JP2006111782A - Coating material composition and coated article - Google Patents

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Hiroshi Yokogawa
弘 横川
Takeyuki Yamaki
健之 山木
Hikari Tsujimoto
光 辻本
Ryozo Fukuzaki
僚三 福崎
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating material composition capable of forming a coating film having an excellent reflection-preventing performance and high surface strength and having high water resistance. <P>SOLUTION: The coating material composition is formed by including porous particles composed of aerogel and a matrix-forming material. The matrix-forming material comprises (A) a copolymerization hydrolyzate of a hydrolyzable organosilane represented by the general formula (1): SiX<SB>4</SB>(X is a hydrolyzable group) with a hydrolyzable organosilane having a fluorine-substituted alkyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、反射防止被膜等を形成するために使用されるコーティング材組成物、及びこのコーティング材組成物を塗装して反射防止被膜等として形成した塗装品に関するものである。   The present invention relates to a coating material composition used for forming an antireflection coating and the like, and a coated product formed as an antireflection coating by coating this coating material composition.

ディスプレイの最表面に形成される反射防止被膜は、優れた反射防止性能とともに、傷の発生を防止する表面強度(すなわち耐擦傷性)、指紋等の汚れが簡単に除去できる表面撥水・撥油性(すなわち防汚染性)、クリーナー等の各種薬剤に対する耐薬品性が要求される。   The anti-reflective coating formed on the outermost surface of the display has excellent anti-reflective performance, surface strength that prevents scratches (ie scratch resistance), and surface water and oil repellency that can easily remove dirt such as fingerprints. Chemical resistance to various chemicals such as cleaners (ie, antifouling properties) is required.

被膜屈折率を考慮しない場合には、UV硬化型、EB硬化型の樹脂コーティング材を使用することによって高い表面強度を得ることができるが、一般にUV硬化型、EB硬化型の樹脂は屈折率が高いので、樹脂リッチの被膜では反射防止能を得ることができず、エアロゲル粒子等の低屈折率フィラーを複合させることが必要になる。そして単層で十分な反射防止能を得るためにはエアロゲル粒子の比率を増やす必要があり、この場合には被膜のマトリクス材料がUV硬化型、EB硬化型の樹脂であっても、十分な表面強度が得られなくなってしまう。また最近のディスプレイ(特に液晶ディスプレイ)の高精細化に伴なって、反射防止被膜のゴミ等の異物による欠点を極力無くさなければならないが、UV硬化型、EB硬化型の樹脂はコーティング後、希釈溶剤が蒸発してもUVあるいはEBが照射されるまでは、濡れたウエット感のある状態であるので、ゴミ等の異物が付着し易い。このため、コーティングゾーンと共に全乾燥ゾーンまでもクリーン度を維持する必要があり、大掛かりな設備が必要となる。   When the film refractive index is not taken into consideration, a high surface strength can be obtained by using a UV-curable or EB-curable resin coating material. In general, however, a UV-curable or EB-curable resin has a refractive index. Since it is high, the resin-rich coating cannot obtain antireflection performance, and it is necessary to combine a low refractive index filler such as airgel particles. In order to obtain sufficient antireflection performance with a single layer, it is necessary to increase the ratio of airgel particles. In this case, even if the coating matrix material is a UV curable resin or an EB curable resin, a sufficient surface Strength will not be obtained. In addition, with recent high-definition displays (especially liquid crystal displays), it is necessary to eliminate defects caused by foreign matter such as dust in the antireflection coating as much as possible. However, UV-curable and EB-curable resins are diluted after coating. Even if the solvent evaporates, it is in a wet and wet state until UV or EB is irradiated, so that foreign matters such as dust are likely to adhere. For this reason, it is necessary to maintain the cleanliness of the coating zone as well as the entire drying zone, which requires large-scale equipment.

クリーン度を維持する乾燥ゾーンのエリアを小さくするためには、マトリクス形成材料として熱硬化型の樹脂が好ましいが、一般の有機の熱硬化型樹脂は自身の屈折率が高いために、上記と同様に十分な表面硬度を得ることができない。またパーフルオロ樹脂に代表されるフッ素樹脂の屈折率は1.40未満と低いが、樹脂自身に起因して被膜強度が低くなるので、強度を得るためにはアクリル樹脂との複合が必要となって屈折率が高くなり、結局は十分な反射防止能と表面強度を両立させることは難しい。   In order to reduce the area of the drying zone that maintains the cleanliness, a thermosetting resin is preferable as the matrix forming material. However, since a general organic thermosetting resin has a high refractive index, the same as above. It is not possible to obtain a sufficient surface hardness. In addition, the refractive index of fluororesins typified by perfluororesins is as low as less than 1.40. However, the film strength is reduced due to the resin itself, so that a composite with an acrylic resin is required to obtain strength. As a result, the refractive index increases, and eventually it is difficult to achieve both sufficient antireflection performance and surface strength.

一方、SiX(Xは加水分解基)の化学式で表わされる加水分解性オルガノシランを加水分解して得られる加水分解物は、アクリル樹脂等の一般の有機樹脂と比較して被膜屈折率が低く、また優れた機械的強度の被膜を期待することができるマトリクス形成材料である。このため、この加水分解性オルガノシランの加水分解物をマトリクス形成材料として用いると、エアロゲル粒子を複合した被膜を形成する場合に、他の一般有機樹脂よりもエアロゲル粒子の比率を削減することができるものであり、高い表面強度を有する被膜を形成し易い(例えば特許文献1等参照)。
特開2003−216061号公報
On the other hand, a hydrolyzate obtained by hydrolyzing a hydrolyzable organosilane represented by the chemical formula of SiX 4 (X is a hydrolyzable group) has a lower film refractive index than a general organic resin such as an acrylic resin. In addition, it is a matrix forming material that can be expected to have a coating with excellent mechanical strength. For this reason, when this hydrolyzable organosilane hydrolyzate is used as a matrix-forming material, the ratio of the airgel particles can be reduced as compared with other general organic resins when forming a film in which airgel particles are combined. It is easy to form a film having high surface strength (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-216061

しかしエアロゲル粒子、特にシリカエアロゲル粒子は吸湿して劣化し易く、エアロゲル粒子を含有する硬化被膜の表面は耐水性に問題を有するものであった。   However, airgel particles, particularly silica airgel particles, are likely to deteriorate due to moisture absorption, and the surface of the cured coating containing the airgel particles has a problem with water resistance.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、優れた反射防止性能と高い表面強度を有し、しかも高い耐水性を有するコーティング被膜を形成することができるコーティング材組成物及び塗装品を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and provides a coating material composition and a coated product that can form a coating film having excellent antireflection performance and high surface strength and having high water resistance. It is intended to provide.

本発明の請求項1に係るコーティング材組成物は、エアロゲルよりなる多孔質粒子及びマトリクス形成材料を含有してなるコーティング材組成物であって、マトリクス形成材料は、下記(A)の共重合加水分解物を含有して成ることを特徴とするものである。
(A)一般式がSiX(Xは加水分解基) …(1)
で表わされる加水分解性オルガノシランと、フッ素置換アルキル基を有する加水分解性オルガノシランとの共重合加水分解物
また請求項2の発明は、請求項1において、マトリクス形成材料に、上記式(1)で表される加水分解性オルガノシランを加水分解して得られる加水分解物(B)を含有することを特徴とするものである。
The coating material composition according to claim 1 of the present invention is a coating material composition containing porous particles made of aerogel and a matrix forming material, and the matrix forming material comprises It is characterized by containing a decomposition product.
(A) The general formula is SiX 4 (X is a hydrolyzable group) (1)
Copolymerized hydrolyzate of a hydrolyzable organosilane represented by the formula (1) and a hydrolyzable organosilane having a fluorine-substituted alkyl group. The invention of claim 2 provides the matrix-forming material according to claim 1 with the above formula (1). It contains the hydrolyzate (B) obtained by hydrolyzing the hydrolyzable organosilane represented by this.

また請求項3の発明は、請求項1又は2において、エアロゲルよりなる多孔質粒子が、アルキルシリケートを溶媒、水、加水分解重合触媒とともに混合して加水分解重合させた後に、溶媒を乾燥除去して得たシリカエアロゲル粒子であることを特徴とするものである。   The invention of claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the porous particles made of airgel are subjected to hydrolysis polymerization by mixing alkyl silicate with a solvent, water and a hydrolysis polymerization catalyst, and then the solvent is removed by drying. Silica airgel particles obtained in this manner.

