JP6847243B2 - Coating composition, laminate and solar cell module, and method for manufacturing the laminate - Google Patents

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Description

本開示は、塗布組成物、積層体及び太陽電池モジュール、並びに積層体の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a coating composition, a laminate and a solar cell module, and a method for producing the laminate.

近年、厚みが数μm〜数10nmの薄い層をコーティング法により塗布して形成するための塗布組成物が、光学フィルム、印刷、フォトリソグラフィー等の用途に広く使用されている。塗布組成物のうち、水性の塗布組成物は、水を主成分とする溶媒を用いていることから、塗布形成された膜の表面エネルギーが低く、透明性に優れる。一方、有機溶媒を主成分とした塗布組成物は、塗布組成物の粘性が低く、塗布組成物の表面張力も低い等の利点がある。そのため、溶媒として水又は有機溶媒のいずれを用いた塗布組成物も様々な用途に適用されている。 In recent years, a coating composition for coating a thin layer having a thickness of several μm to several tens of nm by a coating method has been widely used in applications such as optical films, printing, and photolithography. Among the coating compositions, the aqueous coating composition uses a solvent containing water as a main component, so that the surface energy of the film formed by coating is low and the film is excellent in transparency. On the other hand, the coating composition containing an organic solvent as a main component has advantages such as low viscosity of the coating composition and low surface tension of the coating composition. Therefore, coating compositions using either water or an organic solvent as the solvent have been applied to various uses.

塗布組成物の具体的な用途としては、例えば、反射防止膜、光学レンズ、光学フィルタ、各種ディスプレイの薄層フィルムトランジスタ(TFT)用平坦化膜、結露防止膜、防汚膜、表面保護膜等の機能性膜への適用が挙げられる。中でも、反射防止膜は、例えば、太陽電池モジュール、監視カメラ、照明機器、標識等の保護膜に適用することが可能であり、近年では反射防止膜の有用性が注目されている。 Specific applications of the coating composition include, for example, antireflection film, optical lens, optical filter, flattening film for thin film transistor (TFT) of various displays, dew condensation prevention film, antifouling film, surface protective film and the like. Can be applied to functional membranes. Among them, the antireflection film can be applied to, for example, a protective film for a solar cell module, a surveillance camera, a lighting device, a sign, etc., and in recent years, the usefulness of the antireflection film has attracted attention.

太陽電池モジュールのフロントガラスは、モジュールの最表面に配置されているため、反射防止性のみならず、耐傷性の向上も求められる。加えて、太陽電池モジュールの組み立て工程においては、フロントガラスを配置する際に、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体(以下「EVA」と略称する。)などの樹脂が封止材として用いられる場合がある。 このような場合において、封止材などの物質がフロントガラス表面のような硬質表面の所望とされない領域に接触しても容易な除去(例えば、剥離、拭き取り等)を可能とする防汚性も求められる。 Since the windshield of the solar cell module is arranged on the outermost surface of the module, not only antireflection but also scratch resistance is required to be improved. In addition, in the process of assembling the solar cell module, a resin such as an ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter abbreviated as "EVA") may be used as a sealing material when arranging the windshield. is there. In such a case, even if a substance such as a sealing material comes into contact with an undesired area of a hard surface such as a windshield surface, it also has antifouling property that enables easy removal (for example, peeling, wiping, etc.). Desired.

上記の塗布組成物に関連する技術として、例えば、特開2016−1199号公報には、加水分解性の高いSiX(Xは加水分解基)で表されるシリカマトリックス前駆体を有しており、良好な耐傷性が得られる塗布組成物が開示されている。また、塗布組成物の屈折率及び空孔の直径を特定することで、反射防止性を向上させている。As a technique related to the above coating composition, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-1199 has a silica matrix precursor represented by highly hydrolyzable SiX 4 (X is a hydrolyzable group). , A coating composition that provides good scratch resistance is disclosed. Further, the antireflection property is improved by specifying the refractive index and the diameter of the pores of the coating composition.

また、特許第4512250号公報に記載の塗布組成物は、高反応性及び低表面エネルギーを有するシリカマトリックス前駆体として水素シルセスキオキサン(水素化3官能シラン化合物)を有する例が開示されており、耐傷性及び防汚性に優れるとされている。 Further, the coating composition described in Japanese Patent No. 4512250 discloses an example in which hydrogen silsesquioxane (hydrogenated trifunctional silane compound) is contained as a silica matrix precursor having high reactivity and low surface energy. It is said to have excellent scratch resistance and stain resistance.

しかし、特開2016−1199号公報に記載の塗布組成物は、上記シリカマトリックス前駆体を用いた場合、その表面エネルギーが高いため、膜表面に形成されるマトリックスの緻密性が十分ではなかった。そのため、EVAなどの樹脂が塗布膜表面に付着した場合、膜内部にまで樹脂が浸透し、容易には除去できず、防汚性が悪化してしまう問題があった。 However, in the coating composition described in JP-A-2016-1199, when the above silica matrix precursor is used, the surface energy thereof is high, so that the density of the matrix formed on the film surface is not sufficient. Therefore, when a resin such as EVA adheres to the surface of the coating film, the resin penetrates into the film and cannot be easily removed, resulting in deterioration of antifouling property.

また、特許第4512250号公報においては、良好な反射防止性を得るのに好適な膜厚(例えば、平均膜厚80nm〜200nm)の塗膜が得られるように塗布液をコートした場合、水素シルセスキオキサン同士が凝集しやすく、しかもガラスに対する濡れ性も悪いため、膜厚ムラが生じやすい。そのため、反射防止に適正な膜厚を均一に形成することが困難であり、良好な反射防止性を得ることはできない。 Further, in Japanese Patent No. 4512250, when the coating liquid is coated so as to obtain a coating film having a film thickness suitable for obtaining good antireflection properties (for example, an average film thickness of 80 nm to 200 nm), hydrogen sill is used. Since sesquioxanes are likely to aggregate with each other and have poor wettability with respect to glass, uneven film thickness is likely to occur. Therefore, it is difficult to uniformly form an appropriate film thickness for antireflection, and good antireflection property cannot be obtained.

本発明の一実施形態が解決しようとする課題は、反射防止性、耐傷性及び防汚性に優れた膜が得られる塗布組成物を提供することにある。
本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、反射防止性、耐傷性及び防汚性に優れた積層体及びその製造方法を提供することにある。
本発明の他の実施形態が解決しようとする課題は、優れた発電性能を発現する太陽電池モジュールを提供することにある。
An object to be solved by one embodiment of the present invention is to provide a coating composition capable of obtaining a film having excellent antireflection, scratch resistance and antifouling property.
An object to be solved by another embodiment of the present invention is to provide a laminate having excellent antireflection, scratch resistance and antifouling property, and a method for producing the same.
An object to be solved by another embodiment of the present invention is to provide a solar cell module that exhibits excellent power generation performance.

課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> ポリマー粒子と、下記式(1)で表される加水分解性シラン化合物及び上記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物と、溶解度パラメーターの水素結合項が16MPa1/2以上の有機溶媒と、を含む塗布組成物である。
H−Si(OR 式(1)
式(1)において、Rは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表す。
<2> 更に、下記式(2)で表される加水分解性シラン化合物及び上記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物を含む<1>に記載の塗布組成物である。
−Si(OR 式(2)
式(2)において、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表し、Rは、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のフッ化アルキル基、炭素数6〜12のアリール基を表す。
Specific means for solving the problem include the following aspects.
<1> The polymer particles, the silane compound selected from the hydrolyzable silane compound represented by the following formula (1) and the partially hydrolyzed condensate of the above hydrolyzable silane compound, and the hydrogen bond term of the solubility parameter are 16 MPa 1. A coating composition containing / 2 or more of an organic solvent.
H-Si (OR 1 ) 3 formula (1)
In the formula (1), R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
<2> The coating composition according to <1>, further comprising a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (2) and a partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound.
R 3- Si (OR 2 ) 3 formula (2)
In the formula (2), R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and an alkyl fluoride having 1 to 8 carbon atoms. Represents a group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

<3> 上記有機溶媒の沸点が、50℃以上200℃未満である<1>又は<2>に記載の塗布組成物である。
<4> 上記溶解度パラメーターの水素結合項が、16MPa1/2以上22MPa1/2未満である<1>〜<3>のいずれか1つに記載の塗布組成物である。
<5> 上記式(1)で表される加水分解性シラン化合物及び上記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物を、シラン化合物の全量に対して50質量%以上含む<1>〜<4>のいずれか1つに記載の塗布組成物である。
<6> 水を含み、かつ、溶媒の全質量に対する上記有機溶媒の含有量が50質量%以上である<1>〜<5>のいずれか1つに記載の塗布組成物である。
<7> 固形分濃度が、塗布組成物の全質量に対して1質量%以上20質量%以下である<1>〜<6>のいずれか1つに記載の塗布組成物である。
<3> The coating composition according to <1> or <2>, wherein the boiling point of the organic solvent is 50 ° C. or higher and lower than 200 ° C.
<4> The coating composition according to any one of <1> to <3>, wherein the hydrogen bond term of the solubility parameter is 16 MPa 1/2 or more and less than 22 MPa 1/2.
<5> A silane compound selected from the hydrolyzable silane compound represented by the above formula (1) and the partially hydrolyzed condensate of the above hydrolyzable silane compound is contained in an amount of 50% by mass or more based on the total amount of the silane compound. The coating composition according to any one of 1> to <4>.
<6> The coating composition according to any one of <1> to <5>, which contains water and has a content of the organic solvent in an amount of 50% by mass or more based on the total mass of the solvent.
<7> The coating composition according to any one of <1> to <6>, wherein the solid content concentration is 1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total mass of the coating composition.

<8> 基材の上に、<1>〜<7>のいずれか1つに記載の塗布組成物の硬化物を有する積層体である。
<9> 上記基材がガラス基材である<8>に記載の積層体である。
<10> 上記ガラス基材が、表面に凹凸構造を有する<9>に記載の積層体である。
<11> <8>〜<10>のいずれか1つに記載の積層体を備えた太陽電池モジュールである。
<12> <1>〜<7>のいずれか1つに記載の塗布組成物を、基材上にロールコーターにより塗布して塗布膜を形成する工程と、塗布により形成された塗布膜を乾燥する工程と、乾燥後の塗布膜を焼成する工程と、を有する積層体の製造方法である。
<8> A laminate having a cured product of the coating composition according to any one of <1> to <7> on a base material.
<9> The laminate according to <8>, wherein the base material is a glass base material.
<10> The laminate according to <9>, wherein the glass base material has an uneven structure on the surface.
<11> A solar cell module including the laminate according to any one of <8> to <10>.
<12> A step of applying the coating composition according to any one of <1> to <7> onto a substrate with a roll coater to form a coating film, and drying the coating film formed by the coating. This is a method for producing a laminate, which comprises a step of firing a coating film after drying and a step of firing the coating film after drying.

本発明の一実施形態によれば、反射防止性、耐傷性及び防汚性に優れた膜が得られる塗布組成物が提供される。
本発明の他の実施形態によれば、反射防止性、耐傷性及び防汚性に優れた積層体及びその製造方法が提供される。
本発明の他の実施形態によれば、優れた発電性能を発現する太陽電池モジュールが提供される。
According to one embodiment of the present invention, there is provided a coating composition capable of obtaining a film having excellent antireflection, scratch resistance and antifouling property.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a laminate having excellent antireflection, scratch resistance and antifouling property, and a method for producing the same.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a solar cell module that exhibits excellent power generation performance.

以下、本開示の塗布組成物、積層体及びその製造方法、太陽電池モジュールについて、詳細に説明する。 Hereinafter, the coating composition, the laminate and the method for producing the same, and the solar cell module of the present disclosure will be described in detail.

本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。本明細書に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
また、本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に相当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
In the present specification, the numerical range represented by using "~" means a range including the numerical values before and after "~" as the lower limit value and the upper limit value. In the numerical range described stepwise in the present specification, the upper limit value or the lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of another numerical range described stepwise. Further, in the numerical range described in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value described in a certain numerical range may be replaced with the value shown in the examples.
Further, in the present specification, the amount of each component in the composition is the sum of the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified, when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition. Means quantity.

また、本明細書中の「工程」の用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば本用語に含まれる。 In addition, the term "process" in the present specification is not limited to an independent process, and even if it cannot be clearly distinguished from other processes, the term "process" will be used as long as the intended purpose of the process is achieved. included.

本開示において、「シリカマトリクス」とは、加水分解性シラン化合物又は加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物が縮合することで得られる硬化物による連続相をいう。 In the present disclosure, the "silica matrix" refers to a continuous phase of a cured product obtained by condensing a hydrolyzable silane compound or a partially hydrolyzed condensate of a hydrolyzable silane compound.

<塗布組成物>
本開示の塗布組成物は、ポリマー粒子と、下記式(1)で表される加水分解性シラン化合物及び上記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物(以下、総じて「水素化3官能シラン化合物」又は「水素化3官能アルコキシシラン化合物」ともいう。)と、溶解度パラメーターの水素結合項(δH)が16MPa1/2以上の有機溶媒と、を含む。
<Coating composition>
The coating composition of the present disclosure includes polymer particles, a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (1), and a silane compound selected from a partially hydrolyzed condensate of the above hydrolyzable silane compound (hereinafter, "hydrogen" as a whole. (Also referred to as "hydrolyzed trifunctional silane compound" or "hydrolyzed trifunctional alkoxysilane compound"), and an organic solvent having a solubility parameter hydrogen bond term (δH) of 16 MPa 1/2 or more.

H−Si(OR 式(1)
式(1)において、Rは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表す。
H-Si (OR 1 ) 3 formula (1)
In the formula (1), R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

従来から、上記塗布組成物に関連する技術として、以下のような検討がなされてきた。
例えば、特開2016−1199号公報は、加水分解及び縮合反応性の高い4官能シラン化合物を用いているため、形成される膜は、硬度が高く耐傷性に優れる。一方で、4官能シラン化合物は、極性(誘電率)が高いため、ポリマー粒子のような空孔形成剤とともに用いた場合には、塗膜中での表面偏在性が不足し、表面に緻密な膜を形成し難い。そのため、膜面にEVAなどの樹脂が接触した際、膜内部にまで樹脂が浸透し、結果、防汚性が悪化してしまう問題がある。
Conventionally, the following studies have been made as techniques related to the above-mentioned coating composition.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-1199 uses a tetrafunctional silane compound having high hydrolysis and condensation reactivity, so that the film to be formed has high hardness and excellent scratch resistance. On the other hand, since the tetrafunctional silane compound has a high polarity (dielectric constant), when it is used together with a pore-forming agent such as polymer particles, the surface uneven distribution in the coating film is insufficient and the surface is dense. Difficult to form a film. Therefore, when a resin such as EVA comes into contact with the film surface, the resin permeates into the inside of the film, and as a result, there is a problem that the antifouling property is deteriorated.

特許第4512250号公報は、水素シルセスキオキサン(水素化3官能シラン化合物)を用いて膜を形成し、形成された膜は耐傷性及び防汚性に優れることが期待される。ところが、溶媒として、SP値の水素結合項(δH)が低い溶媒が用いられているため、高極性の水素シルセスキオキサンを溶媒和で十分に安定化できない。そのため、塗膜乾燥中に水素シルセスキオキサン同士が凝集しやすく、膜厚ムラを生じやすい。また、親水的なガラス基板への濡れ性が悪いため、膜厚ムラが生じやすい。したがって、膜厚が不均一となることで、反射防止性は低下する。 Japanese Patent No. 4512250 is expected to form a film using hydrogen silsesquioxane (hydrogenated trifunctional silane compound), and the formed film is expected to be excellent in scratch resistance and antifouling property. However, since a solvent having a low SP value hydrogen bond term (δH) is used as the solvent, highly polar hydrogen silsesquioxane cannot be sufficiently stabilized by solvation. Therefore, hydrogen silsesquioxanes are likely to aggregate with each other during drying of the coating film, and uneven film thickness is likely to occur. In addition, since the wettability to the hydrophilic glass substrate is poor, uneven film thickness is likely to occur. Therefore, the non-uniform film thickness reduces the antireflection property.

本開示の塗布組成物は、溶解度パラメーターの水素結合項が16MPa1/2以上の有機溶媒と水素化3官能シラン化合物の併用で良好な膜厚均一性を得ることができ、反射防止性が向上する。すなわち、塗布組成物は、ポリマー粒子と水素化3官能シラン化合物を含み、溶解度パラメーターの水素結合項が16MPa1/2以上の有機溶媒を用いた場合に、ポリマー粒子の分散安定性と、水素化3官能シラン化合物の溶解均一性がともに向上し得る。この理由としては、水素化3官能シラン化合物及びその加水分解物は、従来用いられてきたアルキル化3官能シラン化合物に対して極性が高いため、溶解度パラメーターの水素結合項が16MPa1/2以上の有機溶媒を用いることで、溶媒との水素結合により安定化され、従来のアルキル化3官能シラン化合物よりも溶解しやすくなる。これにより、シラン化合物の凝集が抑制され、膜中に、均一に水素化3官能シラン化合物とポリマー粒子が分散し、膜厚の均一性が高い塗布膜が形成される。同様に、溶解度パラメーターの水素結合項が16MPa1/2以上の有機溶媒は、親水的なガラス基板への濡れ性が良く、塗布時に膜厚ムラを生じない。
反射防止膜には反射防止性向上のための適性な膜厚がある。このため、膜厚均一性が向上することで、塗膜全体が狙いの適性膜厚となり、反射防止性が向上する。
In the coating composition of the present disclosure, good film thickness uniformity can be obtained by using an organic solvent having a solubility parameter hydrogen bond term of 16 MPa 1/2 or more and a hydrogenated trifunctional silane compound in combination, and antireflection property is improved. To do. That is, when the coating composition contains polymer particles and a hydrogenated trifunctional silane compound and an organic solvent having a solubility parameter hydrogen bond term of 16 MPa 1/2 or more is used, the dispersion stability of the polymer particles and hydrogenation Both the solubility uniformity of the trifunctional silane compound can be improved. The reason for this is that the hydrogenated trifunctional silane compound and its hydrolyzate have higher polarity than the conventionally used alkylated trifunctional silane compound, so that the hydrogen bond term of the solubility parameter is 16 MPa 1/2 or more. By using an organic solvent, it is stabilized by hydrogen bonding with the solvent, and it becomes easier to dissolve than the conventional alkylated trifunctional silane compound. As a result, aggregation of the silane compound is suppressed, the hydrogenated trifunctional silane compound and the polymer particles are uniformly dispersed in the film, and a coating film having a high uniform film thickness is formed. Similarly, an organic solvent having a solubility parameter hydrogen bond term of 16 MPa 1/2 or more has good wettability to a hydrophilic glass substrate and does not cause uneven film thickness during coating.
The antireflection film has an appropriate film thickness for improving the antireflection property. Therefore, by improving the film thickness uniformity, the entire coating film has a target appropriate film thickness, and the antireflection property is improved.

従来の4官能シラン化合物は、3官能シラン化合物よりも表面エネルギーが高いため、塗布膜の表面に偏在しにくい。そのため、表面にシリカマトリックスの緻密な層を形成できず、膜表面にポリマー粒子に起因する空孔が形成され、防汚性が悪化する。
しかし、水素化3官能シラン化合物のような低極性の3官能シラン化合物は、ポリマー粒子に対して表面エネルギーが低く、膜表面に偏在しやすい。これにより、膜表面にシリカマトリックスの緻密層が形成され、防汚性が良化する。
Since the conventional tetrafunctional silane compound has a higher surface energy than the trifunctional silane compound, it is unlikely to be unevenly distributed on the surface of the coating film. Therefore, a dense layer of silica matrix cannot be formed on the surface, pores due to polymer particles are formed on the film surface, and the antifouling property is deteriorated.
However, low-polarity trifunctional silane compounds such as hydrogenated trifunctional silane compounds have lower surface energy than polymer particles and tend to be unevenly distributed on the film surface. As a result, a dense layer of silica matrix is formed on the film surface, and the antifouling property is improved.

水素化3官能シラン化合物は、焼成前においては3官能シラン化合物が有する性質を呈して膜面に偏在しやすい。その一方、焼成後においては、分子中の水素が脱離して4官能シラン化合物と同じSi−(OH)構造をとるため、形成された膜の硬度が向上し、ひいては耐傷性を良化することができる。The hydrogenated trifunctional silane compound exhibits the properties of the trifunctional silane compound before firing and tends to be unevenly distributed on the film surface. On the other hand, after firing, hydrogen in the molecule is desorbed to form the same Si- (OH) 4 structure as the tetrafunctional silane compound, so that the hardness of the formed film is improved, which in turn improves the scratch resistance. be able to.

3官能シラン化合物は、4官能シラン化合物に比べて縮合反応性が低く、塗布組成物の経時での増粘が抑制され、液経時安定性が良好になる。これに対して、4官能シラン化合物は、3官能シラン化合物に比べて、塗布組成物の液経時安定性がやや低下するものの、縮合反応性の点で優れている。
本開示の水素化3官能シラン化合物は、4官能シラン化合物より低反応性ではあるが、液経時安定性が良好になる利点があり、しかも焼成後は4官能シラン化合物を用いた場合と同様の構造が得られるため、高き膜硬度が得られる利点も有している。
The trifunctional silane compound has a lower condensation reactivity than the tetrafunctional silane compound, the thickening of the coating composition over time is suppressed, and the stability over time in the liquid is improved. On the other hand, the tetrafunctional silane compound is superior to the trifunctional silane compound in terms of condensation reactivity, although the stability of the coating composition over time is slightly reduced.
Although the hydrogenated trifunctional silane compound of the present disclosure has lower reactivity than the tetrafunctional silane compound, it has an advantage that the stability over time is improved, and after firing, it is the same as when the tetrafunctional silane compound is used. Since the structure can be obtained, it also has an advantage that a high film hardness can be obtained.

