JP2000344504A - 金属酸化物含有皮膜の製造方法 - Google Patents
金属酸化物含有皮膜の製造方法Info
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Abstract
酸化物含有皮膜の製造において、塗布液の安定性が改良
され、硬化速度が速く、再現性の高い、しかも安定な金
属酸化物含有皮膜を与える方法を提供することにある。 【解決手段】 金属のゾル溶液に、ゾル・ゲル縮合反応
を促進する硬化促進剤を含有する溶液を塗布直前に混合
し、基材上に塗布する事を特徴とする金属酸化物含有皮
膜の製造方法。
Description
用いた、ゾル・ゲル法によるシリカ等の金属酸化物含有
皮膜の製造方法に関し、これにより製造された金属酸化
物含有皮膜、又これを用いた反射防止材料に関する。
て調製したゾル液を塗布して、金属酸化物含有皮膜を得
る方法としてゾル・ゲル法が広く知られている。しか
し、ゾル・ゲル法の欠点の一つとして、塗布液の安定性
が悪いことがあげられる。このために工程での塗布液の
管理が大きな問題であった。これは金属アルコキシド或
いは金属塩の加水分解と縮合反応が同時に進行するた
め、長時間経つにつれ縮合反応が進行し、塗布液の粘度
が上昇したり、ゲル化が進行するため、筋故障が生じる
等の塗布故障やフィルターの目詰まりを生じ、安定に長
時間塗布を行うことが困難であった。一方で、有機フィ
ルム等のプラスチック基材にゾル・ゲル反応で金属酸化
物含有層を塗布する試みが行われていおり、又高温で処
理するゾル・ゲル反応を低温で行うための硬化触媒が広
く検討されている。しかし、硬化触媒を塗布液中に添加
すると塗布液の保存性が著しく悪くなり、塗布液中に凝
集が発生したり、極端に粘度が上昇してしまう等の問題
が更に生じていた。
れたものであり、塗布液の安定性と硬化速度の両立が可
能となり、今まで困難であったゾル・ゲル法の工程塗布
での安定性を著しく向上させることが出来た。
と非常に安定な膜が得られる事を見出した。これらの金
属酸化物含有皮膜は反射防止等の機能性薄膜を作製する
のに有効な手段であり、特に有機基材を用いたフィルム
での金属酸化物含有皮膜を作製するのに非常に有効な手
段であることがわかった。
は、ゾル・ゲル法を用いた金属酸化物含有皮膜の製造に
おいて、塗布液の安定性が改良され、硬化速度が速く、
再現性の高い、しかも安定な金属酸化物含有皮膜を与え
る方法を提供することにある。
り達成された。
応を促進する硬化促進剤を含有する溶液を塗布直前に混
合し、基材上に塗布する事を特徴とする金属酸化物含有
皮膜の製造方法。
成されたゾル又はゲル膜上に、ゾル・ゲル縮合反応を促
進する硬化促進剤を含有する溶液を塗布することを特徴
とする金属酸化物含有皮膜の製造方法。
反応を促進する硬化促進剤を含有する溶液を基材上に同
時重層する事を特徴とする金属酸化物含有皮膜の製造方
法。
キレート化合物のうち少なくとも1種であることを特徴
とする前記1〜3から選ばれる1項に記載の金属酸化物
含有皮膜の製造方法。
とする前記1〜4から選ばれる1項に記載の金属酸化物
含有皮膜の製造方法。
皮膜の製造方法により製造された事を特徴とする金属酸
化物含有皮膜。
成された金属酸化物含有皮膜が、皮膜形成後、更にUV
光が照射されたものであることを特徴とする前記6に記
載の金属酸化物含有皮膜。
する前記6又は7に記載の金属酸化物含有皮膜。
更にUV光を照射する事を特徴とする前記1〜5から選
ばれる1項に記載の金属酸化物含有皮膜の製造方法。
有皮膜を基材上に有する事を特徴とする反射防止材料。
を基材上に有する事を特徴とする反射防止材料。
化物含有皮膜の製造方法により作製された、少なくとも
1つの金属酸化物含有皮膜を基材上に有することを特徴
とする反射防止材料。
徴とする前記12に記載の反射防止材料。
皮膜の製造方法により、少なくとも1つの金属酸化物含
有皮膜を基材上に設けることを特徴とする反射防止材料
の製造方法。
徴とする前記14に記載の反射防止材料の製造方法。
In2O3、ZnOであることを特徴とする前記6又は7
に記載の金属酸化物含有皮膜。
In2O3、ZnOであることを特徴とする前記1〜5お
よび9から選ばれる1項に記載の金属酸化物含有皮膜の
製造方法。
物含有皮膜の製造方法により基材上に金属酸化物含有皮
