JP2013007929A - Deposition coating liquid and coating film - Google Patents

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悠太 星野
Shuji Naito
修二 内藤
Hiroshi Tamaru
博 田丸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a deposition coating liquid capable of depositing a dense coating film and a dense coating film deposited using the deposition coating liquid.SOLUTION: A deposition coating liquid contains: a binder containing a crosslinked siloxane polymer and a chain siloxane oligomer; and silica-based microparticles dispersed in the binder. The chain siloxane oligomer is grafted on the surface of the silica-based microparticle. An absolute value of zeta potential of the silica-based microparticle with the chain siloxane oligomer grafted is 25 millivolt or more at a pH of 5-7.

Description

本発明は、成膜用塗布液および塗膜に関する。   The present invention relates to a coating solution for film formation and a coating film.

例えば、メガネレンズ等のプラスチックレンズの表面に有機系の反射防止膜を形成する技術が広く知られている。また、有機系の反射防止膜を成膜するための塗布液として、例えば、特許文献1に記載の塗布液が知られている。
特許文献1に記載の塗布液は、次のようにして製造される。まず、フッ素原子を有する有機ケイ素化合物を有機溶剤で希釈し、さらに、そこにエポキシ基を有する有機ケイ素化合物を添加する。その後、必要に応じて水または薄い塩酸、酢酸等を添加して加水分解縮重合を行う。次に、平均粒径1〜150nmのシリカ系微粒子を有機溶剤中にコロイド状に分散した分散液を添加する。その後、必要に応じ、硬化触媒、光重合開始剤、酸発生剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加し十分に撹拌する。以上のようにして塗布液が製造される。
しかしながら、本発明者らが、この塗布液を用いて成膜した反射防止膜について観察や試験を行ったところ、反射防止膜中でシリカ系微粒子が凝集していることを発見した。このようなシリカ系微粒子の凝集が生じると、密な塗膜を形成することが困難となり、耐水性、耐薬品性、耐熱性、耐傷性が低下するという問題がある。
For example, a technique for forming an organic antireflection film on the surface of a plastic lens such as an eyeglass lens is widely known. As a coating solution for forming an organic antireflection film, for example, a coating solution described in Patent Document 1 is known.
The coating liquid described in Patent Document 1 is manufactured as follows. First, an organosilicon compound having a fluorine atom is diluted with an organic solvent, and further an organosilicon compound having an epoxy group is added thereto. Then, if necessary, hydrolytic condensation polymerization is performed by adding water or dilute hydrochloric acid, acetic acid or the like. Next, a dispersion liquid in which silica-based fine particles having an average particle diameter of 1 to 150 nm are colloidally dispersed in an organic solvent is added. Thereafter, if necessary, a curing catalyst, a photopolymerization initiator, an acid generator, a surfactant, an ultraviolet absorber, an antioxidant and the like are added and sufficiently stirred. The coating liquid is manufactured as described above.
However, the present inventors have observed and tested an antireflection film formed using this coating solution, and found that silica-based fine particles are aggregated in the antireflection film. When such agglomeration of silica-based fine particles occurs, it is difficult to form a dense coating film, and there is a problem that water resistance, chemical resistance, heat resistance, and scratch resistance are lowered.

特開2007−102096号公報JP 2007-102096 A

本発明の目的は、密な塗膜を成膜することのできる成膜用塗布液およびかかる成膜用塗布液を用いて成膜された密な塗膜を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a coating solution for film formation capable of forming a dense coating film and a dense coating film formed using the coating solution for film formation.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜用塗布液は、架橋型のシロキサン重合体と、鎖状のシロキサンオリゴマーとを有するバインダーと、
前記バインダー中に分散したシリカ系微粒子とを有し、
前記鎖状のシロキサンオリゴマーが前記シリカ系微粒子の表面にグラフト化しており、
前記鎖状のシロキサンオリゴマーがグラフト化した前記シリカ系微粒子のゼータ電位の絶対値がpH5〜7において25ミリボルト以上であることを特徴とする。
これにより、シリカ系微粒子の凝集を効果的に防止でき、緻密な塗膜を成膜することのできる成膜用塗布液を提供することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The film-forming coating solution of the present invention comprises a binder having a cross-linked siloxane polymer and a chain siloxane oligomer,
Having silica-based fine particles dispersed in the binder,
The chain siloxane oligomer is grafted on the surface of the silica-based fine particles,
The absolute value of zeta potential of the silica-based fine particles grafted with the chain siloxane oligomer is 25 millivolts or more at pH 5-7.
Thereby, aggregation of the silica-based fine particles can be effectively prevented, and a film-forming coating solution capable of forming a dense coating film can be provided.

本発明の成膜用塗布液では、前記シリカ系微粒子の平均粒径は、55nm以下であることが好ましい。
これにより、成膜された塗膜がより緻密となる。
本発明の成膜用塗布液では、前記バインダー中の前記架橋型のシロキサン重合体の含有量は、60〜80wt%であることが好ましい。
これにより、成膜された塗膜がより緻密となる。
In the coating solution for film formation of the present invention, the silica-based fine particles preferably have an average particle size of 55 nm or less.
Thereby, the formed coating film becomes denser.
In the film-forming coating solution of the present invention, the content of the crosslinkable siloxane polymer in the binder is preferably 60 to 80 wt%.
Thereby, the formed coating film becomes denser.

本発明の成膜用塗布液では、前記バインダーには、さらに、リニア型のシロキサン重合体が含まれていることが好ましい。
これにより、成膜された塗膜がより緻密となる。
本発明の成膜用塗布液では、前記バインダー中の前記リニア型のシロキサン重合体の含有量は、20〜30wt%であることが好ましい。
これにより、成膜された塗膜がより緻密となる。
In the film-forming coating solution of the present invention, the binder preferably further contains a linear siloxane polymer.
Thereby, the formed coating film becomes denser.
In the film-forming coating solution of the present invention, the content of the linear siloxane polymer in the binder is preferably 20 to 30 wt%.
Thereby, the formed coating film becomes denser.

本発明の成膜用塗布液では、前記バインダーには、さらに、環状のシロキサンオリゴマーが含まれていることが好ましい。
これにより、成膜用塗布液が安定化する。
本発明の成膜用塗布液では、前記バインダー中の前記環状のシロキサンオリゴマーの含有量は、1〜15wt%であることが好ましい。
これにより、成膜用塗布液の安定化を図りつつ、成膜された塗膜の強度の低下を抑制することができる。
In the film-forming coating solution of the present invention, it is preferable that the binder further contains a cyclic siloxane oligomer.
Thereby, the film-forming coating solution is stabilized.
In the film-forming coating solution of the present invention, the content of the cyclic siloxane oligomer in the binder is preferably 1 to 15 wt%.
Thereby, the fall of the intensity | strength of the formed coating film can be suppressed, aiming at stabilization of the coating liquid for film-forming.

本発明の成膜用塗布液では前記シリカ系微粒子は、中空シリカ粒子であることが好ましい。
これにより、より屈折率の低い塗膜を成膜することができる。
本発明の成膜用塗布液では、反射防止膜を成膜するための塗布液であることが好ましい。
これにより、成膜用塗布液によって、例えば、メガネレンズ等のレンズ(プラスチックレンズ)に形成される反射防止膜を成膜することができる。
In the coating solution for film formation of the present invention, the silica-based fine particles are preferably hollow silica particles.
Thereby, a coating film having a lower refractive index can be formed.
The film-forming coating liquid of the present invention is preferably a coating liquid for forming an antireflection film.
Thereby, for example, an antireflection film formed on a lens (plastic lens) such as an eyeglass lens can be formed with the coating liquid for film formation.

本発明の成膜用塗布液では、少なくとも下記一般式(1)で表されるシラン化合物および下記一般式(2)で表されるハロゲン化シランの少なくとも一方を含むシランカップリング剤に酸性加水分解触媒を加え、pH3.0〜5.0の環境下で前記シラン化合物および前記ハロゲン化シランの少なくとも一方を加水分解・縮重合することにより、鎖状のシロキサンオリゴマーを含有する液体Aを得る第1工程と、
前記第1工程で得られた前記液体Aにシリカ系微粒子を加え、pH5.0〜7.0の環境下で前記シロキサンオリゴマーを加水分解・縮重合する第2工程とにより得られることが好ましい。
SiZ4−(n+p)・・・・・・(1)
(式中、R、Rは、炭素数1〜16の有機基で少なくとも一方がエポキシ基を含む。Zは加水分解性基。n、pは、0〜2の整数であって1≦n+p≦3である。)
3−mSi−Y−SiR 3−m・・・・・・(2)
(式中、Rは炭素数1〜6の一価炭化水素基。Yはフッ素原子を1個以上含有する二価有機基。Xは加水分解性基。mは1〜3の整数である。)
これにより、成膜用塗布液を簡単に製造することができる。
本発明の塗膜は、本発明の成膜用塗布液を用いて成膜されたことを特徴とする。
これにより、密な塗膜を提供することができる。
In the coating liquid for film formation of the present invention, acidic hydrolysis is carried out into a silane coupling agent containing at least one of a silane compound represented by the following general formula (1) and a halogenated silane represented by the following general formula (2). First, a catalyst A is added, and at least one of the silane compound and the halogenated silane is hydrolyzed and polycondensed in an environment of pH 3.0 to 5.0 to obtain a liquid A containing a chain siloxane oligomer. Process,
It is preferably obtained by the second step of adding silica-based fine particles to the liquid A obtained in the first step and hydrolyzing / condensing the siloxane oligomer in an environment of pH 5.0 to 7.0.
R 1 n R 2 p SiZ 4- (n + p) (1)
(Wherein, R 1, R 2 are, .Z hydrolyzable group containing at least one epoxy group in the organic group having 1 to 16 carbon atoms .n, p is, 1 ≦ an integer of 0 to 2 n + p ≦ 3.)
X m R 3 3-m Si-Y-SiR 3 3-m X m (2)
(In the formula, R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Y is a divalent organic group containing one or more fluorine atoms. X is a hydrolyzable group. M is an integer of 1 to 3. .)
Thereby, the coating liquid for film formation can be manufactured easily.
The coating film of the present invention is characterized by being formed using the coating solution for film formation of the present invention.
Thereby, a dense coating film can be provided.

本発明の好適な実施形態にかかる塗膜を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the coating film concerning suitable embodiment of this invention. シリカゾルのpH値と反応速度との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between pH value of silica sol, and reaction rate. 実施例および比較例の塗膜の光学顕微鏡写真である。It is an optical microscope photograph of the coating film of an Example and a comparative example.