以下、本開示の塗布組成物に含まれる各成分について、詳細に説明する。 Hereinafter, each component contained in the coating composition of the present disclosure will be described in detail.

(ポリマー粒子)
本開示の塗布組成物は、空孔形成剤としてポリマー粒子の少なくとも一種を含有する。
ポリマー粒子は、塗布組成物により形成された塗布膜中から除去可能な粒子であり、熱処理により塗布膜中から除去可能な粒子であることが好ましい。塗布膜からポリマー粒子が除去されることにより、熱処理後の塗布膜中には空孔が形成される。
熱処理により上記塗布膜中から除去可能な粒子としては、例えば、熱処理が行われた際に、熱分解及び揮発の少なくとも一方により除去される粒子が挙げられる。
(Polymer particles)
The coating composition of the present disclosure contains at least one of polymer particles as a pore-forming agent.
The polymer particles are particles that can be removed from the coating film formed by the coating composition, and are preferably particles that can be removed from the coating film by heat treatment. By removing the polymer particles from the coating film, pores are formed in the coating film after the heat treatment.
Examples of the particles that can be removed from the coating film by the heat treatment include particles that are removed by at least one of thermal decomposition and volatilization when the heat treatment is performed.

ポリマー粒子の熱分解温度は、300℃〜800℃が好ましく、400℃〜700℃がより好ましい。
熱分解温度とは、熱質量/示差熱(TG/TDA)測定において、質量減少率が50質量%に達した時点の温度を意味する。
The thermal decomposition temperature of the polymer particles is preferably 300 ° C. to 800 ° C., more preferably 400 ° C. to 700 ° C.
The pyrolysis temperature means the temperature at the time when the mass reduction rate reaches 50% by mass in the thermogravimetric / differential thermal (TG / TDA) measurement.

また、ポリマー粒子のガラス転移温度(Tg)は、0℃〜150℃が好ましく、30℃〜100℃がより好ましい。
Tgを150℃以下とすることにより、得られる膜の防汚性がより向上する。これは、塗布組成物の流動性が高くなることにより、加水分解性シラン化合物の膜表面への偏在がより容易になるためであると考えられる。
Tgを0℃以上とすることにより、得られる膜の耐傷性がより向上する。これは、ポリマー粒子の熱分解温度を300℃以上にすることができ、膜の機械強度を高く維持したまま、均一な大きさの空孔を得ることができるためであると考えられる。
ガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られたDSC曲線より求め、より具体的にはJIS K7121−1987「プラスチックの転移温度測定方法」のガラス転移温度の求め方に記載の「補外ガラス転移開始温度」により求められる。
The glass transition temperature (Tg) of the polymer particles is preferably 0 ° C. to 150 ° C., more preferably 30 ° C. to 100 ° C.
By setting the Tg to 150 ° C. or lower, the antifouling property of the obtained film is further improved. It is considered that this is because the hydrolyzable silane compound becomes more easily unevenly distributed on the film surface due to the increased fluidity of the coating composition.
By setting Tg to 0 ° C. or higher, the scratch resistance of the obtained film is further improved. It is considered that this is because the thermal decomposition temperature of the polymer particles can be set to 300 ° C. or higher, and pores having a uniform size can be obtained while maintaining high mechanical strength of the film.
The glass transition temperature is obtained from the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC), and more specifically, it is described in "Supplementary" described in JIS K7121-1987 "Method for measuring transition temperature of plastics". It is determined by the outer glass transition start temperature.

なお、本明細書中において、「防汚性」は、セロテープ(登録商標)を貼り付けた際のテープ糊残り性で評価されるものであるが、例えば太陽電池モジュールの分野において、組立工程でフロントガラスを配置する際、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)などの樹脂がフロントガラス等の所望されない領域に接触して付着した場合も、容易に除去(例えば剥離、拭き取り等)し得る性質も良好にすることができる。 In the present specification, "antifouling property" is evaluated by the tape adhesive residue property when cellophane tape (registered trademark) is attached. For example, in the field of a solar cell module, in an assembly process. When arranging the windshield, even if a resin such as ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) comes into contact with and adheres to an undesired region such as the windshield, it can be easily removed (for example, peeling, wiping, etc.). The properties can also be improved.

ポリマー粒子に含まれるポリマーとしては、所望の粒径のポリマー粒子が得られれば特に限定されるものではない。ポリマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、スチレン系モノマー、ジエン系モノマー、イミド系モノマー、及びアミド系モノマーよりなる群(以下、「特定モノマー群」ともいう。)から選ばれるモノマーの単独重合体又は共重合体が好ましい。
また、塗布組成物の液経時安定性の観点から、ポリマー粒子を構成するポリマーは、ヒドロキシ基やカルボキシ基等の、シラノール基と反応して縮合する官能基を含まないことが好ましい。
The polymer contained in the polymer particles is not particularly limited as long as polymer particles having a desired particle size can be obtained. As the polymer, a single monomer selected from the group consisting of (meth) acrylic acid ester-based monomer, styrene-based monomer, diene-based monomer, imide-based monomer, and amide-based monomer (hereinafter, also referred to as “specific monomer group”). Polymers or copolymers are preferred.
Further, from the viewpoint of the stability of the coating composition over time, it is preferable that the polymer constituting the polymer particles does not contain a functional group that reacts with a silanol group and condenses, such as a hydroxy group and a carboxy group.

(メタ)アクリル酸エステル系モノマーとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシエチル、(メタ)アクリル酸プロポキシエチル、(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシプロピル、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールのジアクリル酸エステル、ジエチルグリコールのジアクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジアクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジアクリル酸エステル、エチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ジエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリエチレングリコールのジメタクリル酸エステル、ポリエチレングリコールのジアクリル酸エステル、プロピレングリコールのジメタクリル酸エステル、ジプロピレングリコールのジメタクリル酸エステル、トリプロピレングリコールのジメタクリル酸エステル等が挙げられる。 Examples of the (meth) acrylic acid ester-based monomer include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic. Isobutyl acid, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, (meth) Decyl acrylate, dodecyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, propoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, (Meta) Acrylic acid ethoxypropyl, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dialkylaminoalkyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, ethylene glycol diacrylic acid ester, diethyl glycol diacrylic acid ester, triethylene glycol diacrylic acid ester , Polyacrylic acid ester of polyethylene glycol, Diacrylic acid ester of dipropylene glycol, Diacrylic acid ester of tripropylene glycol, Dimethacrylic acid ester of ethylene glycol, Dimethacrylic acid ester of diethylene glycol, Dimethacrylic acid ester of triethylene glycol, Polyethylene glycol Diacrylic acid ester of propylene glycol, dimethacrylic acid ester of propylene glycol, dimethacrylic acid ester of dipropylene glycol, dimethacrylic acid ester of tripropylene glycol and the like.

スチレン系モノマーとしては、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルスチレン、トリエチルスチレン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキシルスチレン、ヘプチルスチレン、オクチルスチレン、フロロスチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ジブロモスチレン、クロルメチルスチレン、ニトロスチレン、アセチルスチレン、メトキシスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−スチレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。 Styrene-based monomers include styrene, methylstyrene, dimethylstyrene, trimethylstyrene, ethylstyrene, diethylstyrene, triethylstyrene, propylstyrene, butylstyrene, hexylstyrene, heptylstyrene, octylstyrene, fluorostyrene, chlorostyrene, bromostyrene, Examples thereof include dibromostyrene, chloromethylstyrene, nitrostyrene, acetylstyrene, methoxystyrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, sodium p-styrenesulfonate and the like.

ジエン系モノマーとしては、ブタジエン、イソプレイン、シクロペンタジエン、1,3−ペンタジエン、ジシクロペンタジエン等が挙げられる。 Examples of the diene-based monomer include butadiene, isoprene, cyclopentadiene, 1,3-pentadiene, dicyclopentadiene and the like.

イミド系モノマーとしては、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、6−アミノヘキシルコハク酸イミド、2−アミノエチルコハク酸イミド等が挙げられる。 Examples of the imide-based monomer include maleimide, N-methylmaleimide, N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, 6-aminohexyl succinate imide, 2-aminoethyl succinate imide and the like.

アミド系モノマーとしては、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミドなどのアクリルアミド系誘導体、N、N−ジメチルアクリルアミド、N、N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド等のアリルアミン系誘導体、N−アミノスチレン等のアミノスチレン類等が挙げられる。 Examples of the amide-based monomer include acrylamide-based derivatives such as acrylamide and N-methylacrylamide, allylamine-based derivatives such as N, N-dimethylacrylamide, N, and N-dimethylaminopropylacrylamide, and aminostyrenes such as N-aminostyrene. Can be mentioned.

ポリマー粒子が含有するポリマーは、溶媒への分散性を得るべく、架橋構造を有するポリマーであることが好ましい。
架橋構造を有するポリマー粒子は、後述する乳化剤と、架橋反応性モノマーを重合することで得ることができる。用いることができる架橋反応性モノマーに特に制限は無いが、たとえば、分子内に不飽和二重結合を有するもの、ラジカル重合性の二重結合を有するもの、分子内に反応性官能基を有するもの(具体的には、カルボキシ基、ヒドロキシ基、エポキシ基、アミノ基、アミド基、マレイミド基、スルホン酸基、リン酸基、イソシアネート基、アルコキシ基、アルコキシシリル基等が挙げられる)が挙げられ、1種又はこれらの組み合わせから選択される。
The polymer contained in the polymer particles is preferably a polymer having a crosslinked structure in order to obtain dispersibility in a solvent.
Polymer particles having a crosslinked structure can be obtained by polymerizing a crosslinkable monomer with an emulsifier described later. The cross-linking reactive monomer that can be used is not particularly limited, and for example, those having an unsaturated double bond in the molecule, those having a radically polymerizable double bond, and those having a reactive functional group in the molecule. (Specifically, carboxy group, hydroxy group, epoxy group, amino group, amide group, maleimide group, sulfonic acid group, phosphoric acid group, isocyanate group, alkoxy group, alkoxysilyl group and the like) can be mentioned. It is selected from one type or a combination thereof.

架橋反応性モノマーとしては、これらの中でも、ラジカル重合性の二重結合を有するモノマーが好ましく、分子内に複数のラジカル重合性の二重結合を有する(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、又はスチレン系モノマーが更に好ましい。
架橋反応性モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、デカエチレングリコールジメタクリレート、ペンタデカエチレングリコールジメタクリレート、1,3−ブチレンジメタクリレート、アリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート等の多官能(メタ)アクリレート;ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、およびこれらの誘導体等の芳香族ジビニル化合物;N,N−ジビニルアニリン;ジビニルエーテル;ジビニルサルファイド;ジビニルスルホン酸;ポリブタジエン;ポリイソプレン不飽和ポリエステルなどが挙げられる。
Among these, as the crosslink-reactive monomer, a monomer having a radically polymerizable double bond is preferable, and a (meth) acrylic acid ester-based monomer having a plurality of radically polymerizable double bonds in the molecule or a styrene type monomer is used. Monomers are more preferred.
Examples of the cross-linking reactive monomer include trimethyl propantriacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, decaethylene glycol dimethacrylate, pentadecaethylene glycol dimethacrylate, and 1,3-butylenedylated methacrylate. , Polyfunctional (meth) acrylates such as allyl methacrylate, trimethylolpropantrimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate; aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene, divinylnaphthalene, and derivatives thereof; N, N-divinylaniline; divinyl ether; Examples thereof include divinyl sulfide; divinyl sulfonic acid; polybutadiene; polyisoprene unsaturated polyester and the like.

ポリマー粒子は、耐傷性及び防汚性をより向上させる観点から、ノニオン性ポリマー粒子であることが好ましい。塗布組成物がノニオン性ポリマー粒子を含むことで、加水分解性シラン化合物とノニオン性ポリマー粒子との相溶性が向上し、ノニオン性ポリマー粒子が塗布組成物に均一に分散しやすくなる。これにより、塗布組成物によって膜が形成された際において、膜中に存在する空孔の分布は均一化し、かつ、加水分解性シラン化合物が膜表面に偏在することと相俟って、耐傷性及び防汚性をより向上させることができる。 The polymer particles are preferably nonionic polymer particles from the viewpoint of further improving scratch resistance and antifouling property. When the coating composition contains the nonionic polymer particles, the compatibility between the hydrolyzable silane compound and the nonionic polymer particles is improved, and the nonionic polymer particles are easily uniformly dispersed in the coating composition. As a result, when the film is formed by the coating composition, the distribution of pores existing in the film becomes uniform, and the hydrolyzable silane compound is unevenly distributed on the film surface, resulting in scratch resistance. And the antifouling property can be further improved.

「ノニオン性ポリマー粒子」とは、ノニオン性乳化剤を用いた乳化重合により合成された、その構造内にノニオン性乳化剤由来の構造を含有するポリマー粒子である。
ここで、ノニオン性ポリマー粒子は、その構造内にノニオン性乳化剤由来の構造を含有し、アニオン性乳化剤由来の構造又はカチオン性乳化剤由来の構造を実質的に含まないポリマー粒子である。上記実質的に含まないとは、乳化剤由来の構造の全量に対して、ノニオン性乳化剤由来の構造の割合が99質量%以上であることを指す。
ノニオン性乳化剤由来の構造の割合は、熱分解GC−MS(ガスクロマトグラフ質量分析法)を用いて、公知の方法によりポリマー粒子のフラグメントを分析することにより、算出することが可能である。
The "nonionic polymer particles" are polymer particles synthesized by emulsion polymerization using a nonionic emulsifier and containing a structure derived from the nonionic emulsifier in the structure.
Here, the nonionic polymer particles are polymer particles that contain a structure derived from a nonionic emulsifier in their structure and substantially do not contain a structure derived from an anionic emulsifier or a structure derived from a cationic emulsifier. The term "substantially free" means that the ratio of the structure derived from the nonionic emulsifier to the total amount of the structure derived from the emulsifier is 99% by mass or more.
The proportion of the structure derived from the nonionic emulsifier can be calculated by analyzing the fragment of the polymer particle by a known method using pyrolysis GC-MS (gas chromatograph mass spectrometry).

ノニオン性ポリマー粒子は、自己分散性粒子であることが好ましい。自己分散性粒子とは、ポリマー粒子自身が有する親水部によって、水及びアルコールを含む水性媒体中で分散状態となり得る水及びアルコール不溶性ポリマーからなる粒子をいう。なお、分散状態とは、水性媒体中に水及びアルコール不溶性ポリマーが液体状態で分散された乳化状態(エマルション)、及び、水性媒体中に水不溶性ポリマーが固体状態で分散された分散状態(サスペンジョン)の両方の状態を含むものである。 The nonionic polymer particles are preferably self-dispersing particles. The self-dispersible particles refer to particles made of water and an alcohol-insoluble polymer that can be dispersed in an aqueous medium containing water and alcohol due to the hydrophilic portion of the polymer particles themselves. The dispersed state is an emulsified state (emulsion) in which water and an alcohol-insoluble polymer are dispersed in a liquid state in an aqueous medium, and a dispersed state (suspension) in which a water-insoluble polymer is dispersed in a solid state in an aqueous medium. It includes both states of.

また、「水不溶性」とは、水100質量部(25℃)に対する溶解量が5.0質量部以下であることを指す。 Further, "water insoluble" means that the amount dissolved in 100 parts by mass (25 ° C.) of water is 5.0 parts by mass or less.

ノニオン性ポリマー粒子が、自己分散性粒子であることにより、得られる膜においてノニオン性ポリマー粒子が均一に分散しやすく、また、例えば、塗布組成物が乳化剤を含まないか、乳化剤の含有量を塗布組成物の全質量に対し1質量%以下とすることができるため、耐傷性と防汚性に優れる。 Since the nonionic polymer particles are self-dispersible particles, the nonionic polymer particles are likely to be uniformly dispersed in the obtained film, and for example, the coating composition does not contain an emulsifier or the content of the emulsifier is applied. Since it can be 1% by mass or less based on the total mass of the composition, it is excellent in scratch resistance and antifouling property.

ノニオン性ポリマー粒子を合成するためのノニオン性乳化剤としては、種々のノニオン性乳化剤を好適に用いることができる。ノニオン性乳化剤として好ましくは、エチレンオキシド鎖を有するノニオン性乳化剤が挙げられ、更に好ましくは、分子中にラジカル重合性の二重結合をもった、エチレンオキシド鎖を有するノニオン性の反応性乳化剤が挙げられる。これにより、良好な鉛筆硬度を有する膜を得ることができる。その理由は定かではないが、重合時の乳化安定性が良好となることで、ポリマー粒子の膜中分散状態が均一となり、空孔の分布が均一となることにより、空孔の分布が不均一であることに起因した局所的な毛管力及びクラックの発生が抑制され、得られる膜の耐傷性が向上するものと考えられる。 As the nonionic emulsifier for synthesizing the nonionic polymer particles, various nonionic emulsifiers can be preferably used. The nonionic emulsifier is preferably a nonionic emulsifier having an ethylene oxide chain, and more preferably a nonionic reactive emulsifier having an ethylene oxide chain having a radically polymerizable double bond in the molecule. Thereby, a film having good pencil hardness can be obtained. The reason is not clear, but the good emulsion stability during polymerization makes the dispersion state of the polymer particles in the film uniform, and the distribution of pores becomes uniform, so that the distribution of pores is non-uniform. It is considered that the occurrence of local capillary force and cracks due to the above-mentioned condition is suppressed, and the scratch resistance of the obtained film is improved.

エチレンオキシド鎖を有するノニオン性乳化剤として具体的には、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アリルエーテル、ポリオキシエチレオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等の乳化剤が挙げられる。
反応性乳化剤として具体的には、種々の分子量(エチレンオキシド付加モル数の異なる)のポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレングリコールのモノマレイン酸エステル及びその誘導体、2,3−ジヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド、等が挙げられ、エチレンオキシド鎖を有する反応性乳化剤が好ましい。
エチレンオキシド鎖を有する反応性乳化剤としては、エチレンオキシド鎖が存在する限り、その連鎖数が1以上であればいずれの乳化剤も使用することができるが、中でも好ましいのはエチレンオキシド鎖の連鎖数が2以上30以下、特に好ましいのは3以上15以下の乳化剤である。エチレンオキシド鎖を有するノニオン性乳化剤は、これらの群より選ばれた少なくとも1種以上を使用することができる。
Specific examples of the nonionic emulsifier having an ethylene oxide chain include emulsifiers such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethyloxypropylene block copolymer, polyethylene glycol fatty acid ester, and polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester. Be done.
Specifically, as the reactive emulsifier, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polyoxyethylene alkylphenol ether (meth) acrylate having various molecular weights (different number of moles of ethylene oxide added), monomaleic acid ester of polyoxyethylene glycol, and the like thereof. Derivatives, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylamide, and the like can be mentioned, and reactive emulsifiers having an ethylene oxide chain are preferable.
As the reactive emulsifier having an ethylene oxide chain, any emulsifier can be used as long as the number of chains is 1 or more as long as the ethylene oxide chain is present, but the most preferable is that the number of chains of the ethylene oxide chain is 2 or more and 30. Hereinafter, particularly preferable is an emulsifier of 3 or more and 15 or less. As the nonionic emulsifier having an ethylene oxide chain, at least one selected from these groups can be used.

ノニオン性乳化剤としては、市販品を用いてもよい。
ノニオン性の乳化剤の市販品の例としては、「ノイゲン」シリーズ、「アクアロン」シリーズ(以上、第一工業製薬株式会社製)、「ラテムルPD−420」、「ラテムルPD−430」、「ラテムルPD−450」、「エマルゲン」シリーズ(以上、花王(株)製)が挙げられる。中でも、「アクアロン」シリーズ、「ラテムルPD−420」、「ラテムルPD−430」、「ラテムルPD−450」、などのエチレンオキシド鎖を有し、かつ分子中にラジカル重合性の二重結合を有する反応性乳化剤が最も好適に用いられる。
また、本開示の塗布組成物は、ポリマー粒子としては、イオン性のポリマー粒子を使用しないことが好ましいが、イオン性のポリマー粒子を併用することもできる。イオン性のポリマー粒子を混合する場合、その混合量は、ポリマー粒子全体量100質量部に対して、通常30質量部以下であり、好ましくは、10質量部以下、最も好ましくは、3質量部以下である。
As the nonionic emulsifier, a commercially available product may be used.
Examples of commercially available nonionic emulsifiers include "Neugen" series, "Aqualon" series (all manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), "Latemuru PD-420", "Latemuru PD-430", and "Latemuru PD". -450 ”and“ Emulsifier ”series (all manufactured by Kao Corporation) can be mentioned. Among them, reactions having ethylene oxide chains such as "Aqualon" series, "Latemuru PD-420", "Latemuru PD-430", "Latemuru PD-450" and having a radically polymerizable double bond in the molecule. Sexual emulsifiers are most preferably used.
Further, in the coating composition of the present disclosure, it is preferable not to use ionic polymer particles as the polymer particles, but ionic polymer particles can also be used in combination. When ionic polymer particles are mixed, the mixing amount is usually 30 parts by mass or less, preferably 10 parts by mass or less, and most preferably 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polymer particles. Is.

