JP2013121893A - Method of producing glass with low reflective film - Google Patents

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敏明 杉本
Hisafumi Takanobu
尚史 高信
Ikunari Hara
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a glass with a low reflective film, wherein: the method can solves the problem that when the low reflective film is formed on a soda lime silicate glass plate through a sol-gel method, the low reflective film is eroded due to sodium ion elution; and the method can provide the low reflective film that has low refractive index, is excellent in optical properties and has robustness.SOLUTION: A coating liquid for forming a low reflective film has an organic solvent containing a colloidal silica and a tungsten compound, wherein the tungsten compound accounts for 5 to 40 mass% of the mass of colloidal silica on an oxide conversion basis. A method of producing a glass with the low reflective film includes: a first step of coating the coating liquid on a soda lime silicate glass plate to form a coated film; a second step of burning and curing the coated film formed on the soda lime silicate glass to obtain the low reflective film; and a third step of cleaning, with water, the soda lime silicate glass on which the coated film is burned and cured.

Description

本発明は、ナトリウム分を含むガラスであるソーダライムシリケートガラス表面に、低反射膜を成膜した低反射膜付きガラスの製造方法に関する。本発明の低反射膜付きガラスの製造方法による低反射膜付きガラスは、自動車ガラス、または照明器具の保護部材等に用いられ、特に太陽電池用カバーガラスの製造に好適に用いられる。   The present invention relates to a method for producing a glass with a low reflection film in which a low reflection film is formed on the surface of soda lime silicate glass, which is a glass containing sodium. The glass with a low reflection film according to the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention is used for an automobile glass or a protective member of a lighting fixture, and is particularly preferably used for the production of a cover glass for a solar cell.

低反射膜は、基体の表面反射を防止し、表面反射による光透過率(以下、単に透過率と言うことがある)の損失をなくして、ガラス等の透明性基体の透過率を向上させるために、基体表面に形成されるものである。低反射膜は、スチルカメラ、ビデオカメラ、液晶プロジェクタ等の光学機器のレンズ表面等に限らず、汎用品である太陽電池用カバーガラス、建築用窓ガラス、ショーケースおよび自動車用窓ガラス等に形成されようとしている。ガラス板に低反射膜を形成することで、太陽電池用カバーガラスにおいては、透過率向上による太陽電池の出力向上、建築用窓ガラス、ショーケースまたは自動車用窓ガラスは映りこみ防止の効果が得られる。   The low-reflection film prevents the surface reflection of the substrate, eliminates the loss of light transmittance (hereinafter sometimes simply referred to as transmittance) due to surface reflection, and improves the transmittance of a transparent substrate such as glass. In addition, it is formed on the substrate surface. The low-reflection film is not limited to the lens surfaces of optical devices such as still cameras, video cameras, and liquid crystal projectors, but is formed on general-purpose solar cell cover glass, architectural window glass, showcases, and automotive window glass. It is going to be done. By forming a low-reflection film on the glass plate, the solar cell cover glass has an effect of improving the output of the solar cell by improving the transmittance, and preventing the reflection of the architectural window glass, showcase or automobile window glass. It is done.

例えば、特許文献1には、5〜30nmの粒子径を有するシリカゾル(a)と、アルコキシシランの加水分解物、金属アルコキシドの加水分解物及び金属塩からなる群より選ばれた少なくとも1種の成分(b)からなり、且つ(a)のSiO2 100重量部に対して、(b)を金属酸化物に換算して10〜50重量部の割合で有機溶媒に含有した塗布液を、基材に塗布した後、硬化する事により得られる低屈折率反射防止膜が開示されている。また、特許文献2には、ゾルゲル法による多孔質反射防止層の堆積方法であって、チタン含有前駆物質を使用し、粒子、特にナノ粒子をゾルゲル溶液に添加することを特徴とする多孔質反射防止層の堆積方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses at least one component selected from the group consisting of silica sol (a) having a particle size of 5 to 30 nm, a hydrolyzate of alkoxysilane, a hydrolyzate of metal alkoxide, and a metal salt. (B) and (a) 100 parts by weight of SiO 2, a coating solution containing (b) in an organic solvent at a ratio of 10 to 50 parts by weight in terms of a metal oxide, A low-refractive-index antireflection film obtained by curing after coating is disclosed. Patent Document 2 discloses a method for depositing a porous antireflection layer by a sol-gel method, using a titanium-containing precursor, and adding particles, particularly nanoparticles, to a sol-gel solution. A method of depositing the prevention layer is disclosed.

しかしながら、前述の汎用品に低反射膜を成膜するには、以下の3つ問題がある。   However, there are the following three problems in forming a low reflection film on the above-mentioned general-purpose product.

第1の問題は、光学ガラスおよび無アルカリガラス等は、原料が高価且つ高温で製造する必要があり、安価であることが求められる汎用品には、ロールアウト法およびフロート法等で工業的に安価且つ大量に生産されるナトリウム分を有するソーダリムシリケートガラス板を使わざるを得ないことである。第2の問題は、ソーダリムシリケートガラス板を使う場合、大気中の水分および二酸化炭素の作用により、溶出するナトリウム分により、低反射膜が侵されることである。第3の問題は、大面積に簡便な方法で低反射膜付ガラスを製造する必要があることである。   The first problem is that optical glass, alkali-free glass and the like are expensive and need to be manufactured at a high temperature, and for general-purpose products that are required to be inexpensive, the roll-out method and the float method are industrially used. It is unavoidable to use a soda rim silicate glass plate having a sodium content that is inexpensive and produced in large quantities. The second problem is that, when using a sodalim silicate glass plate, the low reflective film is attacked by the dissolved sodium content due to the action of moisture and carbon dioxide in the atmosphere. A third problem is that it is necessary to manufacture a glass with a low reflection film in a large area by a simple method.

第1の問題について具体的に説明すると、光学機器に使用されるレンズおよびプリズム等のガラス材料は、通常、高純度で不純物を含まない原料の選択および組成の調整を行われ、高屈折率高分散のフリントガラス、低屈折率低分散のクラウンガラス等の光学ガラス、および鉄イオンおよびナトリウムイオン等の成分の含量を少なくすることで、高い光透過率を有するホワイトガラス等が用いられる。液晶ディスプレイ用基板には、薄膜トランジスタおよびCr膜を侵さないために、ガラス原料にナトリウムに換えてカルシウムおよびアルミニウムを使用する、一般式MO−Al−SiO(Mはカルシウム等の2価の金属)で表されるアルカリ含有量が0.5質量%未満の無アルカリガラスが用いられてきた。しかしながら、これらガラスは、ソーダライムシリケートガラスに比べ、原料が高価であること、溶融温度が高く製造が難しく高価であることより、上述の汎用製品には使用し難い。 The first problem will be specifically described. Glass materials such as lenses and prisms used in optical instruments are usually selected from high-purity raw materials that do not contain impurities, and the composition adjustment is performed. Optical glass such as dispersion flint glass, low refractive index and low dispersion crown glass, and white glass having high light transmittance by reducing the content of components such as iron ions and sodium ions are used. The liquid crystal display substrate uses a general formula MO-Al 2 O 3 —SiO 2 (M is divalent such as calcium) in which calcium and aluminum are used instead of sodium as a glass raw material in order not to attack the thin film transistor and the Cr film. Alkali-free glass having an alkali content represented by less than 0.5% by mass has been used. However, these glasses are difficult to use in the above-mentioned general-purpose products because the raw materials are more expensive than soda lime silicate glasses, and the melting temperature is high and the production is difficult and expensive.

汎用品に主として用いられるソーダライムシリケートガラス板に低反射膜をそのまま形成すると含まれるナトリウム分により低反射膜が侵される、第2の問題の対策として、通常、低反射膜の下地としてナトリウム分溶出防止のためのアルカリパッシベーション膜としてのアンダーコート膜を形成する。   When a low-reflection film is formed as it is on a soda lime silicate glass plate that is mainly used for general-purpose products, the low-reflection film is affected by the sodium content. As a countermeasure for the second problem, the sodium content is usually eluted as the base of the low-reflection film. An undercoat film is formed as an alkali passivation film for prevention.

このようなアンダーコート膜は、例えば、ゾルゲル法に代表される湿式塗布法で、コロイダルシリカ、テトラエトキシシラン(以下、TEOSと略することがある)、メチルトリエトキシシラン(以下、MTESと略することがある)等を含むシリカコート液を、ソーダライムシリケートガラス板表面に塗布被覆した後で焼成し焼しめること、または蒸着およびスパッタリング法に代表される乾式塗布法でソーダライムシリケートガラス板表面に形成される。このようなシリカコート膜には、SiOを主体に含むもの、SiO−ZrOの組合せ、SiO−TiOの組合せ、ポリシラザン等によるものが知られている。 Such an undercoat film is, for example, a wet coating method typified by a sol-gel method, colloidal silica, tetraethoxysilane (hereinafter sometimes abbreviated as TEOS), methyltriethoxysilane (hereinafter abbreviated as MTES). The silica coating solution containing the above may be applied and coated on the surface of the soda lime silicate glass plate and then fired and baked, or by the dry coating method typified by vapor deposition and sputtering on the surface of the soda lime silicate glass plate. It is formed. Such silica-coated film, those containing SiO 2 mainly, SiO 2 -ZrO 2 combination, SiO 2 -TiO 2 combinations, are known by polysilazane.

例えば、特許文献3には、有機置換基とシロキサン結合を含む有機無機ハイブリッド物質(前駆体)を塗布硬化させることで、表面をコートしたガラスからのナトリウム成分の溶出を防止した有機無機ハイブリッドコーティング材が開示されている。   For example, Patent Document 3 discloses an organic-inorganic hybrid coating material that prevents the elution of sodium components from glass coated on the surface by coating and curing an organic-inorganic hybrid substance (precursor) containing an organic substituent and a siloxane bond. Is disclosed.

また、アンダーコート膜を用いず、ソーダライムガラスシリケートガラス板からのアルカリ溶出を抑制する方法としては、表面を酸に接触または洗浄しナトリウム分を予め減らす方法、表面のナトリムイオンをリチウムイオン等と交換する方法が挙げられる。他に、ソーダライムシリケートガラス表面に、スズ、亜鉛等の金属薄膜を付着させる方法が挙げられる。例えば、ソーダライムシリケートガラス板が、ガラス原料を熔融スズ浴上に展開し流し出すフロート板により製造されている場合は、熔融スズと接触するボトム面はスズが付着しナトリウム溶出防止効果があることが知られている。しかしながら、熔融スズと接触しないトップ面はスズの付着がなくナトリウムが溶出しやすく、低反射膜が侵されやすい。   Moreover, as a method of suppressing alkali elution from a soda lime glass silicate glass plate without using an undercoat film, a method of reducing the sodium content in advance by contacting or washing the surface with an acid, the surface sodium ions as lithium ions, etc. The method of exchange is mentioned. In addition, a method of attaching a metal thin film such as tin or zinc to the surface of soda lime silicate glass can be mentioned. For example, if the soda lime silicate glass plate is manufactured with a float plate that unfolds and flushes the glass raw material on the molten tin bath, the bottom surface that comes in contact with the molten tin will have an effect of preventing sodium elution due to the adhesion of tin. It has been known. However, the top surface that does not come into contact with the molten tin is free from tin adhesion, so that sodium is easily eluted, and the low-reflection film is easily affected.

いずれにしても、表面処理を行っていないソーダライムシリケートガラス板に直接、機能性薄膜、特に金属薄膜を形成した場合、熱によるナトリウム分の拡散、高湿または表面は濡れること等によるナトリウム分の溶出により、薄膜が侵され、所望の特性が得られなくなるという問題があった。   In any case, when a functional thin film, particularly a metal thin film, is formed directly on a soda lime silicate glass plate that has not been surface-treated, the sodium content is diffused by heat, high humidity, or the surface is wet. Due to the elution, there was a problem that the thin film was damaged and desired characteristics could not be obtained.

次いで、第3の問題について具体的に説明する。光学機器に使用されるレンズおよびプリズム等のガラス材料表面には、マルチコートされ、異なる金属酸化物薄膜等を重ね合わせた多層膜よる低反射膜が形成される。マルチコートは蒸着法等により行われ、真空成膜装置が必要であり、汎用品に大型真空成膜装置を用い多層膜を付け低反射膜付きガラスを量産化することは、大型真空成膜装置は高価であり、各薄膜の厚みの精密制御することが難しく現実的ではない。   Next, the third problem will be specifically described. On the surface of a glass material such as a lens and a prism used in an optical apparatus, a multi-coated low reflection film is formed by a multilayer film in which different metal oxide thin films are stacked. Multi-coating is performed by vapor deposition, etc., and requires a vacuum film-formation device. Mass production of glass with a low-reflection film by attaching a multilayer film to a general-purpose product using a large-scale vacuum film-formation device Is expensive, and it is difficult and difficult to precisely control the thickness of each thin film.

単層の低反射膜は、多層膜に比べ、基体への形成が簡便であり、低コストで容易に大面積の低反射部材を作製するに有利な単層且つより低屈折率の低反射膜付きガラスが得られる。   A single-layer low-reflection film is simpler to form on a substrate than a multilayer film, and has a single-layer and low-refractive-index low-reflection film that is advantageous for easily producing a low-reflection member with a large area at low cost. An attached glass is obtained.

例えば、単層の低反射膜において、膜内部に屈折率が1である空気を微小ボイド(空隙)またはメタ細孔として取り込むことで、膜の屈折率を低下させる方法が試みられ、多孔質シリカ膜、中空性シリカ微粒子を用いたシリカ膜が検討されている。   For example, in a single-layer low-reflection film, a method of lowering the refractive index of the film by taking air having a refractive index of 1 inside the film as microvoids (voids) or metapores has been attempted. A membrane and a silica membrane using hollow silica fine particles have been studied.

多孔質シリカ膜は、シリカゾルと、界面活性剤または高沸点溶剤等を混合してなる原料液を、基体に塗布した後、ゾルゲル法で成膜してシリカ膜にメソ細孔を形成すること等で得られる。尚、ゾルゲル法とは、ケイ素アルコキシドおよびそれを脱水縮合したコロイダルシリカからなるゾル等を、其体表面に塗布した後にゲル化させ、その後、加熱焼成することで、非晶質、多結晶等の比較的硬質な膜を形成する技術である。   A porous silica film is formed by applying a raw material liquid obtained by mixing a silica sol and a surfactant or a high boiling point solvent to a substrate, and then forming a mesopore in the silica film by forming a film by a sol-gel method. It is obtained by. In addition, the sol-gel method means that a sol composed of silicon alkoxide and colloidal silica obtained by dehydrating and condensing it is gelled after being applied to the surface of the body, and then heated and fired to obtain amorphous, polycrystalline, etc. This is a technique for forming a relatively hard film.

中空シリカ微粒子は、特定のアルキル基を有するアルコキシシラン等を用い、これを凝集縮合させることで、微小ボイドまたはメソ細孔を含有させたシリカ微粒子である。これら中空シリカ微粒子を用いて基体上に形成された膜は、中空シリカ微粒子に由来するボイドまたはメソ細孔を有し、ボイドまたはメソ細孔に含有した空気により低反射膜となる。   The hollow silica fine particles are silica fine particles containing fine voids or mesopores by using an alkoxysilane having a specific alkyl group or the like and aggregating and condensing the same. A film formed on the substrate using these hollow silica fine particles has voids or mesopores derived from the hollow silica fine particles, and becomes a low reflection film by the air contained in the voids or mesopores.

しかしながら、中空シリカ微粒子は、製造工程が複雑であるという問題があった。よって、汎用品である太陽電池用カバーガラス、照明器具の保護部材および自動車ガラス向けとして、採用し難い。   However, the hollow silica fine particles have a problem that the production process is complicated. Therefore, it is difficult to adopt as a cover glass for solar cells, a protective member for lighting equipment, and an automobile glass, which are general-purpose products.

例えば、特許文献4には、シリカとシリカ以外の無機酸化物とからなる多孔質の複合酸化物粒子が、厚さが0.5nm〜20nmである多孔質のシリカ系無機酸化物層で被覆されてなることを特徴とする微粒子が開示される。この微粒子を含有する被膜を基材の表面に形成することで、低屈折率で、樹脂等との密着性、強度、反射防止能等に優れた被膜付きの基材を提供できるとされている。   For example, in Patent Document 4, porous composite oxide particles composed of silica and an inorganic oxide other than silica are coated with a porous silica-based inorganic oxide layer having a thickness of 0.5 nm to 20 nm. Disclosed is a fine particle characterized in that By forming a film containing the fine particles on the surface of the substrate, it is said that a substrate with a film having a low refractive index and excellent adhesion to a resin, strength, antireflection ability, etc. can be provided. .

また、特許文献5には、シリカとAl、B、TiO、ZrO、SnO、Ce、P、Sb、MoOまたは、またはWOから選ばれるシリカ以外の無機酸化物とからなる平均粒径が5nm〜300nmの範囲にある複合酸化物コロイド粒子が水および/または有機溶媒に分散した複合酸化物ゾルであって、前記コロイド粒子は、前記無機酸化物を構成するシリカ以外の元素の一部が除去されると共に粒子表面がシリカ被膜で被覆されてなり、屈折率が1.36〜1.44の範囲にあることを特徴とする複合酸化物ゾルが開示される。当該複合酸化物ゾルを用いて、低屈折率の塗布膜を形成した低反射用の基材が提供できるとされる。 Patent Document 5 includes silica and Al 2 O 3 , B 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 , Ce 2 O 3 , P 2 O 5 , Sb 2 O 3 , MoO 3 , or WO A composite oxide sol in which a composite oxide colloidal particle having an average particle size of 5 nm to 300 nm and an inorganic oxide other than silica selected from 3 is dispersed in water and / or an organic solvent, the colloidal particle Is characterized in that part of elements other than silica constituting the inorganic oxide is removed and the particle surface is coated with a silica coating, and the refractive index is in the range of 1.36 to 1.44. A composite oxide sol is disclosed. The composite oxide sol can be used to provide a substrate for low reflection in which a coating film having a low refractive index is formed.