以下、本発明の成膜用塗布液および塗膜を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の好適な実施形態にかかる塗膜を示す模式的断面図、図2は、シリカゾルのpH値と反応速度との関係を示したグラフ、図3は、実施例および比較例の塗膜の光学顕微鏡写真である。なお、以下では、説明の便宜上、図1中の上側を「上」と言い、下側を「下」と言う。
Hereinafter, the film-forming coating solution and coating film of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a coating film according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the pH value of silica sol and the reaction rate, and FIG. 3 is an example and a comparative example. It is an optical microscope photograph of the coating film. In the following, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.

1.成膜用塗布液
本発明の成膜用塗布液は、架橋型のシロキサン重合体と、鎖状のシロキサンオリゴマーとを含むバインダーと、このバインダー中に分散したシリカ系微粒子とを有しており、シリカ系微粒子の表面には、前記鎖状のシロキサンオリゴマーがグラフト化している。
シリカ系微粒子の表面に鎖状のシロキサンオリゴマーをグラフト化することにより、バインダーとシリカ系微粒子との親和性が高まるとともに、シリカ系微粒子の凝集を効果的に抑制することができ、これにより、シリカ系微粒子の分散性を高めることができる。そのため、このような構成の成膜用塗布液を用いて成膜した塗膜は、均質で緻密な膜となる。また、同時に、塗膜は、優れた密着性、膜強度、耐水性、耐薬品性、耐熱性および耐傷性を発揮することができる。
1. Film-forming coating liquid The film-forming coating liquid of the present invention has a binder containing a cross-linked siloxane polymer and a chain siloxane oligomer, and silica-based fine particles dispersed in the binder, The chain siloxane oligomer is grafted on the surface of the silica-based fine particles.
By grafting a chain-like siloxane oligomer onto the surface of the silica-based fine particles, the affinity between the binder and the silica-based fine particles can be increased, and the aggregation of the silica-based fine particles can be effectively suppressed. The dispersibility of the system fine particles can be improved. Therefore, the coating film formed using the coating liquid for film formation having such a configuration is a homogeneous and dense film. At the same time, the coating film can exhibit excellent adhesion, film strength, water resistance, chemical resistance, heat resistance and scratch resistance.

[バインダー]
前述したように、バインダーには、架橋型のシロキサン重合体と、鎖状のシロキサンオリゴマーとが含まれている。また、この他、リニア型のシロキサン重合体と、環状のシロキサンオリゴマーが含まれていてもよい。
架橋型のシロキサン重合体の分子量(平均分子量)は、特に限定されないが、2500〜15000程度であるのが好ましく、5000〜9000程度であるのがより好ましい。このような数値範囲とすることにより、バインダー中でのシリカ系微粒子の分散性を高く維持するとともに、塗膜の強度を高めることができる。
[binder]
As described above, the binder contains a crosslinked siloxane polymer and a chain siloxane oligomer. In addition, a linear siloxane polymer and a cyclic siloxane oligomer may be included.
The molecular weight (average molecular weight) of the cross-linked siloxane polymer is not particularly limited, but is preferably about 2500 to 15000, and more preferably about 5000 to 9000. By setting it as such a numerical range, while maintaining the dispersibility of the silica type fine particle in a binder high, the intensity | strength of a coating film can be raised.

また、バインダー中における架橋型のシロキサン重合体の含有量は、特に限定されないが、60〜80wt%程度であるのが好ましく、70〜80wt%であるのがより好ましい。これにより、架橋型のシロキサン重合体の含有量が適度な量となり、上記効果がより顕著となる。
また、鎖状のシロキサンオリゴマーの分子量(平均分子量)としては、特に限定されないが、500〜5000程度であるのが好ましく、1250〜3250程度であるのがより好ましい。これにより、シリカ系微粒子の凝集を効果的に防止することができるとともに、シリカ系微粒子の分散性がより向上する。
Further, the content of the crosslinkable siloxane polymer in the binder is not particularly limited, but is preferably about 60 to 80 wt%, and more preferably 70 to 80 wt%. Thereby, the content of the crosslinkable siloxane polymer becomes an appropriate amount, and the above effect becomes more remarkable.
The molecular weight (average molecular weight) of the chain siloxane oligomer is not particularly limited, but is preferably about 500 to 5000, and more preferably about 1250 to 3250. Thereby, aggregation of the silica-based fine particles can be effectively prevented and the dispersibility of the silica-based fine particles is further improved.

また、バインダー中における鎖状のシロキサンオリゴマーの含有量は、特に限定されないが、20〜30wt%程度であるのが好ましい。これにより、鎖状のシロキサンオリゴマーがシリカ系微粒子にグラフト化させるのに適した量となる。すなわち、シリカ系微粒子にグラフト化していな鎖状のシロキサンオリゴマーの発生を抑制でき、より緻密な塗膜を形成することができる。
また、鎖状のシロキサンオリゴマーの主鎖に含まれる珪素の数は、特に限定されないが、3つであるのが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。
The content of the chain siloxane oligomer in the binder is not particularly limited, but is preferably about 20 to 30 wt%. Thereby, it becomes an amount suitable for grafting the chain siloxane oligomer onto the silica-based fine particles. That is, generation of a chain siloxane oligomer that is not grafted onto the silica-based fine particles can be suppressed, and a denser coating film can be formed.
Further, the number of silicon contained in the main chain of the chain siloxane oligomer is not particularly limited, but is preferably three. Thereby, the above effect becomes more remarkable.

また、リニア型のシロキサン重合体を含んでいると、このリニア型のシロキサン重合体が架橋型のシロキサン重合体同士の間や、架橋型のシロキサン重合体とシリカ系微粒子との間に入り込み、これにより、得られる塗膜がより緻密となる。
このようなリニア型のシロキサン重合体の分子量(平均分子量)としては、特に限定されないが、1000〜10000程度であるのが好ましく、2500〜6500程度であるのがより好ましい。これにより、架橋型のシロキサン重合体同士の間や、架橋型のシロキサン重合体とシリカ系微粒子との間に入り込み易くなり、より緻密な塗膜を形成することができる。
また、バインダー中におけるリニア型のシロキサン重合体の含有量は、特に限定されないが、5〜10wt%程度であるのが好ましい。これにより、リニア型のシロキサン重合体の含有量が適度な量となり、上記効果がより顕著となる。
Further, when a linear siloxane polymer is contained, the linear siloxane polymer enters between the crosslinked siloxane polymers or between the crosslinked siloxane polymer and the silica-based fine particles. Thus, the obtained coating film becomes denser.
The molecular weight (average molecular weight) of such a linear siloxane polymer is not particularly limited, but is preferably about 1000 to 10000, more preferably about 2500 to 6500. Thereby, it becomes easy to enter between the crosslinkable siloxane polymers or between the crosslinkable siloxane polymer and the silica-based fine particles, and a denser coating film can be formed.
The content of the linear siloxane polymer in the binder is not particularly limited, but is preferably about 5 to 10 wt%. Thereby, the content of the linear type siloxane polymer becomes an appropriate amount, and the above effect becomes more remarkable.

また、環状のシロキサンオリゴマーを含んでいると、他のバインダー成分との相乗効果により、成膜用塗布液が安定化する。環状のシロキサンオリゴマーの分子量(平均分子量)としては、特に限定されないが、900〜6000程度であるのが好ましい。
また、バインダー中における環状のシロキサンオリゴマーの含有量は、特に限定されないが、1〜15wt%程度であるのが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。なお、環状のシロキサンオリゴマーの含有量が前記下限値未満の場合には、成膜用塗布液の安定性が低下するおそれがあり、反対に、上記上限値を超える場合には、得られる塗膜の耐久性が低下するおそれがある。
また、環状のシロキサンオリゴマーの環内に含まれる珪素は、3〜5つ程度であるのが好ましい。これにより、環内に形成され得る空気層の大きさをより小さくすることができるため、塗膜の耐久性の低下をより効果的に防止することができる。
Moreover, when the cyclic | annular siloxane oligomer is included, the coating liquid for film-forming will be stabilized by the synergistic effect with another binder component. Although it does not specifically limit as molecular weight (average molecular weight) of a cyclic siloxane oligomer, It is preferable that it is about 900-6000.
The content of the cyclic siloxane oligomer in the binder is not particularly limited, but is preferably about 1 to 15 wt%. Thereby, the above effect becomes more remarkable. In addition, when the content of the cyclic siloxane oligomer is less than the lower limit value, the stability of the coating solution for film formation may be lowered. On the contrary, when the content exceeds the upper limit value, the resulting coating film is obtained. There is a risk that the durability of the material may be reduced.
Moreover, it is preferable that the silicon contained in the ring of a cyclic siloxane oligomer is about 3-5. Thereby, since the magnitude | size of the air layer which can be formed in a ring can be made smaller, the fall of durability of a coating film can be prevented more effectively.

[シリカ系微粒子]
シリカ系微粒子としては、特に限定されないが、内部に空洞を有する中空シリカ粒子を用いるのが好ましい。中空シリカ粒子は、SiOで構成されている。このような中空シリカ粒子は、屈折率が低いため、塗膜1の屈折率を充分に低くすることができ、反射防止膜として好適に利用することができる。また、このような中空シリカ粒子は、コロイド領域の微粒子であり分散性に優れているので、シリカ系微粒子が凝集を効果的に防止または抑制することができる。
[Silica fine particles]
The silica-based fine particles are not particularly limited, but it is preferable to use hollow silica particles having cavities inside. The hollow silica particles are composed of SiO 2. Since such hollow silica particles have a low refractive index, the refractive index of the coating film 1 can be made sufficiently low, and can be suitably used as an antireflection film. Moreover, since such hollow silica particles are fine particles in the colloidal region and have excellent dispersibility, the silica-based fine particles can effectively prevent or suppress aggregation.

シリカ系微粒子の平均粒子径は、特に限定されないが、55nm以下であるのが好ましく、41nm以上、52nm以下程度であるのがより好ましい。このような数値範囲とすることにより、シリカ系微粒子が成膜用塗布液中で安定して存在することができる。なお、シリカ系微粒子の平均粒径が前記最大値を超えると、塗膜1の表面に不要な凹凸が多く形成され、前記塗膜のヘーズ値が高くなるおそれがある。
シリカ系微粒子の屈折率は、低い程よく、具体的には、1.40以下程度であるのが好ましく、1.35以下であるのがより好ましい。これにより、成膜用塗布液を用いて、より優れた反射防止性能を発揮することのできる塗膜を形成することができる。
The average particle size of the silica-based fine particles is not particularly limited, but is preferably 55 nm or less, and more preferably about 41 nm or more and 52 nm or less. By setting such a numerical range, the silica-based fine particles can be stably present in the coating liquid for film formation. When the average particle size of the silica-based fine particles exceeds the maximum value, many unnecessary irregularities are formed on the surface of the coating film 1, and the haze value of the coating film may be increased.
The refractive index of the silica-based fine particles is preferably as low as possible. Specifically, it is preferably about 1.40 or less, and more preferably 1.35 or less. Thereby, the coating film which can exhibit the more superior antireflection performance can be formed using the coating liquid for film-forming.