ポリマー粒子の数平均一次粒子径は、60nm以上200nm以下であることが好ましい。ポリマー粒子の数平均一次粒子径が上記範囲内にあると、塗布膜の反射防止性及び耐傷性がより良好なものとなる。なお、耐傷性は、鉛筆硬度を測定することで評価することができ、鉛筆硬度が高い膜は耐傷性に優れている。
具体的には、ポリマー粒子の数平均一次粒子径が60nm以上であると、膜中の空孔間のマトリクス厚が確保され、膜強度を保持しやすい。そのため、膜中の空孔の潰れが原因で生じる空孔度不足に起因した反射防止性及び耐傷性の低下が抑制される。
一方、ポリマー粒子の数平均一次粒子径が200nm以下であると、例えば、膜の厚みが130nmである場合に、膜の厚みに比べて空孔サイズが大きくなり過ぎないため、膜面で開口して空気層と繋がる開放空孔が形成されにくい。したがって、膜面に孔が存在しない平滑面が得られ、耐傷性により優れたものとなる。
上記のうち、ポリマー粒子の数平均一次粒子径は、安定な空孔形成の観点から、150nm以下が好ましく、120nm以下がより好ましい。また、ポリマー粒子の数平均一次粒子径は、安定な空孔形成の観点から、80nm以上が更に好ましい。
また、ポリマー粒子の数平均一次粒子径は、目的とする硬化膜の膜厚よりも小さいことが好ましい。
The number average primary particle size of the polymer particles is preferably 60 nm or more and 200 nm or less. When the number average primary particle size of the polymer particles is within the above range, the antireflection property and the scratch resistance of the coating film become better. The scratch resistance can be evaluated by measuring the pencil hardness, and a film having a high pencil hardness is excellent in scratch resistance.
Specifically, when the number average primary particle diameter of the polymer particles is 60 nm or more, the matrix thickness between the pores in the film is secured, and the film strength is easily maintained. Therefore, deterioration of antireflection and scratch resistance due to insufficient vacancy caused by crushing of vacancy in the film is suppressed.
On the other hand, when the number average primary particle diameter of the polymer particles is 200 nm or less, for example, when the thickness of the film is 130 nm, the pore size does not become too large compared to the thickness of the film, so that the holes are opened on the film surface. It is difficult to form open pores that connect to the air layer. Therefore, a smooth surface having no pores on the film surface can be obtained, and the scratch resistance is improved.
Of the above, the number average primary particle diameter of the polymer particles is preferably 150 nm or less, more preferably 120 nm or less, from the viewpoint of stable pore formation. Further, the number average primary particle diameter of the polymer particles is more preferably 80 nm or more from the viewpoint of stable pore formation.
Further, the number average primary particle size of the polymer particles is preferably smaller than the film thickness of the target cured film.

ポリマー粒子の数平均一次粒子径は、動的光散乱法により計測される値である。具体的には、日機装株式会社製のMicrotrac(Version 10.1.2−211BH)を用いて測定し、個数換算粒径の累積50%値(d50)として得られた値をポリマー粒子の数平均一次粒子径とする。 The number average primary particle size of the polymer particles is a value measured by a dynamic light scattering method. Specifically, it was measured using Microtrac (Version 10.1.2-111BH) manufactured by Nikkiso Co., Ltd., and the value obtained as the cumulative 50% value (d50) of the number-equivalent particle size was the average number of polymer particles. The primary particle size.

ポリマー粒子の塗布組成物中における含有量としては、塗布組成物の全質量に対して、1.0質量%〜10質量%が好ましく、1.5質量%〜5.5質量%がより好ましく、3.0質量%〜5.0質量%がさらに好ましい。
ポリマー粒子の含有量が上記範囲内であると、塗布組成物を反射防止膜の形成に用いた場合に反射防止性をより向上させるのに適している。
The content of the polymer particles in the coating composition is preferably 1.0% by mass to 10% by mass, more preferably 1.5% by mass to 5.5% by mass, based on the total mass of the coating composition. More preferably, it is 3.0% by mass to 5.0% by mass.
When the content of the polymer particles is within the above range, it is suitable for further improving the antireflection property when the coating composition is used for forming the antireflection film.

ポリマー粒子の塗布組成物中における含有量の、シリカ粒子の含有量と後述するシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する質量比としては、0.2以上0.95以下であることが好ましく、0.2以上0.6以下であることがより好ましい。
ポリマー粒子の含有量の質量比は、反射防止性の向上に寄与する。
ポリマー粒子の含有量の、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する質量比が0.2以上であると、反射防止に適した量の空孔が形成されやすく、空孔度が上昇して反射防止性がより良好になる。一方、ポリマー粒子の含有量の、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する質量比は、反射防止性の観点からは多過ぎないことが好ましい。具体的には、ポリマー粒子の含有量の、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する質量比は、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対し、0.95以下が好ましい。ポリマー粒子の含有量の質量比が0.95以下であると、膜面で開口して空気層と繋がる開放空孔が形成されにくいため、膜面に孔が存在しない平滑面が得られやすい。結果、反射防止性の悪化が抑制される。
また、反射防止性に加えて良好な耐傷性を得る観点からは、ポリマー粒子の好ましい含有量の、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する質量比は0.6以下である。膜中の空孔が少ないと膜強度は高まるところ、ポリマー粒子の含有量の質量比が0.6以下であると、空孔があっても必要とされる膜強度が保たれ、耐傷性の悪化が抑えられる。即ち、ポリマー粒子の含有量の質量比が0.6以下であると、反射防止性及び耐傷性がより良好になる。
なお、耐傷性は、鉛筆硬度を測定することで評価することができ、鉛筆硬度が高い膜は耐傷性に優れている。
The mass ratio of the content of the polymer particles in the coating composition to the total of the content of the silica particles and the silicon dioxide-equivalent content of the silane compound described later is 0.2 or more and 0.95 or less. It is preferably 0.2 or more and 0.6 or less, more preferably.
The mass ratio of the content of the polymer particles contributes to the improvement of the antireflection property.
When the mass ratio of the content of the polymer particles to the total of the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide is 0.2 or more, pores in an amount suitable for antireflection are likely to be formed. , The porosity is increased and the antireflection property is improved. On the other hand, the mass ratio of the content of the polymer particles to the total of the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide is preferably not too large from the viewpoint of antireflection. Specifically, the mass ratio of the content of the polymer particles to the total of the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide is the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide. It is preferably 0.95 or less with respect to the total of. When the mass ratio of the content of the polymer particles is 0.95 or less, it is difficult to form open pores that open on the film surface and connect with the air layer, so that a smooth surface having no pores on the film surface can be easily obtained. As a result, deterioration of antireflection property is suppressed.
Further, from the viewpoint of obtaining good scratch resistance in addition to antireflection property, the mass ratio of the preferable content of the polymer particles to the sum of the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide is 0. It is 6 or less. When the number of pores in the film is small, the film strength increases, but when the mass ratio of the content of the polymer particles is 0.6 or less, the required film strength is maintained even if there are pores, and the film is scratch resistant. Deterioration is suppressed. That is, when the mass ratio of the content of the polymer particles is 0.6 or less, the antireflection property and the scratch resistance become better.
The scratch resistance can be evaluated by measuring the pencil hardness, and a film having a high pencil hardness is excellent in scratch resistance.

なお、ポリマー粒子の含有量の、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する質量比とは、(ポリマー粒子の質量)/{(シリカ粒子の含有量)+(シラン化合物のSiO換算質量)}により得られる値である。
シラン化合物のSiO換算質量は、対象となるシラン化合物の構造を解析し、シラン化合物の分子量から算出される値である。
The mass ratio of the content of the polymer particles to the total of the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide is (mass of polymer particles) / {(content of silica particles) + ( It is a value obtained by SiO 2 reduced mass of the silane compound)}.
The SiO 2 reduced mass of the silane compound is a value calculated from the molecular weight of the silane compound by analyzing the structure of the target silane compound.

上記のうち、ポリマー粒子の含有量の、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する質量比は、反射防止膜を形成する場合は、反射防止性をより向上させる観点から、0.4〜0.6がより好ましく、0.5〜0.6が更に好ましい。
更には、ポリマー粒子の含有量が塗布組成物の全質量に対して3.0質量%〜5.0質量%であって、シリカ粒子の含有量と後述するシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対するポリマー粒子の含有量の質量比が0.4〜0.6である場合が特に好ましい。
Of the above, the mass ratio of the content of the polymer particles to the total of the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide improves the antireflection property when the antireflection film is formed. From the viewpoint, 0.4 to 0.6 is more preferable, and 0.5 to 0.6 is further preferable.
Furthermore, the content of the polymer particles is 3.0% by mass to 5.0% by mass with respect to the total mass of the coating composition, and the content of the silica particles and the silicon dioxide-equivalent content of the silane compound described later It is particularly preferable that the mass ratio of the content of the polymer particles to the sum of the above is 0.4 to 0.6.

(シラン化合物)
本開示の塗布組成物は、下記式(1)で表される加水分解性シラン化合物及び式(1)で表される加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物の少なくとも一種を含有する。
(Silane compound)
The coating composition of the present disclosure is at least one of silane compounds selected from a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (1) and a partially hydrolyzed condensate of a hydrolyzable silane compound represented by the formula (1). Contains.

H−Si(OR 式(1)
式(1)において、Rは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表す。
H-Si (OR 1 ) 3 formula (1)
In the formula (1), R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

における炭素数1〜3のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル、i−プロピル基等が挙げられる。Examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group and the like.

本開示では、水素化3官能シラン化合物と溶解度パラメーターの水素結合項(δH)が16MPa1/2以上の有機溶媒とを含み、塗布膜の膜厚均一性を向上させる。
すなわち、水素化3官能シラン化合物及びその加水分解物は、従来用いられてきたアルキル化3官能シラン化合物に対して極性が高い。しかし、溶解度パラメーターの水素結合項(δH)が16MPa1/2以上の溶媒を用いることで、水素化3官能シラン化合物は溶媒との水素結合により安定化され、従来のアルキル化3官能シラン化合物よりも溶解しやすくなる。
これにより、シラン化合物の凝集が抑制され、膜中に、均一に膜を形成する水素化3官能シラン化合物が分散し、均一な膜厚の塗布膜が形成できる。
In the present disclosure, a hydrogenated trifunctional silane compound and an organic solvent having a hydrogen bond term (δH) of 16 MPa 1/2 or more as a solubility parameter are contained to improve the film thickness uniformity of the coating film.
That is, the hydrogenated trifunctional silane compound and its hydrolyzate have higher polarity than the conventionally used alkylated trifunctional silane compound. However, by using a solvent having a solubility parameter hydrogen bond term (δH) of 16 MPa 1/2 or more, the hydrogenated trifunctional silane compound is stabilized by hydrogen bonding with the solvent, as compared with the conventional alkylated trifunctional silane compound. Also becomes easier to dissolve.
As a result, agglutination of the silane compound is suppressed, and the hydrogenated trifunctional silane compound that uniformly forms the film is dispersed in the film, so that a coating film having a uniform film thickness can be formed.

また、膜厚均一性が向上することで、塗膜全体が適性膜厚となり、反射防止性が向上する。
さらに、水素化3官能シラン化合物は、塗布工程において偏在性に優れる。また、高温焼成時に水素が脱離し、4官能シラン化合物と同じSi−(OH)の構造をとるため、硬化反応性にも優れる。これにより、塗布時偏在性と焼成時硬化反応性(耐傷性)を両立できる。
Further, by improving the film thickness uniformity, the entire coating film has an appropriate film thickness, and the antireflection property is improved.
Further, the hydrogenated trifunctional silane compound is excellent in uneven distribution in the coating process. In addition, hydrogen is desorbed during high-temperature firing and has the same Si- (OH) 4 structure as the tetrafunctional silane compound, so it is also excellent in curing reactivity. As a result, both uneven distribution during coating and curing reactivity (scratch resistance) during firing can be achieved.

水素化3官能シラン化合物としては、例えば、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリn−プロポキシシラン、トリn−ブトキシシラン、トリn−ペンチルオキシシラン、トリn−ヘキシルオキシシラン、トリn−ヘプチルオキシシラン、トリn−オクチルオキシシラン等が挙げられる。 Examples of the hydride trifunctional silane compound include trimethoxysilane, triethoxysilane, trin-propoxysilane, trin-butoxysilane, trin-pentyloxysilane, trin-hexyloxysilane, and trin-heptyloxysilane. Examples thereof include silane and tri-n-octyloxysilane.

水素化3官能シラン化合物の中でも、好ましくはRが炭素数1〜2のアルキル基である化合物である。具体的には、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、等が挙げられる。Among the hydrogenated trifunctional silane compounds, a compound in which R 1 is an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms is preferable. Specific examples thereof include trimethoxysilane and triethoxysilane.

式(1)で表される加水分解性シラン化合物には、上市されている市販品を用いてもよい。市販品の例としては、トリメトキシシラン(水素化3官能シラン化合物、東京化成工業株式会社製)、トリエトキシシラン(水素化3官能シラン化合物、東京化成工業株式会社製)、等がある。 As the hydrolyzable silane compound represented by the formula (1), a commercially available product on the market may be used. Examples of commercially available products include trimethoxysilane (hydrogenated trifunctional silane compound, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), triethoxysilane (hydrogenated trifunctional silane compound, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and the like.

本開示の塗布組成物は、溶媒として水を含むことができ、加水分解性シラン化合物の一部が加水分解して縮合していてもよい。そのため、本開示の塗布組成物は、式(1)で表される加水分解性シラン化合物と、式(1)で表される加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物と、を含んでいてもよい。 The coating composition of the present disclosure may contain water as a solvent, and a part of the hydrolyzable silane compound may be hydrolyzed and condensed. Therefore, the coating composition of the present disclosure contains a hydrolyzable silane compound represented by the formula (1) and a partially hydrolyzable condensate of the hydrolyzable silane compound represented by the formula (1). May be good.

式(1)で表される加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物としては、例えば、水素シルセスキオキサンオリゴマーが挙げられる。耐傷性の観点からは、水素シルセスキオキサンオリゴマーは特に好ましい。 Examples of the partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound represented by the formula (1) include hydrogen silsesquioxane oligomer. From the viewpoint of scratch resistance, hydrogen silsesquioxane oligomer is particularly preferable.

水素シルセスキオキサンオリゴマーは、下記の合成例で得られるものでもよい。
例えば、50.5gのp−トルエンスルホン酸1水和物、151.5gの90質量%硫酸及び429.5gのクロロベンゼンをフラスコ中で混合し、250rpm(round per minute)で攪拌混合し、水相と有機相とからなる2相混合物を作製する。更に、50.0gのHSiClを70.0gのクロロベンゼンに溶解したものを50分かけて添加する。添加した後、反応混合物を2時間攪拌する。その後、この混合物を分液ロートに入れ、水相を排出した。得られた有機相を100mLの47%硫酸で2回洗浄し、更に100mLの脱イオン水で2回洗浄する。この有機相に約20gの炭酸カルシウム(CaCO)を加え、10分攪拌して中和する。次いで、約20gの硫酸マグネシウム(MgSO)を加え、10分攪拌して脱水する。得られた溶液をろ過し、溶媒をストリップする。以上により、可溶性の水素シルセスキオキサン樹脂17.9gが得られる。この例では、91%の収率が得られる。
The hydrogen silsesquioxane oligomer may be obtained in the following synthetic example.
For example, 50.5 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate, 151.5 g of 90% by mass sulfuric acid and 429.5 g of chlorobenzene are mixed in a flask, stirred and mixed at 250 rpm (round per minute), and the aqueous phase. A two-phase mixture consisting of and an organic phase is prepared. Further, 50.0 g of HSiCl 3 dissolved in 70.0 g of chlorobenzene is added over 50 minutes. After addition, the reaction mixture is stirred for 2 hours. The mixture was then placed in a separatory funnel and the aqueous phase was drained. The resulting organic phase is washed twice with 100 mL of 47% sulfuric acid and then twice with 100 mL of deionized water. About 20 g of calcium carbonate (CaCO 3 ) is added to this organic phase, and the mixture is stirred for 10 minutes to neutralize. Then, about 20 g of magnesium sulfate (sulfonyl 4 ) is added, and the mixture is stirred for 10 minutes to dehydrate. The resulting solution is filtered and the solvent stripped. From the above, 17.9 g of soluble hydrogen silsesquioxane resin can be obtained. In this example, a yield of 91% is obtained.

本開示では、上記以外のシラン化合物を含んでもよく、更に、下記式(2)で表される3官能の加水分解性シラン化合物及び式(2)で表される加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物(以下、総じて「3官能シラン化合物」又は「3官能アルコキシシラン化合物」ともいう。)を含むことが好ましい。
水素化3官能シラン化合物に、膜面に移動して偏在しやすい3官能シラン化合物が加わることで、膜面により一層緻密なシリカマトリクスが形成されやすく、防汚性を更に向上させることができる。
また、水素化3官能シラン化合物に、縮合反応性が相対的に低い3官能シラン化合物が加わることで、塗布組成物の液経時安定性を更に向上させることができる。3官能シラン化合物の含有量は、水素化3官能シランの含有量を超えないことが、耐傷性の観点からは好ましい。
In the present disclosure, a silane compound other than the above may be contained, and further, a trifunctional hydrolyzable silane compound represented by the following formula (2) and a partially hydrolyzed hydrolyzable silane compound represented by the formula (2) are partially hydrolyzed. It is preferable to contain a silane compound selected from the decomposition condensates (hereinafter, also generally referred to as "trifunctional silane compound" or "trifunctional alkoxysilane compound").
By adding the trifunctional silane compound that easily moves to the film surface and is unevenly distributed to the hydrogenated trifunctional silane compound, a more dense silica matrix is easily formed on the film surface, and the antifouling property can be further improved.
Further, by adding the trifunctional silane compound having a relatively low condensation reactivity to the hydrogenated trifunctional silane compound, the liquid time stability of the coating composition can be further improved. It is preferable that the content of the trifunctional silane compound does not exceed the content of the hydrogenated trifunctional silane from the viewpoint of scratch resistance.

−Si(OR 式(2)R 3- Si (OR 2 ) 3 formula (2)

式(2)において、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表し、Rは、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のフッ化アルキル基、炭素数6〜12のアリール基を表す。In the formula (2), R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and an alkyl fluoride having 1 to 8 carbon atoms. Represents a group, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

及びRがいずれも炭素数1〜8のアルキル基を表す場合は、R及びRは同一であっても異なっていてもよい。When both R 2 and R 3 represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, R 2 and R 3 may be the same or different.

における炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル、i−プロピル基等が挙げられる。
における炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、ブチル基等が挙げられ、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。Rにおけるアルキル基は、無置換でも置換基で置換されていてもよい。アルキル基が置換されている場合の置換基の例としては、ハロゲン原子、アミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、イソシアナート基、グリシドキシ基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ウレイド基等が含まれる。
における炭素数1〜8のフッ化アルキル基としては、例えば、フルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロプロピル基等が挙げられる。
における炭素数6〜12のアリール基としては、例えば、フェニル基、ベンジル基、トリル基等が挙げられる。
Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms for R 2, for example, a methyl group, an ethyl group, n- propyl, etc. i- propyl group.
Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in R 3 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a butyl group and the like, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable. Alkyl group is more preferable. The alkyl group in R 3 may be unsubstituted or substituted with a substituent. Examples of the substituent when the alkyl group is substituted include a halogen atom, an amino group, a hydroxy group, a mercapto group, an isocyanato group, a glycidoxy group, a (meth) acryloyloxy group, a ureido group and the like.
Examples of the alkyl fluoride group having 1 to 8 carbon atoms in R 3 include a fluoromethyl group, a fluoroethyl group, a trifluoropropyl group and the like.
Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms in R 3 include a phenyl group, a benzyl group, a tolyl group and the like.

「R−Si(OR」で表される3官能アルコキシシランとしては、例えば、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、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリメトキシシラン、n−ブチルトリエトキシシラン、n−ペンチルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、n−ヘプチルトリメトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、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、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、3,3,3−トリフルオロプロピルトリエトキシシラン、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、2−ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチルトリエトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン、3−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ヒドロキシ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−イソシアナートプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、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トリエトキシシラン、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリn−プロポキシシラン、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリイソプロポキシシラン、3−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシランが挙げられる。Examples of the trifunctional alkoxysilane represented by "R 3- Si (OR 2 ) 3 " include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, and n-propyltrimethoxysilane. , N-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxysilane, n-butyltriethoxysilane, n-pentyltrimethoxysilane, n-hexyltrimethoxysilane, n-hexyltri Ethoxysilane, n-heptyltrimethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclohexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxy Silane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxy Silane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 2-hydroxyethyltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyltriethoxysilane, 2-hydroxypropyltrimethoxysilane, 2-hydroxypropyltriethoxysilane, 3-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-Hydroxypropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxy Silane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3- (meth) acrylicoxypropyl Trimethoxysilane, 3- (meth) acrylicoxypropyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltri n-propoxysilane, 3- (meth) acryloyloxypropyltriisopropoxysilane, 3-ureidopropyltrimethoxysilane , 3-ureidpropyltriethoxysilane and other trialkoxysilanes.

式(2)で表される3官能アルコキシシラン化合物の中でも、好ましくは、Rが炭素数1〜3のアルキル基である化合物である。具体的には、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、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン等が好ましい化合物である。Among the trifunctional alkoxysilane compounds represented by the formula (2), a compound in which R 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable. Specifically, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, isopropyltriethoxysilane, etc. It is a preferred compound.