膜を形成することを特徴とする反射防止材料の製造方
法。
徴とする前記18に記載の反射防止材料の製造方法。
徴とする前記6、7、8又は16に記載の金属酸化物含
有皮膜。
徴とする前記20に記載の金属酸化物含有皮膜。
徴とする前記1〜5、9および17から選ばれる1項に
記載の金属酸化物含有皮膜の製造方法。
徴とする前記10、11、12又は13に記載の反射防
止材料。
徴とする前記14、15、18又は19に記載の反射防
止材料の製造方法。
或いは金属塩を主原料とした金属酸化物ゾルから金属酸
化物ゲルの皮膜や薄膜、成型体を形成する技術はゾル・
ゲル法としてよく知られている。
ルコキシシランや金属塩を主原料として得られた金属酸
化物ゾルを基材上に塗布し、3次元架橋を形成させゲル
化させる事により金属酸化物或いはシリカの均一な皮膜
を形成させるものである。ゾルとは低粘度で流動性をも
った状態で、例えば、これを基体上に塗布した後、ある
程度の3次元架橋をした状態がゲル状態と考えられる
が、通常はこの状態でも一部ゾルを含む場合があるが、
この様な状態も含めここではゲル或いはゲル薄膜等のよ
うに便宜的に表現した。
キシシランからゾル溶液を調製する際には酸等後述する
縮合反応触媒(硬化促進剤)を添加しゾル形成させる。
縮合反応触媒を添加したときから徐々に縮合反応による
架橋が進行するために、ゾル溶液の安定性が悪く、基体
上にこれを塗布して皮膜を得る際の溶液粘度等が経時に
より変動してしまう問題があり、これらのゾル・ゲル法
に基づく金属酸化物或いはシリカの薄膜の製造方法にお
いて安定して、同じ性質の膜が得られない等の生産上の
問題になる。
溶液を塗布直前に混合し、塗布する、或いは、金属アル
コキシド又はアルコキシシラン溶液含有液と硬化促進剤
溶液を基体上に同時重層することにより解決出来ること
を見いだし、本発明に至ったものである。
液に直前に混合し塗布する、或いは、同時重層すること
により、塗布する方法は、写真感光材料の製造において
行われている方法であるが、これらの方法をゾル・ゲル
法による金属酸化物或いはシリカ含有皮膜の製造に適用
することにより安定に、再現性よく、均一な金属酸化物
或いはシリカ含有皮膜を基体上に得ることが出来る事を
本発明者らは見出した。これにより筋状のムラのような
欠陥の少ない機能性薄膜として充分な薄膜が得る事が出
来、例えば、各種の機能性薄膜の性能上好ましい、少な
くとも幅1mm以上又は長さ3cm以上の筋状のムラが
塗布膜1m2あたり3個以下である皮膜が容易に得られ
ることは驚くべきことである。
属塩の「金属」とは、一般に周期律表等で定義されてい
る「金属(Metals)」の他に「遷移金属(Tra
nsition Metals)」の元素、「ランタノ
イド」の元素、「アクチノイド」の元素、および「非金
属(Non Metals)」として定義されるホウ
素、珪素(シリコン)を含んだものとして定義するが、
好ましいものとしては、Al、Si、Ti、V、Zn、
Sr、T、Zr、In、Sn、Ta、W、Tl、Sb及
びCeである。
膜の製造に用いられる金属アルコキシドの例としては以
下のものがあげられる。
いて、Alのアルコキシドの例としては、アルミニウム
(III)n−ブトキサイド、アルミニウム(III)s−ブ
トキサイド、アルミニウム(III)t−ブトキサイド、
アルミニウム(III)エトキサイド、アルミニウム(II
I)イソプロポキサイド、アルミニウム(III)s−ブト
キサイドビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウ
ム(III)ジ−s−ブトキサイドエチルアセトアセテー
ト、アルミニウム(III)ジイソプポキサイドエチルア
セトアセテート、アルミニウム(III)エトキシエトキ
シエトキサイド、アルミニウムヘキサフルオロペンタジ
オネート、アルミニウム(III)3−ヒドロキシ−2−
メチル−4−ピロネート、アルミニウム(III)9−オ
クタデセニルアセトアセテートジイソプロポキサイド、
アルミニウム(III)2,4−ペンタンジオネート、ア
ルミニウム(III)フェノキサイド、アルミニウム(II
I)2,2,6,6,−テトラメチル−3,5−ヘプタ
ンジオネート、Siのアルコキシドの例としては、テト
ラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソ
プロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テ
トラ−n−ブトキシシラン、テトラ−s−ブトキシシラ
ン、テトラ−t−ブトキシシラン、メチルトリメトキシ
シラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポ
キシシラン、メチルトリブトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジ
プロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、トリメ
チルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、トリ
メチルプロポキシシラン、トリメチルブトキシシラン、
Tiのアルコキシドの例としては、チタンn−ブトキサ
イド、チタンメトキサイド、チタンエトキサイド、チタ
ンn−プロポキサイド、チタンイソプロポキサイド、チ
タンt−ブトキサイド、チタンn−ノニルオキサイド、
チタンi−ブトキサイド、チタンメトキシプロポキサイ
ド、チタンクロロトリイソプロポキサイド、チタンジク
ロライドジエトキサイド、チタンヨードイソプロポキシ
ド、チタンジn−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタ
ジオネート)、チタンジi−プロポキサイド(ビス−
2,4−ペンタジオネート)、チタンジイソプロポキサ
イドビス(テトラメチルヘプタンジオネート)、チタン
ジイソプロポキサイドビス(エチルアセトアセテー
ト)、チタン2−エチルヘキシオキシド、チタンオキシ
ドビス(ペンタジオネート)、チタンオキシビス(テト
ラメチルヘプタンジオネート)、テトラキス(トリメチ
ルシロキシ)チタン、チタンアリルアセトアセテートト
リイソプロポキシド、チタンビス(トリエタノールアミ
ン)ジイソプロポキシド、チタンメタクリレートトリイ
ソプロポキシド、(2−メタクリルオキシエトキシ)ト
リイソプロポキシチタネート、チタンメタクリルオキシ
エチルアセトアセテートトリイソプロキサイド、チタン
メチルフェノキサイド、Vのアルコキシドの例として
は、バナジウムトリイソプロポキサイドオキサイド、バ
ナジウムトリイソブトキサイドオキサイド、バナジウム
(III)2,4−ペンタンジオネート、バナジウム(I
V)オキシドビス(2,4−ペンタンジオネート)、バ
ナジウム(IV)オキシビス(ベンゾイルアセトネー
ト)、Znのアルコキシドの例としては、亜鉛N,N−
ジメチルアミノエトキサイド、亜鉛メトキシエトキサイ
ド、亜鉛2,4−ペンタンジオネート、亜鉛−2,2,
6,6−テトラメチル3,5−ヘプタンジオネート、S
rのアルコキシドの例としては、ストロンチウムイソプ
ロキサイド、ストロンチウムメトキシプロキサイド、ス
トロンチウムヘキサフルオロペンタンジオネート、スト
ロンチウム2,4−ペンタンジオネート、ストロンチウ
ム2,2,6,6,−テトラメチル−3,5−ヘプタン
ジオネート、Yのアルコキシドの例としては、イットリ
ウムイソプロポキサイド、イットリウムメトキシエトキ
サイド、イットリウムヘキサフルオロペンタンジオネー
ト、イットリウム2,4−ペンタンジオネート、イット
リウムヘキサフルオロイソプロポキサイドジアンモニア
錯体、イットリウム6,6,7,7,8,8,8−ヘプ
タフルオロ−2,2−ジメチル−3,5−オクタンヂオ
ネート、イットリウム2,2,6,6−テトラメチル−
3,5−ヘプタンジオネート、Zrのアルコキシドの例
としては、ジルコニウムエトキサイド、ジルコニウムイ
ソプロポキサイド、ジルコニウムn−プロポキサイド、
ジルコニウムn−ブトキサイド、ジルコニウムt−ブト
キサイド、ジルコニウム2−エチルヘキシルオキサイ
ド、ジルコニウム2−メチル−2−ブトキサイド、テト
ラキス(トリメチルシロキシ)ジルコニウム、ジルコニ
ウムジn−ブトキサイド(ビス−2,4−ペンタンジオ
ネート)、ジルコニウムジイソプロポキサイドビス
(2,2,6,6,−テトラメチル−3,5−ヘプタン
ジオネート、ジルコニウムジメタクリレートジブトキサ
イド、ジルコニウムヘキサフルオロペンタンジオネー
ト、ジルコニウムメタクリルオキシエチルアセトアセテ
ートトリn−プロポキサイド、ジルコニウム2,4−ペ