成膜用塗布液中のシリカ系微粒子の含有量は、特に限定されないが、成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜中のシリカ系微粒子の含有量が固形分として5.0重量%以上、30.0重量%以下程度となる量が好ましく、10.0重量%以上、20.0重量%以下程度となる量がより好ましい。これにより、塗膜の反射率を低くすることができ、充分な反射防止性能を発揮することができる。   The content of the silica-based fine particles in the coating liquid for film formation is not particularly limited, but the content of the silica-based fine particles in the coating film formed using the coating liquid for film formation is 5.0 wt% as a solid content. % Is preferably about 3% to 30.0% by weight, and more preferably about 10.0% to 20.0% by weight. Thereby, the reflectance of a coating film can be made low and sufficient antireflection performance can be exhibited.

このようなシリカ系微粒子の表面には、前述したように、鎖状のシロキサンオリゴマーがグラフト化している。これにより、シリカ系微粒子のバインダーや溶媒に対する親和性を高くすることができ、分散性を高めることができる。そのため、シリカ系微粒子の凝集を防止することができるとともに、シリカ系微粒子を成膜用塗布液中で均一に分散させることができる。したがって、このような成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜は、密なものとなり、密着性、膜強度、耐擦傷性に優れたものとなる。   As described above, a chain siloxane oligomer is grafted on the surface of such silica-based fine particles. Thereby, the affinity with respect to the binder or solvent of a silica type microparticle can be made high, and a dispersibility can be improved. Therefore, aggregation of the silica-based fine particles can be prevented, and the silica-based fine particles can be uniformly dispersed in the coating liquid for film formation. Therefore, a coating film formed using such a coating solution for film formation becomes dense and has excellent adhesion, film strength, and scratch resistance.

ここで、本発明の成膜用塗布液では、鎖状のシロキサンオリゴマーが表面にグラフト化したシリカ系微粒子のpH5〜7でのゼータ電位の絶対値が、25ミリボルト以上である。このような数値範囲とすることにより、シリカ系微粒子が成膜用塗布液中で安定して存在することができる。そのため、前述のグラフト化との相乗効果により、シリカ系微粒子の凝集が効果的に防止され、このような成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜は、緻密で、密着性、膜強度、耐擦傷性に優れたものとなる。   Here, in the coating liquid for film formation of the present invention, the absolute value of the zeta potential at pH 5 to 7 of the silica-based fine particles grafted with the chain siloxane oligomer on the surface is 25 millivolts or more. By setting such a numerical range, the silica-based fine particles can be stably present in the coating liquid for film formation. Therefore, the agglomeration of the silica-based fine particles is effectively prevented by the synergistic effect with the grafting described above, and the coating film formed using such a coating liquid for film formation is dense, adhesive, Excellent strength and scratch resistance.

2.塗膜
次に、前述した成膜用塗布液によって成膜された塗膜1について説明する。
図1に示すように、塗膜1は、例えば、メガネレンズ等のレンズ基板(プラスチックレンズ)100に形成され、反射防止性能を有する反射防止膜として用いられる。
レンズ基板100は、レンズ生地101と、レンズ生地101の表面に形成されたプライマー層102と、プライマー層102の表面に形成されたハードコート層103とを有しており、ハードコート層103の表面に塗膜1が形成されている。なお、レンズ基板100としては、これに限定されず、プライマー層102およびハードコート層103をそれぞれ省略してもよい。
2. Coating Film Next, the coating film 1 formed with the above-described coating liquid for film formation will be described.
As shown in FIG. 1, the coating film 1 is formed on, for example, a lens substrate (plastic lens) 100 such as a spectacle lens and used as an antireflection film having antireflection performance.
The lens substrate 100 includes a lens fabric 101, a primer layer 102 formed on the surface of the lens fabric 101, and a hard coat layer 103 formed on the surface of the primer layer 102. A coating film 1 is formed on the surface. The lens substrate 100 is not limited to this, and the primer layer 102 and the hard coat layer 103 may be omitted.

[レンズ基板100]
(レンズ生地101)
レンズ生地101としては、特に限定されず、各種プラスチックレンズを用いることができる。より具体的には、レンズ生地101としては、例えば、チオウレタン系プラスチックレンズ基板(セイコーエプソン(株)製、商品名「セイコースーパーソブリン生地」、屈折率1.67)を用いることができる。
[Lens substrate 100]
(Lens fabric 101)
The lens fabric 101 is not particularly limited, and various plastic lenses can be used. More specifically, as the lens fabric 101, for example, a thiourethane plastic lens substrate (manufactured by Seiko Epson Corporation, trade name “Seiko Super Sovereign Fabric”, refractive index 1.67) can be used.

(プライマー層102)
プライマー層102は、レンズ生地101とハードコート層103との間に介在し、これらの密着性を向上させるための層である。このプライマー層102は、例えば、レンズ生地101とハードコート層103の双方に密着性を有する(A)成分と、プライマーの屈折率を発現するとともに、フィラーとしてプライマー層102の架橋密度向上に作用して、耐水性、耐候性の向上させるための(B)成分とを含む組成物をレンズ生地101上にコーティングすることで形成することができる。
(Primer layer 102)
The primer layer 102 is interposed between the lens fabric 101 and the hard coat layer 103 and is a layer for improving the adhesion. This primer layer 102, for example, expresses the refractive index of the primer (A) having adhesion to both the lens fabric 101 and the hard coat layer 103, and acts as a filler to improve the crosslinking density of the primer layer 102. Then, the lens fabric 101 can be formed by coating a composition containing the component (B) for improving water resistance and weather resistance.

(A)成分としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂等の各種樹脂材料を用いることができる。一方、(B)成分としては、例えば、酸化チタンを含有する金属酸化物微粒子を用いることができ、その平均粒径は、例えば、1nm〜200nm程度である。   As the component (A), for example, various resin materials such as polyester resin, polyurethane resin, epoxy resin, melamine resin, polyolefin resin, urethane acrylate resin, and epoxy acrylate resin can be used. On the other hand, as the component (B), for example, metal oxide fine particles containing titanium oxide can be used, and the average particle diameter thereof is, for example, about 1 nm to 200 nm.

(ハードコート層103)
ハードコート層103は、レンズ生地101の表面を保護するための層である。このようなハードコート層103としては、特に限定されないが、下記の(C)成分および(D)成分を含む組成物をプライマー層102上にコーティングすることで形成することができる。
(Hard coat layer 103)
The hard coat layer 103 is a layer for protecting the surface of the lens fabric 101. The hard coat layer 103 is not particularly limited, but can be formed by coating the primer layer 102 with a composition containing the following components (C) and (D).

(C)成分としては、酸化チタンを含有する金属酸化物粒子を用いることができ、その平均粒径は、例えば、1nm〜200nm程度である。また、金属酸化物粒子に含まれる酸化チタンは、ルチル型の結晶構造を有しているのが好ましい。一方、(D)成分としては、一般式:RSiX で示される有機ケイ素化合物(式中、R1は重合可能な反応器を有する炭素数が2以上の有機基、X1は、加水分解基を表わす。)を用いることができる。
以上、レンズ基板100の一例について説明した。なお、レンズ基板100上に塗膜1を形成する前に、レンズ基板100に対してプラズマ処理(大気プラズマ)を施すのが好ましい。
As the component (C), metal oxide particles containing titanium oxide can be used, and the average particle size is, for example, about 1 nm to 200 nm. The titanium oxide contained in the metal oxide particles preferably has a rutile crystal structure. On the other hand, as the component (D), an organic silicon compound represented by the general formula: R 1 SiX 1 3 (wherein R 1 is an organic group having 2 or more carbon atoms having a polymerizable reactor, and X 1 is hydrolysis) Represents a group).
The example of the lens substrate 100 has been described above. In addition, before forming the coating film 1 on the lens substrate 100, it is preferable to perform plasma treatment (atmospheric plasma) on the lens substrate 100.

[塗膜1]
塗膜1は、レンズ基板100上に成膜等塗布液を塗布し、乾燥することにより得られる。成膜用塗布液を塗布する方法としては、特に限定されず、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、スリットコーター法、転写法等の塗布方法を用いることができる。この中でも、スピンコート法を用いるのが好ましく、これにより、塗膜1の膜厚の均一性や低発塵性が優れたものとなる。
[Coating film 1]
The coating film 1 is obtained by applying a coating solution such as a film formation on the lens substrate 100 and drying it. The method for applying the film forming coating solution is not particularly limited, and for example, a coating method such as a spin coating method, a dip coating method, a roll coating method, a slit coater method, or a transfer method can be used. Among these, it is preferable to use a spin coat method, and this makes the coating film 1 have excellent film thickness uniformity and low dust generation.

塗膜1の厚さは、特に限定されないが、50nm以上、200nm以下程度であるのが好ましく、80nm以上、120nm以下程度であるのがより好ましく、100nm程度であるのがさらに好ましい。
また、塗膜1の熱膨張係数は、レンズ生地(基材)101の熱膨張係数とほぼ等しいのが好ましい。具体的には、レンズ生地101の熱膨張係数をAとしたとき、塗膜1の熱膨張係数は、0.9A〜1.1A程度であるのが好ましく、1.0Aであるのがより好ましい。これにより、塗膜1が形成されたレンズ基板100が昇温した際に、レンズ生地101および塗膜1が同程度膨張するため、塗膜1に不本意な応力が加わるのを抑制することができる。そのため、塗膜1の破損、具体的には、クラックの発生を効果的に防止または抑制することができる。
The thickness of the coating film 1 is not particularly limited, but is preferably about 50 nm or more and 200 nm or less, more preferably about 80 nm or more and 120 nm or less, and further preferably about 100 nm.
The thermal expansion coefficient of the coating film 1 is preferably substantially equal to the thermal expansion coefficient of the lens fabric (base material) 101. Specifically, when the thermal expansion coefficient of the lens fabric 101 is A, the thermal expansion coefficient of the coating film 1 is preferably about 0.9A to 1.1A, and more preferably 1.0A. . Thereby, when the lens substrate 100 on which the coating film 1 is formed rises in temperature, the lens fabric 101 and the coating film 1 expand to the same extent, so that it is possible to prevent unintended stress from being applied to the coating film 1. it can. Therefore, breakage of the coating film 1, specifically, the generation of cracks can be effectively prevented or suppressed.