シラン化合物は、重量平均分子量600〜6000のオリゴマーであることも好ましい。重量平均分子量が上記範囲にあると、膜の耐傷性及び防汚性を両立させやすい。
具体的には、シラン化合物の重量平均分子量が600以上であると、塗布組成物により得られる膜の耐傷性により優れたものとなる。これは、塗布組成物により膜が形成される際、縮合の度合いが小さくなり過ぎないためであると考えられる。また、シラン化合物の重量平均分子量が6000以下であると、耐傷性及び防汚性により優れたものとなる。これは、シラン化合物の運動性を維持しやすく、塗布組成物により膜形成される際、シラン化合物の膜表面への偏析量が保たれ、表面硬化層が形成されるためと考えられる。
The silane compound is also preferably an oligomer having a weight average molecular weight of 600 to 6000. When the weight average molecular weight is in the above range, it is easy to achieve both scratch resistance and antifouling property of the film.
Specifically, when the weight average molecular weight of the silane compound is 600 or more, the film obtained by the coating composition is more excellent in scratch resistance. It is considered that this is because the degree of condensation does not become too small when the film is formed by the coating composition. Further, when the weight average molecular weight of the silane compound is 6000 or less, the silane compound becomes more excellent in scratch resistance and antifouling property. It is considered that this is because the motility of the silane compound is easily maintained, and when the film is formed by the coating composition, the segregation amount of the silane compound on the film surface is maintained and the surface hardened layer is formed.

シラン化合物の重量平均分子量は、耐傷性及び防汚性を両立し、かつ、更に向上させる点で、1600〜6000が好ましく、より好ましくは1600〜3000である。 The weight average molecular weight of the silane compound is preferably 1600 to 6000, more preferably 1600 to 3000, in terms of achieving both scratch resistance and antifouling property and further improving the silane compound.

重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される値を指す。
GPCによる測定は、測定装置として、HLC(登録商標)−8020GPC(東ソー(株))を用い、カラムとして、TSKgel(登録商標)Super Multipore HZ−H(4.6mmID×15cm、東ソー(株))を3本用い、溶離液として、ジメチルホルムアミドを用いる。また、測定条件としては、試料濃度を0.45質量%、流速を0.35mL/min、サンプル注入量を10μL、及び測定温度を40℃とし、示差屈折率(RI)検出器を用いて行う。
検量線は、東ソー(株)の「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、及び「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
Weight average molecular weight refers to a value measured by gel permeation chromatography (GPC).
For the measurement by GPC, HLC (registered trademark) -8020GPC (Tosoh Corporation) was used as the measuring device, and TSKgel (registered trademark) Super Multipore HZ-H (4.6 mm ID x 15 cm, Tosoh Corporation) was used as the column. 3 bottles are used, and dimethylformamide is used as the eluent. The measurement conditions are a sample concentration of 0.45% by mass, a flow rate of 0.35 mL / min, a sample injection amount of 10 μL, and a measurement temperature of 40 ° C., using a differential refractive index (RI) detector. ..
The calibration curve is "Standard sample TSK standard, polystyrene": "F-40", "F-20", "F-4", "F-1", "A-5000", "A" of Tosoh Corporation. It is made from 8 samples of "-2500", "A-1000", and "n-propylbenzene".

本開示において、水素化3官能シラン化合物の含有量は、シラン化合物の全量に対して、50質量%以上が好ましく、75質量%以上がさらに好ましく、90質量%以上が特に好ましい。 In the present disclosure, the content of the hydrogenated trifunctional silane compound is preferably 50% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more, based on the total amount of the silane compound.

シラン化合物には、上市されている市販品を用いてもよい。
市販品の例としては、KC−89S(R:メチル基、R:メチル基、重量平均分子量770、信越化学工業(株)製)、KR−515(R:メチル基、R:メチル基、重量平均分子量1100、信越化学工業(株)製)、KR−500(R:メチル基、R:メチル基、重量平均分子量1200、信越化学工業(株)製)、KBM−13(R:メチル基、R:メチル基、分子量136.2、信越化学工業(株)製)、KBM−103(R:メチル基、R:フェニル基、分子量198.3、信越化学工業(株)製)、KBM−3103C(R:メチル基、R:デシル基、分子量262.5、信越化学工業(株)製)、KBE−04(R:エチル基、R:エトキシ基、分子量208.3、信越化学工業(株)製)、X−40−9225(R:メチル基、R:メチル基、重量平均分子量5200、信越化学工業(株)製)、X−40−9246(R:メチル基、R:メチル基、重量平均分子量3000、信越化学製)、X−40−9250(R:メチル基、R:メチル基、重量平均分子量6300、信越化学工業(株)製)、トリエトキシ(1H、1H、2H、2H−ノナフルオロヘキシル)シラン(R:エチル基、R:フッ化アルキル基、分子量410.4、東京化成工業(株)製)、等が挙げられる。
As the silane compound, a commercially available product on the market may be used.
Examples of commercially available products include KC-89S (R 2 : methyl group, R 3 : methyl group, weight average molecular weight 770, manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), KR-515 (R 2 : methyl group, R 3 : Methyl group, weight average molecular weight 1100, manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd., KR-500 (R 2 : methyl group, R 3 : methyl group, weight average molecular weight 1200, manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), KBM-13 (R 2 : Methyl group, R 3 : Methyl group, molecular weight 136.2, manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), KBM-103 (R 2 : Methyl group, R 3 : phenyl group, molecular weight 198.3, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Industrial Co., Ltd.), KBM-3103C (R 2 : Methyl group, R 3 : Decyl group, molecular weight 262.5, manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), KBE-04 (R 2 : Ethyl group, R 3 : Ethoxy group, molecular weight 208.3, manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), X-40-9225 (R 2 : methyl group, R 3 : methyl group, weight average molecular weight 5200, manufactured by Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), X -40-9246 (R 2 : Methyl group, R 3 : Methyl group, weight average molecular weight 3000, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X-40-9250 (R 2 : Methyl group, R 3 : Methyl group, weight average molecular weight 6300, Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.), Triethoxy (1H, 1H, 2H, 2H-nonafluorohexyl) Silane (R 2 : Ethyl group, R 3 : Alkyl fluoride group, molecular weight 410.4, Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Made), etc.

本開示におけるシラン化合物の含有量としては、塗布組成物の全質量に対して、1質量%〜10質量%がより好ましく、2質量%〜8質量%が更に好ましく、3質量%〜6質量%が特に好ましい。
シラン化合物の含有量が上記範囲内であると、焼成後にシリカマトリクスが良好に形成され、高硬度の多孔質膜の形成に有利である。
The content of the silane compound in the present disclosure is more preferably 1% by mass to 10% by mass, further preferably 2% by mass to 8% by mass, and 3% by mass to 6% by mass with respect to the total mass of the coating composition. Is particularly preferable.
When the content of the silane compound is within the above range, the silica matrix is satisfactorily formed after firing, which is advantageous for the formation of a porous film having high hardness.

(溶媒)
本開示の塗布組成物は、溶解度パラメーターの水素結合項(δH)が16MPa1/2以上の有機溶媒を含有する。これによって、既述の水素化3官能シラン化合物と溶媒が水素結合を形成し、水素化3官能シラン化合物が安定化され、膜の厚みムラを小さく抑えて膜厚均一性をより高めることができる。
(solvent)
The coating composition of the present disclosure contains an organic solvent having a solubility parameter hydrogen bond term (δH) of 16 MPa 1/2 or more. As a result, the above-mentioned hydrogenated trifunctional silane compound and the solvent form hydrogen bonds, the hydrogenated trifunctional silane compound is stabilized, the thickness unevenness of the film can be suppressed to a small value, and the film thickness uniformity can be further improved. ..

上記の溶解度パラメーターの水素結合項(δH)とは、ハンセン(Hansen)溶解度パラメータ(SP値)の水素結合項(δH)をいう。 The hydrogen bond term (δH) of the above solubility parameter refers to the hydrogen bond term (δH) of the Hansen solubility parameter (SP value).

16MPa1/2以上の溶解度パラメーターの水素結合項(δH)を有する有機溶剤の例としては、メタノール(δH=21.4MPa1/2)、エタノール(δH=18.3MPa1/2)、1−プロパノール(δH=16.2MPa1/2)、2−プロパノール(δH=16.2MPa1/2)等のアルコール系溶媒;エチレングリコール(δH=27.7MPa1/2)、ジエチレングリコール(δH=22.1MPa1/2)、トリエチレングリコール(δH=19.2MPa1/2)、エチレングリコールモノメチルエーテル(δH=17.0MPa1/2)等のグリコール系溶媒;ヒドロキシアセトン(δH=17.7MPa1/2)、アセトイン(3−ヒドロキシ−2−ブタノン;δH=16.0MPa1/2)等のケトン系溶媒;などが挙げられる。Examples of organic solvents having a hydrogen bond term (δH) with a solubility parameter of 16 MPa 1/2 or more include methanol (δH = 21.4 MPa 1/2 ), ethanol (δH = 18.3 MPa 1/2 ), 1-. Alcohol-based solvents such as propanol (δH = 16.2 MPa 1/2 ) and 2-propanol (δH = 16.2 MPa 1/2 ); ethylene glycol (δH = 27.7 MPa 1/2 ), diethylene glycol (δH = 22. 1 MPa 1/2), triethylene glycol (δH = 19.2MPa 1/2), glycol-based solvents such as ethylene glycol monomethyl ether (δH = 17.0MPa 1/2); hydroxyacetone (δH = 17.7MPa 1 / 2 ), a ketone solvent such as acetoin (3-hydroxy-2-butanone; δH = 16.0 MPa 1/2 ); and the like.

ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項(δH)は、ハンセン(Hansen)により算出された溶解度パラメーターのことを示し、Industrial Solvents Handbook(Wesley L. Archer著)、及びHansen Solubility Parameters: A User's Handbook, Second Edition(Charles M. Hansen著)に記載された溶解度パラメーターの値又は算出方法によって求められる値が適用される。
ハンセン溶解度パラメーターの水素結合項(δH)としては、16MPa1/2以上22MPa1/2未満が好ましい。
The hydrogen bond term (δH) of the Hansen solubility parameter indicates the solubility parameter calculated by Hansen, and is the Industrial Solvents Handbook (by Wesley L. Archer) and Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook, Second Edition ( The value of the solubility parameter described in Charles M. Hansen) or the value determined by the calculation method is applied.
The hydrogen bond of the Hansen solubility parameter (delta] H), 16 MPa 1/2 or more 22MPa less than 1/2 are preferred.

また、本開示における有機溶媒は、沸点に制限されるものではないが、常温常圧下における沸点が50℃以上300℃未満の有機溶剤が好ましい。
有機溶媒の沸点が50℃以上であることで、塗布膜からの溶剤の過度な蒸発が抑制され、基板の面内の温度均一性が向上し、膜厚均一性がより向上する。また、有機溶媒の沸点が300℃未満であることで、乾燥工程において、膜内部における有機溶媒の残留を抑制することができ、より緻密な膜が形成され、耐傷性がより向上する。
沸点が上記範囲内にある有機溶媒の例としては、メタノール(沸点64.5℃)、エタノール(沸点78.3℃)、2−プロパノール(沸点82.2℃)、ヒドロキシアセトン(沸点145℃)、1−プロパノール(沸点97.0℃)、エチレングリコール(沸点197.3℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)、アセトイン(沸点144℃)が挙げられる。
上記の中でも、沸点が50℃以上200℃未満の有機溶剤がより好ましい。
The organic solvent in the present disclosure is not limited to the boiling point, but an organic solvent having a boiling point of 50 ° C. or higher and lower than 300 ° C. under normal temperature and pressure is preferable.
When the boiling point of the organic solvent is 50 ° C. or higher, excessive evaporation of the solvent from the coating film is suppressed, temperature uniformity in the surface of the substrate is improved, and film thickness uniformity is further improved. Further, when the boiling point of the organic solvent is less than 300 ° C., the residue of the organic solvent inside the film can be suppressed in the drying step, a more dense film is formed, and the scratch resistance is further improved.
Examples of organic solvents having a boiling point within the above range are methanol (boiling point 64.5 ° C.), ethanol (boiling point 78.3 ° C.), 2-propanol (boiling point 82.2 ° C.), hydroxyacetone (boiling point 145 ° C.). , 1-propanol (boiling point 97.0 ° C.), ethylene glycol (boiling point 197.3 ° C.), ethylene glycol monomethyl ether (boiling point 124 ° C.), acetoin (boiling point 144 ° C.).
Among the above, an organic solvent having a boiling point of 50 ° C. or higher and lower than 200 ° C. is more preferable.

有機溶媒の中では、ポリマー粒子の分散性の観点からは、アルコール系溶媒が好ましく、1価のアルコールがより好ましく、メタノール、エタノール及び2−プロパノールが更に好ましく、2−プロパノールが特に好ましい。 Among the organic solvents, an alcohol solvent is preferable, monohydric alcohol is more preferable, methanol, ethanol and 2-propanol are more preferable, and 2-propanol is particularly preferable, from the viewpoint of dispersibility of the polymer particles.

本開示の塗布組成物は、水及び有機溶媒の双方を含有する態様として、塗布組成物の調製に用いられる成分の溶解性の観点から、水と2−プロパノールとを含有する態様がより好ましい。 The coating composition of the present disclosure preferably contains both water and an organic solvent, and more preferably contains water and 2-propanol from the viewpoint of solubility of the components used in the preparation of the coating composition.

溶媒としては、水を含有することが好ましい。水が含有されることで、ポリマー粒子を分散させ、かつ、既述のシラン化合物を加水分解させ、溶解させるのに適している。 The solvent preferably contains water. By containing water, it is suitable for dispersing polymer particles and hydrolyzing and dissolving the above-mentioned silane compound.

水としては、不純物を含まないか、不純物の含有量が低減された水であることが好ましく、例えば、脱イオン水が好ましい。 The water is preferably water that does not contain impurities or has a reduced content of impurities, and for example, deionized water is preferable.

塗布組成物が水を含有する場合、塗布組成物中における水の含有量は、得られる膜の耐傷性をより向上させる観点から、塗布組成物の全質量に対して、0.5質量%〜20質量%が好ましく、2質量%〜15質量%がより好ましく、4質量%〜10質量%が更に好ましい。
水の含有量が上記範囲内であると、塗布組成物により得られる膜中に効率的にシリカマトリクスを形成することができると考えられる。
When the coating composition contains water, the content of water in the coating composition is 0.5% by mass to the total mass of the coating composition from the viewpoint of further improving the scratch resistance of the obtained film. 20% by mass is preferable, 2% by mass to 15% by mass is more preferable, and 4% by mass to 10% by mass is further preferable.
When the water content is within the above range, it is considered that the silica matrix can be efficiently formed in the film obtained by the coating composition.

反射防止膜を形成する場合、膜の反射防止性をより向上させる観点から、溶媒として、水及び有機溶媒を含むことが好ましい。 When the antireflection film is formed, it is preferable to contain water and an organic solvent as the solvent from the viewpoint of further improving the antireflection property of the film.

溶媒として水及び有機溶媒を含む場合、溶媒の全質量に対する有機溶媒の含有量は、50質量%以上であることが好ましい。
有機溶媒の含有量が50質量%以上であると、膜の厚みムラがより小さく抑えられ、均一性のより高い膜が得られやすい。これは、成膜する際の乾燥過程において、塗布膜中に存在する水の量が相対的に少なくなるので、水溶性が比較的高くないシラン化合物の凝集が抑えられてシリカマトリックスの偏析と空孔の偏在とが抑えられるためと考えられる。
これにより、膜全体が反射防止に適した厚みとなり、反射防止性が効果的に向上する。
上記のうち、溶媒の全質量に対する有機溶媒の含有量としては、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上が更に好ましく、80質量%以上が特に好ましい。また、シラン化合物の加水分解性を保持する観点から水を含有することが好ましいため、有機溶媒の含有量は、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。
When water and an organic solvent are included as the solvent, the content of the organic solvent with respect to the total mass of the solvent is preferably 50% by mass or more.
When the content of the organic solvent is 50% by mass or more, the thickness unevenness of the film is suppressed to be smaller, and a film with higher uniformity can be easily obtained. This is because the amount of water present in the coating film is relatively small during the drying process during film formation, so that aggregation of silane compounds, which are not relatively high in water solubility, is suppressed, and segregation of the silica matrix and emptying are suppressed. This is thought to be because the uneven distribution of holes is suppressed.
As a result, the entire film has a thickness suitable for antireflection, and the antireflection property is effectively improved.
Of the above, the content of the organic solvent with respect to the total mass of the solvent is more preferably 60% by mass or more, further preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 80% by mass or more. Further, since it is preferable to contain water from the viewpoint of maintaining the hydrolyzability of the silane compound, the content of the organic solvent is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less.

有機溶媒は、ポリマー粒子を分散させ、かつ、加水分解性シラン化合物を溶解し、かつ、溶解度パラメーターの水素結合項(δH)が16MPa1/2以上の有機溶媒である。
この場合、塗布組成物の全質量に対する、水と有機溶媒の合計の含有量としては、80質量%〜99質量%が好ましく、10質量%〜98質量%がより好ましく、92質量%〜97質量%が更に好ましい。
The organic solvent is an organic solvent in which polymer particles are dispersed, a hydrolyzable silane compound is dissolved, and the hydrogen bond term (δH) of the solubility parameter is 16 MPa 1/2 or more.
In this case, the total content of water and the organic solvent with respect to the total mass of the coating composition is preferably 80% by mass to 99% by mass, more preferably 10% by mass to 98% by mass, and 92% by mass to 97% by mass. % Is more preferable.

(他の成分)
本開示の塗布組成物は、上記した成分に加え、必要に応じて、更に他の成分を含有してもよい。他の成分としては、シリカ粒子、電解質、界面活性剤、増粘剤、アルカリ金属シリケート等が挙げられる。
(Other ingredients)
The coating composition of the present disclosure may contain other components in addition to the above-mentioned components, if necessary. Other components include silica particles, electrolytes, surfactants, thickeners, alkali metal silicates and the like.

−シリカ粒子−
本開示の塗布組成物は、数平均一次粒子径が2nm以上15nm以下であるシリカ粒子の少なくとも一種を含有することが好ましい。シリカ粒子を含有することで、膜硬度が高まり、かつ、クラックの生じにくい耐傷性が得られる。
-Silica particles-
The coating composition of the present disclosure preferably contains at least one of silica particles having a number average primary particle diameter of 2 nm or more and 15 nm or less. By containing the silica particles, the film hardness is increased and scratch resistance that is less likely to cause cracks can be obtained.

本開示の塗布組成物では、数平均一次粒子径が特定範囲にある小粒径のシリカ粒子を選択的に含有する。塗布組成物は、特に数平均一次粒子径15nm以下の小粒径のシリカ粒子を含むことで、シラン化合物の脱水縮合に伴って発生する収縮応力が、小サイズのシリカ粒子の細かな動きによって緩和される。これにより、大サイズの粒子では起きやすいクラックの発生が抑制され、膜の耐傷性を高め得るものと推察される。即ち、数平均一次粒子径が15nm以下であると、収縮応力に起因するシリカ粒子の大きな移動が少なくなるため、クラックが起きにくく、元々硬いシリカ粒子を用いても改善されない耐傷性を効果的に高めることができる。これは、塗布膜の焼成により、複数のシリカ粒子が連結されて粒子連結体が形成され、膜の硬度が高まるためと考えられる。
なお、数平均一次粒子径が2nm以上であると、容易に入手が可能である。
The coating composition of the present disclosure selectively contains silica particles having a small particle size having a number average primary particle size in a specific range. Since the coating composition contains silica particles having a small particle size with a number average primary particle diameter of 15 nm or less, the shrinkage stress generated by dehydration condensation of the silane compound is alleviated by the fine movement of the small size silica particles. Will be done. As a result, it is presumed that the generation of cracks that are likely to occur in large-sized particles can be suppressed, and the scratch resistance of the film can be improved. That is, when the number average primary particle diameter is 15 nm or less, the large movement of silica particles due to shrinkage stress is reduced, so that cracks are less likely to occur and the scratch resistance that is not improved even if the originally hard silica particles are used is effectively improved. Can be enhanced. It is considered that this is because the firing of the coating film causes a plurality of silica particles to be linked to form a particle linkage, and the hardness of the film is increased.
When the number average primary particle size is 2 nm or more, it can be easily obtained.

シリカ粒子の数平均一次粒子径は、分散したシリカ粒子を透過型電子顕微鏡により観察し、撮影した写真の画像から求められる。
具体的には、写真の画像から無作為に抽出した200個のシリカ粒子について、投影面積を測定し、測定された投影面積から円相当径を求め、求めた円相当径の値を算術平均することにより得られた値をシリカ粒子の数平均一次粒子径とする。
The number average primary particle size of the silica particles can be obtained from an image of a photograph taken by observing the dispersed silica particles with a transmission electron microscope.
Specifically, the projected area of 200 silica particles randomly extracted from the image of a photograph is measured, the equivalent circle diameter is obtained from the measured projected area, and the value of the obtained equivalent circle diameter is arithmetically averaged. The value obtained as a result is taken as the number average primary particle diameter of the silica particles.