しかしながら、特許文献4または特許文献5に記載の複合酸化物ゾルは、その製造において、無機酸化物の一部を除去する工程、コロイド粒子の表面をシリカ被膜する工程を有し、工程が複雑であるという問題があり、太陽電池用カバーガラス、自動車ガラスおよび照明器具の保護部材向けとしては採用し難い。   However, the composite oxide sol described in Patent Document 4 or Patent Document 5 has a process of removing a part of the inorganic oxide and a process of coating the surface of the colloidal particles with silica in its production, and the process is complicated. There is a problem that there is a problem, and it is difficult to employ it as a protective member for solar cell cover glass, automobile glass and lighting equipment.

特開平08−122501号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-122501 特開2010−134462号公報JP 2010-134462 A 特開2008−273783号公報JP 2008-273783 A 国際特許公開公報WO00/37359号International Patent Publication No. WO00 / 37359 特開2006−117526号公報JP 2006-117526 A

太陽電池用カバーガラス、建築ガラス、ショーケースおよび自動車ガラスのための安価な低反射膜付きガラスが求められている。   There is a need for inexpensive low-reflection coated glass for solar cell cover glass, architectural glass, showcases and automotive glass.

低反射膜またはアンダーコート膜がシロキサン結合を含む膜であると、これら膜の加熱焼成による成膜時または屋外使用で水または炭酸ガスの作用により経時的に、ソーダライムシリケートガラス板よりナトリウムイオンが溶出し、大気中の水分の作用により水酸化ナトリウムとなり、以下の反応によりシロキサン結合が侵され、珪酸ソーダ(NaSiO)を生じ、水ガラスとなり溶解する等の不具合を生じる。 When the low-reflection film or the undercoat film is a film containing a siloxane bond, sodium ions are generated from the soda lime silicate glass plate over time by the action of water or carbon dioxide gas during film formation by heating and baking or outdoors. It dissolves and becomes sodium hydroxide by the action of moisture in the atmosphere, and siloxane bonds are invaded by the following reaction to produce sodium silicate (Na 2 SiO 3 ), which becomes a water glass and dissolves.

SiO + 2NaOH → NaSiO +H
特に、低反射膜が多孔質膜の膜であり、ボイド中に取り込まれた屈折率の低い空気により低屈折率を示す膜であると、シリカ分が珪酸ソーダ(NaSiO)になることにより、膜が脆くなり強度が低下し、膜中のボイドが目詰まりを起こし膜の屈折率が高くなり、低反射の効果がなくなり、低反射膜が剥がれることさえあるという問題があった。また、低反射膜またはアンダーコート膜中で、シリカ微粒子のバインダーとして汎用されるチタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシドもナトリウムイオンの溶出に弱いという問題があった。
SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 0
In particular, when the low reflective film is a porous film and the film has a low refractive index due to the low refractive index air taken into the void, the silica content becomes sodium silicate (Na 2 SiO 3 ). As a result, the film becomes brittle, the strength is lowered, voids in the film are clogged, the refractive index of the film is increased, the effect of low reflection is lost, and the low reflection film is even peeled off. In addition, titanium alkoxides and zirconium alkoxides, which are widely used as binders for silica fine particles in the low reflection film or undercoat film, have a problem that they are weak against elution of sodium ions.

本発明は、ソーダライムシリケートガラス板にゾルゲル法で低反射膜を形成した際、ナトリウムイオン溶出により低反射膜が侵される前記問題を解決するとともに、低屈折率で光学特性に優れ、堅牢な低反射膜を与える低反射膜付きガラスの製造方法を提供するものである。   The present invention solves the above-mentioned problem that a low reflection film is affected by elution of sodium ions when a low reflection film is formed on a soda lime silicate glass plate by a sol-gel method. The present invention provides a method for producing a glass with a low reflection film that provides a reflection film.

また、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法は、ソーダライムシリケートガラス板に単層膜で十分な低反射効果が得られる低反射膜を安定して形成する大面積への成膜が容易な方法を提供するものである。安定して低反射膜を形成するためには、経時による固形分の発生なく液寿命に優れる低反射膜形成用塗布液が望まれる。   In addition, the method for producing a glass with a low reflection film according to the present invention facilitates film formation on a large area that stably forms a low reflection film capable of obtaining a sufficient low reflection effect with a single layer film on a soda lime silicate glass plate. Provide a simple method. In order to stably form a low reflection film, a coating liquid for forming a low reflection film that is excellent in liquid life without generation of solid content over time is desired.

即ち、本発明は、以下の発明1〜8よりなる。   That is, this invention consists of the following inventions 1-8.

実際の生産現場において、通常、ガラスに機能性薄膜を成膜した直後に水洗をすることはない。特に、真空装置で金属薄膜を成膜した際は、膜面は充分に清浄であり、次工程に入る際に、移動、出荷および受け入れ等があり、時間を置く等の特段の事情がない限り、洗浄は行わない。また、ナトリウム分溶出防止のためのアルカリパッシベーション膜としてのアンダーコート膜が形成した際も、成膜直後に洗浄が行われることはなかった。   In an actual production site, it is usually not washed immediately after forming a functional thin film on glass. In particular, when a metal thin film is formed with a vacuum device, the film surface is sufficiently clean, and there is a move, shipment, acceptance, etc. when entering the next process, unless there are special circumstances such as taking time. Do not wash. Further, even when an undercoat film as an alkali passivation film for preventing elution of sodium was formed, cleaning was not performed immediately after the film formation.

本発明の低反射膜付きガラス板の製造方法において、ソーダライムシリケートガラス板に低反射膜を成膜した際に、ナトリウムイオン溶出により低反射膜が侵されないために、タングステン化合物、例えば、タングステンアルコキシドを用い、ナトリウムイオンとタングステンアルコキシドを反応させて水溶性のタングステン酸ソーダ(NaWO)としたことで、焼成により溶出したナトリウムイオンを速やかに水洗にて除去した。 In the method for producing a glass plate with a low reflection film according to the present invention, when a low reflection film is formed on a soda lime silicate glass plate, the low reflection film is not affected by elution of sodium ions. Thus, sodium ions and tungsten alkoxide were reacted to form water-soluble sodium tungstate (Na 2 WO 4 ), so that sodium ions eluted by calcination were quickly removed by washing with water.

本発明の低反射膜付きガラス板の製造方法において得られた低反射膜は、大気中の水分および炭酸ガスによるナトリウムイオン溶出による、屈折率上昇または膜強度低下等の性能低下、溶解または目詰まり等の不具合が発生することが抑制された耐湿性に優れた低反射膜であった。   The low-reflection film obtained in the method for producing a glass plate with a low-reflection film of the present invention is a performance decrease such as an increase in refractive index or a decrease in film strength, dissolution or clogging due to elution of sodium ions by moisture and carbon dioxide in the atmosphere. It was a low reflection film excellent in moisture resistance in which the occurrence of defects such as the above was suppressed.

このように、本発明低反射膜付きガラスの製造方法において、水分および炭酸ガスの作用により、ソーダライムシリケートガラス板よりナトリウムイオンが溶出することに起因する前述の不具合を抑制し耐湿性に優れた低反射膜は、コロイダルシリカにタングステン化合物を加えてなる低反射膜形成用塗布液を用いることによって得られた。焼成後に速やかに水洗を行うと、低反射膜焼成成膜時に生成する水溶性のタングステン酸ソーダ(NaWO)を含む余計なナトリウム分が洗い流されることで、その後の低反射膜の耐湿性が向上した。また、洗浄によってタングステン酸ソーダ(NaWO)が洗い流され、より多孔質の膜となり、膜が低屈折率化することで、成膜直後の透過率も向上する。 As described above, in the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, the above-described problems caused by elution of sodium ions from the soda lime silicate glass plate are suppressed by the action of moisture and carbon dioxide gas, and the moisture resistance is excellent. The low reflection film was obtained by using a coating liquid for forming a low reflection film obtained by adding a tungsten compound to colloidal silica. If the water is washed immediately after firing, the excess sodium content including water-soluble sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) generated during firing of the low-reflection film is washed away, so that the moisture resistance of the subsequent low-reflection film Improved. In addition, sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) is washed away by washing, resulting in a more porous film, and the film has a lower refractive index, so that the transmittance immediately after film formation is improved.

また、コロイダルシリカに特定の形状および粒径のコロイダルシリカを用いることによって、耐湿性に優れた堅牢な膜が得られた。   Moreover, the robust film excellent in moisture resistance was obtained by using colloidal silica of a specific shape and particle diameter for colloidal silica.

[発明1]
コロイダルシリカおよびタングステン化合物を有機溶剤に含んでなり、コロイダルシリカの質量に対して、タングステン化合物が、酸化物換算で5質量%以上、40質量%以下の範囲に含有されてなる低反射膜形成用塗布液を、
ソーダライムシリケートガラス板に塗布し被膜を形成する第1の工程と、
ソーダライムシリケートガラス板に形成した被膜を焼成硬化させ低反射膜を得る第2の工程と、
被膜を焼成硬化させたソーダライムシリケートガラス板を水洗する第3の工程を、
含む、低反射膜付きガラスの製造方法。
[Invention 1]
For forming a low reflection film comprising colloidal silica and a tungsten compound in an organic solvent, wherein the tungsten compound is contained in the range of 5% by mass or more and 40% by mass or less in terms of oxide with respect to the mass of the colloidal silica. Apply the coating solution
A first step of applying a soda lime silicate glass plate to form a coating;
A second step of obtaining a low reflection film by baking and curing a film formed on a soda lime silicate glass plate;
A third step of washing the soda lime silicate glass plate with the coating fired and cured,
A method for producing a glass with a low reflection film.

[発明2]
コロイダルシリカが、走査型電子顕微鏡による観察で長径が5nm以上、100nm以下の棒状コロイダルシリカおよび粒径5nm以上、50nm以下の球状コロイダルシリカである、発明2の方法。
[Invention 2]
The method of Invention 2, wherein the colloidal silica is a rod-like colloidal silica having a major axis of 5 nm or more and 100 nm or less and a spherical colloidal silica having a particle diameter of 5 nm or more and 50 nm or less as observed by a scanning electron microscope.

[発明3]
棒状コロイダルシリカ:球状コロイダルシリカの質量比が、20:80〜80:20である、発明2の方法。
[Invention 3]
The method of Invention 2, wherein the mass ratio of rod-shaped colloidal silica: spherical colloidal silica is 20:80 to 80:20.

[発明4]
タングステン化合物が、W(OR6−n
(nは、1≦n≦6、Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基、s―アミル基、2−エチルヘキシル基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基またはフェニル基であり、Xはハロゲン原子である。)
である、発明1〜3の方法。
[Invention 4]
The tungsten compound is W (OR 1 ) 6-n X n
(N is 1 ≦ n ≦ 6, R 1 is each independently a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t -Butyl group, n-amyl group, i-amyl group, s-amyl group, 2-ethylhexyl group, methoxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, ethoxypropyl group or phenyl group, X Is a halogen atom.)
The method of inventions 1-3.

[発明5]
タングステン化合物が、W(OR6―nCl
(nは、1≦n≦6、Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基またはs―アミル基である。)
である、発明1〜4の方法。
[Invention 5]
The tungsten compound is W (OR 2 ) 6-n Cl n
(N is 1 ≦ n ≦ 6, R 2 is each independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t -Butyl group, n-amyl group, i-amyl group or s-amyl group.
The method of invention 1-4 which is.

[発明6]
タングステン化合物が、イソプロピルアルコール溶媒下、下記の反応
WCl + 5Na(OR) → W(ORCl+5NaCl
(Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基またはs―アミル基である。)
で合成されたW(ORClである、発明1〜5の方法。
[Invention 6]
The tungsten compound is converted into the following reaction WCl 6 + 5Na (OR 2 ) → W (OR 2 ) 5 Cl + 5NaCl in an isopropyl alcohol solvent.
(R 2 is each independently a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-amyl group, i-amyl group or s-amyl group.)
In synthesized W (OR 2) 5 is Cl, the method of the invention 1-5.

[発明7]
低反射膜が屈折率1.20以上、1.40以下である、発明1〜6の方法。
[Invention 7]
The method according to any one of Inventions 1 to 6, wherein the low reflective film has a refractive index of 1.20 or more and 1.40 or less.

[発明8]
発明1〜7の方法で得られた低反射膜付き太陽電池用カバーガラス。
[Invention 8]
The cover glass for solar cells with a low reflection film obtained by the method of invention 1-7.

尚、発明1〜8の方法は、前記アンダーコート膜が形成されてなるソーダライムシリケートガラス板に低反射膜を形成する際にも有効である。   In addition, the method of invention 1-8 is effective also when forming a low reflection film in the soda-lime silicate glass plate in which the said undercoat film is formed.

本発明により、ソーダライムシリケートガラス板にゾルゲル法で低反射膜を形成する際、ナトリウムイオン溶出により低反射膜が侵される問題を解決する、耐湿性に優れた低反射膜付きガラスを得るための製造方法が提供された。   According to the present invention, when forming a low-reflection film on a soda lime silicate glass plate by a sol-gel method, the problem that the low-reflection film is affected by elution of sodium ions is solved, and a glass with a low reflection film excellent in moisture resistance is obtained. A manufacturing method was provided.

即ち、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法において、ナトリウムイオン溶出により低反射膜が侵されないために、低反射膜形成時の焼成により溶出したナトリウム分を速やかに水洗にて除去する。   That is, in the method for producing a glass with a low reflection film according to the present invention, since the low reflection film is not affected by elution of sodium ions, the sodium content eluted by baking at the time of forming the low reflection film is quickly removed by washing with water.

また、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法において、コロイダルシリカにタングステン化合物を加えてなる低反射膜形成用塗布液を用いることによって、ソーダライムシリケートガラス板焼成時のアルカリ溶出し低反射膜が侵される問題を解決し、低屈折率かつ耐湿性に優れた低反射膜を有する低反射膜付きガラスが得られた。   Further, in the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, by using a coating solution for forming a low reflection film in which a tungsten compound is added to colloidal silica, an alkali elution and low reflection film at the time of baking soda lime silicate glass plate is used. Thus, a glass with a low reflection film having a low reflection film having a low refractive index and excellent moisture resistance was obtained.

また、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により、ソーダライムシリケートガラス板に単層膜で十分な低反射効果が得られる低反射膜を形成する大面積への安定的な成膜が容易な方法が提供された。尚、安定して低反射膜を形成するために、経時による固形分の発生なく液寿命に優れる低反射膜形成用塗布液を使用した。   In addition, according to the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, it is easy to stably form a film on a large area to form a low reflection film capable of obtaining a sufficient low reflection effect with a single layer film on a soda lime silicate glass plate. Provided. In order to stably form a low reflection film, a coating liquid for forming a low reflection film having excellent liquid life without generation of a solid content with time was used.

低反射膜付きソーダライムシリケート板の反射膜の図面代用SEM(走査型電子顕微鏡)写真である。It is a drawing substitute SEM (scanning electron microscope) photograph of the reflective film of the soda-lime silicate board with a low reflective film. 低反射膜付きソーダライムシリケートガラス板の透過率曲線である。It is the transmittance | permeability curve of the soda-lime silicate glass plate with a low reflection film.

1.低反射膜付きガラス板の製造方法
本発明の発明1は、コロイダルシリカおよびタングステン化合物を有機溶剤に含んでなり、コロイダルシリカの質量に対して、タングステン化合物が、酸化物換算で5質量%以上、40質量%以下の範囲に含有されてなる低反射膜形成用塗布液を、
ソーダライムシリケートガラス板に塗布し被膜を形成する第1の工程と、
ソーダライムシリケートガラス板に形成した被膜を焼成硬化させ低反射膜を得る第2の工程と、
被膜を焼成硬化させたソーダライムシリケートガラス板を水洗する第3の工程を、
含む、低反射膜付きガラスの製造方法である。
1. The manufacturing method of the glass plate with a low reflection film Invention 1 of the present invention comprises colloidal silica and a tungsten compound in an organic solvent, and the tungsten compound is 5% by mass or more in terms of oxide with respect to the mass of the colloidal silica. A coating solution for forming a low reflection film, contained in a range of 40% by mass or less,
A first step of applying a soda lime silicate glass plate to form a coating;
A second step of obtaining a low reflection film by baking and curing a film formed on a soda lime silicate glass plate;
A third step of washing the soda lime silicate glass plate with the coating fired and cured,
And a method for producing a glass with a low reflection film.

通常は、低反射膜がシロキサン結合を含む膜であると、加熱焼成による成膜時に、または屋外使用で水の作用により経時的に、ソーダライムシリケートガラス板よりナトリウムイオンが溶出し、以下の反応によりシロキサン結合が侵され、珪酸ソーダ(NaSiO)を生じ、水ガラスとなり溶解し、低反射膜またはガラス板表面は浸食され、低反射膜は用をなさなくなるか、剥がれ落ちてしまう。 Usually, if the low-reflection film is a film containing a siloxane bond, sodium ions are eluted from the soda lime silicate glass plate during film formation by heating and baking or due to the action of water outdoors, and the following reaction As a result, the siloxane bond is eroded, soda silicate (Na 2 SiO 3 ) is produced and dissolved as water glass, the surface of the low reflection film or the glass plate is eroded, and the low reflection film is no longer used or peeled off.