また、塗膜1のヤング率は、レンズ生地101のヤング率よりも大きいことが好ましい。これにより、外力によってレンズ生地101が撓んだ際、塗膜1も、レンズ生地101の撓みに倣って容易に撓むことができるため、塗膜1に不本意な応力が加わるのを抑制することができる。そのため、塗膜1の破損、具体的には、クラックの発生を効果的に防止または抑制することができる。
また、塗膜1の屈折率としては、特に限定されないが、1.40以下であるのが好ましい。これにより、優れた反射防止性能を発揮することができる。
The Young's modulus of the coating film 1 is preferably larger than the Young's modulus of the lens fabric 101. Thereby, when the lens cloth 101 is bent by an external force, the coating film 1 can also be easily bent following the bending of the lens cloth 101, so that it is possible to prevent unintentional stress from being applied to the coating film 1. be able to. Therefore, breakage of the coating film 1, specifically, the generation of cracks can be effectively prevented or suppressed.
The refractive index of the coating film 1 is not particularly limited, but is preferably 1.40 or less. Thereby, the outstanding antireflection performance can be exhibited.

3.成膜用塗布液の製造方法
次に、成膜用塗布液の製造方法について説明する。
成膜用塗布液の製造方法は、下記の第1工程と第2工程とを有している。
[第1工程]
第1工程は、下記一般式(1)で表されるシラン化合物と、下記一般式(2)で表わされるハロゲン化シランとを含むシランカップリング剤に酸性加水分解触媒を加え、pH3.0〜5.0の酸性環境化で、シラン化合物およびハロゲン化シランをそれぞれ加水分解・縮重合することにより、鎖状のシロキサンオリゴマーを含有する液体Aを得る工程である。
3. Next, a method for producing a coating liquid for film formation will be described.
The manufacturing method of the coating liquid for film-forming has the following 1st process and 2nd process.
[First step]
In the first step, an acidic hydrolysis catalyst is added to a silane coupling agent containing a silane compound represented by the following general formula (1) and a halogenated silane represented by the following general formula (2), and a pH of 3.0 to This is a step of obtaining a liquid A containing a chain siloxane oligomer by hydrolyzing and condensation-polymerizing a silane compound and a halogenated silane in an acidic environment of 5.0.

SiZ4−(n+p)・・・・・・(1)
(式中、R、Rは、炭素数1〜16の有機基で少なくとも一方がエポキシ基を含む。Zは加水分解性基。n、pは、0〜2の整数であって、1≦n+p≦3である。)
3−mSi−Y−SiR 3−m・・・・・・(2)
(式中、Rは、炭素数1〜6の炭化水素基を表し、Yは、フッ素原子を1個以上含有する二価の有機基を表し、Xは、加水分解性基を表す。また、mは、1〜3の整数である。)
R 1 n R 2 p SiZ 4- (n + p) (1)
(In formula, R < 1 >, R < 2 > is a C1-C16 organic group and at least one contains an epoxy group. Z is a hydrolysable group. N and p are integers of 0-2, 1 ≦ n + p ≦ 3.)
X m R 3 3-m Si-Y-SiR 3 3-m X m (2)
(In the formula, R 3 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, Y represents a divalent organic group containing one or more fluorine atoms, and X represents a hydrolyzable group. , M is an integer of 1 to 3.)

前記式(1)で表される化合物としては、基材への付着性、得られる塗膜の硬度および低反射性、組成物の寿命等の目的に応じて適宜選択されるが、例えば、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルビニルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルフェニルジエトキシシラン、δ−(3,4−エポキシシクロヘキシル)ブチルトリエトキシシラン等が挙げられる。   The compound represented by the formula (1) is appropriately selected according to the purpose such as adhesion to the substrate, hardness and low reflectivity of the resulting coating film, and the life of the composition. Sidoxymethyltrimethoxysilane, glycidoxymethyltriethoxysilane, α-glycidoxyethyltrimethoxysilane, α-glycidoxyethyltriethoxysilane, β-glycidoxyethyltriethoxysilane, β-glycidoxy Propyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltrimethoxysilane, α-glycidoxypropyltriethoxysilane, β-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, (3,4- Epoxycyclohexyl) methyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylvinyldiethoxysilane, - glycidoxypropyl phenyl diethoxy silane, .delta. (3,4-epoxycyclohexyl) butyl triethoxy silane, and the like.

これらの中でも、前記式(1)で表されるシラン化合物としては、n+p=1であるもの、すなわち、(−SiZ基)を3つ有する3官能型のシラン化合物であるのが好ましい。これにより、後述する鎖状のシロキサンオリゴマーを効率的に生成することができる。
シラン化合物の含有量は、シランカップリング剤全量に対して0.1重量%以上、50.0重量%以下であるのが好ましく、4.0重量%以上、15.0重量%以下であるのがより好ましい。これにより、塗膜1は、より優れた反射防止性、防汚性、撥水性、耐擦傷性、耐薬品性等を発揮することができる。
Among these, the silane compound represented by the formula (1) is preferably n + p = 1, that is, a trifunctional silane compound having three (—SiZ groups). Thereby, the chain | strand-shaped siloxane oligomer mentioned later can be produced | generated efficiently.
The content of the silane compound is preferably 0.1 wt% or more and 50.0 wt% or less with respect to the total amount of the silane coupling agent, and is 4.0 wt% or more and 15.0 wt% or less. Is more preferable. Thereby, the coating film 1 can exhibit more excellent antireflection properties, antifouling properties, water repellency, scratch resistance, chemical resistance, and the like.

前記式(2)で表されるハロゲン化シランとしては、特に限定されないが、フッ素原子の個数が4個以上50個以下であるのが好ましく、4個以上24個以下であるのがより好ましい。これにより、成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜は、優れた反射防止性、防汚性、撥水性、耐擦傷性、耐薬品性等を発揮することができる。
前記式(2)で表わされるハロゲン化シランに含まれるフッ素原子の数が前記下限値未満である場合は、ハロゲン化シランの含有量等によっては、上述した効果を充分に発揮することができないおそれがある。反対に、フッ素原子の数が前記上限値を超えると、ハロゲン化シランの含有量等によっては、塗膜の密度が低下するおそれがある。
The halogenated silane represented by the formula (2) is not particularly limited, but the number of fluorine atoms is preferably 4 or more and 50 or less, and more preferably 4 or more and 24 or less. Thereby, the coating film formed using the coating liquid for film formation can exhibit excellent antireflection properties, antifouling properties, water repellency, scratch resistance, chemical resistance, and the like.
When the number of fluorine atoms contained in the halogenated silane represented by the formula (2) is less than the lower limit, depending on the content of the halogenated silane, the above-described effects may not be exhibited sufficiently. There is. On the other hand, when the number of fluorine atoms exceeds the upper limit, depending on the content of the halogenated silane and the like, the density of the coating film may decrease.

前記式(2)中のYとしては、例えば、下記の構造のものが好ましい。
−CHCH(CFCHCH
−C−CF(CF)−(CF−CF(CF)−C
(nは、2〜20の整数である。)
また、前記式(2)中のRとしては、炭素数1〜6のアルキル基であればよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基等のアルキル基、フェニル基等が挙げられる。これらの中でも、Rは、優れた耐擦傷性を得る目的から、メチル基であるのが好ましい。
また、前記式(2)中のmは、1〜3の整数であるが、2または3であるのが好ましく、3であるのがより好ましい。これにより、塗膜1をより高硬度なものとすることができる。
As Y in said Formula (2), the thing of the following structure is preferable, for example.
-CH 2 CH 2 (CF 2) n CH 2 CH 2 -
-C 2 H 4 -CF (CF 3 ) - (CF 2) n -CF (CF 3) -C 2 H 4 -
(N is an integer of 2 to 20.)
Moreover, as R < 3 > in said Formula (2), what is necessary is just a C1-C6 alkyl group, for example, alkyl groups, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, a cyclohexyl group, etc. And a phenyl group. Among these, R 3 is preferably a methyl group for the purpose of obtaining excellent scratch resistance.
Moreover, m in the formula (2) is an integer of 1 to 3, but is preferably 2 or 3, more preferably 3. Thereby, the coating film 1 can be made harder.

また、前記式(2)中のXは、加水分解性基を表す。具体例としては、Clなどのハロゲン原子、ORX(RXは、炭素数1〜6の一価炭化水素基)で示されるオルガノオキシ基、特にメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基などのアルコキシ基、イソプロペノキシ基などのアルケノキシ基、アセトキシ基等のアシルオキシ基、メチルエチルケトキシム基等のケトオキシム基、メトキシエトキシ基等のアルコキシアルコキシ基などが挙げられる。これらの中でアルコキシ基が好ましく、特にメトキシ基、エトキシ基のシラン化合物が取り扱い易く、加水分解時の反応の制御もし易いため、好ましい。このようなXとしては、例えば、下記の構造のものが挙げられる。   X in the formula (2) represents a hydrolyzable group. Specific examples include halogen atoms such as Cl, organooxy groups represented by ORX (RX is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms), particularly methoxy group, ethoxy group, propoxy group, isopropoxy group, butoxy. An alkoxy group such as an isopropenoxy group, an acyloxy group such as an acetoxy group, a ketoxime group such as a methylethylketoxime group, and an alkoxyalkoxy group such as a methoxyethoxy group. Among these, an alkoxy group is preferable, and a silane compound having a methoxy group or an ethoxy group is particularly preferable because it is easy to handle and the reaction during hydrolysis is easily controlled. Examples of such X include the following structures.