また請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかにおいて、エアロゲルよりなる多孔質粒子が、アルキルシリケートを溶媒、水、加水分解重合触媒とともに混合して加水分解重合させ、ゲル化前に希釈またはpH調整により安定化させたオルガノシリカゾルから乾燥により溶媒を除去して得た、凝集平均粒子径が10nm以上100nm以下であるシリカエアロゲル粒子であることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the porous particles made of aerogel are hydrolyzed by mixing alkyl silicate together with a solvent, water and a hydrolytic polymerization catalyst, before gelation. Silica airgel particles having an aggregate average particle diameter of 10 nm or more and 100 nm or less, obtained by removing a solvent by drying from an organosilica sol stabilized by dilution or pH adjustment.

また請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれかにおいて、エアロゲルよりなる多孔質粒子が、アルキルシリケートを溶媒、水、アルカリ性加水分解重合触媒とともに混合して加水分解重合させ、かつゲル化前に希釈またはpH調整により安定化させることによって得られるオルガノシリカゾル中に分散してなる粒子であって、その凝集平均粒子径が10nm以上100nm以下であり、コーティング材組成物を塗装して硬化被膜を形成する際の乾燥と同時に溶媒が除去されて多孔質体に形成されるシリカエアロゲル粒子であることを特徴とするものである。   Further, the invention of claim 5 is the method according to any one of claims 1 to 4, wherein the porous particles made of aerogel are hydrolyzed by mixing alkyl silicate together with a solvent, water and an alkaline hydrolysis polymerization catalyst, and gelled. Particles dispersed in an organosilica sol obtained by prior stabilization by dilution or pH adjustment, the aggregate average particle diameter of which is 10 nm or more and 100 nm or less, and a coating film is applied to form a cured film The silica airgel particles are formed into a porous body by removing the solvent simultaneously with drying at the time of forming the particles.

本発明の請求項6に係る塗装品は、請求項1乃至5のいずれかに記載のコーティング材組成物の硬化被膜を、基材の表面に備えて成ることを特徴とするものである。   A coated article according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that a cured film of the coating material composition according to any one of the first to fifth aspects is provided on a surface of a base material.

上記(A)の共重合加水分解物をマトリクス形成材料として屈折率が低い硬化被膜を形成することができるものであり、エアロゲル粒子の配合量を少なくしても屈折率が低く優れた反射防止性能を有する硬化被膜を形成することができると共に、高い表面強度の硬化被膜を形成することができるものである。そして(A)の共重合加水分解物に含有されるフッ素成分によって硬化被膜の表面を疎水性に形成することができるものであり、エアロゲルよりなる多孔質粒子を含有する硬化被膜の耐水性を向上することができるものである。   A cured film having a low refractive index can be formed by using the copolymer hydrolyzate of (A) as a matrix-forming material, and the refractive index is low and excellent antireflection performance even if the amount of airgel particles is reduced. A cured film having a high surface strength can be formed. And the surface of the cured film can be formed hydrophobic by the fluorine component contained in the copolymer hydrolyzate of (A), and the water resistance of the cured film containing porous particles made of airgel is improved. Is something that can be done.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明に係るコーティング材組成物は、マトリクス形成材料とエアロゲルよりなる多孔質粒子を混合することによって形成されるものであり、まずマトリクス形成材料について説明する。   The coating material composition according to the present invention is formed by mixing matrix forming material and porous particles made of airgel. First, the matrix forming material will be described.

本発明においてマトリクス形成材料には共重合加水分解物(A)を必須の成分として含有する。共重合加水分解物(A)は、加水分解性オルガノシランと、フッ素置換アルキル基を有する加水分解性オルガノシランとの共重合加水分解物である。   In the present invention, the matrix-forming material contains the copolymerized hydrolyzate (A) as an essential component. The copolymer hydrolyzate (A) is a copolymer hydrolyzate of a hydrolyzable organosilane and a hydrolyzable organosilane having a fluorine-substituted alkyl group.

加水分解性オルガノシランとしては、
一般式がSiX(Xは加水分解基) …(1)
で表わされる4官能加水分解性オルガノシランを用いることができる。この4官能加水分解性オルガノシランとしては、下記式(2)に示されるような4官能オルガノアルコキシシランを挙げることができる。
As hydrolyzable organosilane,
The general formula is SiX 4 (X is a hydrolyzable group) (1)
The tetrafunctional hydrolyzable organosilane represented by these can be used. Examples of the tetrafunctional hydrolyzable organosilane include a tetrafunctional organoalkoxysilane represented by the following formula (2).

Si(OR) …(2)
上記式(2)のアルコキシル基「OR」中の「R」は1価の炭化水素基であれば特に限定されるものではないが、炭素数1〜8の1価の炭化水素基が好適であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ペプチル基、オクチル基等のアルキル基等を例示することができる。アルコキシド基中に含有されるアルキル基のうち、炭素数が3以上のものについては、n−プロピル基、n−ブチル基等のように直鎖状のものであってもよいし、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基等のように分岐を有するものであってもよい。
Si (OR) 4 (2)
“R” in the alkoxyl group “OR” in the formula (2) is not particularly limited as long as it is a monovalent hydrocarbon group, but a monovalent hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms is preferable. Examples thereof include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a peptyl group, and an octyl group. Among the alkyl groups contained in the alkoxide group, those having 3 or more carbon atoms may be linear such as n-propyl group, n-butyl group, isopropyl group, It may have a branch such as an isobutyl group or a t-butyl group.

また4官能加水分解性オルガノシランの加水分解基Xとしては、上記のアルコキシル基の他に、アセトキシ基、オキシム基(−O−N=C−R(R'))、エノキシ基(−O−C(R)=C(R')R”)、アミノ基、アミノキシ基(−O−N(R)R')、アミド基(−N(R)−C(=O)−R')(これらの基においてR、R'、R”は、例えばそれぞれ独立に水素原子又は一価の炭化水素基等である)や、ハロゲン等を挙げることができる。   As the hydrolyzable group X of the tetrafunctional hydrolyzable organosilane, in addition to the above alkoxyl group, an acetoxy group, an oxime group (—O—N═C—R (R ′)), an enoxy group (—O—) C (R) = C (R ′) R ″), amino group, aminoxy group (—O—N (R) R ′), amide group (—N (R) —C (═O) —R ′) ( In these groups, R, R ′, and R ″ are each independently, for example, a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group), halogen, and the like.

またフッ素置換アルキル基含有加水分解性オルガノシランとしては、下記式(3)〜(5)で表される構成単位を有するものが好適である。   Moreover, as a fluorine-substituted alkyl group containing hydrolyzable organosilane, what has a structural unit represented by following formula (3)-(5) is suitable.

Figure 2006111782
Figure 2006111782

(式中、Rは炭素数1〜16のフルオロアルキル基またはパーフルオロアルキル基を示し、Rは炭素数1〜16のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルケニル基、またはアルコキシ基、水素原子あるいはハロゲン原子を示す。またXは−(C)−を示し、aは1〜12の整数、b+cは2aであり、bは0〜24の整数、cは0〜24の整数である。このようなXとしては、フルオロアルキレン基とアルキレン基とを有する基が好ましい。)
そして加水分解性オルガノシランとフッ素置換アルキル基を有する加水分解性オルガノシランとを混合し、加水分解させて共重合することによって、共重合加水分解物(A)を得ることができるものである。加水分解性オルガノシランとフッ素置換アルキル基を有する加水分解性オルガノシランの混合比率(共重合比率)は、特に限定されるものではないが、縮合化合物換算の質量比率で、加水分解性オルガノシラン/フッ素置換アルキル基を有する加水分解性オルガノシラン=99/1〜50/50の範囲が好ましい。また共重合加水分解物(A)の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、200〜5000の範囲が好ましい。200未満であると被膜形成能力が劣り、逆に5000を超えると被膜強度が低下するおそれがある。
(In the formula, R 1 represents a fluoroalkyl group or perfluoroalkyl group having 1 to 16 carbon atoms, and R 2 represents an alkyl group, halogenated alkyl group, aryl group, alkylaryl group, arylalkyl having 1 to 16 carbon atoms. A group, an alkenyl group, an alkoxy group, a hydrogen atom or a halogen atom, X represents — (C a H b F c ) —, a represents an integer of 1 to 12, b + c represents 2a, and b represents 0 And an integer of ˜24, c is an integer of 0 to 24. Such X is preferably a group having a fluoroalkylene group and an alkylene group.
A hydrolyzable organosilane and a hydrolyzable organosilane having a fluorine-substituted alkyl group are mixed, hydrolyzed and copolymerized to obtain a copolymer hydrolyzate (A). The mixing ratio (copolymerization ratio) of the hydrolyzable organosilane and the hydrolyzable organosilane having a fluorine-substituted alkyl group is not particularly limited, but is a mass ratio in terms of a condensation compound. A hydrolyzable organosilane having a fluorine-substituted alkyl group is preferably in the range of 99/1 to 50/50. The weight average molecular weight of the copolymer hydrolyzate (A) is not particularly limited, but is preferably in the range of 200 to 5,000. If it is less than 200, the film-forming ability is inferior. Conversely, if it exceeds 5000, the film strength may be lowered.