SiO + 2NaOH → NaSiO +H
しかしながら、前述のように、ソーダライムシリケートガラス板に低反射膜を成膜するのに、コロイダルシリカにタングステン化合物を加えてなる低反射膜形成用塗布液を用いると、焼成成膜時にソーダライムシリケートガラス板から溶出するナトリウムイオンとタングステンが反応し、タングステン酸ソーダ(NaWO)が形成する。NaWOは水溶性であり、焼成後に水洗を行い、NaWOおよび過剰なナトリウムイオンが洗い流され、耐湿性に優れた低反射膜が得られた。洗浄によってNaWOが洗い流され、より多孔質の膜となり低屈折率化し、また、酸化タングステン(WO)がシリカに対してバインダーとして接合し、多孔質でありながら硬質の膜が得られた。
SiO 2 + 2NaOH → Na 2 SiO 3 + H 2 O
However, as described above, when a low-reflective film-forming coating solution in which a tungsten compound is added to colloidal silica is used to form a low-reflective film on a soda-lime silicate glass plate, soda-lime silicate is formed during firing. Sodium ions eluted from the glass plate react with tungsten to form sodium tungstate (Na 2 WO 4 ). Na 2 WO 4 was water-soluble, and was washed with water after firing. Na 2 WO 4 and excess sodium ions were washed away, and a low reflection film excellent in moisture resistance was obtained. By washing, Na 2 WO 4 is washed away, resulting in a more porous film with a lower refractive index, and tungsten oxide (WO 3 ) is bonded to silica as a binder to obtain a porous film that is porous but hard. It was.

尚、本発明において、低反射膜とは、基体表面の光の反射防止のために基体表面に形成した低屈折率(エリプソメーターで測定した屈折率(nD)=1.40以下)の膜である。屈折率は、エリプソメーターによる分光エリプソメトリー測定で得られた測定値である。   In the present invention, the low reflection film is a film having a low refractive index (refractive index (nD) measured by an ellipsometer (nD) = 1.40 or less) formed on the substrate surface in order to prevent reflection of light on the substrate surface. is there. The refractive index is a measured value obtained by spectroscopic ellipsometry measurement using an ellipsometer.

また、平均透過率および平均反射率は、分光光度計を用いて、光の波長域、380nm〜1200nmの透過率、反射率を測定し、当該波長域における平均透過率、平均反射率を算出した値である。透過率曲線とは、ある波長域における分光光度計による透過率の測定値を連続的にプロットした曲線である。   Moreover, the average transmittance and the average reflectance were measured using a spectrophotometer to measure the light wavelength range, 380 nm to 1200 nm transmittance and reflectance, and the average transmittance and average reflectance in the wavelength range were calculated. Value. The transmittance curve is a curve obtained by continuously plotting measured values of transmittance with a spectrophotometer in a certain wavelength region.

2.低反射膜形成用塗布液
次いで、本発明名の低反射膜付きガラスの製造方法で使用される低反射膜形成用塗布液について説明する。
2. Next, a coating solution for forming a low reflection film used in the method for producing a glass with a low reflection film according to the present invention will be described.

低反射膜形成用塗布液とは、基体表面に塗布して基体に低反射膜を形成するための液である。低反射膜を表面に形成することで、基体が透明であれば、表面反射による損失なく、透過率が上昇する。例えば、低反射膜を表面に形成してなる太陽電池のカバーガラスは、屈折率が低いほどに透過率が大きくなり、太陽電池の受光効率が良くなり、光から電気へのエネルギー変換効率が上がる。   The coating liquid for forming a low reflection film is a liquid for coating on the surface of a substrate to form a low reflection film on the substrate. By forming a low reflection film on the surface, if the substrate is transparent, the transmittance increases without loss due to surface reflection. For example, a solar cell cover glass formed with a low reflective film on the surface has a higher transmittance as the refractive index is lower, the light receiving efficiency of the solar cell is improved, and the energy conversion efficiency from light to electricity is increased. .

本発明の低反射膜の形成方法に使用される低反射形使用塗布液はコロイダルシリカおよびタングステン化合物を含む。   The low reflection type coating solution used in the method for forming a low reflection film of the present invention contains colloidal silica and a tungsten compound.

前記低反射膜形成用塗布液をソーダライムシリケートガラス板に塗布焼成することによって得られる、低反射膜中において、シリカ微粒子をWOが接合することで微小なボイドが形成される。低反射膜形成用塗布液中のコロイダルシリカの質量(固形分の質量、以下同じ)に対して、酸化物(WO)換算でタングステン化合物の含有が5質量%未満であると、生成されるボイドが少なく、低屈折率の膜が得られない。酸化物(WO)物換算でタングステン化合物の含有が40質量%より多いと、得られる膜の屈折率が高くなり、低反射膜になり難い。好ましくは、10質量%以上、30質量%以下である。 In the low reflection film obtained by applying and baking the coating liquid for forming the low reflection film on a soda lime silicate glass plate, fine voids are formed by bonding WO 3 to the silica fine particles. It is generated when the content of the tungsten compound is less than 5% by mass in terms of oxide (WO 3 ) with respect to the mass of the colloidal silica (the mass of the solid content, hereinafter the same) in the coating solution for forming the low reflection film. There are few voids and a low refractive index film cannot be obtained. When the content of the tungsten compound is more than 40% by mass in terms of oxide (WO 3 ), the resulting film has a high refractive index and is unlikely to be a low reflection film. Preferably, they are 10 mass% or more and 30 mass% or less.

本発明の低反射膜付きガラス板の製造方法においては、WOがシリカ微粒子の界面にあって、バインダーとしてシリカ微粒子を接合する。尚、バインダーとは、結合させるものの意味である。 In the method for producing a glass plate with a low reflection film of the present invention, WO 3 is at the interface of silica fine particles, and the silica fine particles are bonded as a binder. In addition, a binder means what is combined.

また、基材表面に低反射膜を形成した低反射部材を量産化する際には、低反射膜形成用塗布液の液安定性が重要である。   Moreover, when mass-producing the low reflection member which formed the low reflection film on the base-material surface, the liquid stability of the coating liquid for low reflection film formation is important.

2.1.低反射膜形成用塗布液の調製
前記低反射膜形成用塗布液の調製は、例えば、タングステン化合物を含む分散液と、コロイダルシリカを含む分散液を混合することを特徴とする。コロイダルシリカは、形状の異なる、少なくとも2種類のコロイダルシリカであることが好ましい。
2.1. Preparation of coating liquid for forming low reflection film The preparation of the coating liquid for forming low reflection film is characterized by mixing, for example, a dispersion containing a tungsten compound and a dispersion containing colloidal silica. The colloidal silica is preferably at least two types of colloidal silica having different shapes.

調製する際、コロイダルシリカの分散液、タングステン化合物の分散液は、液安定性および反応のし易さより、コロイダルシリカの分散液においては、アルコールとしてはメタノール、エタノール、n−プロパノールもしくはIPA、エステルとしては酢酸エチル、極性溶剤としてはアセトン等の有機溶剤が用いられ、タングステン化合物の分散液においては、メタノール、エタノール、n−プロパノールまたはIPA等のアルコール系有機溶剤が用いられ、これらを混合して用いてもよい。また、コロイダルシリカの加水分解を促進し、焼成時にコロイダルシリカの縮合を速やかに低反射膜を形成させるため、または火気に対する危険性を少なくするため、水、このましくは純水を添加してもよい。   In preparing the colloidal silica dispersion and the tungsten compound dispersion, the alcohol in the colloidal silica dispersion is methanol, ethanol, n-propanol or IPA, ester as the alcohol in the colloidal silica dispersion. Is ethyl acetate, an organic solvent such as acetone is used as the polar solvent, and an alcoholic organic solvent such as methanol, ethanol, n-propanol, or IPA is used in the dispersion of the tungsten compound, and these are used in combination. May be. In order to promote the hydrolysis of colloidal silica and to quickly form a low-reflection film during the condensation of colloidal silica during firing, or to reduce the risk of fire, water, preferably pure water, is added. Also good.

2.2 低反射膜形成用塗布系の塗布および焼成方法
次いで、本発明の低反射膜付きガラス板の製造方法における、低反射膜形成用塗布液の塗布方法および塗布後の低反射成膜時の焼成方法について説明する。
2.2 Coating method and firing method of coating system for forming low reflection film Next, in the method for producing a glass plate with a low reflection film of the present invention, a coating method for coating liquid for forming a low reflection film and a low reflection film formation after coating The firing method will be described.

蒸着法およびスパッタ法等の真空中における成膜法では、数種類の組成物を有する膜を、基体表面に一度の成膜で形成することは難しいが、ゾルゲル法等の湿式塗布法では、基体表面に一度の塗布で成膜することは容易である。湿式塗布法は紫外、可視および赤外域に対応する低反射膜および調光膜への幅広い応用が期待され、太陽電池用カバーガラスの製造を始め、ステッパー、レーザー、有機EL、液晶表示素子、LED、照明器具等の低反射膜および調光膜を有する部材、レンズ等の精密光学機器のみならず、汎用の自動車用ガラス、特にフロントガラス、照明器具の保護部材の製造に好適に使用される。本発明の低反射膜付きガラス板の製造方法において、ゾルゲル法が好適に採用される。   It is difficult to form a film having several kinds of compositions on the substrate surface by a single film formation in a vacuum film formation method such as a vapor deposition method and a sputtering method, but in a wet coating method such as a sol-gel method, It is easy to form a film by coating once. Wet coating methods are expected to have a wide range of applications for low reflection films and light control films for the ultraviolet, visible and infrared regions, starting with the production of cover glass for solar cells, steppers, lasers, organic EL, liquid crystal display elements, LEDs In addition to precision optical equipment such as a lens, a member having a low-reflection film and a light control film such as a lighting fixture, and the like, it is suitably used for the production of general-purpose automotive glass, particularly windshields and lighting fixture protection members. In the method for producing a glass plate with a low reflection film of the present invention, a sol-gel method is suitably employed.

本発明の低反射膜付きガラス板の製造方法においてゾルゲル法を採用した際の、低反射膜形成用塗布液のソーダライムシリケートガラス板上への塗布は、浸漬引き上げ法、即ち、ディップコーティング法のみならず、スピンコート法、スプレーコート法、リバースロールコーター等によるローラーコート法、スクリーン印刷法、刷毛塗り、またはインクジェット等の様々な塗布方法が適用される。   When the sol-gel method is employed in the method for producing a glass plate with a low reflection film of the present invention, the coating solution for forming the low reflection film on the soda lime silicate glass plate is a dip-up method, that is, only a dip coating method. Instead, various coating methods such as a spin coating method, a spray coating method, a roller coating method using a reverse roll coater, a screen printing method, a brush coating method, an ink jet method, and the like are applied.

前記塗布方法により、ソーダライムシリケートガラス板上に形成された塗布膜を、80℃以上、150℃以下で10分から6時間乾燥した後、さらに加熱焼成し低反射膜とすることが好ましい。加熱焼成の好ましい態様として、500℃以上、700℃以下で2〜3分間、即ち、120〜180秒間、加熱焼成することにより、耐磨耗性に優れた低反射膜が得られた。特に、コロイダルシリカおよびタングステン化合物を同時に用い、焼成後、水洗することによって、低屈折率且つ、耐熱性、耐湿性および耐磨耗性に優れた低反射膜が得られた。水洗に用いられる水は、タングステン酸ソーダを溶解し低反射膜を侵さなければよく、例えば、酸を添加し、酸性であってもよい。   It is preferable that the coating film formed on the soda lime silicate glass plate by the coating method is dried at 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower for 10 minutes to 6 hours, and then further heated and fired to form a low reflection film. As a preferred embodiment of the heating and baking, a low reflection film excellent in wear resistance was obtained by heating and baking at 500 ° C. or more and 700 ° C. or less for 2 to 3 minutes, that is, 120 to 180 seconds. In particular, by using colloidal silica and a tungsten compound at the same time, and firing and washing with water, a low reflective film having a low refractive index and excellent heat resistance, moisture resistance and wear resistance was obtained. The water used for washing may be acidic as long as it dissolves sodium tungstate and does not attack the low-reflection film.

2.3.低反射膜形成用塗布液が含む成分
2.3.1 コロイダルシリカ
本発明の低反射膜付きガラスの製造方法に使用する低反射膜形成用塗布液が含む、コロイダルシリカについて説明する。
2.3. Component 2.3.1 Colloidal Silica Containing Low Reflective Film Forming Coating Liquid Colloidal silica contained in the low reflective film forming coating liquid used in the method for producing a glass with a low reflective film of the present invention will be described.

コロイダルシリカとは、酸化ケイ素またはその水和物が凝集したコロイドであり、通常、アルコキシシランを原料とし脱水縮合させたもの、もしくはアルカリシリケートより、イオン交換にてアルカリ分を除去しコロイドとしたものが挙げられる。本発明で使用する低反射膜形成用塗布液は、タングステン化合物およびコロイダルシリカを含む分散液からなり、コロイダルシリカは、形状の異なる少なくとも2種類のコロイダルシリカ、例えば、棒状コロイダルシリカおよび球状コロイダルシリカであることが好ましい。   Colloidal silica is a colloid in which silicon oxide or its hydrate is agglomerated, and is usually a colloid obtained by dehydration condensation using alkoxysilane as a raw material, or a colloid obtained by removing alkali from an alkali silicate by ion exchange. Is mentioned. The coating solution for forming a low reflection film used in the present invention comprises a dispersion containing a tungsten compound and colloidal silica. The colloidal silica is at least two types of colloidal silica having different shapes, for example, rod-shaped colloidal silica and spherical colloidal silica. Preferably there is.

棒状コロイダルシリカとは、細長い形状のコロイダルシリカのことをいい、数珠上であっても、湾曲していてもよい。また、球状コロイダルシリカとは、丸い形状のコロイダルシリカをいい、完全な球体でなく、歪な楕円体でもよい。コロイダルシリカ微粒の最大径のことを、棒状コロイダルシリカにおいては長径と言い、球状コロイダルシリカにおいては、粒径と言う。また、棒状コロイダルシリカの最小径を短径という。   The rod-shaped colloidal silica refers to a long and narrow colloidal silica, and may be on a bead or curved. Further, the spherical colloidal silica refers to a round colloidal silica, and may not be a perfect sphere but a distorted ellipsoid. The maximum diameter of the colloidal silica fine particles is referred to as a long diameter in rod-shaped colloidal silica, and is referred to as a particle diameter in spherical colloidal silica. Moreover, the minimum diameter of rod-shaped colloidal silica is called a short diameter.

シリカ微粒子を含有してなるシリカ膜を形成する際に、シリカ微粒子が球形であると充填し易く、シリカ微粒子の粒度分布を揃えれば、充填密度を高くすることが可能であり、得られたシリカ膜は、最密充填で充填密度70%以上を確保できる。しかしながら、球状のシリカ微粒子同士は、点接触で接合しており、外部から応力を受け微粒子間にせん断力が働けば、脆く容易に破壊されやすく、シリカ膜とした際に耐摩耗性に劣る問題があった。   When forming a silica film containing silica fine particles, if the silica fine particles are spherical, it is easy to fill, and if the particle size distribution of the silica fine particles is uniform, the packing density can be increased. The film can ensure a packing density of 70% or more by close packing. However, spherical silica fine particles are bonded to each other by point contact, and if they receive stress from the outside and a shearing force acts between the fine particles, they are brittle and easily broken, and have a poor wear resistance when used as a silica film. was there.

一方、棒状シリカ微粒子は、アスペクト比の大きな嵩高の粒子であり、棒状シリカの充填密度は低く、棒状の粒子が立体的に絡みあい3次元のブリッジ構造を形成するため、得られてなるシリカ膜は充填率が低く、嵩高で空隙率が大きくなる。当該シリカ膜は多孔質で空気層に富み、見かけ屈折率は1.25以下の優れた低反射性能を示すが、摩擦強度は極めて脆く、軽い摩擦程度で簡単に剥離して実用に耐えうるものではないという問題があった。   On the other hand, the rod-like silica fine particles are bulky particles having a large aspect ratio, the packing density of the rod-like silica is low, and the rod-like particles are entangled three-dimensionally to form a three-dimensional bridge structure. Has a low filling rate, is bulky and has a high porosity. The silica film is porous, rich in air layer, and exhibits an excellent low reflection performance with an apparent refractive index of 1.25 or less, but the friction strength is extremely brittle, and it can be easily peeled off with light friction and can withstand practical use. There was a problem that was not.

よって、低反射膜付きガラスの製造方法で使用する低反射膜形成用塗布液においては、棒状コロイダルシリカと球状コロイダルシリカをともに用いることが好ましい。推察すれば、形状の異なるコロイダルシリカが共存した塗布液を用いれば、基体上に塗布した際に、液中でのコロイダルシリカのブラウン運動により、棒状コロイダルシリカが絡みブリッジ上に接合してなる間隙に、球形シリカ微粒子が捕捉された状態で塗膜が形成され、屈折率1の空気が間隙に取り込まれた効果により、低屈折率の膜、即ち、低反射膜が形成されると思われる。   Therefore, it is preferable to use both rod-like colloidal silica and spherical colloidal silica in the coating solution for forming a low-reflection film used in the method for producing a glass with a low-reflection film. Assuming that a coating liquid in which colloidal silicas with different shapes coexist is used, the gap formed by the rod-shaped colloidal silica entangled and bonded onto the bridge due to the Brownian motion of the colloidal silica in the liquid when coated on the substrate. In addition, it is considered that a film having a low refractive index, that is, a low reflection film is formed by the effect that the coating film is formed in the state where the spherical silica fine particles are captured and the air having the refractive index of 1 is taken into the gap.