(CHO)Si−C−C−C−Si(OCH
(CHO)Si−C−C12−C−Si(OCH
(CHO)Si−C−C16−C−Si(OCH
(CO)Si−C−C−C−Si(OC
(CO)Si−C−C12−C−Si(OC
(CO)(CH)Si−C−C12−C−Si(CH)(OC
(CH 3 O) 3 Si- C 2 H 4 -C 4 F 8 -C 2 H 4 -Si (OCH 3) 3
(CH 3 O) 3 Si- C 2 H 4 -C 6 F 12 -C 2 H 4 -Si (OCH 3) 3
(CH 3 O) 3 Si- C 2 H 4 -C 8 F 16 -C 2 H 4 -Si (OCH 3) 3
(C 2 H 5 O) 3 Si-C 2 H 4 -C 4 F 8 -C 2 H 4 -Si (OC 2 H 5) 3
(C 2 H 5 O) 3 Si-C 2 H 4 -C 6 F 12 -C 2 H 4 -Si (OC 2 H 5) 3
(C 2 H 5 O) 2 (CH 3) Si-C 2 H 4 -C 6 F 12 -C 2 H 4 -Si (CH 3) (OC 2 H 5) 2

このようなハロゲン化シランの含有量は、シランカップリング剤全量に対して50.0重量%以上、99.9重量%以下であるのが好ましく、85.0重量%以上、96.0重量%以下であるのがより好ましい。これにより、成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜1は、より優れた反射防止性、防汚性、撥水性、耐擦傷性、耐薬品性等を発揮することができる。   The content of the halogenated silane is preferably 50.0% by weight or more and 99.9% by weight or less with respect to the total amount of the silane coupling agent, and is 85.0% by weight or more and 96.0% by weight. The following is more preferable. Thereby, the coating film 1 formed using the coating liquid for film formation can exhibit more excellent antireflection properties, antifouling properties, water repellency, scratch resistance, chemical resistance, and the like.

酸性加水分解触媒は、前記式(1)で表されるシラン化合物と前記式(2)で表わされるハロゲン化シランとを加水分解・縮重合するために加えられる。このような酸性加水分解触媒としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、シュウ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、乳酸等の有機酸を用いることができる。
pH3.0〜5.0の環境下で、前記式(1)で表されるシラン化合物と前記式(2)で表わされるハロゲン化シランとをそれぞれ加水分解・縮重合すると、3量体である鎖状のシロキサンオリゴマーと、4量体〜6量体程度の環状のシロキサンオリゴマーとが生成され、これらを含む液体Aが得られる。
The acidic hydrolysis catalyst is added to hydrolyze / condensate the silane compound represented by the formula (1) and the halogenated silane represented by the formula (2). Examples of such an acidic hydrolysis catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and organic acids such as oxalic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and lactic acid. .
When the silane compound represented by the formula (1) and the halogenated silane represented by the formula (2) are each hydrolyzed and polycondensed in an environment of pH 3.0 to 5.0, a trimer is obtained. A chain siloxane oligomer and a cyclic siloxane oligomer of about tetramer to hexamer are produced, and a liquid A containing them is obtained.

液体A中には、鎖状のシロキサンオリゴマーの方が環状のシロキサンオリゴマーよりも多く含まれている。この理由について以下、詳細に説明する。
図2は、シリカゾルのpH値と反応速度との関係を示したグラフである(表面技術50巻2号161〜164頁、「ゾル−ゲル法のやさしい概要とその用途」、土岐元幸著、参照)。
The liquid A contains more chain siloxane oligomers than cyclic siloxane oligomers. The reason for this will be described in detail below.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the pH value of silica sol and the reaction rate (Surface Technology Vol. 50, No. 2, pages 161-164, “Simple overview of sol-gel method and its use”, Motoyuki Toki, see ).

図2に示すように、加水分解反応速度は、pH1〜7にかけて徐々に低くなり、pH7〜14にかけて徐々に高くなる。一方、縮重合反応速度は、pH1〜2にかけて徐々に低くなり、pH2〜7にかけて徐々に高くなり、pH7〜14にかけて再び徐々に低くなる。また、pH4程度で加水分解反応速度と縮重合反応速度がほぼ等しくなる。
本工程のpH環境であるpH3.0〜5.0の領域では、加水分解反応速度と縮重合反応速度が比較的遅くかつその速度がほぼ等しい。このような環境では、前記式(1)で表されるシラン化合物と前記式(2)で表わされるハロゲン化シランの高分子化が進み難く、3量体のシロキサンオリゴマーが主に生成され、4量体〜6量体程度のシロキサンオリゴマーが僅かに生成される。ここで、従来から、3量体のシロキサンオリゴマーは鎖状をなし、4量体以上のシロキサンオリゴマーは環状をなすことが知られている。したがって、液体A中には、鎖状のシロキサンオリゴマーの方が環状のシロキサンオリゴマーよりも多く含まれることとなる。
As shown in FIG. 2, the hydrolysis reaction rate gradually decreases from pH 1 to 7, and gradually increases from pH 7 to 14. On the other hand, the condensation polymerization reaction rate gradually decreases from pH 1 to 2, gradually increases from pH 2 to 7, and gradually decreases again from pH 7 to 14. Moreover, the hydrolysis reaction rate and the condensation polymerization reaction rate become substantially equal at about pH 4.
In the pH range of 3.0 to 5.0, which is the pH environment of this step, the hydrolysis reaction rate and the condensation polymerization reaction rate are relatively slow and the rates are almost equal. In such an environment, it is difficult for the silane compound represented by the formula (1) and the halogenated silane represented by the formula (2) to be polymerized, and a trimer siloxane oligomer is mainly generated. A slight amount of a siloxane oligomer of about a monomer to a hexamer is produced. Here, it is conventionally known that a trimer siloxane oligomer is in a chain form, and a tetramer or higher siloxane oligomer is cyclic. Therefore, the liquid A contains more chain-like siloxane oligomer than cyclic siloxane oligomer.

液体A中における、鎖状のシロキサンオリゴマーと環状のシロキサンオリゴマーの重量比としては、特に限定されないが、鎖状のシロキサンオリゴマー:環状のシロキサンオリゴマーが8:2〜9.5:0.5程度であるのが好ましい。これにより、より緻密な塗膜1を成膜することのできる成膜用塗布液が得られる。
なお、上記の反応は、pH3.0〜5.0程度であれば良いが、pH4.0程度であるのがより好ましい。前述したように、pH4.0の環境下では、加水分解反応速度と縮重合反応速度が等しいため、環状のシロキサンオリゴマーの生成を抑えつつ、効率よくより多くの鎖状のシロキサンオリゴマーを生成することができる。
The weight ratio of the chain siloxane oligomer and the cyclic siloxane oligomer in the liquid A is not particularly limited, but the chain siloxane oligomer: cyclic siloxane oligomer is about 8: 2 to 9.5: 0.5. Preferably there is. Thereby, the coating liquid for film formation which can form the denser coating film 1 is obtained.
In addition, although said reaction should just be about pH 3.0-5.0, it is more preferable that it is about pH 4.0. As described above, in the environment of pH 4.0, the hydrolysis reaction rate and the condensation polymerization reaction rate are equal, so that more chain-like siloxane oligomers can be efficiently produced while suppressing the formation of cyclic siloxane oligomers. Can do.

第1工程における加水分解・縮重合の反応時間は、特に限定されないが、室温で100時間以上150時間以下程度であるのが好ましく、120時間程度であるのがより好ましい。前述したように、pH3.0〜5.0の環境下では、前記式(1)で表されるシラン化合物の加水分解反応と縮重合反応が共に比較的遅いため、上記のような時間とすることにより、前記反応を充分に行うことができる。前記式(2)で表されるハロゲン化シランについても同様である。   The reaction time for hydrolysis / condensation polymerization in the first step is not particularly limited, but is preferably about 100 hours or more and 150 hours or less at room temperature, more preferably about 120 hours. As described above, in the environment of pH 3.0 to 5.0, both the hydrolysis reaction and the polycondensation reaction of the silane compound represented by the formula (1) are relatively slow. Thus, the reaction can be sufficiently performed. The same applies to the halogenated silane represented by the formula (2).

[第2工程]
第2工程は、第1工程で得られた液体Aにシリカ系微粒子を加え、pH5.0〜7.0の環境下で液体A中に含まれる鎖状のシロキサンオリゴマーを加水分解・縮重合する工程である。
シリカ系微粒子は、内部に空洞を有する中空シリカ粒子である。この中空シリカ粒子は、SiOで構成されている。このような中空シリカ粒子は、屈折率が低いため、成膜された塗膜の屈折率を充分に低くすることができ、反射防止膜として好適に利用することができる。また、このような中空シリカ粒子は、コロイド領域の微粒子であり分散性に優れているので、中空シリカ粒子の凝集を効果的に防止または抑制することができる。
このような、シリカ系微粒子は、分散媒に分散させた状態で液体Aに加えることができる。これにより、シリカ系微粒子の凝集を効果的に防止することができるとともに、分散媒との相互効果によって、液体Aとの混合物のpHを塩基性側へシフトさせることができる。
[Second step]
In the second step, silica-based fine particles are added to the liquid A obtained in the first step, and the chain siloxane oligomer contained in the liquid A is hydrolyzed and polycondensed in an environment of pH 5.0 to 7.0. It is a process.
Silica-based fine particles are hollow silica particles having cavities inside. The hollow silica particles are composed of SiO 2. Since such hollow silica particles have a low refractive index, the refractive index of the formed coating film can be sufficiently lowered, and can be suitably used as an antireflection film. Moreover, since such hollow silica particles are fine particles in a colloidal region and have excellent dispersibility, aggregation of the hollow silica particles can be effectively prevented or suppressed.
Such silica-based fine particles can be added to the liquid A in a state of being dispersed in a dispersion medium. Thereby, aggregation of the silica-based fine particles can be effectively prevented, and the pH of the mixture with the liquid A can be shifted to the basic side by the mutual effect with the dispersion medium.

シリカ系微粒子を分散する分散媒としては、特に限定されないが、中性または塩基性であることが好ましい。これにより、液体Aとの混合物のpHを3.0〜5.0の領域から塩基性側へシフトさせることができる。
このような分散媒としては、例えば、水、有機溶媒またはこれらの混合溶媒が挙げられる。具体的には、純水、超純水、イオン交換水などの水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、メチルイソカルビノールなどのアルコール類、アセトン、2−ブタノン、エチルアミルケトン、ジアセトンアルコール、イソホロン、シクロヘキサノンなどのケトン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドなどのアミド類、ジエチルエーテル、イソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、3,4−ジヒドロ−2H−ピランなどのエーテル類、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、エチレングリコールジメチルエーテルなどのグリコールエーテル類、2−メトキシエチルアセテート、2−エトキシエチルアセテート、2−ブトキシエチルアセテートなどのグリコールエーテルアセテート類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、乳酸エチル、エチレンカーボネートなどのエステル類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類、ヘキサン、ヘプタン、iso−オクタン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素類、塩化メチレン、1,2−ジクロルエタン、ジクロロプロパン、クロルベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、N−メチル−2−ピロリドン、N−オクチル−2−ピロリドンなどのピロリドン類などが挙げられる。
The dispersion medium for dispersing the silica-based fine particles is not particularly limited, but is preferably neutral or basic. Thereby, the pH of the mixture with the liquid A can be shifted from the region of 3.0 to 5.0 to the basic side.
Examples of such a dispersion medium include water, an organic solvent, or a mixed solvent thereof. Specifically, water such as pure water, ultrapure water, and ion exchange water, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and methyl isocarbinol, acetone, 2-butanone, ethyl amyl ketone, diacetone Ketones such as alcohol, isophorone, cyclohexanone, amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, diethyl ether, isopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 3,4-dihydro-2H- Ethers such as pyran, glycol ethers such as 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, ethylene glycol dimethyl ether, 2-methoxyethyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxy Glycol ether acetates such as tilacetate, methyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, ethyl lactate, esters such as ethylene carbonate, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, hexane, heptane, iso- Aliphatic hydrocarbons such as octane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, 1,2-dichloroethane, dichloropropane and chlorobenzene, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, N- Examples include pyrrolidones such as octyl-2-pyrrolidone.