ンタンジオネート、ジルコニウム2,2,6,6−テト
ラメチル−3,5−ヘプタンジオネート、ジルコニウム
トリフルオロペンタンジオネート、Inのアルコキシド
の例としては、インジウムメトキシエトキサイド、イン
ジウムイソプロポキサイド、インジウムn−プロポキサ
イド、インジウムn−ブトキサイド、インジウムt−ブ
トキサイド、インジウムヘキサフルオロペンタンジオネ
ート、インジウム2,4−ペンタンジオネート、インジ
ウムメチル(トリメチル)アセチルアセトネート、イン
ジウムトリフルオロペンタンジオネート、Snのアルコ
キシドの例としては、スズ(II)メトキサイド、スズ
(II)エトキサイド、テトライソプロポキシスズ、テト
ラ−t−ブトキシスズ、テトラ−n−ブトキシスズ、ビ
ス(2,4−ペンタンジオネート)ジクロスズ、スズ
(II)2,4−ペンタンジオネート、ナトリウムスズエ
トキサイド、Taのアルコキシドの例としては、タンタ
ル(IV)メトキサイド、タンタル(IV)エトキサイド、
タンタル(IV)イソプロポキサイド、タンタル(IV)n
−プロポキサイド、タンタル(IV)n−ブトキサイド、
タンタル(IV)t−ブトキサイド、タンタルナトリウム
メトキサイド、タンタル(V)トリフルオロエトキサイ
ド、タンタル(V)テトラエトキサイドペンタンジオネ
ート、Wのアルコキシドの例としては、タングステン
(V)エトキサイド、タングステン(VI)エトキサイ
ド、タングステン(VI)フェノキサイド、Tlのアルコ
キシドの例としては、タリウム(I)エトキサイド、タ
リウム(I)イソプロポキシド、タリウム(I)n−プ
ロポキシド、タリウム(I)n−ブトキシド、タリウム
(I)t−ブトキシド、タリウム(I)タリウム2,4
−ペンタジオネート、Sbのアルコキシドの例として
は、アンチモン(III)メトキサイド、アンチモン(II
I)エトキサイド、アンチモン(III)n−ブトキサイ
ド、アンチモン(III)t−ブトキサイド、Ceのアル
コキシドの例としては、セリウム(IV)エトキサイド、
セリウム(IV)イソプロポキサイド、セリウム(IV)n
−プロポキサイド、セリウム(IV)n−ブトキサイド、
セリウム(IV)t−ブトキサイド、セリウム(IV)メト
キシエトキサイド、セリウム(III)2,4−ペンタジ
オネート、セリウム(IV)2,2,6,6−テトラメチ
ルヘプタンジオネート、セリウム(III)6,6,7,
7,8,8,8−ヘプタフルオロ−2,2−ジメチル−
3,5−オクタンジオネート、セリウム(IV)テノイル
トリフルオロアセテートが挙げられる。
が加水分解、重合反応した多量体も使用できる。この例
としては、チタンイソプロポキシドやチタンブトキシド
の多量体が挙げられる。これらの金属アルコキシドは単
独で又は2種以上組み合わせて用いる事が出来る。
する金属ハロゲン化物(例えば四塩化チタン)と対応す
るアルコール(例えばn−プロパノール)またはβ−ジ
ケトン(例えば2,4−ペンタンジオン)またはβ−ケ
トエステル(例えば3−オキソブタン酸エチル)を混合
し、部分的に金属アルコキシドを形成した状態のもので
も構わない。
得られる金属酸化物材料、又は薄膜材料の用途により適
宜、選択して用いるのが好ましい。以下に代表的な用途
において、好ましく用いられる金属アルコキシドをあげ
る。
膜の形成や、又逆に低屈折率の膜の形成等の用途に用い
られる場合は、特に好ましいものは、In、Sn、T
i、Zr、Zn等からなる単独或いは混合金属酸化物膜
であり、中でもこれらの方法で製したIn2O3、SnO
2、In2O3−SnO2、TiO2、ZrO2、ZnO等が
高屈折率材料又は薄膜として好ましい。又この金属酸化
物材料には金属をドープしてその特性を高めたりしても
よく、例えば、上記のSnO2にアンチモンをドープし
たものは好ましい。
金属酸化物が、Al、Si、Ti、Zn、Y、Zr、S
n及びSbから選ばれた1種の金属酸化物又は2種以上
の金属が組み合わされた複合酸化物が好ましく、特に好
ましいのはSiの酸化物(シリカ)膜である。後述する
ようにシリカは多孔性膜を形成しやすい為に低屈折率膜
や材料の形成には特に好ましい。
に用いることの出来る金属塩の例としては、ハロゲン化
物、硝酸塩、硫酸塩等の無機塩、りん酸の塩、カルボン
酸の塩等の有機物の塩が挙げられる。カルボン酸の例と
しては、アクリル酸、メタクリル酸、酢酸、サリチル