本発明においてマトリクス形成材料として、上記の共重合加水分解物(A)の他に、加水分解物(B)を含有させることができる。この加水分解物(B)は、上記の式(1)で表わされる4官能加水分解性オルガノシランを加水分解して得られる4官能加水分解物(4官能シリコーンレジン)であり、この4官能加水分解性オルガノシランとしては上記の式(2)の4官能オルガノアルコキシシランを挙げることができる。   In the present invention, a hydrolyzate (B) can be contained as a matrix-forming material in addition to the copolymerized hydrolyzate (A). This hydrolyzate (B) is a tetrafunctional hydrolyzate (tetrafunctional silicone resin) obtained by hydrolyzing the tetrafunctional hydrolyzable organosilane represented by the above formula (1). Examples of the decomposable organosilane include the tetrafunctional organoalkoxysilane of the above formula (2).

そして、4官能シリコーンレジンである加水分解物(B)を調製するにあたっては、4官能オルガノアルコキシシラン等の4官能加水分解性オルガノシランを加水分解(部分加水分解も含む)することによって行なうことができる。ここで、得られる4官能シリコーンレジンである加水分解物(B)の重量平均分子量は特に限定されるものではないが、硬化被膜の機械的強度を得るためには、重量平均分子量は200〜2000の範囲にあることが好ましい。重量平均分子量が200より小さいと被膜形成能力に劣るおそれがあり、逆に2000を超えると硬化被膜の機械的強度に劣るおそれがある。   And in preparing the hydrolyzate (B) which is a tetrafunctional silicone resin, it can be carried out by hydrolyzing (including partial hydrolysis) a tetrafunctional hydrolyzable organosilane such as a tetrafunctional organoalkoxysilane. it can. Here, the weight average molecular weight of the hydrolyzate (B) which is the resulting tetrafunctional silicone resin is not particularly limited, but in order to obtain the mechanical strength of the cured coating, the weight average molecular weight is 200 to 2000. It is preferable that it exists in the range. If the weight average molecular weight is less than 200, the film forming ability may be inferior, and if it exceeds 2000, the mechanical strength of the cured film may be inferior.

マトリクス形成材料として、さらにシリコーンジオール(C)を含有させることができる。本発明において用いるシリコーンジオール(C)は、次の式(6)で表わされるジメチル型のシリコーンジオールである。   Silicone diol (C) can further be contained as a matrix forming material. The silicone diol (C) used in the present invention is a dimethyl type silicone diol represented by the following formula (6).

Figure 2006111782
Figure 2006111782

上記の式(6)において、ジメチルシロキサンの繰り返し数nは特に限定されるものではないが、n=20〜100の範囲が好ましい。nが20未満であると、後述する表面摩擦抵抗の低減効果が小さくなり、逆にnが100を超えると、他のマトリクス形成材料との相溶性が悪くなる傾向があり、硬化被膜の透明性に悪影響を及ぼしたり、硬化被膜に外観ムラが発生したりするおそれがある。   In the above formula (6), the repeating number n of dimethylsiloxane is not particularly limited, but a range of n = 20 to 100 is preferable. If n is less than 20, the effect of reducing the surface friction resistance described later is reduced. Conversely, if n is more than 100, the compatibility with other matrix forming materials tends to deteriorate, and the transparency of the cured film is reduced. There is a risk of adversely affecting the appearance and uneven appearance of the cured film.

次に、エアロゲルよりなる多孔質粒子について説明する。エアロゲルよりなる多孔質粒子としてはシリカエアロゲル粒子、シリカ/アルミナエアロゲル等の複合エアロゲル粒子、メラミンエアロゲル等の有機エアロゲル粒子等を用いることができる。シリカエアロゲルは、例えば米国特許明細書第4402827号、同第4432956号公報および同第4610863号公報に記載されているように、アルキルシリケート(アルコキシシラン、シリコンアルコキシドとも称される)を溶媒、水、加水分解重合触媒とともに混合して加水分解・重合反応させた後に、溶媒を乾燥除去して得られるものであり、乾燥方法は超臨界乾燥が好ましい。すなわち、加水分解・重合反応させて得られたシリカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、アルコールまたは二酸化炭素等の溶媒(分散媒)中に分散させて、この溶媒の臨界点以上の超臨界状態で乾燥することができるものである。超臨界乾燥は、例えばゲル状化合物を液化二酸化炭素中に浸漬し、ゲル状化合物が予め含んでいた溶媒の全部又は一部を、その溶媒よりも臨界点が低い液化二酸化炭素に置換し、この後、二酸化炭素の単独系、あるいは二酸化炭素と溶媒との混合系の超臨界条件下で乾燥することによって、行なうことができる。   Next, porous particles made of aerogel will be described. Examples of the porous particles made of aerogel include silica airgel particles, composite airgel particles such as silica / alumina airgel, and organic airgel particles such as melamine airgel. Silica aerogel, for example, as described in U.S. Pat. Nos. 4,402,827, 4,432,956 and 4,610,863, is an alkyl silicate (also referred to as alkoxysilane, silicon alkoxide) as a solvent, water, It is obtained by mixing together with a hydrolysis polymerization catalyst to cause hydrolysis / polymerization reaction, and then drying and removing the solvent. The drying method is preferably supercritical drying. That is, a wet gel compound composed of a silica skeleton obtained by hydrolysis and polymerization reaction is dispersed in a solvent (dispersion medium) such as alcohol or carbon dioxide, and is supercritical above the critical point of the solvent. It can be dried in a state. In supercritical drying, for example, a gel compound is immersed in liquefied carbon dioxide, and all or part of the solvent previously contained in the gel compound is replaced with liquefied carbon dioxide having a lower critical point than that solvent. Thereafter, it can be carried out by drying under supercritical conditions of a single system of carbon dioxide or a mixed system of carbon dioxide and a solvent.

シリカエアロゲルを製造するに際して、特開平5−279011号公報および特開平7−138375号公報に開示されているように、アルキルシリケートの加水分解・重合反応によって上述のようにして得られたゲル状化合物を疎水化処理することによって、シリカエアロゲルに疎水性を付与することが好ましい。このように疎水性を付与した疎水性シリカエアロゲルは、湿気や水等が浸入し難くなり、シリカエアロゲルの屈折率、光透過性等の性能が劣化することを防ぐことができる。この疎水化処理の工程は、ゲル状化合物を超臨界乾燥する前、あるいは超臨界乾燥中に行なうことができる。   In producing silica aerogel, as disclosed in JP-A-5-279011 and JP-A-7-138375, a gel-like compound obtained as described above by hydrolysis / polymerization reaction of alkyl silicate It is preferable to impart hydrophobicity to the silica airgel by hydrophobizing. Thus, the hydrophobic silica aerogel to which hydrophobicity is imparted can prevent moisture, water and the like from entering, and can prevent the performance of the silica aerogel such as the refractive index and light transmittance from deteriorating. This hydrophobization treatment step can be performed before or during supercritical drying of the gel compound.