シリカ系微粒子が分散する分散液のpHとしては、液体Aと混合した際にその混合物のpHを5.0〜7.0とすることができれば特に限定されないが、pH7.0程度であるのが好ましい。
このような分散液を液体Aに加えることにより、液体A中にシリカ系微粒子を供給するとともに、液体Aと分散液との混合物のpHを5.0〜7.0とし、この環境下で、液体Aに含まれる鎖状のシロキサンオリゴマーを加水分解・縮重合する。
The pH of the dispersion liquid in which the silica-based fine particles are dispersed is not particularly limited as long as the pH of the mixture can be adjusted to 5.0 to 7.0 when mixed with the liquid A. However, the pH is about 7.0. preferable.
By adding such a dispersion to the liquid A, silica-based fine particles are supplied into the liquid A, and the pH of the mixture of the liquid A and the dispersion is set to 5.0 to 7.0. The chain siloxane oligomer contained in the liquid A is hydrolyzed and polycondensed.

図2に示すように、pH5.0〜7.0の領域では、縮重合反応速度の方が加水分解反応速度よりも速いため、前記加水分解・縮重合によって、複数の鎖状のシロキサンオリゴマーが結合してなる架橋型のシロキサン重合体やリニア型のシロキサン重合体が形成される。また、これと同時に、鎖状のシロキサンオリゴマーがシリカ系微粒子の表面にグラフト化する。これにより、架橋型のシロキサン重合体、リニア型のシロキサン重合体、鎖状のシロキサンオリゴマーおよび環状のシロキサンオリゴマーを含むバインダーと、バインダー中に分散するシリカ系微粒子とを有し、シリカ系微粒子の表面に鎖状のシロキサンオリゴマーがグラフト化している液体Bが得られる。
なお、この工程では、特に、架橋型のシロキサン重合体をより多く生成することができる。
As shown in FIG. 2, in the range of pH 5.0 to 7.0, the condensation polymerization reaction rate is faster than the hydrolysis reaction rate. Therefore, a plurality of chain siloxane oligomers are formed by the hydrolysis / condensation polymerization. A cross-linked siloxane polymer and a linear siloxane polymer formed by bonding are formed. At the same time, the chain siloxane oligomer is grafted onto the surface of the silica-based fine particles. Accordingly, the surface of the silica-based fine particle has a cross-linked siloxane polymer, a linear siloxane polymer, a binder containing a chain siloxane oligomer and a cyclic siloxane oligomer, and silica-based fine particles dispersed in the binder. Liquid B in which a chain siloxane oligomer is grafted is obtained.
In this step, in particular, more cross-linked siloxane polymer can be produced.

ここで、第2工程の加水分解反応速度が第1工程の加水分解反応速度よりも遅く、かつ第2工程の縮重合反応速度が第1工程の縮重合反応速度よりも速いことが好ましい。これにより、縮重合反応速度を比較的早いものとすることができると共に、加水分解反応速度と縮重合反応速度の速度差を比較的大きくすることができるため、より確実に、上記のような成分を含む液体Bを生成することができる。すなわち、架橋型のシロキサン重合体をより多く生成することができる。また、シリカ系微粒子の凝集をより効果的に防止または抑制することができる。   Here, it is preferable that the hydrolysis reaction rate in the second step is slower than the hydrolysis reaction rate in the first step, and the condensation polymerization reaction rate in the second step is faster than the condensation polymerization reaction rate in the first step. As a result, the condensation polymerization reaction rate can be made relatively fast, and the difference between the hydrolysis reaction rate and the condensation polymerization reaction rate can be made relatively large. A liquid B containing can be produced. That is, more cross-linked siloxane polymer can be produced. Moreover, aggregation of silica-based fine particles can be prevented or suppressed more effectively.

なお、第2工程の加水分解・縮重合について、加水分解反応の速度としては特に限定されないが、縮重合反応の速度の30%以下であるのが好ましい。これにより、上記効果がより顕著となる。
そして、例えば、液体Bに必要に応じて溶媒を混合することにより、成膜用塗布液が得られる。
The hydrolysis / condensation polymerization in the second step is not particularly limited as the rate of the hydrolysis reaction, but is preferably 30% or less of the rate of the condensation polymerization reaction. Thereby, the above effect becomes more remarkable.
For example, a coating liquid for film formation can be obtained by mixing the liquid B with a solvent as necessary.

このように、鎖状のシロキサンオリゴマーをグラフト化し、シリカ系微粒子の表面を処理することにより、シリカ系微粒子のバインダーや溶媒に対する親和性を高くすることができ、分散性を高めることができるため、シリカ系微粒子を成膜用塗布液中で均一に分散することができる。したがって、このような成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜は、より緻密なものとなり、密着性、膜強度、耐擦傷性に優れたものとなる。
また、バインダー成分として架橋型のシロキサン重合体を含むため、このような成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜は、密着性、膜強度、耐擦傷性に優れたものとなる。
Thus, by grafting the chain siloxane oligomer and treating the surface of the silica-based fine particles, the affinity of the silica-based fine particles to the binder and solvent can be increased, and the dispersibility can be improved. Silica-based fine particles can be uniformly dispersed in the coating solution for film formation. Therefore, a coating film formed using such a coating solution for film formation becomes denser and has excellent adhesion, film strength, and scratch resistance.
In addition, since a crosslinkable siloxane polymer is included as a binder component, a coating film formed using such a film-forming coating solution has excellent adhesion, film strength, and scratch resistance.

第2工程における加水分解・縮重合の反応時間は、特に限定されないが、0℃以上、20℃以下の低温で20時間以上、30時間以下程度であるのが好ましく、10℃で24時間程度であるのがより好ましい。前述したように、pH5.0〜7.0の環境下では、シロキサンオリゴマーの縮重合反応が比較的早いため、上記のような時間とすることにより、上記の反応を確実かつ充分に行うことができる。   The reaction time of hydrolysis / condensation polymerization in the second step is not particularly limited, but it is preferably about 20 hours to 30 hours at a low temperature of 0 ° C. or higher and 20 ° C. or lower, preferably about 10 hours at 10 ° C. More preferably. As described above, since the polycondensation reaction of the siloxane oligomer is relatively fast in an environment of pH 5.0 to 7.0, the above reaction can be reliably and sufficiently performed by setting the time as described above. it can.

3.成膜用塗布液を用いた塗膜1の形成方法
塗膜1は、例えば、下記のように形成することができる。
[塗布工程]
まず、レンズ基板100(ハードコート層103)上に成膜用塗布液を塗布する。塗布方法は、特に限定されず、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、スリットコーター法、転写法等の塗布方法を用いることができる。この中でも、スピンコート法を用いるのが好ましく、これにより、塗布膜の膜厚の均一性や低発塵性が優れたものとなる。
3. Method for Forming Coating Film 1 Using Film-Forming Coating Solution Coating film 1 can be formed, for example, as follows.
[Coating process]
First, a film-forming coating solution is applied onto the lens substrate 100 (hard coat layer 103). The coating method is not particularly limited, and for example, a coating method such as spin coating, dip coating, roll coating, slit coater, or transfer can be used. Among these, it is preferable to use a spin coating method, and this makes the coating film thickness uniform and low dust generation excellent.

[焼成]
次に、レンズ基板100上に塗布された成膜用塗布液を、90℃〜110℃程度の温度で1分〜10分程度仮焼成する。仮焼成は、不活性ガスとしての窒素ガス雰囲気下または空気雰囲気下で行うことができる。
次に、仮焼成された成膜用塗布液を本焼成する。本焼成は、110℃〜130℃程度の温度で1時間〜2時間程度行う。本焼成は、不活性ガスとしての窒素ガス雰囲気下または空気雰囲気下で行うことができる。
以上の工程により、成膜用塗布液を用いて成膜された塗膜1が形成される。
以上、本発明の成膜用塗布液および塗膜について説明したが、本発明は、これに限定さに限定されるものではない。
[Baking]
Next, the film-forming coating solution applied on the lens substrate 100 is temporarily fired at a temperature of about 90 ° C. to 110 ° C. for about 1 minute to 10 minutes. The pre-baking can be performed in a nitrogen gas atmosphere or an air atmosphere as an inert gas.
Next, the pre-baked film forming coating solution is finally fired. The main baking is performed at a temperature of about 110 ° C. to 130 ° C. for about 1 hour to 2 hours. The main baking can be performed in an atmosphere of nitrogen gas as an inert gas or in an air atmosphere.
Through the above-described steps, the coating film 1 formed using the film-forming coating solution is formed.
The film forming coating solution and the coating film of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to this.

1.準備液、成膜用塗布液の製造
(実施例1)
ステンレス製容器内に、下記式(A)で表されるシラン化合物(アルコキシシラン)2.8重量部に、下記式(B)で表わされるハロゲン化シラン27.8重量部と、0.1×10−3モル/Lの硝酸水溶液152.9重量部とを加え、これをよく混合し、25℃でのpHが4.0の混合液(第1の混合液)を得た。この混合液を25℃で120時間攪拌して固形分10.0重量%の液体である準備液を得た。
1. Preparation of preparation liquid and coating liquid for film formation (Example 1)
In a stainless steel container, 2.8 parts by weight of a silane compound (alkoxysilane) represented by the following formula (A), 27.8 parts by weight of a halogenated silane represented by the following formula (B), and 0.1 × 152.9 parts by weight of a 10 −3 mol / L nitric acid aqueous solution was added and mixed well to obtain a mixed solution (first mixed solution) having a pH of 4.0 at 25 ° C. This mixed liquid was stirred at 25 ° C. for 120 hours to obtain a preparation liquid which was a liquid having a solid content of 10.0% by weight.