酸、ぎ酸、シュウ酸、プロピオン酸、乳酸、p−トルエ
ンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、フマル酸、イタコン
酸、マレイン酸、ビニルスルホン酸等が挙げられる。
共に用いられる、縮合反応による架橋を促進する硬化促
進剤としての触媒には以下のものが挙げられる。
ール。これらは、金属アルコキシドのアルコキシ基をそ
れぞれヒドロキシル基やメトキシ基等で置換することに
より金属アルコキシドの縮合による架橋反応を促進す
る。これらの中では水が好ましい。
分解、或いはメタノール等による加水分解或いは加溶媒
分解を促進し脱水或いは脱メタノール等による縮合反応
を促進する触媒作用を有するものであり、従ってこれは
無機或いは有機の酸いずれでもよく、例としては塩酸、
硝酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、フタル酸、安息香酸、
p−トルエンスルホン酸等が挙げられる。
媒。キレート配位子としてはピコリン酸、サリチル酸、
1,3−ジケトン類、ヒドロキシカルボン酸、アセト酢
酸エステル、オクタンジオール、ヘキサンジオール等が
挙げられる。これら金属キレート促進剤は、例えば特公
昭60−11727号、特公昭60−30350号等に
開示されているが、金属アルコキシドの中心金属を一部
置換しながら、脱離し、縮合反応を促進するものと推定
される。
ノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなど、
DBU(ジアザビシクロウンデセン−1)、DBN(ジ
アザビシクロノネン)などのビシクロ環系アミン、アン
モニア、ホスフィン等の塩基も用いることができる。
は分散されるが、溶剤としては、上記の金属アルコキシ
ド、又これに加え、触媒、その他必要な成分等を例えば
プラスチックフィルム上、ガラス基板上等に塗設し、薄
膜を形成させる。塗布後に溶剤を蒸発させる必要性があ
るため、溶剤としては揮発性の溶媒が好ましく、かつ、
アルコキシシラン等の金属アルコキシドや触媒等と反応
せず、しかもプラスチックフィルムなどの基体を溶解し
ないものであれば、いかなるものでもよく、通常、用い
られる溶剤を用いることができる。例えば、水、メチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ル、n−プロピルアルコール、メトキシメチルアルコー
ルなどのアルコール、酢酸エチル、酢酸メチルなどの酢
酸エステル、アセトン、メチルエチルケトンなどのケト
ン、テトラヒドロフランなどのエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールモ
ノアルキルエーテル、ジメチルフォルムアミド、ジメチ
ルスルフォキシド、アセチルアセトンなどが挙げられ
る。
熱することが好ましく、これにより、溶媒の蒸発と共に
加水分解、重縮合反応が促進され、より強固な3次元架
橋したゲル薄膜を作成することも可能となる。従って、
加熱処理は、これらの目的、或いは、該プラスチックフ
ィルムなどの耐熱性などにみあった加熱温度で処理をす
ることが可能であり、通常は40℃以上、好ましくは5
0℃から280℃の範囲で、かつ、基体が耐熱性を有す
る範囲で行われる。
溶液を基材に塗布した後に、一般的には、高い温度での
熱処理(焼成)工程が必要であり、塗布法においてこれ
らの処理を行う場合には、基材の選択、熱処理温度や時
間等にある程度の制限がある。
記載されたように、加熱する代わりに、波長が360n
m以下の紫外光を照射して、薄膜を形成している金属酸
化物を結晶化する方法を用いる事が有用であり、本発明
をプラスチックの基材上にゾル溶液を塗布し皮膜を形成
する形で実施する場合特に有効である。本発明におい
て、硬化促進剤との混合後直ちに塗布するような場合に
おいては特にUV光の照射が効果が大きい。
燥後、上記のような活性エネルギー線を照射することに
より、プラスチック基材等の如く熱変形温度が低温であ
る基材にも光学機能性膜の形成が可能であり、本発明の
ような塗布法による、又塗布直前に硬化剤溶液と金属ア
ルコキシドのような金属塩溶液とを混合し、金属ゾル溶
液の薄膜を得る方法においても気相法により得られる薄
膜の性能とほぼ同様な性能を有する薄膜が得られる。