具体的には、塗膜の乾燥工程で、棒状コロイダルシリカと球状コロイダルシリカの空隙の毛管現象により、溶剤の蒸発に連れて、間隙に微細な球形シリカ微粒子が入り込み、形状の異なるシリカがより多くの接点で隣接するため、棒状コロイダルシリカのみを用いたより密、且つ球状コロイダルシリカのみを用いたより粗な空隙率となり、かつ接点が多くより強く接合した摩擦強度に優れた低反射膜が形成されると考えられる。   Specifically, in the coating drying process, fine spherical silica particles enter the gap as the solvent evaporates due to capillarity of the voids between the rod-shaped colloidal silica and the spherical colloidal silica, resulting in more silica with different shapes. Therefore, a low-reflective film with excellent frictional strength is formed, which is denser using only rod-shaped colloidal silica and coarser porosity using only spherical colloidal silica, and has more contacts and stronger bonding. it is conceivable that.

しかしながら、形状の異なるコロイダルシリカを共存させると、ゾルを形成し易く低反射膜形成用塗布液に寿命が得られないという問題があった。   However, when colloidal silicas having different shapes coexist, there is a problem that a sol is easily formed and the life of the coating liquid for forming a low reflection film cannot be obtained.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により得られる低反射膜は、形状の異なるシリカ微粒子を、その界面でWOがバインダーとして接合することで生成した微小ボイドに取り込まれた屈折率1の空気により、低屈折率を得るもので、長径5nm以上、100nm以下の範囲に調製された棒状コロイダルシリカと、粒径5nm以上、50nm以下の範囲に調製された球状コロイダルシリカと、タングステン化合物を分散させた低反射膜形成用塗布液を用いることで、低反射膜中に空気からなる微小ボイドの生成が容易となり、低反射膜のガラス板に対する付着強度が向上した。 Low reflection film obtained by the production method of the low reflective film coated glass of the present invention, different silica particle shapes, the interface with WO 3 is the refractive index 1 incorporated into microvoids produced by bonding as a binder A low refractive index is obtained by air. A rod-shaped colloidal silica prepared in the range of 5 nm or more and 100 nm or less in the major axis, a spherical colloidal silica prepared in a range of 5 nm or more and 50 nm or less, and a tungsten compound are dispersed. By using the applied coating liquid for forming a low reflection film, it was easy to generate microvoids made of air in the low reflection film, and the adhesion strength of the low reflection film to the glass plate was improved.

本発明において用いるコロイダルシリカは形状の異なる少なくとも2種類のシリカであることが好ましい。具体的には、前記形状の異なるコロイダルシリカに、長径5nm以上、100nm以下の棒状コロイダルシリカおよび粒径5nm以上、50nm以下の球状コロイダルシリカを用いることが好ましい。   The colloidal silica used in the present invention is preferably at least two types of silica having different shapes. Specifically, it is preferable to use rod-shaped colloidal silica having a major axis of 5 nm or more and 100 nm or less and spherical colloidal silica having a particle diameter of 5 nm or more and 50 nm or less as the colloidal silica having different shapes.

棒状コロイダルシリカにおいて、長径が5nmより短いと、得られる低反射膜が微小なボイドが多数存在する膜に成り難く、長径が100nmより長いと、微小なボイドが形成され難い。棒状コロイダルシリカのアスペクト比、即ち、長径/短径は、2以上、10以下であることが好ましい。長径/短径が2より小さい、または10より大きいと、低反射膜中に微小ボイドが形成され難い。球状コロイダルシリカにおいては、粒径が5nmより小さいと、得られる低反射膜が微小なボイドが多数存在する膜に成り難く、粒径が50nmより大きいと、微小なボイドが形成され難い。   In the rod-shaped colloidal silica, if the major axis is shorter than 5 nm, the resulting low reflection film is unlikely to be a film having many minute voids, and if the major axis is longer than 100 nm, minute voids are hardly formed. The aspect ratio of the rod-shaped colloidal silica, that is, the major axis / minor axis is preferably 2 or more and 10 or less. When the major axis / minor axis is smaller than 2 or larger than 10, microvoids are hardly formed in the low reflection film. In spherical colloidal silica, if the particle size is smaller than 5 nm, the resulting low reflection film is unlikely to be a film having many minute voids, and if the particle size is larger than 50 nm, minute voids are not easily formed.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法に使用する低反射膜形成用塗布液に含有する、棒状コロイダルシリカおよび球状コロイダルシリカを含む全てのコロイダルシリカ中で、走査型電子顕微鏡(以下、SEMと略する)による目視観察で、コロイダルシリカの全個数の90%以上が、前記範囲に入ることが好ましい。残部は前記範囲を満たさない、言い換えれば、前記範囲を外れたコロイダルシリカであり、前記範囲を外れるコロイダルシリカが10%より多く含有されると、微小ボイドの形成に支障をきたすばかりでなく、上限値の5倍以上の大きさの径のコロイダルシリカが含まれると、形成された膜が不均一となり、好ましくない。   Among all colloidal silicas including rod-shaped colloidal silica and spherical colloidal silica contained in the coating liquid for forming a low reflection film used in the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM) It is preferable that 90% or more of the total number of colloidal silica falls within the above range by visual observation. The remainder does not satisfy the above range, in other words, is colloidal silica outside the above range, and if more than 10% of colloidal silica outside the above range is contained, not only the formation of microvoids will be hindered, but the upper limit. When colloidal silica having a diameter of 5 times or more of the value is included, the formed film is not uniform, which is not preferable.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法に使用する低反射膜形成用塗布液に用いる、シリカ微粒子を含有させるためのコロイダルシリカを生成するためのケイ素化合物としては、以下の物が挙げられる。   The following are mentioned as a silicon compound for producing | generating the colloidal silica for containing the silica fine particle used for the coating liquid for low reflection film formation used for the manufacturing method of the glass with a low reflection film of this invention.

好ましいケイ素化合物として、アルコキシドが挙げられ、一般式 Si(OR) (式中、Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、セカンダリブチル基、メトキシエチル基、エトキシエチル基またはフェニル基のいずれかである)で表されるアルコキシ化合物またはそれらの加水分解物あるいは部分加水分解物であって、特にテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラノルマルプロポキシシラン、テトラノルマルブトキシシラン、テトラターシャリブトキシシラン等またはその加水分解物が好ましい。また、アルコキシドの−ORが、塩素原子等のハロゲン原子で置換したものでもよく、例えば、クロロトリエトキシシラン、ジクロロジノルマルブトキシシランまたはトリクロロノルマルブトキシシラン等が挙げられる。本発明には、これらのケイ素化合物を脱水縮合して、長径、5nm以上、100nm以下に調製した棒状コロイダルシリカ、粒径、5nm以上、50nm以下に調製した球状コロイダルシリカが好適に用いられる。 Preferred silicon compounds include alkoxides, and are represented by the general formula Si (OR) 4 (wherein R is independently methyl, ethyl, normal propyl, isopropyl, normal butyl, secondary butyl, methoxy Or an hydrolyzate or partial hydrolyzate thereof, particularly tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, Tetranormal propoxysilane, tetranormalbutoxysilane, tetratertiarybutoxysilane or the like or a hydrolyzate thereof is preferable. Moreover, what substituted -OR of alkoxide by halogen atoms, such as a chlorine atom, may be mentioned, for example, chloro triethoxysilane, dichloro di normal butoxy silane, or trichloro normal butoxy silane etc. are mentioned. In the present invention, rod-shaped colloidal silica prepared by dehydrating and condensing these silicon compounds to have a major axis of 5 nm or more and 100 nm or less, and spherical colloidal silica prepared by a particle diameter of 5 nm or more and 50 nm or less are preferably used.

2.3.2 タングステン化合物
本発明の低反射膜付きガラスの製造方法に使用する低反射膜形成用塗布液が含む、コロイダルシリカについて説明する。
2.3.2 Tungsten compound The colloidal silica contained in the coating solution for forming a low reflection film used in the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention will be described.

当該低反射膜形成用塗布液において、低反射膜に酸化タングステンを含有させるためには、塗布液中における液安定性に優れ固形分析出の懸念が少ないタングステン化合物を用いることが好ましい。   In order to contain tungsten oxide in the low reflective film in the coating liquid for forming the low reflective film, it is preferable to use a tungsten compound that has excellent liquid stability in the coating liquid and is less likely to cause solid analysis.

タングステン化合物には、W(OR、およびWXを含むタングステンの塩化物に代表されるハロゲン化物、水和物、アルコキシドまたはキレート化合物が挙げられるが、本発明においては、より安定した分散液を与えるW(OR6−nを用いることが好ましい。尚、nは1≦n≦6、Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基、s―アミル基、2−エチルヘキシル基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基またはフェニル基を表し、Xはハロゲン原子である。また、タングステン化合物には、タングステンアルコキシドにCa、Fe、Mn等の無機・有機塩およびアルコキシドを共存させて焼成後にタングステン酸カルシウム、即ち、CaWO、タングステン酸鉄、即ちFeWO、タングステン酸マンガン、即ちMnWO等のタングステン酸化合物を生成するもの等が挙げられる。 Tungsten compounds include W (OR 1 ) 6 and halides, hydrates, alkoxides or chelate compounds typified by tungsten chlorides containing WX 6. In the present invention, more stable dispersion is possible. it is preferable to use W (OR 1) 6-n X n to give a liquid. Here, n is 1 ≦ n ≦ 6, and R 1 is independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t -Represents a butyl group, n-amyl group, i-amyl group, s-amyl group, 2-ethylhexyl group, methoxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, ethoxypropyl group or phenyl group, Is a halogen atom. In addition, the tungsten compound includes calcium tantalate, that is, CaWO 4 , iron tungstate, that is, FeWO 4 , manganese tungstate, and the like after calcination in the presence of inorganic alkoxides such as Ca, Fe, and Mn and alkoxide in the tungsten alkoxide. that like those that generate MnWO tungstate compounds such as 4.

この中でも、タングステンの塩化物且つアルコキシドであるW(OR6―nClが合成しやすく、本発明において使用しやすいタングステン化合物である。尚、nは1≦n≦6、Rは、それぞれ独立にメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基またはs―アミル基である。 Among them, tungsten chloride and alkoxide, W (OR 2 ) 6-n Cl n, is a tungsten compound that is easy to synthesize and easy to use in the present invention. N is 1 ≦ n ≦ 6, and R 2 is independently methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, s-butyl, i-butyl, t- A butyl group, an n-amyl group, an i-amyl group or an s-amyl group;

本発明で使用するル低反射膜形成用塗布液において、とりわけW(ORClが、液安定性に有用であり、本発明の低反射膜形成用塗布液において、IPAに分散した分散液としてコロイダルシリカの分散液と混合して使用することが好ましい。尚、Rは、メチル基、エチル基、n−プロピル基またはi−プルピル基であることが好ましい。 In the coating liquid for forming a low reflective film used in the present invention, W (OR 2 ) 5 Cl is particularly useful for liquid stability, and in the coating liquid for forming a low reflective film of the present invention, dispersion dispersed in IPA It is preferable to use it as a liquid mixed with a dispersion of colloidal silica. R 2 is preferably a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an i-propyl group.

W(ORClは、メタノール溶媒下またはエタノール溶媒下に合成することが可能であるが、溶媒にIPAを用いることで、コロイダルシリカを含有する分散液と混合し、1質量%以上、50質量%以下となるように水を加えたとしても固形分が析出することが少なく、安定性良好な低反射膜形成用塗布液を与える。 W (OR 2 ) 5 Cl can be synthesized in a methanol solvent or an ethanol solvent, but by using IPA as a solvent, it is mixed with a dispersion containing colloidal silica, 1% by mass or more, Even if water is added so as to be 50% by mass or less, a solid content hardly precipitates, and a coating solution for forming a low reflection film having good stability is obtained.

W(ORClは、IPA溶媒下、下記の反応で合成される。 W (OR 2 ) 5 Cl is synthesized by the following reaction in an IPA solvent.

WCl + 5Na(OR) → W(ORCl+5NaCl
尚、Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基またはi−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基またはs―アミル基である。
WCl 6 + 5Na (OR 2 ) → W (OR 2 ) 5 Cl + 5NaCl
R 2 is independently a methyl group, ethyl group, n-propyl group or i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-amyl group. I-amyl group or s-amyl group.

2.4 低反射膜形成用塗布液の安定性
通常、透明基板に低反射膜を形成するための低反射膜形成用塗布液は、経時変化なくおよび固形分の析出なく長期間安定であること安定性が重要であり、少なくとも室温で30日以上保存できることが好ましい。例えば、ゾル中の金属酸化物前駆体、例えば、金属アルコキシドの安定性を比較したとき、アルコキシシラン等のSi系アルコキシドは、経時によるゲル化および固形分の析出なく比較的安定であるが、Al系、Zr系、Ti系、Sn系のアルコキシドは不安定であることが、当業者には知られている。具体的には、ゾル中の金属酸化物前駆体、例えば、金属アルコキシドの安定性を比較したとき、アルコキシシラン等のSi系アルコキシドは、加水分解が遅く、経時によるゲル化および固形分の析出なく比較的安定であるが、Al系、Zr系、Ti系、Sn、遷移金属、希土類系のアルコキシドは不安定である。これらの金属を用いた場合、低反射膜形成用塗布液中、安定に分散できない化合物しかない金属もあるばかりか、液安定性において、固形分の析出があり、液寿命が短く低反射膜の性能劣化の懸念等がある。また、得られる低反射膜は硬さに劣り、耐熱性、耐湿性および耐摩耗性に劣る。
2.4 Stability of the coating solution for forming the low-reflection film Normally, the coating solution for forming the low-reflection film for forming the low-reflection film on the transparent substrate should be stable for a long time without change over time and without precipitation of solids. Stability is important and it is preferable that it can be stored for at least 30 days at room temperature. For example, when comparing the stability of metal oxide precursors in sols, such as metal alkoxides, Si-based alkoxides such as alkoxysilanes are relatively stable without gelation and solids precipitation over time. It is known to those skilled in the art that alkoxides based on Zr, Zr, Ti, and Sn are unstable. Specifically, when comparing the stability of metal oxide precursors in sols, such as metal alkoxides, Si-based alkoxides such as alkoxysilanes are slow to hydrolyze, without gelation and precipitation of solids over time. Although relatively stable, Al-based, Zr-based, Ti-based, Sn, transition metal, and rare earth-based alkoxides are unstable. In the case of using these metals, there are not only metals in the coating solution for forming a low reflection film that have only a compound that cannot be stably dispersed, but also in the liquid stability, there is precipitation of solids, the life of the liquid is short, and the low reflection film There are concerns about performance degradation. Moreover, the obtained low reflection film is inferior in hardness and inferior in heat resistance, moisture resistance and wear resistance.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法に使用する低反射膜形成用塗布液は、コロイダルシリカと、タングステン化合物、特にタングステンのアルコキシドを混合させたものであり、コロイダルシリカと、タングステンアルコキシドの組合せにおいて長期に安定であることを見出したものである。   The coating solution for forming a low reflection film used in the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention is a mixture of colloidal silica and a tungsten compound, particularly an alkoxide of tungsten, and a combination of colloidal silica and tungsten alkoxide. It was found to be stable in the long term.

コロイダルシリカおよびタングステン化合物が分散してなる本発明で使用される低反射膜形成用塗布液は、液安定性が良好であり、具体的には、水を50質量%まで加えたとしても安定であり、種々有機溶剤を用いての揮発性、粘度調整、固形分濃度の調整が容易である。好ましくは、30質量%以下、さらに好ましくは、1質量%以上、10質量%以下である。水の含有が増えるに連れ固形分が析出するコロイダルダルシリカのみ含有する塗布きに比較して、タングステン化合物と共存させたことで、水を濃度50質量%まで加えても安定であり、安全性に優れ、且つ様々な塗布方法に対応する。   The coating solution for forming a low reflection film used in the present invention in which colloidal silica and a tungsten compound are dispersed has good liquid stability. Specifically, even when water is added up to 50% by mass, the coating liquid is stable. Yes, it is easy to adjust volatility, viscosity adjustment, and solid content concentration using various organic solvents. Preferably, it is 30 mass% or less, More preferably, it is 1 mass% or more and 10 mass% or less. Compared to a coating containing only colloidal silica, in which solid content precipitates as the water content increases, by coexisting with a tungsten compound, it is stable even when water is added to a concentration of 50% by mass, and safety And is compatible with various coating methods.

例えば、コロイダルシリカの分散液に水を加えることで、コロイダルシリカは不安定になり、固形分が析出することが多く、水は使用されないが、コロイダルシリカとタングステンアルコキシドをともに用いた低反射膜形成用塗布液は、前記アルコキシドの作用により、液の全質量に対し、水を50質量%まで加えても固形分が析出し難い。また、前記低反射膜形成用塗布液に、水を1質量%以上加えることでガラス板との濡れ性が良くなり、本発明において、コロイダルシリカとタングステンアルコキシドをともに用いた低反射膜形成用塗布液を用い、全質量に対し、水の含有を1質量%以上、50質量%以下の間で任意に調製できる。好ましくは、1質量%以上、30質量%以下、さらに好ましくは、1質量%以上、10質量%以下である。   For example, when water is added to a dispersion of colloidal silica, colloidal silica becomes unstable and solid content often precipitates, and water is not used, but low reflective film formation using both colloidal silica and tungsten alkoxide is used. In the coating liquid for coating, solids are hardly precipitated even when water is added up to 50 mass% with respect to the total mass of the liquid due to the action of the alkoxide. Further, by adding 1% by mass or more of water to the coating solution for forming a low reflection film, the wettability with a glass plate is improved. In the present invention, the coating for forming a low reflection film using both colloidal silica and tungsten alkoxide is used. Using the liquid, the water content can be arbitrarily adjusted between 1% by mass and 50% by mass with respect to the total mass. Preferably, they are 1 mass% or more and 30 mass% or less, More preferably, they are 1 mass% or more and 10 mass% or less.