疎水化処理は、ゲル状化合物の表面に存在するシラノール基の水酸基を疎水化処理剤の官能基と反応させ、シラノール基を疎水化処理剤の疎水基に置換させることによって行なう。疎水化処理を行なう方法としては、例えば、疎水化処理剤を溶媒に溶解させた疎水化処理液中にゲルを浸漬し、混合等によってゲル内に疎水化処理剤を浸透させた後、必要に応じて加熱して、疎水化反応を行なわせる方法がある。疎水化処理に用いる溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、キシレン、トルエン、ベンゼン、N,N−ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルジシロキサン等を挙げることができる。溶媒は、疎水化処理剤が容易に溶解し、かつ、疎水化処理前のゲルが含有する溶媒と置換可能なものであればよく、これらに限定されるものではない。   The hydrophobizing treatment is performed by reacting the hydroxyl group of the silanol group present on the surface of the gel compound with the functional group of the hydrophobizing agent and replacing the silanol group with the hydrophobic group of the hydrophobizing agent. As a method for performing the hydrophobization treatment, for example, the gel is immersed in a hydrophobization treatment solution in which the hydrophobization treatment agent is dissolved in a solvent, and the hydrophobization treatment agent is permeated into the gel by mixing or the like. There is a method in which the hydrophobization reaction is performed by heating accordingly. Examples of the solvent used for the hydrophobizing treatment include methanol, ethanol, isopropanol, xylene, toluene, benzene, N, N-dimethylformamide, hexamethyldisiloxane and the like. The solvent is not limited to these as long as the hydrophobizing agent is easily dissolved and can be replaced with the solvent contained in the gel before the hydrophobizing treatment.

疎水化処理の後の工程で超臨界乾燥を行なう場合、疎水化処理に使用する溶媒は、超臨界乾燥の容易な媒体(例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール、液体二酸化炭素等)であるか、あるいはそれと置換可能なものが好ましい。疎水化処理剤としては、例えばヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン等を挙げることができる。   When supercritical drying is performed in a step after the hydrophobizing treatment, the solvent used for the hydrophobizing treatment is a medium that is easily supercritically dried (for example, methanol, ethanol, isopropanol, liquid carbon dioxide, etc.), or Those that can be substituted are preferred. Examples of hydrophobizing agents include hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, trimethylmethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, trimethylethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and methyltriethoxysilane. Can be mentioned.

シリカエアロゲル粒子はシリカエアロゲルの乾燥バルクを粉砕することによって得ることができる。しかし、本発明のように被膜を反射防止被膜等として形成する場合、後述のように硬化被膜の膜厚は100nm程度に薄く形成されるものであり、シリカエアロゲル粒子はその粒子径を50nm程度に形成することが必要になるが、バルクを粉砕して得る場合にはシリカエアロゲル粒子を粒径50nm程度の微粒子に形成することは難しい。シリカエアロゲルの粒径が大きいと、硬化被膜を均一な膜厚で形成することや、硬化被膜の表面粗さを小さくすることが困難になる。   Silica airgel particles can be obtained by grinding a dry bulk of silica airgel. However, when the coating is formed as an antireflection coating or the like as in the present invention, the thickness of the cured coating is as thin as about 100 nm as described later, and the silica airgel particles have a particle size of about 50 nm. However, when the bulk is obtained by pulverizing, it is difficult to form silica airgel particles into fine particles having a particle size of about 50 nm. When the particle size of the silica airgel is large, it is difficult to form a cured film with a uniform film thickness and to reduce the surface roughness of the cured film.

そこでこの場合には、次のようにして微粒子状のシリカエアロゲル粒子を調製するようにするのが好ましい。まず、アルキルシリケートを溶媒、水、加水分解重合触媒とともに混合して、加水分解・重合することによって、オルガノシリカゾルを調製する。この溶媒としては例えばメタノール等のアルコール、加水分解重合触媒としては例えばアンモニア等を用いることができる。次に、ゲル化が起こる前にオルガノシリカゾルを溶媒で希釈し、あるいはオルガノシリカゾルをpH調整することによって、シリカ重合粒子の成長を抑制し、オルガノシリカゾルを安定化させる。   Therefore, in this case, it is preferable to prepare fine-particle silica airgel particles as follows. First, an organosilica sol is prepared by mixing an alkyl silicate with a solvent, water and a hydrolysis polymerization catalyst, followed by hydrolysis and polymerization. As the solvent, for example, alcohol such as methanol, and as the hydrolysis polymerization catalyst, for example, ammonia can be used. Next, before the gelation occurs, the organosilica sol is diluted with a solvent, or the pH of the organosilica sol is adjusted, thereby suppressing the growth of silica polymer particles and stabilizing the organosilica sol.

ここで、希釈によりオルガノシリカゾルを安定化させる方法としては、例えば、エタノール、2−プロパノール、アセトン等の最初に調製したオルガノシリカゾルが容易に均一に溶解する溶媒を用い、少なくとも2倍以上の希釈率になるように希釈する方法を挙げることができる。このとき、最初に調製したオルガノシリカゾルに含まれる溶媒がアルコールで、かつ希釈溶媒としてもアルコールを用いる場合、そのアルコールの種類に特に限定されないが、最初に調製したオルガノシリカゾルに含まれるアルコールよりも炭素数の多いアルコールを用いて希釈することが好ましい。これは、シリカゾルの含有するアルコール置換反応により、希釈とともに加水分解重合反応が抑制される効果が高いためである。   Here, as a method of stabilizing the organosilica sol by dilution, for example, a solvent in which the initially prepared organosilica sol such as ethanol, 2-propanol, acetone or the like is easily and uniformly dissolved is used, and a dilution ratio of at least 2 times or more is used. The method of diluting to become can be mentioned. At this time, when the solvent contained in the initially prepared organosilica sol is an alcohol, and alcohol is used as a diluting solvent, the type of alcohol is not particularly limited, but it is more carbon than the alcohol contained in the initially prepared organosilica sol. It is preferable to dilute with a large number of alcohols. This is because the alcohol substitution reaction contained in the silica sol has a high effect of suppressing the hydrolysis polymerization reaction with dilution.

一方、pH調整によりオルガノシリカゾルを安定化させる方法としては、例えば、最初に調製したオルガノシリカゾルにおける加水分解重合触媒がアルカリの場合は酸を添加し、また加水分解触媒が酸の場合はアルカリを添加し、オルガノシリカゾルのpHを弱酸性に調整する方法を挙げることができる。この弱酸性とは、その調製に用いた溶媒の種類や水の量などにより適宜安定なpHを選択する必要があるが、おおよそpH3〜4が好ましい。例えば、加水分解重合触媒としてアンモニアを選定した場合のオルガノシリカゾルに対しては、硝酸や塩酸を添加することで、pHを3〜4にすることが好ましく、また加水分解重合触媒として硝酸を選定した場合のオルガノシリカゾルに対しては、アンモニアや炭酸水素ナトリウムなどの弱アルカリを添加することで、pHを3〜4にすることが好ましい。   On the other hand, as a method of stabilizing the organosilica sol by adjusting the pH, for example, an acid is added when the hydrolysis polymerization catalyst in the first prepared organosilica sol is alkali, and an alkali is added when the hydrolysis catalyst is acid. And a method of adjusting the pH of the organosilica sol to be weakly acidic. With this weak acidity, it is necessary to select a stable pH as appropriate depending on the type of solvent used in the preparation and the amount of water, but a pH of about 3 to 4 is preferred. For example, for the organosilica sol when ammonia is selected as the hydrolysis polymerization catalyst, it is preferable to adjust the pH to 3 to 4 by adding nitric acid or hydrochloric acid, and nitric acid is selected as the hydrolysis polymerization catalyst. In the case of the organosilica sol, it is preferable to adjust the pH to 3 to 4 by adding a weak alkali such as ammonia or sodium hydrogen carbonate.

オルガノシリカゾルを安定化させる方法は、上記のいずれかの方法を選択してもかまわないが、希釈とpH調整を併用することはさらに有効である。またこれらの処理の際にヘキサメチルジシラザンやトリメチルクロロシランに代表される有機シラン化合物を同時に添加して、シリカエアロゲル微粒子の疎水化処理を行なうことによっても、加水分解重合反応を一層抑制することができるものである。   Any of the above methods may be selected as a method for stabilizing the organosilica sol, but it is more effective to use dilution and pH adjustment in combination. In addition, the hydrolytic polymerization reaction can be further suppressed by adding an organosilane compound typified by hexamethyldisilazane or trimethylchlorosilane at the same time to hydrophobize the silica airgel fine particles. It can be done.