24日出願の特願平11−143206号に記載されて
いる様なプラズマ処理等を皮膜形成後に実施する方法も
有効である又、さらに、金属酸化物ゲルを合成する際に
その反応液に相溶または均一分散できる有機化合物を混
合し、有機化合物コンポジット金属酸化物ゲルを形成さ
せることも出来る、これらの有機化合物を用いる技術に
ついても、やはり本発明者らの平成11年5月24日出
願の特願平11−143206号に記載されている。
には各種のドープ剤をドープすることが出来るが、ドー
プとは1種類の金属の酸化物に対し、他の金属または酸
素以外の原子が該金属酸化物よりも少ない割合で混合さ
れることをいう。ドープされる金属または酸素以外の原
子は1種類でも2種類以上でもよい。
プしても良いし、プラズマの反応ガスとしてドープして
も良い。ゾル液調整時にドープする例としては金属アル
コキシド、金属塩でトープするのが好ましい。反応ガス
としてドープする例としてはフッ素含有化合物ガスなど
がある。しかし、本発明においてはこれらに限定される
ものではない。
は金属、ガラス、シリコン、樹脂等、何を用いてもかま
わないが透明な基材(支持体)が好ましい。なかでも、
セルロースアセテート系フィルム(トリアセチルセルロ
ース(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート
(CAP)等)、延伸したポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系フィ
ルム、ポリカーボネート系フィルム、ノルボネン系フィ
ルム、ポリアリレート系フィルム、及びポリスルフォン
系フィルムが好ましい。特にセルローストリアセテート
フィルム(TAC)、セルロースアセテートプロピオネ
ートフィルム(CAP)、ポリカーボネートフィルム、
一軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが好まし
い。
コーター、ナイフコーター、バーコーター、ブレードコ
ーター、スクイズコーター、リバースロールコーター、
グラビアロールコーター、スライドコーター、カーテン
コーター、スプレイコーター、ダイコーター等の公知の
塗布機を用いて塗布することが出来る。これらのうち連
続塗布が可能な方法が好ましく用いられる。又同時重層
する場合はアルコキシシランの様な金属アルコキシド又
は金属塩を含む溶液および硬化促進剤を有する溶液を上
記塗布機により同時重層するが、カーテンコーター、ス
ライドコーター等同時重層に好適に用いられる塗布機を
使用することが出来る。
性により、前述したように反射防止膜、反射膜材料とし
て好適に使用することができる他、電気的性質から導電
性膜、帯電性防止膜、電磁波防止膜など、光学的性質か
らは紫外線カット膜、赤外線カット膜、ガス選択性透過
膜、防眩性膜等、の各種の膜、視野角拡大フィルム、ラ
イトコントロールフィルム等の光学フィルムに用いた
り、又、ICやLSI等の半導体に用いられる低誘電率
材料として使用することができる。
が、本発明の態様はこれに限定されない。尚、実施例に
用いた評価方法は、以下に示す方法で行った。
4000型)を用い、5度正反射の条件にて反射率の測
定を行った。この測定方法において、塗布されていない
側の面の基板面を粗面化した後、黒色のスプレーを用い
て光吸収処理を行い、フィルム裏面での光の反射を防止
し、反射率の測定を行った。
碁盤目試験を行った。具体的には塗布面上に1mm間隔
で縦、横に11本の切れ目を入れ、1mm角の碁盤目を
100個つくった。この上にセロハンテープを張り付
け、90度の角度で素早く剥がし、剥がれずに残った碁
盤目の数をmとしm/100として表した。
ルに1平方センチメートルあたり0.1kgの加重をか
けて積層体フィルムの表面を10往復した後の、スチー
ルウール往復方向の1センチメートルあたりの傷の発生
本数で評価した。
は、温度80℃、90%RHで500時間の耐久性試験
を行い、フィルムの外観と密着性、表面耐摩耗性の評価
を行った。
目視で、少なくとも幅1mm以上又は長さ3cm以上の
ムラを教えた。3カ所から1m2を抜き取りその平均の
個数を筋状ムラの個数とした。
ム(以降、ハードコート層フィルムとする)の作製》膜
厚80μmのセルローストリアセテートフィルム(コニ
カ(株)製のコニカタック80UVSF)(屈折率1.