本発明のタングステン化合物および形状の異なる少なくとも2種類以上のコロイダルシリカの分散液からなる低反射膜形成用塗布液は、水の含有割合が1質量%以上、50質量%以下の範囲で調製され、水を加えたとしても優れた液安定性を示し、固形分が経時により長期にわたり析出することなく、液寿命に優れる。好ましくは、1質量%以上、30質量%、さらに好ましくは、1質量%以上、10質量%以下である。   The coating solution for forming a low reflection film comprising the tungsten compound of the present invention and a dispersion of at least two or more types of colloidal silica having different shapes is prepared such that the water content is in the range of 1% by mass to 50% by mass, Even when water is added, it exhibits excellent liquid stability, and the solid content does not precipitate over a long period of time. Preferably, they are 1 mass% or more and 30 mass%, More preferably, they are 1 mass% or more and 10 mass% or less.

詳しくは、一般的にコロイドの安定性は、ゼータ電位が重要であり、液中に分散したコロイド粒子は、多くの場合、それ自体のイオン性、双極子特性等により正または負に帯電しており、コロイド粒子は、表面電荷を中和する量の反対符号の電荷で囲まれ、固定層と拡散層から成る電気二重層を形成している。   Specifically, the zeta potential is generally important for the stability of colloids, and colloidal particles dispersed in a liquid are often charged positively or negatively due to their ionicity, dipole characteristics, etc. The colloidal particles are surrounded by charges having the opposite sign of the amount that neutralizes the surface charge, and form an electric double layer composed of a fixed layer and a diffusion layer.

ゼータ電位とは、コロイド中のコロイド粒子の周りに形成する電気二重層中の、液体流動が起こり始める「すべり面」の電位として定義される。ゼータ電位がゼロに近づくと、コロイド粒子の相互の反発力は弱まりやがて凝集してしまう。ゼータ電位は、界面の性質を評価する上で重要な値である。特にコロイドの分散・凝集性、相互作用等の安定性を制御する上での重要な指標となる。コロイド粒子の凝集や分散の制御は、複数金属アルコキシドを混合して使用する場合において、コロイドの安定性、ポットライフを考慮して、使用する金属アルコキシドを慎重に選択する必要がある。   The zeta potential is defined as the potential of the “slip surface” where liquid flow begins to occur in the electric double layer formed around the colloidal particles in the colloid. As the zeta potential approaches zero, the repulsive forces of the colloidal particles weaken and eventually aggregate. The zeta potential is an important value in evaluating the interface properties. In particular, it is an important index for controlling the stability of colloidal dispersion / aggregation and interaction. To control the aggregation and dispersion of colloidal particles, when a plurality of metal alkoxides are mixed and used, it is necessary to carefully select the metal alkoxide to be used in consideration of the stability of the colloid and the pot life.

コロイド粒子は、表面積をなるべく小さくした方が安定する。表面積が大きいと、コロイド粒子は凝集しようとする傾向がある。金属アルコキシドは、溶液中に極めて小さい微粒子として存在し、コロイダルシリカの様な比較的大きいコロイド粒子の周囲を取り巻くようにすることで、コロイド粒子がより分散し、安定化すると推定される。   Colloidal particles are more stable when the surface area is made as small as possible. When the surface area is large, the colloidal particles tend to aggregate. It is presumed that the metal alkoxide exists in the solution as extremely small fine particles, and the colloidal particles are more dispersed and stabilized by surrounding the relatively large colloidal particles such as colloidal silica.

一方、コロイド粒子は帯電しており、粒子間には静電気的な反発力が働く。この反発力は、コロイド粒子に分散しようとする傾向を与える。ゼータ電位は、この静電気的な反発力の大きさに比例して大きくなるため、コロイド粒子の安定性の指標となる。ゼータ電位がゼロに近づくと、コロイド粒子の凝集力が静電気的反発力に打ち勝つため、コロイド粒子の凝集が起こる。逆にゼータ電位の絶対値を大きくするような添加剤をコロイド表面に吸着させることや、pH制御で安定なコロイドを得ることが可能となる。   On the other hand, colloidal particles are charged, and an electrostatic repulsive force acts between the particles. This repulsive force tends to disperse in the colloidal particles. Since the zeta potential increases in proportion to the magnitude of this electrostatic repulsive force, it becomes an index of the stability of the colloidal particles. When the zeta potential approaches zero, the colloidal particle agglomeration force overcomes the electrostatic repulsive force, and colloidal particle aggregation occurs. Conversely, an additive that increases the absolute value of the zeta potential can be adsorbed on the colloid surface, and a stable colloid can be obtained by pH control.

3.反射膜および低反射部材
前記低反射膜形成用塗布液を用いたことにより、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法において、屈折率1.20以上、1.40以下であることを特徴とする低反射膜が得られた。
3. Reflective film and low-reflective member By using the coating liquid for forming a low-reflective film, the method for producing a glass with a low-reflective film according to the present invention has a refractive index of 1.20 or more and 1.40 or less. A low reflection film was obtained.

また、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法において、WOを、シリカ微粒子に対し、5質量%以上、40質量%以下の範囲に含ませることで、耐熱性、屋外使用に耐える耐湿性、耐磨耗性等の耐久性に優れた低反射膜が得られた。 In addition, in the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, by including WO 3 in a range of 5% by mass or more and 40% by mass or less with respect to silica fine particles, heat resistance and moisture resistance that can withstand outdoor use. Thus, a low reflective film excellent in durability such as abrasion resistance was obtained.

この際、シリカの質量に対する、WOの含有範囲は、5質量%以上、40質量%以下の範囲である。前記低反射膜中において、ボイドは金属酸化物の周囲に形成される。コロイダルシリカの質量に対する、金属酸化物の含有が5質量%未満であると、生成されるボイドが少なく低屈折率の膜が得られない。金属酸化物の含有が40質量%より多いと、得られる膜の屈折率が高くなり低反射膜にならない。好ましくは、10質量%以下、30質量%以上の範囲である。 At this time, to the mass of silica, containing a range of WO 3 is preferably 5 mass% or more, in the range of 40 wt% or less. In the low reflection film, voids are formed around the metal oxide. When the content of the metal oxide is less than 5% by mass with respect to the mass of the colloidal silica, less voids are produced and a film having a low refractive index cannot be obtained. When the content of the metal oxide is more than 40% by mass, the resulting film has a high refractive index and does not become a low reflection film. Preferably, it is the range of 10 mass% or less and 30 mass% or more.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法による低反射膜において、シリカ微粒子に対し、WOの含有が5質量%以上、40質量%以下の範囲に含有する低反射膜は、膜中に微小なボイドが生成され多孔質でありながら緻密な膜となり、屈折率1の空気を取り込むことで低屈折率化し、上記のようにWOの存在が、ある波長範囲の透過率増大化を担い、その波長範囲の透過率を増大させることで、低屈折率且つ極めて透明な膜が得られ、低反射膜が形成してなる低反射部材の可視光から赤外光域にわたり透過率が改善された。この透明な低反射膜を形成してなる低反射基材は、低反射膜が単層膜にあっても、十分な低反射性能を有する。 In the low reflection film produced by the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, the low reflection film containing WO 3 in a range of 5 mass% or more and 40 mass% or less with respect to the silica fine particles is minute in the film. The voids are formed and become a dense film while being porous, and the refractive index is lowered by taking in air having a refractive index of 1, and the presence of WO 3 as described above is responsible for increasing the transmittance in a certain wavelength range, By increasing the transmittance in the wavelength range, a film having a low refractive index and extremely transparency was obtained, and the transmittance was improved from the visible light to the infrared light region of the low reflection member formed by the low reflection film. . The low reflection base material formed by forming this transparent low reflection film has sufficient low reflection performance even when the low reflection film is a single layer film.

当該低反射膜は、形状の異なるシリカ微粒子をバインダーとしてのWOが接合することで、微小ボイドを含みながら緻密な膜となり、シリカとWOの界面でボイドとして取り込まれた屈折率1の空気層の効果により、低屈折率となった。 The low reflection film is different silica fine particles in shape by joining the WO 3 as a binder, while containing microvoids become dense film, silica and WO 3 at the interface with refractive index 1 taken as the void air Due to the effect of the layer, the refractive index was lowered.

また、当該低反射膜、ボイドの生成が容易且つガラス板に対する付着強度に優れた棒状コロイダルシリカ:球状コロイダルシリカの質量比は、20:80〜80:20である。これ以外の範囲は、ボイドの生成が少なく低反射膜が得られ難く、付着強度に劣る。   Moreover, the mass ratio of the rod-shaped colloidal silica: spherical colloidal silica which can produce | generate the said low reflection film and a void easily and was excellent in the adhesive strength with respect to a glass plate is 20: 80-80: 20. In other ranges, void formation is small and a low reflection film is difficult to obtain, and adhesion strength is poor.

また、当該低反射膜の基体表面における、好ましい膜厚は、20nm以上、500nm以下である。膜厚を20nmより薄くすると耐磨耗性に劣る、また成膜が困難である。また500nmより厚くすると、膜厚が不均一となり、成膜し難い。好ましくは、50nm以上、150nm以下である。可視光に対し低い反射率を得るためには、100nm以上、120nm以下であることが好ましい。   Moreover, the preferable film thickness in the base | substrate surface of the said low reflection film is 20 nm or more and 500 nm or less. If the film thickness is thinner than 20 nm, the wear resistance is inferior and film formation is difficult. On the other hand, if it is thicker than 500 nm, the film thickness becomes non-uniform and it is difficult to form a film. Preferably, they are 50 nm or more and 150 nm or less. In order to obtain a low reflectance with respect to visible light, the thickness is preferably 100 nm or more and 120 nm or less.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により、先行技術(特許文献4、特許文献5)と比較して、無機酸化物を除去することなく、コロイド粒子表面をシリカで被覆することなく、複合酸化物ゾルを調整した後に基材表面に被覆することなく、直接、単層膜で基材表面に被覆し低反射膜を形成することが可能である。   Compared with the prior art (Patent Documents 4 and 5), the method for producing a glass with a low reflection film according to the present invention is a composite without removing the inorganic oxide and without covering the surface of the colloidal particles with silica. After preparing the oxide sol, it is possible to form a low reflection film by directly coating the substrate surface with a single layer film without coating the substrate surface.

また、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により低反射膜が形成された低反射部材は、Fe分を極力低減した低Fe高透過ガラス板を基体とする太陽電池用カバーガラスとして有用である。太陽電池用カバーガラスとして使用する場合においては、高い透過率および低い反射率が要求されるうえ、太陽電池は太陽光に常時暴露されるため、防汚性、耐水性および耐候性等を併せ持つ材料が望まれる。前述のように本発明の形状の異なる前記コロイダルシリカと、タングステン化合物、特にタングステンアルコキシドを用いた低反射膜形成用塗布液を用いて作製された低反射膜付ガラスは、防汚性、耐熱性および耐湿性、耐摩耗性および耐候性に優れる。   In addition, the low reflection member in which the low reflection film is formed by the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention is useful as a cover glass for a solar cell using a low Fe high-transmission glass plate whose Fe content is reduced as much as possible. is there. When used as a cover glass for solar cells, high transmittance and low reflectance are required, and since solar cells are constantly exposed to sunlight, the material has both antifouling properties, water resistance and weather resistance, etc. Is desired. As described above, the glass with a low reflection film produced using the colloidal silica having a different shape of the present invention and a coating solution for forming a low reflection film using a tungsten compound, particularly tungsten alkoxide, is antifouling and heat resistant. Excellent in moisture resistance, wear resistance and weather resistance.

4.低反射膜付きガラスの光学特性
次いで、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により製造された低反射膜付きガラスの光学特性について説明する。
4). Optical Characteristics of Glass with Low Reflective Film Next, optical characteristics of the glass with a low reflective film produced by the method for producing a glass with a low reflective film of the present invention will be described.

低反射膜中に、シリカ(屈折率1.46)とWO(屈折率1.75)等の金属酸化物が共存する場合、その組合せによって特定の波長範囲の透過率を高める傾向が見られる。当該波長の範囲を厳密に規定することはできないが、金属酸化物の屈折率が低い場合は、シリカ単独の透過率曲線の最大値のピークよりも、ピークはやや長波長側にシフトする。そして金属酸化物の屈折率が高くなるに従い、さらに長波長側にピークを示すようになる。 When a metal oxide such as silica (refractive index 1.46) and WO 3 (refractive index 1.75) coexists in the low reflection film, the combination tends to increase the transmittance in a specific wavelength range. . Although the wavelength range cannot be strictly defined, when the refractive index of the metal oxide is low, the peak shifts slightly longer than the peak of the maximum value of the transmittance curve of silica alone. As the refractive index of the metal oxide increases, the peak further appears on the longer wavelength side.

従って、この透過率曲線の最大値のピークがシフトする性質を利用して、高い屈折率1.75を有するWOをシリカ粒子に接合させ、シリカ膜中に分散させた低反射膜の場合、WOの存在により、低反射膜が形成された低反射部材の長波長領域の透過率が高まり、幅広い波長域で透過率を増大させる。 Therefore, in the case of a low reflection film in which WO 3 having a high refractive index of 1.75 is bonded to silica particles and dispersed in the silica film by utilizing the property that the peak of the maximum value of this transmittance curve is shifted, The presence of WO 3 increases the transmittance in the long wavelength region of the low reflective member on which the low reflective film is formed, and increases the transmittance in a wide wavelength region.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法において、形状の異なるコロイダルシリカを含む分散液に、タングステンアルコキシド、例えば、W(ORClを含む分散液を混合させた低反射膜形成用塗布液を、基材に塗布した後に、焼成成膜してなる低反射膜は、低反射膜が形成された低反射部材の長波長領域の透過率が高まるこの傾向が顕著であり、800nm以上、1200nm以下の波長域において、低反射膜が形成された低反射部材の平均透過率が向上した。 In the method for producing a glass with a low reflection film according to the present invention, a coating for forming a low reflection film in which a dispersion containing colloidal silica having a different shape is mixed with a dispersion containing tungsten alkoxide, for example, W (OR 2 ) 5 Cl. The low reflection film formed by baking the film after applying the liquid to the base material has a tendency to increase the transmittance in the long wavelength region of the low reflection member on which the low reflection film is formed. In the wavelength region of 1200 nm or less, the average transmittance of the low reflection member on which the low reflection film was formed was improved.

これはタングステンアルコキシド、例えば、W(ORClの焼成によって生じたWOの低反射膜への含有効果による。尚、Rはメチル基、エチル基、n−プロピル基またはi−プロピル基である。 This is due to the effect of inclusion of WO 3 in the low reflection film produced by baking tungsten alkoxide, for example, W (OR 2 ) 5 Cl. R 2 represents a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, or an i-propyl group.

詳しくは、シリカのみからなるシリカコート膜を形成してなる低反射部材は、波長500nmにおける透過率が高いので、同様に、シリカ微粒子とWOが混合してなる低反射膜を形成してなる低反射部材においても、波長550nmをピークとする透過率曲線を与えるものと類推されたが、実際にWOと混合すると、最大透過率のピークは、長波長側、500nm〜900nmの間にシフトして、それに伴い長波長領域の透過率が高くなる。このことも、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により低反射膜が形成された低反射部材の可視光透過率が高くなる要因である。また、最大透過率のピークが、500nm〜900nmの間にシフトしたことで、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法による低反射膜付ガラスを太陽電池用カバーガラスに使用すれば太陽電池の変換効率が上昇する。 Specifically, the low reflection member formed by forming a silica coat film made only of silica has a high transmittance at a wavelength of 500 nm, and similarly, a low reflection film formed by mixing silica fine particles and WO 3 is formed. Even in a low reflection member, it was analogized that a transmittance curve having a peak at a wavelength of 550 nm was given, but when actually mixed with WO 3 , the peak of maximum transmittance shifted between 500 nm and 900 nm on the long wavelength side. As a result, the transmittance in the long wavelength region increases. This is also a factor in increasing the visible light transmittance of the low reflection member in which the low reflection film is formed by the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention. Moreover, if the peak of the maximum transmittance is shifted between 500 nm and 900 nm, if the glass with a low reflection film according to the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention is used for a cover glass for a solar cell, Conversion efficiency increases.

また、近年開発されている、CIS薄膜系の薄膜太陽電池および結晶性シリコンは、波長400nm以上、1200nm以下の幅広い吸収を有しており、従来のアモルファスシリコン系と比較して、長波長域の光を吸収することが可能で、その吸収のピークが900nm付近にある。前述のように、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により低反射膜が形成された低反射部材は、紫外・可視光波長域、300nm以上、800nm以下、および近赤外波長域、800nm以上、1200nm以下での高い光透過性を有するので、アモルファスシリコン系太陽電池はもちろんのこと、長波長領域に吸収を有する太陽電池用のカバーガラスとして好適に用いられる。   In addition, CIS thin film solar cells and crystalline silicon, which have been developed in recent years, have a wide absorption of wavelengths of 400 nm or more and 1200 nm or less, and have a longer wavelength range than conventional amorphous silicon systems. It can absorb light, and its absorption peak is around 900 nm. As described above, the low reflection member having a low reflection film formed by the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention has an ultraviolet / visible wavelength range of 300 nm to 800 nm, and a near infrared wavelength range of 800 nm. As described above, since it has high light transmittance at 1200 nm or less, it can be suitably used as a cover glass for solar cells having absorption in a long wavelength region as well as amorphous silicon solar cells.

以下、実施例および比較例に基づき、本発明の低反射膜付きガラスの製造方法について説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, based on an Example and a comparative example, the manufacturing method of the glass with a low reflection film of this invention is demonstrated. The present invention is not limited to the following examples.

最初に基体上に低反射膜を形成するための低反射膜形成用塗布液について説明する。   First, a coating solution for forming a low reflection film for forming a low reflection film on a substrate will be described.