そして次に、このオルガノシリカゾルを直接乾燥することによって、多孔質シリカエアロゲル微粒子を得ることができるものである。シリカエアロゲル微粒子は凝集平均粒子径が10〜100nmの範囲が好ましい。凝集粒径が100nmを超えるものであると、上記のように硬化被膜の均一な膜厚を得ることや、表面粗さを小さくすることが困難になる。逆に凝集平均粒径が10nm未満であると、マトリクス形成材料と混合してコーティング材組成物を調製する際に、マトリクス形成材料がシリカエアロゲル粒子内に入り込んでしまい、乾燥した被膜ではシリカエアロゲル粒子は多孔質体ではなくなってしまうおそれがある。   Next, porous silica airgel fine particles can be obtained by directly drying the organosilica sol. Silica airgel fine particles preferably have an aggregate average particle size in the range of 10 to 100 nm. When the aggregated particle diameter exceeds 100 nm, it becomes difficult to obtain a uniform film thickness of the cured film as described above and to reduce the surface roughness. On the other hand, when the aggregate average particle size is less than 10 nm, when the coating material composition is prepared by mixing with the matrix-forming material, the matrix-forming material enters the silica airgel particles, and in the dried film, the silica airgel particles May not be a porous body.

乾燥の具体的な方法は、オルガノシリカゾルを高圧容器内に充填し、シリカゾル中の溶媒を液化炭酸ガスにて置換した後に、32℃以上の温度、8MPa以上の圧力にし、その後に減圧するものであり、このようにオルガノシリカゾルを乾燥してシリカエアロゲル粒子を得ることができる。また、オルガノシリカゾルの重合成長を抑制する方法としては、上記の希釈法、PH調整法の他に、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシランに代表される有機シラン化合物を添加してシリカ粒子の重合反応を止める方法もあり、この方法の場合は、有機シラン化合物でシリカエアロゲル粒子を同時に疎水化することができるので有利である。   A specific method of drying is to fill the organosilica sol in a high-pressure vessel, replace the solvent in the silica sol with liquefied carbon dioxide gas, then set the temperature to 32 ° C. or higher and 8 MPa or higher, and then reduce the pressure. In this way, the silica silica gel particles can be obtained by drying the organosilica sol. In addition to the above-described dilution method and pH adjustment method, organosilane compounds represented by hexamethyldisilazane and trimethylchlorosilane are added to suppress the polymerization reaction of silica particles. There is also a method of stopping, and this method is advantageous because the silica airgel particles can be simultaneously hydrophobized with an organosilane compound.

また本発明のように被膜を反射防止被膜等として形成する場合、硬化被膜はクリア感を有する高い透明性(具体的には0.2%以下のヘーズに抑えることがより好ましい)を必要とする。このため、マトリクス形成材料にシリカエアロゲル粒子を添加してコーティング材組成物を調製するにあたって、シリカエアロゲル粒子はマトリクス形成材料に添加前に最初から溶剤に均一分散しているほうが好ましい。このようにするにあたっては、まず、アルキルシリケートをメタノール等の溶媒、水、アンモニア等のアルカリ性加水分解重合触媒とともに混合して、加水分解・重合することによって、オルガノシリカゾルを調製する。次に、上記と同様にして、ゲル化が起こる前にオルガノシリカゾルを溶媒で希釈し、あるいはオルガノシリカゾルをpH調整することによって、シリカ重合粒子の成長を抑制し、オルガノシリカゾルを安定化させる。このように安定化させたオルガノシリカゾルをシリカエアロゲル分散液として用い、これをマトリクス形成材料に添加してコーティング材組成物を調製することができるものである。この際、オルガノシリカゾル中のシリカエアロゲル粒子の凝集平均粒径は、100nmよりも小さく、10nmよりも大きい必要がある。凝集平均粒径が100nmを超えると、前述のように硬化被膜の特徴を発現することが困難になる。逆に凝集平均粒径が10nm未満であると、コーティング材組成物を調製するためにマトリクス形成材料と混合した際に、マトリクス形成材料がシリカエアロゲル粒子内に入り込んでしまい、乾燥した被膜では、シリカエアロゲル粒子が多孔体ではなくなってしまう。凝集平均粒径を10nm以上にすることによって、シリカエアロゲル粒子内へのマトリクス形成材料の進入を防ぐことができるものである。そして、コーティング材組成物を塗布して被膜を形成する際の乾燥によって、溶媒が除去されてシリカエアロゲル粒子は多孔質体に形成されるものである。 本発明に係るコーティング材組成物にあって、エアロゲルよりなる多孔質粒子の含有量は、特に限定されるものではないが、コーティング材組成物の固形分に換算して5〜80質量%の範囲が好ましい。含有量が5質量%未満であると、反射防止効果を目的として塗膜の屈折率を低減させる効果を十分に得ることができないものであり、逆に80質量%を超えて含有させると、均一な透明被膜を形成することが困難になる。さらに実用上、形成した塗膜の強度や外観などの成膜性も重要になるため、取り扱い易い被膜強度と、有効な低屈折率効果を両立させるうえで、エアロゲルよりなる多孔質粒子の含有量は20〜50質量%の範囲がより好ましい。   Further, when the coating is formed as an antireflection coating or the like as in the present invention, the cured coating needs to have high transparency with a clear feeling (specifically, it is more preferable to suppress the haze to 0.2% or less). . Therefore, when preparing the coating material composition by adding silica airgel particles to the matrix forming material, it is preferable that the silica airgel particles are uniformly dispersed in the solvent from the beginning before being added to the matrix forming material. In doing so, first, an organosilica sol is prepared by mixing an alkyl silicate with a solvent such as methanol, water, and an alkaline hydrolysis polymerization catalyst such as ammonia, followed by hydrolysis and polymerization. Next, in the same manner as described above, the organosilica sol is diluted with a solvent before gelation occurs, or the pH of the organosilica sol is adjusted to suppress the growth of silica polymer particles, thereby stabilizing the organosilica sol. The thus-stabilized organosilica sol can be used as a silica airgel dispersion and added to the matrix forming material to prepare a coating material composition. At this time, the aggregation average particle diameter of the silica airgel particles in the organosilica sol needs to be smaller than 100 nm and larger than 10 nm. When the aggregate average particle diameter exceeds 100 nm, it becomes difficult to express the characteristics of the cured film as described above. On the other hand, when the aggregate average particle size is less than 10 nm, the matrix-forming material enters the silica airgel particles when mixed with the matrix-forming material to prepare the coating material composition. Airgel particles are no longer porous. By setting the average aggregate particle size to 10 nm or more, it is possible to prevent the matrix forming material from entering the silica airgel particles. And a solvent is removed by drying at the time of apply | coating a coating material composition and forming a film, and a silica airgel particle is formed in a porous body. In the coating material composition according to the present invention, the content of the porous particles made of aerogel is not particularly limited, but is in the range of 5 to 80% by mass in terms of the solid content of the coating material composition. Is preferred. If the content is less than 5% by mass, the effect of reducing the refractive index of the coating film cannot be sufficiently obtained for the purpose of antireflection effect. Conversely, if the content exceeds 80% by mass, it is uniform. It becomes difficult to form a transparent film. Furthermore, since the film formability such as the strength and appearance of the formed coating film is also important for practical use, the content of porous particles made of airgel is required to achieve both easy-to-handle film strength and effective low refractive index effect. Is more preferably in the range of 20 to 50% by mass.

そして、上記のようにして調製したコーティング材組成物を基材の表面に塗装して被膜を形成すると共にこの被膜を乾燥硬化させることによって、表面に低屈折率を有する硬化被膜が形成された塗装品を得ることができる。なお、コーティング材組成物が塗装される基材としては、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスに代表される無機系基材、金属基材、ポリカーボネートやポリエチレンテレフタレートに代表される有機系基材を挙げることができ、また基材の形状としては、板状やフィルム状等を挙げることができる。さらに、基材の表面に1層以上の層が形成されていても構わない。   Then, the coating material composition prepared as described above is applied to the surface of the base material to form a coating, and the coating is dried and cured to form a cured coating having a low refractive index on the surface. Goods can be obtained. The base material to which the coating material composition is applied is not particularly limited, but examples thereof include inorganic base materials typified by glass, metal base materials, organic base materials typified by polycarbonate and polyethylene terephthalate. Examples of the shape of the substrate include a plate shape and a film shape. Furthermore, one or more layers may be formed on the surface of the substrate.