Figure 2013007929
Figure 2013007929

この準備液と、中空シリカ−イソプロパノール分散ゾル(触媒化成工業(株)製;固形分濃度20重量%、平均一次粒子径35nm、外殻厚み8nm)を液体/中空シリカが固形分比70/30となるように配合し、これをよく混合し、25℃でのpHが5.5の混合液(第2の混合液)を得た。この混合液を10℃で24時間攪拌して固形分6.3重量%の成膜用塗布液を得た。   This preparative solution and a hollow silica-isopropanol dispersion sol (manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd .; solid content concentration 20% by weight, average primary particle size 35 nm, outer shell thickness 8 nm) are liquid / hollow silica in a solid content ratio of 70/30. The resulting mixture was mixed well to obtain a mixed solution (second mixed solution) having a pH of 5.5 at 25 ° C. This mixed solution was stirred at 10 ° C. for 24 hours to obtain a coating solution for film formation having a solid content of 6.3% by weight.

(比較例1)
ステンレス製容器内に、上記式(A)で表されるシラン化合物2.8重量部に、上記式(B)で表わされるハロゲン化シラン27.8重量部と、0.1モル/Lの塩酸水溶液152.9重量部とを加え、これをよく混合し、25℃でのpHが1.0の混合液を得た。この混合液を25℃で5分間攪拌して固形分10.0重量%の液体である準備液を得た。
(Comparative Example 1)
In a stainless steel container, 2.8 parts by weight of the silane compound represented by the above formula (A), 27.8 parts by weight of the halogenated silane represented by the above formula (B), and 0.1 mol / L hydrochloric acid 152.9 parts by weight of an aqueous solution was added and mixed well to obtain a mixed solution having a pH of 1.0 at 25 ° C. This mixed liquid was stirred at 25 ° C. for 5 minutes to obtain a preparation liquid which was a liquid having a solid content of 10.0% by weight.

この準備液と、中空シリカ−イソプロパノール分散ゾル(触媒化成工業(株)製;固形分濃度20重量%、平均一次粒子径35nm、外殻厚み8nm)を液体/中空シリカが固形分比70/30となるように配合し、これをよく混合し、25℃でのpHが1.0の混合液を得た。この混合液を25℃で24時間攪拌して固形分6.3重量%の成膜用塗布液を得た。   This preparative solution and a hollow silica-isopropanol dispersion sol (manufactured by Catalytic Chemical Industry Co., Ltd .; solid content concentration 20% by weight, average primary particle size 35 nm, outer shell thickness 8 nm) are liquid / hollow silica in a solid content ratio of 70/30. And mixed well to obtain a mixed solution having a pH of 1.0 at 25 ° C. This mixed solution was stirred at 25 ° C. for 24 hours to obtain a coating solution for film formation having a solid content of 6.3% by weight.

2.塗膜の成膜
上述した実施例1および比較例1の成膜用塗布液に、プロピレングリコールモノメチルエーテル420部を加えて希釈してコーティング液を得た。次に、コーティング液をスピンコート法によりレンズ基板上に塗布し、これを100℃で10分間、大気中で仮焼成した。次に、120℃で1時間半、大気中で本焼成した。これにより塗膜を形成した。この塗膜の厚さ(平均厚さ)は、100nmであった。
なお、レンズ基板は、次のようにして得た。
2. Coating Film Formation A coating liquid was obtained by adding 420 parts of propylene glycol monomethyl ether to the film-forming coating liquids of Example 1 and Comparative Example 1 described above and diluting them. Next, the coating liquid was applied onto the lens substrate by a spin coating method, and this was temporarily fired at 100 ° C. for 10 minutes in the air. Next, the main calcination was performed in the air at 120 ° C. for 1.5 hours. This formed the coating film. The thickness (average thickness) of this coating film was 100 nm.
The lens substrate was obtained as follows.

(1)プライマー組成物の調製
ステンレス製容器内に、メチルアルコール3700重量部、水250重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル1000重量部を投入し、十分に攪拌したのち、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾル(アナターゼ型結晶構造、メタノール分散、全固形分濃度20重量%、触媒化成工業(株)、商品名オプトレイク1120Z U−25・A8)2800重量部を加え撹拌混合した。次いでポリウレタン樹脂2200重量部を加えて攪拌混合した後、さらにシリコーン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製、商品名L−7604)2重量部を加えて一昼夜撹拌を続けた後、2μmのフィルターでろ過を行い、プライマー組成物を得た。
(1) Preparation of primer composition In a stainless steel container, 3700 parts by weight of methyl alcohol, 250 parts by weight of water, and 1000 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether were added and stirred sufficiently, followed by titanium oxide, zirconium oxide, silicon oxide. 2800 parts by weight of a composite fine particle sol (anatase type crystal structure, methanol dispersion, total solid concentration 20% by weight, Catalytic Kasei Kogyo Co., Ltd., trade name Optlake 1120Z U-25 / A8) was added and mixed. . Next, 2200 parts by weight of polyurethane resin was added and stirred and mixed, then 2 parts by weight of a silicone surfactant (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd., trade name L-7604) was added and stirring was continued all day and night, and then a 2 μm filter. Filtration was performed to obtain a primer composition.

(2)ハードコート組成物の調製
ステンレス製容器内にブチルセロソルブ1000重量部を取り、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン1200重量部を加えて十分攪拌した後、0.1モル/リットル塩酸300重量部を添加して一昼夜攪拌を続け、シラン加水分解物を得た。このシラン加水分解物中にシリコーン系界面活性剤(日本ユニカー(株)製;商品名L−7001)30重量部を加えて1時間撹拌した後、酸化チタン、酸化スズ、酸化ケイ素を主体とする複合微粒子ゾル(ルチル型結晶構造、メタノール分散、触媒化成工業(株)製;商品名オプトレイク1120Z 8RU−25、A17)7300重量部を加え2時間撹拌混合した。次いでエポキシ樹脂(ナガセ化成(株)製、商品名デナコールEX−313)250重量部を加えて2時間攪拌した後、鉄(III)アセチルアセトナート20重量部を加えて1時間攪拌し、2μmのフィルターでろ過を行い、ハードコート組成物を得た。
(2) Preparation of hard coat composition Take 1000 parts by weight of butyl cellosolve in a stainless steel container, add 1200 parts by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, stir well, and then add 300 moles of 0.1 mol / liter hydrochloric acid. Part was added and stirring was continued for a whole day and night to obtain a silane hydrolyzate. To this silane hydrolyzate, 30 parts by weight of a silicone surfactant (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd .; trade name L-7001) was added and stirred for 1 hour, and then mainly composed of titanium oxide, tin oxide and silicon oxide. 7300 parts by weight of a composite fine particle sol (rutile crystal structure, methanol dispersion, manufactured by Catalyst Kasei Kogyo Co., Ltd .; trade name OPTRAIQUE 1120Z 8RU-25, A17) was added and mixed with stirring for 2 hours. Next, 250 parts by weight of an epoxy resin (manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd., trade name Denacol EX-313) was added and stirred for 2 hours, and then 20 parts by weight of iron (III) acetylacetonate was added and stirred for 1 hour. Filtration with a filter gave a hard coat composition.

(3)プライマー層、ハードコート層の形成
チオウレタン系プラスチックレンズ基材(セイコーエプソン(株)製、商品名セイコースーパーソブリン生地、屈折率1.67)を準備した。そして、準備したレンズ基材をアルカリ処理(50℃に保たれた2.0規定水酸化カリウム水溶液に5分間浸漬した後に純水洗浄を行い、次いで25℃に保たれた0.5規定硫酸に1分間浸漬して中和する)し、純水洗浄及び乾燥、放冷を行った。そして、(1)において調製したプライマー組成物中に浸漬し、引き上げ速度30cm/min.で引き上げて80℃で20分焼成し、レンズ基材表面にプライマー層を形成した。そして、プライマー層が形成されたレンズ基材を、(2)において調製したハードコート組成物中に浸漬し、引き上げ速度30cm/min.で引き上げて80℃で30分焼成し、プライマー層上にハードコート層を形成した。その後、125℃に設定したオーブン内で3時間加熱して、プライマー層とハードコート層が形成されたプラスチックレンズを得た。形成されたプライマー層の膜厚は0.5μm、ハードコート層の膜厚は2.5μmであった。
そして、プライマー層とハードコート層が形成されたプラスチックレンズを、プラズマ処理(大気プラズマ)したものを前記レンズ基板として用いた。
(3) Formation of primer layer and hard coat layer A thiourethane plastic lens substrate (manufactured by Seiko Epson Corporation, trade name Seiko Super Sovereign Fabric, Refractive Index 1.67) was prepared. Then, the prepared lens base material was subjected to an alkali treatment (immersion in a 2.0 N aqueous potassium hydroxide solution maintained at 50 ° C. for 5 minutes, followed by washing with pure water, and then to 0.5 N sulfuric acid maintained at 25 ° C. It was immersed for 1 minute to neutralize), washed with pure water, dried and allowed to cool. And it is immersed in the primer composition prepared in (1), and the lifting speed is 30 cm / min. And baked at 80 ° C. for 20 minutes to form a primer layer on the lens substrate surface. And the lens base material in which the primer layer was formed was immersed in the hard coat composition prepared in (2), and the lifting speed was 30 cm / min. And baked at 80 ° C. for 30 minutes to form a hard coat layer on the primer layer. Then, it heated for 3 hours in the oven set to 125 degreeC, and obtained the plastic lens in which the primer layer and the hard-coat layer were formed. The formed primer layer had a thickness of 0.5 μm, and the hard coat layer had a thickness of 2.5 μm.
Then, a plastic lens on which a primer layer and a hard coat layer are formed and subjected to plasma treatment (atmospheric plasma) was used as the lens substrate.

3.測定
(3−1)ゼータ電位及び平均粒径の測定
実施例1および比較例1の成膜用塗布液について、シリカ系微粒子のゼータ電位および平均粒径を測定した。ゼータ電位および平均粒径の測定は、超音波スペクトロスコピー(米Dispersion Technology社製、DT1200)で行った。その結果、実施例1の成膜用塗布液では、pH5.5におけるシリカ系微粒子のゼータ電位が−33.1ミリボルト、平均粒径が47.5nmであり、比較例1の成膜用塗布液では、pH1.0におけるシリカ系微粒子のゼータ電位が−19.7ミリボルト、平均粒径が58.4nmであった。
3. Measurement (3-1) Measurement of zeta potential and average particle diameter With respect to the coating liquid for film formation of Example 1 and Comparative Example 1, the zeta potential and average particle diameter of silica-based fine particles were measured. The zeta potential and average particle diameter were measured by ultrasonic spectroscopy (Dispersion Technology, DT1200). As a result, in the film-forming coating liquid of Example 1, the zeta potential of silica-based fine particles at pH 5.5 was -33.1 millivolts and the average particle diameter was 47.5 nm. Then, the zeta potential of silica-based fine particles at pH 1.0 was -19.7 millivolts, and the average particle size was 58.4 nm.