シリカ粒子としては、無孔質シリカ粒子が好ましい。
「無孔質シリカ粒子」とは、粒子の内部に空隙を有しないシリカ粒子を意味し、中空シリカ粒子、多孔質シリカ粒子等の粒子の内部に空隙を有するシリカ粒子とは区別される。なお、「無孔質シリカ粒子」には、粒子の内部にポリマー等のコアを有し、コアの外殻(シェル)がシリカ、又はシリカの前駆体(例えば、焼成によってシリカに変化する素材)で構成されるコア−シェル構造のシリカ粒子は含まれない。
As the silica particles, non-porous silica particles are preferable.
The "non-porous silica particles" mean silica particles having no voids inside the particles, and are distinguished from silica particles having voids inside the particles such as hollow silica particles and porous silica particles. The "non-porous silica particles" have a core such as a polymer inside the particles, and the outer shell (shell) of the core is silica or a precursor of silica (for example, a material that changes to silica by firing). It does not contain silica particles with a core-shell structure composed of.

無孔質シリカ粒子は、塗布膜を焼成する場合には、焼成の前後で塗布膜中に存在する粒子の状態が変化すると考えられる。具体的には、焼成前の塗布膜中では、それぞれの無孔質シリカ粒子が単一粒子(ファンデル・ワールス力により凝集した状態等の集合している状態をここでは単一粒子とする。)として存在し、焼成後の塗布膜中では、複数の無孔質シリカ粒子のうち少なくとも一部が、互いに連結された粒子連結体として存在すると考えられる。 When the coating film is fired, the non-porous silica particles are considered to change the state of the particles existing in the coating film before and after firing. Specifically, in the coating film before firing, a state in which each non-porous silica particle is aggregated such as a single particle (a state of being aggregated by Van der Waals force) is referred to as a single particle here. ), And it is considered that at least a part of the plurality of non-porous silica particles exists as a particle conjugate connected to each other in the coating film after firing.

シリカ粒子としては、球状、鎖状、又は数珠状のいずれの形状の粒子を用いてもよく、上市されている市販品を用いてもよい。
球状のシリカ粒子の市販品の具体例としては、日産化学工業株式会社製の「スノーテックス(登録商標)ST−OXS」(数平均一次粒子径:4nm〜6nm、固形分:10質量%)、「スノーテックス(登録商標)ST−O」(数平均一次粒子径:10−15nm、固形分:20質量%)、日本国触媒化成工業株式会社製の「ファインカタロイド(登録商標)F−120」(数平均一次粒子径:4−8nm、固形分:20質量%)、NALCO社製の「NALCO(登録商標)8699」(数平均一次粒子径:2nm、固形分:15質量%)、NALCO社製の「NALCO(登録商標)1130」(数平均一次粒子径:8nm、固形分:30質量%)、NALCO社製の「NALCO(登録商標)1030」(数平均一次粒子径:12nm、固形分:30質量%)、等が挙げられる。
As the silica particles, particles having any shape of sphere, chain, or beads may be used, or commercially available products on the market may be used.
Specific examples of commercially available spherical silica particles include "Snowtex (registered trademark) ST-OXS" manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd. (number average primary particle size: 4 nm to 6 nm, solid content: 10% by mass). "Snowtex (registered trademark) ST-O" (number average primary particle size: 10-15 nm, solid content: 20% by mass), "Fine Cataloid (registered trademark) F-120" manufactured by Japan Catalytic Chemical Industry Co., Ltd. (Number average primary particle size: 4-8 nm, solid content: 20% by mass), NALCO "NALCO (registered trademark) 8649" (number average primary particle size: 2 nm, solid content: 15% by mass), NALCO "NALCO (registered trademark) 1130" (number average primary particle size: 8 nm, solid content: 30% by mass) manufactured by NALCO, "NALCO (registered trademark) 1030" (number average primary particle size: 12 nm, solid) manufactured by NALCO. Minutes: 30% by mass), etc.

鎖状のシリカ粒子の市販品の具体例としては、日産化学工業株式会社製の「スノーテックス(登録商標)ST−OUP」(数平均一次粒子径:9−15nm、固形分:15質量%)、「スノーテックス(登録商標)ST−UP」(数平均一次粒子径:9−15nm、固形分:20質量%)、等が挙げられる。 As a specific example of a commercially available chain silica particle, "Snowtex (registered trademark) ST-OUP" manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd. (number average primary particle size: 9-15 nm, solid content: 15% by mass) , "Snowtex (registered trademark) ST-UP" (number average primary particle size: 9-15 nm, solid content: 20% by mass), and the like.

数珠状のシリカ粒子の市販品の具体例としては、日産化学工業株式会社製の「スノーテックス(登録商標)PS−S」(数平均一次粒子径:10−15nm、固形分:15質量%)、「スノーテックス(登録商標)PS−SO」(数平均一次粒子径:10−15nm、固形分:15質量%)、等が挙げられる。 As a specific example of a commercially available beaded silica particle, "Snowtex (registered trademark) PS-S" manufactured by Nissan Chemical Industry Co., Ltd. (number average primary particle size: 10-15 nm, solid content: 15% by mass) , "Snowtex (registered trademark) PS-SO" (number average primary particle size: 10-15 nm, solid content: 15% by mass), and the like.

シリカ粒子の塗布組成物中における含有量としては、塗布組成物の全質量に対して、0.2質量%〜40質量%が好ましく、0.5質量%〜30質量%がより好ましく、1質量%〜20質量%がさらに好ましい。
シリカ粒子の含有量が0.2質量%以上であると、耐傷性に優れた膜質が得られやすい。また、シリカ粒子の含有量が40質量%以下であると、膜面の凸凹が小さく面状平滑な膜を形成するのに有利であり、防汚性により優れたものとなる。
The content of the silica particles in the coating composition is preferably 0.2% by mass to 40% by mass, more preferably 0.5% by mass to 30% by mass, and 1% by mass with respect to the total mass of the coating composition. % To 20% by mass is more preferable.
When the content of the silica particles is 0.2% by mass or more, a film quality having excellent scratch resistance can be easily obtained. Further, when the content of the silica particles is 40% by mass or less, the unevenness of the film surface is small, which is advantageous for forming a smooth planar film, and the antifouling property is more excellent.

−電解質−
本開示の塗布組成物は、電解質を含有してもよい。電解質としては、酸、塩基及び塩から選ばれる化合物が挙げられる。電解質とは、溶媒である水に溶解させた際に、陽イオンと陰イオンに乖離する化合物をさす。
また、本開示において、「酸」とは、Hを与える物質を指し、「塩基」とは、Hを受け取る物質を指す。酸のうち、pKa<0を満たす酸が強酸である。
-Electrolyte-
The coating composition of the present disclosure may contain an electrolyte. Examples of the electrolyte include compounds selected from acids, bases and salts. An electrolyte is a compound that dissociates into cations and anions when dissolved in water, which is a solvent.
Further, in the present disclosure, "acid" refers to a substance that gives H + , and "base" refers to a substance that receives H +. Among the acids, the acid satisfying pKa <0 is a strong acid.

酸は、既述のpHを維持し得る範囲であれば、弱酸及び強酸のいずれを用いてもよい。酸としては、例えば、酢酸(pKa:4.8)等の弱酸;硝酸(pKa:−1.4)、リン酸(pKa:2.1)、塩酸(pKa:−8.0)、硫酸(pKa:−3.0)等の強酸が挙げられる。
塩基としては、水酸化ナトリウム(共役酸のpKa:15.7)、水酸化カリウム(共役酸のpKa:15.7)、アンモニア(共役酸のpKa:9.3)等が挙げられる。
塩としては、酢酸アンモニウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硫酸アンモニウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、リン酸アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム等が挙げられる。
また、塩に代えて、酸と塩基とを添加してもよい。この場合、酸と塩基とを添加する場合には、酸のpKaが5.5以下であり、かつ、塩基である共役酸のpKaが8.5以上であることが好ましい。
As the acid, either a weak acid or a strong acid may be used as long as the pH can be maintained as described above. As the acid, for example, a weak acid such as acetic acid (pKa: 4.8); nitric acid (pKa: -1.4), phosphoric acid (pKa: 2.1), hydrochloric acid (pKa: -8.0), sulfuric acid ( Strong acids such as pKa: -3.0) can be mentioned.
Examples of the base include sodium hydroxide (pKa of conjugate acid: 15.7), potassium hydroxide (pKa of conjugate acid: 15.7), ammonia (pKa of conjugate acid: 9.3) and the like.
Examples of the salt include ammonium acetate, sodium acetate, potassium acetate, ammonium nitrate, sodium nitrate, potassium nitrate, ammonium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, ammonium phosphate, sodium phosphate, potassium phosphate, ammonium chloride, sodium chloride and the like.
Further, instead of the salt, an acid and a base may be added. In this case, when the acid and the base are added, it is preferable that the pKa of the acid is 5.5 or less and the pKa of the conjugate acid which is the base is 8.5 or more.

塩としては、アンモニウム塩及び金属塩が好適であり、金属塩には、アルカリ金属(例えばナトリウム、カリウム等)の塩及びアルカリ土類金属(例えばマグネシウム、カルシウム等)の塩が含まれる。これらのうち、金属塩は、塗膜を形成した後に金属が膜中に残存し、機能層として例えば反射防止層を形成した場合に、膜中の金属が屈折率に影響して反射防止性を低下させる場合がある点で、アンモニウム塩が好ましい。
したがって、塩としては、弱酸及び強酸から選ばれる酸のアンモニウム塩がより好ましく、酢酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、塩化アンモニウム等は更に好ましい。
As the salt, an ammonium salt and a metal salt are preferable, and the metal salt includes a salt of an alkali metal (for example, sodium, potassium, etc.) and a salt of an alkaline earth metal (for example, magnesium, calcium, etc.). Of these, in the metal salt, when the metal remains in the film after the coating film is formed and, for example, an antireflection layer is formed as a functional layer, the metal in the film affects the refractive index to improve the antireflection property. Ammonium salts are preferred in that they may be reduced.
Therefore, as the salt, an ammonium salt of an acid selected from a weak acid and a strong acid is more preferable, and ammonium acetate, ammonium nitrate, ammonium sulfate, ammonium phosphate, ammonium chloride and the like are further preferable.

酸、塩基及び塩から選ばれる電解質の含有量としては、塗布組成物中のモル濃度として、0.001mol/L〜0.5mol/Lが好ましく、0.005mol/L〜0.4mol/Lがより好ましく、0.01mol/L〜0.3mol/Lがさらに好ましい。 The content of the electrolyte selected from the acid, base and salt is preferably 0.001 mol / L to 0.5 mol / L, preferably 0.005 mol / L to 0.4 mol / L, as the molar concentration in the coating composition. More preferably, 0.01 mol / L to 0.3 mol / L is further preferable.

−界面活性剤−
塗布組成物は、界面活性剤を含有することができる。界面活性剤を含有することで、塗布組成物の基材への濡れ性の改善に有効である。
界面活性剤としては、例えば、アセチレン系ノニオン性界面活性剤、ポリオール系ノニオン性界面活性剤等を挙げることができる。また、界面活性剤は、上市されている市販品を用いてもよく、例えば、日信化学工業社製のオルフィンシリーズ(例えば、オルフィンEXP.4200、オルフィンEXP.4123等)、ダウ・ケミカル社製のTRITON BG−10、花王社製のマイドールシリーズ(例えば、マイドール10、マイドール
12等)などを用いることができる。
-Surfactant-
The coating composition can contain a surfactant. By containing a surfactant, it is effective in improving the wettability of the coating composition to the substrate.
Examples of the surfactant include an acetylene-based nonionic surfactant, a polyol-based nonionic surfactant, and the like. Further, as the surfactant, a commercially available product on the market may be used, for example, Orfin series manufactured by Nissin Chemical Industry Co., Ltd. (for example, Orfin EXP.4200, Orfin EXP.4123, etc.), Dow Chemical Co., Ltd. TRITON BG-10 manufactured by Kao Corporation, My Doll series manufactured by Kao Corporation (for example, My Doll 10, My Doll 12, etc.) and the like can be used.

−増粘剤−
塗布組成物は、増粘剤を含有することができる。増粘剤を含むことで、塗布組成物の粘度を調整することができる。
増粘剤としては、例えば、ポリエーテル、ウレタン変性ポリエーテル、ポリアクリル酸、ポリアクリルスルホン酸塩、ポリビニルアルコール、多糖類等が挙げられる。中でも、ポリエーテル、変性ポリアクリル系スルホン酸塩、ポリビニルアルコールが好ましい。増
粘剤として上市されている市販品を用いてもよく、市販品としては、例えば、サンノプコ社製のSNシックナー601(ポリエーテル)、SNシックナー615(変性ポリアクリル系スルホン酸塩)、和光純薬工業社製のポリビニルアルコール(重合度:約1,000〜2,000)等が挙げられる。
増粘剤の含有量は、塗布組成物の全質量に対して0.01質量%〜5.0質量%程度が好ましい。
-Thickener-
The coating composition can contain a thickener. By including a thickener, the viscosity of the coating composition can be adjusted.
Examples of the thickener include polyether, urethane-modified polyether, polyacrylic acid, polyacrylic sulfonate, polyvinyl alcohol, polysaccharide and the like. Of these, polyethers, modified polyacrylic sulfonates, and polyvinyl alcohols are preferable. Commercially available products marketed as thickeners may be used, and examples of the commercially available products include SN thickener 601 (polyether), SN thickener 615 (modified polyacrylic sulfonate), and Jun Wako. Examples thereof include polyvinyl alcohol manufactured by Yakuhin Kogyo Co., Ltd. (degree of polymerization: about 1,000 to 2,000).
The content of the thickener is preferably about 0.01% by mass to 5.0% by mass with respect to the total mass of the coating composition.

−アルカリ金属シリケート−
塗布組成物は、アルカリ金属シリケートを含有してもよい。
アルカリ金属シリケートを含有することで、反射防止性と耐傷性との双方を向上させることができる。アルカリ金属シリケートとは、珪酸のアルカリ金属塩を指し、下記の式Aにより表されるアルカリ金属シリケートが好ましい。
O・nSiO ・・・式A
-Alkali metal silicate-
The coating composition may contain an alkali metal silicate.
By containing the alkali metal silicate, both antireflection property and scratch resistance can be improved. The alkali metal silicate refers to an alkali metal salt of silicic acid, and an alkali metal silicate represented by the following formula A is preferable.
M 2 O · nSiO 2 ... Formula A

式Aにおいて、Mは、アルカリ金属を表す。アルカリ金属としては、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、セシウム(Cs)等が挙げられる。Mで表されるアルカリ金属としては、Li又はKが好ましい。アルカリ金属としてLi又はKを選択することで、Naに比べて、更に耐傷性が向上する。
式Aにおいて、nは、アルカリ金属シリケートのモル比を表す。nは、架橋性の観点から、5.0以下である化合物が好ましい。
アルカリ金属シリケートのモル比nが適切な値であると、架橋しやすくなると考えられる。そのため、MがLiである場合、n≦5.0を満たす化合物を選択することにより、アルカリ金属シリケートがシリカ粒子と架橋しやすく、耐傷性が更に向上すると考えられる。Mで表されるアルカリ金属がLiである場合、nは3.0以上であることがより好ましい。
In formula A, M represents an alkali metal. Examples of the alkali metal include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), cesium (Cs) and the like. As the alkali metal represented by M, Li or K is preferable. By selecting Li or K as the alkali metal, the scratch resistance is further improved as compared with Na.
In formula A, n represents the molar ratio of alkali metal silicates. From the viewpoint of crosslinkability, n is preferably a compound of 5.0 or less.
If the molar ratio n of the alkali metal silicate is an appropriate value, it is considered that cross-linking is likely to occur. Therefore, when M is Li, it is considered that by selecting a compound satisfying n ≦ 5.0, the alkali metal silicate is easily crosslinked with the silica particles, and the scratch resistance is further improved. When the alkali metal represented by M is Li, n is more preferably 3.0 or more.

他の成分は、本開示の実施形態における効果を著しく損なわない範囲で含有することができる。 Other components can be contained within a range that does not significantly impair the effects of the embodiments of the present disclosure.

〜固形分濃度〜
本開示の塗布組成物は、例えば反射防止性に優れた反射防止膜の形成に好適に用いることができる。
反射防止膜の形成には、膜の反射防止性をより向上させる観点から、固形分濃度は、塗布組成物の全質量に対して、1質量%以上20質量%以下であることが好ましい。
固形分濃度が1質量%以上であると、塗布組成物が流動しやすくなり過ぎず、基材上の凹部に溜まりにくくなるため、膜の厚みムラが生じにくい。また、固形分濃度が20質量%以下であると、例えばロールコートする場合などの際に、塗布ロールへ良好に濡れ広がるため、膜の厚みムラが生じにくい。したがって、塗布組成物の固形分濃度が上記範囲であることで、塗布組成物の塗布膜が基材の塗布面に追従しやすく、厚みムラが小さく均一性の高い膜が得られやすい。これにより、膜全体が反射防止に適した厚みとなり、反射防止性が効果的に向上する。
上記のうち、固形分濃度は、2質量%〜10質量%がより好ましく、2質量%〜6質量%が更に好ましい。
塗布組成物中の固形分濃度は、溶媒の含有量により調整することができる。
なお、本開示における固形分濃度とは、塗布組成物の全質量に対する、塗布組成物から溶媒(例えば水及び有機溶媒)を除いた質量の割合をいう。
~ Solid content concentration ~
The coating composition of the present disclosure can be suitably used, for example, for forming an antireflection film having excellent antireflection properties.
For the formation of the antireflection film, the solid content concentration is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total mass of the coating composition from the viewpoint of further improving the antireflection property of the film.
When the solid content concentration is 1% by mass or more, the coating composition does not flow too easily and does not easily accumulate in the recesses on the base material, so that uneven thickness of the film is unlikely to occur. Further, when the solid content concentration is 20% by mass or less, the film is less likely to have uneven thickness because it is satisfactorily wetted and spread on the coating roll at the time of roll coating, for example. Therefore, when the solid content concentration of the coating composition is within the above range, the coating film of the coating composition easily follows the coating surface of the base material, and a film having small thickness unevenness and high uniformity can be easily obtained. As a result, the entire film has a thickness suitable for antireflection, and the antireflection property is effectively improved.
Of the above, the solid content concentration is more preferably 2% by mass to 10% by mass, further preferably 2% by mass to 6% by mass.
The solid content concentration in the coating composition can be adjusted by the content of the solvent.
The solid content concentration in the present disclosure refers to the ratio of the mass of the coating composition excluding the solvent (for example, water and an organic solvent) to the total mass of the coating composition.

本開示の塗布組成物は、既述のように小サイズのシリカ粒子と3官能シラン化合物とを含有してなることで、例えば、塗布組成物の硬化物である反射防止膜の形成に好適に用いることができる。本開示の塗布組成物を用いた反射防止膜は、適切な屈折率を有する膜を厚みムラの発生が抑えられた均一性の高い厚みで形成され、表面が平滑で高い硬度を有しているため、反射防止性に優れ、耐傷性及び防汚性にも優れたものとなる。 The coating composition of the present disclosure contains small-sized silica particles and a trifunctional silane compound as described above, and is suitable for forming, for example, an antireflection film which is a cured product of the coating composition. Can be used. In the antireflection film using the coating composition of the present disclosure, a film having an appropriate refractive index is formed with a highly uniform thickness in which the occurrence of thickness unevenness is suppressed, and the surface is smooth and has high hardness. Therefore, it has excellent antireflection properties, and also has excellent scratch resistance and antifouling properties.

本開示の塗布組成物の硬化物として、反射防止膜を一例に説明する。
本開示の塗布組成物は、表面に凹凸構造を有する基材と硬化膜とを有する積層体の、硬化膜の塗布形成に好適に用いることができる。例えば太陽電池モジュールに搭載されるフロントガラスでは、ガラス基材上に太陽光の反射を軽減するための反射防止膜を有しており、ガラス基材の表面には防眩性を付与する等の目的で凹凸構造が設けられている。
An antireflection film will be described as an example as a cured product of the coating composition of the present disclosure.
The coating composition of the present disclosure can be suitably used for coating formation of a cured film of a laminate having a base material having an uneven structure on the surface and a cured film. For example, the windshield mounted on the solar cell module has an antireflection film on the glass base material for reducing the reflection of sunlight, and the surface of the glass base material is provided with antiglare property. An uneven structure is provided for the purpose.

反射防止膜の反射防止性は、以下の平均反射率の変化(ΔR)により示される。
本開示に係る反射防止膜は、上記ΔRの数値が正の値をとるものである。
具体的には、紫外可視赤外分光光度計(型番:UV3100PC、島津製作所社製)により、基材上に反射防止膜が形成された積層体の、波長400nm〜1,100nmの光における反射率(%)を積分球を用いて測定する。反射率を測定する際、積層体の裏面(基材の反射防止膜が形成されていない側の面)の反射を抑えるため、裏面となる基材の表面に黒色のテープ(型番:SPV-202、日東電工社製)を貼り付ける。そして、測定された波長400nm〜1,100nmにおける各波長の反射率から、積層体の平均反射率(RAV;単位%)を算出する。同様に、反射防止膜が形成されていない基材の、波長400nm〜1,100nmの光における反射率(%)を測定する。そして、測定された波長400nm〜1,100nmにおける各波長の反射率から、基材の平均反射率(R0AV;単位%)を算出する。
次いで、平均反射率RAV、R0AVから、反射防止膜が形成されていない基材に対する平均反射率の変化(ΔR;単位:%)を下記式(a)にしたがって算出する。
ΔR =R0AV− RAV 式(a)
ΔRは、数値が正の値で、かつ、大きいほど反射防止(AR)性に優れることを示す。
The antireflection property of the antireflection film is indicated by the following change in average reflectance (ΔR).
In the antireflection film according to the present disclosure, the numerical value of ΔR is a positive value.
Specifically, the reflectance of a laminate in which an antireflection film is formed on a substrate by an ultraviolet visible infrared spectrophotometer (model number: UV3100PC, manufactured by Shimadzu Corporation) in light having a wavelength of 400 nm to 1,100 nm. (%) Is measured using an integrating sphere. When measuring the reflectance, a black tape (model number: SPV-202) is applied to the front surface of the base material, which is the back surface, in order to suppress reflection on the back surface of the laminate (the surface on the side where the antireflection film of the base material is not formed). , Made by Nitto Denko). Then, the reflectance of each wavelength at the measured wavelength 400Nm~1,100nm, the average reflectance of the stack; calculating the (R AV units%). Similarly, the reflectance (%) of the base material on which the antireflection film is not formed is measured in light having a wavelength of 400 nm to 1,100 nm. Then, the average reflectance (R 0AV ; unit%) of the base material is calculated from the measured reflectance of each wavelength in the measured wavelengths of 400 nm to 1,100 nm.
Then, the average reflectance R AV, from R 0AV average reflectivity change to the substrate on which the antireflection film is not formed ([Delta] R; unit:%) is calculated according to the following formula (a).
ΔR = R 0AV − R AV equation (a)
ΔR indicates that the positive value and the larger the value, the better the antireflection (AR) property.