コーティング材組成物を基材の表面に塗装するにあたって、その方法は特に限定されるものではないが、例えば、刷毛塗り、スプレーコート、浸漬(ディッピング、ディップコート)、ロールコート、フローコート、カーテンコート、ナイフコート、スピンコート、テーブルコート、シートコート、枚葉コート、ダイコート、バーコート等の通常の各種塗装方法を選択することができる。   The method of coating the coating material composition on the surface of the base material is not particularly limited. For example, brush coating, spray coating, dipping (dipping, dip coating), roll coating, flow coating, curtain coating. Various ordinary coating methods such as knife coating, spin coating, table coating, sheet coating, single wafer coating, die coating, and bar coating can be selected.

また、基材の表面に形成した被膜を乾燥させた後に、これに熱処理を行うのが好ましい。この熱処理によって、硬化被膜の機械的強度をさらに向上させることができるものである。熱処理の際の温度は、特に限定されるものではないが、100〜300℃の比較的低温で5〜30分処理することが好ましい。このように低温で熱処理を行っても、高温で熱処理を行うときと同等の機械的強度を得ることができるので、製膜コストを低減することが可能となり、また高温による熱処理の場合のように、基材の種類が制限されることがなくなるものである。しかも、例えばガラス基材の場合には熱伝導率が低いため、温度の上昇と冷却に時間がかかり、高温による熱処理ほど処理スピードが遅くなるのに対し、低温による熱処理では逆に処理スピードを早めることができるものである。   Moreover, it is preferable to heat-treat this after drying the coating formed on the surface of the substrate. This heat treatment can further improve the mechanical strength of the cured coating. The temperature during the heat treatment is not particularly limited, but it is preferable to perform the treatment at a relatively low temperature of 100 to 300 ° C. for 5 to 30 minutes. Even if heat treatment is performed at such a low temperature, the same mechanical strength as when heat treatment is performed at a high temperature can be obtained, so that the film forming cost can be reduced, and as in the case of heat treatment at a high temperature. The type of the base material is not limited. In addition, for example, in the case of a glass substrate, since the thermal conductivity is low, it takes time for temperature rise and cooling, and the heat treatment at a high temperature slows down the processing speed, whereas the heat treatment at a low temperature conversely increases the processing speed. It is something that can be done.

基材の表面に形成する硬化被膜の膜厚は、使用用途や目的に応じて適宜選択することができ、特に限定されるものではないが、50〜150nmの範囲が好ましい。   The film thickness of the cured film formed on the surface of the substrate can be appropriately selected according to the intended use and purpose and is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 to 150 nm.

しかして、本発明に係るコーティング材組成物を用いれば、低屈折率の硬化被膜を容易に形成することができ、反射防止用途に好適である。例えば、基材の屈折率が1.60以下の場合には、この基材の表面に屈折率が1.60以上の硬化被膜を形成してこれを中間層とし、さらにこの中間層の表面に、本発明に係るコーティング材組成物による硬化被膜を形成するのが有効である。中間層を形成するための硬化被膜は、公知の高屈折率材料を用いて形成することができ、またこの中間層の屈折率は1.60以上であれば、本発明に係るコーティング材組成物による硬化被膜との屈折率の差が大きくなり、反射防止性能に優れた反射防止基材を得ることができるものである。また反射防止基材の硬化被膜の着色を緩和するために、中間層を屈折率の異なる複数の層で形成してもよい。反射防止の用途としては、例えば、ディスプレイの最表面、自動車のサイドミラー、フロントガラス、サイドガラス、リアガラスの内面、その他車両用ガラス、建材ガラス等を挙げることができる。   Thus, if the coating material composition according to the present invention is used, a cured film having a low refractive index can be easily formed, which is suitable for antireflection applications. For example, when the refractive index of the base material is 1.60 or less, a cured coating having a refractive index of 1.60 or more is formed on the surface of the base material, and this is used as an intermediate layer. It is effective to form a cured film with the coating material composition according to the present invention. The cured film for forming the intermediate layer can be formed using a known high refractive index material, and if the refractive index of the intermediate layer is 1.60 or more, the coating material composition according to the present invention is used. Thus, the difference in refractive index from the cured film due to the above becomes large, and an antireflection substrate excellent in antireflection performance can be obtained. Moreover, in order to relieve the coloring of the cured film of the antireflection substrate, the intermediate layer may be formed of a plurality of layers having different refractive indexes. Examples of the use for antireflection include the outermost surface of a display, a side mirror of an automobile, a windshield, a side glass, an inner surface of a rear glass, other vehicle glass, and building material glass.

そして上記のように基材の表面に低屈折率の硬化被膜を形成するにあたって、マトリクス形成材料を形成する共重合加水分解物(A)にはフッ素成分が含有されているので、硬化被膜の表面をこのフッ素成分によって疎水性に形成することができるものであり、吸湿することによって劣化し易いエアロゲル粒子を含有する硬化被膜の耐水性を向上することができるものである。   In forming a cured film having a low refractive index on the surface of the substrate as described above, the copolymer hydrolyzate (A) that forms the matrix forming material contains a fluorine component. Can be formed hydrophobic by this fluorine component, and the water resistance of the cured coating containing airgel particles that easily deteriorate due to moisture absorption can be improved.

また、コーティング材組成物にマトリクス形成材料の一部としてシリコーンジオールを含有させるようにすれば、硬化被膜にこのシリコーンジオールを導入することができ、硬化被膜の表面摩擦抵抗を小さくすることができる。従って、硬化被膜の表面への引っ掛かりを低減して、傷が入り難くなるようにすることができ、耐擦傷性を向上することができるものである。特に本発明において上記したジメチル型のシリコンジオールは、被膜を形成した際には被膜の表面にシリコーンジオールが局在し、被膜の透明性を損なわないものである(ヘーズ率が小さい)。またジメチル型のシリコーンジオールは本発明で用いるマトリクス形成材料と相溶性に優れ、しかもマトリクス形成材料のシラノール基と反応性を有するために、マトリクスの一部として硬化被膜の表面に固定されるものであり、単にシリコーンオイル(両末端もメチル基)を混入しただけの場合のように硬化被膜の表面を拭くと除去されてしまうようなことがなく、長期に亘って硬化被膜の表面摩擦抵抗を小さくして耐擦傷性を長期間維持することができるものである。   Further, if the coating material composition contains silicone diol as a part of the matrix forming material, the silicone diol can be introduced into the cured film, and the surface frictional resistance of the cured film can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the catch on the surface of the cured coating so that scratches are difficult to enter, and to improve the scratch resistance. In particular, the dimethyl type silicon diol described above in the present invention is such that when the coating is formed, the silicone diol is localized on the surface of the coating and does not impair the transparency of the coating (having a low haze ratio). In addition, the dimethyl type silicone diol is excellent in compatibility with the matrix forming material used in the present invention and has reactivity with the silanol group of the matrix forming material, so that it is fixed to the surface of the cured film as a part of the matrix. Yes, the surface of the hardened film is not removed when the surface of the hardened film is wiped, just like when silicone oil (both ends are methyl groups) is mixed. Thus, the scratch resistance can be maintained for a long time.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。なお、特に断らない限り、「部」はすべて「質量部」を、「%」は、後述する反射率及びヘーズ率を除き、すべて「質量%」を表す。また、分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により、測定機種として東ソー(株)のHLC8020を用いて、標準ポリスチレンで検量線を作成し、その換算値として測定したものである。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. Unless otherwise specified, all “parts” represent “parts by mass”, and “%” represents “% by mass” except for the reflectance and haze ratio described later. Further, the molecular weight is measured by GPC (gel permeation chromatography), using a standard polystyrene with a calibration curve using HLC8020 manufactured by Tosoh Corporation as a measurement model, and measuring the converted value.

