で透明性被膜形成用塗布液を
17だ。
The composition of the five coating liquids is shown in Table 1.Examples 3 to 5 As a diluent, a 1:1 mixture of methanol and ethanol was used instead of the ethanol in Example 1. Example 3), a 1:1 mixture of methanol-〇-butanol (Example 4), and a 1:1 mixture of ethylene glycol monomethyl ether-ethyl acetate (Example 5) were used. A coating solution for forming a transparent film is prepared using the method described in 17.

この塗布液の組成などを表1に示す。Table 1 shows the composition of this coating liquid.

実施例6 S102として5重量%のケイ酸ナトリウム水溶液(S
 ! 02 / N a20= 3モル1モル)を15
°Cに保持した水素型陽イオン交換樹脂カラムに空間速
度(SV)−5で通し、非沈降性シリカ液を得た。この
液にN−メチル−2−ピロリドンを、上記液100g当
り44.5gを添加して攪拌混合したのち、ロータリー
エバポレーターを用いて、80℃に加熱し、水を留去し
、非沈降性シリカ液(A液〉を得た。この液のS i 
022Xi度は10重重%、水分含有量は1.0重里%
であった。
Example 6 5% by weight aqueous sodium silicate solution (S102)
! 02 / Na20 = 3 mol 1 mol) to 15
It was passed through a hydrogen type cation exchange resin column maintained at °C at a space velocity (SV) of -5 to obtain a non-sedimentable silica solution. After adding 44.5 g of N-methyl-2-pyrrolidone per 100 g of the above solution and mixing with stirring, the mixture was heated to 80°C using a rotary evaporator to distill off water, and the non-sedimentable silica A liquid (liquid A) was obtained. S i of this liquid
022Xi degree is 10% by weight, water content is 1.0% by weight
Met.

別にZrO2として25歪量%のオキシ硝酸ジルコニウ
ム水溶液112g、エタノール696gおよび水126
gの混合溶液(B液)を調製した。
Separately, 112 g of a 25 strain% zirconium oxynitrate aqueous solution, 696 g of ethanol and 126 g of water were used as ZrO2.
A mixed solution (solution B) of g was prepared.

■プルシリグー1〜28 100g、A液31gをエタ
ノール916gに添加混合した液(B液〉にB液を混合
し、透明性被膜形成用塗布液を冑た。
(2) Solution B was mixed with a solution prepared by adding and mixing 100 g of Pursiligoo 1 to 28 and 31 g of Solution A to 916 g of ethanol (Liquid B), and the coating solution for forming a transparent film was removed.

この塗布液の組成などを表1に示す。Table 1 shows the composition of this coating liquid.

実栴例7〜9 A液使用量をそれぞれ93g(実施例7)、280g(
実施例8)、2.5209 (実施例9)およびB液の
エタノール量をそれぞれ1,060g(実施例7 ) 
、j、497 g(実施例8)、6.7239(実施例
9)とした以外は、実施例6と同様の方法により透明性
被膜形成用塗布液を得た。
Practical Examples 7 to 9 The amount of liquid A used was 93g (Example 7) and 280g (
Example 8), 2.5209 (Example 9) and the amount of ethanol in liquid B were each 1,060 g (Example 7).
, j, 497 g (Example 8) and 6.7239 g (Example 9), a coating liquid for forming a transparent film was obtained in the same manner as in Example 6.

この塗布液の組成などを表1に示す。Table 1 shows the composition of this coating liquid.

実施例10 実施例1〜9てIHられた塗布液を用いて、ガラス板に
、以下のようにして透明被膜を設けた。
Example 10 Using the coating liquids subjected to IH in Examples 1 to 9, a transparent coating was provided on a glass plate in the following manner.

それぞれの塗イ[液をスピンナーを使用して、2、 O
OOrpmでガラス板に塗イhしたのち、110’Cて
乾燥し、その1m 250 ’Cで焼成した。1qられ
た被膜について、下記の試験を行って、その特性を評価
した。結果を表2に示す。
Apply each coat using a spinner, 2.
After coating on a glass plate at OO rpm, it was dried at 110'C and fired at 250'C for 1 m. The following tests were conducted on the 1q coated film to evaluate its properties. The results are shown in Table 2.

・全光線透過率(Tt)およびヘーズ(H)二ヘーズコ
ンピューター(スガ試験機製)・光沢度(G値):JI
S  K7105−81の光沢度測定法において測定角 度60’で評価した。
・Total light transmittance (Tt) and haze (H) 2 haze computer (manufactured by Suga Test Instruments) ・Glossiness (G value): JI
Evaluation was made using the gloss measurement method of SK7105-81 at a measurement angle of 60'.

・密着性テスト二市販の12胴幅セロテープの一部を被
膜にはりつけ、残り を被膜に対して直角に保ち、 瞬間的にひきはがしガラス上 の被膜の有無を目視した。
・Adhesion test 2 A part of commercially available 12-body width cellophane tape was attached to the film, the rest was held perpendicular to the film, and the film was instantly peeled off and the presence or absence of the film on the glass was visually observed.

・鉛 筆 硬 度:JIS  DO202−71に基づ
き評価した。
- Pencil hardness: Evaluated based on JIS DO202-71.

・耐久性テスト:下記の試験を行ない、試験前後の密着
性、全光線透過率を 比較した。
・Durability test: The following test was conducted to compare the adhesion and total light transmittance before and after the test.

■耐アルカリ性:15ffiff1%アンモニア水に室
温て120時間浸漬。
■Alkali resistance: Soaked in 15ffiff1% ammonia water for 120 hours at room temperature.

■耐塩水性:10重量%NaCl水溶液に室温で120
時間浸漬。
■ Salt water resistance: 120% by weight in NaCl aqueous solution at room temperature
Time soaking.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)ジルコニウムオキシ酸塩と、シリコンアルコキシド
またはその誘導体とが、水および有機溶媒からなる混合
溶媒中に均一に混合されてなる透明性被膜形成用塗布液
。 2)ジルコニウムオキシ酸塩と、シリコンアルコキシド
またはその誘導体と、非沈降性シリカ液とが、水および
有機溶媒からなる混合溶媒中に均一に混合されてなる透
明性被膜形成用塗布液。
[Scope of Claims] 1) A coating liquid for forming a transparent film, in which a zirconium oxyacid salt and a silicon alkoxide or a derivative thereof are uniformly mixed in a mixed solvent consisting of water and an organic solvent. 2) A coating liquid for forming a transparent film, which is obtained by uniformly mixing a zirconium oxylate, a silicon alkoxide or a derivative thereof, and a non-precipitating silica liquid in a mixed solvent consisting of water and an organic solvent.
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