[低反射膜形成用塗布液]
形状の異なる2種類のコロイダルシリカ(棒状コロイダルシリカ+球状コロイダルシリカ)とタングステンアルコキシドを用いた低反射膜形成用塗布液であって、コロイダルシリカに対するタングステンアルコキシドの含有が酸化物換算で14質量%である低反射膜形成用塗布液(実施例1、比較例1)、コロイダルシリカに対するタングステンアルコキシドの含有が酸化物換算で40質量%である低反射膜形成用塗布液(実施例2、比較例2)を用意し、低反射膜付きガラスの作製において、洗浄のあり(実施例1、2)なし(比較例1、2)による、耐湿性の評価結果を比較した。
[Coating solution for forming low reflection film]
A coating solution for forming a low reflection film using two types of colloidal silica (rod-shaped colloidal silica + spherical colloidal silica) and tungsten alkoxide having different shapes, and the tungsten alkoxide content relative to the colloidal silica is 14% by mass in terms of oxide. A coating solution for forming a low reflection film (Example 1, Comparative Example 1), a coating solution for forming a low reflection film having a tungsten alkoxide content of 40% by mass in terms of oxide relative to colloidal silica (Example 2, Comparative Example 2) In the production of the glass with a low reflection film, the evaluation results of the moisture resistance with and without cleaning (Examples 1 and 2) (Comparative Examples 1 and 2) were compared.

次いで、棒状コロイダルシリカのみとタングステンアルコキシドを用い、棒状コロイダルシリカに対するタングステンアルコキシドの含有が20質量%の低反射膜形成用塗布液(実施例3)を用意した。   Subsequently, only the rod-shaped colloidal silica and tungsten alkoxide were used, and a coating solution for forming a low reflection film (Example 3) having a tungsten alkoxide content of 20 mass% with respect to the rod-shaped colloidal silica was prepared.

次いで、球状コロイダルシリカのみとタングステンアルコキシドを用い、球状コロイダルシリカに対するタングステンアルコキシドの含有が20質量%の低反射膜形成用塗布液(実施例4)を用意した。コロイダルシリカに対するタングステンアルコキシドの含有が酸化物換算で50質量%である低反射膜形成用塗布液(比較例4)を用意した。   Next, using only spherical colloidal silica and tungsten alkoxide, a coating solution for forming a low reflection film (Example 4) having a tungsten alkoxide content of 20 mass% with respect to the spherical colloidal silica was prepared. A coating solution for low reflection film formation (Comparative Example 4) in which the content of tungsten alkoxide with respect to colloidal silica was 50% by mass in terms of oxide was prepared.

[比較例4〜6の塗布液]
次いで、2種類のコロイダルシリカのみを用い、金属アルコキシドを用いない塗布液(比較例4)を用意した。また、2種類のコロイダルシリカとTEOSを用いた塗布液(比較例5)を用意した。また、タングステンアルコキシドのみからなる塗布液(比較例6)を用意した。
[Coating liquids of Comparative Examples 4 to 6]
Next, a coating solution (Comparative Example 4) using only two types of colloidal silica and not using a metal alkoxide was prepared. Moreover, the coating liquid (Comparative Example 5) using two types of colloidal silica and TEOS was prepared. Moreover, the coating liquid (comparative example 6) which consists only of tungsten alkoxides was prepared.

以上、実施例1〜4の低反射膜形成用塗布液および比較例3〜6の塗布液の組成について、表1に纏める。

Figure 2013121893
The composition of the coating liquid for forming a low reflection film in Examples 1 to 4 and the coating liquid in Comparative Examples 3 to 6 are summarized in Table 1 above.
Figure 2013121893

次いで、実施例1〜4の低反射膜形成用塗布液および比較例3〜6の塗布液を、厚み3mm、大きさ100mm×100mmの無色透明なソーダライムシリケートガラス板(以下、単にガラス板と呼ぶ)に塗布し、両面に低反射膜を形成した低反射膜付きガラスを得、得られた低反射膜付きガラスの物性評価を行った。物性評価方法を表2に示す。

Figure 2013121893
Subsequently, the coating liquid for forming a low reflection film of Examples 1 to 4 and the coating liquid of Comparative Examples 3 to 6 were colorless and transparent soda lime silicate glass plates (hereinafter simply referred to as glass plates) having a thickness of 3 mm and a size of 100 mm × 100 mm. The glass with a low reflection film having a low reflection film formed on both sides was obtained, and physical properties of the obtained glass with a low reflection film were evaluated. Table 2 shows the physical property evaluation methods.
Figure 2013121893

本発明の実施例1〜4、比較例1〜4について詳細に説明する。   Examples 1-4 of the present invention and Comparative Examples 1-4 will be described in detail.

実施例1
<コロイダルシリカ分散液の調製>
容量1000mlの3口フラスコに、棒状コロイダルシリカのIPA分散液(日産化学工業株式会社製、品番、IPA−ST、固形分濃度30.3質量%、長径10nm〜20nm)16.34gを量り入れ、エタノール231.21gを撹拌しながら加えた。次いで、球状コロイダルシリカの分散液(日揮触媒化成株式会社製、品番:OSCAL1432、固形分濃度20.2、質量%粒径5nm〜10nm)12.28gに、エタノール111.50gを撹拌しながら加えたものを混合して、コロイダルシリカ分散液、371.3gを得た。
Example 1
<Preparation of colloidal silica dispersion>
In a three-necked flask with a capacity of 1000 ml, weighed 16.34 g of a rod-shaped colloidal silica IPA dispersion (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., product number, IPA-ST, solid content concentration 30.3 mass%, major axis 10 nm to 20 nm), 231.21 g of ethanol was added with stirring. Next, 111.50 g of ethanol was added to 12.28 g of a spherical colloidal silica dispersion (manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, product number: OSCAL1432, solid content concentration 20.2, mass% particle size 5 nm to 10 nm) with stirring. Those were mixed to obtain 371.3 g of a colloidal silica dispersion.

棒状コロイダルシリカと球状コロイダルシリカの混合比は質量比で67:33であった。   The mixing ratio of the rod-shaped colloidal silica and the spherical colloidal silica was 67:33 by mass ratio.

<タングステンアルコキシド分散液の調製>
窒素気流下で、六塩化タングステン(WCl)5.86gを、容量300mlの3口フラスコに採取し、5℃に氷冷したIPAを79.5g加えた。これに金属ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)、1.70gを加え、次に75℃下に24時間、窒素雰囲気中で還流を行い、室温(約20℃)まで冷却した。次いで、加圧ろ過を行い、タングステンアルコキシド(W(OCH(CHCl)と副生成物のNaClを濾別した。濾液中のタングステンの濃度はWO換算で4.22質量%であった。このようにして、タングステンアルコキシド(W(OCH(CHCl)の分散液を約70g得た。
<Preparation of tungsten alkoxide dispersion>
Under a nitrogen stream, 5.86 g of tungsten hexachloride (WCl 6 ) was collected in a 300 ml three-necked flask, and 79.5 g of IPA cooled to 5 ° C. was added. To this was added 1.70 g of metallic sodium (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), then refluxed in a nitrogen atmosphere at 75 ° C. for 24 hours, and cooled to room temperature (about 20 ° C.). Subsequently, pressure filtration was performed, and tungsten alkoxide (W (OCH 2 (CH 3 ) 2 ) 5 Cl) and NaCl as a by-product were separated by filtration. The concentration of tungsten in the filtrate was 4.22% by mass in terms of WO 3 . In this way, about 70 g of a dispersion of tungsten alkoxide (W (OCH 2 (CH 3 ) 2 ) 5 Cl) was obtained.

<低反射膜形成用塗布液の調製>
前記コロイダルシリカ分散液179.8gに、窒素雰囲気中で室温下、撹拌しながら、上記で合成したタングステンアルコキシド分散液、13.9gを3時間かけて徐々に滴下し、淡茶褐色の透明な液を得た。混合後、さらに窒素雰囲気下、70℃下に6時間還流して、コロイダルシリカとタングステンアルコキシドを酸化物換算の質量比でSiO:WO=86:14、即ち、タングステンアルコキシドが酸化物換算で14質量%になるように調製し、固形分濃度2.2質量%の低反射膜形成用塗布液とした。
<Preparation of coating solution for forming low reflection film>
While stirring at room temperature in a nitrogen atmosphere at room temperature in 179.8 g of the colloidal silica dispersion, 13.9 g of the tungsten alkoxide dispersion synthesized above was gradually added dropwise over 3 hours to give a pale brown transparent liquid. Obtained. After mixing, the mixture is further refluxed at 70 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere, and the colloidal silica and tungsten alkoxide in terms of mass ratio in terms of oxide are SiO 2 : WO 3 = 86: 14, that is, tungsten alkoxide in terms of oxide. A coating solution for forming a low reflection film having a solid concentration of 2.2% by mass was prepared to 14% by mass.

<低反射膜付きガラスの作製>
ソーダライムシリケートガラス板の表面をアルミナ粒子で湿式研磨し、蒸留水、次いでIPAで洗浄後、100℃に加熱して乾燥させた。表面の状態を確認するために、純水の接触角を測定したところ、接触角5°以下の強い親水性を示し、清浄であった。
<Preparation of glass with low reflection film>
The surface of the soda lime silicate glass plate was wet-polished with alumina particles, washed with distilled water and then with IPA, and then heated to 100 ° C. to dry. When the contact angle of pure water was measured in order to confirm the surface state, it showed a strong hydrophilic property with a contact angle of 5 ° or less and was clean.

次いで、当該ガラス板の表面に、ディップ法による低反射膜の形成を行った。   Next, a low reflection film was formed on the surface of the glass plate by a dip method.

前記低反射膜形成用塗布液に、洗浄したガラス板を浸漬し、上向きに、速度3.4mm/secで引き上げ、低反射膜形成用塗布液をガラス板の両面に塗布した。50℃下に30分間乾燥させ、さらに110℃で60分乾燥させた。これを750℃に加熱した焼成炉に投入して、150秒間保持した後に取り出し、室温(20℃、以下同じ)下で冷し、水道水にて洗浄して、淡青色の反射色を有する低反射膜を両面に成膜してなる低反射膜付きガラスを得た。   The washed glass plate was immersed in the low reflection film forming coating solution and pulled upward at a speed of 3.4 mm / sec to apply the low reflection film forming coating solution to both surfaces of the glass plate. It was dried at 50 ° C. for 30 minutes and further dried at 110 ° C. for 60 minutes. This is put into a baking furnace heated to 750 ° C., held for 150 seconds, taken out, cooled at room temperature (20 ° C., the same applies hereinafter), washed with tap water, and has a light blue reflective color. A glass with a low reflection film formed by forming a reflection film on both sides was obtained.

図1に、低反射膜付きガラス表面の低反射膜の図面代用SEM写真を示す。   FIG. 1 shows a SEM photograph substituting for a drawing of the low reflection film on the glass surface with the low reflection film.

前記低反射膜形成用塗布液を用いてガラス板上に形成した低反射膜のSEMによる拡大写真である。整然と並ぶ粒子はシリカ微粒子であり、シリカ微粒子はバインダーの役割を果たすタングステン酸化物により接合され、微小ボイドを含むポーラスな膜でありながら、硬質の膜であった。尚、成膜後、水洗を行うことにより、余計なナトリウムイオンのみならず、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が除去された。 It is an enlarged photograph by SEM of the low reflection film formed on the glass plate using the said coating liquid for low reflection film formation. The ordered particles are silica fine particles, and the silica fine particles are bonded by tungsten oxide serving as a binder and are a porous film containing a microvoid and a hard film. After film formation, washing with water removed not only extra sodium ions but also sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and sodium tungstate (Na 2 WO 4 ).

<低反射膜付きガラスの評価>
図2に、低反射膜付きガラスの透過率曲線を示す。
<Evaluation of glass with low reflection film>
FIG. 2 shows a transmittance curve of the glass with a low reflection film.

前記低反射膜形成用塗布液を用いてゾルゲル法により、ソーダライムシリケートガラスガラス板表面に低反射膜を形成した後に水洗を行った低反射膜付きガラス板の透過率曲線を示す。1の透過率曲線が、低反射膜形成用塗布液を満たした塗布槽からの引き上げ速度3mm/secでソーダライムシリケートガラス板に低反射膜形成用塗布液を塗付して得られた低反射膜付きガラの透過率曲線、同様に、2の透過率曲線が引き上げ速度5mm/secでの低反射膜付きガラスの透過率曲線、3の透過率曲線が引き上げ速度7mm/secでの低反射膜付きガラスの透過率曲線である。引き上げ速度が速くなるにつれて、膜厚が厚くなり、透過率の最大値のピークは長波長側に移動する。リファレンスの低反射膜を有さないソーダライムシリケートガラス板の透過率曲線(Rで表す)に比べると、全波長域において、透過率が向上した。   The transmittance | permeability curve of the glass plate with a low reflection film which performed water washing after forming a low reflection film on the surface of a soda lime silicate glass glass plate by the sol-gel method using the said coating liquid for low reflection film formation is shown. The transmittance curve of No. 1 was obtained by applying the coating solution for forming a low reflection film on a soda lime silicate glass plate at a lifting speed of 3 mm / sec from the coating tank filled with the coating solution for forming a low reflection film. The transmittance curve of the glass-coated glass, similarly, the transmittance curve of 2 is the transmittance curve of the glass with a low reflection film at a lifting speed of 5 mm / sec, and the transmittance curve of 3 is the low reflection film at the lifting speed of 7 mm / sec. It is a transmittance | permeability curve of attached glass. As the pulling speed increases, the film thickness increases, and the peak of the maximum transmittance shifts to the long wavelength side. Compared with the transmittance curve (represented by R) of the soda lime silicate glass plate without the reference low reflection film, the transmittance was improved in all wavelength regions.

次いで、表2の物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、前述の引き上げ速度3.4mm/secの条件で、低反射膜を両面に形成してなる低反射膜付きガラスの平均透過率は98.0%であり、低反射膜を設けていないガラス板の平均透過率、90.5%と比較して、平均透過率が7.5%向上した。   Next, when the physical property values were measured in accordance with the physical property evaluation methods shown in Table 2, the average transmittance of the glass with a low reflective film formed on both surfaces under the above-described pulling speed of 3.4 mm / sec. Was 98.0%, and the average transmittance was improved by 7.5% compared to the average transmittance of 90.5% of the glass plate not provided with the low reflection film.

次いで、膜厚を触針式表面形状測定器で測定したところ、108nmであった。また、屈折率nをエリプソメーターで測定したところ、n=1.302であり、低反射膜付きガラスとして満足のいく性能が得られた。   Next, the film thickness was measured with a stylus type surface shape measuring instrument and found to be 108 nm. Further, when the refractive index n was measured with an ellipsometer, n = 1.302, and satisfactory performance was obtained as a glass with a low reflection film.

次いで、この低反射膜の摩擦強度を摩耗試験機により、パットに取り付けたネル布を用いて、低反射膜付きガラスの表面を15g/cmの荷重で3000回、往復摩擦し、低反射膜の摩擦強度を評価した。外観は、やや擦り傷がありヘイズが見えたが、膜は剥離しておらず、平均透過率を測定したところ、97.4%であり、試験前に比べ、0.6%低下した。また純水の接触角を測定したところ6.5°であり、強い親水性を示した。 Next, the frictional strength of the low-reflection film was rubbed back and forth 3000 times with a load of 15 g / cm 2 using a flannel cloth attached to a pad by a wear tester. The friction strength of was evaluated. The appearance was slightly scratched and a haze was seen, but the film was not peeled off and the average transmittance was measured to be 97.4%, which was 0.6% lower than that before the test. Moreover, when the contact angle of the pure water was measured, it was 6.5 °, indicating strong hydrophilicity.

次いで、低反射膜の耐湿性評価のため、85℃、相対湿度85%下に高温高湿試験を行った。1000hr暴露後の平均透過率は、試験前と比較して0.5%低下しただけで97.5%であり、膜の外観および色調は殆ど変化していなかった。   Next, a high-temperature and high-humidity test was performed at 85 ° C. and a relative humidity of 85% in order to evaluate the moisture resistance of the low reflective film. The average transmittance after exposure for 1000 hours was 97.5%, which was only 0.5% lower than that before the test, and the appearance and color tone of the film were hardly changed.

また、この低反射膜付きガラスの、室温(25℃)、相対湿度50%下で30日間経過後の表面抵抗値を測定したところ、9.0exp10Ω.cmであり、優れた帯電防止性能を保持していることを確認した。 Further, when the surface resistance value of this low reflective film-coated glass after 30 days at room temperature (25 ° C.) and 50% relative humidity was measured, it was 9.0 exp10 8 Ω. cm, and it was confirmed that excellent antistatic performance was maintained.

比較例1
これら測定値は、成膜後、ガラス板の水洗を行った後の値である。余計なナトリウムイオン、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が付着した水洗をしない状態のままで、耐湿性評価のため、高温高湿試験を行うと、1000hr暴露後の平均透過率は、試験前と比較して3.6%低下し94.4%であり、膜の外観および色調も変化し、ナトリウムイオン、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が付着した状態では、所望の耐湿性が得られないことがわかった。
Comparative Example 1
These measured values are values after the glass plate is washed with water after film formation. When a high temperature and high humidity test is performed for evaluating the moisture resistance without washing with excess sodium ions, sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) attached, exposure to 1000 hr The later average transmittance was 94.4%, which was 3.6% lower than that before the test, and the appearance and color tone of the film were also changed. Sodium ion, sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and sodium tungstate It was found that the desired moisture resistance could not be obtained when (Na 2 WO 4 ) was adhered.