(実施例1)
テトラメトキシシラン、メタノール、水、28%アンモニア水を、それぞれ質量部で470:812:248:6の割合で混合した溶液を調整し、この溶液を一昼夜室温で放置することによって、ゲル化させて湿潤ゲルを得た。この湿潤ゲルを高圧容器内に入れ、7MPaの液化炭酸ガスを注入した後、80℃に昇温すると共に、16MPaに昇圧することによって、高圧容器内を超臨界状態にし、超臨界炭酸ガスで高圧容器内の溶媒を置換した後、減圧することによって、バルク状のシリカエアロゲルを作製した。
Example 1
A solution in which tetramethoxysilane, methanol, water, and 28% ammonia water were mixed at a ratio of 470: 812: 248: 6 in parts by mass was prepared, and the solution was allowed to gel at room temperature overnight. A wet gel was obtained. This wet gel is put into a high-pressure vessel, and after 7 MPa of liquefied carbon dioxide gas is injected, the temperature is raised to 80 ° C. and the pressure is raised to 16 MPa to bring the inside of the high-pressure vessel into a supercritical state. After replacing the solvent in the container, the pressure was reduced to produce a bulk silica airgel.

そしてこのシリカエアロゲルをホソカワミクロン社製「フェザーミル」を用いて数mmの粒径に粗粉砕した後、さらにジェット式ミルによって50〜100nmに微粉砕することによって、シリカエアロゲル粒子を作製した。   The silica airgel was coarsely pulverized to a particle diameter of several millimeters using a “Feather Mill” manufactured by Hosokawa Micron Corporation, and then further finely pulverized to 50 to 100 nm by a jet mill to produce silica airgel particles.

一方、テトラエトキシシラン166.4部にメタノール356部を加え、ヘプタデカフルオロデシルトリエトキシシラン(CF(CFCHCHSi(OC)14.7部、さらに水18部及び0.01Nの塩酸水溶液18部(「HO」/「OR」=0.5)を混合し、これをディスパーを用いてよく混合した。この混合液を25℃恒温槽中で2時間撹拌して、重量平均分子量を830に調整したフッ素・シリコーン共重合加水分解物(A)を、マトリクス形成材料として得た。 On the other hand, 356 parts of methanol is added to 166.4 parts of tetraethoxysilane, 14.7 parts of heptadecafluorodecyltriethoxysilane (CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH 2 Si (OC 2 H 5 ) 3 ), and 18 parts of water and 18 parts of a 0.01N hydrochloric acid aqueous solution (“H 2 O” / “OR” = 0.5) were mixed and mixed well using a disper. This mixed solution was stirred in a thermostat at 25 ° C. for 2 hours to obtain a fluorine / silicone copolymer hydrolyzate (A) having a weight average molecular weight adjusted to 830 as a matrix-forming material.

次に、上記のように作製したシリカエアロゲル粒子をIPA(イソプロパノール)に分散させたオルガノシリカゾルをシリカ濃度5%となるように調製し、これを上記のフッ素・シリコーン共重合加水分解物(A)に加え、シリカエアロゲル粒子/フッ素・シリコーン共重合加水分解物(縮合化合物換算)が固形分基準で質量比が50/50となるように配合し、その後、全固形分が1%になるようにIPA/酢酸ブチル/ブチルセロソルブ混合液(希釈後の溶液の全量中の5%が酢酸ブチル、全量中の2%がブチルセロソルブになるように、あらかじめ混合された溶液)で希釈し、さらにジメチルシリコーンジオール(式(6)のn≒40)を酢酸エチルで固形分1%になるように希釈した溶液を、シリカエアロゲル粒子とフッ素・シリコーン共重合加水分解物(縮合化合物換算)の固形分の和に対して、ジメチルシリコーンジオールの固形分が2%になるように添加することによって、コーティング材組成物を調製した。   Next, an organosilica sol in which the silica airgel particles produced as described above are dispersed in IPA (isopropanol) is prepared so as to have a silica concentration of 5%, and this is prepared by the above-described fluorine / silicone copolymer hydrolyzate (A). In addition, the silica airgel particles / fluorine / silicone copolymer hydrolyzate (condensation compound equivalent) is blended so that the mass ratio is 50/50 based on the solid content, and then the total solid content is 1%. Dilute with an IPA / butyl acetate / butyl cellosolve mixture (premixed so that 5% of the diluted solution is butyl acetate and 2% of the whole solution is butyl cellosolve), and then dimethyl silicone diol ( A solution obtained by diluting n≈40) of formula (6) with ethyl acetate so as to have a solid content of 1% is obtained by combining silica airgel particles and fluorine / silico. With respect to the sum of the solid content of emissions copolymer hydrolyzate (condensation compound equivalent), the solids content of the dimethyl silicone diols by the addition at 2% to prepare a coating material composition.

このコーティング材組成物を1時間放置した後に、予めUV−オゾン洗浄機(ウシオ電機社製エキシマランプ「型式H0011」)で表面洗浄した、アクリル板(旭化成社製「デラグラスTMHA」、両面ハードコート処理、ハードコート屈折率1.52、ヘーズ0.20)のハードコート面に、ワイヤーバーコーターによって塗装して膜厚が約100nmの被膜を形成し、被膜を酸素雰囲気で80℃で1時間熱処理することによって、硬化被膜を得た。 This coating material composition was allowed to stand for 1 hour, and then cleaned in advance with a UV-ozone cleaner (excimer lamp “Model H0011” manufactured by USHIO INC.), An acrylic plate (“Delaglass TM HA” manufactured by Asahi Kasei Co., Treatment, hard coat with a refractive index of 1.52 and a haze of 0.20) is coated with a wire bar coater to form a film with a film thickness of about 100 nm, and the film is heat-treated at 80 ° C. for 1 hour in an oxygen atmosphere. By doing so, a cured film was obtained.

(実施例2)
テトラメトキシシラン、メタノール、水、28%アンモニア水を、それぞれ質量部で470:812:248:6の割合で混合した溶液を調整した。この溶液を1分攪拌した後、溶液に硝酸を添加することによって溶液のpHを8に調整して安定化させた後、さらにIPAで2倍に希釈することによって、オルガノシリカゾルを作製した。このシリカゾルを高圧容器内に入れ、7MPaの液化炭酸ガスを注入した後、80℃に昇温すると共に、16MPaに昇圧することによって、高圧容器内を超臨界状態にし、超臨界炭酸ガスで高圧容器内の溶媒を置換した後、減圧することによって、高圧容器内に残った半透明乳白状のシリカエアロゲル粒子を作製した。
(Example 2)
A solution in which tetramethoxysilane, methanol, water, and 28% ammonia water were mixed at a ratio of 470: 812: 248: 6 by weight was prepared. After the solution was stirred for 1 minute, the pH of the solution was adjusted to 8 by adding nitric acid to the solution and stabilized, and further diluted 2-fold with IPA to prepare an organosilica sol. This silica sol is placed in a high-pressure vessel, and after injecting 7 MPa of liquefied carbon dioxide gas, the temperature is raised to 80 ° C. and the pressure is increased to 16 MPa to bring the inside of the high-pressure vessel into a supercritical state. After replacing the solvent in the inner layer, the pressure was reduced to produce translucent milky white silica airgel particles remaining in the high-pressure vessel.

このシリカエアロゲル粒子を用いるようにした以外は、実施例1と同様にしてコーティング材組成物を調製し、さらにこのコーティング材組成物を実施例1と同様にして塗装すると共に、熱処理することによって、硬化被膜を得た。   A coating material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the silica airgel particles were used, and the coating material composition was applied in the same manner as in Example 1 and heat-treated. A cured coating was obtained.

(実施例3)
テトラメトキシシラン、メタノール、水、28%アンモニア水を、それぞれ、質量部で、470:812:248:6の割合で混合した溶液を調整した。この溶液を1分攪拌した後、溶液にヘキサメチルジシラザンを溶液全体に対して0.2重量部添加攪拌し、さらにIPAで2倍に希釈することによって、オルガノシリカゾルを作製した。
(Example 3)
A solution in which tetramethoxysilane, methanol, water, and 28% ammonia water were mixed at a ratio of 470: 812: 248: 6 in parts by mass was prepared. After stirring this solution for 1 minute, 0.2 part by weight of hexamethyldisilazane was added to the solution, and the mixture was stirred and further diluted 2-fold with IPA to prepare an organosilica sol.