反射率は、積分球付の分光光度計を用いることにより測定することができる。本開示においては、測定装置として紫外可視赤外分光光度計(型番:UV3100PC、島津製作所社製)を用い、波長400nm〜1,100nmの光における反射率を、積分球を用いて測定し、それぞれの波長における反射率の値を算術平均することにより得られた値を平均反射率として採用している。 The reflectance can be measured by using a spectrophotometer with an integrating sphere. In the present disclosure, an ultraviolet-visible-infrared spectrophotometer (model number: UV3100PC, manufactured by Shimadzu Corporation) is used as a measuring device, and the reflectance in light having a wavelength of 400 nm to 1,100 nm is measured using an integrating sphere, and each of them is measured. The value obtained by arithmetically averaging the reflectance values at the wavelengths of is adopted as the average reflectance.

反射防止膜のΔRは、反射防止性の観点から、2.3%以上が好ましく、2.6%以上がより好ましい。 The ΔR of the antireflection film is preferably 2.3% or more, more preferably 2.6% or more, from the viewpoint of antireflection.

反射防止膜の平均膜厚としては、反射防止性の観点から、50nm〜250nmの範囲とすることができる。中でも、反射防止性の点で、80nm〜200nmが好ましい。
平均膜厚は、反射防止膜を、膜面と垂直な方向に平行に切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で10箇所観察し、10枚のSEM像から各々の観察箇所の膜厚を計測し、得られた10個の計測値(膜厚)を平均することにより求められる。反射防止膜が基材上に形成されている場合、反射防止膜を基材ごと基材表面と直交する方向に切断して上記観察を行う。基材としては、後述する積層体の製造に用いられる基材を用いることができる。
The average film thickness of the antireflection film can be in the range of 50 nm to 250 nm from the viewpoint of antireflection. Of these, 80 nm to 200 nm is preferable from the viewpoint of antireflection.
For the average film thickness, the antireflection film is cut in parallel with the film surface, the cut surface is observed at 10 points with a scanning electron microscope (SEM), and the film at each observation point is observed from 10 SEM images. It is obtained by measuring the thickness and averaging the 10 measured values (thicknesses) obtained. When the antireflection film is formed on the base material, the antireflection film is cut together with the base material in a direction orthogonal to the surface of the base material to perform the above observation. As the base material, a base material used for producing a laminate described later can be used.

<積層体及びその製造方法>
本開示の積層体は、基材の上に、既述の本開示の塗布組成物の硬化物を有している。
既述の本開示の塗布組成物が用いられるので、基材の硬化物を有する側は、膜内部に複数の空孔を有しながら膜の厚み均一性及び平滑性が高く、かつ、高硬度を有している。これにより、良好な反射防止性を示し、かつ、防汚性及び耐傷性に優れている。本開示の積層体は、反射防止材料に好適である。
<Laminate and its manufacturing method>
The laminate of the present disclosure has a cured product of the above-mentioned coating composition of the present disclosure on a base material.
Since the above-mentioned coating composition of the present disclosure is used, the side of the base material having a cured product has a plurality of pores inside the film, has high film thickness uniformity and smoothness, and has high hardness. have. As a result, it exhibits good antireflection properties and is excellent in antifouling property and scratch resistance. The laminate of the present disclosure is suitable as an antireflection material.

基材としては、例えば、ガラス、樹脂、金属、セラミック、又は、ガラス、樹脂、金属及びセラミックから選ばれる少なくとも一つを複合化した複合材料等の基材が挙げられる。好ましい基材は、ガラス基材である。
基材の厚みには、特に制限はなく、目的又は用途等に応じて適宜選択すればよい。
Examples of the base material include a base material such as glass, resin, metal, ceramic, or a composite material in which at least one selected from glass, resin, metal, and ceramic is composited. A preferred substrate is a glass substrate.
The thickness of the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, application and the like.

本開示における基材(好ましくはガラス基材)の中でも、本開示の効果、特に反射防止性及び防汚性がより効果的に奏される点及び防眩性を付与する点から、表面に凹凸構造を有する基材であることが好ましい。
凹凸構造を有する基材とは、表面の算術平均粗さRaが0.1μm〜1.0μmである基材を指す。Raがこの範囲にある基材上に塗布膜を積層することで、防眩性を有し、反射防止等の機能を有する積層体が形成される。Raとしては、防眩性、反射防止等の機能を付与する上で、0.2μm〜0.7μmがより好ましい。
算術平均粗さRaは、表面粗さ計(型番:ハンディサーフE−35B、(株)東京精密社製)を用い、JIS−B0601に準拠して測定される値である。
Among the base materials (preferably glass base materials) in the present disclosure, the surface is uneven from the viewpoint of more effectively exhibiting the effects of the present disclosure, particularly antireflection and antifouling properties, and imparting antiglare properties. It is preferably a base material having a structure.
The base material having an uneven structure refers to a base material having an arithmetic average roughness Ra of the surface of 0.1 μm to 1.0 μm. By laminating the coating film on the base material in which Ra is in this range, a laminated body having antiglare properties and functions such as antireflection is formed. Ra is more preferably 0.2 μm to 0.7 μm in order to impart functions such as antiglare and antireflection.
The arithmetic average roughness Ra is a value measured in accordance with JIS-B0601 using a surface roughness meter (model number: Handy Surf E-35B, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).

積層体における硬化物の厚みは、50nm〜800nmの範囲とすることができ、例えば反射防止用途に用いる場合には、50nm〜250nmが好適であり、80nm〜200nmがより好ましく、120nm〜140nmが特に好ましい。
硬化物の厚みが50nm以上であると、塗布膜の厚みの均一性に優れている。また、硬化物の厚みが800nm以下であると、耐クラック性が良好になり、高固形分(例えば20質量%以上)とした場合にも塗布性を良好に保つことができる。
また、硬化物の厚みを120nm〜140nmの範囲とすることで、特に太陽光スペクトル強度がピークとなる600nm付近で最大の反射防止効果が得られる。
The thickness of the cured product in the laminate can be in the range of 50 nm to 800 nm. For example, when used for antireflection applications, 50 nm to 250 nm is preferable, 80 nm to 200 nm is more preferable, and 120 nm to 140 nm is particularly preferable. preferable.
When the thickness of the cured product is 50 nm or more, the uniformity of the thickness of the coating film is excellent. Further, when the thickness of the cured product is 800 nm or less, the crack resistance becomes good, and the coatability can be kept good even when the solid content is high (for example, 20% by mass or more).
Further, by setting the thickness of the cured product in the range of 120 nm to 140 nm, the maximum antireflection effect can be obtained particularly in the vicinity of 600 nm where the solar spectrum intensity peaks.

〜積層体の製造方法〜
次に、本開示の積層体の製造方法について説明する。
本開示の積層体の製造方法は、既述の本開示の塗布組成物を、基材の上にロールコーターにより塗布して塗布膜を形成する工程(以下、「塗布膜形成工程」ともいう。)と、塗布膜を乾燥する工程(以下、「乾燥工程」ともいう。)と、乾燥後の塗布膜を焼成する工程(以下、「焼成工程」ともいう。)と、を有している。本開示の積層体の製造方法は、上記工程のほか、必要に応じて、更に、洗浄工程、表面処理工程、冷却工程等の他の工程を有していてもよい。
~ Manufacturing method of laminated body ~
Next, a method for producing the laminate of the present disclosure will be described.
The method for producing a laminate of the present disclosure is also referred to as a step of applying the above-described coating composition of the present disclosure on a base material with a roll coater to form a coating film (hereinafter, also referred to as a “coating film forming step”. ), A step of drying the coating film (hereinafter, also referred to as a “drying step”), and a step of firing the dried coating film (hereinafter, also referred to as a “burning step”). In addition to the above steps, the method for producing a laminate of the present disclosure may further include other steps such as a cleaning step, a surface treatment step, and a cooling step, if necessary.

本開示の積層体の製造方法では、既述の塗布組成物が用いられるので、基材の表面状態に関わらず、反射防止性に優れ、耐傷性及び防汚性にも優れた積層体が得られる。 Since the above-mentioned coating composition is used in the method for producing a laminate of the present disclosure, a laminate having excellent antireflection properties, scratch resistance and antifouling properties can be obtained regardless of the surface condition of the base material. Be done.

−塗布膜形成工程−
塗布膜形成工程では、基材上に既述の本開示の塗布組成物をロールコーターにより塗布し、塗布膜を形成する。
-Coating film forming process-
In the coating film forming step, the coating composition of the present disclosure described above is applied onto a substrate by a roll coater to form a coating film.

塗布膜形成工程では、既述のように、塗布時の帯電を抑えて塗膜の厚みムラの発生が抑制されるように、特定の電解質とポリマー粒子及び加水分解性シラン化合物とを含む本開示の塗布組成物が用いられるため、少なくとも後述する乾燥工程及び焼成工程を経て形成された膜は、輝点状故障の発生が抑えられ、反射防止膜である場合には反射防止性に優れたものとなる。また、膜の耐傷性及び防汚性にも優れる。 In the coating film forming step, as described above, the present disclosure includes a specific electrolyte, polymer particles, and a hydrolyzable silane compound so as to suppress charging during coating and suppress the occurrence of uneven thickness of the coating film. Since the coating composition of the above is used, at least the film formed through the drying step and the firing step described later is suppressed from causing bright spot-like failure, and when it is an antireflection film, it has excellent antireflection property. It becomes. In addition, the film is also excellent in scratch resistance and antifouling property.

塗布組成物の塗布量は、特に限定されるものではなく、塗布組成物中の固形分の濃度、所望の膜厚等に応じて、操作性等を考慮し、適宜設定することができる。塗布組成物の塗布量は、0.01mL/m〜30mL/mであることが好ましく、0.1mL/m〜20mL/mであることがより好ましく、1mL/m〜15mL/mであることが更に好ましい。塗布組成物の塗布量が、上記の範囲内であると、塗布精度が良好となり、反射防止性により優れた膜を形成することができる。The coating amount of the coating composition is not particularly limited, and can be appropriately set in consideration of operability and the like according to the concentration of the solid content in the coating composition, the desired film thickness, and the like. The coating amount of the coating composition is preferably 0.01mL / m 2 ~30mL / m 2 , more preferably 0.1mL / m 2 ~20mL / m 2 , 1mL / m 2 ~15mL / It is more preferably m 2. When the coating amount of the coating composition is within the above range, the coating accuracy is good and a film having more excellent antireflection property can be formed.

本開示の積層体の製造方法は、塗布膜形成工程における塗布にロールコーターが用いられる。ロールコーターを用いて成膜する場合に、基材の表面に塗膜の不均一が生じやすいが、本開示においては、既述の塗布組成物が用いられることで、均一性のある塗膜を形成しやすく、厚みバラツキを少なく抑えることができる。
特に、基材の表面に塗布組成物を塗布するロール(即ち、コーティングロール)の表面材質がゴムである場合に塗膜の不均一が生じやすい。
ゴムとしては、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)である。
In the method for producing a laminate of the present disclosure, a roll coater is used for coating in the coating film forming step. When a film is formed using a roll coater, non-uniformity of the coating film tends to occur on the surface of the base material. However, in the present disclosure, by using the above-mentioned coating composition, a uniform coating film can be obtained. It is easy to form and the thickness variation can be suppressed to a small extent.
In particular, when the surface material of the roll for applying the coating composition to the surface of the base material (that is, the coating roll) is rubber, non-uniformity of the coating film tends to occur.
The rubber is, for example, ethylene propylene diene rubber (EPDM).

基材としては、ガラス、樹脂、金属、セラミック、又は、ガラス、樹脂、金属及びセラミックから選ばれる少なくとも一つを複合化した複合材料等の任意の基材を選択することができる。
いずれの基材を用いた場合も、本開示の積層体の製造方法による効果が期待されるが、塗布組成物を塗布するコーティングロールが最も基材と相互作用しやすいため、基材としては、効果がより一層奏される点で、ガラス基材が好ましい。
As the base material, any base material such as glass, resin, metal, ceramic, or a composite material obtained by combining at least one selected from glass, resin, metal, and ceramic can be selected.
Regardless of which base material is used, the effect of the method for producing the laminate of the present disclosure is expected, but since the coating roll on which the coating composition is applied is most likely to interact with the base material, the base material can be used. A glass base material is preferable because the effect is further exhibited.

ガラス基材を用いると、ヒドロキシ基の縮合が、加水分解性シラン化合物が有するヒドロキシ基同士だけでなく、加水分解性シラン化合物が有するヒドロキシル基とガラス表面のヒドロキシル基との間でも発生するため、基材との密着性に優れた塗布膜を形成することができる。 When a glass substrate is used, the condensation of hydroxy groups occurs not only between the hydroxy groups of the hydrolyzable silane compound but also between the hydroxyl groups of the hydrolyzable silane compound and the hydroxyl groups on the glass surface. It is possible to form a coating film having excellent adhesion to the base material.

基材の中でも、表面に凹凸構造を有する基材を用いた場合に、本開示の積層体の製造方法による効果がより一層奏される。凹凸構造を有する基材については、既述の通りである。 Among the base materials, when a base material having an uneven structure on the surface is used, the effect of the method for producing a laminate of the present disclosure is further exhibited. The base material having an uneven structure is as described above.

−乾燥工程−
乾燥工程では、塗布膜形成工程で形成された塗布膜を乾燥させる。
乾燥工程では、塗布組成物中の溶媒が除去されることにより、塗布膜が基材上に固定されることが好ましい。
塗布組成物中の溶媒が除去されることで、緻密な膜が形成される。塗布組成物がシリカ粒子等の無機粒子を含む場合であれば、膜中に無機粒子が密に配置され、より緻密な膜が形成される。膜が緻密になり、硬度が高くなることで、優れた耐傷性が得られると考えられる。また、膜が緻密になり、膜面が平滑となることで、汚れが付着し難くなり、防汚性にも優れるものと考えられる。
-Drying process-
In the drying step, the coating film formed in the coating film forming step is dried.
In the drying step, it is preferable that the coating film is fixed on the substrate by removing the solvent in the coating composition.
By removing the solvent in the coating composition, a dense film is formed. When the coating composition contains inorganic particles such as silica particles, the inorganic particles are densely arranged in the film to form a denser film. It is considered that excellent scratch resistance can be obtained by making the film dense and increasing the hardness. Further, it is considered that the film becomes dense and the film surface becomes smooth, so that dirt is less likely to adhere and the film surface is excellent in antifouling property.

塗布膜の乾燥は、室温(25℃)で行ってもよいし、加熱装置を用いて行ってもよい。
加熱装置としては、目的の温度に加熱することができれば、特に限定されることなく、公知の加熱装置をいずれも用いることができる。加熱装置としては、オーブン、電気炉等の他、製造ラインに合わせて独自に作製した加熱装置を用いることができる。
The coating film may be dried at room temperature (25 ° C.) or by using a heating device.
As the heating device, any known heating device can be used without particular limitation as long as it can be heated to a target temperature. As the heating device, in addition to an oven, an electric furnace, etc., a heating device originally manufactured according to the production line can be used.

塗布膜の乾燥は、例えば、上記の加熱装置を用いて、雰囲気温度40℃〜200℃にて塗布膜を加熱することにより行ってもよい。加熱により塗布膜を乾燥する場合には、例えば、加熱時間を1分間〜30分間程度とすることができる。
塗布膜の乾燥条件としては、塗布膜を、雰囲気温度40℃〜200℃にて1分間〜10分間加熱する乾燥条件が好ましく、雰囲気温度100℃〜180℃にて1分間〜5分間加熱する乾燥条件がより好ましい。
The coating film may be dried by heating the coating film at an atmospheric temperature of 40 ° C. to 200 ° C. using, for example, the above-mentioned heating device. When the coating film is dried by heating, the heating time can be, for example, about 1 minute to 30 minutes.
As the drying conditions for the coating film, it is preferable to heat the coating film at an atmospheric temperature of 40 ° C. to 200 ° C. for 1 minute to 10 minutes, and to heat the coating film at an atmospheric temperature of 100 ° C. to 180 ° C. for 1 minute to 5 minutes. The conditions are more preferred.

乾燥後の塗布膜の平均膜厚は、50nm以上の範囲とすることができ、80nm〜200nmの範囲が好ましい。平均膜厚が50nm以上であると、膜の反射防止性が優れたものとなり、80nm〜200nmであると反射防止性により優れる。平均膜厚の測定方法については、既述の通りである。 The average film thickness of the coating film after drying can be in the range of 50 nm or more, preferably in the range of 80 nm to 200 nm. When the average film thickness is 50 nm or more, the antireflection property of the film is excellent, and when the average film thickness is 80 nm to 200 nm, the antireflection property is excellent. The method for measuring the average film thickness is as described above.

−焼成工程−
焼成工程では、乾燥工程を経た塗布膜を焼成して硬化膜を得る。
焼成工程では、400℃〜800℃の雰囲気温度で焼成することが好ましい。乾燥後の塗布膜を400℃〜800℃の雰囲気温度で焼成することで、乾燥工程で形成された緻密な膜の硬度が更に高まり、耐傷性が更に向上する。さらに、焼成によって塗布膜中の有機成分、特にはポリマー粒子の少なくとも一部が熱分解し、消失するので、焼成後の塗布膜には部分的に任意のサイズの空隙が形成され、反射防止性を効果的に向上させることができる。
-Baking process-
In the firing step, the coating film that has undergone the drying step is fired to obtain a cured film.
In the firing step, it is preferable to fire at an atmospheric temperature of 400 ° C. to 800 ° C. By firing the dried coating film at an atmospheric temperature of 400 ° C. to 800 ° C., the hardness of the dense film formed in the drying step is further increased, and the scratch resistance is further improved. Further, since at least a part of the organic components in the coating film, particularly the polymer particles, are thermally decomposed and disappeared by firing, voids of an arbitrary size are partially formed in the coating film after firing, and the antireflection property is obtained. Can be effectively improved.

また、既述の水素化3官能シラン化合物は、高温焼成時に水素が脱離し、4官能シラン化合物と同じSi−(OH)の構造をとる。これにより、塗布時には水素化3官能シラン化合物として偏在性に優れ、焼成時には4官能シラン化合物として耐傷性に優れ、両者を両立できる。Further, the hydrogenated trifunctional silane compound described above has the same Si− (OH) 4 structure as the tetrafunctional silane compound due to desorption of hydrogen during high temperature firing. As a result, it is excellent in uneven distribution as a hydrogenated trifunctional silane compound at the time of coating and excellent in scratch resistance as a tetrafunctional silane compound at the time of firing, and both can be compatible.

塗布膜の焼成は、加熱装置を用いて行うことができる。加熱装置としては、目的の温度に加熱することができれば、特に限定されることなく、公知の加熱装置をいずれも用いることができる。加熱装置としては、電気炉等の他、製造ラインに合わせて独自に作製した焼成装置を用いることができる。
塗布膜の焼成温度(雰囲気温度)は、450℃以上800℃以下であることがより好ましく、500℃以上800℃以下であることが更に好ましく、600℃以上800℃以下であることが特に好ましい。焼成時間は、1分間〜10分間であることが好ましく、1分間〜5分間であることがより好ましい。
The coating film can be fired using a heating device. As the heating device, any known heating device can be used without particular limitation as long as it can be heated to a target temperature. As the heating device, in addition to an electric furnace or the like, a firing device originally manufactured according to the production line can be used.
The firing temperature (atmospheric temperature) of the coating film is more preferably 450 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, further preferably 500 ° C. or higher and 800 ° C. or lower, and particularly preferably 600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. The firing time is preferably 1 minute to 10 minutes, more preferably 1 minute to 5 minutes.

−他の工程−
本開示の積層体の製造方法には、必要に応じて、上記の工程以外の他の工程を含んでもよい。他の工程としては、洗浄工程、表面処理工程、冷却工程等が挙げられる。
-Other processes-
If necessary, the method for producing a laminate of the present disclosure may include steps other than the above steps. Examples of other steps include a cleaning step, a surface treatment step, a cooling step, and the like.