実施例2
形状の異なるコロイダルシリカを含有するコロイダルシリカ分散液を、実施例1と同様に、調製した。次いで、当該コロイダルシリカ分散液に、実施例1で調整したタングステンアルコキシド分散液を、コロイダルシリカの質量に対して、タングステンアルコキシドが酸化物換算で40質量%含有される様に加え、即ち、SiO:WO=60:40になるように加え、固形分濃度1.9質量%の低反射膜形成用塗布液を調製した。当該低反射膜形成用塗布液を、実施例1と同様の手順で、ソーダライムシリケートガラス板に塗布し加熱焼成後、冷却した後に水道水にて洗浄し、低反射膜付きガラス板を得た。尚、成膜後、水洗を行うことにより、余計なナトリウムイオンのみならず、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が除去された。
Example 2
A colloidal silica dispersion containing colloidal silica having different shapes was prepared in the same manner as in Example 1. Next, the tungsten alkoxide dispersion prepared in Example 1 is added to the colloidal silica dispersion so that 40% by mass of tungsten alkoxide in terms of oxide is contained with respect to the mass of the colloidal silica, that is, SiO 2. : WO 3 = 60: 40 was added, and a coating solution for forming a low reflection film having a solid content concentration of 1.9% by mass was prepared. The low reflection film forming coating solution was applied to a soda lime silicate glass plate in the same procedure as in Example 1, heated and fired, cooled, and then washed with tap water to obtain a glass plate with a low reflection film. . After film formation, washing with water removed not only extra sodium ions but also sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and sodium tungstate (Na 2 WO 4 ).

表2の物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、引き上げ速度3.4mm/secの条件で、実施例1と同様に低反射膜を両面に形成してなる、低反射膜付きガラスの平均透過率は97.3%であり、低反射膜を設けていないガラス板の平均透過率、90.5%と比較して、平均透過率が6.8%向上した。   When the physical property values were measured according to the physical property evaluation methods in Table 2, the low reflective film-coated glass was formed by forming low reflective films on both sides in the same manner as in Example 1 under the condition of a pulling speed of 3.4 mm / sec. The average transmittance was 97.3%, and the average transmittance was improved by 6.8% compared with the average transmittance of 90.5% for the glass plate not provided with the low reflective film.

次いで、膜厚を触針式表面形状測定器で測定したところ、105nmであった。また、屈折率nをエリプソメーターで測定したところ、n=1.279であり、低反射膜付きガラスとして満足の行く性能が得られていた。   Subsequently, when the film thickness was measured with a stylus type surface shape measuring instrument, it was 105 nm. Further, when the refractive index n was measured with an ellipsometer, it was n = 1.279, and satisfactory performance was obtained as a glass with a low reflection film.

次いで、この低反射膜の摩擦強度を摩耗試験機により、パットに取り付けたネル布を用いて、低反射膜付きガラスの表面を15g/cmの荷重で3000回、往復摩擦し、低反射膜の摩擦強度を評価した。外観は、やや擦り傷がありヘイズが見えたが、膜は剥離しておらず、平均透過率を測定したところ、96.6%であり、試験前に比べ、0.7%低下した。また純水の接触角を測定したところ12°であり、強い親水性を示した。 Next, the frictional strength of the low-reflection film was rubbed back and forth 3000 times with a load of 15 g / cm 2 using a flannel cloth attached to a pad by a wear tester. The friction strength of was evaluated. The appearance was slightly scratched and a haze was seen, but the film was not peeled off, and the average transmittance was measured to be 96.6%, which was 0.7% lower than before the test. Moreover, when the contact angle of the pure water was measured, it was 12 °, indicating strong hydrophilicity.

次いで、低反射膜の耐湿性評価のため、85℃、相対湿度85%下に高温高湿試験を行った。1000hr暴露後の平均透過率は、試験前と比較して0.5%低下しただけで96.8%であり、膜の外観および色調は殆ど変化していなかった。   Next, a high-temperature and high-humidity test was performed at 85 ° C. and a relative humidity of 85% in order to evaluate the moisture resistance of the low reflective film. The average transmittance after exposure for 1000 hours was 96.8% after only a 0.5% decrease compared to before the test, and the appearance and color tone of the film were hardly changed.

また、この低反射膜付きガラスの、室温(25℃)、相対湿度50%下で30日間経過後の表面抵抗値を測定したところ、5.2exp10Ω.cmであり、優れた帯電防止性能を保持していることを確認した。 Further, when the surface resistance value of this low reflective film-coated glass after 30 days was measured at room temperature (25 ° C.) and a relative humidity of 50%, it was 5.2 exp10 8 Ω. cm, and it was confirmed that excellent antistatic performance was maintained.

比較例2
これら測定値は、成膜後、ガラス板の水洗を行った後の値である。余計なナトリウムイオン、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が付着した水洗をしない状態で、耐湿性評価のため、高温高湿試験を行うと、1000hr暴露後の平均透過率は、試験前と比較して4.2%低下し93.7%であり、膜の外観および色調も変化し、ナトリウムイオン、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が付着した状態では、所望の耐湿性が得られないことがわかった。
Comparative Example 2
These measured values are values after the glass plate is washed with water after film formation. When a high-temperature and high-humidity test was conducted for moisture resistance evaluation in a state where unnecessary sodium ions, sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) were not washed, The average transmittance is 93.7%, which is 4.2% lower than that before the test, and the appearance and color tone of the film are also changed. Sodium ion, sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and sodium tungstate (Na It was found that the desired moisture resistance could not be obtained when 2 WO 4 ) was adhered.

実施例3
実施例1で用いた棒状コロイダルシリカのIPA分散液(日産化学工業株式会社製、品番、IPA−ST、固形分濃度30.3質量%、長径10nm〜20nm)をエタノールで薄めた後、タングステンアルコキシドが酸化物換算での質量比でSiO:WO=80:20、即ち、タングステンアルコキシドが酸化物換算で20質量%になるように調製し、固形分濃度2.0質量%の低反射膜形成用塗布液とした。当該低反射膜形成用塗布液を、実施例1と同様の手順で、ソーダライムシリケートガラス板に塗布し加熱焼成後、冷却した後に水道水で洗浄し、低反射膜付きガラスを得た。
Example 3
After diluting the rod-shaped colloidal silica IPA dispersion used in Example 1 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., product number, IPA-ST, solid content concentration 30.3% by mass, major axis 10 nm to 20 nm) with ethanol, tungsten alkoxide Is a mass ratio in terms of oxide, SiO 2 : WO 3 = 80: 20, that is, a tungsten alkoxide is prepared so as to be 20% by mass in terms of oxide, and a low reflection film having a solid content concentration of 2.0% by mass A forming coating solution was obtained. The low reflection film forming coating solution was applied to a soda lime silicate glass plate in the same procedure as in Example 1, heated and fired, cooled, and then washed with tap water to obtain a glass with a low reflection film.

表2の物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、引き上げ速度3.4mm/sec条件で、実施例1と同様に低反射膜を両面に形成してなる、低反射膜付きガラスの平均透過率は97.5%であり、低反射膜を設けていないガラス板の平均透過率、90.5%と比較して、平均透過率が7.0%向上した。   When the physical property values were measured in accordance with the physical property evaluation methods shown in Table 2, the average of the low reflective film-coated glasses formed by forming the low reflective film on both sides in the same manner as in Example 1 under the pulling rate of 3.4 mm / sec. The transmittance was 97.5%, and the average transmittance was improved by 7.0% compared to the average transmittance of 90.5% for the glass plate not provided with the low reflection film.

次いで、膜厚を触針式表面形状測定器で測定したところ、112nmであった。また、屈折率nをエリプソメーターで測定したところ、n=1.292であり、低反射膜付きガラスとして所望の性能が得られていた。   Next, the film thickness was measured with a stylus type surface shape measuring instrument and found to be 112 nm. Moreover, when the refractive index n was measured with the ellipsometer, it was n = 1.292 and the desired performance was obtained as glass with a low reflection film.

次いで、この低反射膜の摩擦強度を摩耗試験機により、パットに取り付けたネル布を用いて、低反射膜付きガラスの表面を15g/cmの荷重で3000回、往復摩擦し、低反射膜の摩擦強度を評価した。低反射膜の摩擦強度は、ネル布摩耗試験による3000回往復摩擦後の外観は曇りがあり、部分的に剥離があり、実施例1および実施例2の低反射膜付きガラスの摩擦強度に劣っていた。 Next, the frictional strength of the low-reflection film was rubbed back and forth 3000 times with a load of 15 g / cm 2 using a flannel cloth attached to a pad by a wear tester. The friction strength of was evaluated. The frictional strength of the low-reflection film is cloudy in appearance after 3000 reciprocating frictions by the nell cloth abrasion test, partially peeled, and inferior to the frictional strength of the glass with low-reflection film of Example 1 and Example 2. It was.

これは、特定の粒径の形状の異なるコロイダルシリカ(棒状コロイダルシリカ+球状コロイダルシリカ)を使わず、棒状コロイダルシリカのみを使ったため、摩擦強度に劣る膜が成膜された結果である。   This is a result of forming a film having inferior frictional strength because the colloidal silica (rod-like colloidal silica + spherical colloidal silica) having a different specific particle size shape is not used but only the rod-like colloidal silica is used.

実施例4
実施例1で用いた球状コロイダルシリカのIPA分散液(日揮触媒化成株式会社製、品番、OSCAL1432、固形分濃度20.2質量%、粒径5nm〜10nm)をエタノールで薄めた後、タングステンアルコキシドが酸化物換算での質量比でSiO:WO=80:20、即ち、タングステンアルコキシドが酸化物換算で20質量%になるように調製し、固形分濃度2.0質量%の低反射膜形成用塗布液とした。当該低反射膜形成用塗布液を、実施例1と同様の手順で、ガラス板に塗布し加熱焼成後、冷却した後に水道水にて洗浄し、低反射膜付きガラスを得た。
Example 4
After diluting the IPA dispersion of spherical colloidal silica used in Example 1 (manufactured by JGC Catalysts and Chemicals, product number, OSCAL1432, solid concentration 20.2 mass%, particle size 5 nm to 10 nm) with ethanol, tungsten alkoxide was obtained. SiO 2 : WO 3 = 80: 20 by mass ratio in terms of oxide, that is, a tungsten alkoxide is prepared so as to be 20% by mass in terms of oxide, and a low reflective film having a solid content concentration of 2.0% by mass is formed. A coating solution was obtained. The low reflection film forming coating solution was applied to a glass plate in the same procedure as in Example 1, heated and fired, cooled, and then washed with tap water to obtain a glass with a low reflection film.

表2の物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、引き上げ速度3.0mm/secの条件で、実施例1と同様に低反射膜を両面に形成してなる、低反射膜付きガラスの平均透過率は96.9%であり、低反射膜を設けていないガラス板の平均透過率、90.5%と比較して、平均透過率が6.4%向上した。   According to the physical property evaluation method of Table 2, the physical property value was measured. Under the conditions of a pulling rate of 3.0 mm / sec, a low reflective film with a low reflective film formed on both sides in the same manner as in Example 1 was obtained. The average transmittance was 96.9%, and the average transmittance was improved by 6.4% compared to the average transmittance of 90.5% for the glass plate not provided with the low reflection film.

次いで、膜厚を触針式表面形状測定器で測定したところ、109nmであった。また、屈折率nをエリプソメーターで測定したところ、n=1.303であり、低反射膜としての所望の性能が得られていた。   Next, the film thickness was measured with a stylus type surface shape measuring instrument and found to be 109 nm. Further, when the refractive index n was measured with an ellipsometer, n = 1.303, and the desired performance as a low reflection film was obtained.

次いで、この低反射膜の摩擦強度を摩耗試験機により、パットに取り付けたネル布を用いて、低反射膜付きガラスの表面を15g/cmの荷重で3000回、往復摩擦し、低反射膜の摩擦強度を評価した。低反射膜の摩擦強度は、ネル布摩耗試験による3000回往復摩擦後の外観は曇りがあり、部分的に剥離があり、実施例1および実施例2の低反射膜付きガラスの摩擦強度に比較し劣っていた。 Next, the frictional strength of the low-reflection film was rubbed back and forth 3000 times with a load of 15 g / cm 2 using a flannel cloth attached to a pad by a wear tester. The friction strength of was evaluated. The frictional strength of the low reflective film is cloudy and partially peeled after 3000 reciprocating rubs according to the nell cloth abrasion test, and compared with the frictional strength of the glass with the low reflective film of Example 1 and Example 2. It was inferior.

これは、特定の粒径の形状の異なるコロイダルシリカ(棒状コロイダルシリカ+球状コロイダルシリカ)を使わず、球状コロイダルシリカのみを使ったため、摩擦強度に劣る膜が成膜された結果である。   This is a result of forming a film having inferior frictional strength because only the spherical colloidal silica was used without using colloidal silica (rod-like colloidal silica + spherical colloidal silica) having a specific particle size.

比較例3
形状の異なるコロイダルシリカを含有するコロイダルシリカ分散液を、実施例1と同様に調製した。次いで、当該コロイダルシリカ分散液に、実施例1で調整したタングステンアルコキシド分散液を、コロイダルシリカの質量に対して、タングステンアルコキシドが酸化物換算で50質量%含有される様に加え、即ち、SiO:WO=50:50になるように加え、固形分濃度1.9質量%の低反射膜形成用塗布液を調製した。当該低反射膜形成用塗布液を、実施例1と同様の手順で、ソーダライムシリケートガラス板に塗布し加熱焼成後、冷却した後に水道水にて洗浄し、膜付きガラスを得た。
Comparative Example 3
A colloidal silica dispersion containing colloidal silica having different shapes was prepared in the same manner as in Example 1. Next, the tungsten alkoxide dispersion prepared in Example 1 is added to the colloidal silica dispersion so that 50% by mass of tungsten alkoxide in terms of oxide is contained with respect to the mass of the colloidal silica, that is, SiO 2. : WO 3 = 50: 50 and a coating solution for forming a low reflection film having a solid content concentration of 1.9% by mass was prepared. The low reflection film forming coating solution was applied to a soda lime silicate glass plate in the same procedure as in Example 1, heated and fired, cooled, and then washed with tap water to obtain a glass with a film.

表2の物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、引き上げ速度3.4mm/sec条件で、実施例1と同様に膜を両面に形成してなる、膜付きガラス板の平均透過率は、膜を設ける前のソーダライムシリケートガラス板より1.6%向上し、92.1%であり、低反射膜付きガラスとしての所望の性能は得られなかった。   When the physical property values were measured in accordance with the physical property evaluation methods in Table 2, the average transmittance of the film-coated glass plate formed on both surfaces in the same manner as in Example 1 under the pulling speed of 3.4 mm / sec was The soda lime silicate glass plate before the film was provided was 1.6% higher than that of the soda lime silicate glass plate, 92.1%, and the desired performance as a glass with a low reflection film could not be obtained.

次いで、膜厚を触針式表面形状測定器で測定したところ、122nmであった。また、膜の屈折率をエリプソメーターで測定したところ、n=1.362であった。屈折率は、所望より高い値であった。   Subsequently, when the film thickness was measured with a stylus type surface shape measuring instrument, it was 122 nm. Further, the refractive index of the film was measured with an ellipsometer, and n = 1.362. The refractive index was higher than desired.

これは、コロイダルシリカに対するタングステン化合物の含有が、酸化物換算で5質量
%以上、40質量%以下の好ましい含有範囲より外れた結果である。
This is a result of the content of the tungsten compound with respect to the colloidal silica deviating from the preferable content range of 5% by mass or more and 40% by mass or less in terms of oxide.

比較例4
実施例1と同様にして、形状の異なるコロイダルシリカを含有するコロイダルシリカ分散液を調製し、ソーダライムシリケートガラス板に実施例1と同様の手順で塗布後、加熱焼成後、冷却した後に水道水にて洗浄し、膜付きガラスを得た。実施例1〜4、比較例1と異なり、タングステンアルコキシドは用いない。
Comparative Example 4
In the same manner as in Example 1, a colloidal silica dispersion containing colloidal silica having a different shape was prepared, applied to a soda lime silicate glass plate in the same manner as in Example 1, heated and fired, cooled, and then tap water To obtain glass with a film. Unlike Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, tungsten alkoxide is not used.

次いで、実施例1と同様に膜付きガラスの評価を行った。   Next, the film-coated glass was evaluated in the same manner as in Example 1.

前記物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、平均透過率は、膜を設ける前のソーダライムシリケートガラス板より、6.9%向上し、97.4%であった。膜の摩擦強度は、ネル布摩耗試験による3000回往復摩擦後の外観は曇りがあり、ヘイズは試験前に比べ、5.7%増大し、部分的に剥離があり摩擦強度に劣っていた。   When the physical property values were measured according to the physical property evaluation method, the average transmittance was 97.4%, which was 6.9% higher than the soda lime silicate glass plate before the film was provided. As for the frictional strength of the film, the appearance after 3000 reciprocating frictions in the flannel abrasion test was cloudy, and the haze increased by 5.7% compared to before the test, and there was partial peeling and the frictional strength was inferior.

高温高湿試験(85℃、相対湿度85%)による1000hr暴露後の膜付きガラスの平均透過率は95.4%であり、試験前と比較して、2.0%低下しており、外観は変色していた。これは、タングステンアルコキシドを用いなかった結果である。   The average transmittance of the glass with film after 1000 hr exposure by the high temperature and high humidity test (85 ° C., relative humidity 85%) is 95.4%, which is 2.0% lower than before the test, and the appearance Was discolored. This is a result of not using tungsten alkoxide.

当該膜付きガラスは、膜強度に劣り、高温高湿試験の結果、耐久性に乏しく、実用に耐えるものではなかった。   The film-coated glass was inferior in film strength, and as a result of the high-temperature and high-humidity test, it was poor in durability and could not withstand practical use.

比較例5
実施例1と同様にして、形状の異なるコロイダルシリカを含有するコロイダルシリカ分散液を調製し、TEOSをコロアダルシリカに対する質量比で20質量%となるように加えた。ソーダライムシリケートガラス板に実施例1と同様の手順で塗布後、加熱焼成し膜付きガラスを得た。実施例1〜4、比較例1〜3と異なり、タングステンアルコキシドは用いない。
Comparative Example 5
In the same manner as in Example 1, a colloidal silica dispersion containing colloidal silica having a different shape was prepared, and TEOS was added so that the mass ratio with respect to corodal silica was 20% by mass. After coating on a soda lime silicate glass plate in the same procedure as in Example 1, it was heated and fired to obtain glass with a film. Unlike Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3, tungsten alkoxide is not used.