49)の片面に下記のハードコート組成物を乾燥膜厚
3.5μmとなるように塗布し、80℃にて5分間乾燥
させた。次に、80W/cm高圧水銀灯を12cmの距
離から4秒間照射して硬化させてハードコートフィルム
を作製した。ハードコート層の屈折率は1.50であっ
た。
ドコート層フィルムをコロナ放電処理後、下記組成物A
−1を図1に示す装置で塗布し、80℃で乾燥させ、金
属酸化物含有皮膜を作製した。図1のタンク1に蓄えら
れた塗布液Aからは、塗布液Aをコーター部に供給し、
タンク2に蓄えられた塗布液Bからは塗布液Bを供給
し、塗布液Aと塗布液Bはインラインで直前混合され、
コーターから塗布液が基材へ塗布される。混合は、Aと
Bの液量の比が10:1に流量を調節した。
有皮膜をプラスチックフィルム基材上に塗布するための
塗布の直前に備えられた、送液・混合装置を有する塗布
機の概略図を示している。図において、1、2はそれぞ
れ調製した塗布液A、Bを塗布前に一時貯蔵しておくタ
ンクを表し、3、4はそれぞれのタンクに備えられたバ
ルブ、8はこれらの溶液を送るためのポンプと混合器を
表している。即ちそれぞれ1、2の蓄えられた塗布液
A、Bはバルブ3、4を通しそれぞれライン5、6を通
してポンプおよび混合器を表す8により均一に混合され
配管7を通ってコーターヘッドCに送られコーターヘッ
ドCにおいてフィルム支持体に塗布される。
ムn−プロポキサイド、テトラエトキシシランにそれぞ
れ変えた以外は同様に塗布液A−2、A−3を作製し
た。貯蔵タンク2から供給される塗布液として表1に示
す構成の塗布液B−1〜B−12を作製した。
に変化させて金属酸化物含有皮膜試料No.101〜1
34を作成した。又、比較として表2にあるようにA液
とB液を塗布開始1時間前に混合しておき塗布した試料
No.135〜146作製した。
ついての評価結果を表2に示す。但し、試料No.13
7〜146の試料については筋ムラが多いため耐表面摩
耗性の評価は行わなかった。
で示される装置を用いて、金属酸化物含有皮膜を作製し
た。塗布液A−4、A−5及びA−6を貯蔵タンク1に
添加し、塗布液B−13〜24を貯蔵タンク2に添加し
た。各添加液の基材上へのコーティング膜厚が10μm
になるように流量を調整した。(塗布液Aと塗布液Bの
比率は実施例1と同様に行った。) 図2は本発明の金属酸化物或いはシリカ含有皮膜をプラ
スチックフィルム基材上に塗布するための同時重層塗布
機の概略図を示している。図において、1、2はそれぞ
れ調製した塗布液A、Bを塗布前に一時貯蔵しておくタ
ンクを表し、3、4はそれぞれのタンクに備えられたバ
ルブ、P1、P2はこれらのコーターヘッドC1、C2
にそれぞれライン9、10を通してこれらの塗布液を送
るためのポンプを表している。即ちそれぞれ貯蔵タンク
1、2に蓄えられた塗布液A、Bはバルブ3、4を通し
それぞれポンプP1、P2によりライン5および10、
6および9を通してコーターヘッドC1、C2に送られ
フィルム支持体上に同時重層塗布される。
に、ジルコニウムn−プロポキサイド、テトラエトキシ
シランにそれぞれ変えた以外は同様に塗布液A−5、A
−6を作製した。
た。
含有皮膜についての評価結果を表4に示す。
W/cmの高圧水銀灯を20cmの距離から、250m
J/cm2のエネルギー量のUV光を照射し、試料N
o.301〜334を作製した。試料を80℃、90%
の条件で、500時間保存し、耐久性の評価を行った。
結果を表5に示す。
傷が向上していることがわかる。
金属酸化物含有皮膜層を有する試料に実施例2で作製し
た金属酸化物含有皮膜層を低屈折率層として塗布し反射
防止層を作製した。用いた金属酸化物含有皮膜層及び低
屈折率層塗布液の組み合わせを以下の表6に示す。
視光(400〜700nm)における反射率の中最低の
値を示す。又、保存後の最低反射率とは、80℃、90
%RHの条件で500時間保存した後反射率を同様に測
定した。
れた。
生産時の再現性、安定性が改良された、しかも安定な金
属酸化物含有皮膜を与える低コストな製造方法を得るこ