実施例1において、シリカエアロゲル粒子をシリカ濃度5%となるように調製して用いる代りに、このオルガノシリカゾルを用いるようにした以外は、実施例1と同様にしてコーティング材組成物を作製し、さらにこのコーティング材組成物を実施例1と同様にして塗装すると共に、熱処理することによって、硬化被膜を得た。   In Example 1, instead of preparing and using silica airgel particles so that the silica concentration is 5%, a coating material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that this organosilica sol was used. Further, this coating material composition was applied in the same manner as in Example 1 and heat treated to obtain a cured film.

上記の実施例1〜3で得た硬化被膜について、最小反射率、ヘーズ率、屈折率を測定し、硬化被膜の性能評価を行なった。結果を表1に示す。   About the cured film obtained in said Examples 1-3, the minimum reflectance, haze rate, and refractive index were measured, and the performance evaluation of the cured film was performed. The results are shown in Table 1.

(最小反射率)
分光光度計(日立製作所製「U−4100」)を使用して、最小反射率を測定した。
(Minimum reflectance)
The minimum reflectance was measured using a spectrophotometer ("U-4100" manufactured by Hitachi, Ltd.).

(ヘーズ率)
ヘーズメータ(日本電色工業社製「NDH2000」)を使用して測定した。
(Haze rate)
It measured using the haze meter (Nippon Denshoku Industries "NDH2000").

(屈折率)
簡易エリプソメーター(FILMTRICS社製「F20」)で屈折率を導出した。
(Refractive index)
The refractive index was derived with a simple ellipsometer (“F20” manufactured by FILMTRICS).

Figure 2006111782
Figure 2006111782

表1にみられるように、各実施例のものは、反射率、ヘーズ率、屈折率が小さく、反射防止被膜として高い性能を有することが確認される。   As can be seen from Table 1, it is confirmed that each of the examples has low reflectivity, haze rate, and refractive index and high performance as an antireflection coating.

Claims (6)

エアロゲルよりなる多孔質粒子及びマトリクス形成材料を含有してなるコーティング材組成物であって、マトリクス形成材料は、下記(A)の共重合加水分解物を含有して成ることを特徴とするコーティング材組成物。
(A)一般式がSiX(Xは加水分解基) …(1)
で表わされる加水分解性オルガノシランと、フッ素置換アルキル基を有する加水分解性オルガノシランとの共重合加水分解物
A coating material composition comprising porous particles made of airgel and a matrix-forming material, wherein the matrix-forming material comprises a copolymerized hydrolyzate of the following (A) Composition.
(A) The general formula is SiX 4 (X is a hydrolyzable group) (1)
Copolymerized hydrolyzate of a hydrolyzable organosilane represented by the formula: and a hydrolyzable organosilane having a fluorine-substituted alkyl group
マトリクス形成材料に、上記式(1)で表される加水分解性オルガノシランを加水分解して得られる加水分解物(B)を含有することを特徴とする請求項1に記載のコーティング材組成物。   The coating material composition according to claim 1, wherein the matrix-forming material contains a hydrolyzate (B) obtained by hydrolyzing the hydrolyzable organosilane represented by the formula (1). . エアロゲルよりなる多孔質粒子が、アルキルシリケートを溶媒、水、加水分解重合触媒とともに混合して加水分解重合させた後に、溶媒を乾燥除去して得たシリカエアロゲル粒子であることを特徴とする請求項1又は2に記載のコーティング材組成物。   The porous particles made of aerogel are silica airgel particles obtained by mixing an alkyl silicate with a solvent, water and a hydrolysis polymerization catalyst to hydrolyze and then removing the solvent by drying. 3. The coating material composition according to 1 or 2. エアロゲルよりなる多孔質粒子が、アルキルシリケートを溶媒、水、加水分解重合触媒とともに混合して加水分解重合させ、ゲル化前に希釈またはpH調整により安定化させたオルガノシリカゾルから乾燥により溶媒を除去して得た、凝集平均粒子径が10nm以上100nm以下であるシリカエアロゲル粒子であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のコーティング材組成物。   Porous particles made of aerogel are mixed with alkyl silicate together with solvent, water and hydrolysis polymerization catalyst to hydrolyze, and the solvent is removed by drying from organosilica sol that has been stabilized by dilution or pH adjustment before gelation. 4. The coating material composition according to claim 1, wherein the silica airgel particles have an aggregate average particle diameter of 10 nm to 100 nm. エアロゲルよりなる多孔質粒子が、アルキルシリケートを溶媒、水、アルカリ性加水分解重合触媒とともに混合して加水分解重合させ、かつゲル化前に希釈またはpH調整により安定化させることによって得られるオルガノシリカゾル中に分散してなる粒子であって、その凝集平均粒子径が10nm以上100nm以下であり、コーティング材組成物を塗装して硬化被膜を形成する際の乾燥と同時に溶媒が除去されて多孔質体に形成されるシリカエアロゲル粒子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のコーティング材組成物。   In the organosilica sol, the porous particles made of aerogel are obtained by mixing alkyl silicate with solvent, water, alkaline hydrolysis polymerization catalyst, hydrolyzing and stabilizing by dilution or pH adjustment before gelation. Dispersed particles having an aggregate average particle diameter of 10 nm to 100 nm, and formed into a porous body by removing the solvent simultaneously with drying when a coating composition is applied to form a cured film The coating material composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the silica airgel particles are used. 請求項1乃至5のいずれかに記載のコーティング材組成物の硬化被膜を、基材の表面に備えて成ることを特徴とする塗装品。   A coated article comprising a cured film of the coating material composition according to any one of claims 1 to 5 on a surface of a substrate.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008539298A (en) * 2005-06-02 2008-11-13 エルジー・ケム・リミテッド Low refractive index film-forming coating composition and film produced therefrom
WO2011013798A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 名阪真空工業株式会社 Display film and manufacturing method therefor
JP2020526622A (en) * 2017-07-12 2020-08-31 ダウ シリコーンズ コーポレーション Liquid silicone rubber composition

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001115087A (en) * 1999-10-20 2001-04-24 Nissan Chem Ind Ltd High-refractive index hard coat layer and reflection- inhibiting substrate
JP2003216061A (en) * 2001-10-25 2003-07-30 Matsushita Electric Works Ltd Composite thin film holding substrate, transparent conductive film holding substrate and vertical cavity surface-emitting body
JP2003266581A (en) * 2002-03-12 2003-09-24 Sumitomo Chem Co Ltd Transparent base material having cured coating film

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001115087A (en) * 1999-10-20 2001-04-24 Nissan Chem Ind Ltd High-refractive index hard coat layer and reflection- inhibiting substrate
JP2003216061A (en) * 2001-10-25 2003-07-30 Matsushita Electric Works Ltd Composite thin film holding substrate, transparent conductive film holding substrate and vertical cavity surface-emitting body
JP2003266581A (en) * 2002-03-12 2003-09-24 Sumitomo Chem Co Ltd Transparent base material having cured coating film

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008539298A (en) * 2005-06-02 2008-11-13 エルジー・ケム・リミテッド Low refractive index film-forming coating composition and film produced therefrom
US7709551B2 (en) * 2005-06-02 2010-05-04 Lg Chem, Ltd. Coating composition for film with low refractive index and film prepared therefrom
JP4913129B2 (en) * 2005-06-02 2012-04-11 エルジー・ケム・リミテッド Low refractive index film-forming coating composition and film produced therefrom
WO2011013798A1 (en) * 2009-07-31 2011-02-03 名阪真空工業株式会社 Display film and manufacturing method therefor
JPWO2011013798A1 (en) * 2009-07-31 2013-01-10 名阪真空工業株式会社 Display film and method for producing the same
JP5769625B2 (en) * 2009-07-31 2015-08-26 名阪真空工業株式会社 Display film and method for producing the same
JP2020526622A (en) * 2017-07-12 2020-08-31 ダウ シリコーンズ コーポレーション Liquid silicone rubber composition
JP7220701B2 (en) 2017-07-12 2023-02-10 ダウ シリコーンズ コーポレーション liquid silicone rubber composition

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