次いで、実施例1と同様に膜付きガラス板の評価を行った。   Subsequently, the film-coated glass plate was evaluated in the same manner as in Example 1.

前記物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、平均透過率は、膜を設ける前のソーダライムシリケートガラス板より、4.1%向上しており、94.6%であった。低反射膜の摩擦強度は、ネル布摩耗試験による3000回往復摩擦後の外観は曇りがあり、ヘイズは試験前に比べ、5.7%増大し、部分的に剥離があり摩擦強度に劣っていた。   When the physical property values were measured according to the physical property evaluation method, the average transmittance was 94.6%, which was 4.1% higher than the soda lime silicate glass plate before the film was provided. The frictional strength of the low reflective film is cloudy in appearance after 3000 reciprocating rubs according to the nell cloth abrasion test, haze is increased by 5.7% compared to before the test, and there is partial peeling and inferior frictional strength. It was.

高温高湿試験(温度85℃、相対湿度85%)による1000hr暴露後の膜付きガラス板の平均透過率は91.6%であり、試験前と比較して、2.0%低下しており、外観は変色していた。これは、タングステンアルコキシドを用いなかった結果である。   The average transmittance of the glass plate with a film after 1000 hr exposure by the high temperature and high humidity test (temperature 85 ° C., relative humidity 85%) is 91.6%, which is 2.0% lower than before the test. The appearance was discolored. This is a result of not using tungsten alkoxide.

比較例6
実施例1で調製したタングステンアルコキシド溶液のみをソーダライムシリケートガラス板に塗布し、実施例1と同様に加熱焼成して成膜し、酸化タングステン膜付きガラスを得た。ヘイズが46.8%の白濁したすりガラス状のガラス板となった。
Comparative Example 6
Only the tungsten alkoxide solution prepared in Example 1 was applied to a soda lime silicate glass plate and heated and fired in the same manner as in Example 1 to obtain a glass with a tungsten oxide film. A haze of 46.8% became a cloudy ground glass glass plate.

[結果]
評価結果を表3に示す。

Figure 2013121893
[result]
The evaluation results are shown in Table 3.
Figure 2013121893

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により、低反射膜が形成された低反射膜付きガラスは、親水性、防汚性に優れており、帯電防止性能を有し汚れにくい。特に、表3に示す様に、実施例1、2の低反射膜付きガラスは、高い平均透過率を示し、ネル磨耗試験による膜の摩擦強度、高温高湿試験の結果、平均透過率が劣化することなく、秀でた耐久性を示した。   The glass with a low reflection film in which the low reflection film is formed by the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention is excellent in hydrophilicity and antifouling properties, has antistatic properties, and is hardly stained. In particular, as shown in Table 3, the glass with a low reflection film of Examples 1 and 2 showed high average transmittance, and the average transmittance deteriorated as a result of the frictional strength of the film by the flannel abrasion test and the high temperature and high humidity test. It showed excellent durability without doing.

[塗布液に対する水の添加]
前記実施例1で使用した低反射膜形成用塗布液、形状の異なるコロイダルシリカのみ用いた比較例2で使用した塗布液、形状の異なるコロイダルシリカの分散液にTEOSを加えた比較例3の塗布液に水を添加し、経時による固形分の析出を観察した。
[Addition of water to coating solution]
Coating solution for forming low reflection film used in Example 1, coating solution used in Comparative Example 2 using only colloidal silica having a different shape, and coating of Comparative Example 3 in which TEOS was added to a dispersion of colloidal silica having a different shape Water was added to the liquid, and precipitation of solid content with time was observed.

具体的には、実施例1の低反射膜形成用塗布液、比較例2および比較例3の塗布液に、純水を10.0質量%加え、室温(20℃)にて保管し、目視にて白濁および固形分の析出の有無を観察した。   Specifically, 10.0% by mass of pure water is added to the coating solution for forming a low reflection film of Example 1 and the coating solutions of Comparative Example 2 and Comparative Example 3, and stored at room temperature (20 ° C.). The presence or absence of white turbidity and solid content was observed.

形状の異なる2種類のコロイダルシリカ(棒状コロイダルシリカ+球状コロイダルシリカ)に好ましい比率でタングステンアルコキシドを加えた実施例1で使用した低反射膜形成用塗布液、形状の異なる2種類のコロイダルシリカのみ用いた比較例2ので使用した塗布液は純水を10.0質量%添加し、90日経過しても変化はみられなかった。   Low reflection film forming coating solution used in Example 1 in which tungsten alkoxide is added in a preferred ratio to two types of colloidal silica (rod-shaped colloidal silica + spherical colloidal silica), only for two types of colloidal silica having different shapes The coating solution used in Comparative Example 2 was added with 10.0% by mass of pure water, and no change was observed after 90 days.

比較して、形状の異なる2種類のコロイダルシリカの分散液にTEOSを加えた比較例3で使用した塗布液は、純水を10%添加し、1週間経過したところ、ゲル化して塗布液として使用不可能であった。   In comparison, the coating liquid used in Comparative Example 3 in which TEOS was added to two types of colloidal silica dispersions having different shapes was added with 10% of pure water, and after 1 week, it gelled and became a coating liquid. It was not usable.

次いで、純水を10.0質量%加え、90日経過した実施例1で調製した低反射膜形成用塗布液(実施例5とする)を用い、実施例1と同様にして、ソーダライムシリケートガラス板に塗布成膜し、得られた低反射膜付きガラスの物性評価を行った。   Subsequently, 10.0 mass% of pure water was added, and the soda lime silicate was used in the same manner as in Example 1 using the coating solution for forming a low reflection film prepared in Example 1 after 90 days (referred to as Example 5). The physical properties of the obtained glass with a low reflection film were evaluated by coating on a glass plate.

実施例5
形状の異なるコロイダルシリカを含有するコロイダルシリカ分散液にタングステンアルコキシド分散液を加えた低反射膜形成用塗布液を、実施例1と同様に調製し、次いで、純水を、液の総重量に対し10.0質量%加え、室温下(20℃)、90日間静置した。静置後の当該低反射膜形成用塗布液を、実施例1と同様の手順で、ソーダライムシリケートガラス板に塗布後、加熱焼成、冷却した後に水道水にて洗浄し、低反射膜付きガラスを得た。
Example 5
A coating solution for forming a low reflection film in which a tungsten alkoxide dispersion is added to a colloidal silica dispersion containing colloidal silica having different shapes is prepared in the same manner as in Example 1, and then pure water is added to the total weight of the liquid. 10.0 mass% was added and it left still for 90 days under room temperature (20 degreeC). The coating solution for forming a low reflection film after standing is applied to a soda lime silicate glass plate in the same procedure as in Example 1, heated and baked, cooled, washed with tap water, and glass with a low reflection film Got.

表2の物性評価方法に従い、物性値の測定をしたところ、引き上げ速度3.4mm/secの条件で、実施例1と同様に低反射膜を両面に形成してなる、低反射膜付きガラスの平均透過率は97.7%であり、低反射膜を設けていないガラス板の平均透過率、90.5%と比較して、平均透過率が7.2%向上した。   When the physical property values were measured according to the physical property evaluation methods in Table 2, the low reflective film-coated glass was formed by forming low reflective films on both sides in the same manner as in Example 1 under the condition of a pulling speed of 3.4 mm / sec. The average transmittance was 97.7%, and the average transmittance was improved by 7.2% compared with the average transmittance of 90.5% for the glass plate not provided with the low reflection film.

次いで、膜厚を触針式表面形状測定器で測定したところ、112nmであった。また、屈折率nをエリプソメーターで測定したところ、n=1.285であり、低反射膜付きガラスとして満足の行く性能が得られていた。   Next, the film thickness was measured with a stylus type surface shape measuring instrument and found to be 112 nm. Further, when the refractive index n was measured with an ellipsometer, n = 1.285, and satisfactory performance was obtained as a glass with a low reflection film.

次いで、この低反射膜の摩擦強度を摩耗試験機により、パットに取り付けたネル布を用いて、低反射膜付きガラスの表面を15g/cmの荷重で3000回、往復摩擦し、低反射膜の摩擦強度を評価した。外観は、やや擦り傷がありヘイズが見えたが、膜は剥離しておらず、平均透過率を測定したところ、96.8%であり、試験前に比べ、0.9%低下した。また純水の接触角を測定したところ15.2°であり、強い親水性を示した。 Next, the frictional strength of the low-reflection film was rubbed back and forth 3000 times with a load of 15 g / cm 2 using a flannel cloth attached to a pad by a wear tester. The friction strength of was evaluated. The appearance was slightly scratched and a haze was seen, but the film was not peeled off, and the average transmittance was measured to be 96.8%, which was 0.9% lower than that before the test. Further, when the contact angle of pure water was measured, it was 15.2 °, indicating strong hydrophilicity.

次いで、低反射膜の耐湿性評価のため、85℃、相対湿度85%下に高温高湿試験を行った。1000hr暴露後の平均透過率は、試験前と比較して1.0%低下しただけで96.7%であり、膜の外観および色調は殆ど変化していなかった。   Next, a high-temperature and high-humidity test was performed at 85 ° C. and a relative humidity of 85% in order to evaluate the moisture resistance of the low reflective film. The average transmittance after 1000 hr exposure was 96.7% only by a 1.0% decrease compared to before the test, and the appearance and color tone of the film were hardly changed.

結果を纏めて表4に示す。純水を加えていない実施例1で使用した低反射膜形成用塗布液により低反射膜を両面に形成してなる低反射膜付きガラスに対し、純水を10.0質量%加え、且つ90日経過後の実施例5の低反射膜形成用塗布液により低反射膜を両面に形成してなる低反射膜付きガラスの物性評価の結果は、実施例1の低反射膜付きガラスに劣らない結果であった。   The results are summarized in Table 4. To the glass with a low reflection film formed on both sides with the low reflection film forming coating solution used in Example 1 to which pure water was not added, 10.0% by mass of pure water was added, and 90% The result of the physical property evaluation of the glass with a low reflection film formed by forming the low reflection film on both sides with the coating liquid for forming the low reflection film of Example 5 after the passage of days is not inferior to the glass with the low reflection film of Example 1. Met.

比較例7
これら測定値は、成膜後、ガラス板の水洗を行った後の値である。余計なナトリウムイオン、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が付着した状態では、これら測定値は得られない。特に、水洗をしない状態で、耐湿性評価のため、高温高湿試験を行うと、1000hr暴露後の平均透過率は、試験前と比較して3.6%低下し94.4%であり、膜の外観および色調も変化し、ナトリウムイオン、珪酸ソーダ(NaSiO)およびタングステン酸ソーダ(NaWO)が付着した状態では、所望の耐湿性が得られないことがわかった。

Figure 2013121893
Comparative Example 7
These measured values are values after the glass plate is washed with water after film formation. In the state where extra sodium ions, sodium silicate (Na 2 SiO 3 ) and sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) are adhered, these measured values cannot be obtained. In particular, when a high temperature and high humidity test is performed for moisture resistance evaluation without washing with water, the average transmittance after 1000 hr exposure is 94.4%, which is 3.6% lower than that before the test. The appearance and color tone of the film also changed, and it was found that the desired moisture resistance could not be obtained when sodium ions, sodium silicate (Na 2 SiO 3 ), and sodium tungstate (Na 2 WO 4 ) were attached.
Figure 2013121893

水を加えることにより、低反射膜形成用塗布液の粘度の調整が容易であり、対応できる塗布方法の選択肢が増す。また、火気に対する安全性等も増す傾向がある。   By adding water, it is easy to adjust the viscosity of the coating solution for forming a low reflection film, and the choice of coating methods that can be handled increases. In addition, the safety against fire tends to increase.

本発明の低反射膜付きガラスの製造方法により、ソーダライムシリケートガラス板を用いてなる、低屈折率、耐熱性、耐磨耗性、耐湿性および防汚性に優れた低反射膜付ガラスが得られた。   According to the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, a glass with a low reflection film excellent in low refractive index, heat resistance, abrasion resistance, moisture resistance and antifouling property, which uses a soda lime silicate glass plate, is obtained. Obtained.

本発明の低反射膜付きガラス板の製造方法による低反射膜付きガラス板は、太陽電池用カバーガラス、ショーケース、窓または自動車用ガラス等において使用できる。特に、透過光のピーク波長を太陽電池の特性に合わせてシフトさせて、太陽電池の変換率を向上させることができるので、太陽電池用カバーガラスとして有用である。具体的には、シリカのみからなる低反射膜を有する低反射膜付きガラスの透過率の最大値のピークは通常500nm付近であるが、WOを含有させたことで、ピークが500nm〜900nmにずれ、太陽電池用カバーガラスとして使用するに優れた低反射部材が得られた。 The glass plate with a low reflection film according to the method for producing a glass plate with a low reflection film of the present invention can be used in a cover glass for solar cells, a showcase, a window, glass for automobiles, or the like. In particular, the peak wavelength of transmitted light can be shifted in accordance with the characteristics of the solar cell to improve the conversion rate of the solar cell, which is useful as a cover glass for a solar cell. Specifically, the peak of the maximum transmittance of the glass with a low reflection film having a low reflection film made only of silica is usually around 500 nm, but by including WO 3 , the peak is reduced to 500 nm to 900 nm. The low reflection member excellent in use as a cover glass for solar cells was obtained.

また、本発明の本発明の低反射膜付きガラスの製造方法における、低反射膜形成用塗布液は、固形分の析出がなく、液の寿命が長く、水を含有させることが可能で、ガラスとの濡れ性が良く、様々な塗布方法に対応する。   In the method for producing a glass with a low reflection film of the present invention, the coating liquid for forming a low reflection film has no solid content precipitation, has a long liquid life, and can contain water. It has good wettability and supports various application methods.

Claims (8)

コロイダルシリカおよびタングステン化合物を有機溶剤に含んでなり、コロイダルシリカの質量に対して、タングステン化合物が、酸化物換算で5質量%以上、40質量%以下の範囲に含有されてなる低反射膜形成用塗布液を、
ソーダライムシリケートガラス板に塗布し被膜を形成する第1の工程と、
ソーダライムシリケートガラス板に形成した被膜を焼成硬化させ低反射膜を得る第2の工程と、
被膜を焼成硬化させたソーダライムシリケートガラス板を水洗する第3の工程を、
含む、低反射膜付きガラスの製造方法。
For forming a low reflection film comprising colloidal silica and a tungsten compound in an organic solvent, wherein the tungsten compound is contained in the range of 5% by mass or more and 40% by mass or less in terms of oxide with respect to the mass of the colloidal silica. Apply the coating solution
A first step of applying a soda lime silicate glass plate to form a coating;
A second step of obtaining a low reflection film by baking and curing a film formed on a soda lime silicate glass plate;
A third step of washing the soda lime silicate glass plate with the coating fired and cured,
A method for producing a glass with a low reflection film.
コロイダルシリカが、走査型電子顕微鏡による観察で長径が5nm以上、100nm以下の棒状コロイダルシリカおよび粒径5nm以上、50nm以下の球状コロイダルシリカである、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the colloidal silica is a rod-like colloidal silica having a major axis of 5 nm or more and 100 nm or less and a spherical colloidal silica having a particle diameter of 5 nm or more and 50 nm or less as observed with a scanning electron microscope. 棒状コロイダルシリカ:球状コロイダルシリカの質量比が、20:80〜80:20である、請求項2に記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the mass ratio of rod-shaped colloidal silica: spherical colloidal silica is 20:80 to 80:20. タングステン化合物が、W(OR6−n
(nは、1≦n≦6、Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基、s―アミル基、2−エチルヘキシル基、メトキシエチル基、メトキシプロピル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基、エトキシプロピル基またはフェニル基であり、Xはハロゲン原子である。)
である、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の方法。
The tungsten compound is W (OR 1 ) 6-n X n
(N is 1 ≦ n ≦ 6, R 1 is each independently a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t -Butyl group, n-amyl group, i-amyl group, s-amyl group, 2-ethylhexyl group, methoxyethyl group, methoxypropyl group, ethoxymethyl group, ethoxyethyl group, ethoxypropyl group or phenyl group, X Is a halogen atom.)
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein:
タングステン化合物が、W(OR6―nCl
(nは、1≦n≦6、Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基またはs―アミル基である。)
である、発明1乃至請求項4のいずれか1項に記載の方法。
The tungsten compound is W (OR 2 ) 6-n Cl n
(N is 1 ≦ n ≦ 6, R 2 is each independently methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t -Butyl group, n-amyl group, i-amyl group or s-amyl group.
The method according to any one of Inventions 1 to 4, wherein:
タングステン化合物が、イソプロピルアルコール溶媒下、下記の反応
WCl + 5Na(OR) → W(ORCl + 5NaCl
(Rは、それぞれ独立に、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i−ブチル基、t―ブチル基、n―アミル基、i―アミル基またはs―アミル基である。)
で合成されたW(ORClである、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の方法。
The tungsten compound is converted into the following reaction WCl 6 + 5Na (OR 2 ) → W (OR 2 ) 5 Cl + 5NaCl in an isopropyl alcohol solvent.
(R 2 is each independently a methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-amyl group, i-amyl group or s-amyl group.)
The method according to claim 1, which is W (OR 2 ) 5 Cl synthesized by:
低反射膜が屈折率1.20以上、1.40以下である、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the low reflection film has a refractive index of 1.20 or more and 1.40 or less. 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の方法で得られた低反射膜つき太陽電池カバーガラス。 A solar cell cover glass with a low reflection film obtained by the method according to any one of claims 1 to 7.
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