とが出来た。
る塗布機の概略図。
Claims (24)
- 【請求項1】 金属のゾル溶液に、ゾル・ゲル縮合反応
を促進する硬化促進剤を含有する溶液を塗布直前に混合
し、基材上に塗布する事を特徴とする金属酸化物含有皮
膜の製造方法。 - 【請求項2】 金属のゾル溶液を基材上に塗布して形成
されたゾル又はゲル膜上に、ゾル・ゲル縮合反応を促進
する硬化促進剤を含有する溶液を塗布することを特徴と
する金属酸化物含有皮膜の製造方法。 - 【請求項3】 金属のゾル溶液およびゾル・ゲル縮合反
応を促進する硬化促進剤を含有する溶液を基材上に同時
重層する事を特徴とする金属酸化物含有皮膜の製造方
法。 - 【請求項4】 硬化促進剤が水、酸、金属キレート、キ
レート化合物のうち少なくとも1種であることを特徴と
する請求項1〜3から選ばれる1項に記載の金属酸化物
含有皮膜の製造方法。 - 【請求項5】 金属酸化物がシリカであることを特徴と
する請求項1〜4から選ばれる1項に記載の金属酸化物
含有皮膜の製造方法。 - 【請求項6】 請求項1から5に記載の金属酸化物含有
皮膜の製造方法により製造された事を特徴とする金属酸
化物含有皮膜。 - 【請求項7】 金属のゾル溶液を基材上に塗布して形成
された金属酸化物含有皮膜が、皮膜形成後、更にUV光
が照射されたものであることを特徴とする請求項6に記
載の金属酸化物含有皮膜。 - 【請求項8】 金属酸化物がシリカである事を特徴とす
る請求項6又は7に記載の金属酸化物含有皮膜。 - 【請求項9】 金属酸化物含有皮膜に、皮膜形成後、更
にUV光を照射する事を特徴とする請求項1〜5から選
ばれる1項に記載の金属酸化物含有皮膜の製造方法。 - 【請求項10】 請求項6又は7に記載の金属酸化物含
有皮膜を基材上に有する事を特徴とする反射防止材料。 - 【請求項11】 請求項8に記載の金属酸化物含有皮膜
を基材上に有する事を特徴とする反射防止材料。 - 【請求項12】 請求項1〜5および9に記載の金属酸
化物含有皮膜の製造方法により作製された、少なくとも
1つの金属酸化物含有皮膜を基材上に有することを特徴
とする反射防止材料。 - 【請求項13】 金属酸化物がシリカであることを特徴
とする請求項12に記載の反射防止材料。 - 【請求項14】 請求項1〜5に記載の金属酸化物含有
皮膜の製造方法により、少なくとも1つの金属酸化物含
有皮膜を基材上に設けることを特徴とする反射防止材料
の製造方法。 - 【請求項15】 金属酸化物がシリカであることを特徴
とする請求項14に記載の反射防止材料の製造方法。 - 【請求項16】 金属酸化物が、TiO2、ZrO2、I
n2O3、ZnOであることを特徴とする請求項6又は7
に記載の金属酸化物含有皮膜。 - 【請求項17】 金属酸化物が、TiO2、ZrO2、I
n2O3、ZnOであることを特徴とする請求項1〜5お
よび9から選ばれる1項に記載の金属酸化物含有皮膜の
製造方法。 - 【請求項18】 請求項1〜5及び9に記載の金属酸化
物含有皮膜の製造方法により基材上に金属酸化物含有皮
膜を形成することを特徴とする反射防止材料の製造方
法。 - 【請求項19】 金属酸化物がシリカであることを特徴
とする請求項18に記載の反射防止材料の製造方法。 - 【請求項20】 基材が有機フィルムであることを特徴
とする請求項6、7、8又は16に記載の金属酸化物含
有皮膜。 - 【請求項21】 金属酸化物がシリカであることを特徴
とする請求項20に記載の金属酸化物含有皮膜。 - 【請求項22】 基材が有機フィルムであることを特徴
とする請求項1〜5、9および17から選ばれる1項に
記載の金属酸化物含有皮膜の製造方法。 - 【請求項23】 基材が有機フィルムであることを特徴
とする請求項10、11、12又は13に記載の反射防
止材料。 - 【請求項24】 基材が有機フィルムであることを特徴
とする請求項14、15、18又は19に記載の反射防
止材料の製造方法。
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