既述した本開示の塗布組成物を用いることで、既述の本開示の塗布組成物の硬化物である多孔質膜を形成することができる。また、既述した本開示の積層体及びその製造方法では、既述の本開示の塗布組成物の硬化物である多孔質膜を有する積層体を作製することができる。
本開示の多孔質膜は、下記式(1)で表される3官能の加水分解性シラン化合物及び式(1)で表される加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物の硬化物であるシリカマトリクス及び必要に応じてシリカ粒子を含み、表面を除く膜の内部に孤立孔を有する膜である。
H−Si(OR 式(1)
式(1)において、Rは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表す。
なお、式(1)の詳細は、既述の通りであり、好ましい態様も同様である。また、シリカ粒子及びシラン化合物の詳細については、既述の通りであり、好ましい態様も同様である。
By using the above-mentioned coating composition of the present disclosure, it is possible to form a porous film which is a cured product of the above-mentioned coating composition of the present disclosure. Further, in the above-mentioned laminate of the present disclosure and the method for producing the same, a laminate having a porous film which is a cured product of the above-mentioned coating composition of the present disclosure can be produced.
The porous film of the present disclosure is a silane compound selected from a trifunctional hydrolyzable silane compound represented by the following formula (1) and a partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound represented by the formula (1). It is a film containing a silica matrix which is a cured product of the above and, if necessary, silica particles, and has isolated pores inside the film excluding the surface.
H-Si (OR 1 ) 3 formula (1)
In the formula (1), R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
The details of the formula (1) are as described above, and the preferred embodiment is also the same. The details of the silica particles and the silane compound are as described above, and the preferred embodiments are also the same.

本開示の塗布組成物では、水素化3官能シラン化合物を用いることで、焼成前においては3官能シラン化合物として膜面に移動して偏在しやすい一方、焼成後には、分子中の水素が脱離して4官能シラン化合物と同じSi−(OH)構造をとるため、形成される多孔質膜は、硬度が高く、耐傷性に優れたものである。In the coating composition of the present disclosure, by using the hydrogenated trifunctional silane compound, hydrogen in the molecule is desorbed after firing, while it easily moves to the film surface as a trifunctional silane compound and is unevenly distributed before firing. Since it has the same Si- (OH) 4 structure as the tetrafunctional silane compound, the formed porous film has high hardness and excellent scratch resistance.

「表面を除く膜の内部に孤立孔を有する」とは、多孔質膜の膜内部には互いに繋がらない孤立した複数の空孔(孤立孔)を有し、膜表面には、膜表面にて直径5nm以上の開口する開放空孔が存在していないことを意味する。つまり、膜表面には、ポリマー粒子が膜面に存在していたために焼成で形成された孔が膜面で開口し、開口した孔の内部と空気層とが繋がった領域が存在しないことを示す。
なお、「膜表面にて開口する開放空孔が存在していないこと」は、膜の表面を走査型電子顕微鏡で観察することにより確認することができる。
"Having isolated pores inside the membrane excluding the surface" means that the inside of the membrane of the porous membrane has a plurality of isolated pores (isolated pores) that are not connected to each other, and the surface of the membrane is formed by the surface of the membrane. It means that there are no open pores having a diameter of 5 nm or more. That is, it is shown that the pores formed by firing are opened on the membrane surface because the polymer particles are present on the membrane surface, and there is no region in which the inside of the opened pores and the air layer are connected. ..
It should be noted that "there is no open pores to open on the surface of the film" can be confirmed by observing the surface of the film with a scanning electron microscope.

即ち、シリカマトリクスは、既述の塗布組成物中に含有されたシラン化合物を焼成して得られる硬化物(焼成物)である。焼成を経ることで、塗布組成物中に含まれるポリマー粒子が消失して空孔を形成し、複数の空孔はシリカマトリクスによって区画されている。シリカマトリクスには、必要に応じてシリカ粒子が含まれる。
これにより、多孔質膜は、複数の空孔を有する多孔質構造を有するが、上記の通り、水素化3官能シラン化合物が4官能シラン化合物を用いた場合と同様の硬化作用を担うため、良好な硬度を有し、耐傷性が良化する。更に、シリカ粒子が含まれると、硬度がより一層高められ、耐傷性により優れたものとなる。
そして、焼成前に膜中に含まれる水素化3官能シラン化合物は3官能化合物であるため、焼成によって膜面に緻密なシリカマトリクス層が設けられる。これにより、反射防止性及び防汚性にも優れている。
That is, the silica matrix is a cured product (calcined product) obtained by calcining the silane compound contained in the above-mentioned coating composition. After firing, the polymer particles contained in the coating composition disappear to form pores, and the plurality of pores are partitioned by a silica matrix. The silica matrix contains silica particles as needed.
As a result, the porous membrane has a porous structure having a plurality of pores, but as described above, the hydrogenated trifunctional silane compound has the same curing action as when the tetrafunctional silane compound is used, which is good. Has a high hardness and improves scratch resistance. Further, when silica particles are contained, the hardness is further increased, and the scratch resistance becomes more excellent.
Since the hydrogenated trifunctional silane compound contained in the film before firing is a trifunctional compound, a dense silica matrix layer is provided on the film surface by firing. As a result, it is also excellent in antireflection and antifouling properties.

なお、多孔質膜がシリカ粒子を有する場合、シリカ粒子に対するシリカマトリクスの質量比は、2.0以上であることが好ましい。 When the porous film has silica particles, the mass ratio of the silica matrix to the silica particles is preferably 2.0 or more.

多孔質膜の厚みは、特に制限されるものではなく、50nm〜800nmの範囲とすることができる。多孔質膜を例えば反射防止膜として用いる場合は、50nm〜250nmが好適であり、80nm〜200nmがより好ましく、120nm〜140nmが特に好ましい。
多孔質膜の厚みが50nm以上であると、膜の厚みの均一性に優れている。また、多孔質膜の厚みが800nm以下であると、耐クラック性が良好になる。
The thickness of the porous membrane is not particularly limited and can be in the range of 50 nm to 800 nm. When the porous film is used as, for example, an antireflection film, 50 nm to 250 nm is preferable, 80 nm to 200 nm is more preferable, and 120 nm to 140 nm is particularly preferable.
When the thickness of the porous membrane is 50 nm or more, the uniformity of the thickness of the membrane is excellent. Further, when the thickness of the porous film is 800 nm or less, the crack resistance becomes good.

<太陽電池モジュール>
本開示の太陽電池モジュールは、既述の本開示の積層体を備えたものである。
本開示における積層体は、太陽電池モジュールに搭載されるフロントガラス等であってもよい。この場合、太陽電池モジュールは、本開示における積層体、即ち、基材と本開示における反射防止膜とを有する積層体を備えたものである。
<Solar cell module>
The solar cell module of the present disclosure includes the above-mentioned laminate of the present disclosure.
The laminate in the present disclosure may be a windshield or the like mounted on a solar cell module. In this case, the solar cell module includes a laminate according to the present disclosure, that is, a laminate having a base material and an antireflection film according to the present disclosure.

太陽電池モジュールは、太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池素子を、太陽光が入射する側に配置される本開示に係る積層体と、ポリエステルフィルムに代表される太陽電池用バックシートと、の間に配置して構成されたものでもよい。本開示に係る積層体とポリエステルフィルム等の太陽電池用バックシートとの間は、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の樹脂に代表される封止材によって封止される。
太陽電池モジュールは、既述の反射防止膜を有する積層体を備えるので、反射防止性に優れ、防汚性及び耐傷性に優れることから、長期間使用した際に膜表面に汚れ及び傷が発生することによる光透過性の低下が抑制され、発電効率に優れると考えられる。
本開示に係る太陽電池モジュールは、本開示に係る積層体を、太陽電池モジュールの最外層に備えていることが好ましい。すなわち、本開示に係る太陽電池モジュールの最外層が、反射防止膜であることが好ましい。本開示の太陽電池モジュールは、最外層が反射防止膜であっても、本開示に係る反射防止膜は、封止材などの樹脂を容易に除去できる防汚性を有することから、組み立て工程における優れた製造効率が得られる。
In the solar cell module, the solar cell element that converts the light energy of sunlight into electric energy is arranged on the side where sunlight is incident, and the laminate according to the present disclosure and the back sheet for solar cells represented by a polyester film. It may be configured by arranging it between and. The laminate according to the present disclosure and the back sheet for a solar cell such as a polyester film are sealed with a sealing material typified by a resin such as an ethylene-vinyl acetate copolymer.
Since the solar cell module includes the above-mentioned laminate having the antireflection film, it is excellent in antireflection property, antifouling property and scratch resistance, so that the film surface is soiled and scratched when used for a long period of time. It is considered that the decrease in light transmittance due to this is suppressed and the power generation efficiency is excellent.
The solar cell module according to the present disclosure preferably includes the laminate according to the present disclosure in the outermost layer of the solar cell module. That is, it is preferable that the outermost layer of the solar cell module according to the present disclosure is an antireflection film. In the solar cell module of the present disclosure, even if the outermost layer is an antireflection film, the antireflection film according to the present disclosure has antifouling property that can easily remove a resin such as a sealing material, and thus is used in an assembly process. Excellent manufacturing efficiency can be obtained.

太陽電池モジュールにおける積層体及びバックシート以外の部材については、例えば、「太陽光発電システム構成材料」(杉本栄一監修、(株)工業調査会、2008年発行)に詳細に記載されている。太陽電池モジュールは、太陽光が入射する側に本開示に係る積層体を備えている形態が好ましく、本開示に係る積層体以外の構成に制限はない。 Members other than the laminate and the back sheet in the solar cell module are described in detail in, for example, "Solar power generation system constituent materials" (supervised by Eiichi Sugimoto, published by Kogyo Chosakai Co., Ltd. in 2008). The solar cell module preferably has a laminate according to the present disclosure on the side where sunlight is incident, and there is no limitation on the configuration other than the laminate according to the present disclosure.

太陽電池モジュールの、太陽光が入射する側に配置される基材は、本開示に係る積層体である形態が好ましい。 The base material of the solar cell module arranged on the side where sunlight is incident is preferably a laminated body according to the present disclosure.

太陽電池モジュールに使用される太陽電池素子としては、特に制限はない。太陽電池モジュールには、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン系太陽電池素子、銅−インジウム−ガリウム−セレン、銅−インジウム−セレン、カドミウム−テルル、ガリウム−砒素等のIII−V族又はII−VI族化合物半導体系太陽電池
素子など、各種公知の太陽電池素子をいずれも適用することができる。
The solar cell element used in the solar cell module is not particularly limited. Solar cell modules include silicon-based solar cell elements such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon, and III-V such as copper-indium-gallium-selenium, copper-indium-selenium, cadmium-tellu, and gallium-arsenic. Any known solar cell element such as a group or II-VI compound semiconductor-based solar cell element can be applied.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples as long as the gist of the present invention is not exceeded.

−ポリマー粒子1の合成−
下記の組成からなる混合液を、冷却しながら、ホモジナイザーを用いて10,000rpmで5分間攪拌して乳化し、乳化液64.8質量部を得た。
<混合液の組成>
イオン交換水: 35質量部
メチルメタクリレート: 13.8質量部
n−ブチルアクリレート: 13.8質量部
メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(n=9): 0.6質量部
ジエチレングリコールジメタクリレート: 0.6質量部
エチレンオキシド鎖を有するノニオン性反応性乳化剤: 0.4質量部
(商品名:ラテムルPD−450(主成分:ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル)、花王株式会社製)
重合開始剤(商品名:V−65、和光純薬工業株式会社製): 0.6質量部
-Synthesis of polymer particles 1-
The mixed solution having the following composition was emulsified by stirring at 10,000 rpm for 5 minutes using a homogenizer while cooling to obtain 64.8 parts by mass of the emulsified solution.
<Composition of mixed solution>
Ion-exchanged water: 35 parts by mass Methyl methacrylate: 13.8 parts by mass n-butyl acrylate: 13.8 parts by mass methoxypolyethylene glycol methacrylate (n = 9): 0.6 parts by mass Diethylene glycol dimethacrylate: 0.6 parts by mass Ethylene oxide Nonionic reactive emulsifier having a chain: 0.4 parts by mass (trade name: Latemul PD-450 (main component: polyoxyalkylene alkenyl ether), manufactured by Kao Co., Ltd.)
Polymerization initiator (trade name: V-65, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.): 0.6 parts by mass

一方、撹拌装置、環流冷却器、温度計及び窒素ガス吹き込み管を備えた反応器に、イオン交換水35質量部、エチレンオキシド鎖を有するノニオン性反応性乳化剤(商品名:ラテムルPD−450(主成分:ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル)、花王株式会社製)0.2質量部を入れて65℃に昇温した後、窒素置換した。窒素雰囲気下、65℃を保持しながら乳化液を3時間かけて均一に滴化し、さらに65℃で2時間反応させた。
反応終了後、冷却して、ポリマー粒子1の水性エマルジョンを得た。
水性エマルジョンは、固形分濃度が30質量%であり、ポリマー粒子1の平均一次粒径が100nmであった。
On the other hand, a reactor equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a nitrogen gas blowing tube, a nonionic reactive emulsifier having 35 parts by mass of ion-exchanged water and an ethylene oxide chain (trade name: Latemul PD-450 (main component)). : Polyoxyalkylene alkenyl ether), manufactured by Kao Co., Ltd.) 0.2 parts by mass was added and the temperature was raised to 65 ° C., followed by nitrogen substitution. The emulsion was uniformly dropleted over 3 hours while maintaining 65 ° C. under a nitrogen atmosphere, and further reacted at 65 ° C. for 2 hours.
After completion of the reaction, the mixture was cooled to obtain an aqueous emulsion of polymer particles 1.
The aqueous emulsion had a solid content concentration of 30% by mass and an average primary particle size of the polymer particles 1 of 100 nm.

(実施例1)
−塗布組成物の調製−
上記の水性エマルジョン(ポリマー粒子1)2.5質量部と、トリメトキシシラン(水素化3官能シラン化合物、有効成分濃度100質量%、東京化成工業株式会社製)4.0質量部と、酢酸水溶液(和光純薬工業株式会社製、水で有効成分濃度10質量%に希釈して使用)0.5質量部と、水4.7質量部と、トクソーIPA(2−プロパノール株式会社トクヤマ製)90.7質量部と、を混合し、撹拌することにより、塗布組成物を調製した。
(Example 1)
-Preparation of coating composition-
2.5 parts by mass of the above aqueous emulsion (polymer particles 1), 4.0 parts by mass of trimethoxysilane (hydrotrifunctional silane compound, active ingredient concentration 100% by mass, manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.), and an acetic acid aqueous solution. (Made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., diluted to 10% by mass with water) 0.5 parts by mass, 4.7 parts by mass of water, and Tokuso IPA (2-propanol, manufactured by Tokuyama Co., Ltd.) 90 A coating composition was prepared by mixing with 7. parts by mass and stirring.

−膜サンプル及び積層体の作製−
調製した塗布組成物を、厚さ3mmの型板ガラス基材(塗布面の算術平均粗さRa=0.4μm)上にロールコーター(材質:EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)を用いて塗布(塗布量:0.2mL/m〜3mL/m)し、塗布膜を形成した。次いで、形成した塗布膜を、オーブンを用いて雰囲気温度100℃で1分間加熱し、乾燥させた。
次に、乾燥後の塗布膜を、電気炉を用い、雰囲気温度700℃で3分間焼成することにより、膜サンプル(反射防止膜)を作製した。
以上のようにして、ガラス基材上に反射防止膜である膜サンプルを有する積層体を得た。膜サンプルは、ガラス基材上に形成される膜サンプルの最終的な平均膜厚が130nmになるように形成した。
なお、Raは、表面粗さ計(型番:ハンディサーフE−35B、(株)東京精密社製)を用い、JIS−B0601に準拠して測定した。
-Preparation of membrane samples and laminates-
The prepared coating composition is coated (coating amount) on a template glass base material having a thickness of 3 mm (arithmetic mean roughness Ra of the coated surface = 0.4 μm) using a roll coater (material: EPDM (ethylene propylene diene rubber)). :. 0.2mL / m 2 ~3mL / m 2) , thereby forming a coating film was then formed by coating film, an oven and heated for 1 minute at ambient temperature 100 ° C. using a dried.
Next, the dried coating film was fired at an atmospheric temperature of 700 ° C. for 3 minutes using an electric furnace to prepare a film sample (antireflection film).
As described above, a laminate having a film sample as an antireflection film on a glass substrate was obtained. The film sample was formed so that the final average film thickness of the film sample formed on the glass substrate was 130 nm.
Ra was measured using a surface roughness meter (model number: Handy Surf E-35B, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) in accordance with JIS-B0601.

平均膜厚は、ガラス基材上に焼成後の膜サンプル(反射防止膜)を有する積層体を、基材の基板面と直交する方向に平行に切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で10箇所観察し、10枚のSEM像から各々の観察箇所の膜厚を計測し、得られた10個の計測値(膜厚)を平均することで確認した。 For the average film thickness, a laminate having a film sample (antireflection film) after firing on a glass substrate is cut in parallel in a direction orthogonal to the substrate surface of the substrate, and the cut surface is cut by a scanning electron microscope (SEM). ), The film thickness of each observation point was measured from 10 SEM images, and the obtained 10 measurement values (film thickness) were averaged for confirmation.

−評価−
上記で得た塗布組成物、膜サンプル又は積層体を用い、以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。なお、表1中、各成分の添加量における「−」の記載は、該当する成分を含有していないことを示す。
-Evaluation-
The following evaluation was carried out using the coating composition, the film sample or the laminate obtained above. The evaluation results are shown in Table 1. In addition, in Table 1, the description of "-" in the addition amount of each component indicates that the corresponding component is not contained.

(1)反射防止(AR)性
紫外可視赤外分光光度計(型番:UV3100PC、島津製作所社製)により、ガラス基材上に膜サンプル(反射防止膜)が形成された積層体の、波長380nm〜1,100nmの光における反射率(%)を積分球を用いて測定した。反射率の測定は、積層体の裏面(ガラス基材の膜サンプルが形成されていない側の面)の反射を抑えるため、裏面となるガラス基材の表面に黒色のテープを貼り付けて行った。そして、測定された波長380nm〜1,100nmにおける各波長の反射率から、積層体の平均反射率(RAV;単位%)を算出した。
上記と同様にして、膜サンプルが形成されていないガラス基材の、波長380nm〜1,100nmの光における反射率(%)を測定した。そして、測定された波長380nm〜1,100nmにおける各波長の反射率から、ガラス基材の平均反射率(R0AV;単位%)を算出した。
上記の平均反射率RAV、R0AVから、膜サンプルが形成されていないガラス基材に対する平均反射率の変化(ΔR;単位:%)を下記式(a)にしたがって算出した。
ΔRは、数値が大きいほど反射防止(AR)性に優れることを示す。
ΔR =R0AV−RAV 式(a)
反射防止性の許容範囲は、2.1%以上であり、2.5%以上が好ましい。
(1) Antireflection (AR) property A wavelength of 380 nm of a laminate in which a film sample (antireflection film) is formed on a glass substrate by an ultraviolet visible infrared spectrophotometer (model number: UV3100PC, manufactured by Shimadzu Corporation). The reflectance (%) in light of ~ 1,100 nm was measured using an integrating sphere. The reflectance was measured by attaching a black tape to the front surface of the glass substrate, which is the back surface, in order to suppress the reflection on the back surface of the laminate (the surface on the side where the film sample of the glass substrate is not formed). .. Then, the reflectance of each wavelength at the measured wavelength 380Nm~1,100nm, the average reflectance of the laminate; was calculated (R AV units%).
In the same manner as described above, the reflectance (%) of the glass substrate on which the film sample was not formed was measured in light having a wavelength of 380 nm to 1,100 nm. Then, the average reflectance (R 0AV ; unit%) of the glass substrate was calculated from the measured reflectance of each wavelength in the measured wavelengths of 380 nm to 1,100 nm.
The above average reflectance R AV, from R 0AV, the average reflectivity change for the glass base material not film sample is formed ([Delta] R; unit:%) was calculated according to the following formula (a).
ΔR indicates that the larger the value, the better the antireflection (AR) property.
ΔR = R 0AV −R AV equation (a)
The permissible range of antireflection is 2.1% or more, preferably 2.5% or more.

(2)耐傷性(鉛筆硬度)
鉛筆として三菱鉛筆(株)製のUNI(登録商標)を用い、膜サンプルの膜面(反射防止層の表面)の鉛筆硬度をJIS K−5600−5−4(1999年)に記載の方法にしたがって測定した。
鉛筆硬度の許容範囲は、B以上であり、H以上であることが好ましい。なお、本明細書において、例えば「鉛筆硬度がB以上である」とは、鉛筆硬度がBであるか、それよりも硬い(例えばHB、F、H等)ことを示す。
測定された鉛筆硬度を、下記に示す評価基準に対応させてランク付けした。ランク3〜5が鉛筆硬度の許容範囲である。結果を表1及び表2に示す。
<評価基準>
A:鉛筆硬度が6H以上である。
B:鉛筆硬度が4H〜5Hである。
C:鉛筆硬度がB〜3Hである。
D:鉛筆硬度が2B以下である。
(2) Scratch resistance (pencil hardness)
UNI (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Pencil Co., Ltd. was used as the pencil, and the pencil hardness of the film surface (antireflection layer surface) of the film sample was adjusted to the method described in JIS K-5600-5-4 (1999). Therefore, it was measured.
The permissible range of pencil hardness is B or more, and preferably H or more. In the present specification, for example, "pencil hardness is B or more" means that the pencil hardness is B or harder than that (for example, HB, F, H, etc.).
The measured pencil hardness was ranked according to the evaluation criteria shown below. Ranks 3 to 5 are the allowable range of pencil hardness. The results are shown in Tables 1 and 2.
<Evaluation criteria>
A: Pencil hardness is 6H or more.
B: The pencil hardness is 4H to 5H.
C: Pencil hardness is B to 3H.
D: Pencil hardness is 2B or less.