4.評価
(4−1)耐温水性
眼鏡フレーム形状に合わせてレンズ基板(実施例1の塗膜および比較例1の塗膜)を玉摺り加工した後、60℃の温水中に20日間浸漬させた。その後レンズを温水中から取り出して水冷し、水滴を擦り取った後、目視で塗膜の膜剥がれの状態を下記のA〜Dの基準で評価した。その結果を下記の表2に示す。
A:全く膜剥がれがない(剥がれの面積率0%)
B:ほとんど膜剥がれがない(剥がれの面積率1〜19%)
C:やや剥がれが発生(剥がれの面積率20〜49%)
D:膜剥がれが発生(剥がれの面積率50%以上)
4). Evaluation (4-1) Warm water resistance The lens substrate (the coating film of Example 1 and the coating film of Comparative Example 1) was dipped in accordance with the spectacle frame shape and then immersed in warm water at 60 ° C. for 20 days. . Thereafter, the lens was taken out from the warm water, cooled with water, scraped off water droplets, and then the state of film peeling of the coating film was visually evaluated according to the following criteria A to D. The results are shown in Table 2 below.
A: No film peeling (peeling area ratio 0%)
B: Almost no film peeling (peeling area ratio of 1 to 19%)
C: Slight peeling (peeling area ratio 20 to 49%)
D: Film peeling occurs (peeling area ratio of 50% or more)

Figure 2013007929
Figure 2013007929

表1から明らかなように、実施例1の塗膜は、比較例1の塗膜よりも耐温水性に優れることとなった。これにより、実施例1の塗膜(本発明の塗膜)が比較例1の塗膜(従来の塗膜)に比べて緻密な膜であることが明らかである。   As is clear from Table 1, the coating film of Example 1 was superior to the coating film of Comparative Example 1 in hot water resistance. Thereby, it is clear that the coating film of Example 1 (coating film of the present invention) is a dense film compared to the coating film of Comparative Example 1 (conventional coating film).

(4−2)シリカ系微粒子凝集性
実施例1および比較例1の塗膜を光学顕微鏡(オリンパス株式会社製 システム生物顕微鏡 BX50)を用いて観察した。その結果を図3に示す。なお、図3中の(A)が実施例1を示し、(B)が比較例1を示す。
図3から明らかなように、実施例1の塗膜は、比較例1の塗膜と比較して白く見える点Aの数が極めて少ない。具体的には、0.71mm(縦)×0.95mm(横)の範囲にて、実施例1の塗膜中に発生した点Aが118個であり、比較例1の塗膜中に発生した点Aが727個であった。すなわち、実施例1の塗膜では、比較例1の塗膜と比較して点Aが83.8%減少した。
(4-2) Silica-based fine particle cohesiveness The coating films of Example 1 and Comparative Example 1 were observed using an optical microscope (system biological microscope BX50 manufactured by Olympus Corporation). The result is shown in FIG. 3A shows Example 1, and FIG. 3B shows Comparative Example 1.
As is clear from FIG. 3, the coating film of Example 1 has very few points A that appear white compared to the coating film of Comparative Example 1. Specifically, in the range of 0.71 mm (vertical) × 0.95 mm (horizontal), 118 points A were generated in the coating film of Example 1, and were generated in the coating film of Comparative Example 1. The number of points A was 727. That is, in the coating film of Example 1, the point A decreased by 83.8% compared to the coating film of Comparative Example 1.

ここで、点Aは、シリカ粒子が凝集した二次粒子である。また、点Aは、比較的大きく、その一部が塗膜の表面から外部に突出している場合が多い。そのため、二次粒子は、塗膜を布等で拭いた拍子に塗膜から剥がれ落ちる可能性が高い。このような二次粒子の剥がれ落ちが生じると、その部分からクラックが発生したり、傷が広がったりし、また、液体等が膜内に侵入し易くなる。すなわち、二次粒子が多いほど、耐熱性や耐傷性が低下する。したがって、実施例1の塗膜は、比較例1の塗膜と比較して耐熱性および耐傷性に優れていることが明らかである。   Here, the point A is a secondary particle in which silica particles are aggregated. Further, the point A is relatively large, and a part of the point A protrudes from the surface of the coating film to the outside in many cases. Therefore, there is a high possibility that the secondary particles are peeled off from the coating film when the coating film is wiped with a cloth or the like. When such secondary particles are peeled off, cracks are generated from the portions, scratches are spread, and liquid or the like easily enters the film. That is, the more secondary particles, the lower the heat resistance and scratch resistance. Therefore, it is clear that the coating film of Example 1 is superior in heat resistance and scratch resistance as compared with the coating film of Comparative Example 1.

1…塗膜 100…レンズ基板 101…レンズ生地 102…プライマー層 103…ハードコート層   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coating film 100 ... Lens substrate 101 ... Lens cloth 102 ... Primer layer 103 ... Hard-coat layer

Claims (11)

架橋型のシロキサン重合体と、鎖状のシロキサンオリゴマーとを有するバインダーと、
前記バインダー中に分散したシリカ系微粒子とを有し、
前記鎖状のシロキサンオリゴマーが前記シリカ系微粒子の表面にグラフト化しており、
前記鎖状のシロキサンオリゴマーがグラフト化した前記シリカ系微粒子のゼータ電位の絶対値がpH5〜7において25ミリボルト以上であることを特徴とする成膜用塗布液。
A binder having a crosslinked siloxane polymer and a chain siloxane oligomer;
Having silica-based fine particles dispersed in the binder,
The chain siloxane oligomer is grafted on the surface of the silica-based fine particles,
The coating liquid for film formation, wherein the absolute value of zeta potential of the silica-based fine particles grafted with the chain siloxane oligomer is 25 millivolts or more at pH 5-7.
前記シリカ系微粒子の平均粒径は、55nm以下である請求項1に記載の成膜用塗布液。   The coating liquid for film formation according to claim 1, wherein the average particle diameter of the silica-based fine particles is 55 nm or less. 前記バインダー中の前記架橋型のシロキサン重合体の含有量は、60〜80wt%である請求項1または2に記載の成膜用塗布液。   The coating solution for film formation according to claim 1 or 2, wherein the content of the crosslinkable siloxane polymer in the binder is 60 to 80 wt%. 前記バインダーには、さらに、リニア型のシロキサン重合体が含まれている請求項1ないし3のいずれかに記載の成膜用塗布液。   The coating liquid for film formation according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder further contains a linear siloxane polymer. 前記バインダー中の前記リニア型のシロキサン重合体の含有量は、20〜30wt%である請求項4に記載の成膜用塗布液。   The coating solution for film formation according to claim 4, wherein the content of the linear siloxane polymer in the binder is 20 to 30 wt%. 前記バインダーには、さらに、環状のシロキサンオリゴマーが含まれている請求項1ないし5のいずれかに記載の成膜用塗布液。   The coating liquid for film formation according to claim 1, wherein the binder further contains a cyclic siloxane oligomer. 前記バインダー中の前記環状のシロキサンオリゴマーの含有量は、1〜15wt%である請求項6に記載の成膜用塗布液。   The coating solution for film formation according to claim 6, wherein the content of the cyclic siloxane oligomer in the binder is 1 to 15 wt%. 前記シリカ系微粒子は、中空シリカ粒子である請求項1ないし7のいずれかに記載の成膜用塗布液。   The coating liquid for film formation according to claim 1, wherein the silica-based fine particles are hollow silica particles. 反射防止膜を成膜するための塗布液である請求項1ないし8のいずれかに記載の成膜用塗布液。   The coating solution for film formation according to any one of claims 1 to 8, which is a coating solution for forming an antireflection film. 少なくとも下記一般式(1)で表されるシラン化合物および下記一般式(2)で表されるハロゲン化シランの少なくとも一方を含むシランカップリング剤に酸性加水分解触媒を加え、pH3.0〜5.0の環境下で前記シラン化合物および前記ハロゲン化シランの少なくとも一方を加水分解・縮重合することにより、鎖状のシロキサンオリゴマーを含有する液体Aを得る第1工程と、
前記第1工程で得られた前記液体Aにシリカ系微粒子を加え、pH5.0〜7.0の環境下で前記シロキサンオリゴマーを加水分解・縮重合する第2工程とにより得られる請求項1ないし8のいずれかに記載の成膜用塗布液。
SiZ4−(n+p)・・・・・・(1)
(式中、R、Rは、炭素数1〜16の有機基で少なくとも一方がエポキシ基を含む。Zは加水分解性基。n、pは、0〜2の整数であって1≦n+p≦3である。)
3−mSi−Y−SiR 3−m・・・・・・(2)
(式中、Rは炭素数1〜6の一価炭化水素基。Yはフッ素原子を1個以上含有する二価有機基。Xは加水分解性基。mは1〜3の整数である。)
An acidic hydrolysis catalyst is added to a silane coupling agent containing at least one of a silane compound represented by the following general formula (1) and a halogenated silane represented by the following general formula (2), and the pH is 3.0 to 5. A first step of obtaining a liquid A containing a chain siloxane oligomer by hydrolysis / condensation polymerization of at least one of the silane compound and the halogenated silane in an environment of 0;
A silica-based fine particle is added to the liquid A obtained in the first step, and the second step of hydrolyzing and polycondensing the siloxane oligomer in an environment of pH 5.0 to 7.0. The coating solution for film formation according to any one of 8.
R 1 n R 2 p SiZ 4- (n + p) (1)
(Wherein, R 1, R 2 are, .Z hydrolyzable group containing at least one epoxy group in the organic group having 1 to 16 carbon atoms .n, p is, 1 ≦ an integer of 0 to 2 n + p ≦ 3.)
X m R 3 3-m Si-Y-SiR 3 3-m X m (2)
(In the formula, R 3 is a monovalent hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Y is a divalent organic group containing one or more fluorine atoms. X is a hydrolyzable group. M is an integer of 1 to 3. .)
請求項1ないし10のいずれかに記載の成膜用塗布液を用いて成膜されたことを特徴とする塗膜。   A coating film formed using the coating liquid for film formation according to claim 1.
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