(3)防汚性(テープ糊残り性)
セロテープ(登録商標)(ニチバン社製、幅18mm、長さ56mm)を、膜サンプルの膜面に貼りあわせ、消しゴムでこすってサンプル膜にテープを付着させた。テープを付着させてから1分後にテープの端を持ってサンプル膜面に直角に保ち、瞬間的にひきはがした。
その後、サンプル膜のテープが付着していた領域を、10行×10列=100個の連続した1.8mm×5.6mmサイズの区画に100分割し、100個の区画のうち、テープの粘着剤がテープから剥がれて残っている区画の数(x)を計測した。xの値が小さいほど防汚性(テープ糊残り性)が良好であることを示す。
テープ糊残り性の許容範囲は、区画の数(x)が9以下である。計測された区画の数(x)を、下記に示す評価基準にしたがってランク付けした。ランクA又はBが許容範囲である。
<評価基準>
A:x≦3個
B:4個≦x≦9個
C:10個≦x≦50個
D:x>50
(3) Antifouling property (tape adhesive residue)
Cellotape (registered trademark) (manufactured by Nichiban Co., Ltd., width 18 mm, length 56 mm) was attached to the film surface of the film sample and rubbed with an eraser to attach the tape to the sample film. One minute after the tape was applied, the end of the tape was held at right angles to the sample film surface, and the tape was instantly peeled off.
After that, the area where the tape of the sample film was attached was divided into 100 continuous sections of 1.8 mm × 5.6 mm size in 10 rows × 10 columns = 100, and the tape was adhered out of the 100 sections. The number (x) of the compartments where the agent was peeled off from the tape and remained was measured. The smaller the value of x, the better the antifouling property (tape adhesive residue).
The permissible range of tape adhesive residue is that the number of compartments (x) is 9 or less. The number of measured sections (x) was ranked according to the evaluation criteria shown below. Rank A or B is an acceptable range.
<Evaluation criteria>
A: x ≤ 3 B: 4 ≤ x ≤ 9 C: 10 ≤ x ≤ 50 D: x> 50

(4)液経時安定性
振動式粘度計(株式会社セコニック製、型式VISCOMATE VM−100A)を用い、25℃における塗布組成物の粘度を計測した。塗布組成物を調製直後に測定した塗布組成物粘度をηdayとし、40℃で10日間放置した後の塗布組成物粘度をη10dayとし、下記式(a)より粘性変化値ηを算出した。
η=η10day/ηday 式(a)
算出されたηの値が1に近いほど、経時による液の粘性変化が小さく、塗布組成物の液経時安定性に優れることを示す。粘性変化の許容範囲は1.40以下であり、1.20以下であることが好ましく、1.10以下であることがより好ましい。
<評価基準>
A:1≦η<1.2
B:1.2≦η≦1.5
C:η>1.5
(4) Liquid Time Stability The viscosity of the coating composition at 25 ° C. was measured using a vibration viscometer (manufactured by SEKONIC Corporation, model VISCOMATE VM-100A). The viscosity of the coating composition measured immediately after the preparation of the coating composition was set to η 0 day, the viscosity of the coating composition after being left at 40 ° C. for 10 days was set to η 10 day, and the viscosity change value η was calculated from the following formula (a). did.
η = η 10 day / η 0 day equation (a)
The closer the calculated value of η is to 1, the smaller the change in viscosity of the liquid with time, and the better the stability of the coating composition with time. The permissible range of viscosity change is 1.40 or less, preferably 1.20 or less, and more preferably 1.10 or less.
<Evaluation criteria>
A: 1 ≤ η <1.2
B: 1.2 ≤ η ≤ 1.5
C: η> 1.5

(実施例2〜10、比較例1〜5)
実施例1において、塗布組成物に用いられる成分を下記表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、塗布組成物を調製し、評価を行った。評価結果を表1に示す。
(Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 to 5)
In Example 1, the coating composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the components used in the coating composition were changed as shown in Table 1 below. The evaluation results are shown in Table 1.

(実施例11〜17)
実施例1において、塗布組成物に用いられる加水分解性シラン化合物及び上記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物を2種類以上含有することにより、加水分解性シラン化合物の全質量に対する式(1)の化合物の含有量の質量比を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、塗布組成物を調製し、評価を行った。評価結果を表2に示す。
また、実施例15では、シリカ粒子の含有量とシラン化合物の二酸化ケイ素換算の含有量との総和に対する、ポリマー粒子の含有量の質量比は、0.37である。
なお、表2中、各成分の添加量における「−」の記載は、該当する成分を含有していないことを示す。
(Examples 11 to 17)
In Example 1, the formula (1) with respect to the total mass of the hydrolyzable silane compound by containing two or more kinds of the hydrolyzable silane compound used in the coating composition and the partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound. ), The coating composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the mass ratio of the content of the compound was changed. The evaluation results are shown in Table 2.
Further, in Example 15, the mass ratio of the content of the polymer particles to the sum of the content of the silica particles and the content of the silane compound in terms of silicon dioxide is 0.37.
In Table 2, the description of "-" in the addition amount of each component indicates that the corresponding component is not contained.

(実施例18〜26)
実施例1において、塗布組成物に用いられるイソプロパノール及び水の含有量を変えることにより、溶媒の全質量に対する、溶解度パラメーターの水素結合項(δH)が16MPa1/2以上の有機溶媒の含有量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして、塗布組成物を調製し、評価を行った。評価結果を表3に示す。
なお、表3中、各成分の添加量における「−」の記載は、該当する成分を含有していないことを示す。
(Examples 18 to 26)
In Example 1, by changing the content of isopropanol and water used in the coating composition, the content of the organic solvent in which the hydrogen bond term (δH) of the solubility parameter is 16 MPa 1/2 or more with respect to the total mass of the solvent can be adjusted. A coating composition was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was changed. The evaluation results are shown in Table 3.
In Table 3, the description of "-" in the addition amount of each component indicates that the corresponding component is not contained.

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表1〜表3に示す成分の詳細を以下に示す。
トリメトキシシラン:(水素化3官能シラン化合物)、東京化成工業株式会社製
トリエトキシシラン:(水素化3官能シラン化合物)、東京化成工業株式会社製
水素シルセスキオキサンオリゴマー:下記の方法で合成(水素化3官能シラン化合物)
メチルトリメトキシシラン:KBM−13(3官能シラン化合物)、信越化学工業株式会社製
トリエトキシ(1H、1H、2H、2H−ノナフルオロヘキシル)シラン:(3官能シラン化合物)、東京化成工業株式会社製
フェニルトリメトキシシラン:KBM−103(3官能シラン化合物)、信越化学工業株式会社製
テトラエトキシシラン:KBE−04(3官能シラン化合物)、信越化学工業株式会社製
酢酸:酢酸水溶液(pKa:4.76、和光純薬工業株式会社製)を脱イオン水で希釈して調製した10質量%酢酸水溶液
硝酸:硝酸水溶液(d.1.38、pKa:−1.4、和光純薬工業株式会社製)を脱イオン水で希釈して調製した40質量%硝酸水溶液
酢酸アンモニウム:酢酸アンモニウム(pKa:4.8、和光純薬工業株式会社製)を脱イオン水で希釈して調製した50質量%酢酸アンモニウム水溶液
スノーテックス(登録商標)ST−OXS:球状シリカ粒子(数平均一次粒子径:4nm〜6nm、固形分:10質量%の水溶液)、日産化学工業株式会社製
水:脱イオン水
2−プロパノール:トクソーIPA(沸点=82.2℃、δH=16.2MPa1/2)、株式会社トクヤマ製
エタノール:沸点=78.3℃、δH=18.3MPa1/2、和光純薬工業株式会社製
メタノール:沸点=64.5℃、δH=21.4MPa1/2、和光純薬工業株式会社製
エチレングリコール:沸点=197.3℃、δH=27.7MPa1/2、和光純薬工業株式会社製
ヒドロキシアセトン:沸点=145℃、δH=17.7MPa1/2、和光純薬工業株式会社製
ブタノール:沸点=99℃、δH=14.7MPa1/2、和光純薬工業株式会社製
アセトン:沸点=56℃、δH=5.1MPa1/2、和光純薬工業株式会社製
Details of the components shown in Tables 1 to 3 are shown below.
Trimethoxysilane: (hydrogenated trifunctional silane compound), manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Triethoxysilane: (hydrogenated trifunctional silane compound), manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Hydrogen silsesquioxane oligomer: synthesized by the following method (Hydrogenated trifunctional silane compound)
Methyltrimethoxysilane: KBM-13 (trifunctional silane compound), manufactured by Shinetsu Chemical Industries, Ltd. Triethoxy (1H, 1H, 2H, 2H-nonafluorohexyl) silane: (trifunctional silane compound), manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd. Phenyltrimethoxysilane: KBM-103 (trifunctional silane compound), manufactured by Shin-Etsu Chemical Industries, Ltd. Tetraethoxysilane: KBE-04 (trifunctional silane compound), manufactured by Shin-Etsu Chemical Industries, Ltd. Acetic acid: Acetic acid aqueous solution (pKa: 4. 76, 10 mass% acetic acid aqueous solution prepared by diluting Wako Pure Chemical Industries, Ltd. with deionized water Nitrate: Nitrate aqueous solution (d.1.38, pKa: -1.4, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) ) Was diluted with deionized water to prepare a 40 mass% nitrate aqueous solution. Ammonium acetate: ammonium acetate (pKa: 4.8, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was diluted with deionized water to prepare 50 mass% acetate. Ammonium aqueous solution Snowtex (registered trademark) ST-OXS: Spherical silica particles (number average primary particle diameter: 4 nm to 6 nm, solid content: 10 mass% aqueous solution), manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. Water: Deionized water 2-propanol : Tokuso IPA (boiling point = 82.2 ° C, δH = 16.2MPa 1/2 ), manufactured by Tokuyama Co., Ltd. Ethanol: boiling point = 78.3 ° C, δH = 18.3MPa 1/2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Methanol: boiling point = 64.5 ° C, δH = 21.4 MPa 1/2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Ethanol glycol: boiling point = 197.3 ° C, δH = 27.7 MPa 1/2 , Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Hydroxyacelane: Boiling = 145 ° C, δH = 17.7MPa 1/2 , Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Butanol: Boiling = 99 ° C, δH = 14.7MPa 1/2 , Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Ethanol: Boiling point = 56 ° C., δH = 5.1 MPa 1/2 , manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

上記水素シルセスキオキサンオリゴマーの合成は、以下のようにして行った。即ち、50.5gのp−トルエンスルホン酸1水和物、151.5gの90質量%硫酸及び429.5gのクロロベンゼンをフラスコ中で混合し、250rpmで攪拌混合し、水相と有機相とからなる2相混合物を作製した。更に、50.0gのHSiClを70.0gのクロロベンゼンに溶解したものを50分かけて添加した。添加した後、反応混合物を2時間攪拌した。その後、この混合物を分液ロートに入れ、水相を排出した。得られた有機相を100mLの47%硫酸で2回洗浄し、更に100mLの脱イオン水で2回洗浄した。この有機相に約20gのCaCOを加え、10分攪拌して中和し、次いで約20gのMgSOを加え、10分攪拌して脱水した。この溶液をろ過し、次いで溶媒をストリップした。可溶性樹脂(水素シルセスキオキサン樹脂)17.9gを得、収率は91%であった。The synthesis of the hydrogen silsesquioxane oligomer was carried out as follows. That is, 50.5 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate, 151.5 g of 90% by mass sulfuric acid and 429.5 g of chlorobenzene were mixed in a flask, stirred and mixed at 250 rpm, and separated from the aqueous phase and the organic phase. A two-phase mixture was prepared. Further, 50.0 g of HSiCl 3 dissolved in 70.0 g of chlorobenzene was added over 50 minutes. After the addition, the reaction mixture was stirred for 2 hours. The mixture was then placed in a separatory funnel and the aqueous phase was drained. The obtained organic phase was washed twice with 100 mL of 47% sulfuric acid and further twice with 100 mL of deionized water. About 20 g of CaCO 3 was added to this organic phase, and the mixture was stirred for 10 minutes to neutralize, then about 20 g of sulfonyl 4 was added, and the mixture was stirred for 10 minutes to dehydrate. The solution was filtered and then the solvent was stripped. 17.9 g of a soluble resin (hydrogen silsesquioxane resin) was obtained, and the yield was 91%.

実施例1〜26の塗布組成物では、いずれも膜内部には互いに繋がらない孤立した複数の空孔を有し、膜表面には、膜表面にて直径5nm以上の開口する開放空孔が存在していない多孔質膜が得られた。
表1に示すように、実施例1〜10の塗布組成物では、比較例に比べて、反射防止性、防汚性及び耐傷性の全てについて良好な結果が得られた。特に、有機溶剤のδHが16MPa1/2以上22MPa1/2以下である実施例1〜5及び7〜10の塗布組成物は、有機溶剤のδHが22MPa1/2よりも大きい実施例6の塗布組成物に比べ、より良好な反射防止性が得られた。
In the coating compositions of Examples 1 to 26, each of the coating compositions has a plurality of isolated pores that are not connected to each other inside the film, and the film surface has open pores having a diameter of 5 nm or more. A non-porous porous membrane was obtained.
As shown in Table 1, in the coating compositions of Examples 1 to 10, good results were obtained in all of the antireflection property, the antifouling property and the scratch resistance as compared with the Comparative Example. In particular, delta] H of the organic solvent is 16 MPa 1/2 or more 22 MPa 1/2 or less is applied compositions of Examples 1-5 and 7-10, the organic solvent delta] H is larger in Example 6 than 22 MPa 1/2 Better antireflection properties were obtained as compared with the coating composition.

これに対して、水素化3官能シラン化合物を含まず、アルコキシ基の4官能シラン化合物を含む比較例1は、シラン化合物が膜面に偏在し得ず、膜面に緻密なシリカマトリクスが形成されないことによる防汚性の悪化が生じ、また耐傷性に劣っていた。
また、δHが16MPa1/2以上である有機溶剤を含まない比較例2及び3では、反射防止性が劣っていた。
On the other hand, in Comparative Example 1 which does not contain a hydrogenated trifunctional silane compound and contains a tetrafunctional silane compound having an alkoxy group, the silane compound cannot be unevenly distributed on the film surface, and a dense silica matrix is not formed on the film surface. As a result, the antifouling property deteriorated and the scratch resistance was inferior.
Further, in Comparative Examples 2 and 3 containing no organic solvent having δH of 16 MPa 1/2 or more, the antireflection property was inferior.

また、表2に示されるように、水素化3官能シラン化合物及び3官能シラン化合物を組み合わせた実施例11〜17の塗布組成物では、反射防止性、防汚性及び耐傷性の全てにおいて良好であった。
中でも、シラン化合物全体の全質量に対する水素化3官能シラン化合物の含有量が50質量%を上回る実施例11〜15の塗布組成物は、上記含有量が50質量%を下回る実施例16及び17に比べて、耐傷性により優れていることが分かる。
また、水素化3官能シラン化合物を2種類含み、上記含有量が100質量%である実施例11の塗布組成物は、耐傷性により優れていることが分かる。
Further, as shown in Table 2, the coating compositions of Examples 11 to 17 in which the hydrogenated trifunctional silane compound and the trifunctional silane compound were combined were excellent in all of antireflection, antifouling property and scratch resistance. there were.
Among them, the coating compositions of Examples 11 to 15 in which the content of the hydrogenated trifunctional silane compound exceeds 50% by mass with respect to the total mass of the entire silane compound are described in Examples 16 and 17 in which the content is less than 50% by mass. In comparison, it can be seen that it is superior in scratch resistance.
Further, it can be seen that the coating composition of Example 11 containing two types of hydrogenated trifunctional silane compounds and having the above content of 100% by mass is more excellent in scratch resistance.

表3は、溶媒の全質量に対するδHが16MPa1/2以上の有機溶媒の含有量による影響を示している。
上記含有量が50質量%以上75質量%未満である実施例19及び20は、より優れている。また、上記含有量が75質量%以上である実施例18、22〜26の塗布組成物は、反射防止性に顕著に優れていた。
Table 3 shows the effect of the content of the organic solvent in which δH is 16 MPa 1/2 or more on the total mass of the solvent.
Examples 19 and 20 in which the content is 50% by mass or more and less than 75% by mass are more excellent. Further, the coating compositions of Examples 18 and 22 to 26 having the above content of 75% by mass or more were remarkably excellent in antireflection.

2017年9月29日に出願された日本国特許出願2017−191972号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書に参照により取り込まれる。
The disclosure of Japanese Patent Application No. 2017-1972, filed September 29, 2017, is incorporated herein by reference in its entirety.
All documents, patent applications, and technical standards described herein are to the same extent as if the individual documents, patent applications, and technical standards were specifically and individually stated to be incorporated by reference. Incorporated herein by reference.

本開示の塗布組成物は、輝点状故障に代表される画像欠陥が抑えられて外観上高い品質が求められる広範な技術分野に好適であり、例えば、光学レンズ、光学フィルタ、監視カメラ、標識、又は太陽電池モジュール等の光入射側の部材(フロントガラス、レンズ等)、照明機器の光照射側の部材(拡散ガラス等)に設けられる保護膜、反射防止膜、各種ディスプレイの薄層フィルムトランジスタ(TFT)用平坦化膜などに好適に用いられる。 The coating composition of the present disclosure is suitable for a wide range of technical fields in which image defects typified by bright spot defects are suppressed and high quality in appearance is required. For example, an optical lens, an optical filter, a surveillance camera, and a label are suitable. Or, a protective film, an antireflection film, and a thin film transistor of various displays provided on a member on the light incident side (front glass, lens, etc.) of a solar cell module, etc. It is preferably used as a flattening film for (TFT).

Claims (10)

ポリマー粒子と、
下記式(1)で表される加水分解性シラン化合物及び前記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物と、
溶解度パラメーターの水素結合項が16.2MPa 1/2 以上27.7MPa 1/2 以下の有機溶媒と、
を含み、
溶媒の全質量に対する前記有機溶媒の含有量が31.2質量%以上100質量%以下であり、
前記式(1)で表される加水分解性シラン化合物及び前記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物から選ばれるシラン化合物の含有量が、シラン化合物の全量に対して、50質量%以上100質量%以下である塗布組成物。
H−Si(OR 式(1)
式(1)中、Rは、それぞれ独立に炭素数1〜3のアルキル基を表す。
With polymer particles
A silane compound selected from a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (1) and a partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound, and
An organic solvent having a solubility parameter hydrogen bond term of 16.2 MPa 1/2 or more and 27.7 MPa 1/2 or less,
Only including,
The content of the organic solvent with respect to the total mass of the solvent is 31.2% by mass or more and 100% by mass or less.
The content of the silane compound selected from the hydrolyzable silane compound represented by the formula (1) and the partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound is 50% by mass or more and 100% with respect to the total amount of the silane compound. A coating composition that is less than or equal to mass%.
H-Si (OR 1 ) 3 formula (1)
In formula (1), R 1 independently represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
更に、下記式(2)で表される加水分解性シラン化合物及び前記加水分解性シラン化合物の部分加水分解縮合物を含む請求項1に記載の塗布組成物。
−Si(OR 式(2)
式(2)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基を表し、Rは、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のフッ化アルキル基、又は炭素数6〜12のアリール基を表す。
The coating composition according to claim 1, further comprising a hydrolyzable silane compound represented by the following formula (2) and a partially hydrolyzed condensate of the hydrolyzable silane compound.
R 3- Si (OR 2 ) 3 formula (2)
In the formula (2), R 2 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and an alkyl fluoride having 1 to 8 carbon atoms. Represents a group or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
前記有機溶媒の沸点が、50℃以上200℃未満である請求項1又は請求項2に記載の塗布組成物。 The coating composition according to claim 1 or 2, wherein the organic solvent has a boiling point of 50 ° C. or higher and lower than 200 ° C. 水を含み、かつ、溶媒の全質量に対する前記有機溶媒の含有量が50質量%以上である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の塗布組成物。 The coating composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the coating composition contains water and the content of the organic solvent with respect to the total mass of the solvent is 50% by mass or more. 固形分濃度が、塗布組成物の全質量に対して1質量%以上20質量%以下である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の塗布組成物。 The coating composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the solid content concentration is 1% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total mass of the coating composition. 基材の上に、請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の塗布組成物の硬化物を有する積層体。 A laminate having a cured product of the coating composition according to any one of claims 1 to 5 on a base material. 前記基材が、ガラス基材である請求項に記載の積層体。 The laminate according to claim 6 , wherein the base material is a glass base material. 前記ガラス基材が、表面に凹凸構造を有する請求項に記載の積層体。 The laminate according to claim 7 , wherein the glass base material has an uneven structure on the surface. 請求項〜請求項のいずれか1項に記載の積層体を備えた太陽電池モジュール。 A solar cell module comprising the laminate according to any one of claims 6 to 8. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の塗布組成物を、基材上にロールコーターにより塗布して塗布膜を形成する工程と、
前記塗布膜を乾燥する工程と、
乾燥後の前記塗布膜を焼成する工程と、を有する積層体の製造方法。
A step of applying the coating composition according to any one of claims 1 to 5 on a substrate with a roll coater to form a coating film.
The step of drying the coating film and
A method for producing a laminate, comprising a step of firing the coating film after drying.
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